JP2005057149A - Electric component module and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気部品および回路基板を含む電気部品モジュールとその製造方法に関し、特に、熱による影響を回避することが望まれる電気部品を含む電気部品モジュールとその製造方法に関する。 The present invention relates to an electrical component module including an electrical component and a circuit board and a manufacturing method thereof, and more particularly, to an electrical component module including an electrical component that is desired to avoid the influence of heat and a manufacturing method thereof.
従来、市場の要求に応えるため、また各社の製品の差別化を図るために、様々な電気電子機器の小型化が進められている。それに伴って、各電気電子機器内の電気部品やそれらの電気部品が装着される回路基板の小型化および高密度配置が進められている。 Conventionally, various electric and electronic devices have been downsized in order to meet market demands and to differentiate the products of each company. Along with this, miniaturization and high-density arrangement of electric components in each electric and electronic device and circuit boards on which those electric components are mounted have been promoted.
その結果、電気部品において、熱による影響が問題になっている。例えば、撮像手段に用いられるCCD素子(電荷結合素子)の場合には、高温の環境下では撮像結果である画像中に熱ノイズといわれる欠陥が生じ、特に70℃以上では顕著な画質劣化が見られる。そして、このような温度上昇は、外部(雰囲気温度)から伝わる熱によって生じる場合と、電気部品(例えばCCD素子)自体の動作時の発熱によって生じる場合が多い。外部から伝わる熱の影響は、電気部品の周囲を断熱構造にすることにより解消できる可能性があるが、電気部品自体の発熱による性能低下や短寿命化を防ぐためには、電気部品自体を温度降下させる必要がある。 As a result, the effect of heat has become a problem in electrical components. For example, in the case of a CCD device (charge-coupled device) used for an imaging means, a defect called thermal noise occurs in an image as a result of imaging under a high temperature environment, and remarkable image quality degradation is observed particularly at 70 ° C. or higher. It is done. Such a temperature increase is often caused by heat transmitted from the outside (atmosphere temperature) or by heat generated during operation of an electrical component (for example, a CCD element) itself. The effect of heat transmitted from the outside may be eliminated by providing a heat insulating structure around the electrical component, but in order to prevent performance degradation and shortening of the life due to heat generation of the electrical component itself, the temperature of the electrical component itself is decreased. It is necessary to let
そのため、電気部品に放熱部材(ヒートシンクや、電気部品が装着される筐体など)を接続して自然放熱させる構成が広く採用されている。しかし、前記したような近年の電子電気機器の著しい小型化のために十分な放熱用の空間を確保することが困難であり、また、電気部品の高出力化に伴って発熱量が大きくなり、自然放熱のみによって電気部品の温度を十分に降下させることが困難になってきている。そこで、電気部品を強制的に冷却するために、冷水用管路およびポンプ等を用いる水冷構造やファンを用いる空冷構造が利用される場合がある。
前記したような水冷構造や空冷構造は、冷水用管路およびポンプやファンを用いるため比較的大型であり、電気電子機器の小型化の妨げとなる。 The water cooling structure and the air cooling structure as described above are relatively large because a cold water pipe, a pump, and a fan are used, which hinders downsizing of electric and electronic equipment.
そこで特許文献1には、電気部品本体が装着されるプリント基板を、ペルチェ効果を生じる材料によって構成した装置が開示されている。このような構成によると、十分な冷却効果と小型化とが両立できる。
Therefore,
しかし、特許文献1に記載されている構成では、ペルチェ効果を生じる材料によってプリント基板を構成しているため、一般に広く使用されている通常のプリント基板を流用することはできず、非常に特殊なプリント基板を用いることになる。そのような特殊なプリント基板の具体的な材料や製造方法は、特許文献1には開示されていないが、通常のプリント基板に比べて製造工程が非常に煩雑であるとともに、高コストなものであろうと考えられる。
However, in the configuration described in
そこで本発明の目的は、既存の通常のプリント基板を用いることができ、ペルチェ素子によって電気部品を十分に冷却可能であるとともに、装置の小型化の妨げとならない電気部品モジュールおよびその製造方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an electrical component module that can use an existing ordinary printed circuit board and that can sufficiently cool an electrical component by a Peltier element and does not hinder downsizing of the device, and a method for manufacturing the same. There is to do.
