JP2002299865A - 印刷配線基板実装用ヒートシンク - Google Patents
印刷配線基板実装用ヒートシンクInfo
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- JP2002299865A JP2002299865A JP2001095750A JP2001095750A JP2002299865A JP 2002299865 A JP2002299865 A JP 2002299865A JP 2001095750 A JP2001095750 A JP 2001095750A JP 2001095750 A JP2001095750 A JP 2001095750A JP 2002299865 A JP2002299865 A JP 2002299865A
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- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電位の異なる複数のヒートシンクを熱伝導性
の絶縁体で結合させ、部品点数の削減による工数削減、
および、複数の放熱フィンの熱結合による放熱効率の向
上を図ること。 【解決手段】 絶縁体８を第１、第２の電力半導体素子
２、４とヒートシンク３、５とビス１０で共締めとする
ことにより、物理的、熱伝導的に第１、第２の電力半導
体素子２、４とヒートシンク３、５が結合され、部品点
数の削減による組立能率の向上、ならびに、熱結合によ
る放熱効率の向上を図ることができる。
の絶縁体で結合させ、部品点数の削減による工数削減、
および、複数の放熱フィンの熱結合による放熱効率の向
上を図ること。 【解決手段】 絶縁体８を第１、第２の電力半導体素子
２、４とヒートシンク３、５とビス１０で共締めとする
ことにより、物理的、熱伝導的に第１、第２の電力半導
体素子２、４とヒートシンク３、５が結合され、部品点
数の削減による組立能率の向上、ならびに、熱結合によ
る放熱効率の向上を図ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、印刷配線基板に実
装された電位差をもつ非絶縁型パッケージの電力半導体
素子を取り付けられた複数のヒートシンクの冷却構成に
関するものである。
装された電位差をもつ非絶縁型パッケージの電力半導体
素子を取り付けられた複数のヒートシンクの冷却構成に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の印刷配線基板実装用ヒー
トシンクは、電位の異なるヒートシンクが独立して印刷
配線基板にビス等にて取り付けられているか、あるい
は、片方の電力半導体素子に絶縁シートを使用してい
た。図４は独立して印刷配線基板に取り付けられた場合
である従来の印刷配線基板実装用ヒートシンクの実装図
を示したもので、図５はその印刷配線基板面の印刷配線
図を示している。
トシンクは、電位の異なるヒートシンクが独立して印刷
配線基板にビス等にて取り付けられているか、あるい
は、片方の電力半導体素子に絶縁シートを使用してい
た。図４は独立して印刷配線基板に取り付けられた場合
である従来の印刷配線基板実装用ヒートシンクの実装図
を示したもので、図５はその印刷配線基板面の印刷配線
図を示している。
【０００３】図４において、印刷配線基板１上に第１の
電力半導体素子２をビス止めした第１のヒートシンク３
があり、同様に所定の絶縁距離を離し第２の電力半導体
素子４をビス止めした第２のヒートシンク５がある。
電力半導体素子２をビス止めした第１のヒートシンク３
があり、同様に所定の絶縁距離を離し第２の電力半導体
素子４をビス止めした第２のヒートシンク５がある。
【０００４】また、図５に示しているように印刷配線基
板１とヒートシンクは各々ビス止めされ、そのビス６の
周辺の印刷配線７は所定の絶縁距離でビス６から離され
る。
板１とヒートシンクは各々ビス止めされ、そのビス６の
周辺の印刷配線７は所定の絶縁距離でビス６から離され
