電子機器の放熱構造
【課題】発熱性の部品を実装した基板を筐体内に配設してなるものにおいて、基板における配線効率の悪化を抑制しながらも、良好な放熱性能を得る。
【解決手段】筐体内に配設される基板１３の表面に、発熱性の部品１４を実装する。基板１３の表面に、部品１４の端子１４ａが接続されるランド１５や、そのランド１５に接続される配線パターン１６、比較的小さい電流が流れる配線パターン１７を設ける。基板１３に、ランド１５に連続して放熱用スルーホール１８を形成する。さらに第２のスルーホール１９を形成する。放熱用スルーホール１８を、通風可能な大きさの貫通孔１８ａを有し、且つ、発熱性の部品１４の熱を基板１３の表面から裏面に導くためのメッキ部２０を有して構成する。
【解決手段】筐体内に配設される基板１３の表面に、発熱性の部品１４を実装する。基板１３の表面に、部品１４の端子１４ａが接続されるランド１５や、そのランド１５に接続される配線パターン１６、比較的小さい電流が流れる配線パターン１７を設ける。基板１３に、ランド１５に連続して放熱用スルーホール１８を形成する。さらに第２のスルーホール１９を形成する。放熱用スルーホール１８を、通風可能な大きさの貫通孔１８ａを有し、且つ、発熱性の部品１４の熱を基板１３の表面から裏面に導くためのメッキ部２０を有して構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱性の部品を実装面に実装してなる基板を、筐体内に配設して構成される電子機器における、前記発熱性の部品からの熱を放熱するための電子機器の放熱構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器、例えばプログラマブルコントローラのユニット（ＣＰＵユニット、電源ユニット、Ｉ／Ｏユニット等）においては、図５に示すように、矩形箱状の筐体１内に、電子回路を実装したプリント配線基板２を配設して構成されている。図４に示すように、前記プリント配線基板２の表面には、例えば電源ＩＣやパワートランジスタなどの大電流が流れる発熱性の部品３が実装される。また、図５に示すように、筐体１の上面部には、放熱用の開口部１ａが設けられている。
【０００３】
さらに、図４に一部のみ示すように、前記プリント配線基板２上には、前記部品３の端子３ａが接続されるランド４が設けられると共に、そのランド４に連続する配線パターン５が設けられる（便宜上、ハッチングを付して示す）。この場合、比較的大きな電流が流れる配線パターン５については、その幅寸法が比較的大きく構成される。
【０００４】
ところで、この種の電子機器にあっては、全体のコンパクト化を図るために、プリント配線基板２における部品の実装密度を高密度としてプリント配線基板２自体を極力小さくし、これと共に、プリント配線基板２が、筐体１を図５で左右に仕切るように狭いスペースに配設される事情がある。このため、発熱性の部品３からの放熱性能が十分に得られず、筐体１内に熱が溜まりやすい問題がある。
【０００５】
そこで、従来では、図４、図５に示すように、筐体１の内部のプリント配線基板２に放熱用の孔６を複数個（図では２個）設けることにより、プリント配線基板２の表裏両面側での空気の流通を可能とし、放熱性能を向上させることが考えられている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−４０９６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のように、プリント配線基板２に放熱用の孔６を設けたものでは、図４に示すように、前記配線パターン５を、孔６を避けるように遠回りして形成しなければならず、その分配線パターン５が長くなり、配線効率が悪くなる不具合が生ずる。尚、上記部品３においては、パッケージだけでなく端子３ａ部分ひいてはランド４部分も高温となる事情があるが、従来のものでは、部品３の端子３ａからの放熱に関しては、十分な考慮がなされていなかった。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、発熱性の部品を実装した基板を筐体内に配設してなるものにおいて、前記基板における配線効率の悪化を抑制しながらも、良好な放熱性能を得ることができる電子機器の放熱構造を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の電子機器の放熱構造は、発熱性の部品を実装面に実装してなる基板を、筐体内に配設して構成される電子機器における、前記発熱性の部品からの熱を放熱するための構造であって、前記基板には、前記発熱性の部品が接続されるランドに連続して放熱用スルーホールが形成されていると共に、前記放熱用スルーホールは、通風可能な大きさの貫通孔を有し、且つ、前記発熱性の部品の熱を前記基板の実装面から反対側の面に導くためのメッキ部を有して構成されているところに特徴を有する。
【０００９】