本発明の電気部品モジュールは、孔部を有する回路基板と、孔部内に収納されているペルチェ素子と、ペルチェ素子の冷却側基板上に配置され、回路基板に電気接続されている電気部品と、ペルチェ素子の発熱側基板上に配置され、少なくとも一部が、回路基板の、電気部品が位置する面と反対側の面上に位置する放熱板とを有することを特徴とする。この構成によると、ペルチェ素子の冷却側基板の吸熱効果によって電気部品が冷却され、電気部品の作動時の発熱が相殺されて比較的一定の温度に保たれる。また、ペルチェ素子の発熱側基板からの熱は放熱板から自然放熱される。そしてこの電気部品モジュールは、従来から一般に広く使われている通常の回路基板を用いて、簡単かつ安価に製造できる。 The electrical component module of the present invention includes a circuit board having a hole, a Peltier element housed in the hole, an electrical component disposed on the cooling side substrate of the Peltier element and electrically connected to the circuit board, It is arranged on the heat generating side substrate of the Peltier element, and at least a part has a heat radiating plate located on the surface of the circuit board opposite to the surface on which the electrical component is located. According to this configuration, the electrical component is cooled by the heat absorption effect of the cooling-side substrate of the Peltier element, and the heat generated when the electrical component is activated is canceled out and maintained at a relatively constant temperature. The heat from the heat generating side substrate of the Peltier element is naturally radiated from the heat radiating plate. The electrical component module can be easily and inexpensively manufactured using a conventional circuit board that has been widely used.
孔部は電気部品の平面形状よりも小さい平面形状を有していると、特に電気部品をペルチェ素子よりも先に回路基板に取り付ける場合に、孔部の内周縁部によって電気部品の外縁部を支持可能であるため好ましい。 If the hole has a planar shape smaller than the planar shape of the electrical component, the outer edge portion of the electrical component can be formed by the inner peripheral edge of the hole, particularly when the electrical component is attached to the circuit board before the Peltier element. It is preferable because it can be supported.
また、ペルチェ素子の厚さは回路基板の厚さ以下であると、回路基板の孔部内にペルチェ素子全体が収まるため好ましい。 Further, it is preferable that the thickness of the Peltier element is equal to or less than the thickness of the circuit board because the entire Peltier element is accommodated in the hole of the circuit board.
回路基板の表面の、少なくとも孔部の周囲には、電気部品の電気接続に必要な最小限の配線パターンのみが形成されていると、大面積のいわゆるベタパターンを介して電気部品に熱が伝わることが回避できるため、電気部品の冷却効果が高い。 When only the minimum wiring pattern necessary for electrical connection of electrical components is formed at least around the hole on the surface of the circuit board, heat is transmitted to the electrical components via a so-called solid pattern with a large area. Since this can be avoided, the cooling effect of electrical parts is high.
回路基板の孔部の外側で前記電気部品を囲む位置に分離溝が設けられていると、回路基板の外部から伝わる熱が分離溝に遮断されて、電気部品に伝わることが防げ、電気部品の冷却効果が高い。 If a separation groove is provided at a position surrounding the electrical component outside the hole of the circuit board, heat transmitted from the outside of the circuit board is blocked by the separation groove and prevented from being transmitted to the electrical component. High cooling effect.
放熱板は導電性を有し、回路基板の配線を外部に対して電磁的にシールドしていてもよい。その場合、電磁的なノイズの発生が抑えられ、電気部品を含む電気回路の動作を高精度にすることができる。 The heat radiating plate may have conductivity and electromagnetically shield the wiring of the circuit board from the outside. In that case, generation of electromagnetic noise can be suppressed, and the operation of the electric circuit including the electric parts can be made highly accurate.
放熱板とペルチェ素子の接続部を覆う樹脂層を有していると、電気部品やペルチェ素子の吸熱や発熱のために各部材に結露が生じるのを樹脂層によって防ぐことができる。 When the resin layer covering the connecting portion between the heat sink and the Peltier element is provided, it is possible to prevent the resin layer from causing dew condensation in each member due to heat absorption and heat generation of the electrical component and the Peltier element.
