(57)【要約】【課題】第１基板と第２基板とで構成される基板ユニットにおいて、第１基板と第２基板との間に配置された発熱部品の放熱性を向上させる。【解決手段】基板ユニット１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１が実装された第１プリント回路基板２と、第１プリント回路基板２に対向して配置された第２プリント回路基板３と、放熱性を有する材料で形成され、第２プリント回路基板３の第１プリント回路基板２に対向する面と反対側の面に設けられたアルミ板４と、を備え、第２プリント回路基板３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１とアルミ板４とが直接対面するように部分的に取り除かれた形状をなしている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱部品が実装された第１基板と、
前記第１基板に対向して配置された第２基板と、
放熱性を有する材料で形成され、前記第２基板の前記第１基板に対向する面と反対側の面に設けられた放熱部材と、を備え、
前記第２基板は、前記発熱部品と前記放熱部材とが直接対面するように部分的に取り除かれた形状をなしている、基板ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の基板ユニットにおいて、前記第２基板は、前記発熱部品と前記放熱部材とが直接対面するように、前記発熱部品の外形と同一の形状の貫通孔又は切り欠きが形成されている、基板ユニット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の基板ユニットにおいて、前記発熱部品と前記放熱部材との間に絶縁性を有する材料で形成された薄膜を備える、基板ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱機能を備えた基板ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子回路のプリント基板に実装される電子部品の中には動作に発熱を伴うものがある。このような発熱部品は、そのまま使用すると温度上昇による熱暴走や部品劣化の原因となるため、何らかの方法で放熱する必要がある。発熱部品の放熱を行う一つの方法として、発熱部品が実装されるプリント基板にヒートシンクを設ける方法が考えられる。例えば裏面にアルミ板等の熱伝導性が高い放熱部材を貼り付けたプリント基板を利用することで、表面に実装された発熱部品の熱を放熱部材から放熱することができる。
【０００３】
このようなヒートシンクを備えた回路基板は種々の応用が可能である。例えば特許文献１に開示された先行技術は、基板に設けられた孔の中に発熱部品を配置し基板に板状のヒートシンクを貼り付けて、発熱部品とヒートシンクとの距離を近づけることにより、発熱部品の放熱性を向上させている。また特許文献２に開示された先行技術は、ＬＳＩを基板に実装する際に、ＬＳＩの上部にヒートシンクを設け、さらにＬＳＩの下の基板との間に熱伝導性が高い部材を配置することにより、ＬＳＩから基板への熱伝導性を改善し同じく放熱性を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１０７０５３号公報
【特許文献２】特開平１０−２４７７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで回路基板の設計過程において、既存の第１基板に新たな回路を追加する場合、第１基板上に新たな回路を追加するためのスペースが残されていないことが少なくない。しかし既存の回路と追加する回路とを十分な大きさの新たな基板に実装しようとすると、既存の回路部分を含めた回路全体について新たな設計及び基板の製造が必要になる点で非効率である。そこで新たに第２基板を導入し、追加する回路を第２基板に実装した上で第１基板と連結することにより、既存の第１基板をそのまま利用することができる。
【０００６】
また機能が少しずつ異なる複数のバリエーションの回路を設計する場合において、第１基板と第２基板とを導入することにより、回路設計等の効率化が可能になる。すなわち例えば第１基板には複数のバリエーション間に共通する部分の回路を実装し、第２基板にはバリエーションよって少しずつ異なる部分の回路をそれぞれ実装する。これにより共通の回路を実装した第１基板を複数のバリエーションの回路で流用することができるため、回路設計の効率化が可能となり、また回路基板の製造コストを削減することができる。
【０００７】
