(57)【要約】【課題】放熱構造の小型化及びコストの低廉化を図ることができると共に、電子装置を構成する電子部品と放熱部材とを絶縁した状態で該電子装置の放熱効果を高めることができる電子装置の放熱構造を提供する。【解決手段】電子装置１４を構成する電子部品としてのトランジスタ１８と放熱筐体４２との間に中間部材４８が設けられた電子装置１４の放熱構造１０において、前記中間部材４８は、前記放熱筐体４２に設けられた絶縁膜４４と、前記絶縁膜４４と前記トランジスタ１８との間に介在された放熱性を有する導電膜４６と、を有する。絶縁膜４４は酸化アルミニウムで構成され、導電膜４６はグラファイトで構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子装置を構成する電子部品と放熱部材との間に中間部材が設けられた電子装置の放熱構造において、
前記中間部材は、前記放熱部材に設けられた絶縁膜と、
前記絶縁膜と前記電子部品との間に介在された放熱性を有する導電膜と、
を有することを特徴とする電子装置の放熱構造。
【請求項２】
請求項１記載の電子装置の放熱構造において、
前記導電膜は、グラファイトで構成されていることを特徴とする電子装置の放熱構造。
【請求項３】
請求項１又は２記載の電子装置の放熱構造において、
前記絶縁膜は、酸化アルミニウムで構成されていることを特徴とする電子装置の放熱構造。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子装置の放熱構造において、
前記絶縁膜は、前記放熱部材に成膜されており、
前記導電膜は、前記絶縁膜に成膜されていることを特徴とする電子装置の放熱構造。
【請求項５】
請求項４記載の電子装置の放熱構造において、
前記絶縁膜と前記導電膜は、エアロゾルデポジション法により成形されていることを特徴とする電子装置の放熱構造。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子装置の放熱構造において、
前記電子部品は、トランジスタであって、
前記トランジスタの電極が前記導電膜に接触していることを特徴とする電子装置の放熱構造。
【請求項７】
請求項６記載の電子装置の放熱構造において、
前記電子装置は、前記放熱部材に配設された制御基板を有しており、
前記制御基板と前記トランジスタの前記電極とは、前記導電膜を介して電気的に接続されていることを特徴とする電子装置の放熱構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置を構成する電子部品と放熱部材との間に中間部材が設けられた電子装置の放熱構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子装置を構成する電子部品としてパワーＭＯＳトランジスタや絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（以下、単に「トランジスタ」と称する。）が広汎に利用されている。前記トランジスタは、トランジスタ本体の表面に配されたソース電極とゲート電極と、該トランジスタ本体の裏面に配されたドレイン若しくはコレクタ電極とを有している。
【０００３】
この種のトランジスタは発熱体であるため、何らかの手段で放熱する必要がある。通常は、トランジスタ本体の裏面のドレイン若しくはコレクタ電極面から様々な中間部材を通して放熱筐体（放熱部材）に対して放熱を行う。また、ドレイン若しくはコレクタ電極に直接接合される部材は、ドレイン若しくはコレクタ電極の電気的中継にも使用されることから、通常、熱及び電気伝導率の高いアルミニウムや銅等の金属材料で構成されている。
【０００４】
さらに、通常、ドレイン若しくはコレクタ電極は高電位側で使用されるのに対し放熱筐体は接地電位であるため、接触すると回路の短絡が発生するので、前記部材は放熱筐体に直接接合することはできない。この短絡を防ぐため、前記中間部材には、必ず電気的に絶縁する部分が必要となる。このために中間部材は金属と絶縁物の２層構造となり放熱筐体に熱を伝える。
【０００５】
前記電子部品の放熱構造として、トランジスタ等の電子部品をセラミック基板に実装し、該セラミック基板を放熱部材に接合する技術的思想が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３７８４３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来技術ではセラミック基板を用いており、このようなセラミック基板は、１０００度以上の高温でグリーンシートを焼結して形成されるためコストが高騰化する。また、セラミック基板は、数百μｍの厚みを有しているため、放熱構造が大型化すると共に十分な放熱効果を得ることができないおそれがある。
【０００８】
本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、放熱構造の小型化及びコストの低廉化を図ることができると共に、電子装置を構成する電子部品と放熱部材とを絶縁した状態で該電子装置の放熱効果を高めることができる電子装置の放熱構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
