(57)【要約】【課題】電子部品から発生した熱を放出すると共に、従来よりも組み立て手順が容易である。【解決手段】電子部品と、電子部品が部品面に実装される基板と、電子部品及び基板を収容し、鋳物からなるケースと、基板とケースとの間に介装され、基板に実装される電子部品から発生する熱をケースに伝導させ、電気を絶縁し、ケースの内面に密着する樹脂部材とを具備し、基板は、部品面の裏面における電子部品に対応する箇所が樹脂部材に接するように固定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品と、
前記電子部品が部品面に実装される基板と、
前記電子部品及び基板を収容し、鋳物からなるケースと、
前記基板と前記ケースとの間に介装され、前記基板に実装される電子部品から発生する熱を前記ケースに伝導させ、電気を絶縁し、前記ケースの内面に密着する樹脂部材とを具備し、
前記基板は、前記部品面の裏面における前記電子部品に対応する箇所が前記樹脂部材に接するように固定されることを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記基板の前記部品面の裏面における前記電子部品に対応する箇所に対応して前記樹脂部材の表面に配置される樹脂側放熱用金属板をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記樹脂部材は、前記基板の部品面の裏面に突出する前記電子部品のリード線との接触を避けるための凹部が設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の電子装置。
【請求項４】
前記基板の前記部品面の裏面における前記電子部品に対応する箇所に配置される基板側放熱用金属板をさらに具備することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項５】
前記樹脂部材は、前記基板より熱伝導性の高いフィラー材入り樹脂であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項６】
熱を伝導し、電気を絶縁する樹脂部材と、
前記樹脂部材の表面に配置される樹脂側放熱用金属板とを備えることを特徴とする伝熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置及び伝熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子装置では、電子部品に発生した熱を放出する方法として、基板に取り付けられた電子部品をヒートシンク（例えば、電子部品及び基板を収容するケース）に接続し、電子部品から発生する熱をヒートシンクを介して外部に放出することが行われている。例えば、下記特許文献１には、ヒートシンクと、ヒートシンクに接続されるパワーモジュールと、パワーモジュールに接続される配線が形成された基板とを備える駆動装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−９０４７２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、上記従来技術では、鋳物からなるケース等のヒートシンクに電子部品を取り付けた上で、電子部品のリード線を基板にハンダ付けするという組み立て手順であるため、手順が煩雑であるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、電子部品から発生した熱を放出すると共に、従来よりも組み立て手順が容易であることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では、電子装置に係る第１の解決手段として、電子部品と、前記電子部品が部品面に実装される基板と、前記電子部品及び基板を収容し、鋳物からなるケースと、前記基板と前記ケースとの間に介装され、前記基板に実装される電子部品から発生する熱を前記ケースに伝導させ、電気を絶縁し、前記ケースの内面に密着する樹脂部材とを具備し、前記基板は、前記部品面の裏面における前記電子部品に対応する箇所が前記樹脂部材に接するように固定される、という手段を採用する。
【０００７】
本発明では、電子装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記基板の前記部品面の裏面における前記電子部品に対応する箇所に対応して前記樹脂部材の表面に配置される樹脂側放熱用金属板をさらに具備する、という手段を採用する。
【０００８】
本発明では、電子装置に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記樹脂部材は、前記基板の部品面の裏面に突出する前記電子部品のリード線との接触を避けるための凹部が設けられる、という手段を採用する。
【０００９】
本発明では、電子装置に係る第４の解決手段として、上記第１〜第３のいずれか１つの解決手段において、前記基板の前記部品面の裏面における前記電子部品に対応する箇所に配置される基板側放熱用金属板をさらに具備する、という手段を採用する。
【００１０】
本発明では、電子装置に係る第５の解決手段として、上記第１〜第４のいずれか１つの解決手段において、前記樹脂部材は、前記基板より熱伝導性の高いフィラー材入り樹脂である、という手段を採用する。
【００１１】
