(57)【要約】【課題】母基板に実装される補助基板上に実装された発熱対象部品を、省スペースでかつ安価に絶縁距離を確保しながら放熱できる補助基板上の発熱部品の放熱構造を提供する。【解決手段】補助基板上の発熱部品の放熱構造は、補助基板１３と、補助基板１３上に実装される放熱対象部品１１と、少なくとも放熱対象部品１１を覆い、絶縁および熱伝導を兼ねる樹脂製品２１と、樹脂部品２１を介して少なくとも放熱対象部品１１上の対向する面に置かれる放熱板１５とを有する補助基板回路部１０を備え、補助基板回路部１０を母基板７に実装する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
補助基板と、
前記補助基板上に実装される放熱対象部品と、
少なくとも前記放熱対象部品を覆い、絶縁および熱伝導を兼ねる樹脂製品と、
前記樹脂部品を介して少なくとも前記放熱対象部品上の対向する面に置かれる放熱板とを有する補助基板回路部を備え、
前記補助基板回路部を母基板に実装する補助基板上の発熱部品の放熱構造。
【請求項２】
請求項１に記載の補助基板上の発熱部品の放熱構造において、
前記補助基板は、前記放熱対象部品が実装されないスペースにねじを通す貫通孔を有し、
前記放熱板は、前記貫通孔に対向する位置にねじ締め用の雌ねじ孔を有し、
前記補助基板における前記放熱対象部品が実装されている反対面からねじが挿入され、前記ねじが前記放熱板の前記雌ねじ孔にねじ止めされる補助基板上の発熱部品の放熱構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の補助基板上の発熱部品の放熱構造において、
前記補助基板の前記貫通孔の周囲および前記放熱板の前記雌ねじ孔の周囲に、前記補助基板および前記放熱板の間隔を所定の距離に保持するための筒状のスペーサが挿入され、
前記補助基板における前記放熱対象部品が実装されている反対面から前記ねじが挿入され、前記ねじが前記スペーサを貫通して前記放熱板の前記雌ねじ孔にねじ止めされる補助基板上の発熱部品の放熱構造。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１項に記載の補助基板上の発熱部品の放熱構造において、
前記放熱板は、前記貫通孔に対向する位置に貫通孔を有し、
前記補助基板の前記貫通孔の周囲および前記放熱板の前記貫通孔の周囲に、前記補助基板および前記放熱板の間隔を所定の距離に保持するための筒状の前記スペーサが挿入され、
前記補助基板の前記貫通孔および前記放熱板の前記貫通孔に樹脂成型品が挿通されて前記樹脂成型品により前記補助基板および前記放熱板を保持する補助基板上の発熱部品の放熱構造。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１項に記載の補助基板上の発熱部品の放熱構造において、
前記補助基板の外周の少なくとも１か所および前記放熱板の外周の少なくとも１か所に切欠が設けられており、前記切欠に、前記補助基板回路部を前記母基板に実装するまでの間、耐熱性能を有する輪ゴムを引掛けて前記補助基板および前記放熱板を保持する補助基板上の発熱部品の放熱構造。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１項に記載の補助基板上の発熱部品の放熱構造において、
前記樹脂製品は、前記補助基板および前記放熱板が保持された状態で、前記母基板に実装されている前記補助基板回路部および主放熱対象部品をケースに挿入し、少なくとも前記放熱対象部品が埋まる高さまで前記ケース内に充填される補助基板上の発熱部品の放熱構造。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１項に記載の補助基板上の発熱部品の放熱構造において、
前記放熱対象部品は、前記樹脂製品により前記放熱板に放熱することにより、表面温度が８５℃以下に保つことが可能な半導体部品である補助基板上の発熱部品の放熱構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、母基板に実装される補助基板を有する補助基板上の発熱部品の放熱構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、回路基板の一面において電子部品がはんだ固定されるとともに発熱量の大きい電子部品が一面に表面実装され、回路基板の一面と容器の内側面との間にのみ樹脂が充填される補助基板上の発熱部品の放熱構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、従来より、ケースの側壁に対向するようにサブ基板が設けられ、サブ基板のケースに対向する面に電子部品のうちの放熱を必要とする発熱電子部品が面実装される補助基板上の発熱部品の放熱構造が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
