プリント基板実装部品の冷却構造
【課題】ヒートシンクを取り付けずに冷却することにより、コストダウン及び生産性向上を図る。
【解決手段】発熱体である電極１Ａ〜１Ｃを備えた電子部品１が実装されるプリント基板実装部品の冷却構造において、電子部品１の電極１Ａ〜１Ｃの熱が伝導するプリント基板２の個所に冷却用銅箔３を装着したことを特徴とするプリント基板実装部品の冷却構造。
【解決手段】発熱体である電極１Ａ〜１Ｃを備えた電子部品１が実装されるプリント基板実装部品の冷却構造において、電子部品１の電極１Ａ〜１Ｃの熱が伝導するプリント基板２の個所に冷却用銅箔３を装着したことを特徴とするプリント基板実装部品の冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板実装部品の冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の冷却構造としては、プリント基板の一方の面に取り付けられた電子部品に第１のヒートシンクを接続するとともに、プリント基板を貫通した支柱を有する第２のヒートシンクをプリント基板の反電子部品側に配設し、かつ上記支柱に第１のヒートシンクを取り付けた電子部品の冷却構造が知られている（特許文献１参照）。この冷却構造によれば、第１のヒートシンクを大きくする必要がなく、部品実装高さの制限を緩和することができ、また第２のヒートシンクをプリント基板の反電子部品側は風通しが良く、第２のヒートシンク冷却効率を高めることができる、というものである。別の従来例としては、複数の発熱素子を放熱シートを介し単一のヒートシンクに伝熱して冷却する際に、プリント基板に実装された実装部品高さの寸法のバラツキやはんだ付け部の高さ寸法のバラツキを吸収しやすくして、ヒートシンクを押圧する荷重をも軽減することができるようにしたものも知られている。これは、単一のヒートシンクを放熱シートを介してプリント基板に実装された複数の発熱素子に押圧して発熱素子を冷却するプリント基板実装部品の冷却構造において、前記ヒートシンクは任意の傾斜角度を持つ接触片を放熱シートとの接触面に備えたものである（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−２５８４６７号公報（第２頁、図１）
【特許文献２】特開平１１−２３８９８５号公報（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来例は、ともにプリント基板にヒートシンクを装着するものであり、製造コストや生産性の面でデメリットがあった。
【０００４】
そこで、本発明は、ヒートシンクをプリント基板に直接装着せずに冷却を行えるようにして、製造コストを引き下げ、生産性を向上させたプリント基板実装部品の冷却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】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明は、発熱体である電極を備えた電子部品が実装されるプリント基板実装部品の冷却構造において、電子部品の電極の熱が伝導するプリント基板の個所に冷却用銅箔を装着したものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、発熱体である電極を備えた電子部品が実装されるプリント基板実装部品の冷却構造において、電子部品の電極の熱が伝導するプリント基板の個所に冷却用銅箔を装着したので、発熱体である電極の熱が冷却用銅箔に伝達し、冷却用銅箔を介して放熱される。したがって、従来のようにプリント基板に直接ヒートシンクを取り付けないので、コストダウンを図り、生産性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に、本発明の好適な実施形態について図面を参照にして説明する。
【０００８】
図１は、電子部品１に従来のヒートシンク接続用電極１Ａが実装用の電極１Ｂ、１Ｃとは別個に設けられている場合の、プリント基板２への実装状態の断面を示す。上記ヒートシンク接続用電極１Ａをプリント基板２に対してはんだ付けで取り付ける。この場合のはんだ付けは、リフローやフロー工程あるいはディップや手はんだでもよく、さらにははんだロボットを用いることができ、生産効率を向上させることもできる。電子部品１の電極１Ａ〜１Ｃの熱が伝導するプリント基板２の個所に冷却用銅箔３を夫々装着してある。これら冷却用銅箔３は、導体であるとともに冷却手段でもある。電極１Ａ〜１Ｃは図示しない回路に接続され、回路を介してこれら冷却用銅箔３に熱を伝達し、放熱される。冷却用銅箔３は、冷却機能を高めるため比較的大きい面積に形成して電極１Ａ〜１Ｃの冷却効率を大きくするようにする。
