(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱部品を含む回路部品が表裏面に実装される回路基板と、該回路基板の裏面側に、該裏面側を覆うように所定の間隔を隔てて取り付けられる金属ケースとを備え、
前記回路基板と金属ケースとの間に、上面が前記回路基板の裏面側に実装された発熱部品に当接され、下面が前記金属ケースの上面に当接される放熱部材と、前記金属ケースを上方に切り起こして形成され、前記回路基板の表面側に実装された発熱部品に対応して設けられた開口部を介して前記発熱部品の下面にその上面が当接される放熱部とを設け、
前記回路基板は、一対の対向するそれぞれの端部より外方側に延出した係止片を有し、
前記金属ケースは、一対の対向するそれぞれの辺から上方に立設され、前記係止片を載置する上端部と、前記上端部よりさらに上方に突出し、前記端部及び前記係止片の側部に接触して前記回路基板の動きを規制する係止部とからなる壁部を有し、
前記金属ケースにおける前記壁部を有さない他の一対のそれぞれの辺、前記壁部の両側端部、及び、前記回路基板における前記係止片を有さない他の一対のそれぞれの端部によって形成される開口部分を有する
ことを特徴とする発熱部品の放熱構造。
【請求項２】
前記係止部は、内面側に突起部を有し、該突起部は、前記回路基板の端部を上方から係止することを特徴とする請求項１記載の発熱部品の放熱構造。
【請求項３】
放熱部材を、弾力性を有する熱伝導性材料からなるシート部材によって構成し、
該シート部材は、その下面側に粘着剤が塗布され、前記金属ケースの上面に前記粘着剤を介して着脱自在に取り付けられた
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の発熱部品の放熱構造。
【請求項４】
放熱部材を、弾力性および絶縁性を有する熱伝導性材料からなり、回路基板の裏面側に実装された発熱部品が嵌合する凹部を有するシート部材によって構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の発熱部品の放熱構造。
【請求項５】
放熱部を、金属ケースを上方に切り起こして側面形状が逆Ｌ字状に形成された突出部によって構成し、回路基板の表面側に実装された発熱部品と、前記回路基板に設けられた開口部を介して前記発熱部品の下面に当接される前記突出部の上面とをねじ固定したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか記載の発熱部品の放熱構造。
【請求項６】
回路基板の開口部に対向する位置に挿通穴を有し、表面側に放熱部材の下面が当接する絶縁紙を、前記回路基板の裏面側を覆うように該回路基板と金属ケースの間に配設したことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか記載の発熱部品の放熱構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板に実装される回路部品に含まれる発熱部品の放熱構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来の発熱部品の回路基板への実装状態を示す分解斜視図である。図において、２１は裏面側に回路パターンが形成された例えば平面形状がほぼ長方形状の回路基板、２２，２３は回路部品に含まれる発熱部品の例えばトランジスターおよびダイオードブリッジで、回路基板２１の表面側に実装されている。なお、発熱部品であるトランジスター２２およびダイオードブリッジ２３を含む回路部品の端子は、回路基板２１に設けられた孔（図示せず）を介して裏側に挿通され、回路パターンに半田付けされている。２４は熱伝導性のよい金属材料によって構成された放熱フィンで、発熱部品であるトランジスター２２およびダイオードブリッジ２３にそれぞれねじ２５によって取り付けられている。
【０００３】
２６は回路基板２１とほぼ等しい長方形状に形成された絶縁ケースで、プラスチック樹脂によって構成されており、上面縁部に設けられた複数の係止部２７によって回路基板２１の裏面側に着脱自在に取り付けられ、回路基板２１の幅方向の動きを規制するとともに、上方への抜けを防止している。また、絶縁ケース２６の上面縁部には複数の保持ピン２８が設けられており、この保持ピン２８を回路基板２１に設けられた保持穴２１ａに挿通させることによって、回路基板２１を取り付ける際の位置決めになるとともに、回路基板２１の長さ方向の動きを規制する。また、保持ピン２８の台部２８ａによって、回路基板２１と絶縁ケース２６の間に台部２８ａの高さ（厚さ）の間隙を形成し、この間隙によって回路基板２１の裏面側に形成された回路パターンおよび半田付けされた端子などを保護し、取り扱い性をよくするとともに、空気層を形成して回路基板２１の裏面側からの放熱を行えるようにしている。