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の構成では、第1に絶縁の為にヒートシンク３、５が
独立した２部品になり、第2に独立させ絶縁距離をとる
が故に各々のヒートシンク３、５の表面積が印刷配線基
板の外形を変更させない条件下では相対的に小さくな
り、第3に各々が印刷配線基板１に独立にビス止めされ
るという設計上の課題を有していた。そのため、第1に
製品組立作業時の工数が増大し作業性が低下する、第2
に印刷配線基板１の外形が同一であれば放熱面積の減少
のため放熱効率が低下し熱設計が困難になる、第3にビ
ス６と印刷配線間の絶縁距離のため大電流を流すための
印刷配線の面積が制限され、時にはリード線等で補強す
るという課題を有していた。
来の構成では、第1に絶縁の為にヒートシンク３、５が
独立した２部品になり、第2に独立させ絶縁距離をとる
が故に各々のヒートシンク３、５の表面積が印刷配線基
板の外形を変更させない条件下では相対的に小さくな
り、第3に各々が印刷配線基板１に独立にビス止めされ
るという設計上の課題を有していた。そのため、第1に
製品組立作業時の工数が増大し作業性が低下する、第2
に印刷配線基板１の外形が同一であれば放熱面積の減少
のため放熱効率が低下し熱設計が困難になる、第3にビ
ス６と印刷配線間の絶縁距離のため大電流を流すための
印刷配線の面積が制限され、時にはリード線等で補強す
るという課題を有していた。
【０００６】また、１つのヒートシンク上に絶縁シート
を用いて２つの非絶縁型パッケージの電力半導体素子を
実装した場合は、部品点数、および印刷配線の面積の問
題は克服されるが、非絶縁型のパッケージの熱抵抗と絶
縁シートの熱抵抗との大きな差のため熱設計は困難を極
める。
を用いて２つの非絶縁型パッケージの電力半導体素子を
実装した場合は、部品点数、および印刷配線の面積の問
題は克服されるが、非絶縁型のパッケージの熱抵抗と絶
縁シートの熱抵抗との大きな差のため熱設計は困難を極
める。
【０００７】本発明は、前記従来の課題を解決するもの
で、作業工数の削減、電力半導体の放熱設計が簡単で、
かつ印刷配線面積の確保による信頼性の向上という課題
を調和良く改善する印刷配線基板実装用ヒートシンクを
提供することを目的とする。
で、作業工数の削減、電力半導体の放熱設計が簡単で、
かつ印刷配線面積の確保による信頼性の向上という課題
を調和良く改善する印刷配線基板実装用ヒートシンクを
提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
るために、本発明の印刷配線基板実装用ヒートシンク
は、印刷配線基板上に実装された複数のヒートシンクを
熱伝導性を有した絶縁物で熱結合させたものである。
るために、本発明の印刷配線基板実装用ヒートシンク
は、印刷配線基板上に実装された複数のヒートシンクを
熱伝導性を有した絶縁物で熱結合させたものである。
【０００９】これによって、複数のヒートシンクは見か
け上単体となり、ヒートシンクを互いに熱結合させ放熱
効率を高め、印刷配線の面積を確保したものである。
け上単体となり、ヒートシンクを互いに熱結合させ放熱
効率を高め、印刷配線の面積を確保したものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、印刷配
線基板上に複数のヒートシンクを熱伝導性を有した絶縁
体で連結することにより、複数のヒートシンクが見かけ
上単一のヒートシンクとなり、かつ、熱伝導性を有した
絶縁体により熱結合させることで、組立て効率の改善を
図ると共に放熱効率を向上させることができる。
線基板上に複数のヒートシンクを熱伝導性を有した絶縁
体で連結することにより、複数のヒートシンクが見かけ
上単一のヒートシンクとなり、かつ、熱伝導性を有した
絶縁体により熱結合させることで、組立て効率の改善を
図ると共に放熱効率を向上させることができる。
【００１１】請求項２に記載の発明は、特に、請求項１
に記載の印刷配線基板実装用ヒートシンクにおいて、熱
伝導性を有した絶縁体により電力半導体とヒートシンク
をビス等で共締めすることにより、複数のヒートシンク
