JP2000252663A

JP2000252663A - 電子回路基板装置及びそれを用いた電気機器

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Publication number: JP2000252663A
Application number: JP11052272A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Eda; 浩明詠田; Masahiro Sato; 昌宏佐藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-03-01
Filing date: 1999-03-01
Publication date: 2000-09-14
Anticipated expiration: 2019-03-01
Also published as: JP3582638B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、防湿性が良好で効率よく放熱がな
され、且つパワーモジュールの発火に強い電子回路基板
装置を提供することを目的とする。また、効果的な放熱
を特徴とする電子回路基板装置を備えた電気機器を提供
することを目的とする。【解決手段】本発明の電子回路基板装置はパワーモジ
ュール２を実装基板１に実装したものであって、該実装
基板１をその下側に空間９が形成されるように回路ケー
ス６内に収納した電子回路基板装置において、パワーモ
ジュール２のパッケージの上面には金属から成る放熱板
４が取り付けられており、回路ケース６の上面から該放
熱板４が露出したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、実測基板に電子部
品を実装して組品とした電子回路基板装置に関するもの
である。また、該電子回路基板装置を備えた電気機器に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は一般的な電気洗濯機の縦断面図で
ある。該図に示すように、電気洗濯機の本体３０内には
電子回路基板装置２０が設けられている。この電子回路
基板装置２０は、モータ３３など電動部材(負荷)の電力
供給や運転を制御するために、パワーモジュールやトラ
ンジスタなどの電子部品を実装基板に搭載した組品であ
る。ここでは、必要な電子部品を２つの実装基板に分け
て実装して電子回路基板装置２０,２０′を構成し、本
体３０内の上部前方と下部前方とに配設している。

【０００３】このような電子回路基板装置２０の従来技
術について説明する。図５は電子回路基板装置２０の側
断面図である。実装基板１には、パワーモジュール２
と、トランジスタなどパワーモジュール以外の電子部品
３とが半田固定されている。

【０００４】図６は該パワーモジュール２の外観斜視図
である。パワーモジュール２は負荷を駆動するための電
力制御半導体素子などをパッケージに内蔵したものであ
り、該図ではその一例としてデュアルラインパッケージ
によるパワーモジュールを示している。

【０００５】図５に示すように、パワーモジュール２に
はアルミニウムなど熱伝導性の良好な材料から成る放熱
板４が、ネジ５にて取り付けられている。この放熱板４
は、図７に示すように、平板部４ａと該平板部４ａに立
設された複数のフィン部４ｂから成るものである。該フ
ィン部４ｂにより表面積を大きくすることで放熱効果を
向上させている。

【０００６】図５において、６は難燃性樹脂から成る回
路ケースである。該回路ケース６は、上回路ケース６１
と下回路ケース６２とに分かれたものを一体に組み立て
たものであり、ネジ７にて電気洗濯機の本体３０に取り
付けられている。

【０００７】この回路ケース６内にはパワーモジュール
２及び電子部品３を実装した実装基板１が、パワーモジ
ュール２を実装した面を下側にして取り付けられてい
る。そして、該実装基板１は放熱板４が露出するように
ウレタン樹脂などの難燃性材料でモールドされており
(モールド体８)、パワーモジュール２や電子部品３が保
護されている。このとき、実装基板１の下側に空間９が
形成される。

【０００８】実装基板１の下側に空間９が形成されるの
は、次のような理由からである。即ち、該電子回路基板
装置２０は電気洗濯機に設けられているので、風雨にさ
らされる屋外での設置、湯の使用、水飛沫などによって
常に湿気の多い環境下にある。従って、回路ケース６内
で実装基板１の上側に空間がある場合、該空間内で結露
が発生するとその水がモールド体８の表面に滴下した
り、その際に異物が付着することがある。

