(57)【要約】【課題】電流経路において大電流を流すことができる電子機器を提供すること。【解決手段】第１金属板２０と放熱部材１２とを締結部材４１によって締結し、締結部材４１の締結によって第１金属板２０の面と放熱部材１２の面とを直接接触させるようにした。これによれば、電子部品１１から発せられる熱によって、回路基板１０ａが放熱部材１２に対して反るように変形しようとしても、第１金属板２０の面と放熱部材１２の面との接触が締結部材４１の締結により確保される。【選択図】図３
2015126105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品の第１電極と電気的に接続される第１金属板と、
前記電子部品における前記第１電極とは異なる極性の第２電極と電気的に接続される第２金属板と、
前記第１金属板と前記第２金属板とを絶縁する絶縁基板と、を有する回路基板を備え、
グランドに接続される導電部材を有し、
前記第２金属板を流れる電流を、前記導電部材に電気的に接続される負荷へ供給する電子機器であって、
前記第１金属板と前記導電部材とは締結部材によって締結され、
前記締結部材の締結によって前記第１金属板の面と前記導電部材の面とが直接接触していることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記絶縁基板には貫通孔が形成されており、
前記第１金属板は、前記絶縁基板の第１面に接着される接着部位と、前記貫通孔を通過して前記絶縁基板の第１面とは反対側の面である第２面よりも突出するとともに前記電子部品が搭載される搭載部を有する突出部と、を有し、
前記第２金属板は、前記絶縁基板の第２面に接着されており、
前記第１金属板は、前記絶縁基板を介することなく前記導電部材に熱的に結合されていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記第１金属板と前記導電部材との間には放熱グリスが介在されており、
前記第１金属板及び前記導電部材の少なくとも一方には、前記締結部材の締結によって前記第１金属板と前記導電部材とが直接接触する部位を囲む環状溝が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
銅板等から回路導体を打ち抜き成形した後、折り曲げ加工により端子部を立ち上げ、回路導体を絶縁基板に接着固定した大電流回路基板が、例えば特許文献１に開示されている。端子部は、グランドに接続された導電部材と接触することで、大電流を流す電流経路を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平３−１１７８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、絶縁基板の線膨脹係数と回路導体の線膨脹係数との違いにより、電子部品から発せられる熱によって、大電流回路基板が反る場合がある。大電流回路基板が反ると、端子部と導電部材との接触面積が小さくなってしまい、電流経路において大電流を流すことができなくなってしまう。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、電流経路において大電流を流すことができる電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する電子機器は、電子部品の第１電極と電気的に接続される第１金属板と、前記電子部品における前記第１電極とは異なる極性の第２電極と電気的に接続される第２金属板と、前記第１金属板と前記第２金属板とを絶縁する絶縁基板と、を有する回路基板を備え、グランドに接続される導電部材を有し、前記第２金属板を流れる電流を、前記導電部材に電気的に接続される負荷へ供給する電子機器であって、前記第１金属板と前記導電部材とは締結部材によって締結され、前記締結部材の締結によって前記第１金属板の面と前記導電部材の面とが直接接触している。
【０００７】
これによれば、電子部品から発せられる熱によって、回路基板が導電部材に対して反るように変形しようとしても、第１金属板の面と導電部材の面との接触を締結部材の締結により確保することができる。よって、締結部材によって第１金属板と導電部材とを締結するだけで、第１金属板と導電部材とを電気的に接続することができ、導電部材、第１金属板、第１電極、第２電極、第２金属板、負荷を流れて導電部材へ還流する電流の電流経路を確保することができる。その結果、電流経路において大電流を流すことができる。