放熱板は、ペルチェ素子の前記発熱側基板と一体形成されたものであると、構成が簡単になり製造が容易になる。 If the heat radiating plate is formed integrally with the heat generating side substrate of the Peltier element, the structure becomes simple and the manufacture becomes easy.
本発明の電気部品モジュールの製造方法は、孔部を有する回路基板を形成する工程と、孔部内にペルチェ素子を収納する工程と、ペルチェ素子の冷却側基板上に電気部品を配置する工程と、電気部品を回路基板と電気接続させる工程と、回路基板の、電気部品が位置する面と反対側の面上に放熱板を配設し、該放熱板をペルチェ素子の発熱側基板上に位置させる工程とを含むことを特徴とする。 The method for manufacturing an electrical component module of the present invention includes a step of forming a circuit board having a hole, a step of housing a Peltier element in the hole, a step of placing an electrical component on the cooling side substrate of the Peltier element, A step of electrically connecting the electrical component to the circuit board; and a heat sink is disposed on the surface of the circuit board opposite to the surface on which the electrical component is located, and the heat sink is positioned on the heat generating side substrate of the Peltier element. And a process.
また、本発明の電気部品モジュールのもう1つの製造方法は、孔部を有する回路基板を形成する工程と、孔部の平面形状よりも小さい平面形状を有する本体部分と、孔部の平面形状よりも大面積の発熱側基板とからなるペルチェ素子を製造する工程と、孔部内にペルチェ素子の本体部分を収納し、ペルチェ素子の大面積の発熱側基板の少なくとも一部を、回路基板の一方の面上に位置させる工程と、ペルチェ素子の冷却側基板上に電気部品を搭載する工程と、電気部品を回路基板と電気接続させる工程とを含むことを特徴とする。 Further, another manufacturing method of the electrical component module of the present invention includes a step of forming a circuit board having a hole, a main body having a planar shape smaller than the planar shape of the hole, and a planar shape of the hole. Manufacturing a Peltier element composed of a large-area heating side substrate, housing the Peltier element main body in the hole, and at least part of the large-area heating side substrate of the Peltier element is connected to one of the circuit boards. And a step of mounting the electrical component on the cooling side substrate of the Peltier element, and a step of electrically connecting the electrical component to the circuit board.
なお、本明細書中の「基板上」や「面上」という表現は、鉛直方向の上下を意味しているわけではなく、基板や面に接している、または他部材を挟んで近接して位置していることを意味している。 In the present specification, the expressions “on the substrate” and “on the surface” do not mean the vertical direction, but are in contact with the substrate or the surface, or in close proximity to each other with another member interposed therebetween. It means that it is located.
本発明によると、回路基板の孔部内のペルチェ素子の吸熱効果によって電気部品が冷却でき、電気部品の作動時の発熱が相殺されて比較的一定の温度に保たれる。従って、温度上昇による電気部品の性能低下や短寿命化が防げる。しかも、ペルチェ素子の発熱側基板の熱は、放熱板から自然放熱されて、電気部品への影響が抑えられる。 According to the present invention, the electrical component can be cooled by the heat absorption effect of the Peltier element in the hole of the circuit board, and the heat generated when the electrical component is operated is offset and kept at a relatively constant temperature. Accordingly, it is possible to prevent the performance degradation and the shortening of the life of the electrical component due to the temperature rise. In addition, the heat of the heat generation side substrate of the Peltier element is naturally radiated from the heat radiating plate, and the influence on the electrical components is suppressed.