本発明では、伝熱装置に係る解決手段として、熱を伝導し、電気を絶縁する樹脂部材と、前記樹脂部材の表面に配置される樹脂側放熱用金属板とを備える、という手段を採用する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電子部品と、電子部品が部品面に実装される基板と、電子部品及び基板を収容し、鋳物からなるケースと、基板とケースとの間に介装され、基板に実装される電子部品から発生する熱をケースに伝導させ、電気を絶縁し、ケースの内面に密着する樹脂部材とを具備し、基板は、部品面の裏面における電子部品に対応する箇所が樹脂部材に接するように固定されることによって、電子部品から発生した熱を放出すると共に、電子部品を取り付けた基板をケースに固定するという組み立て手順でできあがるため、従来よりも組み立て手順が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子装置の分解図（ａ）及び基板２のハンダ面２ｂ側（ｂ）を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電子装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態に係る電子装置は、例えば、モータを駆動するためのインバータであり、図１に示すように、ディスクリートデバイス１、基板２、ケース３、フィラー材入り樹脂４、樹脂側放熱用金属板５及び基板側放熱用金属板６から構成されている。
【００１５】
ディスクリートデバイス１は、単機能からなる半導体であり、放熱面が基板２の一方の面である部品面２ａに接するように取り付けられている。ディスクリートデバイス１は、例えば、モータを駆動するためのインバータを構成するＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）あるいはＭＯＳＦＥＴ（metal oxide semiconductor field effect transistor）等のスイッチング素子からなり、該スイッチング素子がモールド樹脂に封止される。
【００１６】
このディスクリートデバイス１は、制御用の端子であるゲート端子がマイコン等の制御装置（図示略）に接続され、一方、ＩＧＢＴの場合にはコレクタ端子及びエミッタ端子が、またＭＯＳＦＥＴの場合にはドレイン端子及びソース端子が、直流電力を供給するための電源回路（図示略）に接続される。インバータである電子装置では、ディスクリートデバイス１が上述した制御装置から入力される制御信号に基づいてスイッチングを実行することによって、直流電力を交流電力であるモータの駆動電力に変換する。
【００１７】
基板２は、矩形状の基板であり、ガラスエポキシ樹脂などの絶縁体を基材として複数の配線が形成されている。基板２の一方の面が部品面２ａとなっており、この部品面２ａ上に、ディスクリートデバイス１が取り付けられている。また、基板２の他方の面は、ハンダ面２ｂとなっている。ディスクリートデバイス１のリード線１ａは、基板２に設けられてた貫通孔を介して、ハンダ面２ｂに導かれ、ハンダ面２ｂにハンダ付けされている。
【００１８】
基板２は、サーマルビアあるいは銅インレイ等が設けられ、該サーマルビアあるいは銅インレイ等によって、ディスクリートデバイス１で発生した熱のハンダ面２ｂへの伝導を促進する。また、基板２は、ネジ等によってケース３に固定され、樹脂側放熱用金属板５及び基板側放熱用金属板６を介して、部品面２ａの裏面であるハンダ面２ｂにおけるディスクリートデバイス１に対応する箇所がフィラー材入り樹脂４に接している。
【００１９】
ケース３は、金属製の鋳物であり、ディスクリートデバイス１、基板２、フィラー材入り樹脂４、樹脂側放熱用金属板５及び基板側放熱用金属板６を収容する。ケース３は、外部から加わる物理的な衝撃等から上述しディスクリートデバイス１、基板２、フィラー材入り樹脂４、樹脂側放熱用金属板５及び基板側放熱用金属板６を保護する。また、ケース３は、上述した電子装置の各構成要素を保護する機能以外にも、ディスクリートデバイス１で発生した熱を放出するためのヒートシンクとして機能する。このケース３は、上述したように金属製の鋳物であるが、内面３ａ（図２参照）に平面加工が施されておらず、内面３ａが粗面となっている。そのため、粗面である内面３ａ上に平面部材を設けた場合、内面３ａと平面部材との界面は熱的接触部分が少なく、熱伝達が低くなってしまう。
【００２０】
フィラー材入り樹脂４は、基板２とケース３との間に介装され、基板２に実装されるディスクリートデバイス１から発生する熱をケース３に伝導させ、電気を絶縁し、ケース３の内面３ａに密着する。つまり、フィラー材入り樹脂４は、高い熱伝導性及び電気絶縁性を有すると共に、熱可塑性を有し、加熱及び加圧によってケース３の内面３ａに密着固定（図２参照）されている。このフィラー材入り樹脂４の特性は、例えば、熱伝導率が５w/m・ｋであり、絶縁耐圧が５Ｖ以上であり、耐熱性が１５０度である。
【００２１】
また、フィラー材入り樹脂４は、基板２のハンダ面２ｂに突出するディスクリートデバイス１のリード線１ａやリード線１ａを基板２に接続するためのハンダとの接触を避けるための凹部４ａが設けられている。
【００２２】
樹脂側放熱用金属板５は、銅等の高い熱伝導性を有する金属板であり、基板２の部品面２ａの裏面であるハンダ面２ｂにおけるディスクリートデバイス１に対応する箇所に対応してフィラー材入り樹脂４の表面に配置される。
【００２３】
基板側放熱用金属板６は、樹脂側放熱用金属板５と同様、銅等の高い熱伝導性を有する金属板であり、基板２の部品面２ａの裏面であるハンダ面２ｂにおけるディスクリートデバイス１に対応する箇所に配置される。
【００２４】
次に、このように構成された電子装置の作用及び効果について説明する。
