(57)【要約】【課題】放熱能力を向上させることができるとともに、振動により不具合が生じる虞を低減できるパワー素子基板を提供する。【解決手段】パワー素子基板は、基板本体１と、基板本体１の表面に取り付けられた少なくとも１つのパワー素子１０と、基板本体１の表面に設けられるとともにパワー素子１０に接続された放熱用パターン１２と、基板本体１の表面側に配置された第１放熱板２と、基板本体１の裏面側に配置された第２放熱板３とを備えている。第１及び第２放熱板２，３は、基板本体１、パワー素子１０及び放熱用パターン１２を挟み込むように互いに接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板本体と、
前記基板本体の表面に取り付けられた少なくとも１つのパワー素子と、
前記基板本体の表面に設けられるとともに前記パワー素子に接続された放熱用パターンと、
前記基板本体の表面側に配置された第１放熱板と、
前記基板本体の裏面側に配置された第２放熱板と
を備え、
前記第１及び第２放熱板は、前記基板本体、前記パワー素子及び前記放熱用パターンを挟み込むように互いに接続されている
ことを特徴とするパワー素子基板。
【請求項２】
前記第１放熱板には、前記パワー素子に被せられる凹部が設けられており、
前記凹部と前記パワー素子との間に設けられたシート状又はジェル状の熱伝導材を介して前記第１放熱板が前記パワー素子と接触されている
ことを特徴とする請求項１記載のパワー素子基板。
【請求項３】
前記第１第２放熱板には、前記基板本体に設けられた開口部に挿通されるとともに、先端面が前記第２放熱板に面接触された凸部が設けられている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のパワー素子基板。
【請求項４】
前記凸部の先端面は、前記基板本体の裏面と同一平面上に位置されている
ことを特徴とする請求項３記載のパワー素子基板。
【請求項５】
前記凸部は、前記開口部と同形状に設けられている
ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のパワー素子基板。
【請求項６】
前記基板本体の表面には、複数のパワー素子が格子状に配置されており、
前記開口部は、前記パワー素子間を隔てるように設けられた縦開口及び横開口を含み、
前記放熱用パターンは、前記開口部の外縁に沿って延在されており、
各パワー素子は、前記放熱用パターンに半田付けされている
ことを特徴とする請求項５記載のパワー素子基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばトランジスタ又はダイオード等のパワー素子が取り付けられたパワー素子基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来用いられていたこの種のパワー素子基板としては、例えば下記の特許文献１等に示されている構成を挙げることができる。すなわち、従来のパワー素子基板では、放熱用パターンを基板本体に設けて、放熱用パターンにパワー素子を接続することにより、放熱用パターンからパワー素子の熱を放散させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２２２７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来のパワー素子基板では、放熱用パターンからパワー素子の熱を放散させている。しかしながら、例えば０．０４ｍｍ程度と放熱用パターンの厚みが薄く、放熱用パターンのみからでは放熱能力が不足することがある。放熱能力を補うためにパワー素子に放熱板を取り付けることも考えられるが、パワー素子に放熱板を単に取り付けた場合、振動によりパワー素子基板に不具合が生じる虞がある。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、放熱能力を向上させることができるとともに、振動により不具合が生じる虞を低減できるパワー素子基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るパワー素子基板は、基板本体と、基板本体の表面に取り付けられた少なくとも１つのパワー素子と、基板本体の表面に設けられるとともにパワー素子に接続された放熱用パターンと、基板本体の表面側に配置された第１放熱板と、基板本体の裏面側に配置された第２放熱板とを備え、第１及び第２放熱板は、基板本体、パワー素子及び放熱用パターンを挟み込むように互いに接続されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のパワー素子基板では、基板本体、パワー素子及び放熱用パターンを挟み込むように第１及び第２放熱板が互いに接続されているので、パワー素子の熱を第１及び第２放熱板から放散させることができるとともに、第１及び第２放熱板によりパワー素子基板の強度を向上させることができる。これにより、放熱能力を向上させることができるとともに、振動により不具合が生じる虞を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１によるパワー素子基板を示す斜視図である。
【図２】図１のパワー素子基板を示す分解斜視図である。
【図３】図２の基板本体の表面図である。
【図４】図３の基板本体の裏面図である。
【図５】図２の第１放熱板の表側斜視図である。
【図６】図５の第１放熱板の裏側斜視図である。
【図７】図５の凸部が基板本体の開口部に挿通された状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１によるパワー素子基板を示す斜視図であり、図２は図１のパワー素子基板を示す分解斜視図である。図１及び図２に示すように、パワー素子基板には、基板本体１、第１放熱板２及び第２放熱板３が含まれている。
【００１０】
