JP2002252484A

JP2002252484A - 電子回路装置

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Publication number: JP2002252484A
Application number: JP2001046411A
Authority: JP
Inventors: Kazuhito Iwaki; 一仁岩城; Shinji Teraoka; 愼次寺岡; Hisayoshi Murai; 久能村井; Hitoshi Takeda; 仁志武田
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-02-22
Filing date: 2001-02-22
Publication date: 2002-09-06
Anticipated expiration: 2021-02-22
Also published as: JP3928694B2

Abstract

(57)【要約】【課題】小電力系回路部とパワー系回路部とから成る
電子回路装置において、パワー系回路部の発熱を伴う部
品の放熱を安価に行うことを課題とする。【解決手段】セラミック基板１５０上に形成され小電
力型部品１５１から成る小電力系回路部１２４と絶縁材
料から成る支持体１６１に導体１６３が配設されて成る
バスバーユニット１６０上に形成され大電力型部品１７
０を主として成るパワー系回路部１２１、１２２とを備
えた電子回路装置１００であって、ほぼ箱形をした金属
ケース１１０の底面部１１２に上記小電力系回路部が配
置され、上記小電力系回路部から離間して上記パワー系
回路部が構成されたバスバーユニットが配設されると共
に、小電力系回路部とパワー系回路部とが電気的に接続
され、上記大電力型部品のうちパワー半導体等の発熱を
伴う部品１７１を絶縁性及び高熱伝導性を有する接着剤
１８０、１９０を介して上記金属ケースに固定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は新規な電子回路装置
に関する。詳しくは、小電力系回路部とパワー系回路部
とから成る電子回路装置において、パワー系回路部の発
熱を伴う部品の放熱を安価に行う技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】セラミック基板上に形成され小電力型部
品から成る小電力系回路部と絶縁材料から成る支持体に
導体が配設されて成るバスバーユニット上に形成され大
電力型部品を主として成るパワー系回路部とを備えた電
子回路装置がある。

【０００３】例えば、自動車用前照灯の光源としての放
電バルブを点灯させるための放電バルブ点灯回路に上記
した構成を採るものがある。そのような放電バルブ点灯
回路の例を図８及び図９に示す。

【０００４】放電バルブ点灯回路１は一方の面が開口
（以下、開口面側を上側として説明する）した扁平な箱
状を為すアルミケース２内に所要の回路部が収納された
後、アルミケース２の開口面をアルミ板から成るカバー
３によって覆って成る。

【０００５】上記放電バルブ点灯回路１は、バッテリー
電圧を昇圧するＤＣ−ＤＣコンバータ回路、昇圧された
直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路、インバ
ータ回路の出力に所定の始動電圧を重畳して放電バルブ
に印加する始動回路と上記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力
をフィードバック制御する等の種々の制御を行う制御回
路を備える。

【０００６】そして、チップ部品等小電力型部品によっ
て構成される制御回路（小電力系回路部）４は、セラミ
ック基板５上に小電力型部品６、６、・・・が搭載され
てＨＩＣ（ハイブリッドＩＣ）として形成され、そし
て、セラミック基板５がアルミケース２の内底面２ａに
接着固定される。なお、制御回路部４からは接続用端子
片７、７、・・・が上方へ向けて突出されている。

【０００７】大容量や高耐圧のコンデンサ、高電流が流
れる部品、高電圧がかかる部品、ノイズ対策が必要な部
品等（これらの部品を総称して「大電力型部品」とい
う）を主として構成される上記ＤＣ−ＤＣコンバータ回
路、インバータ回路、始動回路（これら回路を総称し
て、以下、「パワー系回路部」と称する）はＨＩＣとし
てセラミック基板上に構成することができないので、バ
スバーユニット８上に構成する。

【０００８】バスバーユニット８は絶縁材料、例えば、
合成樹脂から成る上面が開口された扁平な箱状を為す支
持体９の底面部に導体１０、１０、・・・が埋設状に支
持され、これら導体１０、１０、・・・が必要箇所で露
出するように、支持体の底面部が所々切り欠かれて成る
ものである。そして、該バスバーユニット８の底面部上
に大電力型部品１１、１１、・・・が載置され、且つ、
これら大電力型部品１１、１１、・・・の端子がそれぞ
れ所要の導体１０、１０、・・・に接続されて、バスバ
ーユニット８上に上記パワー系回路部１２を構成する。

