(57)【要約】【課題】簡易な構成で放熱特性を向上させることができるフレキシブルプリント配線板及び該フレキシブルプリント配線板を備えてなる発熱素子の放熱構造の提供を課題とする。【解決手段】発熱素子１００と組み合わされるフレキシブルプリント配線板３００であって、発熱素子１００と外部配線５００との電気接続を行うための回路領域Ｃを設けてあると共に、少なくとも発熱素子１００から回路領域Ｃまでの領域よりも外側の領域に、放熱のみを行う、放熱専用拡張領域Ｒを設けてある。またフレキシブルプリント配線板３００、発熱素子１００、筐体４００、フレキシブルプリント配線板の基台となって筐体に接地される基台部２００とからなる発熱素子の放熱構造１であって、基台部２００を、フレキシブルプリント配線板３００の一部でのみ接触させてあることで、フレキシブルプリント配線板３００と筐体４００との間に空間が生じるように構成してある。【選択図】      図１
2012023166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱素子と組み合わされるフレキシブルプリント配線板であって、筐体に取り付けられるものにおいて、前記発熱素子と外部配線との電気接続を行うための回路領域を設けてあると共に、少なくとも前記発熱素子から前記回路領域までの領域よりも外側の領域に、放熱のみを行う、放熱専用拡張領域を設けてあることを特徴とするフレキシブルプリント配線板。
【請求項２】
前記放熱専用拡張領域の少なくとも先端部に、該先端部を屈曲させてなる広表面積領域を設けてあることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルプリント配線板。
【請求項３】
前記広表面積領域は、蛇腹状に屈曲されてなることを特徴とする請求項２に記載のフレキシブルプリント配線板。
【請求項４】
前記広表面積領域は、渦巻き状に屈曲されてなることを特徴とする請求項２に記載のフレキシブルプリント配線板。
【請求項５】
前記放熱専用拡張領域の一部に、前記筐体と接面する筐体接面領域を設けてあることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のフレキシブルプリント配線板。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載のフレキシブルプリント配線板と、発熱素子と、導電性金属からなる筐体と、前記フレキシブルプリント配線板の基台となって前記筐体に接地される基台部と、からなる発熱素子の放熱構造であって、前記基台部を、前記フレキシブルプリント配線板の一部でのみ接触させてあることで、前記フレキシブルプリント配線板と前記筐体との間に空間が生じるように構成してあることを特徴とする発熱素子の放熱構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブルプリント配線板及び該フレキシブルプリント配線板を備えてなる発熱素子の放熱構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
動作に際して発熱を伴う半導体素子（以下、発熱素子とする。）は、その駆動時に発熱が生じる。その熱は、発熱素子の種類によって異なるが、温度上昇に伴い発熱素子性能は低下する傾向にある。近年、発熱素子自体の性能を改善することで発熱量を低減させる方法も開発されているが、並行して発熱を如何に取り除くかという放熱手法についても多くの方法が開発されている。
放熱は、固体内での熱の移動である熱伝導と、固体から流体（液体や気体）への熱の移動である熱伝達とにより広がるが、発熱素子は比較的小さいため、その表面積も小さいことから、熱伝達により十分な放熱は難しく、まずは表面積の大きい搭載基板等への熱伝導により放熱を開始する場合がほとんどである。
例えば半導体レーザ等では、熱伝導率の高い窒化アルミニウム基板に搭載し、それを金属パッケージ等に搭載することが多い。またＣＰＵ等は熱伝導率が高いシリコン等に対してボールグリッドアレイ方式で接続した後、ガラスエポキシ基板等の回路基板に搭載されるが、それだけでは放熱が不十分なため、素子の上に放熱フィンを搭載する方法が用いられる。また最近の薄型モバイルＰＣにおいては、ヒートパイプで熱を別の箇所の筐体に誘導する方法等も見受けられる。
このような発熱素子の放熱構造を示すものとして、例えば下記特許文献１〜３がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録第３１３００２６号公報
【特許文献２】特開平７−３３６００９号公報
【特許文献３】特開平１１−６８３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１は、半導体素子の放熱器に関する発明で、部品点数が少なく、簡易な構成で安価に製造することができるメリットがある。
また上記特許文献２は、半導体素子の放熱構造に関する発明で、半導体素子からの熱を放熱面、放熱スペーサ等を介し直接シャーシに放熱させることができ、従来の放熱方法より放熱効率が良くなるメリットがある。
