(57)【要約】【課題】基板の裏面側にヒートシンクを設ける基板実装構造で、ヒートシンクの構造を単純化し、ヒートシンクの汎用性を高め、これにより、例えば、部品単体の低価格化を図り、電子部品の設計変更への対応を容易化する。【解決手段】基板１の表面に配される回路部品Ｔ１、Ｔ２に応じた当該基板１の裏面の形状に対応する形状を有した面（Ａ面）を有する金属製の板２を、当該基板１とヒートシンク３との間に設けた。また、金属製の板２として、熱伝導性が高い金属製の板を用いた。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の裏面側にヒートシンクを設ける基板実装構造において、
基板の表面に配される回路部品に応じた当該基板の裏面の形状に対応する形状を有した面を有する金属製の板を当該基板とヒートシンクとの間に設けたことを特徴とする基板実装構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トランジスタ等の回路部品を有する基板にヒートシンクを取り付けた基板実装構造に関し、特に、ヒートシンクの構造が単純であり、ヒートシンクの汎用性が高い基板実装構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、基板に発熱する回路部品（発熱部品）を実装する場合には、基板の裏面に当該回路部品の形状に応じた形状の表面を有するヒートシンク（放熱のための部品）を取り付けて設けて、当該回路部品をヒートシンクに接触させることにより、放熱を図ることが行われている。
【０００３】
図５及び図６には、基板３１の裏面にヒートシンク３２を設けた基板実装構造の一例を示してあり、図５は斜視図であり、図６は断面図である。
本例では、発熱する回路部品の一例として２つのトランジスタＴ１１、Ｔ１２を示してある。本例のトランジスタＴ１１、Ｔ１２は、トランジスタチップを内蔵するパッケージ部４１ａ、４１ｂと、パッケージ部４１ａ、４１ｂの下部に設けられた放熱用のフランジ部４２ａ、４２ｂと、パッケージ部４１ａ、４１ｂの両側から張り出して基板３１上のパターンに半田付けされる２つの端子４３ａ、４４ａ、４３ｂ、４４ｂを有している。
【０００４】
また、裏面にヒートシンク３２が備えられる基板３１には、トランジスタＴ１１、Ｔ１２のフランジ部４２ａ、４２ｂの底面がヒートシンク３２に接するように当該フランジ部４２ａ、４２ｂを通す穴（貫通穴）５１ａ、５１ｂがあけられており、当該貫通穴５１ａ、５１ｂに収められて当該トランジスタＴ１１、Ｔ１２が実装されている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００５】
また、本例では、ヒートシンク３２は、ベースプレート３３と、複数のフィン３４とをあわせて構成されている。
ヒートシンク３２は、基板３１の裏面に設けられて、基板３１と４つのネジ４６ａ〜４６ｄで結合されている。このための４つのネジ穴５４ａ、５４ｂが基板３１に設けられており、このための４つのネジ穴５５ａ〜５５ｃがヒートシンク３２に設けられている。
【０００６】
また、トランジスタＴ１１、Ｔ１２のフランジ部４２ａ、４２ｂの厚さが基板３１の厚さと比べて厚い場合には、ヒートシンク３２の表面に当該フランジ部４２ａ、４２ｂを収容するための窪み５２ａ、５２ｂが形成され、各窪み５２ａ、５２ｂの底に２つのネジ穴５３ａ、５３ｂが形成される。
【０００７】
つまり、トランジスタＴ１１、Ｔ１２の端子４３ａ、４４ａ、４３ｂ、４４ｂを基板３１上のパターンに載せ、且つフランジ部４２ａ、４２ｂの底面をヒートシンク３２の表面と接触させるために、ヒートシンク３２の表面に、トランジスタＴ１１、Ｔ１２のフランジ部４２ａ、４２ｂが基板３１の底面からはみ出す分の高さに相当する深さの窪み５２ａ、５２ｂが形成され、各窪み５２ａ、５２ｂの底に２つのネジ穴５３ａ、５３ｂが形成される。そして、各トランジスタＴ１１、Ｔ１２は、基板３１の表面に設けられて、ヒートシンク３２と２つのネジ４５ａ〜４５ｄで結合されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭６３−３１０１４４号公報
【特許文献２】
