JP2005191378A - Heat radiation structure in printed board - Google Patents

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JP2005191378A JP2003432710A JP2003432710A JP2005191378A JP 2005191378 A JP2005191378 A JP 2005191378A JP 2003432710 A JP2003432710 A JP 2003432710A JP 2003432710 A JP2003432710 A JP 2003432710A JP 2005191378 A JP2005191378 A JP 2005191378A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat radiation structure with less restrictions at the time of arranging components while miniaturizing a printed board. <P>SOLUTION: Wiring patterns 11a and 11b are formed on the surface layer (front) 11 of the printed board 1, and a wiring pattern 12a is formed on an inner layer 12. A heat generating component 2 is electrically connected to the wiring pattern 11a. A screw 31 fixes the printed board 1 to a case body 32 while being in contact with the wiring pattern 11b. Heat generated in the heat generating component 2 is transmitted through the wiring pattern 11a, the wiring pattern 12a, the wiring pattern 11b and the screw 31 to the case body 32. The heat is transferred between the wiring patterns through an insulating layer. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電気回路または電子回路を構成する部品が搭載された多層プリント基板における放熱構造に係わる。   The present invention relates to a heat dissipation structure in a multilayer printed board on which components constituting an electric circuit or an electronic circuit are mounted.

各種電気回路または電子回路は、通常、プリント基板上に実装される。このとき、実装される回路によっては、大電流を流す部品が搭載されることもある。この場合、大電流を流す部品(例えば、ヒューズ、大型の抵抗、パワートランジスタ等)は、しばしば、発熱体となる。なお、以下では、発熱体となる部品を「発熱部品」と呼ぶことがある。   Various electric circuits or electronic circuits are usually mounted on a printed circuit board. At this time, depending on a circuit to be mounted, a component that allows a large current to flow may be mounted. In this case, a component (for example, a fuse, a large resistor, a power transistor, etc.) through which a large current flows is often a heating element. In the following, a component that becomes a heating element may be referred to as a “heating component”.

一方、プリント基板上には、IC等の高温に弱い部品(或いは、周囲が高温になることが好ましくない部品)が搭載されることが多々ある。このため、上述のような発熱部品および高温に弱い部品がプリント基板上に混在する場合には、高温に弱い部品を保護する対策が必要になる。   On the other hand, on the printed board, there are many cases where components such as ICs that are vulnerable to high temperatures (or components in which the surroundings are not preferably high) are mounted. For this reason, when the above heat generating components and components vulnerable to high temperatures are mixed on the printed circuit board, measures to protect the components vulnerable to high temperatures are required.

高温に弱い部品を保護するための最も単純な方法は、発熱部品からの距離が大きくなるように部品の配置を設計することである。
また、図5に示すように、プリント基板101上において発熱部品102に伝熱板103を取り付け、その伝熱板103をヒートシンク等の放熱器104に接触させることで、発熱部品102で発生する熱を外部に逃がすことにより高温に弱い部品105を保護する構造も実施されている。
The simplest way to protect parts that are sensitive to high temperatures is to design the arrangement of the parts so that the distance from the heat-generating parts is large.
Further, as shown in FIG. 5, a heat transfer plate 103 is attached to the heat generating component 102 on the printed circuit board 101, and the heat generated by the heat generating component 102 is brought into contact with a heat sink 104 such as a heat sink. The structure which protects the components 105 which are weak to high temperature by escaping to the outside is also implemented.

さらに、特許文献1には、プリント基板上に実装されている発熱部品から発せられる熱を、放熱用パターンおよびナットを介して裏面カバーから外部に放出させる構造が記載されている。
さらに、特許文献2には、プリント基板の一方の面に放熱部品を設けるとともに、他方の面に絶縁シートを介して放熱板を設けた構成において、その基板の両面を貫通ビアにより熱的に接続した構造が記載されている。
特開平9−321467号公報(図1、段落0011〜0016) 特開2002−94274号公報(図1〜図4、段落0006〜0009)
Furthermore, Patent Document 1 describes a structure in which heat generated from a heat generating component mounted on a printed board is released from the back cover to the outside through a heat radiation pattern and a nut.
Further, in Patent Document 2, in a configuration in which a heat dissipation component is provided on one surface of a printed circuit board and a heat dissipation plate is provided on the other surface through an insulating sheet, both surfaces of the substrate are thermally connected by through vias. The structure is described.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-32467 (FIG. 1, paragraphs 0011 to 0016) Japanese Patent Laid-Open No. 2002-94274 (FIGS. 1 to 4, paragraphs 0006 to 0009)