また上記特許文献３は、半導体素子の冷却構造に関する発明で、各半導体素子からの発熱を簡易な手段により効率良く放散させ、半導体素子を冷却することができるメリットがある。
しかし上記特許文献１、２においては、放熱フィン２０や放熱スペーサ８を設ける構成であることから、小型化が進む電子機器においては、放熱フィン２０や放熱スペーサ８を設けることが困難であるという問題があった。
また上記特許文献３においては、はんだボール６により、プリント基板１と半導体素子３との電気的接続を行うと共に、半導体素子３の上面から板バネ５を介して放熱板４へ熱伝導経路を形成する構成である。このような、はんだボールを用いる構成においては、半導体素子の下側からの放熱パスが限られるため、半導体素子の上側から熱を筐体等に逃がすパスが形成されるものが一般的であるところ、上記特許文献３においては、板バネ５を介して伝導される熱は、あくまで半導体素子３の近傍に伝導される構成であることから、はんだボール６を介して半導体素子３の下側から逃がす熱と相まって筐体温度が上昇し、放熱効果が低下するという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は上記従来技術における問題点を解消し、簡易な構成で放熱特性を向上させることができるフレキシブルプリント配線板及び該フレキシブルプリント配線板を備えてなる発熱素子の放熱構造の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のフレキシブルプリント配線板は、発熱素子と組み合わされるフレキシブルプリント配線板であって、筐体に取り付けられるものにおいて、前記発熱素子と外部配線との電気接続を行うための回路領域を設けてあると共に、少なくとも前記発熱素子から前記回路領域までの領域よりも外側の領域に、放熱のみを行う、放熱専用拡張領域を設けてあることを第１の特徴としている。
【０００７】
上記本発明の第１の特徴によれば、発熱素子と組み合わされるフレキシブルプリント配線板であって、筐体に取り付けられるものにおいて、前記発熱素子と外部配線との電気接続を行うための回路領域を設けてあると共に、少なくとも前記発熱素子から前記回路領域までの領域よりも外側の領域に、放熱のみを行う、放熱専用拡張領域を設けてあることから、電気接続を行う機能に加えて、発熱素子で発生した熱を効果的に放熱させる機能を備えたフレキシブルプリント配線板とすることができる。よって筐体に取り付けられた際、簡易な構成で放熱特性を向上させることができるフレキシブルプリント配線板とすることができる。
【０００８】
また本発明のフレキシブルプリント配線板は、上記本発明の第１の特徴に加えて、前記放熱専用拡張領域の少なくとも先端部に、該先端部を屈曲させてなる広表面積領域を設けてあることを第２の特徴としている。
【０００９】
上記本発明の第２の特徴によれば、上記本発明の第１の特徴による作用効果に加えて、前記放熱専用拡張領域の少なくとも先端部に、該先端部を屈曲させてなる広表面積領域を設けてあることから、放熱専用拡張領域の表面積を増やすことができる。よって放熱専用拡張領域の放熱面積を増やすことができ、発熱素子で発生した熱を一段と効果的に放熱させることができる。
【００１０】
また本発明のフレキシブルプリント配線板は、上記本発明の第２の特徴に加えて、前記広表面積領域は、蛇腹状に屈曲されてなることを第３の特徴としている。
【００１１】
上記本発明の第３の特徴によれば、上記本発明の第２の特徴による作用効果に加えて、前記広表面積領域は、蛇腹状に屈曲されてなることから、簡易な構成で放熱専用拡張領域の表面積を増やすことができる。
【００１２】
また本発明のフレキシブルプリント配線板は、上記本発明の第２の特徴に加えて、前記広表面積領域は、渦巻き状に屈曲されてなることを第４の特徴としている。
【００１３】
上記本発明の第４の特徴によれば、上記本発明の第２の特徴による作用効果に加えて、前記広表面積領域は、渦巻き状に屈曲されてなることから、簡易な構成で放熱専用拡張領域の表面積を増やすことができる。
【００１４】
また本発明のフレキシブルプリント配線板は、上記本発明の第１〜第４の何れか１つの特徴に加えて、前記放熱専用拡張領域の一部に、前記筐体と接面する筐体接面領域を設けてあることを第５の特徴としている。
【００１５】
上記本発明の第５の特徴によれば、上記本発明の第１〜第４の何れか１つの特徴による作用効果に加えて、前記放熱専用拡張領域の一部に、前記筐体と接面する筐体接面領域を設けてあることから、フレキシブルプリント配線板を、発熱素子で発生した熱を筐体へと伝熱させる伝熱パスとして利用することができる。よって発熱素子で発生した熱をより冷たい部分に優先的に伝熱させることができる。従って発熱素子で発生した熱を一段と効果的に放熱させることができる。
【００１６】
また本発明の発熱素子の放熱構造は、請求項１〜５の何れか１項に記載のフレキシブルプリント配線板と、発熱素子と、導電性金属からなる筐体と、前記フレキシブルプリント配線板の基台となって前記筐体に接地される基台部と、からなる発熱素子の放熱構造であって、前記基台部を、前記フレキシブルプリント配線板の一部でのみ接触させてあることで、前記フレキシブルプリント配線板と前記筐体との間に空間が生じるように構成してあることを第６の特徴としている。