さらに、従来より、縦型サブ基板と、縦型サブ基板上に縦型サブ基板と平行に対面するように実装されたＳＩＰ型半導体素子と、縦型サブ基板およびＳＩＰ型半導体素子を囲うように成形された放熱板と、縦型サブ基板の端部に配置された基板端子によって電気的に接続されることで縦型サブ基板を実装したメイン基板と、放熱板の内側に少なくとも縦型サブ基板とＳＩＰ型半導体素子の電気的接続部を覆うようにポッティング材を充填した補助基板上の発熱部品の放熱構造が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１４１６７６号公報（図１、請求項１）
【特許文献２】特開２００４−２０７３８４号公報（図１、請求項１）
【特許文献３】特開２００６−２４７４６号公報（図２、請求項１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、回路の小型化に対する市場の要求が高まる中、それを実現する方策として、半導体部品の小型化が進んでいる。例えば、数Ａ〜数十Ａの大きな電流の耐量が求められるチョッパ回路やインバータ回路等へも使用できる半導体スイッチング素子等が、面実装タイプのパッケージで各種提供されている。一方、小型化された半導体部品のピン間の絶縁距離の確保や、発熱する半導体部品の放熱に関して課題を有する。
【０００７】
ところが、前述した特許文献１に記載された補助基板上の発熱部品の放熱構造は、母基板に実装される補助基板と、ほぼ平板の簡単な構造を有する放熱板との組み合わせに用いることができない。
前述した特許文献２に記載された補助基板上の発熱部品の放熱構造は、補助基板がケースに面する個所へ必ず配置される必要があるとともに、樹脂充填を後工程で行うために、補助基板とケース間に樹脂を注入することが難しい。
前述した特許文献３に記載された補助基板上の発熱部品の放熱構造は、補助基板の周りを放熱板ケースで覆うために、実装スペースとして母基板上の大きな面積が占有されてしまう。
【０００８】
本発明は、前述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、母基板に実装される補助基板上に実装された発熱対象部品を、省スペースでかつ安価に絶縁距離を確保しながら放熱できる補助基板上の発熱部品の放熱構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る補助基板上の発熱部品の放熱構造は、補助基板と、前記補助基板上に実装される放熱対象部品と、少なくとも前記放熱対象部品を覆い、絶縁および熱伝導を兼ねる樹脂製品と、前記樹脂部品を介して少なくとも前記放熱対象部品上の対向する面に置かれる放熱板とを有する補助基板回路部を備え、前記補助基板回路部を母基板に実装する。
【００１０】
本発明に係る補助基板上の発熱部品の放熱構造は、前記補助基板は、前記放熱対象部品が実装されないスペースにねじを通す貫通孔を有し、前記放熱板は、前記貫通孔に対向する位置にねじ締め用の雌ねじ孔を有し、前記補助基板における前記放熱対象部品が実装されている反対面からねじが挿入され、前記ねじが前記放熱板の前記雌ねじ孔にねじ止めされる。
【００１１】
本発明に係る補助基板上の発熱部品の放熱構造は、前記補助基板の前記貫通孔の周囲および前記放熱板の前記雌ねじ孔の周囲に、前記補助基板および前記放熱板の間隔を所定の距離に保持するための筒状のスペーサが挿入され、前記補助基板における前記放熱対象部品が実装されている反対面から前記ねじが挿入され、前記ねじが前記スペーサを貫通して前記放熱板の前記雌ねじ孔にねじ止めされる。
【００１２】
本発明に係る補助基板上の発熱部品の放熱構造は、前記放熱板は、前記貫通孔に対向する位置に貫通孔を有し、前記補助基板の前記貫通孔の周囲および前記放熱板の前記貫通孔の周囲に、前記補助基板および前記放熱板の間隔を所定の距離に保持するための筒状の前記スペーサが挿入され、前記補助基板の前記貫通孔および前記放熱板の前記貫通孔に樹脂成型品が挿通されて前記樹脂成型品により前記補助基板および前記放熱板を保持する。
【００１３】
本発明に係る補助基板上の発熱部品の放熱構造は、前記補助基板の外周の少なくとも１か所および前記放熱板の外周の少なくとも１か所に切欠が設けられており、前記切欠に、前記補助基板回路部を前記母基板に実装するまでの間、耐熱性能を有する輪ゴムを引掛けて前記補助基板および前記放熱板を保持する。