【０００４】
そして、回路基板２１に実装された他の回路部品とともに、発熱部品であるトランジスター２２およびダイオードブリッジ２３が駆動して熱が発せられると、その熱はトランジスター２２およびダイオードブリッジ２３にそれぞれ取り付けられた各放熱フィン２４に伝わり、各放熱フィン２４から空気中に放熱される。また、トランジスター２２およびダイオードブリッジ２３からの熱は、それぞれの端子（リード部）を伝わり、回路基板２１の裏面側より間隙の空気層に放熱される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の回路基板２１に実装された発熱部品であるトランジスター２２およびダイオードブリッジ２３は、それぞれに放熱フィン２４を取り付け、主にその放熱フィン２４から熱を放熱させている。このため、取り付けた放熱フィン２４による放熱には限度があり、それ以上の効果を上げるには放熱フィン２４を大型化するなど、放熱フィン２４の構造を変更しなければならなかった。しかしながら、回路基板２１が取り付けられる装置などによっても異なるが、回路基板２１上に取り付けられる放熱フィン２４の大きさおよび高さなどの構造には制限があり、放熱フィン２４の大型化は難しく放熱効果に限界があった。
【０００６】
そこで、このような問題を解決するために、例えば特開平１−７８０９０号公報には、絶縁層の表面に回路パターンを形成し、発熱部品を含む回路部品を、その回路部品の端子を回路パターンに電気的に接続して固定し、金属筐体の表面に直接積層される回路基板を有し、この回路基板に発熱部品に一部が金属筐体の表面に直接接触する孔を設けた回路部品の実装装置が開示されており、回路基板に設けた孔を介して金属筐体に発熱部品の一部を直接接触させ放熱させることによって、発熱部品の放熱効果を高めるとしている。
【０００７】
しかしながら、回路基板に各発熱部品がそれぞれ嵌入され金属筐体に直接接触させるための孔を多数設けなければならないため、その作業が面倒であるとともに、多数設けられた孔によって回路基板に形成される回路パターンの自由度が制約されてしまうなどの問題があった。
【０００８】
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、回路基板における回路パターンの形成が制約されず、簡単な構造で発熱部品の放熱効果をより向上させることのできる発熱部品の放熱構造を提供することを目的としたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る発熱部品の放熱構造は、発熱部品を含む回路部品が表裏面に実装される回路基板と、回路基板の裏面側にこの裏面側を覆うように所定の間隔を隔てて取り付けられる金属ケースとを備え、回路基板と金属ケースとの間に、上面が回路基板の裏面側に実装された発熱部品に当接され、下面が金属ケースの上面に当接される放熱部材と、金属ケースを上方に切り起こして形成され、回路基板の表面側に実装された発熱部品に対応して設けられた開口部を介して発熱部品の下面にその上面が当接される放熱部とを設け、回路基板は、一対の対向するそれぞれの端部より外方側に延出した係止片を有し、金属ケースは、一対の対向するそれぞれの辺から上方に立設され、係止片を載置する上端部と、その上端部よりさらに上方に突出し、端部及び係止片の側部に接触して回路基板の動きを規制する係止部とからなる壁部を有し、金属ケースにおける壁部を有さない他の一対のそれぞれの辺、壁部の両側端部、及び、回路基板における係止片を有さない他の一対のそれぞれの端部によって形成される開口部分を有するものである。
本発明に係る発熱部品の放熱構造は、係止部は、内面側に突起部を有し、この突起部は、回路基板の端部を上方から係止するものである。
【００１０】
本発明に係る発熱部品の放熱構造は、放熱部材を、弾力性を有する熱伝導性材料からなるシート部材によって構成し、このシート部材は、その下面側に粘着剤が塗布され、金属ケースの上面に粘着剤を介して着脱自在に取り付けられたものである。
【００１１】
本発明に係る発熱部品の放熱構造は、放熱部材を、弾力性および絶縁性を有する熱伝導性材料からなり、回路基板の裏面側に実装された発熱部品が嵌合する凹部を有するシート部材によって構成したものである。
【００１２】
