(57)【要約】【課題】電気部品の放熱を、部品レイアウトの自由度が大きく損なわれないように行える「回路板装置」を提供する。【解決手段】プリント配線板１の上面に搭載したパワーアンプＩＣ２の上にパワーアンプＩＣ２を覆うように熱伝導性を備えたプレート５を配置し、プリント配線板１の下方にプリント配線板１の下面と間隔を空けてヒートシンク６を配置し、プリント配線板１を貫通して上下に延びる、熱伝導性を備えた連結部材７でプレート５とヒートシンク６を連結する。連結部材７は、プリント配線板１に固定されており、ヒートシンク６とプレート５は連結部材７を介してプリント配線板１によって支持されている。これにより、プリント配線板１の上面のパワーアンプＩＣ２の近くに、パワーアンプＩＣ２に電流を供給する電解コンデンサ３を配置することができるようになる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線板と、
配線板の第１面に搭載された電気部品と、
前記電気部品の、当該電気部品から見て前記第１面と反対側となる面上に、当該反対側の面と熱的に接続するように配置された、熱伝導性を備えたプレートと、
前記配線板から見て当該配線板の前記第１面の反対側の面である第２面側となる位置に配置された放熱部材と、
前記配線板に設けられている孔を貫通した形態で前記プレートと前記放熱部材とを連結する、熱伝導性を備えた連結部材とを有することを特徴とする回路板装置。
【請求項２】
請求項１記載の回路板装置であって、
前記放熱部材は、前記連結部材によって支持された形態で、当該第２面との間に間隔をおいて配置されてていることを特徴とする回路板装置。
【請求項３】
請求項２記載の回路板装置であって、
前記配線板の前記第２面の、前記放熱部材と前記第２面との間となる位置に搭載された電気部品を有することを特徴とする回路板装置。
【請求項４】
請求項１、２または３記載の回路板装置であって、
前記連結部材は、一方の端部が前記プレートに連結され他方の端部が前記放熱部材に連結された、前記孔を貫通した棒状の、前記配線板に固定された部材であることを特徴とする回路板装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４記載の回路板装置であって、
前記配線板は、内層としてグランドのプレーン層を有する多層のプリント配線板であって、
前記プレートと前記連結部材は導電性を有し、
前記連結部材は、前記グランドのプレーン層と電気的に接続していることを特徴とする回路板装置。
【請求項６】
請求項５記載の回路板装置であって、
前記孔は、前記グランドのプレーン層と電気的に接続しているスルービアであり、
前記連結部材は、前記スルービアを介して前記グランドのプレーン層と電気的に接続していることを特徴とする回路板装置。
【請求項７】
請求項１記載の回路板装置であって、
前記プレートは、前記第１面に沿って前記電気部品よりも側方に張り出す張出部を有し、
前記孔は、前記電気部品が搭載された位置の側方に設けられ、
前記連結部材は、前記電気部品の側方において前記張出部と前記放熱部材を連結することを特徴とする回路板装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路板に搭載された電気部品を冷却する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回路板に搭載された電気部品を冷却する技術としては、回路板に搭載されたＩＣの上面の上にヒートシンクをＩＣと熱的に接続させて配置し、ヒートシンクにより当該ＩＣの熱を放熱する技術が知られている（たとえば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４-１８３２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した回路板に搭載されたＩＣの上面の上にヒートシンクを配置する技術によれば、回路板の板面に沿った方向のサイズがＩＣの上面のサイズより大きい大型のヒートシンクを用いる場合、ＩＣの近くには、ヒートシンクと干渉してしまうために、他の電気部品を搭載することができなくなってしまい、回路板の部品レイアウトの自由度が損なわれる。
【０００５】
また、ヒートシンクを配置するＩＣの近くに他の電気部品を搭載することができなると、性能上の問題が生じることがある。
すなわち、たとえば、ヒートシンクを配置するＩＣがオーディオ信号を増幅するパワーアンプである場合、当該パワーアンプに電流を供給する電解コンデンサをパワーアンプの近くに配置できなくなると、パワーアンプの応答特性が劣化する等の問題が生じる。
【０００６】
また、上述した回路板に搭載されたＩＣの上面の上にヒートシンクを配置する技術によれば、ヒートシンクとして導電体である金属のヒートシンクを用いた場合、ＩＣを発生源とするノイズがヒートシンクに伝搬してヒートシンクから放射され、回路板のＥＭＣ(ＥＭＩ）性能が悪化することがある。
【０００７】
そこで、本発明は、電気部品の放熱を、部品レイアウトの自由度が大きく損なわれないように行うことを課題とする。