が確実に絶縁体により固定され、請求項1の効果をより
効果的にすることができる。
に記載の印刷配線基板実装用ヒートシンクにおいて、熱
伝導性を有した絶縁体により電力半導体とヒートシンク
をビス等で共締めすることにより、複数のヒートシンク
が確実に絶縁体により固定され、請求項1の効果をより
効果的にすることができる。
【００１２】請求項３に記載の発明は、特に、請求項１
または２に記載の印刷配線基板実装用ヒートシンクにお
いて、熱伝導性を有した絶縁体として金属材料を薄膜の
絶縁体で絶縁したものとすることで、複数のヒートシン
ク間の熱結合を飛躍的に向上させることで、放熱設計を
容易にさせることができる。
または２に記載の印刷配線基板実装用ヒートシンクにお
いて、熱伝導性を有した絶縁体として金属材料を薄膜の
絶縁体で絶縁したものとすることで、複数のヒートシン
ク間の熱結合を飛躍的に向上させることで、放熱設計を
容易にさせることができる。
【００１３】請求項４に記載の発明は、特に、請求項１
〜３のいずれか１項に記載の印刷配線基板実装用ヒート
シンクにおいて、複数のヒートシンクを見かけ上単一の
ヒートシンクにすることにより、印刷配線基板とヒート
シンク間のビスの締め付け個所を削減することにより、
印刷配線の面積を確保し信頼性の向上を図ることができ
る。
〜３のいずれか１項に記載の印刷配線基板実装用ヒート
シンクにおいて、複数のヒートシンクを見かけ上単一の
ヒートシンクにすることにより、印刷配線基板とヒート
シンク間のビスの締め付け個所を削減することにより、
印刷配線の面積を確保し信頼性の向上を図ることができ
る。
【００１４】
【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
【００１５】（実施例１）図１は、本発明の第１の実施
例における印刷配線基板実装用ヒートシンクの構成図を
示すものである。尚、従来例と同一符号は同一構造を有
し詳細な説明は省略する。
例における印刷配線基板実装用ヒートシンクの構成図を
示すものである。尚、従来例と同一符号は同一構造を有
し詳細な説明は省略する。
【００１６】図１（ｂ）において、３はダイスにより押
出し成形された第1のヒートシンクで、熱伝導性を有し
た絶縁体８を仮止めするためのガイド部９を有してい
る。そのガイド部９に沿って仮固定された熱伝導性を有
した絶縁体８はビス１０で第１の電力半導体素子２と第
1のヒートシンク３とを共締めしている。５は同じダイ
スにて押出し成形された第２のヒートシンクで、第1の
ヒートシンク３から所定の絶縁距離を取って、同じよう
に熱伝導性を有した絶縁体８は第２の電力半導体素子４
と第２のヒートシンク５とを共締めしている。
出し成形された第1のヒートシンクで、熱伝導性を有し
た絶縁体８を仮止めするためのガイド部９を有してい
る。そのガイド部９に沿って仮固定された熱伝導性を有
した絶縁体８はビス１０で第１の電力半導体素子２と第
1のヒートシンク３とを共締めしている。５は同じダイ
スにて押出し成形された第２のヒートシンクで、第1の
ヒートシンク３から所定の絶縁距離を取って、同じよう
に熱伝導性を有した絶縁体８は第２の電力半導体素子４
と第２のヒートシンク５とを共締めしている。
【００１７】ここで、図１（ａ）に示すように、ヒート
シンク３、５とビス１０との間は絶縁のための空間を設
けてある。
シンク３、５とビス１０との間は絶縁のための空間を設
けてある。
【００１８】以上のように構成された印刷配線基板実装
用ヒートシンクについて、以下にその動作、作用を説明
する。
用ヒートシンクについて、以下にその動作、作用を説明
する。
【００１９】まず、第1の電力半導体素子２の電力損失
は電力半導体素子２のジャンクション〜ヒートシンク表
面間の熱抵抗を経て第1のヒートシンク３に放熱され
る。それと同時に第1のヒートシンク３から絶縁体８へ
ヒートシンク〜絶縁体の熱抵抗を経て放熱される。
は電力半導体素子２のジャンクション〜ヒートシンク表
面間の熱抵抗を経て第1のヒートシンク３に放熱され
る。それと同時に第1のヒートシンク３から絶縁体８へ
ヒートシンク〜絶縁体の熱抵抗を経て放熱される。
