JP2004207384A - 電子部品ユニットの放熱構造 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成でしかも製造コストのかからない安価な電子部品ユニットの放熱構造を提供する。
【解決手段】電子部品２を装着した基板３をケース６に収納し、発熱する電子部品２の熱をケース６を介して放熱するようにした電子部品ユニットの放熱構造において、前記ケース６の側壁に対向するようにサブ基板４が設けられ、前記サブ基板４のケース６に対向する面に前記電子部品２のうち放熱を必要とする発熱電子部品２ｃが面実装され、前記発熱電子部品２ｃは、サブ基板４とケース６との間にケース６の側壁に近接するように配置されている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電灯点灯装置等の電気機器において、各電子部品を基板に配線してなる電子部品ユニットをケース内に収納保持して、発熱する電子部品をケースを介して放熱するようにした電子部品ユニットの放熱構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
基板上に装着された電子部品の熱を放熱するようにした電子部品ユニットの放熱構造として、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されているものがある。前者の電子部品ユニットの放熱構造は、発熱する複数の電子部品をねじにより放熱板に取り付け、この放熱板をねじでケースに取り付けることによって、電子部品の熱を放熱板を介してケースに放熱するようにしている。この発熱する電子部品は、リード線を有する非面実装素子（ディスクリートタイプ）であり、リード線を基板のスルーホールに挿入し、リード線を基板に半田することによって基板に取り付けられている。
【０００３】
後者の電子部品ユニットの放熱構造は、基板の少なくとも外部接続端子を除いた領域に、電子部品を封止する熱抵抗の低い樹脂を被着して、電子部品の熱を放熱するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−６７９３０号公報
【特許文献２】
特開平１−２２０８８９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の電子部品ユニットの放熱構造では、各電子部品をねじで放熱板に取り付けなければならず、さらに、この放熱板をケースに取り付けなければならないので、取り付け作業が非常に面倒で製造コストも高価になる問題があった。また、各電子部品のリード線を基板のスルーホールに挿入できるように電子部品を放熱板に取り付けなければならないので、各電子部品を放熱板に取り付けるための放熱板の取付孔の位置と各電子部品を基板に取り付けるためのスルーホールの位置の両方を正確に寸法管理する必要があった。
【０００６】
後者の電子部品ユニットの放熱構造では、発熱する電子部品と発熱しない電子部品とを区別することなく、放熱を必要としない（発熱の小さい）電子部品までも樹脂に埋設していたため、必要以上に樹脂を使用していたので製造コストが高価になる問題があった。
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、簡単な構成でしかも製造コストのかからない安価な電子部品ユニットの放熱構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を解決するための本発明の技術的手段は、電子部品２を装着した基板３をケース６に収納し、発熱する電子部品２の熱をケース６を介して放熱するようにした電子部品ユニットの放熱構造において、前記ケース６の側壁に対向するようにサブ基板４が設けられ、前記サブ基板４のケース６に対向する面に前記電子部品２のうち放熱を必要とする発熱電子部品２ｃが面実装され、前記発熱電子部品２ｃは、サブ基板４とケース６との間でケース６の側壁に近接するように配置されている点にある。
【０００８】
技術的課題を解決するための本発明の他の技術的手段は、前記サブ基板４は、前記基板３に起立するように基板３に支持されている点にある。
技術的課題を解決するための本発明の他の技術的手段は、前記発熱電子部品２ｃがケース６の側壁に密着重合するように、前記サブ基板４をケース６の側壁側に押さえ付けるクリップ１３が設けられている点にある。
技術的課題を解決するための本発明の他の技術的手段は、前記発熱電子部品２ｃを覆うように、サブ基板４とケース６との間に充填剤１８が充填されている点にある。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２において、１は放電灯点灯装置の電子部品ユニット（点灯装置本体）で、複数の電子部品２をメイン基板３とサブ基板４とに配線して構成されている。このメイン基板３とサブ基板４は、例えばプリント基板から構成されている。
