(57)【要約】【課題】部品実装基板間に一定の隙間を保ち、かつその隙間に放熱部品を実装すると共に、その放熱部品を筐体に接触させることで、部品実装基板より発生する熱を筐体へ逃がすことができる筐体内蔵部品実装基板の放熱構造を提供する。【解決手段】実施形態の筐体内蔵部品実装基板の放熱構造は、筐体に収納される第１の部品実装基板と、筐体に収納される第２の部品実装基板と、第１の部品実装基板と第２の部品実装基板を接続し、基板間に所定の隙間を設定する複数の樹脂コアはんだボールと、筐体の内側面に接触する接触部と複数の樹脂コアはんだボールが挿入される穴とを有し、複数の樹脂コアはんだボールと接続又は絶縁される放熱部品とを具備している。そして、放熱部品の接触部が筐体の内側面に接触した状態で、第１、第２の部品実装基板、および樹脂コアはんだボールが筐体に収納されている。【選択図】  図１
2012182170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体に収納される実装部品が実装される第１の部品実装基板と、
前記筐体に収納される実装部品が実装される第２の部品実装基板と、
前記第１の部品実装基板と前記第２の部品実装基板を接続し、前記基板間に所定の隙間を設定する複数の樹脂コアはんだボールと、
前記筐体の内側面に接触する接触部と前記複数の樹脂コアはんだボールが挿入される穴とを有し、前記複数の樹脂コアはんだボールと接続又は絶縁される放熱部品と、
を具備し、
前記放熱部品の前記接触部が前記筐体の内側面に接触した状態で、前記第１、第２の部品実装基板、および前記樹脂コアはんだボールが前記筐体に収納されていることを特徴とする筐体内蔵部品実装基板の放熱構造。
【請求項２】
前記接触部は前記筐体の対向する両面又は４面に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の筐体内蔵部品実装基板の放熱構造。
【請求項３】
前記第１の部品実装基板又は第２の部品実装基板は前記樹脂コアはんだボールによってアース接続されていることを特徴とすると請求項１に記載の筐体内蔵部品実装基板の放熱構造。
【請求項４】
筐体と、
前記筐体に収納される実装部品が実装される第１の部品実装基板と、
前記筐体に収納される実装部品が実装される第２の部品実装基板と、
前記第１の部品実装基板と前記第２の部品実装基板を接続し、前記基板間に所定の隙間を設定する複数の樹脂コアはんだボールと、
前記筐体の内側面に接触する接触部を有し、前記第１の部品実装基板又は前記第２の部品実装基板に実装される前記実装部品と接触している放熱部品と、
を具備し、
前記放熱部品の前記接触部が前記筐体の内側面に接触した状態で、前記第１、第２の部品実装基板、および前記樹脂コアはんだボールが前記筐体に収納されていることを特徴とする筐体内蔵部品実装基板の放熱構造。
【請求項５】
筐体の内側面に接触する接触部と複数の樹脂コアはんだボールが挿入される穴とを有する放熱部品が前記複数の樹脂コアはんだボールと接続および絶縁された状態で、前記複数の樹脂コアはんだボールを第１の部品実装基板の一方側を接続する工程と、
前記複数の樹脂コアはんだボールの他方側に実装部品が実装される第２の部品実装基板を接続する工程と、
前記放熱部品の前記接触部が前記筐体の内側面に接触した状態で、前記第１、第２の部品実装基板、および前記樹脂コアはんだボールが前記筐体に収納する工程と、
を有することを特徴とする筐体内蔵部品実装基板の放熱構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、例えば工業用小型電子撮像カメラ用の部品などが筐体内に実装される筐体内蔵部品実装基板の放熱構造およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、マシンビジョンシステムに適用して好適な外部インターフェイスケーブルの接続機構を備えた工業用小型電子撮像カメラに関連して、筐体に内蔵される部品実装基板から発生する熱を放熱する構造が検討されている。
【０００３】
この種の従来の放熱構造としては、部品実装基板同士をはんだボール（球形のはんだだけで形成されたもの）で接続して、放熱するものがある。しかしながら、はんだボールを使用するものでは、基板に実装されている各種部品の重さにより、はんだ付け後は、部品実装基板同士の隙間が無くなる、あるいは、均一に隙間を確保することが出来なかった。そのため、部品実装基板間に実装されている部品を直接、強制的に冷却することが難しかった。また、強制冷却するための放熱部品を、部品実装基板間に実装されている部品に接触させることが出来なかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２６６９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１には、受動素子が搭載された配線基板とシリコン基板との間に銅コアはんだボールを介して電気的に接続する構造が示されている。即ち、特許文献１は、配線基板とシリコン基板を接続する接続部材として銅コアはんだボールを用いることにより、配線基板とシリコン基板との間に所定間隔の隙間を形成すると言うものである。