【００２０】同様に第2の電力半導体素子４の電力損失
も第2のヒートシンク５および絶縁体８にそれぞれ放熱
され、熱伝導性を有した絶縁体８を通して第1と第2のヒ
ートシンク３、５は熱結合される。
も第2のヒートシンク５および絶縁体８にそれぞれ放熱
され、熱伝導性を有した絶縁体８を通して第1と第2のヒ
ートシンク３、５は熱結合される。
【００２１】それと同時に熱伝導性を有した絶縁体によ
り第1と第2のヒートシンク３、５は物理的にも結合され
る。
り第1と第2のヒートシンク３、５は物理的にも結合され
る。
【００２２】以上のように、本実施例においては熱伝導
性を有した絶縁体８を第１、第２の電力半導体素子２、
４とヒートシンク３、５とビス１０で共締めとすること
により、物理的、熱伝導的に第１、第２の電力半導体素
子２、４とヒートシンク３、５が結合され、部品点数の
削減による組立能率の向上、ならびに、熱結合による放
熱効率の向上を図ることができる。
性を有した絶縁体８を第１、第２の電力半導体素子２、
４とヒートシンク３、５とビス１０で共締めとすること
により、物理的、熱伝導的に第１、第２の電力半導体素
子２、４とヒートシンク３、５が結合され、部品点数の
削減による組立能率の向上、ならびに、熱結合による放
熱効率の向上を図ることができる。
【００２３】また、本実施例では、第１、第２のヒート
シンク３、５を同一ダイスによる構造で説明したが、第
１、第２のヒートシンクの形状は同一でなくとも同様の
作用、効果を得ることができる。
シンク３、５を同一ダイスによる構造で説明したが、第
１、第２のヒートシンクの形状は同一でなくとも同様の
作用、効果を得ることができる。
【００２４】また、本実施例の熱伝導性を有した絶縁体
８と第１、第２の電力半導体素子２、４とヒートシンク
３、５をビス１０で共締めすることを、第１、第２の電
力半導体素子２、４とヒートシンク３、５のビス締め
と、絶縁体８と第１、第２のヒートシンク３、５のビス
締め、あるいは機械的嵌合による結合構造をとることに
より、同様の作用、効果を得ることができる。
８と第１、第２の電力半導体素子２、４とヒートシンク
３、５をビス１０で共締めすることを、第１、第２の電
力半導体素子２、４とヒートシンク３、５のビス締め
と、絶縁体８と第１、第２のヒートシンク３、５のビス
締め、あるいは機械的嵌合による結合構造をとることに
より、同様の作用、効果を得ることができる。
【００２５】（実施例２）図２は、本発明の第２の実施
例における印刷配線基板実装用ヒートシンクの熱伝導性
を有した絶縁体８の構造図である。図２において、１１
は絶縁体８の金属部、１２は絶縁体８の薄膜の絶縁体で
あり、本実施例ではポリイミドフィルムを使用してい
る。なお、実施例１と同一符号のものは同一構造を有
し、説明は省略する。
例における印刷配線基板実装用ヒートシンクの熱伝導性
を有した絶縁体８の構造図である。図２において、１１
は絶縁体８の金属部、１２は絶縁体８の薄膜の絶縁体で
あり、本実施例ではポリイミドフィルムを使用してい
る。なお、実施例１と同一符号のものは同一構造を有
し、説明は省略する。
【００２６】以上のように、本実施例においては絶縁体
８を金属部１１と薄膜絶縁体１２の２層構造にすること
により、絶縁体８の熱伝導度が向上し、熱結合による放
熱効率の向上を図ることができ、そのため絶縁体８の面
積も削減することができる。
８を金属部１１と薄膜絶縁体１２の２層構造にすること
により、絶縁体８の熱伝導度が向上し、熱結合による放
熱効率の向上を図ることができ、そのため絶縁体８の面
積も削減することができる。
【００２７】また、本実施例では、ポリイミドフィルム
を使用したが、マイカや絶縁紙等の材料を使用しても同
様の作用、効果を得ることができる。
を使用したが、マイカや絶縁紙等の材料を使用しても同
様の作用、効果を得ることができる。
【００２８】（実施例３）図３は、本発明の第３の実施
例における印刷配線基板実装用ヒートシンクの印刷配線
基板の印刷配線面図である。
例における印刷配線基板実装用ヒートシンクの印刷配線
基板の印刷配線面図である。
