JP2002290084A

JP2002290084A - 電子部品の放熱板

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Publication number: JP2002290084A
Application number: JP2001088686A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Matsumoto; 達也松本
Original assignee: TDK Lambda Corp
Current assignee: TDK Lambda Corp
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2002-10-04
Anticipated expiration: 2021-03-26
Also published as: JP4565422B2

Abstract

(57)【要約】【課題】放熱板による直接の放熱効果を損なうことな
く、放熱板の外側から発熱部品に空気を効果的に取り入
れる。【解決手段】脚部31の下端にある折曲げ片32より上方
で部品取付け部13をＵ字状に折り返すことで、部品取付
け部13の底面部とプリント基板１との空間を任意の大き
さに形成できる。このため、空気取入れ口33を介して冷
風Ａ２を効果的に発熱部品２側に取入れることが可能に
なる。また、プリント基板１と部品取付け部13との空間
を確保するのに、部品取付け部13の底面部にわざわざ切
欠き部22を形成する必要がなく、部品取付け部13の底面
部を通して垂直部12に十分熱を伝えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばユニット化
された電源装置などの内部に組み込まれるプリント基板
上に設けられる電子部品の放熱板に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】一般に、ユニット電源
などの各種電子機器においては、プリント基板に立設し
てパワートランジスタや整流ダイオードなどの発熱する
電子部品が実装されており、こうした電子部品の温度上
昇を抑制するために、熱伝導性に優れた例えばアルミニ
ウムなどの放熱板を電子部品の背面に熱接続して用いて
いる。

【０００３】図６および図７は、従来の放熱板の構造を
示す正面図と底面図をそれぞれ示している。これらの各
図において、１は絶縁層の片面または両面に導電パター
ンを形成してなるプリント基板、２はこのプリント基板
１の表面すなわち部品実装面上に設けられる特に発熱量
の大きい電子部品で、これらの電子部品２は部品本体３
の下端に延設する導電性のリード４が、プリント基板１
の所定位置に形成したメッキスルーホール（図示せず）
に挿通し、そこで半田付け接続されるようになってい
る。

【０００４】11はアルミニウムなどの導電性に優れた部
材で構成される放熱板で、これはプリント基板１に略直
交する放熱部としての垂直部12と、この垂直部12よりＵ
字状に折り返された部品取付け部13とにより概ね構成さ
れる。プリント基板１の部品実装面に当接する部品取付
け部13の底面部には、基板取付け用のタップ孔14が複数
開口形成されており、プリント基板１の裏面すなわち半
田面より止着部材であるねじ15をタップ孔14に螺着する
ことにより、放熱板11をプリント基板１の部品実装面側
に取付け固定することができる。なお、このプリント基
板１に対向するタップ孔14は、部品取付け部13を形成し
ていない部位にある水平部16にも設けられている。ま
た、垂直部12と平行な位置にある部品取付け部13の側面
部には、部品取付け用の別のタップ孔18が開口形成さ
れ、部品本体３の正面側より別の止着部材であるねじ19
をタップ孔18に螺着することにより、電子部品２を放熱
板11の部品取付け部13に密着固定させることができる。
その他に前記放熱板11には、部品取付け部13の側面部
や、これに対向する垂直部12の適所に、放熱板11を通し
て空気の流通性を高めるための風穴21が開口形成され
る。また放熱板11は、部品実装面側から見て矩形状をな
すプリント基板１の長手方向両側に沿って設けられてい
る。

【０００５】そして、電子部品２の温度上昇に伴ないこ
の電子部品２が発熱すると、放熱板11の部品取付け部13
に熱が直接伝導し、部品取付け部13とは反対側の垂直部
12からその周辺にある空気と熱交換して放熱される。ま
た、風穴21から取り込んだ空気を電子部品２に導いて、
電子部品２と熱交換を行なうことで、放熱板11に依らず
間接的に電子部品２から熱を奪うようにしている。