本電子装置では、組み立て手順として、ディスクリートデバイス１を予め基板２に実装した上で、該基板２をケース３に固定する。この結果、ケース３等のヒートシンクにディスクリートデバイス１を取り付けた上で、ディスクリートデバイス１のリード線１ａを基板２にハンダ付けし、さらに基板を固定するという従来の組み立て手順と比べて、電子装置の組立工数を削減することが可能となる。また、本電子装置では、ケース３の内面３ａを、平面加工せずに、粗面の状態で使用しているので、平面加工の工程を削減することができる。
【００２５】
また、本電子装置では、基板２に実装されるディスクリートデバイス１から発生する熱をケース３に伝導させ、電気を絶縁し、ケース３の内面に密着するフィラー材入り樹脂４が、基板２とケース３との間に介装されている。また、銅等の高い熱伝導性を有する樹脂側放熱用金属板５が、基板２の部品面２ａの裏面であるハンダ面２ｂにおけるディスクリートデバイス１に対応する箇所に対応してフィラー材入り樹脂４の表面に配置される。また、銅等の高い熱伝導性を有する基板側放熱用金属板６が、基板２の部品面２ａの裏面であるハンダ面２ｂにおけるディスクリートデバイス１に対応する箇所に配置される。さらに、フィラー材入り樹脂４の厚みは、絶縁耐圧を確保できる範囲で可能な限り薄くして、熱抵抗を極力小さくしている。上述の結果、本電子装置では、ディスクリートデバイス１とケース３との絶縁耐圧を確保しつつ、熱抵抗の小さい構成とすることができる。また、熱伝導性の高いフィラー材入り樹脂４が、基板２とケース３との間に介装されていることによって、ディスクリートデバイス１から発生した熱は、フィラー材入り樹脂４が広がる方向に拡散される。
【００２６】
また、本電子装置では、フィラー材入り樹脂４が、加熱及び加圧によって、ケース３の粗面である内面３ａに密着固定されているので、熱抵抗を最小限にすることができる。
【００２７】
また、本電子装置において、フィラー材入り樹脂４には、基板２の部品面２ａのハンダ面２ｂに突出するディスクリートデバイス１のリード線１ａ及びリード線１ａを基板２に接続するためのハンダとの接触を避けるための凹部４ａが設けられている。これにより、基板２をケース３に取り付ける際に、ディスクリートデバイス１のリード線１ａやハンダが、フィラー材入り樹脂４に接触することを防止できる。
【００２８】
このような本実施形態によれば、ディスクリートデバイス１と、ディスクリートデバイス１が部品面２ａに実装される基板２と、ディスクリートデバイス１及び基板２を収容し、鋳物からなるケース３と、基板２とケース３との間に介装され、基板２に実装されるディスクリートデバイス１から発生する熱をケース３に伝導させ、電気を絶縁し、ケース３の内面３ａに密着するフィラー材入り樹脂４とを具備し、基板２は、部品面２ａの裏面であるハンダ面２ｂにおけるディスクリートデバイス１に対応する箇所がフィラー材入り樹脂４に接するように固定されることによって、ディスクリートデバイス１から発生した熱を放出すると共に、ディスクリートデバイス１を取り付けた基板２をケース３に固定するという組み立て手順でできあがるため、従来よりも組み立て手順が容易である。
【００２９】
また、本実施形態によれば、樹脂側放熱用金属板５が、基板２の部品面２ａの裏面であるハンダ面２ｂにおけるディスクリートデバイス１に対応する箇所に対応してフィラー材入り樹脂４の表面に配置されると共に、銅等の高い熱伝導性を有する基板側放熱用金属板６が、基板２の部品面２ａの裏面であるハンダ面２ｂにおけるディスクリートデバイス１に対応する箇所に配置されていることによって、熱抵抗の小さい構成とすることができる。
【００３０】
また、本電子装置において、フィラー材入り樹脂４には、基板２の部品面２ａのハンダ面２ｂに突出するディスクリートデバイス１のリード線１ａ及びリード線１ａを基板２に接続するためのハンダとの接触を避けるための凹部４ａが設けられることによって、基板２をケース３に取り付ける際に、ディスクリートデバイス１のリード線１ａやハンダが、フィラー材入り樹脂４に接触することを防止できる。
【００３１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、例えば以下のような変形が考えられる。
（１）上記実施形態では、基板２とケース３との間に介装される樹脂部材として、フィラー材入り樹脂４を用いたが、本発明は、これに限定されない。フィラー材入り樹脂４以外でも、基板２に実装されるディスクリートデバイス１から発生する熱をケース３に伝導させ、電気を絶縁し、ケース３における粗面である内面３ａに密着する樹脂部材であれば、フィラー材入り樹脂４の代わりに使用してもよい。
【００３２】
（２）上記実施形態では、基板２が、樹脂側放熱用金属板５及び基板側放熱用金属板６を介して、フィラー材入り樹脂４に接しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、基板２とフィラー材入り樹脂４とは、樹脂側放熱用金属板５及び基板側放熱用金属板６を介さずに、直接接していてもよい。
（３）上記実施形態は、本発明をインバータに適用したものであるが、本発明をインバータ以外の装置に適用してもよい。
【００３３】
（４）上記実施形態は、電子部品としてディスクリートデバイス１を用いたものであるが、本発明はこれに限定されない。つまり、ディスクリートデバイス１以外の部品を電子部品として用いる装置に、本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１…ディスクリートデバイス、２…基板、３…ケース、４…フィラー材入り樹脂、５…樹脂側放熱用金属板、６…基板側放熱用金属板、１ａ…リード線、２ａ…部品面、２ｂ…ハンダ面、３ａ…内面、４ａ…凹部
【図１】
2015170672.tif 000003
【図２】
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