上述した公知の技術のうち、発熱部品から高温に弱い部品までの距離を大きくする構造では、プリント基板の小型化を図ることが困難である。また、図5に示すように、発熱部品102で発生する熱を伝熱板103を介してヒートシンク等の放熱器104に導く構造では、伝熱板103や放熱器104が必要となり部品数が増加し、また、そのためのスペースも必要になる。   Of the known techniques described above, it is difficult to reduce the size of the printed circuit board with a structure that increases the distance from the heat-generating component to a component that is vulnerable to high temperatures. Further, as shown in FIG. 5, in the structure in which the heat generated in the heat generating component 102 is guided to the heat sink 104 such as a heat sink via the heat transfer plate 103, the heat transfer plate 103 and the heat sink 104 are required, and the number of components increases. In addition, a space for that is required.

特許文献1に記載の構造では、発熱部品の絶縁部分を放熱パターンに接触させるようになっている。すなわち、配線パターンとは別に放熱のためのパターンを形成する必要がある。また、特許文献2に記載の構造では、放熱板や絶縁シート等の放熱のための専用部品が必要になる。   In the structure described in Patent Document 1, the insulating portion of the heat generating component is brought into contact with the heat radiation pattern. That is, it is necessary to form a pattern for heat dissipation separately from the wiring pattern. Moreover, in the structure described in Patent Document 2, dedicated parts for heat dissipation such as a heat sink and an insulating sheet are required.

本発明は、これらの課題を考慮してなされたものであり、プリント基板の小型化を図りつつ、部品の配置に制約が少ない放熱構造を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of these problems, and an object of the present invention is to provide a heat dissipating structure with less restrictions on the arrangement of components while reducing the size of a printed circuit board.

本発明の放熱構造は、配線パターンを形成した層を2以上有するプリント基板を前提とする。そして、上記プリント基板に搭載される発熱部品が、そのプリント基板の第1の層に形成されている第1の配線パターンに電気的に接続される。また、上記発熱部品から上記第1の配線パターンに伝達される熱が上記プリント基板の第2の層に形成されている第2の配線パターンに受け渡されるようにそれらの配線パターンが形成される。そして、上記熱が上記第2の配線パターンを介して放出される。   The heat dissipation structure of the present invention is premised on a printed circuit board having two or more layers on which wiring patterns are formed. And the heat-emitting component mounted in the said printed circuit board is electrically connected to the 1st wiring pattern currently formed in the 1st layer of the printed circuit board. In addition, the wiring patterns are formed so that heat transferred from the heat generating component to the first wiring pattern is transferred to the second wiring pattern formed on the second layer of the printed circuit board. . Then, the heat is released through the second wiring pattern.

上記構造において、発熱部品で発生する熱は、異なる層に形成されている配線パターン間で受け渡されて基板の外部に放出される。
上記発明において、上記第1の配線パターンおよび上記第2の配線パターンは、互いに電気的に絶縁されているようにしてもよい。この場合、発熱部品で発生した熱は、その一部が電気的に絶縁された経路を介して熱が放出される。
In the above structure, heat generated in the heat generating component is transferred between the wiring patterns formed in different layers and released to the outside of the substrate.
In the above invention, the first wiring pattern and the second wiring pattern may be electrically insulated from each other. In this case, the heat generated in the heat generating component is released through a path in which a part thereof is electrically insulated.

