(57)【要約】【課題】簡素な構成で基板と放熱部材との固着力を高めることが可能な回路構成体を提供する。【解決手段】回路構成体１０は、発熱部品１１が実装され、かつ、貫通孔２２Ａ，２２Ｂが形成された基板２０と、基板２０に重ねられる放熱部材４０と、基板２０と放熱部材４０との間に挟まれ、基板２０の熱を放熱部材４０に伝える伝熱部材５０と、を備え、伝熱部材５０は、基板２０の貫通孔２２Ａ，２２Ｂの孔壁に密着している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱部品が実装され、かつ、貫通孔が形成された基板と、
前記基板に重ねられる放熱部材と、
前記基板と前記放熱部材との間に挟まれ、前記基板の熱を前記放熱部材に伝える伝熱部材と、を備え、
前記伝熱部材は、前記基板の前記貫通孔の孔壁に密着している、回路構成体。
【請求項２】
前記伝熱部材は、前記基板の前記貫通孔内に充填されている請求項１に記載の回路構成体。
【請求項３】
前記発熱部品は、前記基板における前記貫通孔の上に実装されている請求項１又は請求項２に記載の回路構成体。
【請求項４】
前記発熱部品における前記基板側の面の周縁部は、前記基板の前記貫通孔上に配されており、前記発熱部品の前記周縁部には前記伝熱部材が密着している請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の回路構成体。
【請求項５】
前記発熱部品における前記基板側の面には、前記伝熱部材が進入する凹部が形成されている請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の回路構成体。
【請求項６】
前記凹部は、前記基板の前記貫通孔に連なる位置に形成されている請求項５に記載の回路構成体。
【請求項７】
前記凹部は、前記基板側の開口よりも奥側が大きくなる形状とされている請求項５又は請求項６に記載の回路構成体。
【請求項８】
前記発熱部品は、通電により発熱する部品本体と、前記部品本体が装着される台座部とを備え、前記台座部に前記凹部が形成されている請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の回路構成体。
【請求項９】
前記発熱部品は、コイルと磁性体コアとを有するコイル装置であり、前記磁性体コアが前記伝熱部材に密着している請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の回路構成体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書では、回路構成体に関する技術を開示する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品が実装された基板が放熱部材上に固定され、基板の熱が放熱部材を介して外部に放熱される技術が知られている。特許文献１では、実装部品が実装されたコイル基板が放熱板の上に載置されており、放熱板に対してネジで固定されたバネ支持具によって実装部品及びコイル基板が放熱板側に押圧されて固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１５３７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記構成では、コイル基板と放熱部材とを固定するために放熱板にネジで固定されたバネ支持具を用いるため、バネ支持具の分だけ部品点数が多くなり、構成が複雑になるという問題があった。
【０００５】
本明細書に記載された技術は、上記のような事情に基づいて完成されたものであって、簡素な構成で基板と放熱部材との固着力を高めることが可能な回路構成体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書に記載された回路構成体は、発熱部品が実装され、かつ、貫通孔が形成された基板と、前記基板に重ねられる放熱部材と、前記基板と前記放熱部材との間に挟まれ、前記基板の熱を前記放熱部材に伝える伝熱部材と、を備え、前記伝熱部材は、前記基板の前記貫通孔の孔壁に密着している。
本構成によれば、基板と放熱部材との間に挟まれる伝熱部材が基板の貫通孔の孔壁に密着していることにより、基板と放熱部材との間の伝熱部材の固着力を高めることができるため、（必ずしもネジを用いなくても）基板を放熱部材とを強固に固着することが可能になる。これにより、簡素な構成で基板と放熱部材との固着力を高めることが可能になる。
【０００７】
本明細書に記載された技術の実施態様としては以下の態様が好ましい。