【００１７】
上記本発明の第６の特徴によれば、発熱素子の放熱構造は、請求項１〜５の何れか１項に記載のフレキシブルプリント配線板と、発熱素子と、導電性金属からなる筐体と、前記フレキシブルプリント配線板の基台となって前記筐体に接地される基台部と、からなる発熱素子の放熱構造であって、前記基台部を、前記フレキシブルプリント配線板の一部でのみ接触させてあることで、前記フレキシブルプリント配線板と前記筐体との間に空間が生じるように構成してあることから、簡易な構成で放熱面積を増加させることができ、放熱特性を向上させることができる。よって発熱素子で発生した熱を効果的に放熱させることができる。また発熱素子近傍に余剰空間がない場合であっても、余剰空間までフレキシブルプリント配線板を引き回した上で、発熱素子で発生した熱を放熱させることができる。またフレキシブルプリント配線板を、発熱素子で発生した熱を筐体へと伝熱させる伝熱パスとして利用することができる。よって発熱素子で発生した熱をより冷たい部分に優先的に伝熱させることができる。従って発熱素子で発生した熱を一段と効果的に放熱させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のフレキシブルプリント配線板によれば、簡易な構成で放熱特性を向上させることができる。また本発明の発熱素子の放熱構造によれば、簡易な構成で放熱特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る発熱素子の放熱構造の要部を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る発熱素子の放熱構造の断面図で、（ａ）は図１のａ―ａ線方向における断面図、（ｂ）は（ａ）の要部を示す断面図である。
【図３】従来の発熱素子の放熱構造を簡略化して示す断面図で、（ａ）は発熱素子で発生した熱を筐体から放熱させる構成を備える従来例を示す断面図、（ｂ）は発熱素子で発生した熱を放熱フィンと筐体とから放熱させる構成を備える従来例を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る発熱素子の放熱構造の変形例１を示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る発熱素子の放熱構造の変形例２を示す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る発熱素子の放熱構造の変形例３を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る発熱素子の放熱構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下の図面を参照して、本発明に係る発熱素子の放熱構造についての実施形態を説明し、本発明の理解に供する。しかし、以下の説明は本発明の実施形態であって、特許請求の範囲に記載の内容を限定するものではない。
【００２１】
まず図１〜図３を参照して、本発明の第１の実施形態に係る発熱素子の放熱構造を説明する。
本発明の第１の実施形態に係る発熱素子の放熱構造１は、携帯電話やプロジェクタ、テレビ等の電子機器に配設されるものであり、図１に示すように、発熱素子１００と、基台部２００と、フレキシブルプリント配線板３００と、筐体４００と、外部配線５００とから構成される。
【００２２】
前記発熱素子１００は、動作時に発熱を伴う半導体素子である。
半導体素子としては、例えばレーザーダイオードを用いることができる。勿論、レーザーダイオードに限るものではなく、発光ダイオード等、動作時に発熱を伴う半導体素子であれば如何なるものであってもよい。
なお発熱素子１００には、基台部２００と電気接続される図示しない電極が形成されており、半田を介して基台部２００の上面に載置されている。
【００２３】
前記基台部２００は、図１、図２に示すように、発熱素子１００及びフレキシブルプリント配線板３００の基台となって筐体４００に接地されると共に、フレキシブルプリント配線板３００に発熱素子１００を結線するための電気回路を構成するセラミック基板である。
なおセラミック基板を形成する材料としては、例えば窒化アルミニウムを用いることができる。勿論、窒化アルミニウムに限るものではなく、セラミック基板を形成する材料として通常用いられるものであれば、如何なるものであってもよい。
また基台部２００には、発熱素子１００の電極及びボンディングワイヤーＷと電気接続される、図示しない電気回路が形成されている。
【００２４】
前記フレキシブルプリント配線板３００は、片面にのみ電気回路を設けてある、いわゆる片面フレキシブルプリント配線板であり、基台部２００を介して発熱素子１００を結線することで、発熱素子１００と外部配線５００との電気接続を行うと共に、発熱素子１００の駆動時に発生する熱を放熱させるためのものである。
