(57)【要約】【課題】ＦＥＴ等の高い熱を発する電子部品の放熱を効率よく行うことのでき、電子回路基板のアンダーカバーへの装着を容易に行うことのできるようにした電子回路基板上の電子部品の放熱構造を提供すること。【解決手段】電子部品３５を配置した電子回路基板３をアンダーカバー２に収納する電気接続箱１において，前記アンダーカバー２を軽金属で形成し，前記電子部品３５を絶縁基板３１に搭載し，前記発熱を伴う電子部品３５の一部を絶縁基板３１の外周部に搭載し、該電子部品３５の他部が前記絶縁基板３１の外周部から外部に突出するように搭載し、該絶縁基板３１の外周部から突出する部分を前記アンダーカバー２に接触させて搭載する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を配置した電子回路基板をアンダーカバーに収納する電気接続箱において，
前記アンダーカバーを金属で形成し，
前記電子部品を絶縁基板に搭載し，
前記発熱を伴う電子部品の一部を絶縁基板の外周部に搭載し、該電子部品の他部が前記絶縁基板の外周部から外部に突出するように搭載し、該絶縁基板の外周部から突出する部分を前記アンダーカバーに接触させて搭載することを特徴とする電子回路基板上の電子部品の放熱構造。
【請求項２】
前記電子部品は、半導体スイッチング素子である請求項１に記載の電子回路基板上の電子部品の放熱構造。
【請求項３】
前記アンダーカバーを形成する軽金属は、アルミニウム又はアルミニウム合金である請求項１又は２に記載の電子回路基板上の電子部品の放熱構造。
【請求項４】
前記電子部品を搭載する絶縁基板は、熱伝導性の高く保形性を有する樹脂で構成したものである請求項１、２又は３に記載の電子回路基板上の電子部品の放熱構造。
【請求項５】
前記電子部品に発生する熱は、前記アンダーカバーを通して車両ボディーに放熱するようにしたことを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の電子回路基板上の電子部品の放熱構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体スイッチング素子からなる電子部品を搭載した電子回路基板をアンダーカバーに収納して構成される電気接続箱に係り、特に、ＦＥＴ等の高い熱を発する電子部品の放熱を効率よく行うことのできる電子回路基板上の電子部品の放熱構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子回路基板に搭載される電子部品としては、電機接続箱の小型化や高速スイッチング制御の実現のため、ＦＥＴ（特に、パワーＭＯＳＦＥＴ）が多く用いられている。このＦＥＴ（特に、パワーＭＯＳＦＥＴ）は、内部抵抗によって通電時に発熱するという特性があり、多数の半導体スイッチを必要とする場合は、発熱量が大きく、発熱される熱から電子部品を保護することが課題となっている。
【０００３】
従来は、図３に示す如く、放熱板５０を設け、この放熱板５０に各々半導体スイッチが内蔵された複数の半導体パッケージ５１Ａ、５１Ｂ、・・・・を取り付け、半導体スイッチの発熱を、この放熱板５０によって発散し、半導体スイッチの加熱を抑制するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、このように放熱板５０を設けて半導体パッケージ５１Ａ、５１Ｂ、・・・・に生じる熱を発散しようとすると、この放熱板５０の分だけ部品点数が増え、また装置全体も大型化せざるを得ないという問題がある。
【０００４】
そこで、図４に示す如く、放熱板５０を設けずに、車両の電機接続箱内の回路基板６２の上に配策されるバスバー６０に半導体スイッチが内蔵された半導体パッケージ６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃを直接取り付けることにより、バスバー６０を放熱部材として用いて半導体スイッチの発熱を抑制するものが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。この図３において回路基板６２の上には、多数の回路パターン６３が形成されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１１６９６０号公報（第２頁、第６図）
【特許文献２】
登録実用新案第２６０６３１０号公報（第２頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように図３、図４に図示の従来の電機接続箱の場合、半導体スイッチを多数設けた場合には、これに伴って回路基板５２、６２上に多数の回路パターン５３Ａ、５３Ｂ、・・・・を形成しなければならず、この分回路基板５２、６２の基板面積を大きくせざるを得なかった。特に電源供給ラインはある程度幅広のものが要求されるため、回路パターン５３Ａ、５３Ｂ、・・・・を接近させて形成したとしても基板面積の縮小化には限度があった。
【０００７】