【０００９】そして、パワー系回路部１２が構成された
バスバーユニット８がアルミケース２内に内底面２ａか
ら上方に浮き上がった状態で固定され、且つ、上記制御
回路４の接続用端子片７、７、・・・がバスバーユニッ
ト８のそれぞれ所要の導体１０、１０、・・・と、例え
ば、レーザー溶接によって接続される。

【００１０】なお、上記パワー系回路部１２を構成する
大電力型部品の中には、パワートランジスタ、ダイオー
ド、ＦＥＴのように、大きな発熱を伴い、効率的な放熱
を必要とする部品１３がある。このような発熱部品１３
をバスバーユニット８に搭載しておくと、バスバーユニ
ット８の底面部はアルミケース２から離れて位置してい
るため、すなわち、空気中に浮いた状態で位置している
ため、発熱部品１３の熱は空気中に放出されるだけであ
るので、十分に放熱されないという問題がある。

【００１１】そこで、従来にあっては、かかる発熱部品
１３だけは、例えば、ベアチップ部品として構成して、
該ベアチップ部品１３をアルミケース２の内底面２ａ上
に、該ベアチップ部品１３の熱が効率的にアルミケース
２に伝導するように、固定することが行われている。

【００１２】すなわち、図９に示すように、例えば、窒
化アルミニウム等から成る絶縁性を有すると共に熱伝導
率が高いヒートスプレッタ１４をアルミケース２の内底
面２ａに、例えば、シリコン系接着剤等の熱伝導性の良
い接着剤１５で固定し、該ヒートスプレッタ１４上に上
記ベアチップ部品１３を高温半田１６で固定し、該ベア
チップ部品１３とセラミック基板５上の導体部とをワイ
ヤボンディング１７で接続し、ベアチップ部品１３をワ
イヤボンディング１７及びセラミック基板５上の導体、
上記接続用端子７、７、・・・を介してバスバーユニッ
ト８上の回路と接続するようにしている。

【００１３】従って、上記ベアチップ部品１３の発熱は
高温半田１６、ヒートスプレッタ１４、接着剤１５を介
してアルミケース２に伝導され、これによって、ベアチ
ップ部品１３が効率的に放熱される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来の電子回路装置１にあっては、発熱部品１３をベアチ
ップ部品とし、且つ、それをヒートスプレッタ１４を介
してアルミケース２の内底面２ａに固定する構造を採る
ため、高価なヒートスプレッタ１４が必要となり、これ
が電子回路装置１のコストを押し上げる原因になってい
る。また、ベアチップ部品１３とヒートスプレッタ１４
との接合は高温半田によるため、該接合作業を空気中で
行うことができず、そのための作業環境が特別に必要と
なり、これもコストを押し上げる原因になっている。さ
らに、高温半田は環境上の問題を内包しており、廃液の
無害化や処分等に多大な投資と費用がかかり、これもコ
スト増大の原因となっている。

【００１５】上記したように、従来の電子回路装置１に
あっては、コストの増大を押さえることが困難である。

【００１６】そこで、本発明は、、小電力系回路部とパ
ワー系回路部とから成る電子回路装置において、パワー
系回路部の発熱を伴う部品の放熱を安価に行うことを課
題とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明電子回路装置は、
上記した課題を解決するために、小電力型部品から成る
小電力系回路部と絶縁材料から成る支持体に導体が配設
されて成るバスバーユニット上に形成され大電力型部品
を主として成るパワー系回路部とを備えた電子回路装置
であって、金属ケースの底面部に上記小電力系回路部が
配置され、上記小電力系回路部から離間して上記パワー
系回路部が構成されたバスバーユニットが配設されると
共に、小電力系回路部とパワー系回路部とが電気的に接
続され、上記大電力型部品のうち発熱を伴う部品を絶縁
性及び高熱伝導性を有する接着剤を介して上記金属ケー
スに固定したものである。

【００１８】従って、本発明電子回路装置にあっては、
発熱部品をバスバーユニットに搭載すると共に高熱伝導
性の接着剤によって金属ケースに固定するようにしたの
で、発熱部品の発熱を効率的に金属ケースを介して放熱
することができ、また、発熱部品と金属ケースとの固定
は接着剤によって為されるので、安価に構成することが
できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明電子回路装置の実
施の形態を添付図面を参照して説明する。

【００２０】なお、添付図面に示した実施の形態は、本
発明を自動車用前照灯の光源となる放電バルブの点灯回
路装置に適用したものである。

【００２１】放電バルブ点灯回路装置１００は一方の面
が開口（以下、開口面側を上側として説明する）した扁
平な箱状を為す金属ケース、例えば、アルミケース１１
０内に所要の回路部が収納された後、アルミケース１１
０の開口面をアルミ板から成るカバー１１１によって覆
って成る（図１、図２参照）。