上述のように第１基板と第２基板とで構成される基板ユニットは、両方の基板を収納するスペース等の制約から、第１基板と第２基板とが近接して配置されることが一般的である。そして第１基板と第２基板との間に発熱部品が配置されていると、その放熱部品の放熱が問題となることがある。このような基板ユニットにおいては、第１基板と第２基板との間の限られたスペースに何らかの放熱機構を導入することが困難である場合が多い。また特許文献１及び２に開示された先行技術は、いずれも発熱部品を基板に実装する際にその基板の構成を工夫したものであるため、第１基板と第２基板とで構成され、その第１基板と第２基板との間に発熱部品が配置された基板ユニットに適用できない場合が少なくない。したがってこのような状況では、当該基板ユニットの発熱部品の放熱ができなくなってしまう虞が生ずる。
【０００８】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、第１基板と第２基板とで構成される基板ユニットにおいて、第１基板と第２基板との間に配置された発熱部品の放熱性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
＜本発明の第１の態様＞
本発明の第１の態様は、発熱部品が実装された第１基板と、前記第１基板に対向して配置された第２基板と、放熱性を有する材料で形成され、前記第２基板の前記第１基板に対向する面と反対側の面に設けられた放熱部材と、を備え、前記第２基板は、前記発熱部品と前記放熱部材とが直接対面するように部分的に取り除かれた形状をなしている、基板ユニットである。
【００１０】
第１基板は、放熱が必要な発熱部品が実装されている。一方第２基板は、片方の面に放熱性を有する材料で形成された放熱部材が設けられているとともに、発熱部品と放熱部材とが直接対面するように部分的に取り除かれた形状をなしている。
【００１１】
よって第１基板の発熱部品は、第２基板を介することなく放熱部材に熱を直接伝えることができ、効率よく放熱することができる。また第１基板と第２基板との間隔は、発熱部品を挟んだ最小の幅でよいため省スペース化を妨げない。さらにこのとき第１基板に実装された回路に何ら変更を加えることなく、第１基板の発熱部品を放熱できることになる。
【００１２】
これにより本発明の第１の態様によれば、第１基板と第２基板とで構成される基板ユニットにおいて、第１基板と第２基板との間に配置された発熱部品の放熱性を向上させることができるという作用効果が得られる。
【００１３】
＜本発明の第２の態様＞
本発明の第２の態様は、前述した本発明の第１の態様において、前記第２基板は、前記発熱部品と前記放熱部材とが直接対面するように、前記発熱部品の外形と同一の形状の貫通孔又は切り欠きが形成されている、基板ユニットである。
【００１４】
第２基板に形成された貫通孔又は切り欠きは、第１基板に実装された発熱部品の外形と同一の形状に形成されている。このため発熱部品から放熱部材へ熱を伝える面積を最大化するとともに、第２基板に設ける貫通孔又は切り欠きの大きさを最小化し第２基板のスペースをできるだけ広く残すことができる。
【００１５】
これにより本発明の第２の態様によれば、前述した本発明の第１の態様による作用効果に加え、第２基板をより効率的に使用することができるという作用効果が得られる。
【００１６】
＜本発明の第３の態様＞
本発明の第３の態様は、前述した本発明の第１又は２の態様において、前記発熱部品と前記放熱部材との間に絶縁性を有する材料で形成された薄膜を備える、基板ユニットである。
【００１７】
第１基板の発熱部品は、第２基板に張り合わされた放熱部材へ熱を伝える。このとき発熱部品の表面と放熱部材の表面とが共に導電性を有している場合には、発熱部品及び放熱部材に予期せぬ導通が生じ支障をきたす可能性がある。よって発熱部品と放熱部材との間に絶縁性を有する材料で形成された薄膜を挟むことにより、発熱部品から放熱部材への熱伝導率の低下をできるだけ抑えつつ両者を電気的に絶縁することができる。
【００１８】
これにより本発明の第３の態様によれば、前述した本発明の第１又は２の態様による作用効果に加え、発熱部品の表面と放熱部材の表面とが共に導電性を有する場合においても、電気的な支障をきたすことなく放熱することができるという作用効果が得られる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、第１基板と第２基板とで構成される基板ユニットにおいて、第１基板と第２基板との間に配置された発熱部品の放熱性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施例に係る基板ユニットの断面図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る基板ユニットの分解斜視図である。
【図３】本発明の第２実施例に係る基板ユニットの分解斜視図である。
【図４】本発明の第３実施例に係る基板ユニットの分解斜視図である。
【図５】本発明の第４実施例に係る基板ユニットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
