(57)【要約】  【課題】発熱量の異なる複数の発熱体の間での伝熱を抑制しながら発熱体の放熱を促進することが可能な電子部品等を提供する。  【解決手段】電子部品１００を、電子基板（基板）１０と、基板１０の外周に配置され開口部２１及び導電性を有する伝熱体２２を備えたグランドエリア２０と、第１の発熱体３０と、第１の発熱体３０よりも発熱量が低い第２の発熱体４０と、を備えて構成する。電子部品１００は、外装２００内に取り付けられ、第１の発熱体３０及び外装２００にそれぞれ接触するように、第１の発熱体３０及び外装２００の間に放熱材５０を設ける。第１の発熱体３０を、基板１０の中心付近に配置し、第２の発熱体４０を、第１の発熱体３０と所定の距離を介在してグランドエリア２０に近接して配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に導電性部材を配置した基板と、
前記基板の一面に実装された第１の発熱体と、
前記基板の一面に実装され前記第１の発熱体よりも発熱量の低い少なくとも１つの第２の発熱体と、を備え、
前記第２の発熱体は、前記第１の発熱体と前記導電性部材との間に配置され、前記第１の発熱体と前記第２の発熱体との間の距離は、前記第２の発熱体と前記導電性部材との間の距離よりも大きいことを特徴とする電子部品。
【請求項２】
前記第１の発熱体は、前記導電性部材から最も距離の大きい位置に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
【請求項３】
前記第１の発熱体は、前記基板の中央付近に配置され、前記第２の発熱体は、前記第１の発熱体と前記導電性部材との間に配置され、前記導電性部材と前記第１の発熱体との間の距離は、前記導電性部材と前記第２の発熱体との間の距離よりも大きく、前記第１の発熱体と前記第２の発熱体との間の距離は、前記導電性部材と前記第２の発熱体との間の距離よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品。
【請求項４】
前記基板の中央を含む第１の領域と、前記導電性部材に沿って所定の形成幅を介して形成された第２の領域とを有し、前記第１の発熱体を、前記第１の領域に配置し、前記第２の発熱体を、前記第２の領域に配置することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子部品。
【請求項５】
前記第１の発熱体及び前記基板を保持する保持部材の間に、該第１の発熱体及び該保持部材に接触するように配置された放熱材を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子部品。
【請求項６】
前記放熱材の熱伝導率は、前記第１の発熱体の熱伝導率よりも大きく、前記保持部材の熱伝導率よりも小さいことを特徴とする請求項５に記載の電子部品。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電子部品を有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路の進化に伴い、電子部品の高密度化が進んでいる。この高密度化によって集積回路等の電子部品（発熱体）の単位面積当たりの発熱量も増え、その性能を維持するためには電子部品から熱を放出する必要性が高まってきている。
【０００３】
このような電子部品（発熱体）が基板に複数実装された電子部品では、複数の発熱体間で、互いの熱が伝わって動作に影響を与えるのを抑制するための様々な手段が開発されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、基板に第１の発熱体と、第１の発熱体よりも発熱量が少ない第２の発熱体を実装し、第１の発熱体と第２の発熱体との間に、基板を筐体に固定する固定部材を配置するとともに、この固定部材と第１の発熱体との間であって基板に、該基板よりも熱伝導性が高い導熱部を設けた電子部品が開示されている。
【０００４】