さらに、本発明の電気部品モジュールは、ペルチェ効果を有する材料で構成されたプリント基板のような特殊な部材を用いることはなく、従来から広く使われている通常の回路基板を用いている簡単な構成であり、容易かつ安価に製造できる。 Furthermore, the electrical component module of the present invention does not use a special member such as a printed circuit board made of a material having a Peltier effect, and uses a conventional circuit board that has been widely used. It is a structure and can be manufactured easily and inexpensively.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1,2に本発明の第1の実施形態の電気部品モジュールが示されている。この電気部品モジュールの基本構成は、一般的に広く用いられている通常のプリント基板である回路基板1と、回路基板1に設けられている孔部1a内に収納されているペルチェ素子2と、ペルチェ素子2上に搭載されている電気部品3と、回路基板1の裏面(電気部品3が位置する面と反対側の面)上に固定されている金属製の放熱板4からなる。
1 and 2 show an electrical component module according to a first embodiment of the present invention. The basic configuration of this electrical component module is a
本実施形態の回路基板1には、電気部品3よりも平面形状の小さい孔部1aが開けられている。この孔部1a内にペルチェ素子2が収納されている。ペルチェ素子2は公知の構成であって、図3に示すように、1対の基板(冷却側基板2aと発熱側基板2b)間に複数の柱状の半導体2cが配置されており、P型半導体とN型半導体が交互になるように並べられている。そして、これらの半導体2cに接続されている電極2dに所定の電力が供給されると、一方の基板(冷却側基板2a)は冷却作用を生じ他方の基板(発熱側基板2b)は発熱作用を生じる。なお、図1には、冷却側基板2aおよび発熱側基板2bの内面に設けられている電極2dのうちの一部のみを図示している。
The
電気部品3は、あらゆる種類の素子であってよいが、本発明が特に有効なのは、熱による性能低下の問題を生じやすい、撮像手段用のCCD素子やパワーIC(電源IC)などである。この電気部品3は、孔部1a内に収納されているペルチェ素子2の冷却側基板2a上に、両面粘着テープ状の熱伝導性シート5を介して固定されている。また、電気部品3のリード3aが、回路基板1の表面の図示しない配線パターンに接続されている。
The
回路基板1の裏面上、すなわち電気部品3が位置する面と反対側の面上には、絶縁層6を介して、熱伝導率の高い金属製の放熱板4が配設されている。この放熱板4は、ペルチェ素子2の発熱側基板2b上に、熱伝導性シート5を介して固定されている。なお、絶縁層6は、回路基板1の裏面の図示しない配線パターンと放熱板4の電気的な短絡を防ぐために設けられており、シート状の絶縁部材であっても、絶縁塗料が塗布されたものであってもよい。ただし、回路基板1が、裏面には配線パターンをもたない片面基板である場合には、絶縁層6を設けなくてもよい。
On the back surface of the
回路基板1、絶縁層6、および放熱板4には、互いに固定するため、または他部材に取り付けるための取付孔7が設けられている。この取付孔7には、ねじ8が挿通されたり、図示しない他部材の係合凸部が嵌合したりする。
The
このような構成の電気部品モジュールは、回路基板1の図示しない配線パターンに接続されている電気部品3が作動する(例えばCCD素子による撮像が行われる)と同時に、ペルチェ素子2の電極2dに所定の電力が供給される。すると、ペルチェ素子2の冷却側基板2aが吸熱し、この冷却側基板2aの吸熱効果により、熱伝導性シート5を介して電気部品3が冷却される。従って、電気部品3の作動時の発熱が相殺され、電気部品3は比較的一定の温度に保たれる。従って、従来のような温度上昇による劣化や短寿命化が防げる。なお、ペルチェ素子2は原理上それぞれの最大吸熱量が決まっているため、最大限に駆動し続けると最低温度に一定に保たれる。
In the electric component module having such a configuration, the
ペルチェ素子2に所定の電力が供給されると、前記した冷却側基板2aの吸熱と同時に、発熱側基板2bの発熱が生じる。この発熱側基板2bの熱は、熱伝導性シート5を介して放熱板4から、従来の構成と同様に自然放熱される。放熱板4に伝わった熱が回路基板1および電気部品3に再度伝わらないように、絶縁層6は熱伝導率が低いものであることが好ましい。
When predetermined power is supplied to the
このように、本実施形態によると、ペルチェ素子2の冷却効果によって電気部品3を強制的に冷却するとともに、ペルチェ素子2の発熱側基板2bからの熱は放熱板4から自然放熱させることができる。従って、ペルチェ素子2によって効果的に電気部品3の温度上昇を抑制することができるととともに、ペルチェ素子2の発熱側基板2bからの熱を逃がすことができる。これは、特に、熱による性能劣化の問題を生じやすい電気部品である、撮像手段用のCCD素子やパワーIC(電源IC)を有し、例えば100℃前後の高温にまで達する可能性のある車両内に置かれる可能性がある電気電子機器において非常に効果的である。
Thus, according to the present embodiment, the