このフレキシブルプリント配線板３００は、図２（ｂ）に示すように、基材層３１０と、回路層３２０と、放熱層３３０と、カバーレイ層３４０とから構成される。
また図１に示すように、本実施形態においては、フレキシブルプリント配線板３００は、その外形を平面視略コ字状とし、発熱素子１００をよけた状態で、基台部２００の上面に半田Ｈ（図２参照）を介して載置されることで、発熱素子１００と組み合わされ、筐体４００に取り付けられている。
【００２５】
前記基材層３１０は、フレキシブルプリント配線板３００の基台となるものであり、絶縁性の樹脂フィルムで形成されている。
樹脂フィルムとしては、柔軟性に優れた樹脂材料からなるものが使用される。例えばポリイミドフィルムやポリエステルフィルム等のフレキシブルプリント配線板を形成する樹脂フィルムとして通常用いられるものであれば、如何なるものであってもよい。
また特に、柔軟性に加えて高い耐熱性をも有しているものが望ましい。例えばポリアミド系の樹脂フィルムや、ポリイミド、ポリアミドイミドなどのポリイミド系の樹脂フィルムや、ポリエチレンナフタレートを好適に用いることができる。
また耐熱性樹脂としては、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等、フレキシブルプリント配線板を形成する耐熱性樹脂として通常用いられるものであれば、如何なるものであってもよい。
なお基材層３１０の厚みは、５〜１００μｍ程度とすることが望ましい。
【００２６】
前記回路層３２０は、基台部２００を介して発熱素子１００と外部配線５００との電気接続を行うための電気回路が形成される層であり、図２（ｂ）に示すように、基材層３１０の下面側に導電性金属箔を積層することで形成される。
この回路層３２０は、基材層３１０に積層した導電性金属箔をエッチングする等の公知の形成方法を用いて形成される。
また本実施形態においては、図１、図２に示すように、フレキシブルプリント配線板３００において、回路層３２０が形成されている領域を回路領域Ｃとしてある。
なお導電性金属箔としては、例えば銅を用いることができる。勿論、銅に限るものではなく、フレキシブルプリント配線板３００の電気回路を形成する導電性金属箔として通常用いられるものであれば如何なるものであってもよい。
また回路層３２０の厚みは、１５〜１１０μｍ程度とすることが望ましい。
なお図２（ｂ）に示すように、回路層３２０に形成される電気回路は、基台部２００に形成される電気回路と、スルーホール３５０を介して半田Ｈにより電気接続されている。
【００２７】
前記放熱層３３０は、発熱素子１００の駆動時に発生する熱を放熱させるための層であり、図２（ｂ）に示すように、基材層３１０の上面側に導電性金属箔を積層することで形成される。
本実施形態においては、図２（ｂ）で一部を示すように、フレキシブルプリント配線板３００における基材層３１０の上面側の全面に導電性金属箔を積層することで、電気回路を構成することのない放熱層３３０を、フレキシブルプリント配線板３００の全長に渡って設けてある。
このような構成とすることで、図１、図２に示すように、特に発熱素子１００から回路領域Ｃまでの領域よりも外側の領域に、電気回路を構成することなく、放熱のみを行う放熱専用拡張領域Ｒを形成することができる。
なおここで「発熱素子１００から回路領域Ｃまでの領域よりも外側の領域」とは、発熱素子１００から回路領域Ｃまでを囲む領域よりも、フレキシブルプリント配線板３００の短手方向及び長手方向に向かって外側となる領域を意味するものとする。
【００２８】
更に図１、図２（ａ）に示すように、筐体４００に接地される基台部２００を、フレキシブルプリント配線板３００の一部でのみ接触させ、フレキシブルプリント配線板３００と筐体４００との間に空間が生じるような構成としてある。
より具体的には、図１、図２に示すように、基台部２００の大きさを、フレキシブルプリント配線板３００の中央部分のみを載置させることができる大きさとし、フレキシブルプリント配線板３００の中央部分のみを、発熱素子１００をよけた状態で、基台部２００の上面に可能な限り広い面積で接するように、半田Ｈを介して載置させる構成としてある。
このような構成とすることで、発熱素子１００で発生した熱を、基台部２００を介して、フレキシブルプリント配線板３００から筐体４００内の空気中へ熱伝達により放熱させることができると共に、筐体４００内の空気と接するフレキシブルプリント配線板３００の表面積を増加させることができ、放熱量を増加させることができる。
また同時に発熱素子１００で発生した熱を迅速に基台部２００へも熱伝導させ、筐体４００から放熱させることができる。
従って簡易な構成で放熱特性を向上させることができるフレキシブルプリント配線板３００及び放熱構造１とすることができる。
【００２９】
つまり図２（ａ）に白抜き矢印で示すように、発熱素子１００で発生し、基台部２００に伝熱した熱を、後述する導電性金属からなる筐体４００から放熱させることに加えて、基台部２００を介してフレキシブルプリント配線板３００の全長に渡って伝熱させ、フレキシブルプリント配線板３００の上面及び下面からも筐体４００内の空気中に熱伝達により放熱させることができる。