また、上記発明において、上記熱が上記第2の配線パターンに受け渡された後、さらに上記第2の層以外の層に形成されている第3の配線パターンを介して放出されるようにしてもよい。この場合、発熱部品で発生する熱は、第1の配線パターンから第2の配線パターンへ、さらに第2の配線パターンから第3の配線パターンへ次々と受け渡されてゆく。   In the above invention, after the heat is transferred to the second wiring pattern, the heat is further released through a third wiring pattern formed in a layer other than the second layer. Also good. In this case, the heat generated in the heat generating component is successively transferred from the first wiring pattern to the second wiring pattern, and further from the second wiring pattern to the third wiring pattern.

さらに、上記発明において、上記プリント基板を放熱材に固定するための固定手段を設け、上記熱が上記第2の配線パターンおよびその固定手段を介して上記放熱材に伝達されるようにしてもよい。
本発明の他の態様の放熱構造は、配線パターンを形成した層を2以上有するプリント基板を前提とし、上記プリント基板に搭載される発熱部品がそのプリント基板の第1の層に形成されている第1の配線パターンに電気的に接続される。また、上記発熱部品から上記第1の配線パターンに伝達される熱が上記プリント基板の第2の層に形成されている第2の配線パターンと重なり合う部分が形成される。そして、上記熱が上記第2の配線パターンを介して放出される。なお、この放熱構造の作用は、基本的に、上述の放熱構造の作用と同じである。
Further, in the above invention, a fixing means for fixing the printed circuit board to the heat dissipation material may be provided so that the heat is transmitted to the heat dissipation material via the second wiring pattern and the fixing means. .
The heat dissipation structure according to another aspect of the present invention is premised on a printed circuit board having two or more layers on which a wiring pattern is formed, and a heat generating component mounted on the printed circuit board is formed on the first layer of the printed circuit board. It is electrically connected to the first wiring pattern. Further, a portion is formed in which heat transmitted from the heat generating component to the first wiring pattern overlaps with the second wiring pattern formed on the second layer of the printed circuit board. Then, the heat is released through the second wiring pattern. The operation of this heat dissipation structure is basically the same as that of the above-described heat dissipation structure.

本発明によれば、発熱部品で発生する熱は、配線パターン間で受け渡されて基板の外部に放出されるので、それらの配線パターンの形状および配置を適切に設計するだけで、放熱のための専用部品を設けることなく、放熱構造を実現できる。よって、プリント基板の小型化が図れる。   According to the present invention, the heat generated in the heat-generating component is transferred between the wiring patterns and released to the outside of the board. Therefore, it is only necessary to appropriately design the shape and arrangement of the wiring patterns for heat dissipation. The heat dissipation structure can be realized without providing any dedicated parts. Therefore, the printed circuit board can be reduced in size.

また、熱の受け渡しを行う配線パターン間が絶縁されているので、特許文献1に記載されている熱伝導のための専用の放熱用パターンを形成する必要がなく、発熱部品に電力を供給するため又は発熱部品に信号入出力のためにその発熱部品に電気的に接続される配線パターンを利用して放熱を行うことができる。   In addition, since the wiring patterns for transferring heat are insulated, there is no need to form a dedicated heat radiation pattern for heat conduction described in Patent Document 1, and power is supplied to the heat-generating component. Alternatively, heat can be radiated using a wiring pattern electrically connected to the heat generating component for signal input / output.

図1は、本発明の実施形態の放熱構造について説明する図である。ここで、プリント基板1には、発熱部品2およびIC3を含む電気回路/電子回路が実装されている。なお、発熱部品2は、上記電気回路/電子回路の動作時に大電流が流れて発熱し得る部品であって、特に限定されるものではないが、例えば、ヒューズ、大型の抵抗、パワートランジスタ等に相当する。また、IC3は、高温に弱い部品の一例であり、周囲温度が上昇したときにその特性が劣化したり或いは破壊に至るおそれがある。   FIG. 1 is a diagram illustrating a heat dissipation structure according to an embodiment of the present invention. Here, an electric circuit / electronic circuit including the heat generating component 2 and the IC 3 is mounted on the printed circuit board 1. The heat generating component 2 is a component that can generate heat when a large current flows during the operation of the electric circuit / electronic circuit, and is not particularly limited. For example, the heat generating component 2 may be a fuse, a large resistor, a power transistor, or the like. Equivalent to. Further, the IC 3 is an example of a component that is vulnerable to high temperatures, and when the ambient temperature rises, the characteristics may be deteriorated or the IC 3 may be destroyed.