なお、放熱板4に放熱フィンを設けて、より高い放熱効果を得る構成とすることもできる。放熱板4は、従来のものと同様に熱伝導率の高い材料からなる。
In addition, it can also be set as the structure which provides a radiation fin in the
以上説明した電気部品モジュールの製造方法について、図4を参照して簡単に説明すると、まず、孔部1aを有する回路基板1を形成する(ステップS1)。これは、完成した回路基板1に後から孔部1aを開けてもよく、または、最初から孔部1aが開いた形状の回路基板1を製造してもよい。
The electrical component module manufacturing method described above will be briefly described with reference to FIG. 4. First, the
次に、回路基板1の孔部1a内にペルチェ素子2を収納する(ステップS2)。このとき、ペルチェ素子2を、回路基板1の表面側(電気部品3が配置される面側)に冷却側基板2aが位置するように配置する。そして、詳述しないが、ペルチェ素子2に所定の電力を供給可能にするために、電極2dと回路基板1の配線パターンまたは他の導通手段とを接続する。また、ペルチェ素子2の冷却側基板2a上に熱伝導性シート5を介して電気部品3を配置し(ステップS3)、この電気部品3のリード3aを回路基板1の図示しない配線パターンに電気接続させる(ステップS4)。
Next, the
それから、回路基板3の裏面側、すなわち電気部品3が位置する面と反対側の面上に、絶縁層6を介して放熱板4を配設し、放熱板4を、熱伝導性シート5を介してペルチェ素子2の発熱側基板2b上に位置させる(ステップS5)。
Then, the
このようにして本実施形態の電気部品モジュールは完成する。本実施形態では、前記した特許文献1に記載された発明のようにプリント基板自体をペルチェ効果を有する材料から構成するのではなく、従来から広く使われている通常の回路基板1を用いることができ、その回路基板1に孔部1aを形成し孔部1a内にペルチェ素子2を配置するという簡単な工程が追加されるだけで製造できる。従って、製造が非常に容易で低コスト化が可能である。そして、前記した通り、電気部品3の温度上昇を抑制することができる。
In this way, the electrical component module of this embodiment is completed. In the present embodiment, the printed circuit board itself is not made of a material having the Peltier effect as in the invention described in
なお、電気部品3を配置して接続するステップS3およびS4は、ペルチェ素子2を孔部1a内に収納するステップS2よりも先に行ってもよい。その場合、孔部1aのペルチェ素子2が収納されるべき位置の上方に電気部品を配置して、リード3aを回路基板1に接続する。その後で、回路基板1の裏面側からペルチェ素子2を孔部1aに挿入し、結果的に、冷却側基板2a上に電気部品3が配置された状態にする。特に、このようにステップS3およびS4をステップS2よりも先に行う場合には、孔部1aが電気部品3の平面形状よりも小さい平面形状を有しており、孔部1aの内周縁部によって電気部品3の外縁部を支持可能な構成であるのが好ましい。また、図1に示すように、回路基板1の孔部1a内にペルチェ素子2全体が収まるように、ペルチェ素子2の厚さは回路基板1の厚さ以下であることが好ましい。図示する通り、本実施形態のペルチェ素子2は非常に小型である。従って、ここでは具体的に説明しないが、例えば特開平8−97472号公報に記載されている製造方法を用いてペルチェ素子2を製造することが有効である。
In addition, you may perform step S3 and S4 which arrange | position and connect the
本発明の第2の実施形態の電気部品モジュールについて説明する。なお、第1の実施形態と実質的に同一の部分には同一の符号を付与し説明は省略する。図5,6に示すように、本実施形態の電気部品モジュールの回路基板1は、内側領域1bと外側領域1cに分けることができる。すなわち、詳細には図示していないが、回路基板1の表面の、孔部1aの周囲の内側領域1bには、電気部品3の電気接続に必要な最小限の配線パターンのみが形成されており、外側領域1cには、必要最小限の配線パターン以外に、銅箔などで構成される電源パターン及び電源層やGND層およびシールドパターン等の、いわゆるベタパターンといわれる大面積の導通パターンが形成されている。
An electrical component module according to a second embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is provided to the part substantially the same as 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted. As shown in FIGS. 5 and 6, the
従来は、回路基板全体に、電気部品の電気接続のための必要最小限の配線パターンに加えて、前記したようなベタパターンが形成されるのが普通であった。しかし、本実施形態では、電気部品3に大面積のベタパターンを介して熱が伝わるのを回避するために、少なくとも電気部品3の周囲、すなわち孔部1aの周囲の内側領域1bにはベタパターンを設けない構成になっている。なお、電気配線上の問題がなければ、回路基板1の全面に亘ってベタパターンを持たず、電気部品の電気接続のための必要最小限の配線パターンのみを有する構成にしてもよい。以上説明した以外の構成や製造方法は第1の実施形態と実質的に同じである。