【０００６】
しかしながら、普通のはんだボールに代えて、銅コアはんだボールを用いることで、所定の間隔を確保することができたとしても、内部基板に対する冷却構造としては十分なもの構造ではなかった。
【０００７】
本発明の実施形態は、部品実装基板間に一定の隙間を保ち、かつその隙間に放熱部品を実装すると共に、その放熱部品を筐体に接触させることで、部品実装基板より発生する熱を筐体へ逃がすことができる筐体内蔵部品実装基板の放熱構造およびその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の筐体内蔵部品実装基板の放熱構造は、筐体と、前記筐体に収納される実装部品が実装される第１の部品実装基板と、前記筐体に収納される実装部品が実装される第２の部品実装基板と、前記第１の部品実装基板と前記第２の部品実装基板を接続し、前記基板間に所定の隙間を設定する複数の樹脂コアはんだボールと、前記筐体の内側面に接触する接触部と前記複数の樹脂コアはんだボールが挿入される穴とを有し、前記複数の樹脂コアはんだボールと接続又は絶縁される放熱部品と、を具備し、前記放熱部品の前記接触部が前記筐体の内側面に接触した状態で、前記第１、第２の部品実装基板、および前記樹脂コアはんだボールが前記筐体に収納されていることを特徴とする。
【０００９】
このような実施形態によれば、部品実装基板間に実装されている部品の放熱性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る筐体内蔵部品実装基板の放熱構造を示す図。
【図２】図１の放熱部品と樹脂コアはんだボールの配置例を示す図。
【図３】実施形態に係る筐体内蔵部品実装基板の放熱構造の製造工程を示す図。
【図４】放熱部品の他の接続形状を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して実施形態に係る筐体内蔵部品実装基板の放熱構造を説明する。
【００１２】
図１は、実施形態に係る筐体内蔵部品実装基板の放熱構造を示す図である。図１において、筐体１０は、片面又は両面に部品が実装される部品実装基板２０，３０を内蔵する。例えば、筐体１０は工業用小型電子撮像カメラ用の立方体（縦、横、高さが数＋センチメートル）の筐体である。
【００１３】
図１の上側の部品実装基板２０の両面には、実装部品４０ａ，４０ｂが実装接続されている。また、下側の部品実装基板３０の筐体側の面には、実装部品５０が実装接続されている。実装部品４０ａ，４０ｂ，５０は、部品実装基板２０，３０にはんだボールなどで接続されている。実装部品４０ａ，４０ｂ，５０は、例えば、工業用小型電子撮像カメラ用の電子部品である。
【００１４】
そして、部品実装基板２０と部品実装基板３０は、樹脂コアはんだボール６０によって、図中高さ方向に所定の間隙を保持した状態で、はんだ接続されている。樹脂コアはんだボール６０は、球形の樹脂の外周にはんだメッキが施されたボール状の接続部材である。部品実装基板２０，３０の樹脂コアはんだボール６０の接続位置には、後述する接続パッドが形成されている。
【００１５】
さらに、樹脂コアはんだボール６０には、放熱部品７０が実装（挿入）されている。放熱部品７０は、例えばヒートパイプ、熱伝導性シートである。放熱部品７０の両側は、筐体１０の内側面に接触する接触部７０ａ，７０ｂが設けられている。ここでは、接触部を放熱部品７０の両側に設ける構成としたが、片側だけでもよく、放熱部品７０の４方向の上側又は下側に設けてもよい。接触部７０ａ，７０ｂの形状は、実装形状に応じて、任意の大きさ／形状／取り付け位置などを設定して構わない。
【００１６】
したがって、部品実装基板２０と部品実装基板３０より発生する熱は、放熱部品７０を通じてその接触部７０ａ，７０ｂから筐体１０へ放熱することができる。また、部品実装基板２０の実装部品４０ｂより発生する熱は、直接放熱部品７０を通じてその接触部７０ａ，７０ｂから筐体１０へ放熱することができる。
【００１７】
なお、筐体１０に風穴を開け、放熱部品７０に吸収した（伝導された）熱を、筐体１０の外部（外気）に放熱すようにしてもよい。
【００１８】
また、筐体１０を開口して、放熱部品７０を開口部に設置し、直接外気にさらすようにして熱を逃がすようにしてもよい。
【００１９】