また特に電気回路を構成することなく、放熱のみを行う放熱専用拡張領域Ｒを形成することで、筐体４００内の空間を有効に利用して発熱素子１００で発生した熱を放熱させることができる。
従ってフレキシブルプリント配線板３００を、基台部２００を介して発熱素子１００と外部配線５００との電気接続を行う機能と、発熱素子１００で発生した熱を効果的に放熱させると共に、基台部２００を冷やす機能とを同時に備えたフレキシブルプリント配線板とすることができる。
またフレキシブルプリント配線板３００における基材層３１０の上面側の全面に導電性金属箔からなる放熱層３３０を積層する構成とすることで、簡易な構成で放熱専用拡張領域Ｒを含む放熱層３３０を形成することができる。
【００３０】
なお導電性金属箔としては、例えば銅を用いることができる。勿論、銅に限るものではなく、熱伝導率の高い導電性金属箔であれば如何なるものを用いてもよい。
また放熱層３３０の厚みは、１０〜３００μｍ程度とすることが望ましい。
【００３１】
つまり従来の発熱素子の放熱構造は、図３（ａ）に示すように、発熱素子１００で発生した熱を基台部２００を介して、筐体４００に伝熱させて放熱させる構成を備える発熱素子の放熱構造２や、図３（ｂ）に示すように、発熱素子１００で発生した熱を放熱フィン６００で放熱させると共に、半田ボール７００を介して筐体４００に伝熱させて放熱させる構成を備える発熱素子の放熱構造３といったものが一般的であった。
【００３２】
しかし発熱素子の放熱構造２においては、筐体４００からの放熱のみでは放熱量が不十分であるという問題があった。
また発熱素子の放熱構造３においては、放熱フィン６００を設けることで、放熱面積を増加させることができるものの、小型化が進む近年の電子機器では、放熱フィン６００を設けるスペースがなく、設置が困難であると共に、発熱素子１００の下側からの放熱パスが半田ボール７００の大きさに限られるため、依然として放熱量が不十分であるという問題があった。
また図３（ａ）に示すように、発熱素子１００からワイヤーボンディングで結線する従来のフレキシブルプリント配線板３００は、筐体４００に載置されると共に、発熱素子１００を載置する基台部２００とボンディングワイヤーＷで電気接続されるものが一般的であった。またそのようなフレキシブルプリント配線板３００は、発熱素子１００と外部配線５００との電気接続を行う機能を主として担うものが一般的であったことから、電気回路を構成する領域（本実施形態における回路領域Ｃ）以外に、導電性金属箔からなる領域を備えないものが一般的であった。
つまり電気回路を全く構成することなく、放熱のみを行う、導電性金属箔からなる放熱専用拡張領域を設けることで、放熱機能を主たる機能として備えるフレキシブルプリント配線板は一般的なものではなかった。
なお従来の発熱素子の放熱構造２、３において、本実施形態における発熱素子の放熱構造１と同一部材、同一機能を果たすものには、同一番号を付し、以下の詳細な説明は省略するものとする。
【００３３】
これに対して本実施形態の構成、例えば図２（ａ）のように、特に電気回路を構成することなく、放熱のみを行う放熱専用拡張領域Ｒを設ける構成とすることで、小型化が進む近年の電子機器においても、発熱素子１００で発生した熱を効果的に放熱させるための放熱面積を容易に増加させることができると共に、筐体４００内の空間を有効に利用して発熱素子１００で発生した熱を放熱させることができる。つまり簡易な構成で放熱特性を向上させることができるフレキシブルプリント配線板３００及び放熱構造１とすることができる。
【００３４】
前記カバーレイ層３４０は、フレキシブルプリント配線板３００の絶縁層を形成する層である。
なおカバーレイ層３４０としては、ポリイミドフィルム、感光性レジスト、液状レジスト等を用いることができる。
またカバーレイ層３４０の厚みは、２０〜１５０μｍ程度とすることが望ましい。
なおカバーレイ層３４０は、図示しない熱硬化性接着剤等の接着剤を介して基材層３１０、回路層３２０、放熱層３３０に貼り付けられている。
【００３５】
前記筐体４００は、携帯電話等の電子機器の外形を構成すると共に、発熱素子等の各種電子部品を内部に収容するためのものである。
この筐体４００は、熱伝導率の高い導電性金属で形成されている。
なお導電性金属としては、例えば銅、銀等を用いることができる。
また筐体４００の構成、形状、大きさ等は、本実施形態のものに限るものではなく、適宜変更可能である。
例えば筐体４００として、上蓋を備える構成とすることができる。但しこの場合は、フレキシブルプリント配線板３００から筐体４００内の空気中に放熱させた熱を筐体４００外へ放出させることができるように、筐体４００の内外の空気間で対流が生じるような構造を同時に備えることが望ましい。このような構成とすることで、上蓋を備える筐体においても、放熱効率の良い放熱構造１とすることができる。
【００３６】
前記外部配線５００は、発熱素子１００の駆動回路を構成する２本の導線である。