Conventionally, a solid pattern as described above is generally formed on the entire circuit board in addition to the minimum necessary wiring pattern for electrical connection of electrical components. However, in the present embodiment, in order to avoid heat being transferred to the
本発明の第3の実施形態の電気部品モジュールについて説明する。なお、第1,2の実施形態と実質的に同一の部分には同一の符号を付与し説明は省略する。図7に示すように、本実施形態の電気部品モジュールの回路基板11には、孔部11aの外側で電気部品3を囲む位置に分離溝11bが設けられており、分離溝11bの内側の領域と外側の領域とは梁部11cのみによって繋がっている。この構成によると、回路基板11の外部から伝わる熱が、分離溝11bに遮断されて中央領域には伝わりづらくなっており、従って電気部品3に熱が伝わることが防げる。もちろん梁部11cを介する伝熱は防げないが、図7に示すように孔部11aおよび電気部品3の周囲の大部分に亘って分離溝11bが形成されていることによって、熱の伝達を大幅に抑制することができる。なお、本実施形態においても、第2の実施形態と同様に少なくとも孔部11aの周囲の領域にはベタパターンを設けない構成にしてもよい。以上説明した以外の構成や製造方法は第1の実施形態と実質的に同じである。
An electrical component module according to a third embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is provided to the part substantially the same as 1st, 2nd embodiment, and description is abbreviate | omitted. As shown in FIG. 7, the circuit board 11 of the electrical component module of the present embodiment is provided with a separation groove 11b at a position surrounding the
本発明の第4の実施形態の電気部品モジュールについて説明する。なお、第1〜3の実施形態と実質的に同一の部分には同一の符号を付与し説明は省略する。図8に示す本実施形態の電気部品モジュールの放熱板12は、導電性の金属からなるか、または表面に金属メッキが施されて、少なくとも表面が導電性を有する構成である。そしてこの放熱板12の導電部分は、図示しないが接地されている。本実施形態では、この放熱板12によって、回路基板1の配線は、外部、特に図8の下方に対して電磁的にシールドされている。これによって、電磁的なノイズの発生が抑えられ、電気部品3を含む電気回路の動作を高精度にすることができる。なお、本実施形態を第2,3の実施形態と任意に組み合わせた構成にすることもできる。以上説明した以外の構成や製造方法は第1〜3の実施形態と実質的に同じである。
An electric component module according to a fourth embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is provided to the part substantially the same as 1st-3rd embodiment, and description is abbreviate | omitted. The
本発明の第5の実施形態の電気部品モジュールについて説明する。なお、第1〜4の実施形態と実質的に同一の部分には同一の符号を付与し説明は省略する。図9に示すように本実施形態の電気部品モジュールは、孔部1a内に樹脂が注入されて、電気部品3とペルチェ素子2と放熱板4の接続部を覆う樹脂層13が設けられている。樹脂層13は、エポキシ系接着剤などからなり、電気部品3やペルチェ素子2の吸熱や発熱によって各部材に結露が生じるのを防ぐ作用がある。さらにこの樹脂層13は、ペルチェ素子2の発熱側基板2bからの熱によって劣化しないように耐熱性を有し、ペルチェ素子2の発熱側基板2bからの熱が電気部品3に伝わりにくいように熱伝導率が低く、各部材間の電気的短絡を防ぐために電気絶縁性を有し、熱による各部材の膨張や収縮を吸収できるように弾性を有することが好ましい。なお、本実施形態を第2〜4の実施形態と任意に組み合わせた構成にすることもできる。以上説明した以外の構成や製造方法は第1〜4の実施形態と実質的に同じである。
An electrical component module according to a fifth embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is provided to the part substantially the same as 1st-4th embodiment, and description is abbreviate | omitted. As shown in FIG. 9, in the electrical component module of the present embodiment, resin is injected into the hole 1 a, and a