本発明においては、基板に形成された放熱用スルーホールは、通風可能な大きさの貫通孔を有するので、その貫通孔を通して基板の両面側での空気の流通（熱の対流）を可能とし、放熱性能を良好とすることができる。そして、放熱用スルーホールは、発熱性の部品の熱を基板の実装面から反対側の面に導くためのメッキ部を有して構成されるので、メッキ部による熱伝導により、発熱性の部品の熱を基板の反対側の面側に逃がすことが可能となる。しかも、放熱用スルーホールは、発熱性の部品が接続されるランドに連続して形成されているので、放熱用スルーホールを配線の一部とすることができ、孔を避けて配線を遠回りさせるものと異なり、配線効率の悪化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明をプログラマブルコントローラのユニットに適用した一実施例について、図１ないし図３を参照しながら説明する。まず、図２は、本実施例に係る電子機器としてのプログラマブルコントローラのユニット（ＣＰＵユニット、電源ユニット、Ｉ／Ｏユニット等）１１の構成を概略的に示している。
【００１１】
ユニット１１は、例えば矩形箱状をなす筐体１２内に、例えば多層配線基板或いは両面プリント配線基板からなる基板１３を配設して構成されている。この場合、前記基板１３は、筐体１２内を図２で左右に仕切るように設けられている。また、筐体１２の上面部には，放熱用の開口部１２ａが設けられている。この開口部１２ａは、前記基板１３により仕切られた筐体１２内の左側の空間（基板１３の裏面側の空間）に連通するように設けられている。尚、ここでは、基板１３の図２で右側を向く面を表面（実装面）、それとは反対側の面を裏面と称することとする。
【００１２】
詳しく図示はしないが、前記基板１３には、電子回路が実装されている。図１に示すように、そのうち基板１３の表面（実装面）には、例えば電源ＩＣやパワートランジスタなどの大電流が流れる発熱性の部品１４が実装される。このとき、基板１３の表面には、前記部品１４の端子１４ａが接続（はんだ付け）されるランド１５が設けられると共に、そのランド１５に接続される配線パターン１６が設けられる。図１では、便宜上、これらランド１５及び配線パターン１６をハッチングを付して示している。この場合、比較的大きな電流が流れる配線パターン１６については、その幅寸法が比較的大きく構成される。基板１３の表面には、比較的小さい電流が流れる配線パターン１７も設けられている。尚、これらランド１５や配線パターン１６，１７は、例えば銅箔等から構成されている。
【００１３】
さて、本実施例では、前記基板１３には、前記ランド１５のうち図１で下側に位置するものの下側に連続して、放熱用スルーホール１８が形成されている。図１で下側の配線パターン１６は、その放熱用スルーホール１８に連続するように形成されている。さらに本実施例では、図２にも示すように、基板１３のうち、図１で上部には、第２のスルーホール１９が形成されている。
【００１４】
前記放熱用スルーホール１８は、図２，図３にも示すように、通風可能な大きさの貫通孔１８ａを有し、且つ、前記発熱性の部品１４の熱を前記基板１３の表面（実装面）から裏面に導くためのメッキ部２０を有して構成されている。前記貫通孔１８ａは、図１でやや横方向に長い楕円形状に形成されており、このとき、貫通孔１８ａの直径（短径）寸法が、例えば１．５ｍｍ以上とされている。
【００１５】
そして、図３に示すように、前記メッキ部２０は、例えば銅メッキからなり、基板１３の表面の貫通孔１８ａの周囲、貫通孔１８ａの内面、基板１３の裏面の貫通孔１８ａの周囲部分に渡って形成されている。このとき、図１に示すように、基板１３の表面においては、メッキ部２０が、前記ランド１５及び配線パターン１６に接続されるように設けられている。
【００１６】
また、前記第２のスルーホール１９は、やはり、図１で横長な楕円形状に形成された通風可能な貫通孔１９ａの周囲に、図２に示すように、基板１３の表裏に渡るようにメッキ部１９ｂを形成して構成されている。図１に示すように、前記メッキ部１９ｂは、基板１３の表面において、前記配線パターン１７に接続され、該配線パターン１７の一部を構成するようになっている。
【００１７】
上記構成においては、基板１３に実装された発熱性の部品１４（パッケージ）の発熱により、基板１３の実装面（表面）側の空気が暖められる。このとき、基板１３に形成された放熱用スルーホール１８は、通風可能な大きさの貫通孔１８ａを有するので、その貫通孔１８ａを通して基板１３の両面側での空気の流通（熱の対流）が可能となり、暖められた空気が、基板１３の裏面側に流れ、筐体１２の開口部１２ａから外部に排出されるようになる。第２のスルーホール１９部分でも、同様の現象が生じ、部品１４からの放熱が基板１３の上部からも同様に行われるようになる。
【００１８】
一方、部品１４においては、パッケージだけでなく端子１４ａ部分も高温となり、ひいてはランド部１５や配線パターン１６が高温となる事情がある。ところが、ランド部１５に放熱用スルーホール１８のメッキ部２０が接続されていることにより、メッキ部２０による熱伝導により、その熱が基板１３の裏面側に伝えられ、そこから放熱させることができる。これらによって、部品１４からの放熱が極めて良好に行われるようになる。