この外部配線５００は、図２（ｂ）に簡略化して示すように、フレキシブルプリント配線板３００に設けられるスルーホール３５０を介して回路層３２０と電気接続されている。勿論、外部配線５００と回路層３２０との電気接続はこのようなものに限るものではなく、外部配線５００と回路層３２０とを電気接続できるものであれば、如何なる構成を用いてもよい。
【００３７】
なお本発明の第１の実施形態においては、基材層３１０の上面側の全面に導電性金属箔を積層することで、回路層３２０とは別の層として、電気回路を構成することのない放熱層３３０を、フレキシブルプリント配線板３００の全長に渡って設ける構成としたが、必ずしもこのような構成に限るものではない。
例えば回路層３２０と同じ層で、且つ回路領域Ｃ以外の領域に、電気回路を構成することのない導電性金属箔を設けることで、回路層３２０と放熱層３３０とを同じ層に設ける構成とすることができる。このような構成とすることで、フレキシブルプリント配線板３００を薄肉なものとすることができる。
【００３８】
また本発明の第１の実施形態においては、フレキシブルプリント配線板３００の中央部分を、発熱素子１００をよけた状態で、基台部２００に載置させる構成としたが、必ずしもこのような構成に限るものではなく、フレキシブルプリント配線板３００における基台部２００への載置位置は適宜変更可能である。
例えばフレキシブルプリント配線板３００の長手方向の何れかの端部を、基台部２００に載置させる構成とすることができる。
またフレキシブルプリント配線板３００の形状、大きさも本実施形態の構成に限るものではなく、適宜変更可能である。但し、少なくとも基台部２００との接面部分は、放熱性を考慮して、発熱素子１００をよけて、可能な限り広い面積で基台部２００と接面させることができる形状、大きさとすることが望ましい。
また筐体４００への基台部２００の載置位置も本実施形態のものに限るものではなく、適宜変更可能である。
また本実施形態においては、フレキシブルプリント配線板３００を、いわゆる片面フレキシブルプリント配線板とする構成としたが、必ずしもこのような構成に限るものではなく、少なくとも発熱素子１００から回路領域Ｃまでの領域よりも外側の領域に、電気回路を構成することなく、放熱のみを行う、放熱専用拡張領域Ｒを設ける構成とするものであれば、フレキシブルプリント配線板３００を、両面に電気回路を設けてある、いわゆる両面フレキシブルプリント配線板とする構成としてもよい。
【００３９】
次に図２を参照して、発熱素子の放熱構造１の形成方法を説明する。
まず基台部２００に発熱素子１００を半田Ｈを介して載置させる。この際、発熱素子１００の電極と基台部２００の電気回路とをボンディングワイヤーＷで電気接続させる。
そして発熱素子１００を載置させた基台部２００を筐体４００に貼りつける。
そしてフレキシブルプリント配線板３００を基台部２００に半田を介して載置させる。
この際、基台部２００の電気回路とフレキシブルプリント配線板３００の電気回路とを半田を介して電気接続させる。
そして外部配線５００をフレキシブルプリント配線板３００の電気回路に電気接続させる。
以上の工程を経ることで、発熱素子の放熱構造１が形成される。
勿論、発熱素子の放熱構造１の形成方法は、このような構成に限るものではなく、適宜変更可能である。
【００４０】
次に図４〜図６を参照して、本発明の第１の実施形態の変形例を説明する。
【００４１】
まず図４を参照して、本発明の第１の実施形態の変形例１を説明する。
本変形例１は、本発明の第１の実施形態における放熱専用拡張領域Ｒの構成を変化させたものである。
その他の構成については、既述した本発明の第１の実施形態と同一であることから、同一部材、同一機能を果たすものには、同一番号を付し、以下の詳細な説明は省略するものとする。
【００４２】
図４に示すように、本変形例１においては、放熱専用拡張領域Ｒの少なくとも先端部に、該先端部を屈曲させてなる広表面積領域Ｒ１を設けてある。
より具体的には、発熱素子１００より図面上右側においては、放熱専用拡張領域Ｒの全てを蛇腹状に屈曲させることで、広表面積領域Ｒ１を設けてある。また発熱素子１００より図面上左側においては、フレキシブルプリント配線板３００の形状を平面視略コ字状とすることで、二股に分かれている放熱専用拡張領域Ｒの先端部を、共に蛇腹状に屈曲させることで、広表面積領域Ｒ１を設けてある。
なお、ここで「広表面積領域」とは、少なくとも投影平面積比１.２倍以上の表面積を持つ領域のことを指すものとする。
【００４３】
このような構成とすることで、放熱専用拡張領域Ｒを直線状に設ける場合に比べて、放熱専用拡張領域Ｒの表面積を増加させることができる。よって放熱専用拡張領域Ｒの放熱面積を増やすことができ、発熱素子１００で発生した熱を一段と効果的に放熱させることができる。
またフレキシブルプリント配線板３００は、柔軟性を有することから、放熱専用拡張領域Ｒの先端部を容易に蛇腹状に屈曲させることができる。よって簡易な構成で放熱専用拡張領域Ｒの表面積を増やすことができる。
【００４４】
次に図５を参照して、本発明の第１の実施形態の変形例２を説明する。