本発明の第6の実施形態の電気部品モジュールについて説明する。なお、第1〜5の実施形態と実質的に同一の部分には同一の符号を付与し説明は省略する。図10に示すように、本実施形態の電気部品モジュールは、放熱板がペルチェ素子14の発熱側基板14bに一体形成されている構成である。すなわち、ペルチェ素子14の、発熱側基板14bを除く本体部分14e(発熱側基板14aと半導体14cと電極14d)は前記した第1〜5の実施形態と同様に孔部1a内に収納可能な小面積の平面形状に形成されているが、発熱側基板14bは、第1〜5の実施形態の発熱側基板2bと同様に孔部1a内に収納可能な小面積部14fと、第1〜5の実施形態の放熱板4と同様に回路基板1の裏面に位置する大面積部14gとが一体化された構成である。
An electrical component module according to a sixth embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is provided to the part substantially the same as 1st-5th embodiment, and description is abbreviate | omitted. As shown in FIG. 10, the electrical component module of the present embodiment has a configuration in which a heat radiating plate is integrally formed on the heat
本実施形態の電気部品モジュールの製造方法について、図11を参照して簡単に説明する。まず、孔部1aを有する回路基板1を形成する(ステップS1)。これは、完成した回路基板1に後から孔部1aを開けてもよく、または、最初から孔部1aが開いた形状の回路基板1を製造してもよい。
A method for manufacturing the electrical component module of the present embodiment will be briefly described with reference to FIG. First, the
一方、前記した通り、孔部1aの平面形状よりも小さい平面形状を有する本体部分14eに、孔部1aの平面形状よりも大面積の部分14gを含む発熱側基板14bが取り付けられている構成のペルチェ素子14を製造する(ステップS6)。
On the other hand, as described above, the heat
次に、回路基板1の孔部1a内にペルチェ素子14の本体部分14eを収納し、回路基板1の表面側(電気部品3が配置される面側)に冷却側基板14aを位置させ、発熱側基板14bの大面積部14gの少なくとも一部を、絶縁層6を介して、回路基板1の裏面、すなわち電気部品3が位置する面と反対側の面上に位置させる(ステップS7)。そして、詳述しないが、ペルチェ素子14に所定の電力を供給可能にするために、電極14dと回路基板1の配線パターンまたは他の導通手段とを接続する。また、ペルチェ素子14の冷却側基板2a上に熱伝導性シート5を介して電気部品3を配置し(ステップS3)、この電気部品3のリード3aを回路基板1の図示しない配線パターンに電気接続させる(ステップS4)。このようにして本実施形態の電気部品モジュールは完成する。
Next, the main body portion 14e of the
なお、電気部品3を配置して接続するステップS3およびS4は、ペルチェ素子14を回路基板1に取り付けるステップS7よりも先に行ってもよい。その場合、孔部1aの、ペルチェ素子14の本体部分14eが収納されるべき位置の上方に電気部品を配置して、リード3aを回路基板1に接続する。その後で、回路基板1の裏面側からペルチェ素子14の本体部分14eを孔部1aに挿入し、結果的に、冷却側基板14a上に電気部品3が配置された状態にする。また、ペルチェ素子14の製造時には、予め別々に形成された小面積部14fと大面積部14gとを貼り合わせて発熱側基板14bを形成してもよいが、小面積部14fと大面積部14gとを同時に一体成形して発熱側基板14bを形成してもよい。
Note that steps S3 and S4 for arranging and connecting the
本実施形態は、実質的には、第1〜5の実施形態の放熱板と発熱側基板とが一体化されたような構成であるため、発熱側基板側の熱伝導性シート5が不要になるとともに、製造工程が簡単になる。なお、本実施形態を第2〜5の実施形態と任意に組み合わせた構成にすることもできる。以上説明した以外の構成は第1の実施形態と実質的に同じである。
In the present embodiment, since the heat radiation plate and the heat generation side substrate of the first to fifth embodiments are substantially integrated, the heat
1,11 回路基板
1a,11a 孔部
1b 内側領域
1c 外側領域
2,14 ペルチェ素子
2a,14a 冷却側基板
2b,14b 発熱側基板
2c,14c 半導体
2d,14d 電極
3 電気部品
3a リード
4,12 放熱板
5 熱伝導性シート
6 絶縁層
7 取付孔
8 ねじ
11b 分離溝
11c 梁部
13 樹脂層
14e 本体部分
14f 小面積部
14g 大面積部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記孔部内に収納されているペルチェ素子と、
前記ペルチェ素子の冷却側基板上に配置され、前記回路基板に電気接続されている電気部品と、
前記ペルチェ素子の発熱側基板上に配置され、少なくとも一部が、前記回路基板の、前記電気部品が位置する面と反対側の面上に位置する放熱板とを有する電気部品モジュール。 A circuit board having a hole;