【００１４】
本発明に係る補助基板上の発熱部品の放熱構造は、前記樹脂製品は、前記補助基板および前記放熱板が保持された状態で、前記母基板に実装されている前記補助基板回路部および主放熱対象部品をケースに挿入し、少なくとも前記放熱対象部品が埋まる高さまで前記ケース内に充填される。
【００１５】
本発明に係る補助基板上の発熱部品の放熱構造は、前記放熱対象部品は、前記樹脂製品により前記放熱板に放熱することにより、表面温度が８５℃以下に保つことが可能な半導体部品である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る補助基板上の発熱部品の放熱構造によれば、母基板に実装される補助基板上に実装された発熱対象部品を、省スペースでかつ安価に絶縁距離を確保しながら放熱できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る第１実施形態の補助基板上の発熱部品の放熱構造が適用される高圧放電灯用電子安定器の回路構成図
【図２】高圧放電灯用電子安定器の断面図
【図３】高圧放電灯用電子安定器に適用される補助基板回路部の分解斜視図
【図４】補助基板回路部に適用されるねじの側面図
【図５】補助基板回路部の正面図
【図６】高圧放電灯用電子安定器の組立手順を説明する外観斜視図
【図７】本発明に係る第２実施形態の補助基板上の発熱部品の放熱構造が適用される高圧放電灯用電子安定器における補助基板回路部の分解斜視図
【図８】補助基板回路部に適用されるねじの側面図
【図９】補助基板回路部に適用されるスペーサの外観斜視図
【図１０】本発明に係る第３実施形態の補助基板上の発熱部品の放熱構造が適用される高圧放電灯用電子安定器における補助基板回路部の分解斜視図
【図１１】本発明に係る第４実施形態の補助基板上の発熱部品の放熱構造が適用される高圧放電灯用電子安定器における補助基板回路部の分解斜視図
【図１２】本発明に係る第５実施形態の補助基板上の発熱部品の放熱構造が適用される高圧放電灯用電子安定器における補助基板回路部の正面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る複数の実施形態の補助基板上の発熱部品の放熱構造について図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１に示すように、本発明に係る第１実施形態の補助基板上の発熱部品の放熱構造に適用される高圧放電灯用電子安定器１は、交流電源２に接続された入力回路部３と、入力回路部３に接続された点灯回路部４と、点灯回路部４に接続された制御回路部５とから構成される。
【００１９】
高圧放電灯用電子安定器１は、７０Ｗ型であり、入力回路部３および点灯回路部４に、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５や、集積回路ＩＣ１，ＩＣ２，ＩＣ３や、ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５の半導体部品である第１電子部品１１を有し、制御回路部５に第２電子部品１２を有する。第１電子部品１１には、ランプＤＬの定常状態において１Ａ前後の大きい電流が流れて発熱する。これに対して、第２電子部品１２には、数μＡ〜数ｍＡの微小電流しか流れないために発熱量が非常に少ない。
【００２０】
図２に示すように、高圧放電灯用電子安定器１は、ケース６内に母基板７が収容されており、この母基板７上に、主放熱対象部品である電子部品８と、補助基板１３を有して放熱対象部品である第１電子部品１１および第２電子部品１２が実装された補助基板回路部１０とが実装されている。
【００２１】
図３に示すように、補助基板１３は、第１電子部品１１および第２電子部品１２が実装されていない中央部のスペースに貫通孔１４を有する。補助基板１３には、放熱板１５が組み合わされる。放熱板１５は、アルミニウム製の放熱性を有する板部材である。放熱板１５は、補助基板１３の貫通孔１４に対応した雌ねじ孔１６を有する。補助基板１３の貫通孔１４には、第１電子部品１１および第２電子部品１２が実装された反対の面から放熱板１５の雌ねじ孔１６にねじ１７がねじ込まれる。
【００２２】
第１電子部品１１の放熱板１５側に熱伝導性樹脂シート１８が貼り付けられる。熱伝導性樹脂シート１８は、例えば２ｍｍの厚さ寸法を有するサーコンＧＲ−ａｄ等であり、１．４Ｗ／ｍ・ｋの熱伝導率を有する。熱伝導性樹脂シート１８は、第１電子部品１１と放熱板１５との間に均一に埋められるために、第１電子部品１１の発した熱を放熱板１５に効率よく伝えて放熱できる。熱伝導性樹脂シート１８は、１８ｋＶ／ｍｍの電気絶縁性能を有するために、第１電子部品１１の端子間や端子と放熱板１５との間を確実に絶縁できる。