【００２２】アルミケース１１０の内底面１１２の一の
隅部には上方へ突出した台状部１１３と更に台状部１１
３上に突出して接着面部１１３ａが形成され、また、内
底面１１２の該台状部１１３から離間した箇所に取付ボ
ス部１１４が突設されている（図５参照）。さらに、上
記台状部１１３の裏側には複数のスリットが平行に形成
され、これによって、複数の放熱フィン１１５、１１
５、・・・が形成されている（図６参照）。

【００２３】上記放電バルブ点灯回路１２０は、図７に
示すように、バッテリー１３０の電圧を昇圧するＤＣ−
ＤＣコンバータ回路１２１、昇圧された直流電圧を交流
電圧に変換するインバータ回路１２２、インバータ回路
１２２の出力に所定の始動電圧を重畳して放電バルブ１
４０に印加する始動回路１２３と上記ＤＣ−ＤＣコンバ
ータの出力をフィードバック制御する等の種々の制御を
行う制御回路１２４を備える。

【００２４】そして、チップ部品等小電力型部品によっ
て構成される制御回路（小電力系回路部）１２４は、セ
ラミック基板１５０上に小電力型部品（例えば、各種Ｉ
Ｃ、印刷抵抗、ベアチップタイプの電子部品等）１５
１、１５１、・・・が搭載されてＨＩＣ（ハイブリッド
ＩＣ）として形成され、そして、セラミック基板１５０
がアルミケース１１０の内底面１１２に接着固定され
る。なお、制御回路部１２４からは接続用端子片１５
２、１５２、・・・が上方へ向けて突出されている（図
２、図３参照）。

【００２５】大容量や高耐圧のコンデンサ、高電流が流
れる部品、高電圧がかかる部品、ノイズ対策が必要な部
品等（これらの部品を総称して「大電力型部品」とい
う。例えば、各種のコンデンサ、ノイズフィルタ用のコ
イル、トランス、ダイオード、ＦＥＴ等のスイッチング
素子）を主として構成される上記ＤＣ−ＤＣコンバータ
回路１２１、インバータ回路１２２（これら回路を総称
して、以下、「パワー系回路部」と称する）はＨＩＣと
してセラミック基板上に構成することができないので、
バスバーユニット１６０上に構成する（図１参照）。

【００２６】バスバーユニット１６０は絶縁材料、例え
ば、合成樹脂から成る上面が開口された扁平な箱状を為
す支持体１６１の底面部１６２に導体１６３、１６３、
・・・が埋設状に支持され、これら導体１６３、１６
３、・・・が必要箇所で露出するように、支持体１６１
の底面部１６２に所々切欠１６４、１６４、・・・が形
成されて成るものである。また、支持体の一の隅部には
２個の配置凹部１６５、１６５が形成されており、該配
置凹部１６５、１６５の底面部には大きな開口１６６、
１６６が形成され、該開口１６６、１６６から一の導体
１６３ａが上下に露出した状態となる（図２、図３、図
４参照）。

【００２７】そして、上記バスバーユニット１６０の底
面部１６２上に大電力型部品１７０、１７０、・・・等
の電子部品が載置され、且つ、これら大電力型部品１７
０、１７０、・・・等の電子部品の端子がそれぞれ所要
の導体１６３、１６３、・・・に接続されて、バスバー
ユニット１６０上に上記パワー系回路部を構成する（図
１参照）。

【００２８】なお、大電力型部品１７０、１７０、・・
・等の電子部品のバスバーユニット１６０への搭載は、
例えば、以下のようにして為される。すなわち、バスバ
ーユニット１６０の底面部の所要の箇所に加熱硬化型の
接着剤を塗布し、該接着剤の上に大電力型部品１７０、
１７０、・・・等の電子部品を載置して仮固定する。次
いで、仮固定された大電力型部品１７０、１７０、・・
・等の電子部品の端子を導体１６３、１６３、・・・の
所定のものと水平加圧溶接、レーザー溶接等によって接
続する。その後、高温炉内で加熱して上記接着剤を硬化
させて大電力型部品１７０、１７０、・・・等の電子部
品をバスバーユニット１６０に固定する。以上のように
して、大電力型部品１７０、１７０、・・・等の電子部
品のバスバーユニット１６０への搭載が完了する。