【００１９】
この場合、前記放熱用スルーホール１８は、発熱性の部品１４の端子１４ａが接続されるランド１５に連続して形成されているので、放熱用スルーホール１８（メッキ部２０）を配線の一部とすることができる。これにより、従来のような、孔６を避けて配線パターン５を遠回りさせるものと異なり、配線パターンが徒に長くなることなく、配線効率の悪化を抑制することができる。尚、第２のスルーホール１９についても、メッキ部１９ｂを配線パターン１７の一部とすることができ、配線が不要に長くなることを防止することができる。
【００２０】
このように本実施例によれば、発熱性の部品１４を実装した基板１３を筐体１２内に配設してなるものにおいて、基板１３に放熱用スルーホール１８を設けたことにより、基板１３における配線効率の悪化を抑制しながらも、良好な放熱性能を得ることができるという優れた効果を得ることができるものである。
【００２１】
尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、例えば放熱用スルーホール１８の貫通孔１８ａを、円形状或いは多角形状に形成しても良い。第２のスルーホール１９についても同様である。また、放熱用スルーホール１８（及び第２のスルーホール１９）を設ける個数としても、許す限り多くすることにより、より放熱性を高めることができる。その他、本発明は、プログラマブルコントローラに限らず、筐体（ケース）内に、基板を配設してなる電子機器全般に適用することができる等、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例を示すもので、基板の概略的平面図
【図２】プログラマブルコントローラのユニットの概略的縦断正面図
【図３】放熱用スルーホール部分の拡大縦断面図
【図４】従来例を示す図１相当図
【図５】図２相当図
【符号の説明】
【００２３】
図面中、１１はプログラマブルコントローラのユニット（電子機器）、１２は筐体、１２ａは開口部、１３は基板、１４は部品、１５はランド、１８は放熱用スルーホール、１８ａは貫通孔、１９は第２のスルーホール、２０はメッキ部を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱性の部品を実装面に実装してなる基板を、筐体内に配設して構成される電子機器における、前記発熱性の部品からの熱を放熱するための電子機器の放熱構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器、例えばプログラマブルコントローラのユニット（ＣＰＵユニット、電源ユニット、Ｉ／Ｏユニット等）においては、図５に示すように、矩形箱状の筐体１内に、電子回路を実装したプリント配線基板２を配設して構成されている。図４に示すように、前記プリント配線基板２の表面には、例えば電源ＩＣやパワートランジスタなどの大電流が流れる発熱性の部品３が実装される。また、図５に示すように、筐体１の上面部には、放熱用の開口部１ａが設けられている。
【０００３】
さらに、図４に一部のみ示すように、前記プリント配線基板２上には、前記部品３の端子３ａが接続されるランド４が設けられると共に、そのランド４に連続する配線パターン５が設けられる（便宜上、ハッチングを付して示す）。この場合、比較的大きな電流が流れる配線パターン５については、その幅寸法が比較的大きく構成される。
【０００４】
ところで、この種の電子機器にあっては、全体のコンパクト化を図るために、プリント配線基板２における部品の実装密度を高密度としてプリント配線基板２自体を極力小さくし、これと共に、プリント配線基板２が、筐体１を図５で左右に仕切るように狭いスペースに配設される事情がある。このため、発熱性の部品３からの放熱性能が十分に得られず、筐体１内に熱が溜まりやすい問題がある。
【０００５】
そこで、従来では、図４、図５に示すように、筐体１の内部のプリント配線基板２に放熱用の孔６を複数個（図では２個）設けることにより、プリント配線基板２の表裏両面側での空気の流通を可能とし、放熱性能を向上させることが考えられている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−４０９６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のように、プリント配線基板２に放熱用の孔６を設けたものでは、図４に示すように、前記配線パターン５を、孔６を避けるように遠回りして形成しなければならず、その分配線パターン５が長くなり、配線効率が悪くなる不具合が生ずる。尚、上記部品３においては、パッケージだけでなく端子３ａ部分ひいてはランド４部分も高温となる事情があるが、従来のものでは、部品３の端子３ａからの放熱に関しては、十分な考慮がなされていなかった。