【００２３】
図４および図５に示すように、ねじ１７は、補助基板１３と放熱板１５との間隔寸法Ｌ１が、補助基板１３上の第１電子部品１１の高さ寸法Ｌ２と熱伝導性樹脂シート１８の厚さ寸法Ｌ３との合算値に同等か合算値よりも小さくなるような胴部１９の長さ寸法Ｌ４およびねじ部２０の長さ寸法Ｌ５を有する。
補助基板１３と放熱板１５との間隔寸法Ｌ１は、狭すぎると、熱伝導性樹脂シート１８に蓄積された反発力により補助基板１３が反ってしまうことがある。これとは異なり、補助基板１３と放熱板１５との間隔寸法Ｌ１は、広すぎると、第１電子部品１１と熱伝導性樹脂シート１８との接着面積が減少して熱伝導を効率よくできない。
ねじ１７は、ねじ込みにより、補助基板１３と放熱板１５との間隔寸法Ｌ１を所定の値に保持できる。
従って、ねじ１７のねじ込みにより、はんだ付け以降の製造工程で重要な補助基板１３と放熱板１５との保持を簡単にでき、放熱板１５の位置ずれや落下を防止できる。
【００２４】
次に、高圧放電灯用電子安定器１の組立手順について説明する。
図６に示すように、まず、補助基板１３に第１電子部品１１および第２電子部品１２が実装されて補助基板回路部１０が形成され、次に、電子部品８が実装されている母基板７上に補助基板回路部１０が実装されてから、はんだ槽に漬けられてはんだ付けされる。
そして、電子部品８および補助基板回路部１０が実装された母基板７がケース６に収容される。ケース６は、放熱性を有するアルミニウム製である。
【００２５】
電子部品８および補助基板回路部１０が実装された母基板７がケース６に収容された後に、樹脂製品２１が、図２を参照して、第１電子部品１１が埋まる高さまでケース６内に充填される。
従って、樹脂製品２１が、第１電子部品１１が埋まる高さまでケース６内に充填されるために、第１電子部品１１周りの放熱を効率よくできる。
【００２６】
高圧放電灯用電子安定器１は、動作により第１電子部品１１が主として発熱する。そして、第１電子部品１１が発した熱は、熱伝導性樹脂シート１８を通じて放熱板１５に伝わり、放熱板１５から樹脂製品２１を通じて放熱される。
従って、母基板７に実装された補助基板１３上に実装された第１電子部品１１を、絶縁距離を確保しながら放熱できる。
【００２７】
高圧放電灯用電子安定器１は、第１電子部品１１が発した熱が、熱伝導性樹脂シート１８を通じて放熱板１５に伝わり、放熱板１５から樹脂製品２１を通じて放熱されるために、表面温度が８５℃以下に保たれる。
従って、半導体素子である第１電子部品１１の特性に支障を与えることがない。
【００２８】
以上、説明した第１実施形態の補助基板上の発熱部品の放熱構造によれば、母基板７に実装される補助基板１３上に実装された第１電子部品１１を、省スペースでかつ安価に絶縁距離を確保しながら放熱できる。
【００２９】
また、第１実施形態の補助基板上の発熱部品の放熱構造によれば、ねじ１７のねじ込みにより、はんだ付け以降の製造工程で重要な補助基板１３と放熱板１５との保持を簡単にでき、放熱板１５の位置ずれや落下を防止できる。
【００３０】
そして、第１実施形態の補助基板上の発熱部品の放熱構造によれば、樹脂製品２１が、第１電子部品１１が埋まる高さまでケース６内に充填されるために、第１電子部品１１周りの放熱を効率よくできる。
【００３１】
さらに、第１実施形態の補助基板上の発熱部品の放熱構造によれば、第１電子部品１１が発した熱が、熱伝導性樹脂シート１８を通じて放熱板１５に伝わり、放熱板１５から樹脂製品２１を通じて放熱されることにより、第１電子部品１１の表面温度が８５℃以下に保たれるために、半導体素子である第１電子部品１１の特性に支障を与えることがない。
【００３２】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態の補助基板上の発熱部品の放熱構造について説明する。
なお、以下の各実施形態において、前述した第１実施形態と重複する構成要素や機能的に同様な構成要素については、図中に同一符号あるいは相当符号を付することによって説明を簡略化あるいは省略する。
【００３３】
図７に示すように、本発明に係る第２実施形態に適用される補助基板回路部３１は、補助基板３２の貫通孔１４の周囲および放熱板１５の雌ねじ孔１６の周囲に、補助基板３２および放熱板１５の間隔を所定の距離に保持するための筒状のスペーサ３３が挿入される。そして、補助基板３２の貫通孔１４にねじ３４が挿入され、ねじ３４がスペーサ３３を貫通して放熱板１５の雌ねじ孔１６にねじ止めされる。