メイン基板３の表面（上面）及び裏面（下面）にはトランジスタ、抵抗、コンデンサ、トランス等の各電子部品２が配置されている。メイン基板３の表面（上面）には、ディスクリートタイプ（リード線５を有して、このリード線５を基板のスルーホールに挿入するタイプ）の電子部品２ａが配置され、メイン基板３の裏面（下面）には、ディスクリートタイプでない、即ち、面実装タイプの電子部品２ｂが配置されている。このメイン基板３の両面に配置される各電子部品２は、発熱の小さい（放熱を必要としない）電子部品である。このメイン基板３には、電子部品ユニット１の電子部品２のうち放熱が必要としない電子部品２のみが配置されている。
【００１０】
メイン基板３の裏面（下面）には、各電子部品２を接続するための銅箔２２（プリント配線）が多数配置され、各電子部品２のリード線５（半田付け部分）がメイン基板３の裏面側で半田により銅箔２２に接続されている。
６は電子部品ユニット１を収納保持する絶縁性のケース６で、絶縁性の合成樹脂等により上端が開口した長方形の箱形に形成され、底壁７と一対の長側壁８と一対の短側壁９とを一体に備える。ケース６の一対の短側壁９に、内方に突出した係合凹部１０が、間隔をおいて複数個（図例では２個）ずつ設けられている。
【００１１】
係合凹部１０は互いに同一の高さ位置にあって、電子部品ユニット１のメイン基板３の外周部を受けて、電子部品ユニット１をケース６の底壁７から浮かせかつメイン基板３が底壁７と平行になるように、電子部品ユニット１をケース６内で載置するようになっている。また、メイン基板３の外周部と係合凹部１０との係合によりメイン基板３の外周部と係合凹部１０とは密着し、メイン基板３はケース６内でがたつかないようになっている。
サブ基板４は、長方形板状に形成され、サブ基板４の表面がケース６の短側壁９に対向するように設けられている。このサブ基板４の表面（ケース６の短側壁９に対向する面）には、電界効果トランジスタ、パイポーラトランジスタ、ダイオードブリッジ、サイリスタ等の発熱の大きい（放熱を必要とする）発熱電子部品２ｃが配置され、このサブ基板４に配置された発熱電子部品２ｃは面実装タイプである。また、このサブ基板４には、電子部品ユニット１の電子部品２のうち放熱が必要な発熱電子部品２ｃのみが配置されている（第１の実施の形態では図２に示すように２個）。
【００１２】
サブ基板４の表面には、上記のメイン基板３と同様に、各発熱電子部品２ｃを接続するための銅箔２２が多数配置され、各発熱電子部品２ｃの半田付け部分がサブ基板４の表面側で半田により銅箔２２に接続され、各発熱電子部品２ｃはサブ基板４の表面で面実装されている。
サブ基板４の下部には、リード線５が設けられており、このリード線５はメイン基板３のスルーホール１１に挿入されて、メイン基板３の裏面側で半田により銅箔２２に接続され、サブ基板４はメイン基板３に起立するようにメイン基板３に支持されている。また、サブ基板４のリード線１１とサブ基板４の銅箔２２とは接続されており、サブ基板４の銅箔２２とメイン基板３の銅箔２２とが電気的に接続されている。
【００１３】
サブ基板４に配置された各発熱電子部品２ｃは、サブ基板４とケース６との間に配置され、発熱電子部品２ｃの側面１２はケース６の内側壁（短側壁９の内側）に近接するように配置されている。
したがって、ケース６と発熱電子部品２ｃが近接しているので発熱電子部品２ｃから発生した熱は、ケース６の短側壁９側へ移動し、ケース６に放熱されるようになり、放熱板が無くてもケース６に放熱することができる。
上記の電子部品ユニット１（放電灯点灯装置本体）をケース６に収納し、放電灯点灯装置を製造する場合、メイン基板３やサブ基板４の各電子部品２をそれぞれの基板に機械実装して電子部品２を装着したメイン基板３とサブ基板４とを別々に製作し、その後、サブ基板４のリード線５をメイン基板３のスルーホール１１に挿入して半田付けして電子部品ユニット１を製作する。その後、電子部品ユニット１を、ケース６内に挿入して、電子部品ユニット１をケース６の底壁７から浮かせかつメイン基板３が底壁７と平行なるように、電子部品ユニット１をケース６内に配置固定する。
【００１４】
これにより、電子部品ユニット１をケース６に固定するだけで、発熱電子部品２ｃをケース６に放熱する放熱構造を構成することができる。即ち、従来のように発熱電子部品２ｃを放熱板に取り付け、発熱電子部品２ｃを装着した放熱板をケース６に取り付ける必要がなく、安価に放熱構造を構成することができる。