前記伝熱部材は、前記基板の前記貫通孔内に充填されている。
このようにすれば、より一層、基板と放熱部材との固着力を高めることが可能になる。
【０００８】
前記発熱部品は、前記基板における前記貫通孔の上に実装されている。
このようにすれば、発熱部品の熱を貫通孔内の伝熱部材を介して放熱部材に伝え、放熱部材から放熱することができる。
【０００９】
前記発熱部品における前記基板側の面の周縁部は、前記基板の前記貫通孔上に配されており、前記発熱部品の前記周縁部には前記伝熱部材が密着している。
このようにすれば、伝熱部材が発熱部品の周縁部に密着することにより、基板に対する発熱部品の固着力を高めることができる。
【００１０】
前記発熱部品における前記基板側の面には、前記伝熱部材が進入する凹部が形成されている。
このようにすれば、伝熱部材が発熱部品の凹部に進入することで発熱部品と基板との固着力を高めることができる。
【００１１】
前記凹部は、前記基板の前記貫通孔に連なる位置に形成されている。
このようにすれば、発熱部品の凹部への伝熱部材の挿入を容易に行うことができる。
【００１２】
前記凹部は、前記基板側の開口よりも奥側が大きくなる形状とされている。
このようにすれば、基板と伝熱部材との固着力を高めることが可能になる。
【００１３】
前記発熱部品は、通電により発熱する部品本体と、前記部品本体が装着される台座部とを備え、前記台座部に前記凹部が形成されている。
このようにすれば、汎用品の部品本体を台座部に装着して発熱部品を構成することができるため、製造コストを低減することができる。
【００１４】
前記発熱部品は、コイルと磁性体コアとを有するコイル装置であり、前記磁性体コアが前記伝熱部材に密着している。
このようにすれば、発熱の大きいコイル装置の熱は、伝熱部材を介して放熱部材から外部に放熱することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本明細書に記載された技術によれば、簡素な構成で基板と放熱部材との固着力を高めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１の回路構成体を示す平面図
【図２】図１のＡ−Ａ断面図
【図３】図２の伝熱部材が充填された部分の近傍を拡大した図
【図４】回路構成体の分解斜視図
【図５】コイル装置を基板に組み付ける工程を説明する斜視図
【図６】コイル装置及びフレーム部が装着された基板を伝熱部材が塗布された放熱部材に重ねる工程を説明する斜視図
【図７】図６の状態から基板を伝熱部材が塗布された放熱部材に重ねた状態を示す斜視図
【図８】実施形態２のコイル装置を示す斜視図
【図９】コイル装置を図８とは異なる方向から示す斜視図
【図１０】コイル装置が基板に実装された状態を示す平面図
【図１１】図１０のＢ−Ｂの断面における回路構成体の一部を拡大して示す断面図
【図１２】実施形態３の回路構成体の伝熱孔の近傍を拡大した断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜実施形態１＞
実施形態１を図１〜図７を参照しつつ説明する。
回路構成体１０は、例えば車両のバッテリ等の電源と、ランプ、ワイパー等の車載電装品やモータ等からなる負荷との間の電力供給経路に配され、例えばＤＣ−ＤＣコンバータやインバータ等に用いることができる。回路構成体１０は任意の向きで配置することができるが、以下では、図１のＸ方向を前方、Ｙ方向を左方、図２のＺ方向を上方として説明する。
【００１８】
回路構成体１０は、図２に示すように、コイル装置１１（「発熱部品」の一例）が実装された基板２０と、基板２０の上に装着されるフレーム部３０と、基板２０の下に重ねられる放熱部材４０と、基板２０と放熱部材４０との間に挟まれる伝熱部材５０とを備えている。
【００１９】
コイル装置１１は、基板２０上に左右一対設けられており、各コイル装置１１は、コイル１２と磁性体コア１４とを有する。コイル１２は、銅、銅合金等の金属からなり、本実施形態では平角線を螺旋状に巻回したエッジワイズコイルとされている。コイル１２は、基板２０の面と直交する方向を軸として複数回巻回されている。コイル１２における磁性体コア１４の外方に導出された部分は、Ｌ字状に曲げられており、先端側には、基板２０の導電路に接続される一対の端子部１３が下方に延びている。磁性体コア１４は、フェライト等の高透磁率の磁性体で形成され、一対の分割部材１４Ａ，１４Ｂを組み合わせて構成されており、コイル１２の内側に挿通されるとともに、コイル１２の外側を包囲する形状とされている。
【００２０】