【０００９】
図２は、ヒートシンク接続用電極１Ａがない電子部品１をプリント基板２に実装した状態の断面を示す。このような電子部品１を実装する場合、電極１Ｂ、１Ｃと図示しない回路とが電気的に接続されるように、電子部品１はプリント基板２の裏面ではんだ付けされるが、銅箔３の個所は、電子部品１との間に隙間が生じる。この隙間に熱伝導性のグリスを充填する。
【００１０】
図１及び図２の各実施形態のいずれの場合も、図３の平面略図のように、冷却用銅箔３をプリント基板２の表面上に必要面積分拡大して装着し、冷却効率を大きくすることが好ましい。この図３で示す「接続個所」は、図２の熱伝導性グリス塗布個所である。また、図３に示す幅広の銅箔３の部分は、冷却専用のものであり、電極１Ｂ、１Ｃは、プリント基板２に一般的に形成された回路（銅）に接続してあり、この回路（銅）と冷却用銅箔３とがつながっている。したがって、電極１Ｂ、１Ｃからの熱は、冷却用銅箔３に伝達され、放熱される。
【００１１】
図４に示す実施形態は、電極１Ａ〜１Ｃを備えた電子部品１を両面板としたプリント基板２に実装した断面を示す。図４のプリント基板２の裏面の中央に位置する冷却用銅箔３´を装着し、両銅箔３、３´間にビアポスト（又はスルーホール）４を設け、冷却効率を向上させたものである。ビアポスト４としては、銅箔３、３´を接続する同柱状の導体を用い、スルーホール４としては銅箔３、３´間に中空の空間を形成する。
【００１２】
図５に示す実施形態は、プリント基板２の裏面に金属やセラミック製の放熱板５を貼り付けても良い。この放熱板５は薄い金属の場合は複数の折り目をつけたり緩やかな曲げＲ加工が可能である。また金属の板厚が厚かったり、セラミック等を使用した時等、折り曲げ加工が困難な場合には小板に分けて貼ることも可能である。この為、放熱板５を貼り付けることはＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）の可とう性を害するものではない。またリジット基板にも有効である。
【００１３】
また空気の対流がある場合、図６のようにプリント基板２（特にフレキシブルプリント基板の場合に有効）に複数の折曲げを入れ、基板２を複数葉のヒートシンクに見立て冷却することが出来る。折曲げ個所数や曲げ部の間隔は冷却効率を考慮して選定する。
【００１４】
上述した両面板のプリント基板２を用いた図４に示す実施形態において、スルーホール又はビアポストにヒートパイプを接続することもできる。ヒートパイプの接続により、冷却効率を向上させることができる。
【００１５】
さらに、図５に示す実施形態において、隣接するプリント基板２の間に空冷管、水冷管（水に限定されない）、ヒートパイプを通すこともできる。さらには、プリント基板２に空気が通る穴をあけても冷却効率を良くすることができる。
【００１６】
なお、図５においてプリント基板２としては、片面ＦＰＣを用い、１１５×２８０（ｍｍ）の大きさとし、放熱板５として、１．５ｍｍの厚さのアルミ板（１１５×２８０（ｍｍ））を熱伝導性接着剤で貼り付けた。また、実装した電子部品の消費電力は２０Ｗ、基板上の最大温度は１４０℃であったものが１００℃まで低減し、雰囲気温度は４０℃であった。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態を示す断面図。
【図２】第２実施形態を示す断面図。
【図３】平面略図。
【図４】第３実施形態を示す断面図。
【図５】第４実施形態を示す断面図。
【図６】変形例を示す説明図。
【符号の説明】
【００１８】
１ 電子部品
１Ａ〜１Ｃ 電極
２ プリント基板
３ 冷却用銅箔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板実装部品の冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の冷却構造としては、プリント基板の一方の面に取り付けられた電子部品に第１のヒートシンクを接続するとともに、プリント基板を貫通した支柱を有する第２のヒートシンクをプリント基板の反電子部品側に配設し、かつ上記支柱に第１のヒートシンクを取り付けた電子部品の冷却構造が知られている（特許文献１参照）。