図８に示すように、ねじ３４は、完全ねじ部３５が長さ寸法Ｌ６を有する。
図９に示すように、スペーサ３３は、ねじ３４の完全ねじ部３５の外径寸法よりも大きい内径寸法Ｌ７を有するとともに外径寸法Ｌ８を有し、補助基板３２と放熱板１５との間隔寸法が、補助基板３２上の第１電子部品１１の高さ寸法と熱伝導性樹脂シート１８の厚さ寸法との合算値に同等か合算値よりも小さくなるような長さ寸法Ｌ９を有する。
【００３４】
第２実施形態の補助基板上の発熱部品の放熱構造によれば、スペーサ３３により、補助基板３２および放熱板１５の間隔を簡単に設定でき、母基板７に実装された補助基板３２上に実装された第１電子部品１１を、省スペースでかつ安価に絶縁距離を確保しながら放熱できる。
【００３５】
（第３実施形態）
次に、本発明に係る第３実施形態の補助基板上の発熱部品の放熱構造について説明する。
図１０に示すように、本発明に係る第３実施形態に適用される補助基板回路部４１は、放熱板１５に補助基板４２の貫通孔１４に対向する貫通孔４３を有し、補助基板４２の貫通孔１４の周囲および放熱板１５の貫通孔４３の周囲に、補助基板４２および放熱板１５の間隔を所定の距離に保持するための筒状のスペーサ４４が挿入され、補助基板４２の貫通孔１４および放熱板１５の貫通孔４３に樹脂成型品４５が挿通され、樹脂成型品４５の端部が結束されることにより補助基板４２および放熱板１５が保持される。
【００３６】
第３実施形態の補助基板上の発熱部品の放熱構造によれば、スペーサ４４を介して樹脂成型品４５が結束されることにより、補助基板３２および放熱板１５の間隔を簡単に設定でき、母基板７に実装された補助基板３２上に実装された第１電子部品１１を、省スペースでかつ安価に絶縁距離を確保しながら放熱できる。
【００３７】
（第４実施形態）
次に、本発明に係る第４実施形態の補助基板上の発熱部品の放熱構造について説明する。
図１１に示すように、本発明に係る第４実施形態に適用される補助基板回路部５１は、補助基板５２の長手方向の外周の対向する２か所に切欠５３が設けられるとともに、放熱板５４の長手方向の外周の対向する２か所に切欠５５が設けられており、切欠５３および切欠５５に、補助基板回路部５１を母基板７に実装するまでの間、耐熱性能を有する輪ゴム５６を引掛けて補助基板５２および放熱板５４を保持する。輪ゴム５６は、耐熱温度が−４０℃〜１９０℃のシリコンゴム製である。
【００３８】
第４実施形態の補助基板上の発熱部品の放熱構造によれば、切欠５３および切欠５５に、輪ゴム５６を引掛けて補助基板５２および放熱板５４を保持することにより、補助基板回路部５１を母基板７に実装するまでの間で、補助基板５２および放熱板５４の間隔を簡単に設定して保持できる。
【００３９】
（第５実施形態）
次に、本発明に係る第５実施形態の補助基板上の発熱部品の放熱構造について説明する。
図１２に示すように、本発明に係る第５実施形態に適用される補助基板回路部６１は、熱伝導性樹脂シートを用いずに、スペーサ４４を介して放熱板１５を取り付けた補助基板６２を母基板７に実装する際に、熱伝導性樹脂シート相当の空間６３を放熱板１５と第１電子部品１１との間に設定する。
そして、樹脂製品２１が充填されることにより、放熱板１５と第１電子部品１１との空間６３に介在される樹脂製品２１が絶縁および熱伝導の役割を果たす。
【００４０】
第５実施形態の補助基板上の発熱部品の放熱構造によれば、熱伝導性樹脂シートを用いないために、コスト面で有利に、母基板７に実装された補助基板３２上に実装された第１電子部品１１を、省スペースでかつ安価に絶縁距離を確保しながら放熱できる。
【００４１】
なお、本発明の補助基板上の発熱部品の放熱構造においてケース，母基板，ねじ等は、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形や改良等が可能である。
【符号の説明】
【００４２】
７  母基板
８  電子部品（主放熱対象部品）
１０，３１，４１，５１，６１  補助基板回路部
１１  第１電子部品（放熱対象部品）
１３，３２，４２，５２，６２  補助基板
１４，４３  貫通孔
１５，５４  放熱板
１６  雌ねじ孔
１７，３４  ねじ
２１  樹脂製品
３３，４４  スペーサ
４５  樹脂成型品
５３，５５  切欠
５６  輪ゴム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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