本発明に係る発熱部品の放熱構造は、放熱部を、金属ケースを上方に切り起こして側面形状が逆Ｌ字状に形成された突出部によって構成し、回路基板の表面側に実装された発熱部品と、回路基板に設けられた開口部を介して発熱部品の下面に当接される突出部の上面とをねじ固定したものである。
【００１３】
本発明に係る発熱部品の放熱構造は、回路基板の開口部に対向する位置に挿通穴を有し、表面側に放熱部材の下面が当接する絶縁紙を、回路基板の裏面側を覆うように回路基板と金属ケースの間に配設したものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１の分解斜視図、図２はそのＡ−Ａ断面図である。図において、１は裏面側に回路パターンが形成された例えば平面形状がほぼ長方形状の回路基板で、後述する発熱部品であるダイオードブリッジ３が実装される位置に、そのダイオードブリッジ３の平面形状より若干小さい大きさの開口部１ａが設けられており、回路基板１の長辺には端部より外方側に延出した複数の係止片１ｂがそれぞれ設けられている。２，３は回路基板１に実装される回路部品に含まれる発熱部品の例えばトランジスターおよびダイオードブリッジで、トランジスター２は回路基板１の裏面側に実装され、ダイオードブリッジ３は回路基板１の開口部１ａに対向するように表面側に実装されていて、そのほぼ中心部にはねじ穴３ａが設けられている。なお、ダイオードブリッジ３を含む表面側に実装された回路部品の端子は、回路基板１に設けられた孔（図示せず）を介して裏面側に挿通され、回路パターンに半田付けされている。
【００１５】
４は例えばアルミニウムの如き熱伝導性のよい金属材料からなり、回路基板１の平面形状とほぼ等しい長方形状に形成された回路基板１の裏面側に取り付けられる金属ケースで、その長辺側には互いに対向しかつ回路基板１と金属ケース４との間に間隙Ｇ１を有するように上方に立設された壁部４ａが設けられており、その壁部４ａの上端部には上方に突出し、回路基板１の係止片１ｂの側部に係止して回路基板１の長さ方向の動きを規制するとともに、回路基板１の長辺に係止して回路基板１の幅方向の動きを規制する複数の係止部５がそれぞれ設けられている。そして、回路基板１の係止片１ｂが壁部４ａの上端部に載置されることによって、間隙Ｇ１を形成しつつ金属ケース４が回路基板１に取り付けられる。なお、壁部４ａによって間隙Ｇ１を形成するための位置決めが容易となる。また、係止部５の内面には内側に突起した突起部５ａが設けられており、金属ケース４に取り付けられた回路基板１の上方への抜けを防止する。
【００１６】
６は金属ケース４を上方に切り起こして側面形状が逆Ｌ字状に形成された放熱部である突出部で、その上面６ａは回路基板１の開口部１ａの開口形状より小さく形成されており、回路基板１を金属ケース４に取り付けたときに、突出部６の上面６ａが回路基板１の開口部１ａを介してダイオードブリッジ３の下面に当接する位置に設けられている。また、上面６ａのほぼ中心部にはねじ穴６ｂが設けられており、突出部６をダイオードブリッジ３の下面に当接させて、ねじ７によりダイオードブリッジ３の上面側からダイオードブリッジ３のねじ穴３ａおよび突出部６のねじ穴６ｂに螺合させることによって、両者３，６を接触させるとともに、金属ケース４を回路基板１に固定させる。なお、６ｃは突出部６に弾性を付与するために設けられたスリットである。
【００１７】
８は例えばポリエステルの如き絶縁性を有する材料からなり、回路基板１の平面形状とほぼ等しい長方形状に形成された絶縁紙で、回路基板１と金属ケース４の間に配設され、回路基板１の開口部１ａに対向する位置には開口部１ａとほぼ等しい大きさの挿通穴８ａが設けられている。９は例えばシリコンの如き弾力性を有する熱伝導性材料からなり、回路基板１の裏面側に実装された複数のトランジスター２の上面（実装された面とは反対の側の面）を覆う大きさに形成された例えば平面形状がほぼ長方形状の放熱部材であるシート部材で、例えばその下面側に塗布された粘着剤によって、絶縁紙８の表面側の複数のトランジスター２に対向する位置に着脱自在に取り付けられ、回路基板１を金属ケース４に取り付けたときにシート部材９の上面が複数のトランジスター２の上面に当接し、トランジスター２を保護する。なお、絶縁紙８は省略してもよく、この場合はシート部材９が金属ケース４の上面に直接取り付けられる。
【００１８】