＜第１実施例＞
図１は、本発明の第１実施例に係る基板ユニット１の断面図である。また図２は、本発明の第１実施例に係る基板ユニットの分解斜視図である。
【００２２】
基板ユニット１は、「第１基板」としての第１プリント回路基板２、「第２基板」としての第２プリント回路基板３、「放熱部材」としてのアルミ板４、スペーサー５を備える。また第１プリント回路基板２には、「発熱部品」としてのＤＣ−ＤＣコンバータ２１が実装されている。
【００２３】
第１プリント回路基板２は、電子部品を固定して配線するプリント回路基板（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）であり電子回路に一般的に使用されるものであるため詳細な説明を省略する。また第１プリント回路基板２は、表の面にＤＣ−ＤＣコンバータ２１が実装されているほか、その他の電子部品や回路バターン（図示せず）も実装されている。
【００２４】
第２プリント回路基板３は、第１プリント回路基板２と同様に一般的に使用されるプリント回路基板であり、表の面に電子部品や回路バターン（図示せず）が実装されている。ただし第２プリント回路基板３は、次に述べるアルミ板４が貼られている点が第１プリント回路基板２と異なる。また第２プリント回路基板３は、基板が部分的に取り除かれることにより第１貫通孔３１が形成されている。
【００２５】
アルミ板４は、放熱性に優れたアルミニウムからなる金属板であり、電子部品の熱を吸収して空気中に逃がすことでその電子部品を放熱する。またアルミ板４は、第２プリント回路基板３の裏の面全体に接着剤で貼られることにより第２プリント回路基板３と一体化されている。
【００２６】
スペーサー５は、第１プリント回路基板２と第２プリント回路基板３との間隔を保持しつつ互いの相対位置を固定するための部材である。尚、基板ユニット１を補強するため、破線で示したように第１プリント回路基板２、第２プリント回路基板３、及びスペーサー５をビス止めするのが望ましい。また第１プリント回路基板２と第２プリント回路基板３との隙間に、熱伝導率の低い接着剤を充填することもできる。
【００２７】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２１は、第１プリント回路基板２に実装された電子部品であり、同じく第１プリント回路基板２に実装された電子回路において電圧の変換を行うために使用される。ＤＣ−ＤＣコンバータ２１は、動作に発熱を伴うため放熱するための機構が必要となる。
【００２８】
基板ユニット１は、アルミ板４に一体化された第２プリント回路基板３を第１プリント回路基板２にスペーサー５を介して取り付けることで構成される。このとき第２プリント回路基板３は、第２プリント回路基板３の表の面が第１プリント回路基板２の表の面に対向する向きで、かつＤＣ−ＤＣコンバータ２１が第１貫通孔３１を通じてアルミ板４に直接対面するように配置されている。このためアルミ板４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１が生じる熱を直接吸収し、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１と反対側の面から放熱することができる。
【００２９】
以上のように基板ユニット１は、アルミ板４を介して、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１から生じる熱を効率的に放熱することができる。またこのとき第１プリント回路基板２の電子部品の配置や回路パターンを変更する必要がない。さらにアルミ板４は、第１プリント回路基板２と第２プリント回路基板３との間の空間で生じる熱をその外側に放熱することができるため、第１プリント回路基板２及び第２プリント回路基板３の表の面に実装された他の電子部品にＤＣ−ＤＣコンバータ２１から生じる熱が伝わる虞を低減することができる。
【００３０】
これにより本発明の第１実施例に係る基板ユニット１は、第１プリント回路基板２と第２プリント回路基板３とで構成される基板ユニット１において、第１プリント回路基板２と第２プリント回路基板３との間に配置されたＤＣ−ＤＣコンバータ２１の放熱性を向上させることができる。
【００３１】
＜第２実施例＞
次に、本発明の第２実施例について説明する。本実施例の基板ユニットは、第１実施例における第１貫通孔３１の形状が第１実施例の基板ユニットと異なる。以下、第１実施例と異なる部分について説明することとし、第１実施例と共通する構成要素については、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３２】
図３は、本発明の第２実施例に係る基板ユニット１の分解斜視図である。