特許第２６６５１９８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例で示したような基板実装構造では、ヒートシンク３２を構成するベースプレート３３の形状が複雑になってしまうため、部品単体の価格の上昇を招いてしまうといった不具合があった。また、上記従来例で示したような基板実装構造では、基板３１上に配される回路部品Ｔ１１、Ｔ１２から成る電子部品の設計変更への対応が容易ではないといった不具合があった。
【００１０】
例えば、ヒートシンク３２は型を使用して一体成形され、一種類の型では一種類のヒートシンク３２しか製造することができない。このため、例えばトランジスタＴ１１、Ｔ１２の配置（実装位置）やフランジ部４１ａ、４１ｂの面積や高さといった大きさなどのいずれかが異なる場合には、それぞれの回路構造毎にヒートシンク３２の型を用意することが必要となってしまい、また、当該いずれかが設計変更される場合には、当該設計変更後に合った窪み５２ａ、５２ｂなどを有するヒートシンク３２の型を新たに製作することが必要となってしまう。
【００１１】
しかし、ヒートシンク３２の型の製作には膨大な費用や長期の開発期間が必要となってしまう。
このような理由により、上記従来例に示したような基板実装構造では、上述したように、高価格となってしまうといった不具合や、設計変更への対応が容易ではないといった不具合があった。
【００１２】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたもので、基板の裏面側にヒートシンクを設ける構造において、ヒートシンクの構造を単純化することや、ヒートシンクの汎用性を高くすることができる基板実装構造を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る基板実装構造では、基板の裏面側にヒートシンクを設ける構造において、次のような構造とした。
すなわち、基板の表面に配される回路部品に応じた当該基板の裏面の形状に対応する形状を有した面を有する金属製の板を、当該基板とヒートシンクとの間に設けた。なお、当該基板実装構造では、基板とヒートシンクとの間に金属製の板が設けられることから、ヒートシンクは基板の裏面側に金属製の板を介して設けられることとなる。
【００１４】
従って、基板の表面に配される回路部品に応じた当該基板の裏面の形状に対応する形状をヒートシンクに備える必要がないため、ヒートシンクの構造を単純化することや、ヒートシンクの汎用性を高くすることができ、これにより、例えば、部品単体の低価格化を図ることや、電子部品の設計変更への対応を容易化することができる。
【００１５】
また、例えば、基板と回路部品と金属製の板とを先に取り付けた後に、当該取り付けたものにヒートシンクを取り付けるといった組み立ての工程を用いることが可能となるため、組み立ての工程を効率化することが可能である。
【００１６】
ここで、基板としては、種々なものが用いられてもよい。
また、ヒートシンクとしては、種々なものが用いられてもよい。
また、回路部品としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、発熱するものが用いられる。
また、金属製の板としては、種々なものが用いられてもよい。
また、金属製の板の金属としては、種々なものが用いられてもよい。
【００１７】
また、基板の表面に配される回路部品に応じた当該基板の裏面の形状とは、例えば、当該回路部品の底面が当該基板の裏面側にはみ出すことにより形成される形状のことである。
また、基板の表面に配される回路部品に応じた当該基板の裏面の形状に対応する形状としては、例えば、基板の表面に配される回路部品に応じた当該基板の裏面の形状に嵌合するような形状が用いられ、つまり、当該回路部品が基板の裏面側にはみ出す分を収容するような形状が用いられる。
【００１８】
以下で、更に、本発明に係る基板実装構造の構成例を示す。
本発明に係る基板実装構造では、一構成例として、次のような構造とした。