また、併せて、本発明は、電気部品の放熱を、回路板のＥＭＣ(ＥＭＩ）性能が悪化しないように行うことも課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題達成のために、本発明は、配線板と、配線板の第１面に搭載された電気部品と、前記電気部品の、当該電気部品から見て前記第１面と反対側となる面上に、当該反対側の面と熱的に接続するように配置された、熱伝導性を備えたプレートと、前記配線板から見て、当該配線板の前記第１面の反対側の面である第２面側となる位置に配置された放熱部材と、前記配線板に設けられている孔を貫通した形態で前記プレートと前記放熱部材とを連結する、熱伝導性を備えた連結部材とを備えた回路板装置を提供する。
【０００９】
このような回路板装置によれば、配線板の第１面に搭載された電気部品の冷却を行う放熱部材を、配線板に対して当該配線板の前記第１面の反対側の面である第２面側となる位置に配置することができるので、放熱部材の存在によって配線板の第１面の部品レイアウトの自由度が大きく損なわれることはない。また、第１面の電気部品の近くに任意の部品を配置することができるようになる。
【００１０】
ここで、このような回路板装置は、前記放熱部材を、前記連結部材によって支持した形態で、当該第２面との間に間隔をおいて配置するようにしてもよい。また、この場合には、前記配線板の前記第２面の、前記放熱部材と前記第２面との間となる位置に電気部品を搭載するようにしてもよい。
【００１１】
このように、放熱部材を、配線板の第２面との間に間隔をおいて配置することにより、前記配線板の前記第２面の、前記放熱部材と前記第２面との間となる位置にも、電気部品を搭載することができるようになり、配線板の第２面についても、部品レイアウトの自由度が放熱部材の存在によって損なわれてしまうことを抑制できる。
【００１２】
ここで、以上の回路板装置は、前記連結部材を、一方の端部が前記プレートに連結され他方の端部が前記放熱部材に連結された、前記孔を貫通した棒状の、前記配線板に固定された部材としてもよい。
【００１３】
また、以上の回路板装置は、前記配線板を内層としてグランドのプレーン層を有する多層のプリント配線板とし、前記プレートと前記連結部材を導電性を有するものとし、前記連結部材を前記グランドのプレーン層と電気的に接続するようにしてもよい。また、この場合には、このような回路板装置は、前記孔を、前記グランドのプレーン層と電気的に接続しているスルービアとし、前記連結部材を、前記スルービアを介して前記グランドのプレーン層と電気的に接続してもよい。
【００１４】
これらのようにすることにより、電気部品を発生源とするノイズをグランドのプレーン層に流し、当該ノイズが放熱部材に伝搬して放熱部材から放射されてしまうことを抑制できる。
【００１５】
なお、以上のような回路板装置の具体的な構造としては、前記プレートは、前記第１面に沿って前記電気部品よりも側方に張り出す張出部を有し、前記孔は、前記電気部品が搭載された位置の側方に設けられ、前記連結部材は、前記電気部品の側方において前記張出部と前記放熱部材を連結するものが考えられる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、本発明は、電気部品の放熱を、部品レイアウトの自由度が大きく損なわれないように行うことができる。
また、本発明によれば、電気部品の放熱を、回路板のＥＭＣ(ＥＭＩ）性能が悪化しないように行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係るプリント回路板を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るプリント回路板とプレートとヒートシンクの連結構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１に、本実施形態に係るプリント回路板（PCB; printed circuit board）を示す。
便宜上、図１ａ中に示すようにプリント回路板の上下左右前後を定めるものとして、図１ａはプリント回路板を上方より斜視したようすを表し、図１ｂはプリント回路板を下方より斜視したようすを表し、図１ｃはプリント回路板の上面を表し、図１ｄはプリント回路板の右面を表し、図１ｅはプリント回路板の前面を表し、図１ｆはプリント回路板の下面を表している。
【００１９】
図示するように、プリント回路板は、プリント配線板１(PWB; printed wiring board）を備えている。また、プリント配線板１の上面には、オーディオを増幅するパワーアンプＩＣ２と、電解コンデンサ３と、その他の電子部品（図示を省略）が搭載されている。
【００２０】
また、プリント配線板１の下面にも電子部品４が搭載されている。
そして、パワーアンプＩＣ２の上面の上には、当該上面より前後左右方向のサイズが大きいプレート５が当該上面を覆うように設けられている。プレート５は、熱伝導性と導電性を備えた金属製の平板状の部材であり、上下方向に見て四角形の形状を有している。そして、プレート５の下面はパワーアンプＩＣ２の上面に熱伝導性グリス等を用いて密着されており、プレート５とパワーアンプＩＣ２は熱的に接続している。
【００２１】