このように構成された実施の形態１において、回路基板１の裏面側に絶縁紙８を介して金属ケース４を取り付け、回路基板１に実装された他の回路部品（図示せず）とともに発熱部品であるトランジスター２およびダイオードブリッジ３が駆動すると、トランジスター２およびダイオードブリッジ３から熱が発生する。そして、トランジスター２からの熱は、その上面に当接されたシート部材９を介して金属ケース４に伝えられ、金属ケース４から空気中に放熱される。また、ダイオードブリッジ３からの熱は、その下面に当接された金属ケース４を上方に切り起こして形成された突出部６に伝えられ、突出部６および金属ケース４から空気中に放熱される。さらに、回路基板１と金属ケース４の間に形成された間隙Ｇ１の空気層にもトランジスター２、シート部材９および突出部６などの熱が放熱される。
【００１９】
このように、回路基板１の裏面側に実装されたトランジスター２の熱は、その上面に当接された放熱部材であるシート部材９を介して金属ケース４に伝えられ、回路基板１の表面側に実装されたダイオードブリッジ３の熱は、その下面に当接された放熱部である突出部６および突出部６を介して金属ケース４に伝えられるので、従来例の放熱フィンのように大きさ等の構造制限を受けることなく金属ケース４の全面から放熱することができ、放熱効果を高めることができる。
【００２０】
また、トランジスター２の熱を金属ケース４に伝えるためのシート部材９を、弾力性を有する熱伝導性材料によって構成したため、トランジスター２を保護しつつ高い密着性を得ることができ、金属ケース４への熱伝導性つまり金属ケース４からの放熱効果をより向上させることができる。同様にして、ダイオードブリッジ３の熱を金属ケース４に伝えるための突出部６を、金属ケース４を上方に切り起こして形成し、ダイオードブリッジ３と突出部６とをねじ固定によって接触したため、その密着性を高めることができ、突出部６への熱伝導性つまり放熱効果をより向上させることができる。また、このねじ固定は、ダイオードブリッジ３と突出部６とを接触させるだけでなく、回路基板１に金属ケース４を取り付けるためのものでもあり、簡単な構造で金属ケース４の取り付けを容易に行うことができる。そして、金属ケース４にスリット６ｃを設けて突出部６の上面６ａに弾性を付与すれば、ダイオードブリッジ３との密着性が高められ、放熱効果をさらに向上させることができる。
【００２１】
さらに、回路基板１の表面側に実装されるごく一部の発熱部品（ここではダイオードブリッジ３）に対してのみ、回路基板１に開口部１ａを設け、回路基板１の裏面側に実装される他の発熱部品（ここではトランジスター２）に対しては、回路基板１に多数の開口部１ａを設ける必要がないため、回路基板１に形成される回路パターンの自由度を極めて大きくすることができる。これにより、発熱部品を回路基板１に容易に実装することができ、その放熱効果も確実に得ることができる。
【００２２】
また、突出部６、回路基板１の裏面側に実装されるトランジスター２およびそれに対向して設けられたシート部材９によって、回路基板１と金属ケース４との間に間隙Ｇ１を確実に保持することができ、別の部品等を用いることなく間隙Ｇ１による空気層を形成することができる。これにより、回路基板１の裏面側からの放熱効果を向上させることができる。
【００２３】
実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２の要部の断面図で、この実施の形態２は、実施の形態１において、回路基板１の裏面側に実装された高さ（厚さ）がほぼ等しい複数のトランジスター２に代えて、高さの異なる複数のトランジスター２を実装し、シート部材９の弾力性によって、各トランジスター２を保護するとともにシート部材９との密着性を得られるようにしたものである。
【００２４】
このように構成したことにより、実施の形態１とほぼ同じ作用および効果が得られるとともに、弾力性を有する熱伝導性材料で構成されたシート部材９によって、回路基板１の裏面側に実装された高さの異なるトランジスター２に対しても保護しつつシート部材９との密着性を得ることができ、各トランジスター２から発せられた熱を金属ケース４に確実に伝え、放熱効果を高めることができる。
【００２５】
実施の形態３．
図４は本発明の実施の形態３の要部の断面図で、この実施の形態３は、実施の形態２に係る弾力性を有する熱伝導性材料によって構成されたシート部材９に代えて、弾力性および絶縁性を有する熱伝導性材料からなり、高さが間隙Ｇ１とほぼ等しいシート部材１０とし、このシート部材１０に回路基板１の裏面側に実装された発熱部品である例えば高さの異なるトランジスター２が嵌合する凹部１０ａを設け、金属ケース４を回路基板１に取り付ける際に、この凹部１０ａにトランジスター２を嵌合したものである。
【００２６】