特許文献１の構成では、第１の発熱体から発生した熱が、基板に伝わり、基板から熱伝導性が高い導熱部に伝わった後、固定部材に伝わる。固定部材に伝わった熱は、固定部材が固定された筐体に伝わる。これにより、第１の発熱体から発生する熱が第２の発熱体に伝わるのを抑制しようとしている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の従来技術は、第１の発熱体と第２の発熱体との間に固定部材を設けられない場合には有効ではない。また、第１の発熱体の発熱量が大きい場合等は、固定部材や導熱部だけで第２の発熱体への熱の伝達を抑制するのには十分とは言えない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、発熱量の異なる複数の発熱体の間での伝熱を抑制しながら発熱体の放熱を促進することが可能な電子部品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】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本願に係る電子部品は、外周に導電性部材を配置した基板と、基板の一面に実装された第１の発熱体と、基板の一面に実装され第１の発熱体よりも発熱量の低い少なくとも１つの第２の発熱体と、を備え、第２の発熱体は、第１の発熱体と導電性部材との間に配置され、第１の発熱体と第２の発熱体との間の距離は、第２の発熱体と導電性部材との間の距離よりも大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、発熱量の異なる複数の発熱体の間での伝熱を抑制しながら発熱体の放熱を促進することが可能な電子部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１に係る電子部品の概略を示す平面図である。
【図２】図１の電子部品を外装に取り付けた状態での断面図である。
【図３】第１の発熱体を配置する第１領域と第２の発熱体を配置する第２領域と、これらの間の第３領域とを説明するための説明図である。
【図４】本発明の実施例２に係るステレオカメラ装置の外観を示す斜視図である。
【図５】図４のステレオカメラ装置の内部構造を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施例１）
以下に、本発明に係る電子部品の一実施例を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施例１に係る電子部品の平面図である。図２は、図１の電子部品を外装に取り付けた状態での断面図である。本発明の実施例１に係る電子部品は、例えば、監視カメラ、製造ラインの工程監視用カメラ、車載カメラなどの産業用の撮像装置に用いられ、これらの撮像装置に内蔵されて用いられる。なお、本発明の電子部品は、集積回路やコンデンサ等が１つ又は複数実装されてモジュール化されたものであるが、本明細書では、電子部品に実装された集積回路やコンデンサ等の個々の部品も、電子部品と呼ぶことがある。
【００１１】
図１、図２に示すように、実施例１に係る電子部品１００は、基板（電子基板）１０と、基板１０の外周に配置されたグランドエリア（導電性部材の一例）２０と、第１の発熱体３０と、第１の発熱体３０よりも発熱量が低い第２の発熱体４０と、を備えて構成されている。電子部品１００は、図２に示すように、撮像装置の筐体等の外装（保持部材の一例）２００内に取り付けられ、第１の発熱体３０及び外装２００にそれぞれ接触するように、第１の発熱体３０及び外装２００の間に放熱材５０が設けられている。
【００１２】
外装２００は、図２に示すように、第１の発熱体３０と第２の発熱体４０とを基板１０に実装した電子部品１００を取り付けるための凹部２０１が設けられている。この凹部２０１の外周は、グランドエリア２０を配置する環状のフランジ部２０２となっている。
【００１３】
基板１０は、矩形状に形成されたリジッドプリント配線板から構成されている。なお、基板１０がリジッドプリント配線板に限定されることはなく、例えばフレキシブルプリント配線板のような種々の基板を用いることができる。また、形状も矩形に限定されることはなく、電子部品１００の仕様や設置スペース等に応じて、正方形、台形、または矩形の一部を切欠いた形状など、適宜の形状のものを用いることができる。基板１０は、ケーブルやハーネス等によって、例えば撮像装置の撮像素子等に接続されている。
【００１４】