プリント基板1は、いわゆる4層基板であり、4つの層にそれぞれ配線パターンが形成されている。4層基板は、例えば、それぞれその両面に配線パターンが形成された2枚の基板を接合することにより形成される。この場合、一方の基板の表面および裏面がそれぞれプリント基板1の表面層(表)11および内層12になる。また、他方の基板の表面および裏面が、それぞれプリント基板1の表面層(裏)14および内層13になる。なお、これら2枚の基板が接合される面(すなわち、内層12、13)は、例えば、絶縁樹脂等によりコーティングされて互いに電気的に絶縁されている。   The printed board 1 is a so-called four-layer board, and a wiring pattern is formed on each of the four layers. The four-layer substrate is formed, for example, by bonding two substrates each having a wiring pattern formed on both surfaces thereof. In this case, the front surface and the back surface of one substrate become the surface layer (front) 11 and the inner layer 12 of the printed circuit board 1, respectively. Further, the front surface and the back surface of the other substrate become a surface layer (back surface) 14 and an inner layer 13 of the printed circuit board 1, respectively. Note that the surfaces (that is, the inner layers 12 and 13) to which these two substrates are bonded are coated with, for example, an insulating resin and are electrically insulated from each other.

プリント基板1の表面層(表)11には、配線パターン11aおよび11bが形成されている。また、プリント基板1の表面層(裏)14には、配線パターン14aおよび14bが形成されている。さらに、プリント基板1の内層12には配線パターン12aが形成されており、内層13には配線パターン13aが形成されている。なお、これらの配線パターンは、例えば、プリント基板1に実装されている電気回路/電子回路の信号を伝達するための導電パターンおよび/または電力を供給するための導電パターンである。また、これらの配線パターンは、電気伝導性および熱伝導性の良好な材料(例えば、銅)で形成されている。さらに、プリント基板1を構成する基板自体は、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁材料により形成されている。   On the surface layer (front) 11 of the printed circuit board 1, wiring patterns 11a and 11b are formed. Further, wiring patterns 14 a and 14 b are formed on the surface layer (back) 14 of the printed circuit board 1. Further, a wiring pattern 12 a is formed on the inner layer 12 of the printed circuit board 1, and a wiring pattern 13 a is formed on the inner layer 13. These wiring patterns are, for example, conductive patterns for transmitting signals of electric circuits / electronic circuits mounted on the printed circuit board 1 and / or conductive patterns for supplying electric power. Further, these wiring patterns are formed of a material having good electrical conductivity and thermal conductivity (for example, copper). Furthermore, the board itself constituting the printed board 1 is formed of an insulating material such as glass epoxy resin.

このように、プリント基板1の表面層(表)11に形成されている配線パターン(11a、11b)と内層12に形成されている配線パターン(12a)との間は、絶縁層(上述の例では、基板自体)21により互いに絶縁されている。同様に、プリント基板1の表面層(裏)14に形成されている配線パターン(14a、14b)と内層13に形成されている配線パターン(13a)との間も、絶縁層(上述の例では、基板自体)22により互いに絶縁されている。   Thus, an insulating layer (the above-described example) is provided between the wiring pattern (11a, 11b) formed on the surface layer (table) 11 of the printed circuit board 1 and the wiring pattern (12a) formed on the inner layer 12. Then, they are insulated from each other by the substrate 21). Similarly, between the wiring pattern (14a, 14b) formed on the surface layer (back) 14 of the printed circuit board 1 and the wiring pattern (13a) formed on the inner layer 13, an insulating layer (in the above example) The substrate itself is insulated from each other by 22.