図２に示すように、基板本体１の表面には、複数のパワー素子１０が取り付けられている。パワー素子１０は、例えばトランジスタ又はダイオード等により構成されるものであり、パワー素子基板が接続される装置に電力を供給する。パワー素子１０は、基板本体１の表面に設けられた放熱用パターン１２に接続されている。
【００１１】
第１放熱板２は基板本体１の表面側に配置されており、第２放熱板３は基板本体１の裏側に配置されている。第１及び第２放熱板２，３は、基板本体１、パワー素子１０及び放熱用パターン１２を挟み込むように互いに接続されている。第１及び第２放熱板２，３の接続には、複数のねじ４が用いられている。また、後に詳しく説明するように、第１及び第２放熱板２は基板本体１に設けられた開口部１１を通して互いに面接触されている。
【００１２】
次に、図３は図２の基板本体１の表面図であり、図４は図３の基板本体１の裏面図である。図３に示すように、基板本体１の表面には複数のパワー素子１０が格子状に配置されている。換言すると、パワー素子１０は複数行かつ複数列に配置されている。図３では基板本体１の表面に６つのパワー素子１０が設けられるように示しているが、パワー素子１０の数は任意である。
【００１３】
開口部１１は、パワー素子１０間を隔てるように設けられた縦開口１１ａ及び横開口１１ｂを含んでいる。放熱用パターン１２は、基板本体の開口部１１の外縁に沿って延在されている。詳細には図示しないが、各パワー素子１０は放熱用パターン１２に半田付けされている。
【００１４】
次に、図５は図２の第１放熱板２の表側斜視図であり、図６は図５の第１放熱板２の裏側斜視図であり、図７は図５の凸部２２が基板本体１の開口部１１に挿通された状態を示す説明図である。図５に示すように、第１放熱板２の表側には複数の放熱フィン２０が設けられている。図６に示すように、第１放熱板２の裏側には、パターン接触面２１、凸部２２及び凹部２３が設けられている。
【００１５】
パターン接触面２１は、基板本体１の放熱用パターン１２に沿う形状とされた平面である。凸部２２は、パターン接触面２１から突出された突起であり、基板本体１の開口部１１と同形状に設けられている。すなわち、凸部２２には、縦開口１１ａに対応する縦凸部２２ａと横開口１１ｂに対応する横凸部２２ｂとが設けられている。第１放熱板２は、パターン接触面２１が基板本体１の放熱用パターン１２に接触されるとともに、凸部２２が基板本体１の開口部１１に挿通されるように、基板本体１の表側に配置される。
【００１６】
凸部２２の先端面は、第２放熱板３に面接触される。図７に示すように凸部２２が開口部１１に挿通されている時、凸部２２の先端面は基板本体１の裏面と同一平面上に位置されていることが好ましい。これにより、凸部２２の先端面と面接触された第２放熱板３が基板本体１の裏面と密接され、パワー素子基板の強度をより確実に向上させることができる。
【００１７】
図６に示すように、凹部２３はパワー素子１０の配置に対応するように格子状に配置されている。上述のように第１放熱板２が基板本体１の表側に配置された時、各凹部２３は各パワー素子１０にそれぞれ被せられる。パターン接触面２１を基準とする凹部２３の深さは、放熱用パターン１２の上面からのパワー素子１０の突出量よりも大きくされることが好ましい。すなわち、第１放熱板２が基板本体１の表側に配置されたとき、パワー素子１０の上面に対して凹部２３が非接触とされていることが好ましい。これは、第１及び第２放熱板２，３が接続された時に第１放熱板２がパワー素子１０を直接的に圧縮することを回避するためである。図示はしないが、凹部２３とパワー素子１０との間にはシート状又はジェル状の熱伝導材が挿入又は充填される。この熱伝導材を介して第１放熱板２がパワー素子１０と接触される。
【００１８】
このようなパワー素子基板では、基板本体１、パワー素子１０及び放熱用パターン１２を挟み込むように第１及び第２放熱板２，３が互いに接続されているので、パワー素子１０の熱を第１及び第２放熱板２，３から放散させることができるとともに、第１及び第２放熱板２，３によりパワー素子基板の強度を向上させることができる。これにより、放熱能力を向上させることができるとともに、振動により不具合が生じる虞を低減できる。
【００１９】
また、第１放熱板２の凹部２３とパワー素子１０との間に設けられたシート状又はジェル状の熱伝導材を介して第１放熱板２がパワー素子１０と接触されているので、第１放熱板２がパワー素子１０を直接的に圧縮することを回避でき、パワー素子１０が破損する虞を低減できる。
【００２０】
また、第１放熱板２には、基板本体１に設けられた開口部１１に挿通されるとともに、先端面が第２放熱板３に面接触された凸部２２が設けられているので、第１放熱板２が吸収した熱を効率良く第２放熱板３に移動させることができ、放熱能力を向上させることができる。
【００２１】
さらに、凸部２２の先端面は基板本体１の裏面と同一平面上に位置されているので、凸部２２の先端面と面接触された第２放熱板３を基板本体１の裏面と密接させることができ、パワー素子基板の強度をより確実に向上させることができる。
【００２２】
さらにまた、凸部２２が開口部１１と同形状に設けられているので、第１放熱板２と基板本体１との一体性を高めることができ、パワー素子基板の強度をより確実に向上させることができる。
【００２３】
また、基板本体１の表面に複数のパワー素子１０が格子状に配置されており、開口部１１がパワー素子１０間を隔てるように設けられた縦開口１１ａ及び横開口１１ｂを含み、放熱用パターン１２が開口部１１の外縁に沿って延在されており、各パワー素子１０が放熱用パターン１２に半田付けされているので、より確実に放熱能力を向上させることができるとともに、振動により不具合が生じる虞を低減できる。
【符号の説明】
【００２４】
１  基板本体
１０  パワー素子
１１  開口部
１２  放熱用パターン
２，３  第１及び第２放熱板
２３  凹部
【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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