基板１０は、外装２００に対向する第１面１１と、その反対側の第２面１２とを有している。また、基板１０の四隅には、メジ止め用の穴部１３が形成され、電子部品１００と外装２００とがメジ止めによって固定される。なお、電子部品１００と外装２００との固定がメジ止めに限定されることはなく、ネジ、ビス、半田付け等、従来公知の適宜の固定手段を用いることができる。
【００１５】
基板１０の第１面１１及び第２面１２に、各種電子部品が実装されている。本実施例では、外装２００に対向する第１面１１に、第１の発熱体３０及び第２の発熱体４０を実装している。第１の発熱体３０と第２の発熱体４０とを実装する面は第１面１１に限定されることはない。しかし、外装２００に対向する第１面１１に配置することで、第１の発熱体３０と第２の発熱体４０からのノイズの放出を抑制し、外部からのノイズの影響を受けにくくなり、ＥＭＣ対策を実現することができる。また、第１の発熱体３０の熱を外装２００側に効率的に伝えることができる。
【００１６】
第２の発熱体４０は、第１の発熱体３０よりも発熱量が少ない電子部品で構成されている。つまり、演算処理等の処理実行中の第２の発熱体４０の単位時間当たりの発熱量は、処理実行中の第１の発熱体３０の単位時間当たりの発熱量よりも少ない。なお、図１、図２では、第２の発熱体４０を１つのみ記載しているが、第２の発熱体４０が１つに限定されることはなく、複数の電子部品で構成することもでき、第２の発熱体群として、基板１０に実装することができる。
【００１７】
第１の発熱体３０の具体例としては、ＣＰＵ等が挙げられ、第２の発熱体４０の具体例としては、フォトカプラー、ダイオード等が挙げられるが、これらに限定されることはない。
【００１８】
グランドエリア２０は、基板１０の外周に設けられ、基板１０の外周に沿って所定間隔で複数設けられた開口部２１と、各開口部２１に半田ペーストによって設けられた導電性を有する伝熱体２２とから構成される。このグランドエリア２０により、第１の発熱体３０及び第２の発熱体４０等の電子部品からのノイズの外部への放出や、外部からのノイズによる影響を抑制し、優れたＥＭＣ対策を実現することができる。
【００１９】
なお、伝熱体２２は、熱伝導性と導電性に優れていれば、半田ペーストに限定されることはなく、銀ペースト、銅等を用いることもできるし、金属フィラーを含有した樹脂等、種々な伝熱材料を用いることができる。
【００２０】
上述のような構成のグランドエリア２０を設けることで、電子部品１００を外装２００に取り付けたときに、金属製の外装２００に沿ってグランドエリア２０が配置され、図２に示すように、半田ペーストからなる伝熱体２２が外装２００に接触する。これにより、グランドエリア２０、開口部２１、伝熱体２２及び外装２００が電気的にも接続された状態となる。そのため、外装２００もグランドエリア２０に含めることができ、グランドエリア２０によるＥＭＣ対策の効果をより向上させることができる。
【００２１】
また、第１の発熱体３０、第２の発熱体４０から発生する熱を、基板１０、グランドエリア２０、開口部２１及び伝熱体２２を通じて外装２００に移動させ、効率的な放熱が可能となる。
【００２２】
また、放熱材５０は、第１の発熱体３０から発生した熱を外装２００に移動させる機能を有する。放熱材５０として、実施例１では放熱グリスを用いている。熱伝導性に優れているものであれば放熱材５０が放熱グリスに限定されることはなく、放熱シートや熱伝導性シートとして市販されているものを用いることもできるし、金属を用いることもできる。
【００２３】
また、放熱材５０として、基板１０よりも熱伝導率の高いものを用いることが望ましい。また、外装２００の熱伝導率は、放熱材５０の熱伝導率よりも高いものが望ましい。これにより、第１の発熱体３０で発生した熱を、放熱材５０側に効率的に移動させ、さらに放熱材５０から外装２００側に効率的に移動させることができる。したがって、第１の発熱体３０から発生する熱は、基板１０を通じてグランドエリア２０側に伝わるよりも、放熱材５０を通じて外装２００により多く伝わり易くなる。そのため、第１の発熱体３０から発生する熱の放熱性を高めることができるとともに、第１の発熱体３０の熱が第２の発熱体４０に伝熱されるのを抑制することができる。
【００２４】