本発明の目的は、ＦＥＴ等の高い熱を発する電子部品の放熱を効率よく行うことのでき、電子回路基板のアンダーカバーへの装着を容易に行うことのできるようにした電子回路基板上の電子部品の放熱構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１記載の電子回路基板上の電子部品の放熱構造は、電子部品を配置した電子回路基板をアンダーカバーに収納する電気接続箱において，
アンダーカバーを軽金属で形成し，
電子部品を絶縁基板に搭載し，
発熱を伴う電子部品の一部を絶縁基板の外周部に搭載し、電子部品の他部が前記絶縁基板の外周部から外部に突出するように搭載し、絶縁基板の外周部から突出する部分を前記アンダーカバーに接触させて搭載するようにしたことを特徴とするものである。
このように構成することにより、請求項１に記載された本発明によれば、ＦＥＴ等の高い熱を発する電子部品の放熱を効率よく行うことのでき、電子回路基板のアンダーカバーへの装着を容易に行うことができる。
【０００９】
上記課題を解決するため請求項２記載の電子回路基板上の電子部品の放熱構造は、電子部品を、半導体スイッチング素子としたものである。
このように構成することにより、請求項２に記載された本発明によれば、特に高い熱を発する半導体スイッチング素子であっても効率よく放熱を行うことができる。
【００１０】
上記課題を解決するため請求項３記載の電子回路基板上の電子部品の放熱構造は、アンダーカバーを形成する軽金属を、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成したものである。
このように構成することにより、請求項３に記載された本発明によれば、電子回路基板上に搭載してある電子部品から発生する熱をアンダーカバーに容易に逃がすことができ、放熱性の向上を図ることができる。
【００１１】
上記課題を解決するため請求項４記載の電子回路基板上の電子部品の放熱構造は、電子部品を積載する絶縁基板を、熱伝導性の高く保形性を有する樹脂で構成したものである。
このように構成することにより、請求項４に記載された本発明によれば、絶縁基板に電子部品を搭載して電子回路基板を形成し、しかる後にアンダーカバーに装着しても電子回路基板が保形性を有しているため、確実に装着でき、電子部品が発熱しても電子回路基板を形成する絶縁基板からアンダーカバーに放熱することができる。
【００１２】
上記課題を解決するため請求項５記載の電子回路基板上の電子部品の放熱構造は、電子部品に発生する熱を、アンダーカバーを通して放熱するようにしたものである。
このように構成することにより、請求項５に記載された本発明によれば、ＦＥＴ等の高い熱を発する電子部品から発熱があっても、電子回路基板に熱を留まらせることなく、効率よく放熱することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１、図２には、本発明に係る電子回路基板上の電子部品の放熱構造を示す電気接続箱の一実施の形態がしめされている。
【００１４】
図１、図２において、１は電気接続箱で、アンダーカバー２と、このアンダーカバー２に着脱自在に装着される図示していないメインカバーとによって構成されている。このメインカバーには、通常、電源回路となるバスバーを配策するバスバー回路基板と、抵抗、コンデンサー、ＦＥＴ等の電子素子を搭載する電子回路基板が装着される。
この図１、図２においては、アンダーカバー２だけを示しており、メインカバーは図示していない。
【００１５】
アンダーカバー２は、箱状に形成されており、底壁４には、下部に突出する平面方形状の収納部５が設けられている。そして、このアンダーカバー２は、一般に、合成樹脂（例えば、ＰＣ等）で構成されているが、本実施の形態においては、アルミニウム、または、アルミニウム合金で構成されている。
このアンダーカバー２の収納部５には、電子回路基板３が収納されるようになっている。この電子回路基板３は、絶縁材によって構成される絶縁基板３１を有しており、この絶縁基板３１の上面３２には、図示していないが電子素子及び電装品等の電子回路部品を配置した電子回路が形成されている。この電子回路基板３を構成する絶縁基板３１は、合成樹脂（例えば、ＰＣ等）で構成され、特に熱伝導性の良い合成樹脂を用いてもよい。
【００１６】
このアンダーカバー２の収納部５には、電子回路基板３の絶縁基板３１のエッジ３３を載置する段差部６が左右に設けられている。この段差部６の上に電子回路基板３のエッジ３３を載置し、電子回路基板３の絶縁基板３１の底面３４と収納部５の底面７との間には、スペース８が形成されている。このスペース８は、電子回路基板３の絶縁基板３１に取り付けた電子部品の足等が電子回路基板３の絶縁基板３１の底面３４側に突出しても、アンダーカバー２の収納部５の底面７に接触しないようにするためである。
【００１７】
また、アンダーカバー２の収納部５に電子回路基板３を収納したとき、電子回路基板３の絶縁基板３１の上面３２は、アンダーカバー２の底壁４と高さ位置が同一になるように、すなわち、電子回路基板３をアンダーカバー２の収納部５に収納したときの電子回路基板３の絶縁基板３１の上面３２とアンダーカバー２の底壁４とに段差が生じないように収納されるようになっている。ただ、製造誤差によって段差が生じることはあるが、このような段差は、ここでいう段差には当たらない。このようにアンダーカバー２の収納部５に電子回路基板３を収納したとき、アンダーカバー２の底壁４と電子回路基板３の絶縁基板３１のエッジ３３との合わせ部が段差のないフラットな状態となっている。