A Peltier element housed in the hole,
An electrical component disposed on the cooling side substrate of the Peltier element and electrically connected to the circuit board;
An electrical component module disposed on a heat generation side substrate of the Peltier element, and having at least a part of the circuit board on a surface opposite to the surface on which the electrical component is disposed.
前記孔部内にペルチェ素子を収納する工程と、
前記ペルチェ素子の冷却側基板上に電気部品を配置する工程と、
前記電気部品を前記回路基板と電気接続させる工程と、
前記回路基板の、前記電気部品が位置する面と反対側の面上に放熱板を配設し、該放熱板を前記ペルチェ素子の発熱側基板上に位置させる工程とを含む、電気部品モジュールの製造方法。 Forming a circuit board having a hole;
Storing a Peltier element in the hole;
Placing an electrical component on the cooling side substrate of the Peltier element;
Electrically connecting the electrical component to the circuit board;
Disposing a heat sink on a surface of the circuit board opposite to a surface on which the electric component is located, and positioning the heat sink on a heat generating side substrate of the Peltier element. Production method.
前記孔部の平面形状よりも小さい平面形状を有する本体部分と、前記孔部の平面形状よりも大面積の発熱側基板とからなるペルチェ素子を製造する工程と、
前記孔部内に前記ペルチェ素子の前記本体部分を収納し、前記ペルチェ素子の大面積の前記発熱側基板の少なくとも一部を、前記回路基板の一方の面上に位置させる工程と、
前記ペルチェ素子の冷却側基板上に電気部品を配置する工程と、
前記電気部品を前記回路基板と電気接続させる工程とを含む、電気部品モジュールの製造方法。 Forming a circuit board having a hole;
A step of manufacturing a Peltier element comprising a main body portion having a planar shape smaller than the planar shape of the hole, and a heat generating side substrate having a larger area than the planar shape of the hole;
Storing the body portion of the Peltier element in the hole, and positioning at least a part of the large-area heating-side substrate of the Peltier element on one surface of the circuit board;
Placing an electrical component on the cooling side substrate of the Peltier element;
And a step of electrically connecting the electrical component to the circuit board.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7989380B2 (en) | 2008-11-26 | 2011-08-02 | Ceradyne, Inc. | High resistivity SiC material with B, N and O as the only additions |
US20110286056A1 (en) * | 2010-05-19 | 2011-11-24 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Image scanning apparatus and image forming apparatus |
KR101236802B1 (en) * | 2011-04-07 | 2013-02-25 | 남경 주식회사 | Printed circuit board having a radiant heat function |
CN112420908A (en) * | 2019-08-20 | 2021-02-26 | 罗伯特·博世有限公司 | Thermally active element |
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2003
- 2003-08-07 JP JP2003288384A patent/JP2005057149A/en active Pending
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