発熱部品2は、リード(端子)2aがプリント基板1を貫通するようにして実装されている。ここで、リード2aは、発熱部品2の主電流を入力または出力するための端子である。そして、リード2aは、配線パターン11aおよび配線パターン14aに半田付けされている。すなわち、発熱部品2は、表面層(表)11に形成されている配線パターン11aおよび表面層(裏)14に形成されている配線パターン14aに電気的に接続されている。ただし、発熱部品2は、内層12または内層13に形成されている配線パターン12aおよび13aには、接続されていない。   The heat generating component 2 is mounted such that the lead (terminal) 2 a penetrates the printed circuit board 1. Here, the lead 2 a is a terminal for inputting or outputting the main current of the heat generating component 2. The lead 2a is soldered to the wiring pattern 11a and the wiring pattern 14a. That is, the heat generating component 2 is electrically connected to the wiring pattern 11 a formed on the surface layer (front) 11 and the wiring pattern 14 a formed on the surface layer (back) 14. However, the heat generating component 2 is not connected to the wiring patterns 12 a and 13 a formed on the inner layer 12 or the inner layer 13.

プリント基板1は、ネジ(固定手段)31により筐体(放熱材)32に固定される。ここで、ネジ31は、熱伝導性の良好な材料で形成されているものとする。そして、ネジ31は、表面層(表)11に形成されている配線パターン11bに接触している。また、表面層(裏)14に形成されている配線パターン14bが筐体23のネジ座に押し付けられている。   The printed circuit board 1 is fixed to a housing (heat dissipating material) 32 by screws (fixing means) 31. Here, it is assumed that the screw 31 is made of a material having good thermal conductivity. The screw 31 is in contact with the wiring pattern 11 b formed on the surface layer (front) 11. Further, the wiring pattern 14 b formed on the surface layer (back) 14 is pressed against the screw seat of the housing 23.

図2(a)は、発熱部品2の実装構造を示す図である。ここでは、プリント基板1の断面図において各層の配線パターンが模式的に描かれている。
プリント基板1には、発熱部品2のリード2aを貫通させるためのホールが設けられている。ここで、表面層(表)11および表面層(裏)14においては、それぞれ配線パターン11aおよび14aがそのホールに接する領域まで形成されている。一方、内層12および内層13においては、リード2aが配線パターン12aおよび13aに接することなく貫通するように形成されている。よって、発熱部品2のリード2aは、配線パターン11aおよび14aに電気的に接続することとなるが、配線パターン12aおよび13aには接続されない。なお、配線パターン11a、12a間、および配線パターン13a、14a間は、それぞれ電気的に絶縁されているものとする。
FIG. 2A is a diagram showing a mounting structure of the heat generating component 2. Here, the wiring pattern of each layer is schematically drawn in the cross-sectional view of the printed circuit board 1.
The printed circuit board 1 is provided with a hole for allowing the lead 2a of the heat generating component 2 to pass therethrough. Here, in the surface layer (front) 11 and the surface layer (back) 14, the wiring patterns 11 a and 14 a are formed up to the regions in contact with the holes, respectively. On the other hand, the inner layer 12 and the inner layer 13 are formed so that the lead 2a penetrates without contacting the wiring patterns 12a and 13a. Therefore, the lead 2a of the heat generating component 2 is electrically connected to the wiring patterns 11a and 14a, but is not connected to the wiring patterns 12a and 13a. It is assumed that the wiring patterns 11a and 12a and the wiring patterns 13a and 14a are electrically insulated from each other.

図2(a)では、発熱部品2と配線パターン11a〜14aとの接続関係を示したが、ネジ31と各配線パターン11b〜14bとの接続関係も基本的に同じである。即ち、ネジ31は、配線パターン12b、13bには接触していない。
図2(b)は、配線パターンの構成を示す図であり、プリント基板1を上方から見た様子を模式的に描いている。ここでは、表面層(表)11に形成されている配線パターン11a、および内層12に形成されている配線パターン12aのみが描かれている。
2A shows the connection relationship between the heat generating component 2 and the wiring patterns 11a to 14a, the connection relationship between the screw 31 and each of the wiring patterns 11b to 14b is basically the same. That is, the screw 31 is not in contact with the wiring patterns 12b and 13b.
FIG. 2B is a diagram illustrating the configuration of the wiring pattern, and schematically illustrates the printed circuit board 1 as viewed from above. Here, only the wiring pattern 11a formed on the surface layer (table) 11 and the wiring pattern 12a formed on the inner layer 12 are drawn.