【００１８】
電子回路基板３の絶縁基板３１の上面３２には、図示していないが電子素子及び電装品等の電子回路部品を配置した電子回路が形成されているが、特に通電したときに発熱の大きい半導体スイッチング素子３５を電子回路基板３の絶縁基板３１の外周端に取り付ける配策工夫が施してある。この半導体スイッチング素子としては、ＭＯＳＦＥＴ、パワーＭＯＳＦＥＴ等である（本実施の形態においては、パワーＭＯＳＦＥＴを対象としている）。
【００１９】
すなわち、通電したときに発熱の大きい半導体スイッチング素子３５は、電子回路基板３の絶縁基板３１のエッジ３３に本体の一部を載置し、残りの部分が電子回路基板３の絶縁基板３１のエッジ３３から外部に突出した状態で取り付けられている。
【００２０】
このように通電したときに発熱の大きい半導体スイッチング素子３５は、電子回路基板３の絶縁基板３１のエッジ３３に本体の一部（例えば、本体の長さ方向１／４〜１／３）を載置し、残りの部分を電子回路基板３の絶縁基板３１のエッジ３３から外部に突出させ、半導体スイッチング素子３５の足３６を電子回路基板３の絶縁基板３１に接続固定してある。
【００２１】
このように通電したときに発熱の大きい半導体スイッチング素子３５は、電子回路基板３の絶縁基板３１に、この絶縁基板３１のエッジ３３に本体の一部（例えば、本体の長さ方向１／４〜１／３）を載置し、残りの部分を電子回路基板３の絶縁基板３１のエッジ３３から外部に突出させて取り付ける。そして、この半導体スイッチング素子３５は、電子回路基板３の絶縁基板３１のエッジ３３から外部に突出した半導体スイッチング素子３５の取り付け部３７でアンダーカバー２の底壁４にネジ止めするようになっている。
【００２２】
このように半導体スイッチング素子（例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ）３５の取り付け部３７でアンダーカバー２の底壁４にネジ止めしているため、半導体スイッチング素子（例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ）３５の取り付け部３７がアンダーカバー２の底壁４と密着し、半導体スイッチング素子（例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ）３５に通電したときに内部抵抗によって発熱した熱を効率よく取り付け部３７を通してアンダーカバー２の底壁４に放熱することができる。
【００２３】
したがって、この半導体スイッチング素子３５の電子回路基板３の絶縁基板３１のエッジ３３に載置する長さは、電子回路基板３の絶縁基板３１に半導体スイッチング素子３５を取り付けたときに、電子回路基板３を持ち上げて移動したときに絶縁基板３１から脱落せずに保持できる長さと、半導体スイッチング素子３５の取り付け部３７からアンダーカバー２の底壁４に放熱する効率によって決まる。
【００２４】
素子が部分的に基板にのっているため、半田付けをする前も基板から素子が落ちにくい。したがって、リフロー装置による半田付け（自動化）が可能となる。従来例の構造では、素子を半田付けする前は、素子を支えるものがなく、リフロー装置による半田付けはできない（手作業で半田付け）。
【００２５】
次に、絶縁基板３１のエッジ３３に半導体スイッチング素子３５を取り付けた電子回路基板３をアンダーカバー２の収納部５に収納する方法について説明する。
まず、通電したときに発熱の大きい半導体スイッチング素子（例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ）３５を絶縁基板３１のエッジ３３に、半導体スイッチング素子（例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ）３５の本体の一部（例えば、本体の長さ方向１／４〜１／３）を載置し、足３６を絶縁基板３１に取り付け、半導体スイッチング素子（例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ）３５の本体の残りの部分を絶縁基板３１のエッジ３３から外部に突出した状態にして複数個設けて図１に示す如き電子回路基板３を形成する。この図１に図示の電子回路基板３では、絶縁基板３１のエッジ３３の左右に複数の半導体スイッチング素子（例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ）３５を並べて搭載しているが、この複数の半導体スイッチング素子（例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ）３５は、絶縁基板３１のエッジ３３の左右だけでなく前後も含め、絶縁基板３１のエッジ３３の外周に複数の半導体スイッチング素子（例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ）３５を配置することもできる。