【０００８】
上記電子機器において、前記絶縁基板には貫通孔が形成されており、前記第１金属板は、前記絶縁基板の第１面に接着される接着部位と、前記貫通孔を通過して前記絶縁基板の第１面とは反対側の面である第２面よりも突出するとともに前記電子部品が搭載される搭載部を有する突出部と、を有し、前記第２金属板は、前記絶縁基板の第２面に接着されており、前記第１金属板は、前記絶縁基板を介することなく前記導電部材に熱的に結合されていることが好ましい。
【０００９】
これによれば、第１金属板と導電部材との間に絶縁基板が介在されている場合に比べると、電子部品から発せられる熱を、第１金属板から導電部材に効率良く放熱することができる。
【００１０】
上記電子機器において、前記第１金属板と前記導電部材との間には放熱グリスが介在されており、前記第１金属板及び前記導電部材の少なくとも一方には、前記締結部材の締結によって前記第１金属板と前記導電部材とが直接接触する部位を囲む環状溝が形成されていることが好ましい。
【００１１】
これによれば、電子部品から発せられる熱における第１金属板から導電部材への熱伝達を、放熱グリスによって促進させることができるため、電子部品から発せられる熱をさらに効率良く放熱することができる。また、放熱グリスが環状溝に流れ込む分、第１金属板と導電部材との間に放熱グリスが流れ込んでしまうことを抑制することができ、第１金属板と導電部材とが放熱グリスを介することなく直接接触した状態を確保することができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、電流経路において大電流を流すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態における電子機器を示す上面図。
【図２】図１における２−２線断面図。
【図３】図１における３−３線断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、電子機器を具体化した一実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。
図１及び図２に示すように、電子機器１０は、電子部品１１が複数（本実施形態では４つ）搭載される第１金属板２０と、第１金属板２０の一部の上面に積層される絶縁基板３０と、絶縁基板３０の上面に積層される第２金属板３１とからなる回路基板１０ａを有する。さらに、電子機器１０は、第１金属板２０と熱的に結合された導電部材としての放熱部材１２を有する。放熱部材１２は、第１金属板２０とは異なる材料であるアルミニウムにより形成されるとともに、グランドに接続されている。
【００１５】
第１金属板２０は、放熱部材１２の上面に積層されている。第１金属板２０は、厚さ０．５ｍｍの平板状の銅板からなるとともに、所定の形状にパターニングされている。また、第１金属板２０は、その一部が折り曲げられている。具体的には、第１金属板２０は、第１折曲線Ｐ１にて上側（谷折り）に折り曲げられるとともに、第２折曲線Ｐ２にて下側（山折り）に折り曲げられ、さらに、第３折曲線Ｐ３にて下側（山折り）に折り曲げられるとともに、第４折曲線Ｐ４にて上側（谷折り）に折り曲げられている。
【００１６】
第１金属板２０は、第２折曲線Ｐ２と第３折曲線Ｐ３との間に形成される突出部２１と、第１折曲線Ｐ１から第２折曲線Ｐ２とは反対側に延びる第１外周部２２と、第１外周部２２と突出部２１とを繋ぐ第１屈曲部２３とを有する。さらに、第１金属板２０は、第４折曲線Ｐ４から第３折曲線Ｐ３とは反対側に延びる第２外周部２４と、第２外周部２４と突出部２１とを繋ぐ第２屈曲部２５とを有する。突出部２１、第１外周部２２及び第２外周部２４は互いに平行に延びている。
【００１７】
図１において破線で示すように、第１外周部２２には、突出部２１の両側に延在するとともに突出部２１よりも下方に位置する平面視Ｌ字状の一対の延在部２２ａ，２２ｂが形成されている。第２外周部２４には、突出部２１の両側に延在するとともに突出部２１よりも下方に位置する平面視Ｌ字状の一対の延在部２４ａ，２４ｂが形成されている。各延在部２２ａ，２４ａの先端部同士は対向配置されるとともに、各延在部２２ｂ，２４ｂの先端部同士は対向配置されている。