なお、プレート５は、上下方向に見てパワーアンプＩＣ２の上面よりも側方にプリント配線板１の上面に沿って張り出す張出部５ａを有している。
また、プリント配線板１の下方には、プリント配線板１の下面と間隔を空けてヒートシンク６が配置されている。
そして、プリント配線板１の下面とヒートシンク６との間の空間を利用して、プリント配線板１の下面のヒートシンク６の上方の領域にも、チップコンデンサやチップ抵抗などの比較的背の低い電子部品４が搭載されている。なお、図示を省略したが、プリント配線板１の下面のヒートシンク６の上方の領域以外の領域にも電子部品４は搭載されている。
【００２２】
次に、プリント回路版は、上下方向に見て、上下方向に見て、パワーアンプＩＣ２の外側の、プレート５の四隅（張出部５ａ）に重なる位置に配置された４つの連結部材７を備えており、各連結部材７は、プリント配線板１を貫通して上下に延び、上端がプレート５の下面に下端がヒートシンク６の上面に連結されている。
【００２３】
また、各連結部材７は、プリント配線板１に固定されており、ヒートシンク６とプレート５は４つの連結部材７を介してプリント配線板１によって支持されている。
ここで、ヒートシンク６、プリント配線板１、プレート５の連結構造について説明する。
まず、プリント配線板１の、４つの連結部材７の配置位置には、それぞれ、図２ａ１にプリント配線板１の上面を、図２ａ２にプリント配線板１の断面を示すように、連結部材７を貫通させるための孔１１が設けられている。なおこの孔１１は、パワーアンプＩＣ２が搭載された位置の側方に設けられている。
【００２４】
また、プリント配線板１は、多層基板であり、内層としてグランドのプレーン層である（全面がグランドのベタパターンである）グランド層１２を備えている。
そして、プリント配線板１に設けた孔１１は、グランド層１２に接続したスルービアとなっており、プリント配線板１の上面と下面の孔１１の開口のまわりにはスルービアを介してグランド層１２に接続したランド１３が設けられている。
【００２５】
次に、図２ｂにヒートシンク６、プリント配線板１、プレート５の連結構造を断面によって示すように、連結部材７は、パワーアンプＩＣ２の側方においてプリント配線板１に設けた孔１１を通って上下に延びており、連結部材７の上端はプレート５の張出部５ａの下面にネジ等によって固定され、連結部材７の下端はヒートシンク６の上面にネジ等によって固定され、プレート５と連結部材７とヒートシンク６は熱的及び電気的に接続する。
【００２６】
そして、連結部材７は、プリント配線板１の上面において、半田や導電性の接着材などの導電性の接合材８を用いて、連結部材７とランド１３が導通するように、プリント配線板１に固定される。ただし、各連結部材７は、プリント配線板１の下面、または、上面及び下面において、導電性の接合材８によって、連結部材７とランド１３が導通するように、プリント配線板１に固定してもよい。
【００２７】
また、図２ｂに示すように、連結部材７の上下方向の位置決めのために、連結部材７にフランジ７１を設けたり、連結部材７を通す管状のスペーサ９を設けるようにしてもよい。
【００２８】
以上、本発明の実施形態について説明した。
本実施形態によれば、プリント配線板１の上面に搭載されたパワーアンプＩＣ２の冷却を行うヒートシンク６を、プリント配線板１の下面側に配置することができるので、ヒートシンク６の存在によってプリント配線板１の上面の部品レイアウトの自由度が大きく損なわれることはない。また、プリント配線板１の上面のパワーアンプＩＣ２の近くにパワーアンプＩＣ２に電流を供給する電解コンデンサ３を配置することができるようになる。
【００２９】
また、ヒートシンク６を、プリント配線板１の下面との間に間隔をおいて配置しているので、プリント配線板１の下面のヒートシンク６の上方の領域にも、電子部品４を搭載することができるようになり、プリント配線板１の下面についても、部品レイアウトの自由度がヒートシンク６の存在によって損なわれてしまうことを抑制できる。
【００３０】
また、本実施形態によれば、パワーアンプＩＣ２を発生源とするノイズをグランドのプレーン層であるグランド層１２に流し、当該ノイズがヒートシンク６に伝搬してヒートシンク６から放射されてしまうことを抑制できる。
【００３１】
なお、以上では、ヒートシンク６を、プリント配線板１の下面との間に間隔をおいて配置したが、プリント配線板１の下面のヒートシンク６の上方の領域に電子部品４を搭載しない場合には、ヒートシンク６を、プリント配線板１の下面との間に間隔をおかずに配置するようにしてもよい。
【００３２】
また、以上では、パワーアンプＩＣ２の放熱をヒートシンク６で行う場合について説明したが、以上の実施形態は、パワーアンプＩＣ２に代えて任意の電気部品の放熱をヒートシンク６で行う場合に同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１…プリント配線板、２…パワーアンプＩＣ、３…電解コンデンサ、４…電子部品、５…プレート、５ａ…張出部、６…ヒートシンク、７…連結部材、８…接合材、９…スペーサ、１１…孔、１２…グランド層、１３…ランド、７１…フランジ。
【図１】
2019197786.tif 000003
【図２】
2019197786.tif 000004