【００２６】
このように半導体スイッチング素子（例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ）３５を取り付けた電子回路基板３は、絶縁基板３１をアンダーカバー２の収納部５の段差部６の上に載置するように上部から挿入する。このときアンダーカバー２の底壁４と絶縁基板３１の上面３２が面一になり、半導体スイッチング素子（例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ）３５の本体の一部と取り付け部３７がアンダーカバー２の底壁４に載置された状態となる。そこで、半導体スイッチング素子（例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ）３５の取り付け部３７をネジ止めし、半導体スイッチング素子（例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ）３５をアンダーカバー２の底壁４に固定する。
【００２７】
このように、電子回路基板３をアンダーカバー２の収納部５の段差部６の上に載置するように上部から挿入するだけで装着でき、半導体スイッチング素子（例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ）３５の取り付け部３７でアンダーカバー２の底壁４にネジ止め固定するだけで、半導体スイッチング素子（例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ）３５の固定ができるため、簡単に電子回路基板３の装着をすることができる。
【００２８】
また、半導体スイッチング素子（例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ）３５をアンダーカバー２の底壁４にネジ止め固定しているため、通電したときに内部抵抗によって発熱した熱は、本体から取り付け部３７に伝わり、取り付け部３７を通して金属で構成されるアンダーカバー２の底壁４に拡散していく。すなわち、電子回路基板３の絶縁基板３１のエッジ３３に載置した全ての半導体スイッチング素子３５に発生した熱は、アンダーカバー２の底壁４から放熱される。したがって、通電したときに内部抵抗によって半導体スイッチング素子（例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ）３５に熱が発生しても、電子回路基板３内に熱が留まることが無く、電子回路基板３の絶縁基板３１の上面３２に搭載してある電子素子及び電装品等の電子回路部品（図示していない）を熱によって破壊されるのを防止することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように構成されているので、以下のような効果を奏する。
【００３０】
請求項１に記載の発明によれば、ＦＥＴ等の高い熱を発する電子部品の放熱を効率よく行うことのでき、電子回路基板のアンダーカバーへの装着を容易に行うことができる。
【００３１】
請求項２に記載の発明によれば、特に高い熱を発する半導体スイッチング素子であっても効率よく放熱を行うことができる。
【００３２】
請求項３に記載の発明によれば、電子回路基板上に搭載してある電子部品から発生する熱をアンダーカバーに容易に逃がすことができ、放熱性の向上を図ることができる。
【００３３】
請求項４に記載の発明によれば、絶縁基板に電子部品を搭載して電子回路基板を形成し、しかる後にアンダーカバーに装着しても電子回路基板が保形性を有しているため、確実に装着でき、電子部品が発熱しても電子回路基板を形成する絶縁基板からアンダーカバーに放熱することができる。
【００３４】
請求項５に記載の発明によれば、ＦＥＴ等の高い熱を発する電子部品から発熱があっても、電子回路基板に熱を留まらせることなく、効率よく放熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子回路基板上の電子部品の放熱構造の一実施の形態を示す電気接続箱の分解斜視図である。
【図２】図１に図示の電気接続箱の断面正面図である。
【図３】従来の電子回路基板上の電子部品の放熱構造を示す図である。
【図４】従来の他の電子回路基板上の電子部品の放熱構造を示す図である。
【符号の説明】
１………………………電気接続箱
２………………………アンダーカバー
３………………………電子回路基板
３１……………………絶縁基板
３２……………………上面
３３……………………エッジ
３４……………………底面
３５……………………半導体スイッチング素子
３６……………………足
３７……………………取り付け部
４………………………底壁
５………………………収納部
６………………………段差部
７………………………底面
８………………………スペース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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