さらに、本願の実施例１に係る電子部品１００では、複数の発熱体３０，４０間での伝熱を抑制して、熱による影響をより抑制するため、第１の発熱体３０と第２の発熱体４０との位置関係を規定している。つまり、第２の発熱体４０を、第１の発熱体３０とグランドエリア２０との間に配置し、第１の発熱体３０と第２の発熱体４０との間の距離は、第２の発熱体４０とグランドエリア２０との間の距離よりも大きくしている。このような位置関係とすることで、第１の発熱体３０を、グランドエリア２０から最も距離の大きい位置に、つまりできるだけグランドエリア２０から離れた位置に配置している。さらに第２の発熱体４０を、第１の発熱体３０とできるだけ離れた位置であって、グランドエリア２０に近接して配置している。
【００２５】
なお、第２の発熱体４０とグランドエリア２０との間の距離とは、原則的には最短距離を示す。例えば、実施例１では図１の第２の発熱体４０の紙面右側の辺と、該辺に対向するグランドエリア２０との距離を示す。したがって、第２の発熱体４０の紙面左側の辺と、該辺に対向するグランドエリア２０との間の距離や、第２の発熱体４０の紙面上側の辺又は下側の辺と、各辺に対向するグランドエリア２０との間の距離を示すものではない。第１の発熱体３０とグランドエリア２０との間の距離、第１の発熱体３０と第２の発熱体４０との距離も原則、最短距離を表す。また、グランドエリア２０から最も距離の大きい位置とは、グランドエリア２０のいずれの位置からも、最大限に遠い位置を示し、例えば基板１０の中央を含む所定領域がこの条件に合致し、基板１０の中央がこの条件により合致する。
【００２６】
第１の発熱体３０から発生する熱は、放熱材５０を介して外装２００側に移動させ、さらに第１の発熱体３０と第２の発熱体４０との間に一定の距離を介在させることにより、第１の発熱体３０から発生した熱が、基板１０を通じて第２の発熱体４０に伝わるのを抑制することができる。また、第２の発熱体４０をグランドエリア２０に近接して配置したことで、第２の発熱体４０から発生する熱は、基板１０を通じてグランドエリア２０に伝わり、グランドエリア２０の開口部２１及び伝熱体２２を通じて外装２００に伝わる。そのため、第２の発熱体４０から発生する熱の放熱性も高めることができる。
【００２７】
第１の発熱体３０と第２の発熱体４０との位置関係を、図３を用いて詳細に説明する。図３に示すように、基板１０の中心（グランドエリア２０の４つの頂点Ｖから引いた対角線の中心Ｏ）を含む矩形状の所定範囲を第１領域１４とし、この第１領域１４内に第１の発熱体３０を配置している。一方、グランドエリア２０の内側から所定の距離までの環状の領域を第２領域１５とし、この第２領域１５内に第２の発熱体４０を配置している。より好ましい形態として、実施例１では、図３に示すように、第１の発熱体３０を、第１領域１４の中央であって基板１０の中央に配置している。
【００２８】
また、第１領域１４と第２領域１５との間には、所定面積の第３領域１６を介在させることが好ましい。この第３領域１６には第１の発熱体３０及び第２の発熱体４０を配置しないことで、第１領域１４に配置された第１の発熱体３０と第２領域１５に配置された第２の発熱体４０との間に一定の距離を保持させることができる。そのため、互いの伝熱の抑制効果をより高めることができる。なお、この第３領域１６には、第１、第２の発熱体３０、４０以外の温度に影響されにくい電子部品等を配置することも可能である。
【００２９】
第１領域１４の中心Ｏから外周までの距離（例えば、図３の対角線における距離Ｌ１）は、基板１０の中心Ｏから頂点Ｖまでの距離（例えば、図３の対角線における距離Ｌ）の２分の１以下が好ましく、３分の１以下がより好ましい。また、第２領域１５の頂点Ｖからの距離、すなわち、第２領域１５の形成幅（例えば、図３の対角線における距離Ｌ２）は、基板１０の中心Ｏから頂点Ｖまでの距離Ｌの２分の１以下が好ましく、３分の１以下がより好ましい。
【００３０】
一方、第３領域１６は、より広いことが好ましく、第１領域１４との境界から第２領域と１５との境界までの距離、すなわち第３領域１６の形成幅（例えば、図３の対角線における距離Ｌ３）は、基板１０の中心Ｏから頂点Ｖまでの距離Ｌの３分の１程度が好ましく、３分の１以上がより好ましい。実施例１では、図３に示すように、距離Ｌ３＞距離Ｌ１＞距離Ｌ２としているが、これに限定されることはない。