【００２９】上記大電力型部品１７０、１７０のうち発
熱を伴い放熱が必要な部品（以下、「発熱部品」とい
う）、上記放電バルブ点灯回路１２０にあってはＤＣ−
ＤＣコンバータ回路１２１に設けられたスイッチング素
子としてのＦＥＴ１７１、１７１はバスバーユニット１
６０の上記配置凹部１６５、１６５内に配置される（図
１、図３、図４参照）。該ＦＥＴ１７１、１７１はパッ
ケージ半導体として構成され、配置凹部１６５、１６５
内に配置されたときに、パッケージ１７１ａ、１７１ａ
の底面に露出しているドレインが配置凹部１６５、１６
５の底面部の開口１６６、１６６から露出している導体
１６３ａの上面に高い熱伝導率を有する接着剤１８０に
よって接着される（図４参照）。

【００３０】そして、大電力型部品が内底面１１２から
上方に浮き上がった状態でパワー系回路部が構成された
バスバーユニット１６０がアルミケース１１０内に固定
され、且つ、上記制御回路１２４の接続用端子片１５
２、１５２、・・・がバスバーユニット１６０のそれぞ
れ所要の導体１６３、１６３、・・・と、例えば、レー
ザー溶接によって接続される。上記バスバーユニット１
６０の配置凹部１６５、１６５の開口１６６、１６６か
ら下方に臨んで露出している導体１６３ａは高い熱伝導
率と絶縁性を有する接着剤１９０によってアルミケース
１１０の上記台状部１１３の上面に接着固定される（図
４参照）。また、バスバーユニット１６０の支持体１６
１の一部がアルミケース１１０の上記取付ボス部１１４
にねじ２００によって固定される（図１、図３参照）。

【００３１】なお、上記接着剤１９０としては、長期間
１５０℃位の高温に曝されても接着強度の劣化が生じな
いものとしてシリコン系の接着剤が好適であり、さら
に、熱伝導性を良くするために、熱酸化アルミ、酸化珪
素等のフィラーをブレンド（５０〜９０重量％）すると
良い。また、導体１６３ａとアルミケース１１０との間
の絶縁をとる必要性と熱伝導性のバランスを考慮して、
導体１６３ａとアルミケース１１０（台状部１１３）と
の間の間隙ｔは０．２ｍｍ位が好適であり、０．４ｍｍ
位までは有効である。

【００３２】尚、この間隙ｔは、支持体１６１と一体に
設けられた突出部１６１ａによって確保される。この突
出部１６１ａは、水平方向の幅を１ｍｍ程度として点在
して複数設けても良いし、ある程度の面積を有して露出
している導体１６３ａの中央付近に１つ設けるようにし
ても良い。

【００３３】そして、アルミケース１１０の開口がカバ
ー１１１によって覆われて、放電バルブ点灯回路装置１
００が形成される。なお、防水対策を必要とする場合に
は、アルミケース１１０内に、例えば、シリコンゲル等
の防水性を有するゲル剤を充填しても良い。

【００３４】なお、始動回路１２３は放電バルブ１４０
を自動車用前照灯に取り付けるためのバルブソケット内
に形成され、上記放電バルブ点灯回路装置１００との間
は図示しないコードによって接続される。

【００３５】上記した放電バルブ点灯回路装置１００に
あっては、発熱部品であるＦＥＴ１７１、１７１も他の
大電力型部品１７０、１７０、・・・と共にバスバーユ
ニット１６０上に搭載され、バスバーユニット１６０を
アルミケース１１０に固定する手段の一である接着剤１
９０による接着によってＦＥＴ１７１、１７１からアル
ミケース１１０への熱伝導経路が形成され、ＦＥＴ１７
１、１７１の放熱が効率的に為される。しかも、該放熱
手段の構成のためには高価な部品や高価な設備や工程等
が不要であり、そのため、放電バルブ点灯回路装置を安
価に形成することができる。

【００３６】また、ＦＥＴ１７１、１７１とアルミケー
ス１１０との伝熱接続は台状部１１３を介して為される
ので、ＦＥＴ１７１、１７１をアルミケース１１０の内
底面１１２に近づけるために、バスバーユニット１６０
の支持体１６１にアルミケース１１０の内底面１１２側
に突出した部分を形成する必要がなく、上記支持体１６
１の底面部１６２は平坦に形成されて良いので、バスバ
ーユニット１６０を安価に形成することができる。

【００３７】さらに、ＦＥＴ１７１、１７１が伝熱接続
されるアルミケース１１０の台状部１１３の裏側には複
数の溝をほることにより複数の放熱フィン１１５、１１
５、・・・が形成されているので、ＦＥＴ１７１、１７
１に発生した熱が速やかに放熱される。