【００１８】
図２に示すように、第１外周部２２及び第２外周部２４の上面には平板状の絶縁基板３０が積層された状態で接着されている。よって、第１外周部２２及び第２外周部２４は、第１金属板２０における絶縁基板３０の下面（第１面）に接着される接着部位を形成している。絶縁基板３０の中央部には、第１金属板２０の突出部２１が通過可能な貫通孔３０ｈが形成されている。突出部２１の上面は、貫通孔３０ｈを通過して絶縁基板３０の上面（絶縁基板３０の第１面とは反対側の面である第２面）よりも突出している。
【００１９】
図１に示すように、絶縁基板３０の上面には、第２金属板３１が積層された状態で接着されている。第２金属板３１は厚さ０．５ｍｍの平板状の銅板からなるとともに、所定の形状にパターニングされている。第２金属板３１は、第１金属板２０の第１外周部２２及び第２外周部２４に重なり合う位置に配置されている。突出部２１の上面、及び第２金属板３１の上面はそれぞれ同一平面上に位置している。絶縁基板３０は、第１金属板２０と第２金属板３１とを絶縁している。
【００２０】
各電子部品１１は、突出部２１の上面における各延在部２２ｂ，２４ｂ寄りに搭載されている。よって、突出部２１は、各電子部品１１が搭載された搭載部２６を複数（本実施形態では４つ）有している。ここで、搭載部２６とは、突出部２１において、電子部品１１と接触しているとともに電子部品１１と熱的に結合している部位のことをいう。
【００２１】
図２に示すように、突出部２１は、各電子部品１１の第１電極１１ａと電気的に接続されている。第１電極１１ａはアノード電極である。また、各電子部品１１には、第１電極１１ａとは異なる極性の第２電極１１ｂが設けられている。第２電極１１ｂはカソード電極である。第２金属板３１は、各電子部品１１の第２電極１１ｂと電気的に接続されている。
【００２２】
図３に示すように、第１金属板２０と放熱部材１２とは締結部材４１によって締結されている。本実施形態では、締結部材４１はボルトである。締結部材４１は、突出部２１における各延在部２２ａ，２４ａ寄りに配置されるとともに、突出部２１を貫通して放熱部材１２にねじ込まれている。
【００２３】
第１金属板２０と放熱部材１２との間には放熱グリス２７が介在されている。放熱グリス２７としては、例えばシリコングリスが用いられる。放熱部材１２における突出部２１と重なり合う上面には座部１２ａが突設されている。さらに、放熱部材１２には座部１２ａを囲む環状溝１２ｂが形成されている。そして、第１金属板２０と放熱部材１２との間に放熱グリス２７が塗布されると、放熱グリス２７が環状溝１２ｂに流れ込む。これによれば、放熱グリス２７が環状溝１２ｂに流れ込む分、第１金属板２０と座部１２ａとの間に放熱グリス２７が流れ込んでしまうことが抑制されている。
【００２４】
そして、締結部材４１の締結によって第１金属板２０の下面と座部１２ａの上面とが直接接触している。よって、環状溝１２ｂは、第１金属板２０と座部１２ａとが直接面接触する部位を囲むように形成されている。
【００２５】
第２金属板３１を流れる電流は、放熱部材１２に電気的に接続される負荷４２に供給される。そして、放熱部材１２、座部１２ａ、第１金属板２０の突出部２１、第１電極１１ａ、第２電極１１ｂ、第２金属板３１、負荷４２を流れて放熱部材１２へ還流する電流の電流経路が確保されている。
【００２６】
次に、本実施形態の作用について説明する。
絶縁基板３０の線膨脹係数と第１金属板２０の線膨張係数とが異なるため、各電子部品１１から発せられる熱によって、回路基板１０ａが放熱部材１２に対して反るように変形しようとする。しかし、締結部材４１の締結によって、第１金属板２０の下面と座部１２ａの上面との接触が確保されているため、回路基板１０ａが放熱部材１２に対して反るように変形しようとしても、第１金属板２０と放熱部材１２とが電気的に接続され、電流の電流経路が確保される。その結果、電流経路において大電流（例えば１２０Ａ）を流すことが可能となっている。
【００２７】