【００２９】１３は印刷配線基板にヒートシンクを取り
付けているビスであり、１４は印刷配線である。
付けているビスであり、１４は印刷配線である。
【００３０】図３と従来例である図５を比較すると、通
常ＩＧＢＴなどの電力半導体素子２、４はコレクター
（図中のＣ表示）がヒートシンクの電位となる。その為
ビス６、１３はコレクター以外のゲート（図中のＧ表
示）、エミッター（図中のＥ表示）電位に対しては所定
の絶縁距離が必要であり、従来例では最低限２個のビス
６が必要なのに対し、本発明では２つのヒートシンク
３、５が絶縁体８で物理的に結合しているので１個のビ
ス１３で十分な為、ビス１３とその周辺の絶縁距離の
分、印刷配線基板１の面積をとることができる。
常ＩＧＢＴなどの電力半導体素子２、４はコレクター
（図中のＣ表示）がヒートシンクの電位となる。その為
ビス６、１３はコレクター以外のゲート（図中のＧ表
示）、エミッター（図中のＥ表示）電位に対しては所定
の絶縁距離が必要であり、従来例では最低限２個のビス
６が必要なのに対し、本発明では２つのヒートシンク
３、５が絶縁体８で物理的に結合しているので１個のビ
ス１３で十分な為、ビス１３とその周辺の絶縁距離の
分、印刷配線基板１の面積をとることができる。
【００３１】また、ビス６およびその絶縁距離のため印
刷配線幅が不足しているために追加した電流容量補強用
のリード線１４を削除し、印刷配線のみにすることもで
きる。よって、同一印刷配線基板面積に対してより信頼
性のある印刷配線面積が確保される。
刷配線幅が不足しているために追加した電流容量補強用
のリード線１４を削除し、印刷配線のみにすることもで
きる。よって、同一印刷配線基板面積に対してより信頼
性のある印刷配線面積が確保される。
【００３２】なお、たとえば整流ダイオードブリッジ等
の絶縁パッケージを有する素子をヒートシンクに付加し
て実装することでより印刷配線基板へのヒートシンクの
実装機械強度が増し、本発明の作用効果を補充すること
ができる。
の絶縁パッケージを有する素子をヒートシンクに付加し
て実装することでより印刷配線基板へのヒートシンクの
実装機械強度が増し、本発明の作用効果を補充すること
ができる。
【００３３】
【発明の効果】以上のように、請求項１〜４に記載の発
明によれば、作業工数の削減、電力半導体の放熱設計が
簡単で、印刷配線の面積の確保による信頼性の向上とい
う課題を調和良く改善する印刷配線基板実装用ヒートシ
ンクを提供することができる。
明によれば、作業工数の削減、電力半導体の放熱設計が
簡単で、印刷配線の面積の確保による信頼性の向上とい
う課題を調和良く改善する印刷配線基板実装用ヒートシ
ンクを提供することができる。
【図１】（ａ）本発明の実施例１における印刷配線基板
実装用ヒートシンクの断面図 （ｂ）本発明の実施例１における印刷配線基板実装用ヒ
ートシンクの実装図
実装用ヒートシンクの断面図 （ｂ）本発明の実施例１における印刷配線基板実装用ヒ
ートシンクの実装図
【図２】本発明の実施例２における印刷配線基板実装用
ヒートシンクの絶縁体の構成図
ヒートシンクの絶縁体の構成図
【図３】本発明の実施例３における印刷配線基板実装用
ヒートシンクの印刷配線基板の印刷配線図
ヒートシンクの印刷配線基板の印刷配線図
【図４】従来の印刷配線基板実装用ヒートシンクの実装
図
図
【図５】従来の印刷配線基板実装用ヒートシンクの印刷
配線面の印刷配線図
配線面の印刷配線図
１ 印刷配線基板 ２、４ 電力半導体素子 ３、５ ヒートシンク ８ 熱伝導性を有した絶縁体 １０ ビス １１ 金属部 １２ 薄膜の絶縁体
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5E322 AA01 AA02 AB01 AB11 EA06 FA04 5F036 AA01 BB01 BB21 BC03
Claims (4)
- 【請求項１】 印刷配線基板と、印刷配線基板上に実装
された複数のヒートシンクと、前記複数のヒートシンク
上に各々装着された非絶縁型パッケージを有する電力半
導体素子と、前記複数のヒートシンクを連結する熱伝導
性を有した絶縁体とを備えてなる印刷配線基板実装用ヒ