【０００９】モールド体８は実装基板１上のパワーモジ
ュール２や電子部品３を保護するために設けられている
が、トランスやブザーなど背の高い電子部品やモールド
材が侵入すると故障するコネクタなどはモールド体８よ
り露出している(図５中、電子部品３′)。そこで、上述
した水滴や異物がこれらの電子部品に付着して故障の原
因とならないように、空間が実装基板１の下側に形成さ
れている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術において、実装基板１はパワーモジュール２を実
装した面を下側にして回路ケース６内に取り付けられて
いることから、放熱板４は必然的にパワーモジュール２
の下側に位置する。さらに、放熱板４が回路ケース６内
に収納されていることと併せると、放熱板４ではパワー
モジュール２で発生した熱を十分に放出することができ
ない。

【００１１】また、上記従来技術では回路ケース６やモ
ールド体８に難燃性材料を用いていても、樹脂材料であ
ることからパワーモジュール２が発火したときには類焼
するおそれがある。

【００１２】そこで、本発明は上記問題にかんがみてな
されたものであり、防湿性が良好で効率よく放熱がなさ
れ、且つパワーモジュールの発火に強い電子回路基板装
置を提供することを目的とする。また、効果的な放熱を
特徴とする電子回路基板装置を備えた電気機器を提供す
ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の電子回路基板装置は、パワーモジュール
を実装した実装基板を回路ケース内に収納した電子回路
基板装置において、パワーモジュールの上面には金属か
ら成る放熱板が取り付けられており、回路ケースの上面
から該放熱板が露出することを特徴とする。

【００１４】つまり、この電子回路基板装置では放熱板
がパワーモジュールの上側に位置していて回路ケースか
ら露出している。そして、パワーモジュールで発生した
熱は回路ケース外の空気に放出される。

【００１５】請求項２の電子回路基板装置は、請求項１
に記載の電子回路基板装置において、回路ケース内で実
装基板の下側に空間が形成されていることを特徴とす
る。故に、該空間内で結露が発生してもその水が実装基
板やパワーモジュールに滴下しない。

【００１６】請求項３の電子回路基板装置は、請求項１
又は請求項２に記載の電子回路基板装置において、実装
基板に実装された電子部品は難燃性材料によってモール
ドされていることを特徴とする。故に、パワーモジュー
ルなど実装基板に実装された電子部品はより一層湿気か
ら保護される。

【００１７】請求項４の電子回路基板装置は、請求項３
に記載の電子回路基板装置において、放熱板と回路ケー
スの上面との隙間に封止手段が設けられたことを特徴と
する。該封止手段によって、前記隙間からモールド材が
流出することを防止する。

【００１８】請求項５の電子回路基板装置は、請求項３
又は請求項４に記載の電子回路基板装置において、回路
ケースの上面には放熱板よりも高く延びた突起部が複数
形成されていることを特徴とする。例えば、実装基板を
モールドする際、実装基板は予め回路ケース内に取り付
けられており、該回路ケースを反転させた状態でモール
ド材を注入する。このとき、上記電子回路基板装置では
前記突起部が回路ケースの脚となってこれを支持する。

【００１９】請求項６の電子回路基板装置は、請求項１
乃至請求項５のいずれかに記載の電子回路基板装置にお
いて、パワーモジュールの下側に感熱素子を設けたこと
を特徴とする。この感熱素子によってパワーモジュール
の発熱状態を検知することができる。

【００２０】請求項７の電気機器は、請求項１乃至請求
項６のいずれかに記載の電子回路基板装置を用いたこと
を特徴とする。故に、この電気機器では電子回路基板装
置が湿気に強く、また効果的に放熱することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明に係る電子回路基板装置の
一実施形態を図面を参照して説明する。図１は電気洗濯
機の本体内に取り付けられた本実施形態の電子回路基板
装置の断面図である。また、図２は該電子回路基板装置
を図１中矢印Ａ方向から見た矢視図である。尚、図４乃
至図６に示す従来技術と同じ部材には同一の符号を付
し、重複する説明は省略する。

【００２２】図１に示すように、実装基板１にはパワー
モジュール２と、トランジスタなどパワーモジュール以
外の電子部品３とが実装されている。該実装基板１は、
パワーモジュール２を実装した面が上側となるように上
回路ケース６１内にネジ１０にて取り付けられている。
このとき、上回路ケース６１の上面の中央に形成された
矩形状の開口部６１ａに放熱板４の平板部４ａが嵌入
し、フィン部４ｂが回路ケース６から突出している。