すなわち、ヒートシンクは、平坦な面を有している。また、金属製の板は、基板の表面に配される回路部品に応じた当該基板の裏面の形状に対応する形状を有した面（第１の面）と、平坦な面（第２の面）を有している。そして、基板の裏面と金属製の板の第１の面とが対向して回路部品の底面が金属製の板の第１の面と接触するとともに、金属製の板の第２の面とヒートシンクの平坦な面とが対向して接触するように配置した。
従って、回路部品の発熱により生じる熱が、当該回路部品の底面から金属製の板を介してヒートシンクへ放熱される。
【００１９】
ここで、ヒートシンクとしては、例えば、平坦な面（第１の面）と、放熱性を高めるために複数のフィンが形成された面（第２の面）を有するようなものが用いられる。
また、ヒートシンクが有する平坦な面としては、例えば、必要に応じて、基板や金属製の板との取り付けを行うためのネジ穴が設けられたようなものが用いられてもよい。
【００２０】
また、本発明に係る基板実装構造では、一構成例として、次のような構造とした。
すなわち、金属製の板として、熱伝導性が高い金属製の板を用いた。
従って、回路部品から金属製の板を介してヒートシンクへ熱を放熱する効果を高めることができる。
【００２１】
なお、本発明は、次のように、上記したような基板実装構造を有する基板装置として実施することが可能である。
すなわち、基板と、基板の表面に配される回路部品と、基板の裏面側に設けられるヒートシンクと、基板の表面に配される回路部品に応じた当該基板の裏面の形状に対応する形状を有した面を有して当該基板とヒートシンクとの間に設けられる金属製の板と、を備えた基板装置として実施することが可能である。
【００２２】
次に、参考として、本出願人による特願２００２−０９０５２０号に記載された「ヒートシンクを有する基板への実装構造」の発明（以下、関連発明と言う）を示す。
当該関連発明に係る実装構造では、基板の裏面にヒートシンクを設けた実装構造において、基板の表面に配される回路部品の底面をヒートシンクに接触させるべく、当該回路部品の底部を当該基板とで収容する板材又は当該板材と少なくとも１つの金属製の板材とを、当該基板と当該ヒートシンクとの間に設けた。
このような実装構造では、例えば、部品単体の低価格化を図ることや、電子部品の設計変更への対応を容易化することができる。
【００２３】
なお、当該実装構造では、例えば、板材又は金属製の板材には少なくとも１つの回路部品をヒートシンクに接触させるための貫通穴が設けられ、また、例えば、基板と、回路部品と、板材又は当該板材と少なくとも１つの金属製の板材と、ヒートシンクとが一緒に組み立てられる。
【００２４】
また、当該関連発明に係る実装構造では、一構成例として、板材と金属製の板材とのいずれか一方又は双方は、ハニカム構造又はエンボシック構造とされる。このような実装構造では、ハニカム構造又はエンボッシング構造とすることにより、板材や金属製の板材を軽量化することができ、回路構造自体を軽量化することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明に係る一実施例を図面を参照して説明する。
本例では、上記図５及び上記図６に示したような基板実装構造に本発明を適用した場合を示す。このため、本例では、上記図５及び上記図６に示した基板実装構造とは異なる構成部分について詳しく説明し、同様な構成部分については説明を省略或いは簡略化する。
【００２６】
図１及び図２には、本発明に係る基板実装構造の一例を示してあり、図１は斜視図であり、図２は断面図である。
本例の基板実装構造では、基板１とヒートシンク３との間に電子部品取り付け用の板（電子部品取り付けプレート）２が設けられている。また、基板１の表面には、回路部品の一例として、互いに大きさや形状が異なりフランジ部１２ａ、１２ｂの厚さが異なる２種類のトランジスタＴ１、Ｔ２が実装される。
【００２７】
また、図３には、電子部品取り付けプレート２の構成例を示してある。
また、図４には、１つのトランジスタＴ１を代表させて、トランジスタＴ１、Ｔ１の構成例を示してある。
【００２８】
各トランジスタＴ１、Ｔ２は、パッケージ部１１ａ、１１ｂと、フランジ部１２ａ、１２ｂと、２つの端子１３ａ、１４ａ、１３ｂ、１４ｂを有している。
基板１には、各トランジスタＴ１、Ｔ２のフランジ部１２ａ、１２ｂを収容する（貫通させる）ための、当該フランジ部１２ａ、１２ｂとほぼ同一の面積を有する２つの貫通穴２１ａ、２１ｂが設けられている。