【０００６】しかし、上記従来の構成においては、次の
ような問題がある。先ず、部品取付け部13の底面部に基
板取付け用のタップ孔14が直接開口形成されるため、放
熱板11をプリント基板１の部品実装面上に取付け固定し
た場合に、プリント基板１と部品取付け部13との空間が
なく、電子部品２が温度上昇して発熱したときに、この
電子部品２側の周辺にある空気がこもりやすい。これを
改善するには、部品取付け部13の底面部に切欠き部を形
成して、放熱板11の板厚分に相当する通気孔を部品取付
け部13の下端に形成することが考えられるが、これでは
通気孔を通しての放熱効果が十分に発揮されない上に、
この切欠き部が部品取付け部13とは反対側の放熱部とし
ての垂直部12への熱の伝導を妨げる。特に、矩形状のプ
リント基板１の長手方向両側に放熱板11を設けた構造で
は、放熱板11があたかも空気の流通を妨げる壁となるた
め、放熱板11とプリント基板１とにより囲まれた電子部
品２の実装空間に熱がこもりやすくなって、部品取付け
部13からの放熱効果が十分に発揮されない。したがっ
て、電子部品２の温度上昇をさらに引き起こす要因とな
っていた。

【０００７】また電源装置の分野では、全体寸法の小形
化が年々市場で要求されてきており、プリント基板１上
に実装する電子部品２間の距離も十分に取れないため、
部品取付け部13に風穴21を広く形成することが難しい。
加えて、垂直部12に風穴21を広く形成すると、その分だ
け放熱板11の放熱面積が減少して、放熱板11による放熱
効果が期待できなくなる。にも拘らず、発熱部品２のデ
ィレーティングを満たすためには、放熱効果をより改善
せざるを得なかった。

【０００８】このような問題を解決するには、プリント
基板１に風穴を設け、プリント基板１の半田面側から空
気を取り込むことが考えられる。しかし、この場合も発
熱部品２の配置上、風穴としての十分な開口面積を確保
することができず、所望の放熱効果が期待できない。

【０００９】本発明は、上記の課題に着目して成された
ものであって、放熱板による直接の放熱効果を損なうこ
となく、放熱板の外側から発熱部品に空気を効果的に取
り入れることができる電子部品の放熱板を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明における電子部品
の放熱板は、プリント基板に立設した電子部品に当接す
る部品取付け部と、この部品取付け部とは別に形成さ
れ、前記プリント基板に当接する基板取付け部とからな
り、前記部品取付け部は前記基板取付け部の下端よりも
上方でＵ字状に折り返されるものであることを特徴とす
る。

【００１１】電子部品が発熱すると、放熱板の部品取付
け部に熱が直接伝導し、この部品取付け部とＵ字状に折
り返した反対側の放熱部から、その周辺にある空気と熱
交換して放熱される。また、電子部品の発熱に伴ない、
その周辺にある熱を帯びた空気が上昇することで、部品
取付け部の底面部とプリント基板との空間から冷風が発
熱部品側に取り込まれる。これにより放熱板の外側から
発熱部品側に絶えず冷風を送り込み、電子部品の温度上
昇を抑制する。

【００１２】このように、基板取付部の下端よりも上方
で部品取付け部をＵ字状に折り返すことで、部品取付け
部の底面部とプリント基板との空間を任意の大きさに形
成でき、この空間を介して冷風を効果的に発熱部品側に
取入れることが可能になる。また、プリント基板と部品
取付け部との空間を確保するのに、部品取付け部の底面
部にわざわざ切欠き部を形成する必要がないので、部品
取付け部の底面部を通して放熱部に十分熱を伝えること
ができる。このため、電子部品間の距離が十分取れない
状況でも、放熱板による直接の放熱効果を損なうことな
く、放熱板の外側から発熱部品に空気を効果的に取り入
れることが可能になる。

【００１３】

【発明の実施形態】以下、本発明における好ましい実施
態様について、添付図面を参照して詳細に説明する。な
お、前記従来例で示した図６および図７と同一部分には
同一符号を付し、その共通する箇所の詳細な説明は重複
するため省略する。

【００１４】本発明の一実施例を示す図１〜図５におい
て、本実施例では部品取付け部13の底面部に基板取付け
用のタップ孔14を設けない代わりに、放熱板11を構成す
る垂直部12より下方に基板取付け部としての複数の脚部
31を延設すると共に、この脚部31の下端にあってプリン
ト基板１の部品実装面に当接する折曲げ片32に、基板取
付用のタップ孔14をバーリング加工により開口形成して
いる。また部品取付け部13は脚部31とは別に形成され、
脚部31の下端にある折曲げ片32よりも上方でＵ字状に折
り返されており、部品取付け部13の底面部全体に渡っ
て、この底面部とプリント基板１との間には、発熱部品
２側に冷風を取り入れるための空気取入れ口33が形成さ
れる。つまり、この空気取入れ口33は、脚部31を下方に
延ばすことにより、その開口面積をいくらでも簡単に広
げることができる。なお、その他の各部の構成は従来例
と共通している。