第２プリント回路基板３は、基板が部分的に取り除かれることにより第２貫通孔３２が形成されている。第２貫通孔３２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１に対応する位置に、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１の外形と同一の形状で形成されている。このためＤＣ−ＤＣコンバータ２１とアルミ板４とが接する面積を最大化して効率的に放熱するとともに、第２プリント回路基板３から取り除かれる基板の面積を最小化することができる。
【００３３】
これにより本発明の第２実施例に係る基板ユニット１は、第１プリント回路基板２と第２プリント回路基板３とで構成される基板ユニット１において、第１プリント回路基板２と第２プリント回路基板３との間に配置されたＤＣ−ＤＣコンバータ２１の放熱性を向上させることができる。その上で第２プリント回路基板３をより広く残すことができ、他の電子部品や回路パターンを実装するスペースを圧迫する虞が低減される。したがって第２プリント回路基板３をより効率的に使用することができる。
【００３４】
＜第３実施例＞
次に、本発明の第３実施例について説明する。本実施例の基板ユニットは、第２実施例における第２プリント回路基板３及びアルミ板４の位置が第２実施例の基板ユニットと異なる。以下、第２実施例と異なる部分について説明することとし、第２実施例と共通する構成要素については、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３５】
図４は、本発明の第３実施例に係る基板ユニット１の分解斜視図である。
アルミ板４と一体化された第２プリント回路基板３は、基板ユニット１を収納するための筐体の形状等の理由によりその位置が制限されることがある。例えば図４に示すようにＤＣ−ＤＣコンバータ２１に対応する位置が第２プリント回路基板３の端部である場合には、その位置に切り欠き３３を形成すればよい。それによって部分的に取り除かれる基板の位置が第２プリント回路基板３のどの位置であっても、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１とアルミ板４とが直接対面するので、効率的な放熱が可能な基板ユニット１が実現できることになる。
【００３６】
これにより本発明の第３実施例に係る基板ユニット１は、第１プリント回路基板２に対する第２プリント回路基板３の位置が制限される場合であっても、第１プリント回路基板２と第２プリント回路基板３との間に配置されたＤＣ−ＤＣコンバータ２１の放熱性を向上させることができる。
【００３７】
＜第４実施例＞
次に、本発明の第４実施例について説明する。本実施例の基板ユニット１は、アルミ板４とＤＣ−ＤＣコンバータ２１との間に絶縁シート６が設けられている点で、第１〜３の実施例の基板ユニット１と異なる。以下、第１〜３実施例と異なる部分について説明することとし、第１〜３実施例と共通する構成要素については、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３８】
図５は、本発明の第４実施例に係る基板ユニットの断面図である。
アルミ板４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１が対向する位置に絶縁性を有する材料で形成された薄膜状の絶縁シート６が貼り付けられている。このためＤＣ−ＤＣコンバータ２１の表面が絶縁加工されていなくても、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１とアルミ板４との間に予期せぬ導通が生じることで支障をきたす虞を低減することができる。
【００３９】
これにより本発明の第４実施例に係る基板ユニット１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１の表面が絶縁加工されていなくても電気的な支障をきたすことなく、第１プリント回路基板２と第２プリント回路基板３との間に配置されたＤＣ−ＤＣコンバータ２１の放熱性を向上させることができる。
【００４０】
このようにして本発明によれば、第１プリント回路基板２と第２プリント回路基板３とで構成される基板ユニット１において、第１プリント回路基板２と第２プリント回路基板３との間に配置されたＤＣ−ＤＣコンバータ２１の放熱性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１  基板ユニット
２  第１プリント回路基板
３  第２プリント回路基板
４  アルミ板
５  スペーサー
６  絶縁シート
２１  ＤＣ−ＤＣコンバータ
３１  第１貫通孔
３２  第２貫通孔
３３  切り欠き
【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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