【００２９】
電子部品取り付けプレート２の基板１側の面（Ａ面と言う）には、基板１の裏面側の形状に沿った形状を形成するための２つの窪み２２ａ、２２ｂが設けられており、また、各窪み２２ａ、２２ｂの底には各トランジスタＴ１、Ｔ２をネジ止めするための２つのネジ穴２３ａ〜２３ｄが設けられている。
また、電子部品取り付けプレート２のヒートシンク３側の面（Ｂ面と言う）は平坦な面となっている。
【００３０】
具体的には、本例では、トランジスタＴ１、Ｔ２のフランジ部１２ａ、１２ｂの厚さが基板１の厚さと比べて厚く、これに応じて、電子部品取り付けプレート２のＡ面には当該フランジ部１２ａ、１２ｂを収容するための２つの窪み２２ａ、２２ｂが形成され、各窪み２２ａ、２２ｂの底に各トランジスタＴ１、Ｔ２を設置するための２つのネジ穴２３ａ〜２３ｄが形成される。
【００３１】
つまり、各トランジスタＴ１、Ｔ２の端子１３ａ、１４ａ、１３ｂ、１４ｂを基板１上のパターンに載せ、且つフランジ部１２ａ、１２ｂの底面を電子部品取り付けプレート２のＡ面と接触させるために、電子部品取り付けプレート２のＡ面に、各トランジスタＴ１、Ｔ２のフランジ部１２ａ、１２ｂが基板１の底面からはみ出す分の高さに相当する深さの窪み２２ａ、２２ｂが形成され、各窪み２２ａ、２２ｂの底に２つのネジ穴２３ａ〜２３ｄが形成される。そして、各トランジスタＴ１、Ｔ２は、基板１の表面に設けられて、電子部品取り付けプレート２と２つのネジ１５ａ〜１５ｄで結合されている。
【００３２】
なお、電子部品取り付けプレート２の材料としては、例えば、熱伝導性が高い材料である銀や、銅や、アルミニウムや、その合金等が用いられており、これにより、トランジスタＴ１、Ｔ２の発熱により発生する熱を一様にヒートシンク３ヘ伝えることが実現されている。
【００３３】
本例のヒートシンク３は、平坦な表面（Ｃ面と言う）及び平坦な裏面を有する板（ベースプレート）４と、当該ベースプレート４の裏面に設けられる多数のフィン５とから構成されている。そして、ヒートシンク３の平坦なＣ面が電子部品取り付けプレート２の平坦なＢ面と対向させられて取り付けられる。また、ヒートシンク３の平坦なＣ面には、基板１と電子部品取り付けプレート２を設置するための４つのネジ穴２６ａ〜２６ｄが設けられている。
【００３４】
そして、ヒートシンク３は、基板１の裏面側であって電子部品取り付けプレート２のＢ面側に設けられて、基板１及び電子部品取り付けプレート２と４つのネジ１６ａ〜１６ｄで結合されている。このための４つのネジ穴２４ａ、２４ｂが基板１に設けられており、このための４つのネジ穴２５ａ〜２５ｄが電子部品取り付けプレート２に設けられている。
【００３５】
このように、本例のヒートシンク３では、平坦なＣ面においては基板１及び電子部品取り付けプレート２を設置するためのネジ穴２６ａ〜２６ｃのみの加工となるため、例えば、単純な構造となり、設計変更への対応や他の機種との共通化が容易となる。
また、本例の基板実装構造では、トランジスタＴ１、Ｔ２の発熱により発生する熱が、フランジ部１２ａ、１２ｂから金属製の電子部品取り付けプレート２を介してヒートシンク３に伝わって、放熱される。
【００３６】
以上のように、本例の基板実装構造では、基板１の裏面側にヒートシンク３を取り付ける構造において、基板１上に配される回路部品Ｔ１、Ｔ２によって複雑な形状となる当該基板１の裏面側の形状に沿うような形状の面を有する金属製の電子部品取り付けプレート２を、当該基板１とヒートシンク３との間に設けた。
【００３７】
従って、本例の基板実装構造では、基板１とヒートシンク３との間に上記のような電子部品取り付けプレート２が設けられることにより、例えば、基板１に配される回路部品Ｔ１、Ｔ２の底部の大きさなどによらずに、ヒートシンク３の表面（Ｃ面）を平坦なものとすることができる。
【００３８】
また、本例の基板実装構造では、このように基板１に配される回路部品Ｔ１、Ｔ２から成る電子部品の形状に依存しないヒートシンク３を用いることが可能であるため、例えば、電子部品取り付けプレート２を変更するだけで、ヒートシンク３を単一のものとして複数種類の回路構造に対応することができ、これにより、例えば、ヒートシンク３を変更せずに設計変更に対応することや、共通のヒートシンク３を用いて他の機種に対応するようなことができる。