配線パターン11aは、プリント基板1の表面層(表)11に形成されている。一方、配線パターン12aは、プリント基板1の内層12に形成されている。ここで、配線パターン11aおよび配線パターン12aは、少なくともそれらの領域の一部が互いにオーバラップするように形成されている。なお、図示しないが、配線パターン13aおよび配線パターン14aも、同様に、少なくともそれらの領域の一部が互いにオーバラップするように形成されている。さらに、配線パターン11bおよび配線パターン12aもその一部が互いにオーバラップするように形成されており、また、配線パターン14bおよび配線パターン13aもその一部が互いにオーバラップするように形成されている。   The wiring pattern 11 a is formed on the surface layer (front) 11 of the printed circuit board 1. On the other hand, the wiring pattern 12 a is formed on the inner layer 12 of the printed circuit board 1. Here, the wiring pattern 11a and the wiring pattern 12a are formed so that at least a part of these regions overlap each other. Although not shown, the wiring pattern 13a and the wiring pattern 14a are similarly formed so that at least a part of these regions overlap each other. Furthermore, the wiring pattern 11b and the wiring pattern 12a are also formed so that parts thereof overlap each other, and the wiring pattern 14b and the wiring pattern 13a are also formed so that parts thereof overlap each other.

次に、図1を参照しながら、実施形態のプリント基板における放熱作用を説明する。
発熱部品2において発生した熱は、リード2aを介して配線パターン11a、14aに伝達される。続いて、配線パターン11a、14aに伝達された熱は、それぞれ、絶縁層21、22を挟んで対向する領域に形成されている配線パターン12a、13aに受け渡される。このとき、配線パターン11a、12a間には絶縁層21が存在し、配線パターン14a、13a間には絶縁層22が存在するが、絶縁層21、22は、断熱材料で形成されているものではなく、また、その厚さも1ミリ以下である。さらに、図2(b)に示すように、配線パターン11a、12aが形成されている領域が互いにオーバラップしており、また、配線パターン14a、13aが形成されている領域が互いにオーバラップしている。よって、発熱部品2から配線パターン11a、14aに伝達された熱は、それぞれ、容易に配線パターン12a、13aに受け渡される。
Next, the heat radiation effect in the printed circuit board of the embodiment will be described with reference to FIG.
The heat generated in the heat generating component 2 is transmitted to the wiring patterns 11a and 14a through the leads 2a. Subsequently, the heat transferred to the wiring patterns 11a and 14a is transferred to the wiring patterns 12a and 13a formed in regions facing each other with the insulating layers 21 and 22 interposed therebetween, respectively. At this time, the insulating layer 21 exists between the wiring patterns 11a and 12a, and the insulating layer 22 exists between the wiring patterns 14a and 13a. However, the insulating layers 21 and 22 are not made of a heat insulating material. Moreover, the thickness is also 1 mm or less. Further, as shown in FIG. 2B, the areas where the wiring patterns 11a and 12a are formed overlap each other, and the areas where the wiring patterns 14a and 13a are formed overlap each other. Yes. Therefore, the heat transferred from the heat generating component 2 to the wiring patterns 11a and 14a is easily transferred to the wiring patterns 12a and 13a, respectively.