【００２３】本実施形態の電子回路基板装置２０は、電
圧印加でパワーモジュール２の温度が上昇するとその熱
は放熱板４に伝導して回路ケース６外の空気へ放出され
る。特に、この放熱板４はパワーモジュール２の上側に
位置し、回路ケース６より露出していることから、効率
よく放熱することができる。尚、放熱効果が十分な場合
は、フィン部４ｂを平板部４ａに一体化してもよい。

【００２４】また、放熱板４は金属性であるので、パワ
ーモジュール２が発火してもその上側にある放熱板４に
遮られて類焼しにくい。

【００２５】また、回路ケース６内では実装基板１の下
側に空間９が設けられ、またモールド体８が形成されて
いることから、湿気によってパワーモジュール２及び電
子部品３が故障するおそれはない。

【００２６】図１に示すように、上回路ケース６１の開
口部６１ａと放熱板４の平板部４ａとの間には封止手段
としてテープ１１が張られている。ここでは、上回路ケ
ース６１の上面と平板部４ａとが面一になっていること
から、隙間をテープ１１で簡単に封止することができ
る。

【００２７】また、上回路ケース６１の上面には放熱板
４のフィン部４ｂよりも高く延びる突起部１２が３つ、
特にそのうちの１つはリブ状に形成されている。

【００２８】上記構成の電子回路基板装置を作成するた
めのモールド工程について説明する。図３は、前記モー
ルド工程の様子を示す説明図である。該図に示すよう
に、上回路ケース６１にはパワーモジュール２及び電子
部品３が実装された実装基板１が予め固定されている。
そして、これを反転させて作業台４０の上に載置し、モ
ールドを上回路ケース６１の開口の高さまで注入してい
る。尚、実装部品の充電部のみをモールドしてもよい。

【００２９】このとき、上回路ケース６の底面に位置し
ている開口部６１ａと、放熱板４の平板部４ａとの隙間
はテープ１１で封止されていることから、上から注入さ
れたモールドが流れ出すおそれがない。また、上回路ケ
ース６の突起部１２は作業台４０上に載置された上回路
ケース６１の脚となることから、上回路ケース６１は安
定した状態で作業される。

【００３０】この後、モールド材が硬化してから上回路
ケース６１に下回路ケース６２が取り付けられるので、
下回路ケース６２内が空間９となる。そして、上下反転
させネジ７にて電気洗濯機の本体３０に取り付けられる
と(図１参照)、該空間９は実装基板１の下側に位置す
る。尚、テープ１１はモールド材硬化後は取り除いても
よい。

【００３１】また、本実施形態では、図１に示すように
発熱部であるパワーモジュール２の下方近傍に感熱素子
としてサーミスタ１３を設置している。このサーミスタ
１３の内部抵抗値の変化を監視することにより、パワー
モジュール２の温度上昇を検知して異常のときは電源供
給を遮断することができる。故に、焼損や破損、火災な
どが防止できる。また、サーミスタ１３は他の電子部品
と同様に取付が可能なため、リード線付きのサーミスタ
を放熱板４又はパワーモジュール２に固定するより安価
に組立ができる。

【００３２】本実施形態の電子回路基板装置２０は、従
来技術で説明した図４に示す一般的な電気洗濯機に配設
されるものである。該電子回路基板装置２０によって、
洗濯槽３１内のパルセータ３２のモータ３３や給水弁３
４、排水弁３５などの動作が制御される。

【００３３】尚、本実施形態の電子回路基板装置２０は
湿気に強いことから、上記電気洗濯機のほかにも食器乾
燥機など電子回路基板装置を多湿環境下に設置する電気
機器に用いると好適である。