［１］  本発明に係る電子装置の放熱構造は、電子装置を構成する電子部品と放熱部材との間に中間部材が設けられた電子装置の放熱構造において、前記中間部材は、前記放熱部材に設けられた絶縁膜と、前記絶縁膜と前記電子部品との間に介在された放熱性を有する導電膜と、を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る電子装置の放熱構造によれば、電子装置を構成する電子部品と放熱部材に設けられた絶縁膜との間に放熱性を有する導電膜を介在しているので、該電子部品と放熱部材とを絶縁した状態で電子装置の放熱効果を高めることができる。また、従来技術のように、セラミック基板を設けていないので、絶縁膜と導電膜を有する中間部材の厚みを薄くすることができると共にコストの高騰化を抑えることができる。すなわち、放熱構造の小型化及びコストの低廉化を図ることができる。
【００１１】
［２］  上記の放熱構造において、前記導電膜は、グラファイトで構成されていてもよい。このような構造によれば、導電膜をグラファイトで構成するので、導電膜での放熱効果を好適に高めることができる。
【００１２】
［３］  上記の放熱構造において、前記絶縁膜は、酸化アルミニウムで構成されていてもよい。このような構造によれば、絶縁膜を酸化アルミニウム（アルミナ）で構成するので、コストを好適に低廉化することができる。
【００１３】
［４］  上記の放熱構造において、前記絶縁膜は、前記放熱部材に成膜されており、前記導電膜は、前記絶縁膜に成膜されていてもよい。このような構造によれば、電子部品から導電膜に伝達した熱を、絶縁膜を介して放熱部材に効率的に伝達させることができる。
【００１４】
［５］  上記の放熱構造において、前記絶縁膜と前記導電膜は、エアロゾルデポジション法により成形されていてもよい。このような構造によれば、絶縁膜と導電膜の各々の厚みを例えば、数十μｍの薄膜にすることができると共に、該絶縁膜を放熱部材と導電膜とに好適に密着させることができるので、電子装置の放熱効果をさらに高めることができる。
【００１５】
［６］  上記の放熱構造において、前記電子部品は、トランジスタであって、前記トランジスタの電極が前記導電膜に接触していてもよい。このような構造によれば、トランジスタの電極と放熱部材とを絶縁した状態で該トランジスタの放熱効果を高めることができる。
【００１６】
［７］  上記の放熱構造において、前記電子装置は、前記放熱部材に配設された制御基板を有しており、前記制御基板と前記トランジスタの前記電極とは、前記導電膜を介して電気的に接続されていてもよい。このような構造によれば、導電膜を利用してトランジスタの電極と制御基板との電気的な接続がなされるので、電子装置の構造を簡素化することができる。また、制御基板を放熱部材に配設するので、電子装置の放熱効果を効率的に高めることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、放熱部材に設けられた絶縁膜と電子部品との間に放熱性を有する導電膜を介在しているので、該電子部品と放熱部材とを絶縁した状態で電子装置の放熱効果を高めることができる。また、従来技術のように、セラミック基板を設けていないので、放熱構造の小型化及びコストの低廉化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子装置の放熱構造が組み込まれた出力電力制御装置を示した斜視図である。
【図２】図１に示すトランジスタと放熱構造の一部省略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る電子装置の放熱構造について、それが組み込まれる出力電力制御装置との関係で好適な実施形態を例示して詳細に説明する。
【００２０】
図１及び図２に示すように、出力電力制御装置１２は、図示しない機器の出力電力を制御するための装置であって、電子装置１４の放熱構造１０を備える。
【００２１】
電子装置１４は、前記機器に電気的に接続された制御基板１６と、前記制御基板１６に電気的に接続された電子部品としてのトランジスタ１８とを有する。制御基板１６は、ＦＲ４基板として構成されており、この制御基板１６には、ゲート用端子２０と、ソース用端子２２と、ドレイン用端子２４と、各端子２０、２２、２４と図示しない他の電子部品とを電気的に接続するための銅パターン２６ａ〜２６ｃとが設けられている。
【００２２】
トランジスタ１８は、例えば、ｎ型のパワーＭＯＳトランジスタとして構成されており、トランジスタ本体２８と、トランジスタ本体２８の表面に配されたゲート電極３０とソース電極３２と、トランジスタ本体２８の裏面に配されたドレイン電極３４とを含む。
【００２３】
ゲート電極３０は、ゲートワイヤー３６の一端がワイヤーボンディングされると共に該ゲートワイヤー３６の他端が制御基板１６のゲート用端子２０にワイヤーボンディングされることにより、該ゲート用端子２０に電気的に接続している。
【００２４】