基板２０は、例えば長方形状であって、絶縁材料からなる絶縁板に銅箔等からなる導電路がプリント配線技術により形成されたプリント基板が用いられている。なお、基板は、本実施形態ではプリント基板のみとしたが、これに限られず、例えばプリント基板に銅や銅合金等の金属板材からなるバスバーを接着剤等で貼り合わせて基板を構成してもよい。基板２０は、図５に示すように、コイル装置１１の端子部１３が挿通される複数の端子挿通孔２１と、伝熱部材５０が充填される複数の伝熱孔２２Ａ，２２Ｂ（「貫通孔」の一例）と、フレーム部３０の基板接続端子３３が接続される複数の接続孔２４と、ネジをネジ留めするための複数のネジ孔２５と、フレーム部３０の位置保持凸部（図示しない）に嵌合してフレーム部３０の位置を保持する複数の位置保持孔２７とが貫通形成されている。
【００２１】
複数の接続孔２４、複数のネジ孔２５及び複数の位置保持孔２７は、基板２０の周縁部寄りの位置に間隔を空けて設けられている。複数の端子挿通孔２１及び複数の伝熱孔２２Ａ，２２Ｂは、コイル装置１１の位置に応じて設けられている。複数の伝熱孔２２Ａ，２２Ｂは、コイル装置１１が載置される領域に前後方向及び左右方向に並んで配置されておいる。複数の伝熱孔２２Ａ，２２Ｂのうち、伝熱孔２２Ｂの外側に伝熱孔２２Ｂを包囲するように並んだ伝熱孔２２Ａは、コイル装置１１が基板２０の所定位置に載置されると、図３に示すように、各伝熱孔２２Ａ内の領域の一部が磁性体コア１４の底面１４Ｃの外周縁に覆われ、同じ伝熱孔２２Ａ内の領域の残りの部分が磁性体コア１４の底面１４Ｃに覆われないように構成されている。一方、複数の伝熱孔２２Ａの内側に配される複数の伝熱孔２２Ｂについては、各伝熱孔２２Ｂの全体の領域が底面１４Ｃに覆われる（塞がれる）ように構成されている。
【００２２】
フレーム部３０は、図４に示すように、合成樹脂製のフレーム本体３１と、外部の端子と接続される外部接続部３２とを有する。フレーム本体３１には、図示しないネジの軸部が挿通される通し孔３１Ａが左方側の角部に貫通形成されている。外部接続部３２は、フレーム本体３１の左端側に配され、スタッドボルト３２Ａが固定されている。外部接続部３２は、フレーム本体３１内に固定されたバスバーの一方側に設けられており、バスバーの他方側は、フレーム本体３１の下方に導出された基板接続端子３３とされている。
【００２３】
放熱部材４０は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金等の金属類その他材料であって、平板状の板状部４１と、板状部４１の底面１４Ｃ側に設けられる放熱フィン４４とを備えている。板状部４１は、平坦な上面を有する。板状部４１の上面には、ネジ留めするための複数のネジ孔４２と、フレーム部３０の位置を保持するための位置保持凹部４１Ａと、端子部１３や基板接続端子３３を逃げる逃げ凹部４３とが形成されている。
【００２４】
伝熱部材５０は、熱伝導性の高い材料からなり、図３に示すように、放熱部材４０の上面に積層される伝熱層部５１と、基板２０の伝熱孔２２Ａ，２２Ｂに充填される複数の充填部５２と、基板２０の伝熱孔２２Ａの上に膨出された膨出部５３とを備える。各充填部５２は、複数の伝熱孔２２Ａ，２２Ｂの全てに設けられている。伝熱層部５１は所定の厚み（上下方向の寸法）で形成されている。伝熱部材５０の材料としては、例えば、熱硬化性や熱可塑性の接着剤、基材に接着剤が塗布された接着シート、放熱グリス、放熱ジェル、熱伝導シート等を用いることができる。接着剤の場合は、例えばエポキシ系の接着剤等の液を混合して常温で固化するものを用いることができる。また、例えば、絶縁性を有する合成樹脂製のフィルムの両面に絶縁性を有する接着剤が塗布されたものを用いたり、伝熱フィラー等の添加物を含有させて伝熱性を高めるようにしてもよい。
【００２５】
次に、回路構成体１０の製造方法について説明する。
図５に示すように、基板２０の端子挿通孔２１にコイル装置１１の端子部１３を挿通しつつ、基板２０上にコイル装置１１を載置する。また、基板２０の接続孔２４、位置保持孔２７にフレーム部３０の基板接続端子３３及び位置保持凸部を挿通しつつ、基板２０の上にフレーム部３０を載置する（図６）。そして、例えば、フロー半田付けにより、端子部１３や基板接続端子３３を基板２０の導電路に接続された端子挿通孔２１及び接続孔２４に半田付けする。
【００２６】