図２は、放熱部品７０における樹脂コアはんだボール６０の配置例を示した図である。放熱部品７０の樹脂コアはんだボール６０が挿入される位置には、樹脂コアはんだボール６０を挿入するための穴が設けられており、その穴に樹脂コアはんだボール６０が挿入されている。
【００２０】
そして、上側の部品実装基板２０と下側の部品実装基板３０を電気接続するために用いられている樹脂コアはんだボール６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，‥は、放熱部品７０と絶縁されている。その絶縁方法は、両間に絶縁部材を取り付けるようにしてもよいし、樹脂コアはんだボールと放熱部品と間に十分な隙間を設けるようにしてもよい。
【００２１】
また、上側の部品実装基板２０と下側の部品実装基板３０を接続するものに用いるものではない樹脂コアはんだボール６０ｇ，６０ｈ，‥は、放熱部品７０と接続する構造として、部品実装基板２０および部品実装基板３０のアース接続（ＧＮＤ）として使用してもよい。
【００２２】
このように、樹脂コアはんだボール６０を使用してアース接続（ＧＮＤ）する場合、電気的にアース接続する箇所のみを対象として、放熱部品７０（例えば、ヒートパイプ）に穴を開けて、そこに樹脂コアはんだボール６０を圧入して、部品実装基板２０の一方へ実装（一括リフローはんだ付け）し、実装した基板を残りの部品実装基板３０に実装（リフローはんだ付け）するようにして製造するとよい。
【００２３】
なお、放熱部品７０にマイクロファンを取り付けて、冷却効果を高めるようにしてもよい。
【００２４】
図３は、実施形態に係る筐体内蔵部品実装基板の放熱構造の製造工程を示す図である。まず、図３（ａ）に示すように、裏面（筐体の底面側）に実装部品５０が実装され、表面（筐体の底面とは反対側）に接続パッド９０ａが実装された部品実装基板３０が用意される。
【００２５】
次に、図３（ｂ）に示すように、樹脂コアはんだボール６０を挿入した放熱部品７０を部品実装基板３０に載置し、接続パッド９０ａと樹脂コアはんだボール６０を接続する。
【００２６】
次に、図３（ｃ）に示すように、表面（筐体の底面側とは反対側）の実装部品４０ａが実装され、裏面（筐体の底面側）に実装部品４０ｂと接続パッド９０ｂが実装された部品実装基板２０を樹脂コアはんだボール６０の上側に載置し、接続パッド９０ｂと樹脂コアはんだボール６０を接続する。この状態で、図示しない半田装置によりリフローはんだ付けすることにより、樹脂コアはんだボール６０と接続パッド９０ａ，９０ｂとがはんだ接続される。そして、図１に示したように、筐体１０内に部品実装基板２０，３０、および樹脂コアはんだボール６０を実装して、放熱部品７０の接触部７０ａ，７０ｂを筐体１０の内側面に接続固定する。
【００２７】
図４は、放熱部品７０の他の接続形状を示した図である。基板３０の両側に樹脂コアはんだボール６０を一直線上に配置した構成の場合、両側の樹脂コアはんだボール６０の間に放熱部品７０を接続するようにしたものである。この場合、基板３０の樹脂コアはんだボール６０側の表面に実装部品５０を取り付け、その実装部品５０と放熱部品７０とを接触させて、同様に放熱するものである。また、基板２０の樹脂コアはんだボール６０側の実装部品４０ｂと放熱部品７０とを接続して放熱するようにしてもよい。
【００２８】
このように構成した筐体内蔵部品実装基板の放熱構造によれば、部品実装基板２０，３０同士を樹脂コアはんだボール６０を使用して接続することで、部品実装基板２０，３０間に一定の隙間を設けることができる。そして、その隙間に、ヒートパイプ、熱伝導性シート等の放熱部品７０を実装（挿入）して、部品実装基板２０，３０より発生する熱を筐体１０を通じて外気に放出することができる。また、放熱部品７０に取り付けたマイクロファンにより、部品実装基板２０，３０を冷却することができる。また、放熱部品７０を用いて部品実装基板２０，３０のアース接続ができる。
【００２９】
部品実装基板２０，３０同士をはんだ付けする前後で、樹脂コアはんだボール６０の樹脂部の寸法変化は無いことにより、部品実装基板２０，３０間に一定の隙間を確保することができる。
【００３０】
ヒートパイプに予め樹脂コアはんだボールを取り付けて実装するものの場合は、放熱と電気的なシールドを両立させることが可能である。
【００３１】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３２】
１０‥筐体、
２０，３０‥部品実装基板、
４０ａ，４０ｂ，５０‥実装部品
６０‥樹脂コアはんだボール
７０‥放熱部品
７０ａ，７０ｂ‥接触部
９０ａ，９０ｂ‥接続パッド
【図１】
2012182170.tif 000003
【図２】
2012182170.tif 000004
【図３】
2012182170.tif 000005
【図４】
2012182170.tif 000006