本変形例２は、既述した本発明の第１の実施形態における放熱専用拡張領域Ｒの構成を変化させたものである。
その他の構成については、既述した本発明の第１の実施形態と同一であることから、同一部材、同一機能を果たすものには、同一番号を付し、以下の詳細な説明は省略するものとする。
【００４５】
図５に示すように、本変形例２においては、放熱専用拡張領域Ｒの少なくとも先端部に、該先端部を屈曲させてなる広表面積領域Ｒ１を設けてある。
より具体的には、発熱素子１００より図面上右側においては、放熱専用拡張領域Ｒの全てを渦巻き状に屈曲させることで、広表面積領域Ｒ１を設けてある。また発熱素子１００より図面上左側においては、フレキシブルプリント配線板３００の形状を平面視略コ字状とすることで、二股に分かれている放熱専用拡張領域Ｒの先端部を、共に蛇腹状に屈曲させることで、広表面積領域Ｒ１を設けてある。
【００４６】
このような構成とすることで、放熱専用拡張領域Ｒを直線状に設ける場合に比べて、放熱専用拡張領域Ｒの表面積を増加させることができる。よって放熱専用拡張領域Ｒの放熱面積を増やすことができ、発熱素子１００で発生した熱を一段と効果的に放熱させることができる。
またフレキシブルプリント配線板３００は、柔軟性を有することから、放熱専用拡張領域Ｒの先端部を容易に蛇腹状及び渦巻き状に屈曲させることができる。よって簡易な構成で放熱専用拡張領域Ｒの表面積を増やすことができる。
【００４７】
次に図６を参照して、本発明の第１の実施形態の変形例３を説明する。
本変形例３は、既述した本発明の第１の実施形態における放熱専用拡張領域Ｒ及び筐体４００の構成を変化させたものである。
その他の構成については、既述した本発明の第１の実施形態と同一であることから、同一部材、同一機能を果たすものには、同一番号を付し、以下の詳細な説明は省略するものとする。
【００４８】
図６に示すように、本変形例３においては、放熱専用拡張領域Ｒの少なくとも先端部に、該先端部を屈曲させてなる広表面積領域Ｒ１を設けてあると共に、放熱専用拡張領域Ｒの一部に、筐体４００と接面する筐体接面領域Ｒ２を設けてある。
より具体的には、発熱素子１００より図面上右側においては、放熱専用拡張領域Ｒの全てを蛇腹状に屈曲させることで、広表面積領域Ｒ１を設けてある。
また発熱素子１００より図面上左側においては、フレキシブルプリント配線板３００の形状を平面視略コ字状とすることで、二股に分かれている放熱専用拡張領域Ｒの先端部を、共に蛇腹状に屈曲させることで広表面積領域Ｒ１を設けてあると共に、発熱素子１００から広表面積領域Ｒ１までの放熱専用拡張領域Ｒの一部を、共に筐体接面領域Ｒ２とし、図示しないグリスを介して筐体４００の上蓋４１０に接面させてある。
また筐体４００は、上蓋４１０を備える構成としてある。
なお図６に示すように、筐体４００には、フレキシブルプリント配線板３００から筐体４００内の空気中に放熱させた熱を筐体４００外へ放出させることができるように、筐体４００の内外の空気間で対流が生じるような隙間Ｓを設けてある。勿論、筐体４００の内外の空気間で対流が生じるようにする構造は、このような構成に限るものではなく、適宜変更可能である。
【００４９】
このように広表面積領域Ｒ１を設けることで、放熱専用拡張領域Ｒを直線状に設ける場合に比べて、放熱専用拡張領域Ｒの表面積を増加させることができる。よって放熱専用拡張領域Ｒの放熱面積を増やすことができ、発熱素子１００で発生した熱を一段と効果的に放熱させることができる。
更に筐体接面領域Ｒ２を設け、筐体４００と接面させることで、フレキシブルプリント配線板３００を、発熱素子１００で発生した熱を筐体４００へと伝熱させる伝熱パスとしても利用することができる。
よって基台部２００と接地することがないことから、放熱への寄与率が低く、比較的冷たい状態にある上蓋４１０へ、発熱素子１００で発生した熱を優先的に伝熱させて放熱させることができる。
従って上蓋４１０も放熱面積として加算させることができ、発熱素子１００で発生した熱を一段と効果的に放熱させることができる。
またフレキシブルプリント配線板３００は、柔軟性を有することから、放熱専用拡張領域Ｒの先端部を容易に蛇腹状に屈曲させることができると共に、上蓋４１０へと誘導させることができる。よって簡易な構成で放熱専用拡張領域Ｒの表面積を増やすことができると共に、上蓋４１０を放熱面積として利用することができる。
【００５０】
なお本発明の第１の実施形態の変形例１〜３においては、広表面積領域Ｒ１の形状を、蛇腹状若しくは／及び渦巻き状とする構成としたが、必ずしもこのような構成に限るものではなく、放熱専用拡張領域Ｒの先端部を屈曲させることで、放熱専用拡張領域Ｒの表面積を増加させることができる形状であれば、適宜変更可能である。また屈曲回数も本変形例１〜３のものに限るものではなく、適宜変更可能である。
また放熱専用拡張領域Ｒの少なくとも先端部に、放熱専用拡張領域Ｒを屈曲させてなる広表面積領域Ｒ１を設ける構成とするものであれば、広表面積領域Ｒ１の形成位置も本変形例１〜３の構成に限るものではなく、適宜変更可能である。