【００１５】そして、脚部31の折曲げ片32をプリント基
板１の部品実装面に載せた状態で、反対側の半田面側か
らタップ孔14に止着部材であるねじ15を螺着させること
で、予め電子部品２を実装したプリント基板１に放熱板
11が取付け固定される。また、部品本体３の正面側より
別の止着部材であるねじ19をタップ孔18に螺着すること
により、電子部品２を放熱板11の部品取付け部13に密着
固定することができる。

【００１６】部品取付け部13の側面部に密着固定される
電子部品２は、各電子部品２のディレーティングが満た
される範囲で、幾つ取付けても可能である。例えば，図
１〜図４に示す放熱板11は、３個の電子部品２を取付け
ることができるが、図５に示す放熱板11では、一方に３
個の電子部品２を取付け、他方に４個の電子部品２を取
付けている。図５は電源装置に適用した例を示している
が、ここでは略矩形状をなすプリント基板１の長手方向
両側に沿って、放熱板11がそれぞれ設けられている。そ
して、一方の放熱板11には、主トランス41に入力電圧を
断続的に印加する主スイッチング素子としてのＭＯＳ型
ＦＥＴ42と、主トランス42の二次巻線に発生した電圧を
整流する出力ダイオード43，44が、電子部品２として密
着固定される。また、他方の放熱板11には、交流入力の
電圧波形と電流波形を近付ける力率改善回路を構成する
別のＭＯＳ型ＦＥＴ45などが、電子部品２として密着固
定される。双方の放熱板11の内側には、その他に出力電
圧を制御する磁気増幅器46，47などの発熱部品がプリン
ト基板１上に実装される。なお、図５において斜線とな
っているものが発熱部品である。

【００１７】そして、電子部品２の温度上昇に伴ないこ
の電子部品２が発熱すると、放熱板11の部品取付け部13
に熱が直接伝導し、この部品取付け部13と反対側の垂直
部12からその周辺にある空気と熱交換して放熱される。
その際、従来の放熱板11の改良構造では、プリント基板
１と部品取付け部13との空間を確保するために、部品取
付け部13の底面部に部分的に切欠き部を形成している
が、これでは切欠き部が熱の伝導を妨げて、部品取付け
部13の底面部から垂直部12に十分熱を伝えることができ
ない。この点、本実施例では、プリント基板１と部品取
付け部13との空間を確保するのに、部品取付け部13の底
面部にわざわざ切欠き部を形成する必要がないので、部
品取付け部13の底面部から反対側の垂直部12に十分熱を
伝えることができる。

【００１８】一方、電子部品２の発熱に伴ない、その周
辺にある熱を帯びた空気Ａ１（図４参照）が上昇するた
め、この熱を帯びた空気Ａ１の下方から、垂直部12の外
側周囲にある冷風Ａ２が、空気取入れ口33を通過して発
熱部品２側に取り込まれる。そして、発熱部品２自体に
冷風Ａ２が導かれ、電子部品２と熱交換を行なうこと
で、熱を帯びた空気Ａ１が再度上昇し、空気取入れ口33
から新たな冷気Ａ２が導入される。これを繰り返すこと
で、放熱板11の外側から発熱部品２側に絶えず風の流動
性が生じ、電子部品２の温度上昇が抑制される。それと
共に、電子部品２の周辺にある他のプリント基板１に実
装された発熱部品（例えばトランス41や磁気増幅器46，
47）に対しても、この空気取入れ口33を通過する空気の
流動性を利用して、熱のこもりを防止することが可能に
なる。

【００１９】特に空気取入れ口33は、脚部31の下端にあ
る折曲げ片32より上方で部品取付け部13をＵ字状に折り
返すことで、少なくとも放熱板11の板厚分よりも広く形
成することができるので、この空気取入れ口33を介して
冷風Ａ２を効果的に発熱部品２側に取入れることが可能
になる。また、図５に示すように、矩形状のプリント基
板１の長手方向両側に放熱板11を設けた電源装置におい
ては、放熱板11の下部にある空気取入れ口33より空気の
流動性が促進され、放熱板11とプリント基板１とにより
囲まれた電子部品２の実装空間にある熱を速やかに上方
へ放散させることが可能になる。

【００２０】また本実施例では、風穴21を垂直部12や部
品取付け部13に開口形成することにより、垂直部12と部
品取付け部13との間に冷風を取り込んで、放熱板11の冷
却効果を高めることができる他に、この風穴21を通して
電子部品２側にも冷風Ａ２を導くことができるので、電
子部品２やその周辺にある発熱部品の放熱効果を更に高
めることができる。