ートシンク。 - 【請求項２】 熱伝導性を有した絶縁体は、電力半導体
素子とヒートシンクをビス等により共締めされてなる請
求項１に記載の印刷配線基板実装用ヒートシンク。 - 【請求項３】 熱伝導性を有した絶縁体は、金属材料を
薄膜の絶縁体で絶縁した構造とする請求項１または２に
記載の印刷配線基板実装用ヒートシンク。 - 【請求項４】 複数のヒートシンクの内、単一のヒート
シンクのみが印刷配線基板とビス等により固定された請
求項１ないし３のいずれか１項に記載の印刷配線基板実
装用ヒートシンク。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001095750A JP3491622B2 (ja) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | 印刷配線基板実装用ヒートシンク |
| US10/093,740 US6740968B2 (en) | 2001-03-12 | 2002-03-08 | Power source unit for driving magnetron and heatsink to be mounted on printed circuit board thereof |
| CN200410003260.0A CN1272992C (zh) | 2001-03-12 | 2002-03-12 | 用于高频加热装置的开关电源 |
| CNB021218471A CN1306853C (zh) | 2001-03-12 | 2002-03-12 | 驱动磁控管的电源单元 |
| CN200410003259.8A CN100574542C (zh) | 2001-03-12 | 2002-03-12 | 装配到印刷电路板上的散热器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001095750A JP3491622B2 (ja) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | 印刷配線基板実装用ヒートシンク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002299865A true JP2002299865A (ja) | 2002-10-11 |
| JP3491622B2 JP3491622B2 (ja) | 2004-01-26 |
Family
ID=18949761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001095750A Expired - Fee Related JP3491622B2 (ja) | 2001-03-12 | 2001-03-29 | 印刷配線基板実装用ヒートシンク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3491622B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100684859B1 (ko) * | 2005-12-29 | 2007-02-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | 플라즈마 디스플레이 장치 |
| KR100728215B1 (ko) * | 2005-11-30 | 2007-06-13 | 삼성에스디아이 주식회사 | 플라즈마 디스플레이 장치 |
-
2001
- 2001-03-29 JP JP2001095750A patent/JP3491622B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100728215B1 (ko) * | 2005-11-30 | 2007-06-13 | 삼성에스디아이 주식회사 | 플라즈마 디스플레이 장치 |
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