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、発熱性の部品を実装した基板を筐体内に配設してなるものにおいて、前記基板における配線効率の悪化を抑制しながらも、良好な放熱性能を得ることができる電子機器の放熱構造を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の電子機器の放熱構造は、発熱性の部品を実装面に実装してなる基板を、筐体内に配設して構成される電子機器における、前記発熱性の部品からの熱を放熱するための構造であって、前記基板には、前記発熱性の部品が接続されるランドに連続して放熱用スルーホールが形成されていると共に、前記放熱用スルーホールは、通風可能な大きさの貫通孔を有し、且つ、前記発熱性の部品の熱を前記基板の実装面から反対側の面に導くためのメッキ部を有して構成されているところに特徴を有する。
【０００９】
本発明においては、基板に形成された放熱用スルーホールは、通風可能な大きさの貫通孔を有するので、その貫通孔を通して基板の両面側での空気の流通（熱の対流）を可能とし、放熱性能を良好とすることができる。そして、放熱用スルーホールは、発熱性の部品の熱を基板の実装面から反対側の面に導くためのメッキ部を有して構成されるので、メッキ部による熱伝導により、発熱性の部品の熱を基板の反対側の面側に逃がすことが可能となる。しかも、放熱用スルーホールは、発熱性の部品が接続されるランドに連続して形成されているので、放熱用スルーホールを配線の一部とすることができ、孔を避けて配線を遠回りさせるものと異なり、配線効率の悪化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明をプログラマブルコントローラのユニットに適用した一実施例について、図１ないし図３を参照しながら説明する。まず、図２は、本実施例に係る電子機器としてのプログラマブルコントローラのユニット（ＣＰＵユニット、電源ユニット、Ｉ／Ｏユニット等）１１の構成を概略的に示している。
【００１１】
ユニット１１は、例えば矩形箱状をなす筐体１２内に、例えば多層配線基板或いは両面プリント配線基板からなる基板１３を配設して構成されている。この場合、前記基板１３は、筐体１２内を図２で左右に仕切るように設けられている。また、筐体１２の上面部には，放熱用の開口部１２ａが設けられている。この開口部１２ａは、前記基板１３により仕切られた筐体１２内の左側の空間（基板１３の裏面側の空間）に連通するように設けられている。尚、ここでは、基板１３の図２で右側を向く面を表面（実装面）、それとは反対側の面を裏面と称することとする。
【００１２】
詳しく図示はしないが、前記基板１３には、電子回路が実装されている。図１に示すように、そのうち基板１３の表面（実装面）には、例えば電源ＩＣやパワートランジスタなどの大電流が流れる発熱性の部品１４が実装される。このとき、基板１３の表面には、前記部品１４の端子１４ａが接続（はんだ付け）されるランド１５が設けられると共に、そのランド１５に接続される配線パターン１６が設けられる。図１では、便宜上、これらランド１５及び配線パターン１６をハッチングを付して示している。この場合、比較的大きな電流が流れる配線パターン１６については、その幅寸法が比較的大きく構成される。基板１３の表面には、比較的小さい電流が流れる配線パターン１７も設けられている。尚、これらランド１５や配線パターン１６，１７は、例えば銅箔等から構成されている。
【００１３】
さて、本実施例では、前記基板１３には、前記ランド１５のうち図１で下側に位置するものの下側に連続して、放熱用スルーホール１８が形成されている。図１で下側の配線パターン１６は、その放熱用スルーホール１８に連続するように形成されている。さらに本実施例では、図２にも示すように、基板１３のうち、図１で上部には、第２のスルーホール１９が形成されている。
【００１４】
前記放熱用スルーホール１８は、図２，図３にも示すように、通風可能な大きさの貫通孔１８ａを有し、且つ、前記発熱性の部品１４の熱を前記基板１３の表面（実装面）から裏面に導くためのメッキ部２０を有して構成されている。前記貫通孔１８ａは、図１でやや横方向に長い楕円形状に形成されており、このとき、貫通孔１８ａの直径（短径）寸法が、例えば１．５ｍｍ以上とされている。
【００１５】
そして、図３に示すように、前記メッキ部２０は、例えば銅メッキからなり、基板１３の表面の貫通孔１８ａの周囲、貫通孔１８ａの内面、基板１３の裏面の貫通孔１８ａの周囲部分に渡って形成されている。このとき、図１に示すように、基板１３の表面においては、メッキ部２０が、前記ランド１５及び配線パターン１６に接続されるように設けられている。
【００１６】
また、前記第２のスルーホール１９は、やはり、図１で横長な楕円形状に形成された通風可能な貫通孔１９ａの周囲に、図２に示すように、基板１３の表裏に渡るようにメッキ部１９ｂを形成して構成されている。図１に示すように、前記メッキ部１９ｂは、基板１３の表面において、前記配線パターン１７に接続され、該配線パターン１７の一部を構成するようになっている。