【００２１】次の表１は、図５の電源装置において、従
来の図６や図７に示す放熱板11（従来技術）と、本実施
例に基づく放熱板（改良品）との温度比較データであ
る。測定点は、プリント基板１に実装されたＭＯＳ型Ｆ
ＥＴ42，45と、出力ダイオード43，44と、磁気増幅器4
6，47である。

【００２２】

【表１】

【００２３】上記比較結果からも明らかなように、特に
温度上昇の著しい電子部品２に関し、双方の温度差が大
きいことが判る。

【００２４】ちなみに、同じプリント基板１の配置構造
ではないが、従来技術における放熱板11において、プリ
ント基板１に風穴を開けていない場合（基板穴無し）
と、風穴を設けた場合（基板穴）との温度比較データを
表２に示す。なお、風穴は主トランス下部に２箇所（直
径５ミリ）設けられている。

【００２５】

【表２】

【００２６】このように、風穴を設けた周辺の狭い空間
内では、比較的効果があるものの、取り込める風量が少
ないため、他の部位ではさほど温度差が現れない。よっ
て、プリント基板１に風穴を設けただけでは、放熱板11
に取付けた電子部品２の全体の放熱効果を高めることが
できない。

【００２７】以上のように本実施例では、プリント基板
１に立設した電子部品２に当接する部品取付け部13と、
この部品取付け部13とは別に形成され、プリント基板１
に当接する基板取付け部としての脚部31とからなり、部
品取付け部13は脚部31の下端よりも上方でＵ字状に折り
返されるように構成している。

【００２８】この場合、電子部品２が発熱すると、放熱
板11の部品取付け部13に熱が直接伝導し、Ｕ字状に折り
返した反対側の放熱部（垂直部12）から、その周辺にあ
る空気と熱交換して放熱される。また、電子部品２の発
熱に伴ない、その周辺にある熱を帯びた空気Ａ１が上昇
することで、部品取付け部13の底面部とプリント基板１
との空間（空気取入れ口33）から冷風Ａ２が発熱部品２
側に取り込まれる。これにより放熱板11の外側から発熱
部品２側に絶えず冷風Ａ２を送り込み、電子部品２の温
度上昇を抑制する。

【００２９】このように、脚部31の下端にある折曲げ片
32より上方で部品取付け部13をＵ字状に折り返すこと
で、部品取付け部13の底面部とプリント基板１との空間
を任意の大きさに形成できるので、この空気取入れ口33
を介して冷風Ａ２を効果的に発熱部品２側に取入れるこ
とが可能になる。また、プリント基板１と部品取付け部
13との空間を確保するのに、部品取付け部13の底面部に
わざわざ切欠き部を形成する必要がないので、部品取付
け部13の底面部を通して放熱部である垂直部12に十分熱
を伝えることができる。このため、電子部品２間の距離
が十分取れない状況でも、放熱板11による直接の放熱効
果を損なうことなく、放熱板11の外側から発熱部品２に
空気を効果的に取り入れることが可能になる。

【００３０】以上、前記実施例に基づき、電源装置に適
用される電子部品の放熱板について説明してきたが、本
発明は前記実施例に限定されるものではなく、種々の変
形実施が可能である。例えば、電源装置以外の各種電子
機器における電子部品の放熱構造としても、適用が可能
である。

【００３１】

【発明の効果】本発明における電子部品の放熱板によれ
ば、放熱板による直接の放熱効果を損なうことなく、放
熱板の外側から発熱部品に空気を効果的に取り入れるこ
とが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における放熱板を取付けた状
態の正面図である。

【図２】同上放熱板の底面図である。

【図３】同上放熱板の背面図である。

【図４】同上放熱板を取付けた状態の側面図である。

【図５】同上電源装置全体の平面図である。

【図６】従来の放熱板を取付けた状態の正面図である。

【図７】従来の放熱板の底面図であるシャーシグランド
に取付けた状態の要部の断面図である。

【符号の説明】

１プリント基板２電子部品 13 部品取付け部 31 脚部（基板取付け部）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プリント基板に立設した電子部品に当接
する部品取付け部と、この部品取付け部とは別に形成さ
れ、前記プリント基板に当接する基板取付け部とからな
り、前記部品取付け部は前記基板取付け部の下端よりも
上方でＵ字状に折り返されるものであることを特徴とす
る電子部品の放熱板。