次に、放熱部材４０の上面におけるネジ孔４２、位置保持凹部４１Ａ及び逃げ凹部４３以外の部分に粘性を有する伝熱部材５０を塗布する（図６）。次に、伝熱部材５０の上に基板２０及びフレーム部３０を重ね、フレーム部３０の通し孔３１Ａ、基板２０のネジ孔２５及び放熱部材４０のネジ孔４２に対して図示しないネジでネジ留めする。ネジ留めの際の締付けトルクに応じて、基板２０が伝熱部材５０を下方に押圧し、伝熱部材５０が基板２０の伝熱孔２２Ａ，２２Ｂの下端から伝熱孔２２Ａ，２２Ｂ内に進入して上方側に向けて充填されていく。フレーム部３０及び基板２０が放熱部材４０に対して所定のトルクでネジ留めされると、伝熱孔２２Ａ，２２Ｂの全体が充填部５２で充填される。このとき、コイル装置１１の底面１４Ｃの外周縁部に重なる伝熱孔２２Ａについては、伝熱孔２２Ａの上方側にはみ出して膨出された膨出部５３が形成される（図７）。そして、伝熱部材５０が硬化することにより、回路構成体１０が形成される。回路構成体１０に金属製又は合成樹脂線のカバー５５（図２参照）を被せ、カバー５５を放熱部材４０に図示しないネジでネジ留めすることにより、電気接続箱が形成される。
【００２７】
本実施形態によれば、以下の作用、効果を奏する。
回路構成体１０は、コイル装置１１（発熱部品）が実装され、かつ、伝熱孔２２Ａ，２２Ｂ（貫通孔）が形成された基板２０と、基板２０に重ねられる放熱部材４０と、基板２０と放熱部材４０との間に挟まれ、基板２０の熱を放熱部材４０に伝える伝熱部材５０と、を備え、伝熱部材５０は、基板２０の伝熱孔２２Ａ，２２Ｂの孔壁（内壁）に密着している。
本実施形態によれば、基板２０と放熱部材４０との間に挟まれる伝熱部材５０が基板２０の伝熱孔２２Ａ，２２Ｂの孔壁に密着していることにより、基板２０と放熱部材４０との間の伝熱部材５０の固着力を高めることができるため、（基板と放熱部材とを固定するためのネジの本数を減らしても）基板２０を放熱部材４０とを強固に固着することが可能になる。これにより、簡素な構成で基板２０と放熱部材４０との固着力を高めることが可能になる。
【００２８】
また、伝熱部材５０は、基板２０の伝熱孔２２Ａ，２２Ｂ内に充填されている。
このようにすれば、より一層、基板２０と放熱部材４０との固着力を高めることが可能になる。
【００２９】
また、コイル装置１１は、基板２０における伝熱孔２２Ａ，２２Ｂの上に実装されている。
このようにすれば、コイル装置１１の熱を伝熱孔２２Ａ，２２Ｂ内に充填された伝熱部材５０を介して放熱部材４０に伝え、放熱部材４０から放熱することができる。
【００３０】
また、コイル装置１１における底面１４Ｃ（基板２０側の面）の外周縁部は、基板２０の伝熱孔２２Ａ上に配されており、コイル装置１１の外周縁部には伝熱部材５０が密着している。
このようにすれば、伝熱部材５０がコイル装置１１の外周縁部に密着することにより、基板２０に対するコイル装置１１の固着力を高めることができる。
【００３１】
また、発熱部品は、コイル１２と磁性体コア１４とを有するコイル装置１１であり、磁性体コア１４が伝熱部材５０に密着している。
このようにすれば、回路構成体１０において発熱の大きいコイル装置１１の熱は、伝熱部材５０を介して放熱部材４０から外部に放熱することができる。
【００３２】
＜実施形態２＞
次に、実施形態２を図８〜図１１を参照して説明する。実施形態２は、コイル装置６０の底面６５Ｃに凹部６３を形成したものである。以下では、実施形態１と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００３３】
図１１に示すように、基板６６には、伝熱部材５０が充填される複数の伝熱孔６５Ａ，６５Ｂ（「貫通孔」の一例）が前後方向及び左右方向に並んで配されている。複数の伝熱孔６５Ａは、複数の伝熱孔６５Ｂの外側に、複数の伝熱孔６５Ｂを包囲するようにコイル装置６０の底面６５Ｃの周縁部に沿って並んでいる。
【００３４】
コイル装置６０は、図８，図９に示すように、通電により発熱する部品本体６１と、部品本体６１が装着される台座部６２とを備える。部品本体６１は、実施形態１のコイル装置６０と同一構成とすることができる。台座部６２は、長方形の平板状であって、例えば合成樹脂製又は金属製とすることができる。台座部６２は、部品本体６１に対して接着等の固定手段により固定されている。
【００３５】
台座部６２の裏面（下面）には、図９に示すように、複数の凹部６３が前後方向及び左右方向に間隔を空けて並んで配されている。各凹部６３は、図１１に示すように、下端に長方形状の開口６３Ａを有し、上方側に向けて傾斜状に孔径が大きくなり、奥端部（上端部）に拡径された天井部６３Ｂを有するアンカー形状とされている。コイル装置６０が基板６６の所定位置に載置されると、複数の伝熱孔６５Ａは、各伝熱孔６５Ａ内の領域の一部が磁性体コア１４の底面６５Ｃの外周縁に覆われ、伝熱孔６５Ａ内の領域の残りの部分が磁性体コア１４の底面６５Ｃに覆われないように構成されている。一方、複複数の伝熱孔６５Ｂについては、各伝熱孔２２Ｂの全体の領域が台座部６２に覆われる（塞がれる）ように構成されている。