【００３４】特に、上記電子回路基板装置２０は十分に
放熱することができ、故障しにくく安定した性能を有す
る。また、組立性がよく、発火しても類焼しにくい。従
って、上記電気洗濯機や食器乾燥機などの電気機器も該
電子回路基板装置２０を備えることで同様の効果を得る
ことができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の電子回
路基板装置はパワーモジュールで発生した熱が放熱板に
て効果的に放出される。故に、パワーモジュールの故障
や発火といった不都合が生じにくい安定した性能の電子
回路基板装置となる。また、万一発火した場合でもパワ
ーモジュールの上側に金属性の放熱板を設けていること
から、可燃部品への類焼を防止できる。

【００３６】請求項２の電子回路基板装置は、回路ケー
ス内で結露が発生してもその水が実装基板やパワーモジ
ュールに滴下しない構成となっている。故に、多湿環境
下にあっても故障しにくい。

【００３７】請求項３の電子回路基板装置は、パワーモ
ジュールなどの電子部品がモールドされていることによ
り、防湿効果をより一層向上させたものとなる。

【００３８】請求項４の電子回路基板装置は、組立の
際、封止手段によって回路ケースと放熱板との隙間から
モールドが流れ出すおそれがない。

【００３９】請求項５の電子回路基板装置は、回路ケー
スの上面に放熱板よりも高く延びた突起部が形成されて
いることから、モールド材の注入などのために作業台に
載置したときは脚となるので安定して作業を行うことが
できる。また、電子回路基板装置が落下したとき前記突
起部で床に着地することから放熱板を保護できる。

【００４０】請求項６の電子回路基板装置は、感熱素子
を設けることによってパワーモジュールの発熱状態を検
知することができるから、パワーモジュールの焼損や破
損、火災などを防止することができる。故に、安全な性
能の電子回路基板装置となる。また、リード線付きのサ
ーミスタを放熱板やパワーモジュールに取り付けるより
も安価な組立が可能となる。

【００４１】上述したように、請求項１から請求項６の
電子回路基板装置は多湿環境下でも故障しにくいだけで
なく、安定した性能や組立て性の良さ、発火及び類焼し
にくいといった効果を有するものである。従って、この
ような電子回路基板装置を備えた請求項７の電気機器も
同様の効果が付与されることとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子回路基板装置の一実施形態を示す
断面図。

【図２】図１中矢印Ａ方向から見た矢視図。

【図３】本発明の電子回路基板装置のモールド工程を示
す説明図。

【図４】電子回路基板装置が備えられた洗濯機の一般的
な構成を示す図。

【図５】従来の電子回路基板装置の構成を示す断面図。

【図６】パワーモジュールの斜視図。

【図７】放熱板の斜視図。

【符号の説明】

１実装基板２パワーモジュール３電子部品４放熱板６回路ケース６１上回路ケース６２下回路ケース８モールド体９空間１１封止用テープ１２突起部１３サーミスタ２０電子回路基板装置３０電気洗濯機本体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3B155 AA10 BA12 CA06 CB06 CB28 CB32 DA02 JA02 JA03 MA01 MA02 5E322 AA01 AB01 AB10 EA03 FA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パワーモジュールを実装した実装基板を
回路ケース内に収納した電子回路基板装置において、前記パワーモジュールの上面には金属から成る放熱板が
取り付けられており、前記回路ケースの上面から該放熱
板が露出することを特徴とする電子回路基板装置。
【請求項２】前記回路ケース内では前記実装基板の下
側に空間が形成されていることを特徴とする請求項１に
記載の電子回路基板装置。
【請求項３】前記実装基板に実装された電子部品は難
燃性材料によってモールドされていることを特徴とする
請求項１又は請求項２に記載の電子回路基板装置。
【請求項４】前記放熱板と前記回路ケースの上面との
隙間に封止手段が設けられたことを特徴とする請求項３
に記載の電子回路基板装置。
【請求項５】前記回路ケースの上面には前記放熱板よ
りも高く延びた突起部が複数形成されていることを特徴
とする請求項３又は請求項４に記載の電子回路基板装
置。
【請求項６】前記パワーモジュールの下側に感熱素子
を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいず
れかに記載の電子回路基板装置。
【請求項７】請求項１乃至請求項６のいずれかに記載
の電子回路基板装置を用いたことを特徴とする電気機
器。