これと同様に、ソース電極３２は、ソースワイヤー３８の一端がワイヤーボンディングされると共に該ソースワイヤー３８の他端がソース用端子２２にワイヤーボンディングされることにより、該ソース用端子２２に電気的に接続している。ゲートワイヤー３６とソースワイヤー３８の各々は、金、銅、アルミニウム、金合金、銅合金、又はアルミニウム合金等で構成されている。
【００２５】
ドレイン電極３４は、後述する導電膜４６に電気的に接続されたドレイン配線４０を介して制御基板１６のドレイン用端子２４に電気的に接続されている。
【００２６】
放熱構造１０は、トランジスタ１８を含む電子装置１４を放熱するためのものであり、放熱部材としての放熱筐体４２と、放熱筐体４２に設けられた絶縁膜４４と、絶縁膜４４とトランジスタ１８の裏面との間に介在された導電膜４６とを有する。放熱筐体４２は、例えば、熱伝導率の高い銅やアルミニウム等で構成することができる。また、放熱筐体４２には、制御基板１６が配設されている。
【００２７】
絶縁膜４４は、例えば、酸化アルミニウム（アルミナ）で構成することができる。この場合、絶縁膜４４を含む放熱構造１０のコストの低廉化を図ることができる。また、絶縁膜４４は、放熱筐体４２に対してエアロゾルデポジション法（ＡＤ法）により成形されている。これにより、絶縁膜４４の厚みｔ１を数十μｍにすることができると共に該絶縁膜４４と放熱筐体４２との密着度合いを高めることができる。すなわち、絶縁膜４４は、放熱筐体４２に強固に結合される。
【００２８】
なお、ＡＤ法は、公知の技術であり、例えば、特許第３７８４３４１号公報に記載されている技術的思想を用いることができる。このような方法によれば、脆弱材料の薄膜を常温で高品位に成膜することができる。また、低温プロセスで製作することができるので、省エネ且つ環境に対する影響が少ない。ただし、絶縁膜４４は、上述したＡＤ法以外の方法で放熱筐体４２に成膜しても構わない。
【００２９】
導電膜４６は、放熱性を有しており、例えば、グラファイトで構成することができる。この場合、導電膜４６の放熱効果を高めることができる。導電膜４６は、絶縁膜４４に対して上述したＡＤ法により成形されている。これにより、導電膜４６の厚みｔ２を数十μｍにすることができると共に該導電膜４６と絶縁膜４４との密着度合いを高めることができる。すなわち、導電膜４６は、絶縁膜４４に強固に結合される。ただし、導電膜４６は、上述したＡＤ法以外の方法で絶縁膜４４に成膜しても構わない。
【００３０】
導電膜４６には、トランジスタ１８が実装されている。図１から諒解されるように、導電膜４６の実装面は、トランジスタ１８の裏面よりも大きく形成されている。これにより、トランジスタ１８の熱を導電膜４６に好適に伝達させることができると共に該導電膜４６の放熱効果を高めることができる。
【００３１】
以上のように構成された出力電力制御装置１２において、トランジスタ１８の熱は、放熱性を有する導電膜４６に伝達される。導電膜４６の熱は、空気中に放熱される一方その一部が薄膜である絶縁膜４４を介して放熱筐体４２に伝達されることになる。これにより、トランジスタ１８の放熱効果を高めることができる。また、制御基板１６が放熱筐体４２に配設されているので、電子装置１４の放熱効果を効率的に高めることができる。
【００３２】
本実施形態によれば、電子装置１４を構成するトランジスタ１８と放熱筐体４２に設けられた絶縁膜４４との間に放熱性を有する導電膜４６を介在しているので、トランジスタ１８と放熱筐体４２とを絶縁した状態で電子装置１４の放熱効果を高めることができる。また、従来技術のように、トランジスタ１８と放熱筐体４２との間にセラミック基板を設けていないので、絶縁膜４４と導電膜４６を有する中間部材４８の厚み（ｔ１＋ｔ２）を薄くすることができると共にコストの高騰化を抑えることができる。すなわち、放熱構造１０の小型化及びコストの低廉化を図ることができる。
【００３３】
また、絶縁膜４４と導電膜４６をＡＤ法により成膜しているので、これら膜の各々を数十μｍの薄膜にすることができると共に、該絶縁膜４４を放熱筐体４２と導電膜４６とに好適に密着させることができるので、電子装置１４の放熱効果をさらに高めることができる。
【００３４】
さらに、本実施形態では、トランジスタ１８のドレイン電極３４と制御基板１６のドレイン用端子２４とを導電膜４６を介して電気的に接続しているので、電子装置１４の構造を簡素化することができる。
【００３５】
本発明は、上述した実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１０…放熱構造                          １４…電子装置
１６…制御基板                          １８…トランジスタ（電子部品）
２８…トランジスタ本体                  ３０…ゲート電極
３２…ソース電極                        ３４…ドレイン電極
４２…放熱筐体（放熱部材）              ４４…絶縁膜
４６…導電膜                            ４８…中間部材
【図１】
2013211483.tif 000003
【図２】
2013211483.tif 000004