この冷却構造によれば、第１のヒートシンクを大きくする必要がなく、部品実装高さの制限を緩和することができ、また第２のヒートシンクをプリント基板の反電子部品側は風通しが良く、第２のヒートシンク冷却効率を高めることができる、というものである。別の従来例としては、複数の発熱素子を放熱シートを介し単一のヒートシンクに伝熱して冷却する際に、プリント基板に実装された実装部品高さの寸法のバラツキやはんだ付け部の高さ寸法のバラツキを吸収しやすくして、ヒートシンクを押圧する荷重をも軽減することができるようにしたものも知られている。これは、単一のヒートシンクを放熱シートを介してプリント基板に実装された複数の発熱素子に押圧して発熱素子を冷却するプリント基板実装部品の冷却構造において、前記ヒートシンクは任意の傾斜角度を持つ接触片を放熱シートとの接触面に備えたものである（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−２５８４６７号公報（第２頁、図１）
【特許文献２】特開平１１−２３８９８５号公報（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来例は、ともにプリント基板にヒートシンクを装着するものであり、製造コストや生産性の面でデメリットがあった。
【０００４】
そこで、本発明は、ヒートシンクをプリント基板に直接装着せずに冷却を行えるようにして、製造コストを引き下げ、生産性を向上させたプリント基板実装部品の冷却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】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明は、発熱体である電極を備えた電子部品が実装されるプリント基板実装部品の冷却構造において、電子部品の電極の熱が伝導するプリント基板の個所に冷却用銅箔を装着したものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、発熱体である電極を備えた電子部品が実装されるプリント基板実装部品の冷却構造において、電子部品の電極の熱が伝導するプリント基板の個所に冷却用銅箔を装着したので、発熱体である電極の熱が冷却用銅箔に伝達し、冷却用銅箔を介して放熱される。したがって、従来のようにプリント基板に直接ヒートシンクを取り付けないので、コストダウンを図り、生産性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に、本発明の好適な実施形態について図面を参照にして説明する。
【０００８】
図１は、電子部品１に従来のヒートシンク接続用電極１Ａが実装用の電極１Ｂ、１Ｃとは別個に設けられている場合の、プリント基板２への実装状態の断面を示す。上記ヒートシンク接続用電極１Ａをプリント基板２に対してはんだ付けで取り付ける。この場合のはんだ付けは、リフローやフロー工程あるいはディップや手はんだでもよく、さらにははんだロボットを用いることができ、生産効率を向上させることもできる。電子部品１の電極１Ａ〜１Ｃの熱が伝導するプリント基板２の個所に冷却用銅箔３を夫々装着してある。これら冷却用銅箔３は、導体であるとともに冷却手段でもある。電極１Ａ〜１Ｃは図示しない回路に接続され、回路を介してこれら冷却用銅箔３に熱を伝達し、放熱される。冷却用銅箔３は、冷却機能を高めるため比較的大きい面積に形成して電極１Ａ〜１Ｃの冷却効率を大きくするようにする。
【０００９】
図２は、ヒートシンク接続用電極１Ａがない電子部品１をプリント基板２に実装した状態の断面を示す。このような電子部品１を実装する場合、電極１Ｂ、１Ｃと図示しない回路とが電気的に接続されるように、電子部品１はプリント基板２の裏面ではんだ付けされるが、銅箔３の個所は、電子部品１との間に隙間が生じる。この隙間に熱伝導性のグリスを充填する。
【００１０】
図１及び図２の各実施形態のいずれの場合も、図３の平面略図のように、冷却用銅箔３をプリント基板２の表面上に必要面積分拡大して装着し、冷却効率を大きくすることが好ましい。この図３で示す「接続個所」は、図２の熱伝導性グリス塗布個所である。また、図３に示す幅広の銅箔３の部分は、冷却専用のものであり、電極１Ｂ、１Ｃは、プリント基板２に一般的に形成された回路（銅）に接続してあり、この回路（銅）と冷却用銅箔３とがつながっている。したがって、電極１Ｂ、１Ｃからの熱は、冷却用銅箔３に伝達され、放熱される。
【００１１】