このように構成したことにより、実施の形態１とほぼ同じ作用および効果が得られるとともに、弾力性および絶縁性を有する熱伝導性材料で構成されたシート部材１０によって、回路基板１の裏面側に実装された高さの異なるトランジスター２を確実に保護しつつシート部材１０との密着性も高めることができ、各トランジスター２から発せられた熱を金属ケース４に確実に伝えて、放熱効果をより向上させることができる。
【００２７】
なお、上述の実施の形態１乃至３において、回路基板１を長方形状に形成した場合を示したが、これに限定するものではなく、他の形状に適宜変更することができる。この場合、金属ケース４および絶縁紙８なども回路基板１に対応した形状に形成する。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る発熱部品の放熱構造は、発熱部品を含む回路部品が表裏面に実装される回路基板と、回路基板の裏面側にこの裏面側を覆うように所定の間隔を隔てて取り付けられる金属ケースとを備え、回路基板と金属ケースとの間に、上面が回路基板の裏面側に実装された発熱部品に当接され、下面が金属ケースの上面に当接される放熱部材と、金属ケースを上方に切り起こして形成され、回路基板の表面側に実装された発熱部品に対応して設けられた開口部を介して発熱部品の下面にその上面が当接される放熱部とを設けたので、発熱部品の熱を放熱部材および放熱部を介して金属ケースに確実に伝えることができ、金属ケースの全面から放熱することができて放熱効果を向上することができる。また、回路基板に多数の開口部を設ける必要がないため、回路基板に形成される回路パターンの自由度を極めて大きくすることができるとともに、放熱部材および放熱部によって回路基板と金属ケースとの間に間隙を確実に保持することができ、別の部品等を用いることなく間隙による空気層を形成できて回路基板の裏面側からの放熱効果を高めることができる。
【００２９】
本発明に係る発熱部品の放熱構造は、放熱部材を、弾力性を有する熱伝導性材料からなるシート部材によって構成したので、回路基板に高さの異なる複数の発熱部品が実装された場合でも、各発熱部品を保護するとともにシート部材との密着性が得られ、各発熱部品からの熱を金属ケースに確実に伝えて、放熱効果を高めることができる。
【００３０】
本発明に係る発熱部品の放熱構造は、放熱部材を、弾力性および絶縁性を有する熱伝導性材料からなり、回路基板の裏面側に実装された発熱部品が嵌合する凹部を有するシート部材によって構成したので、回路基板に高さの異なる複数の発熱部品が実装された場合でも、各発熱部品を確実に保護するとともにシート部材との密着性を高めることができ、各発熱部品からの熱を金属ケースに確実に伝えて放熱効果をより向上させることができる。
【００３１】
本発明に係る発熱部品の放熱構造は、放熱部を、金属ケースを上方に切り起こして側面形状が逆Ｌ字状に形成された突出部によって構成し、回路基板の表面側に実装された発熱部品と、回路基板に設けられた開口部を介して発熱部品の下面に当接される突出部の上面とをねじ固定したので、発熱部品と突出部との密着性を高めることができ、突出部への熱伝導性つまり放熱効果をより向上させることができる。また、このねじ固定は、回路基板と金属ケースとの取り付けも兼ねているため、簡単な構造で金属ケースの取り付けを容易に行うことができる。
【００３２】
本発明に係る発熱部品の放熱構造は、回路基板の開口部に対向する位置に挿通穴を有し、表面側に放熱部材の下面が当接する絶縁紙を、回路基板の裏面側を覆うように回路基板と金属ケースの間に配設したので、絶縁紙によって回路基板と金属ケースとの間の絶縁をより確実にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１の分解斜視図である。
【図２】  図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】  本発明の実施の形態２の要部の断面図である。
【図４】  本発明の実施の形態３の要部の断面図である。
【図５】  従来の発熱部品の回路基板への実装状態を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１  回路基板、１ａ  開口部、２  トランジスター（発熱部品）、３  ダイオードブリッジ（発熱部品）、３ａ，６ｂ  ねじ穴、４  金属ケース、６  突出部、６ａ  上面、７  ねじ、８  絶縁紙、８ａ  挿通穴、９，１０  シート部材、Ｇ１  間隙。
【図１】
0004390950.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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