【００３９】
このように、本例の基板実装構造では、例えば、ヒートシンク３に関して複数の型の製作による開発期間の長期化や費用の増加といった従来の問題点を解決して、ヒートシンク３の構造を単純化することや、ヒートシンク３の汎用性を高めることができ、これにより、ヒートシンク３を低価格で製作することを可能とすることができる。
【００４０】
また、本例の基板実装構造では、例えば、基板１と回路部品Ｔ１、Ｔ２と電子部品取り付けプレート２とを先に取り付けた後に、当該取り付けたものにヒートシンク３を取り付けるといった組み立ての工程を用いることが可能であり、これにより、組み立ての工程を効率化することができる。
【００４１】
また、本例の基板実装構造では、金属製の電子部品取り付けプレート２として熱伝導性が高い材料から成るものが用いられているため、基板１及び回路部品Ｔ１、Ｔ２の熱を一様にヒートシンク３に伝えることができ、放熱の効果を大きく得ることができる。
【００４２】
なお、本例の基板実装構造では、基板１が本発明に言う基板に相当し、基板１の電子部品取り付けプレート２側の面が本発明に言う基板の裏面に相当し、トランジスタＴ１、Ｔ２により本発明に言う回路部品が構成されており、基板１の裏面側の形状が本発明に言う基板の表面に配される回路部品に応じた当該基板の裏面の形状に相当し、電子部品取り付けプレート２が本発明に言う金属製の板に相当し、電子部品取り付けプレート２の基板１側の面（Ａ面）が本発明に言う基板の表面に配される回路部品に応じた当該基板の裏面の形状に対応する形状を有した面に相当し、ヒートシンク３が本発明に言うヒートシンクに相当する。
【００４３】
ここで、本発明に係る基板実装構造の構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。なお、本発明は、例えば本発明に係る処理を実行する方法或いは方式などとして提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る基板実装構造によると、基板の裏面側にヒートシンクを設ける構造において、基板の表面に配される回路部品に応じた当該基板の裏面の形状に対応する形状を有した面を有する金属製の板を当該基板とヒートシンクとの間に設けるようにしたため、ヒートシンクの構造を単純化することや、ヒートシンクの汎用性を高くすることができ、これにより、例えば、部品単体の低価格化を図ることや、電子部品の設計変更への対応を容易化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板実装構造の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る基板実装構造の一例を示す断面図である。
【図３】電子部品取り付けプレートの一例を示す斜視図である。
【図４】トランジスタの一例を示す斜視図である。
【図５】従来例に係る基板実装構造の一例を示す斜視図である。
【図６】従来例に係る基板実装構造の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１・・基板、  ２・・電子部品取り付けプレート、  ３・・ヒートシンク、
４・・ベースプレート、  ５・・フィン、  Ｔ１、Ｔ２・・トランジスタ、
１１ａ、１１ｂ・・パッケージ部、  １２ａ、１２ｂ・・フランジ部、
１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ・・端子、
１５ａ〜１５ｄ、１６ａ〜１６ｄ・・ネジ、  ２１ａ、２１ｂ・・貫通穴、
２２ａ、２２ｂ・・窪み、
２３ａ〜２３ｄ、２４ａ、２４ｂ、２５ａ〜２５ｄ、２６ａ〜２６ｃ・・ネジ穴、
【図１】
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【図２】
2004179463.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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