図４に示す実施形態は、電極１Ａ〜１Ｃを備えた電子部品１を両面板としたプリント基板２に実装した断面を示す。図４のプリント基板２の裏面の中央に位置する冷却用銅箔３´を装着し、両銅箔３、３´間にビアポスト（又はスルーホール）４を設け、冷却効率を向上させたものである。ビアポスト４としては、銅箔３、３´を接続する同柱状の導体を用い、スルーホール４としては銅箔３、３´間に中空の空間を形成する。
【００１２】
図５に示す実施形態は、プリント基板２の裏面に金属やセラミック製の放熱板５を貼り付けても良い。この放熱板５は薄い金属の場合は複数の折り目をつけたり緩やかな曲げＲ加工が可能である。また金属の板厚が厚かったり、セラミック等を使用した時等、折り曲げ加工が困難な場合には小板に分けて貼ることも可能である。この為、放熱板５を貼り付けることはＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）の可とう性を害するものではない。またリジット基板にも有効である。
【００１３】
また空気の対流がある場合、図６のようにプリント基板２（特にフレキシブルプリント基板の場合に有効）に複数の折曲げを入れ、基板２を複数葉のヒートシンクに見立て冷却することが出来る。折曲げ個所数や曲げ部の間隔は冷却効率を考慮して選定する。
【００１４】
上述した両面板のプリント基板２を用いた図４に示す実施形態において、スルーホール又はビアポストにヒートパイプを接続することもできる。ヒートパイプの接続により、冷却効率を向上させることができる。
【００１５】
さらに、図５に示す実施形態において、隣接するプリント基板２の間に空冷管、水冷管（水に限定されない）、ヒートパイプを通すこともできる。さらには、プリント基板２に空気が通る穴をあけても冷却効率を良くすることができる。
【００１６】
なお、図５においてプリント基板２としては、片面ＦＰＣを用い、１１５×２８０（ｍｍ）の大きさとし、放熱板５として、１．５ｍｍの厚さのアルミ板（１１５×２８０（ｍｍ））を熱伝導性接着剤で貼り付けた。また、実装した電子部品の消費電力は２０Ｗ、基板上の最大温度は１４０℃であったものが１００℃まで低減し、雰囲気温度は４０℃であった。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態を示す断面図。
【図２】第２実施形態を示す断面図。
【図３】平面略図。
【図４】第３実施形態を示す断面図。
【図５】第４実施形態を示す断面図。
【図６】変形例を示す説明図。
【符号の説明】
【００１８】
１ 電子部品
１Ａ〜１Ｃ 電極
２ プリント基板
３ 冷却用銅箔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体である電極を備えた電子部品が実装されるプリント基板実装部品の冷却構造において、
電子部品の電極の熱が伝導するプリント基板の個所に冷却用銅箔を装着したことを特徴とするプリント基板実装部品の冷却構造。
【請求項２】
前記プリント基板を両面板とし、電極と反対側の面にも冷却用銅箔を装着し、両面の冷却用銅箔間にスルーホールを形成し、又は冷却用銅箔間を導体であるビアポストで接続したことを特徴とする請求項１に記載のプリント基板実装部品の冷却構造。
【請求項３】
プリント基板の裏面に放熱板を貼り付けたことを特徴とする請求項１に記載のプリント基板実装部品の冷却構造。
【請求項１】
発熱体である電極を備えた電子部品が実装されるプリント基板実装部品の冷却構造において、
電子部品の電極の熱が伝導するプリント基板の個所に冷却用銅箔を装着したことを特徴とするプリント基板実装部品の冷却構造。
【請求項２】
前記プリント基板を両面板とし、電極と反対側の面にも冷却用銅箔を装着し、両面の冷却用銅箔間にスルーホールを形成し、又は冷却用銅箔間を導体であるビアポストで接続したことを特徴とする請求項１に記載のプリント基板実装部品の冷却構造。
【請求項３】
プリント基板の裏面に放熱板を貼り付けたことを特徴とする請求項１に記載のプリント基板実装部品の冷却構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−６６５２７（Ｐ２００８−６６５２７Ａ）
【公開日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２４３０７１（Ｐ２００６−２４３０７１）
【出願日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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