また本変形例１〜３においては、発熱素子１００の右側及び左側の両側に、広表面積領域Ｒ１若しくは／及び筐体接面領域Ｒ２を設ける構成としたが、必ずしもこのような構成に限るものではなく、発熱素子１００の右側及び左側の何れかに、広表面積領域Ｒ１若しくは／及び筐体接面領域Ｒ２を設ける構成としてもよい。
またフレキシブルプリント配線板３００における筐体接面領域Ｒ２の形成位置も本発明の第１の実施形態の変形例３におけるものに限るものではなく、適宜変更可能である。より好適には、放熱性を考慮して、発熱素子１００の近傍領域以外で上蓋４１０と接面させることができる位置に形成することが望ましい。
なお、ここで「発熱素子１００の近傍領域」とは、発熱素子１００から上蓋までの直線距離が１〜１００ｍｍの範囲内である領域を意味するものとする。
【００５１】
次に図７を参照して本発明の第２の実施形態に係る発熱素子の放熱構造を説明する。
本発明の第２の実施形態に係る発熱素子の放熱構造４は、本発明の第１の実施形態に係る発熱素子の放熱構造１に対して、発熱素子の載置構成及びフレキシブルプリント配線板の形状を変化させたものである。
その他の構成については、既述した本発明の第１の実施形態と同一であることから、同一部材、同一機能を果たすものには、同一番号を付し、以下の詳細な説明は省略するものとする。
【００５２】
図７に示すように、本発明の第２の実施形態に係る発熱素子の放熱構造４においては、発熱素子１００を、フレキシブルプリント配線板３００の上面に載置させ、該フレキシブルプリント配線板３００を、筐体４００に接地させてある基台部２００の上面に載置させてある。また発熱素子１００と、フレキシブルプリント配線板３００の図示しない電気回路とをボンディングワイヤーＷで電気接続することで、フレキシブルプリント配線板３００に発熱素子１００を搭載し、ワイヤーボンディングで結線してある。更に図７には詳しく図示していないが、フレキシブルプリント配線板３００の形状を、平面視略コ字状とせず、平板状としてある。
このような構成とすることで、発熱素子１００で発生した熱を直接フレキシブルプリント配線板３００に伝熱させ、放熱させることができる。よって簡易な構成で放熱特性を向上させることができる。
従ってフレキシブルプリント配線板３００を、発熱素子１００と外部配線５００との電気接続を行う機能と、発熱素子１００で発生した熱を効果的に放熱させ、発熱素子１００を冷やす機能とを同時に備えたフレキシブルプリント配線板とすることができる。
【００５３】
なお本発明の第２の実施形態においても、既述した本発明の第１の実施形態と同様に、放熱専用拡張領域Ｒを回路層３２０と同じ層に形成する構成としてもよい。
また既述した本発明の第１の実施形態と同様に、フレキシブルプリント配線板３００における基台部２００への載置位置も適宜変更可能である。
また既述した本発明の第１の実施形態と同様に、フレキシブルプリント配線板３００をいわゆる両面フレキシブルプリント配線板とする構成としてもよい。
また既述した本発明の第１の実施形態と同様に、フレキシブルプリント配線板３００の大きさも適宜変更可能である。
また既述した本発明の第１の実施形態と同様に、筐体４００への基台部２００の載置位置も適宜変更可能である。
また既述した本発明の第１の実施形態と同様に、筐体４００の構成、形状、大きさ等も適宜変更可能である。
また既述した本発明の第１の実施形態の変形例１〜３と同様な、広表面積領域Ｒ若しくは／及び筐体接面領域Ｒ２を設ける構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明によれば、発熱素子と組み合わされるフレキシブルプリント配線板の分野における産業上の利用性がある。またフレキシブルプリント配線板を備えてなる発熱素子の放熱構造の分野における産業上の利用性が高い。
【符号の説明】
【００５５】
１、４      発熱素子の放熱構造
１００      発熱素子
２００      基台部
３００      フレキシブルプリント配線板
３１０      基材層
３２０      回路層
３３０      放熱層
３４０      カバーレイ層
３５０      スルーホール
４００      筐体
４１０      上蓋
５００      外部配線
６００      放熱フィン
７００      半田ボール
Ｃ          回路領域
Ｈ          半田
Ｒ          放熱専用拡張領域
Ｒ１        広表面積領域
Ｒ２        筐体接面領域
Ｓ          隙間
Ｗ          ボンディングワイヤー
【図１】
2012023166.tif 000003
【図２】
2012023166.tif 000004
【図３】
2012023166.tif 000005
【図４】
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【図５】
2012023166.tif 000007
【図６】
2012023166.tif 000008
【図７】
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