【００３８】なお、上記した実施の形態において示した
各部の形状乃至構造は、何れも本発明を実施するに際し
て行う具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これ
らによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されるよ
うなことがあってはならないものである。

【００３９】

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、本発明電子回路装置は、小電力型部品から成る小電
力系回路部と絶縁材料から成る支持体に導体が配設され
て成るバスバーユニット上に形成され大電力型部品を主
として成るパワー系回路部とを備えた電子回路装置であ
って、金属ケースの底面部に上記小電力系回路部が配置
され、上記小電力系回路部から離間して上記パワー系回
路部が構成されたバスバーユニットが配設されると共
に、小電力系回路部とパワー系回路部とが電気的に接続
され、上記大電力型部品のうち発熱を伴う部品を絶縁性
及び高熱伝導性を有する接着剤を介して上記金属ケース
に固定したことを特徴とする。

【００４０】従って、本発明電子回路装置にあっては、
発熱部品をバスバーユニットに搭載すると共に高熱伝導
性の接着剤によって金属ケースに固定するようにしたの
で、発熱部品の発熱を効率的に金属ケースを介して放熱
することができ、また、発熱部品と金属ケースとの固定
は接着剤によって為されるので、安価に構成することが
できる。

【００４１】請求項２に記載した発明にあっては、金属
ケースに底面部から突出した台状部を形成し、該台状部
上に上記発熱を伴う部品を載置固定するようにしたの
で、バスバーユニットの導体配置面に凹凸を設けなくと
も発熱部品を金属ケースに伝熱接続させることができ、
バスバーユニットの製造コストを低減することができ
る。

【００４２】請求項３に記載した発明にあっては、上記
台状部の裏側に複数の切り込みを形成して複数の放熱フ
ィンを形成したので、発熱部品から発生した熱を速やか
に放熱することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２乃至図７と共に本発明電子回路装置の実施
の形態を示すものであり、本図はカバーを外した状態を
概略的に示す斜視図である。

【図２】一部を切り欠いて概略的に示す分解斜視図であ
る。

【図３】発明の要点を模式的に示す概略断面図である。

【図４】要部の拡大断面図である。

【図５】金属ケースの上面側から見た斜視図である。

【図６】金属ケースの底面側から見た斜視図である。

【図７】回路図である

【図８】図９と共に従来の電子回路装置を示すものであ
り、本図は概略的に示す分解斜視図である。

【図９】要点を模式的に示す概略断面図である。

【符号の説明】

１００…放電バルブ点灯回路装置、１１０…アルミケー
ス（金属ケース）、１１３…台状部、１１５…放熱フィ
ン、１２１…ＤＣ−ＤＣコンバータ回路（パワー系回路
部）、１２２…インバータ回路（パワー系回路部）、１
２４…制御回路（小電力系回路部）、１５０…セラミッ
ク基板、１５１…小電力型部品、１６０…バスバーユニ
ット、１６１…支持体、１６３…導体、１６３ａ…導
体、１７０…大電力型部品、１７１…ＦＥＴ（発熱部
品）、１８０…接着剤、１９０…接着剤

フロントページの続き (72)発明者村井久能静岡県清水市北脇500番地株式会社小糸製作所静岡工場内 (72)発明者武田仁志静岡県清水市北脇500番地株式会社小糸製作所静岡工場内Ｆターム(参考） 3K014 EA01 LB04 5E322 AA01 AA03 AB06 FA04 FA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】小電力型部品から成る小電力系回路部と
絶縁材料から成る支持体に導体が配設されて成るバスバ
ーユニット上に形成され大電力型部品を主として成るパ
ワー系回路部とを備えた電子回路装置であって、金属ケースの底面部に上記小電力系回路部が配置され、上記小電力系回路部から離間して上記パワー系回路部が
構成されたバスバーユニットが配設されると共に、小電
力系回路部とパワー系回路部とが電気的に接続され、上記大電力型部品のうち発熱を伴う部品を絶縁性及び高
熱伝導性を有する接着剤を介して上記金属ケースに固定
したことを特徴とする電子回路装置。
【請求項２】金属ケースに底面部から突出した台状部
を形成し、該台状部上に上記発熱を伴う部品を載置固定
するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電子
回路装置。
【請求項３】上記台状部の裏側に複数の切り込みを形
成して複数の放熱フィンを形成したことを特徴とする請
求項２に記載の電子回路装置。