【００３１】
一方、各領域１４，１５，１６の大きさを温度によって規定すると、第１領域１４は、第１の発熱体３０を配置することで、最も温度の高くなる領域（例えば、８０℃以上）である。第１領域１４に比べて第３領域１６は温度が低く（例えば、６０℃程度）、第３領域１６に比べて第２領域１５は温度が低い（例えば、４０℃程度）。このように、電子部品１００を動作させた際の基板１０の温度の程度（グレード）によって各領域１４，１５，１６の境界や大きさを決定することもできる。
【００３２】
実施例１では、上述のように第１領域１４の距離Ｌ１、第２領域１５の距離Ｌ２及び第３領域１６の距離Ｌ３の好ましい長さは、基板１０の中心Ｏから頂点Ｖまでの距離Ｌを基準として表している。しかし、基板１０の中心Ｏからグランドエリア２０に向かって放射状に引いた線のそれぞれにおいても、各領域１４，１５，１６の長さの割合が、上述のようであることが好ましい。これにより、矩形状の基板１０の長辺と短辺との長さがいずれの場合でも、それらの長さに対応した好適な領域１４，１５，１６とすることができる。
【００３３】
また、図３において、各領域の境界を便宜上、矩形で表しているが、熱が放射状に伝熱されることを考慮すれば、各領域の境界を円や楕円で表すこともできる。
【００３４】
以上の構成の実施例１に係る電子部品１００では、グランドエリア２０に設けた複数の開口部２１の伝熱体２２が外装２００に接触する。よって、基板１０の熱が開口部２１の伝熱体２２を介して外装２００に伝わることで、基板１０の温度を下げることができる。さらには、電気的に接続されたグランドエリア２０、開口部２１、伝熱体２２、外装２００によって、ＥＭＣ対策も同時に行うことができる。
【００３５】
また、第１の発熱体３０は、熱伝導率が基板１０よりも高い放熱材５０と接触し、放熱材５０は、熱伝導率が放熱材５０よりも高い外装２００と接触している。これにより、第１の発熱体３０から発生した熱は、基板１０と外装２００とに移動するが、大部分は放熱材５０を介して外装２００側に逃がすことができる。そのため、第１の発熱体３０の温度上昇を抑制するとともに、基板１０への伝熱を抑制することもできる。
【００３６】
また、従来は、第１の発熱体と第２の発熱体との位置関係が規定されず、第１の発熱体と第２の発熱体とが近接して配置されていた。その場合、第１の発熱体の熱が基板を介して第２の発熱体に伝わり、第２の発熱体が温度上昇して動作や耐久性に影響を与えることがあった。
【００３７】
これに対して、本発明の実施例１に係る電子部品１００では、上述したように、第１の発熱体３０をグランドエリア２０から最も離れた基板１０の中心Ｏに配置し、第２の発熱体４０を第１の発熱体３０と所定の距離を介して、グランドエリア２０に近接して配置している。
【００３８】
この配置により、実施例１では、第１の発熱体３０から発生した熱が基板１０を介して第２の発熱体４０へ伝わるのを抑制することができ、第１の発熱体３０からの伝熱による温度上昇を低く抑えることができる。また、第２の発熱体４０から発生した熱は、基板１０を介してグランドエリア２０に伝わり、グランドエリア２０の開口部２１、伝熱体２２を介して外装２００に伝わって放熱されることで、第２の発熱体４０の温度上昇を抑制することができる。これにより、第２の発熱体４０が想定以上の高い温度となってしまい、部品動作の低下や耐久性の低下を生じるリスクを大きく低減することができる。
【００３９】
以上、実施例１によれば、発熱量の異なる第１、第２の発熱体３０，４０との間での伝熱を抑制しながら第１、第２の発熱体３０,４０の放熱を促進することが可能な電子部品１００を提供することができる。その結果、第１の発熱体３０と第２の発熱体４０とのそれぞれの温度上昇を抑制して、電子部品１００の動作の低下を抑制するとともに耐久性を向上させることが可能となる。また、電子部品１００のＥＭＣ対策も図ることが可能となる。更に、第１の発熱体３０と第２の発熱体４０とを、外装２００側に対向する第１面１１側に実装することで、ＥＭＣ対策の効果をより向上させることができる。
【００４０】
（実施例２）