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）第１金属板２０と放熱部材１２とを締結部材４１によって締結し、締結部材４１の締結によって第１金属板２０の面と放熱部材１２の面とを直接接触させるようにした。これによれば、電子部品１１から発せられる熱によって、回路基板１０ａが放熱部材１２に対して反るように変形しようとしても、第１金属板２０の面と放熱部材１２の面との接触を締結部材４１の締結により確保することができる。その結果、締結部材４１によって第１金属板２０と放熱部材１２とを締結するだけで、第１金属板２０と放熱部材１２とを電気的に接続することができる。そして、放熱部材１２、第１金属板２０、第１電極１１ａ、第２電極１１ｂ、第２金属板３１、負荷４２を流れて放熱部材１２へ還流する電流の電流経路を確保することができる。その結果、電流経路において大電流を流すことができる。
【００２８】
（２）例えば、電子機器１０としては、絶縁基板３０の上面に、電子部品１１の第１電極１１ａと電気的に接続される第１金属板と、電子部品１１の第２電極１１ｂと電気的に接続される第２金属板とがそれぞれ所定の形状にパターニングされた状態で固定されており、絶縁基板３０の下面に放熱部材１２が固定されている構成も考えられる。この構成であると、第１金属板と放熱部材１２との間に絶縁基板３０が介在しているため、電子部品１１から発せられる熱が放熱部材１２へ放熱され難い。しかし、本実施形態では、第１金属板２０は、絶縁基板３０を介することなく放熱部材１２に熱的に結合されているため、第１金属板２０と放熱部材１２との間に絶縁基板３０が介在されている場合に比べると、電子部品１１から発せられる熱を、第１金属板２０から放熱部材１２に効率良く放熱することができる。これによって、電子部品１１の熱によって回路基板１０ａが反り難くなるため、大電流を流しやすい。
【００２９】
（３）第１金属板２０と放熱部材１２との間に放熱グリス２７を介在した。さらに、放熱部材１２に、締結部材４１の締結によって第１金属板２０と放熱部材１２とが直接接触する部位を囲む環状溝１２ｂを形成した。これによれば、電子部品１１から発せられる熱における第１金属板２０から放熱部材１２への熱伝達を、放熱グリス２７によって促進させることができるため、電子部品１１から発せられる熱をさらに効率良く放熱することができる。また、放熱グリス２７が環状溝１２ｂに流れ込む分、第１金属板２０と放熱部材１２との間に放熱グリス２７が流れ込んでしまうことを抑制することができ、第１金属板２０と放熱部材１２とが放熱グリス２７を介することなく直接接触した状態を確保することができる。
【００３０】
（４）放熱グリス２７は、例えば、第１金属板２０と放熱部材１２との間に、伝熱板を介在させる場合に比べると、第１金属板２０と放熱部材１２との間の隙間を埋め易い。よって、各電子部品１１から発せられる熱をさらに効率良く放熱することができる。
【００３１】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  実施形態において、放熱部材１２に環状溝１２ｂを形成せずに、第１金属板２０における放熱部材１２側の面において、座部１２ａを囲む位置に環状溝を形成してもよい。
【００３２】
○  実施形態において、第１金属板２０における放熱部材１２側の面において、座部１２ａを囲む位置にも環状溝がさらに形成されていてもよい。
○  実施形態において、環状溝１２ｂを削除してもよい。
【００３３】
○  実施形態において、第１金属板２０と放熱部材１２との間に、放熱グリス２７に代えて、伝熱板を介在させてもよい。
○  実施形態において、第１金属板２０と放熱部材１２との間に放熱グリス２７を介在させなくてもよく、第１金属板２０と放熱部材１２とが直接接触していてもよい。
【００３４】
○  実施形態において、電子機器１０は、絶縁基板３０の上面に、電子部品１１の第１電極１１ａと電気的に接続される第１金属板と、電子部品１１の第２電極１１ｂと電気的に接続される第２金属板とがそれぞれ所定の形状にパターニングされた状態で固定されており、絶縁基板３０の下面に放熱部材１２が固定されている構成であってもよい。この場合、絶縁基板３０に貫通孔を形成するとともに、放熱部材１２に、貫通孔を通過可能なボス部を延設し、ボス部を第１金属板に接触させる。そして、ボス部に締結部材４１をねじ込むことで、第１金属板と放熱部材１２とを締結するとともに、締結部材４１の締結によって、第１金属板の面とボス部の面とを直接接触させるようにする。
【００３５】
○  実施形態において、第１金属板２０及び第２金属板３１の厚みや材質等は特に限定されるものではない。例えば、第１金属板２０及び第２金属板３１が、アルミニウム等の導電性金属材料により形成されていてもよい。