また、従来では発熱電子部品２ｃを放熱板に取り付けるための放熱板の取付孔の位置と各電子部品２を基板に取り付けるためのスルーホールの位置の両方を正確に寸法管理しなければ、発熱電子部品２ｃを放熱板に取り付けたり、放熱板に取り付けた発熱電子部品２ｃをメイン基板３（基板）に取り付けることができなかったが、本発明の場合は、サブ基板４のリード線１１をメイン基板３に挿入できるようにメイン基板３のスルホール１１の位置のみを寸法管理すればよく、簡単な寸法管理で放熱構造を構成することができる。
【００１５】
さらに、本発明では、発熱電子部品２ｃを面実装タイプにしたので、従来のようなディスクリートタイプよりも基板に実装し易く、電子部品ユニット１を安価にすることができる。
次に、本発明の第２の実施の形態を図に基づいて説明する。
図３、４は本発明に係る電子部品ユニット１の放熱構造を示している。
この電子部品ユニット１の放熱構造は、発熱電子部品２ｃがケースの内側壁（短側壁９）に密着重合するように、サブ基板４をケース６の側壁（短側壁９）側に押さえ付けるクリップ１３（固定金具）を設けたものである。その他の構成は上記第１実施の形態と同様である。
【００１６】
クリップ１３は、平板等を屈曲して形成したものであり、ケース６の外側壁（短側壁９の外側）に重合する重合部１４と、サブ基板４の裏面に当接する当接部１５と、重合部１４と当接部１５とを連結する連結部１６とから構成されている。当接部１５は、サブ基板４をケース６の短側壁９側へ勢付するようになっており、クリップ１３の重合部１４をケース６の外側壁（短側壁９の外側）に重合させ、当接部１５をサブ基板４の裏面に当接することにより、サブ基板４はケース６の短側壁９側に押さえられ、発熱電子部品２ｃのケース６側の側壁１２の一部又は全面がケース６の短側壁９の内側に密着重合するようになっている。
【００１７】
したがって、発熱電子部品２ｃがケース６に密着重合しているので発熱電子部品２ｃの熱がケースに伝わりやすくなり、効率よく発熱電子部品２ｃの熱をケース６に放熱することができる。
また、図４に示すように、サブ基板４の両端部をクリップ１３で押さえることにより、複数の発熱電子部品２ｃをケース６の内側壁に密着重合する電子部品ユニット１の放熱構造できる。
さらに、発熱電子部品２ｃをケース６に密着重合させるには、電子部品ユニット１をケース６に取り付けた後、クリップ１３を上（ケース６の上側）から挿入すればよいので、クリップ１３の取り付け作業は非常に簡単で、この点からも放熱構造を安価に構成することができる。
【００１８】
次に、本発明の第３の実施の形態を図に基づいて説明する。
図５〜７は本発明に係る電子部品ユニット１の放熱構造を示している。
この電子部品ユニット１の放熱構造は、ケース６に短側壁９の上部からケース６の内方に屈曲する上壁１７を設け、サブ基板４と上壁１７と短側壁９とで囲まれた空間に充填剤１８（シリコン等の樹脂）を充填するようにしたものである。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
図５に示すように、サブ基板４に配置された発熱電子部品２ｃの全体は、充填剤１８で覆われており、発熱電子部品２ｃの熱は充填剤１８を介してケース６に放熱するようになっている。
【００１９】
したがって、ケース６と発熱電子部品２ｃとの間にの隙間がなくなるように充填剤１８を充填することができ、発熱の大きいの発熱電子部品２ｃの周りを充填剤１８で取り囲むように充填され、発熱電子部品２ｃのみを充填剤１８で効果的に放熱することができる。しかも、電子部品２のうち発熱電子部品２ｃだけを覆うようにしているので、ケース６に充填する充填剤１８の量は必要最小限で済み、充填剤１８の量を大幅に低減することができる。
なお、第３の実施の形態ではケース６に上壁１７を設けて、サブ基板４と上壁１７と短側壁９とで囲まれた空間に充填剤１８を充填するようにしたが、ケース６の上壁１７の代わりにケース６の開口を塞ぐ上蓋（図示していない）を設け、サブ基板４と上蓋と短側壁９とで囲まれた空間に充填剤１８を充填するようにしてもよい。
【００２０】
また、図５において、メイン基板３と底壁７と短側壁９とで囲まれた空間に充填剤１８が充填されているが、これは、メイン基板３の外周部とケース６の側壁（ケース６の短側壁９）との間に隙間があるために充填剤１８がその隙間から流れ出たためであり、メイン基板３の外周部とケース６の側壁（ケース６の短側壁９）との隙間をシール剤等で埋めたり、この隙間がないようにメイン基板３をケース６に嵌合すれば、図６に示すように、充填剤１８はサブ基板４と上壁１７と短側壁９とで囲まれた空間のみに充填されることとなり、さらに、充填剤１８の量を低減することができる。
【００２１】
次に、本発明の第４の実施の形態を図に基づいて説明する。
図８は本発明に係る電子部品ユニット１の放熱構造を示している。
この電子部品ユニット１の放熱構造は、サブ基板４にコネクタ１９ａ及び、メイン基板３にコネクタ１９ｂを設け、メイン基板３とサブ基板４とを電線２０等を介して電気的に接続したものである。その他の構成は第２の実施の形態と同様である。