【００１７】
上記構成においては、基板１３に実装された発熱性の部品１４（パッケージ）の発熱により、基板１３の実装面（表面）側の空気が暖められる。このとき、基板１３に形成された放熱用スルーホール１８は、通風可能な大きさの貫通孔１８ａを有するので、その貫通孔１８ａを通して基板１３の両面側での空気の流通（熱の対流）が可能となり、暖められた空気が、基板１３の裏面側に流れ、筐体１２の開口部１２ａから外部に排出されるようになる。第２のスルーホール１９部分でも、同様の現象が生じ、部品１４からの放熱が基板１３の上部からも同様に行われるようになる。
【００１８】
一方、部品１４においては、パッケージだけでなく端子１４ａ部分も高温となり、ひいてはランド部１５や配線パターン１６が高温となる事情がある。ところが、ランド部１５に放熱用スルーホール１８のメッキ部２０が接続されていることにより、メッキ部２０による熱伝導により、その熱が基板１３の裏面側に伝えられ、そこから放熱させることができる。これらによって、部品１４からの放熱が極めて良好に行われるようになる。
【００１９】
この場合、前記放熱用スルーホール１８は、発熱性の部品１４の端子１４ａが接続されるランド１５に連続して形成されているので、放熱用スルーホール１８（メッキ部２０）を配線の一部とすることができる。これにより、従来のような、孔６を避けて配線パターン５を遠回りさせるものと異なり、配線パターンが徒に長くなることなく、配線効率の悪化を抑制することができる。尚、第２のスルーホール１９についても、メッキ部１９ｂを配線パターン１７の一部とすることができ、配線が不要に長くなることを防止することができる。
【００２０】
このように本実施例によれば、発熱性の部品１４を実装した基板１３を筐体１２内に配設してなるものにおいて、基板１３に放熱用スルーホール１８を設けたことにより、基板１３における配線効率の悪化を抑制しながらも、良好な放熱性能を得ることができるという優れた効果を得ることができるものである。
【００２１】
尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、例えば放熱用スルーホール１８の貫通孔１８ａを、円形状或いは多角形状に形成しても良い。第２のスルーホール１９についても同様である。また、放熱用スルーホール１８（及び第２のスルーホール１９）を設ける個数としても、許す限り多くすることにより、より放熱性を高めることができる。その他、本発明は、プログラマブルコントローラに限らず、筐体（ケース）内に、基板を配設してなる電子機器全般に適用することができる等、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例を示すもので、基板の概略的平面図
【図２】プログラマブルコントローラのユニットの概略的縦断正面図
【図３】放熱用スルーホール部分の拡大縦断面図
【図４】従来例を示す図１相当図
【図５】図２相当図
【符号の説明】
【００２３】
図面中、１１はプログラマブルコントローラのユニット（電子機器）、１２は筐体、１２ａは開口部、１３は基板、１４は部品、１５はランド、１８は放熱用スルーホール、１８ａは貫通孔、１９は第２のスルーホール、２０はメッキ部を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱性の部品を実装面に実装してなる基板を、筐体内に配設して構成される電子機器における、前記発熱性の部品からの熱を放熱するための構造であって、
前記基板には、前記発熱性の部品が接続されるランドに連続して放熱用スルーホールが形成されていると共に、
前記放熱用スルーホールは、通風可能な大きさの貫通孔を有し、且つ、前記発熱性の部品の熱を前記基板の実装面から反対側の面に導くためのメッキ部を有して構成されていることを特徴とする電子機器の放熱構造。
【請求項１】
発熱性の部品を実装面に実装してなる基板を、筐体内に配設して構成される電子機器における、前記発熱性の部品からの熱を放熱するための構造であって、
前記基板には、前記発熱性の部品が接続されるランドに連続して放熱用スルーホールが形成されていると共に、
前記放熱用スルーホールは、通風可能な大きさの貫通孔を有し、且つ、前記発熱性の部品の熱を前記基板の実装面から反対側の面に導くためのメッキ部を有して構成されていることを特徴とする電子機器の放熱構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−９１８３４（Ｐ２００８−９１８３４Ａ）
【公開日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２７４０６１（Ｐ２００６−２７４０６１）
【出願日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
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