【００３６】
○  実施形態において、例えば、主成分に液体金属やセラミック等を用いた放熱グリスを用いてもよい。
○  実施形態において、放熱部材１２は、アルミニウム以外の導電性材料により形成されていてもよい。要は、放熱部材１２は導電部材であればよい。
【００３７】
○  実施形態において、締結部材４１として、ボルト以外のものを用いてもよい。要は、締結部材４１は、第１金属板２０と放熱部材１２とを締結できるものであればよい。
○  実施形態において、電子部品１１の数は特に限定されるものではない。
【００３８】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）前記第１金属板及び前記第２金属板は銅板により形成されている。
（ロ）前記導電部材はアルミニウムにより形成されている。
【符号の説明】
【００３９】
１０…電子機器、１０ａ…回路基板、１１…電子部品、１１ａ…第１電極、１１ｂ…第２電極、１２…導電部材としての放熱部材、１２ｂ…環状溝、２０…第１金属板、２１…突出部、２６…搭載部、２７…放熱グリス、３０…絶縁基板、３０ｈ…貫通孔、３１…第２金属板、４１…締結部材、４２…負荷。
【図１】
2015126105.tif 000003
【図２】
2015126105.tif 000004
【図３】
2015126105.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成27年4月10日(2015.4.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
電子部品の第１電極と電気的に接続される第１金属板と、
前記電子部品における前記第１電極とは異なる極性の第２電極と電気的に接続される第２金属板と、
前記第１金属板と前記第２金属板とを絶縁する絶縁基板と、を有する回路基板を備え、
グランドに接続される導電部材を有し、
前記第２金属板を流れる電流を、前記導電部材に電気的に接続される負荷へ供給する電子機器であって、
前記絶縁基板は、前記第１金属板に積層され、前記絶縁基板には貫通孔が形成されており、
前記第１金属板には、前記貫通孔に対応する部分に前記電子部品が搭載されており、
前記第１金属板と前記導電部材とは締結部材によって締結され、
前記締結部材の締結によって前記第１金属板の前記貫通孔に対応する部分の下面と前記導電部材の面とが前記絶縁基板を介することなく直接接触していることを特徴とする電子機器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記課題を解決する電子機器は、電子部品の第１電極と電気的に接続される第１金属板と、前記電子部品における前記第１電極とは異なる極性の第２電極と電気的に接続される第２金属板と、前記第１金属板と前記第２金属板とを絶縁する絶縁基板と、を有する回路基板を備え、グランドに接続される導電部材を有し、前記第２金属板を流れる電流を、前記導電部材に電気的に接続される負荷へ供給する電子機器であって、前記絶縁基板は、前記第１金属板に積層され、前記絶縁基板には貫通孔が形成されており、前記第１金属板には、前記貫通孔に対応する部分に前記電子部品が搭載されており、前記第１金属板と前記導電部材とは締結部材によって締結され、前記締結部材の締結によって前記第１金属板の前記貫通孔に対応する部分の下面と前記導電部材の面とが前記絶縁基板を介することなく直接接触している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
これによれば、電子部品から発せられる熱によって、回路基板が導電部材に対して反るように変形しようとしても、第１金属板の面と導電部材の面との接触を締結部材の締結により確保することができる。よって、締結部材によって第１金属板と導電部材とを締結するだけで、第１金属板と導電部材とを電気的に接続することができ、導電部材、第１金属板、第１電極、第２電極、第２金属板、負荷を流れて導電部材へ還流する電流の電流経路を確保することができる。その結果、電流経路において大電流を流すことができる。また、第１金属板と導電部材との間に絶縁基板が介在されている場合に比べると、電子部品から発せられる熱を、第１金属板から導電部材に効率良く放熱することができる。