次に、実施例２として、本発明の撮像装置の一例としてのステレオカメラ装置について図４、図５を参照しながら説明する。実施例２に係るステレオカメラ装置は、上述した実施例１の電子部品１００等、本発明に係る電子部品を備えている。図４は、本発明の実施例２に係るステレオカメラ装置の斜視図であり、図５は、内部構造を表す斜視図である。
【００４１】
図４、図５に示すように、実施例２のステレオカメラ装置３００は、外装としての筺体２００’と、筺体２００’内に設けられた、一対の単眼カメラ３０１,３０２と、各種演算処理や画像処理を行う演算処理用回路基板３０３と、等を備えて構成される。この演算処理用回路基板３０３として、実施例１の電子部品１００等を用いることができる。
【００４２】
実施例２のステレオカメラ装置３００では、一対の単眼カメラ３０１,３０２の撮像素子で読み取られた画像データは、演算処理用回路基板３０３に出力される。この出力された画像データに対して演算処理用回路基板３０３で各種画像処理が施され、デジタル画像情報に変換された後、表示部への表示や記憶部への記憶が行われる。
【００４３】
実施例２では、図１、図２に示されるような第１の発熱体３０と第２の発熱体４０とを設けた第１面１１を底板２０３側に向けた状態で、演算処理用回路基板３０３を、筐体２００’の底板２０３に形成した凹部２０１に載置している。そして、基板１０の外周のグランドエリア２０を、底板２０３の凹部２０１の外周に設けたフランジ部２０２に載置し、双方に設けた穴部に挿入したネジ部材で固定している。
【００４４】
グランドエリア２０とフランジ部２０２との間には、例えば、金属製の枠を配置することで、グランドエリア２０の伝熱体２２と筐体２００’との熱伝導性と導電性とを高めることができる。また、第１の発熱体３０と底板２０３との間には、放熱グリス等の放熱材５０を充填することで、第１の発熱体３０の熱を、底板２０３を介して筐体２００’に伝え、第１の発熱体３０の放熱を促進している。
【００４５】
実施例２のステレオカメラ装置３００では、本発明の実施例１に係る電子部品１００等を演算処理用回路基板３０３として用いている。これにより、演算処理用回路基板３０３に実装された複数の発熱体としての集積回路の間での熱伝導を抑制することができるとともに、集積回路の放熱を促進して、集積回路の動作への熱による影響を抑制することができる。また、基板１０にグランドエリア２０を設けるとともにグランドエリア２０と筐体２００’とを電気的に接続し、集積回路である発熱体を筐体２００’の底板２０３側に向けて配置することで、優れたＥＭＣ対策をも図ることができる。よって、熱量の異なる複数の発熱体の間での伝熱を抑制しながら発熱体の放熱を促進することが可能で、更にはＥＭＣ対策も図ることが可能なステレオカメラ装置３００を提供することができる。
【００４６】
以上、本発明の電子部品、電子部品を有する撮像装置を各実施例に基づき説明してきたが、上記各実施例は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明は上記各実施例の構成にのみ限定されるものではない。本願の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。また、前記構成部材の数、位置、形状等は各実施例に限定されることはなく、本願を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０  基板    １１  第１面（外装と対向する一面）    １４  第１領域
１５  第２領域    １６  第３領域    ２０  グランドエリア    ２１  開口部
２２  伝熱体    ３０  第１の発熱体    ４０  第２の発熱体    ５０  放熱材
１００  電子部品    ２００  外装    ２００’  筐体（外装）
３００  ステレオカメラ装置（撮像装置）
３０３  演算処理用回路基板（電子部品）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４８】
【特許文献１】特開２０１３−２２９４００号公報
【図１】
2016127225.tif 000003
【図２】
2016127225.tif 000004
【図３】
2016127225.tif 000005
【図４】
2016127225.tif 000006
【図５】
2016127225.tif 000007