サブ基板４のコネクタ１９ａ及びメイン基板３のコネクタ１９ｂは、サブ基板４及びメイン基板３の配線（銅箔２２）に接続されて、このサブ基板４及びメイン基板３のコネクタ１９に電線２０を有したコネクタ２１を差し込むことによって、サブ基板４とメイン基板３とは電気的に接続されている。これにより、メイン基板３とサブ基板４とを容易に接続することができる。
【００２２】
なお、この第４の実施の形態において、サブ基板４は、クリップ１３（固定金具）により挟持されておりケース６に固定されている。
また、第４の実施の形態では、発熱電子部品２ｃがケースの内側壁（短側壁９）に密着重合するように、サブ基板４をケース６の側壁（短側壁９）側に押さえ付けるクリップ１３（固定金具）を設けているが、このクリップ１３の代わりにボルトやナット等の締結具を用いて、サブ基板４をケース６の側壁（短側壁９）側に押さえ付けると共に、サブ基板４をケース６に固定するようにしてもよい。
【００２３】
本発明は、上記記載の実施の形態に限定されることなく適宜に設計変更が可能である。電子部品ユニット１は、点灯装置本体を構成するものとしているが、本発明が適用実施される放電灯点灯装置に限定されず、テープレコーダ、ラジオその他の電気機器であってもよい。
また、前記実施の形態では、電子部品２を配置して電子部品ユニット１を構成するための基板として、プリント基板を使用しているが、各電子部品２同士を接続するための基板は、プリント基板に限定されず、電子部品２を接続できる基板であれば他の配線基板を用いてもよい。また、前記実施の形態では、電子部品ユニット１を収納保持するケース６を、絶縁性の合成樹脂により構成しているが、ケース６は絶縁性のものに限定されず、例えばケース６を導電性を有する金属板により構成するようにしてもよい。
【００２４】
また、メイン基板３には、電子部品ユニット１の電子部品２のうち放熱が必要としない電子部品２のみが配置され、サブ基板４には電子部品ユニット１の電子部品２のうち放熱が必要な発熱電子部品２ｃのみが配置されていたが、メイン基板３、サブ基板４に、発熱電子部品２ｃと放熱を必要としない電子部品２との両方の電子部品２を配置するようにしてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、簡単な構成でしかも製造コストのかからない安価な電子部品ユニットの放熱構造を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す正面断面図である。
【図２】同図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す正面断面図である。
【図４】同図３のＢ−Ｂ矢視図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態を示す正面断面図である。
【図６】同充填剤を低減した正面断面図である。
【図７】同図５又は６のＣ−Ｃ矢視図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態を示す正面断面図である。
【符号の説明】
１ 電子部品ユニット
２ 電子部品
２ｃ 発熱電子部品（放熱を必要とする電子部品）
３ 基板（メイン基板）
４ サブ基板
６ ケース
１８ 充填剤

Claims (4)

1. 電子部品（２）を装着した基板（３）をケース（６）に収納し、発熱する電子部品（２）の熱をケース（６）を介して放熱するようにした電子部品ユニットの放熱構造において、
   前記ケース（６）の側壁に対向するようにサブ基板（４）が設けられ、前記サブ基板（４）のケース（６）に対向する面に前記電子部品（２）のうち放熱を必要とする発熱電子部品（２ｃ）が面実装され、
   前記発熱電子部品（２ｃ）は、サブ基板（４）とケース（６）との間でケース（６）の側壁に近接するように配置されていることを特徴とする電子部品ユニットの放熱構造。
2. 前記サブ基板（４）は、前記基板（３）に起立するように基板（３）に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品ユニットの放熱構造。
3. 前記発熱電子部品（２ｃ）がケース（６）の側壁に密着重合するように、前記サブ基板（４）をケース（６）の側壁側に押さえ付けていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品ユニットの放熱構造。
4. 前記発熱電子部品（２ｃ）を覆うように、サブ基板（４）とケース（６）との間に充填剤（１８）が充填されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電子部品ユニットの放熱構造。

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