【００３６】
放熱部材４０上に塗布された伝熱部材５０の上に基板６６及びフレーム部３０を重ね、ネジでフレーム部３０及び基板６６を放熱部材４０にネジ留めすると、ネジ留めの際の締付けトルクにより、基板６６が伝熱部材５０を下方に押圧し、伝熱部材５０が基板６６の伝熱孔６５Ａ，６５Ｂの下端から伝熱孔６５Ａ，６５Ｂ内に進入し、伝熱孔６５Ａ，６５Ｂ内を上方側に向けて伝熱部材５０が充填されていく。フレーム部３０及び基板６６が放熱部材４０に対して所定のトルクでネジ留めされると、伝熱孔６５Ａ，６５Ｂ及び凹部６３に充填部５２が充填される。
【００３７】
実施形態２によれば、コイル装置６０における基板６６側の面には、伝熱部材５０が進入する凹部６３が形成されているため、伝熱部材５０が台座部６２の凹部６３に進入することでコイル装置６０と基板６６との固着力を高めることができる。
【００３８】
また、凹部６３は、基板６６の伝熱孔６５Ａ，６５Ｂに連なる位置に形成されているため、回路構成体１０の製造時に、伝熱部材５０が伝熱孔６５Ａ，６５Ｂを通って凹部６３に充填されやすくすることができる。
【００３９】
また、凹部６３は、基板６６側の開口６３Ａよりも奥側が大きくなるアンカー形状とされているため、コイル装置６０と基板６６との固着力を高めることが可能になる。
【００４０】
また、コイル装置６０は、通電により発熱する部品本体６１と、部品本体６１が装着される台座部６２とを備え、台座部６２に凹部６３が形成されているため、汎用品の部品本体６１を台座部６２に装着してコイル装置６０を構成することができ、製造コストを低減することができる。
【００４１】
＜実施形態３＞
次に、実施形態３について、図１２を参照しつつ説明する。上記実施形態では、基板２０の伝熱孔２２Ａ，２２Ｂ，６５Ａ，６５Ｂは、一定の径とされていたが、実施形態３では、基板７０の伝熱孔７１について軸方向の位置により伝熱孔７１の径を変更したものである。以下では、上記実施形態１と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００４２】
伝熱孔７１は、上下方向（軸方向）における下方側に径小部７１Ａが形成され、上方側に径小部７１Ａに対して段差状に拡径された径大部７１Ｂが形成されている。径大部７１Ｂに伝熱部材５０の充填部５２が充填されると、径小部７１Ａと径大部７１Ｂとの間の段差部７２により基板７０と放熱部材４０との間の固着力を高めることができるとともに、径大部７１Ｂにより基板７０上に実装されたコイル装置１１（６０）と伝熱部材５０との接触面積が大きくなり、コイル装置１１（６０）と伝熱部材５０との間の熱伝導性を向上させることが可能になる。
【００４３】
＜他の実施形態＞
本明細書に記載された技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本明細書に記載された技術の技術的範囲に含まれる。
（１）発熱部品は、コイル装置１１，６０としたが、これに限られない。例えば、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）等のリレー、抵抗、キャパシタ、ＩＣ（Integrated Circuit）等としてもよい。
【００４４】
（２）上記実施形態では、伝熱部材５０には膨出部５３が形成される構成としたが、膨出部５３が形成されない構成としてもよい。また、伝熱孔には、伝熱部材５０が充填される構成としたが、これに限られず、例えば、伝熱孔内に隙間を有し、伝熱部材５０が伝熱孔の孔壁に密着する構成としてもよい。また、実施形態２では、伝熱部材５０は台座部６２の凹部６３に充填される構成としたが、これに限られず、凹部６３内に隙間を有しつつ伝熱部材５０が凹部６３の内壁に密着する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１０：  回路構成体
１１，６０：  コイル装置（発熱部品）  
１２：  コイル
１３：  端子部
１４：  磁性体コア
２０，６６，７０：  基板
２２Ａ，２２Ｂ，６５Ａ，６５Ｂ，７１：  伝熱孔（貫通孔）
４０：  放熱部材
５０：  伝熱部材
５２：  充填部
５３：  膨出部
６１：  部品本体
６２：  台座部
６３：  凹部
６３Ａ：  開口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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