配線パターン12a、13aに受け渡された熱は、図1の紙面上で左側に向かう方向に伝達された後、それぞれ、配線パターン11b、14bに受け渡される。ここで、配線パターン12a、13aから配線パターン11b、14bに熱が受け渡される作用は、配線パターン11a、14aから配線パターン12a、13aに熱が受け渡される作用と同じである。そして、配線パターン11bに受け渡された熱は、ネジ31を介して筐体32に伝達される。また、配線パターン14bに受け渡された熱は、直接的に筐体32に伝達される。   The heat transferred to the wiring patterns 12a and 13a is transferred to the left direction on the paper surface of FIG. 1 and then transferred to the wiring patterns 11b and 14b, respectively. Here, the action of transferring heat from the wiring patterns 12a and 13a to the wiring patterns 11b and 14b is the same as the action of transferring heat from the wiring patterns 11a and 14a to the wiring patterns 12a and 13a. The heat transferred to the wiring pattern 11 b is transmitted to the housing 32 through the screw 31. Further, the heat transferred to the wiring pattern 14 b is directly transmitted to the housing 32.

このように、実施形態の放熱構造においては、発熱部品で発生した熱は、絶縁層を介して配線パターン間で受け渡されて放熱材としての筐体に伝達される。したがって、各層の配線パターンの形状を適切に設計(具体的には、熱の受け渡しが行われる配線パターンが互いにオーバラップするような設計)することで、放熱構造を実現できる。すなわち、放熱のための専用部品を設ける必要がなく、プリント基板の小型化および部品点数の削減に寄与する。   As described above, in the heat dissipation structure of the embodiment, the heat generated in the heat generating component is transferred between the wiring patterns via the insulating layer and transmitted to the housing as the heat dissipation material. Therefore, by appropriately designing the shape of the wiring pattern of each layer (specifically, a design in which wiring patterns to which heat is transferred overlap each other), a heat dissipation structure can be realized. That is, it is not necessary to provide dedicated parts for heat dissipation, which contributes to downsizing of the printed circuit board and reduction in the number of parts.

また、実施形態の放熱構造は、発熱部品自体の温度を直接的に低下させるものではないが、発熱部品で発生した熱が高温に弱い部品に伝達されないように放熱材へ逃がすことができる。よって、発熱部品および高温に弱い部品を隣接して配置することが可能になり、部品配置の自由度が高くなる。なお、この効果を高めるためには、たとえば、図1において、配線パターン12a、13aがIC3の近傍領域にまで形成されていないことが望ましい。   Further, the heat dissipation structure of the embodiment does not directly reduce the temperature of the heat generating component itself, but can release the heat generated in the heat generating component to the heat radiating material so as not to be transmitted to a component that is vulnerable to high temperatures. Therefore, it becomes possible to arrange a heat-generating component and a component that is vulnerable to high temperatures adjacent to each other, and the degree of freedom of component arrangement is increased. In order to enhance this effect, for example, in FIG. 1, it is desirable that the wiring patterns 12a and 13a are not formed in the vicinity of the IC3.

さらに、実施形態の放熱構造においては、電気的に絶縁された2以上の配線パターン間で熱を受け渡すことにより、発熱部品2で発生した熱が放熱材としての筐体32に導かれる。したがって、発熱部品2を筐体32に短絡させることなく、発熱部品2に電気的に接続される配線パターン(実施例では、配線パターン11a、14a)を利用して放熱構造を実現できる。すなわち、プリント基板1の設計の自由度が高くなる。   Furthermore, in the heat dissipation structure of the embodiment, heat generated in the heat generating component 2 is guided to the casing 32 as a heat dissipation material by passing heat between two or more electrically insulated wiring patterns. Therefore, a heat dissipation structure can be realized by using a wiring pattern (in the embodiment, wiring patterns 11a and 14a) electrically connected to the heat generating component 2 without short-circuiting the heat generating component 2 to the housing 32. That is, the degree of freedom in designing the printed circuit board 1 is increased.

なお、図1に示す例では、発熱部品2のリード2aが配線パターン11a、14aの双方に電気的に接続されているが、配線パターン11a、14aのいずれか一方に接続されているだけでもよい。
また、図1に示す例では、発熱部品2のリード2aが表面層11、14に形成されている配線パターンに電気的に接続されているが、リード2aが表面層11、14に形成されている配線パターンに接続されることなく、内層12、13に形成されている配線パターンに接続される場合にも同様の作用が働く。ただし、この場合は、発熱部品2から内層12、13に形成されている配線パターンに伝達された熱は、絶縁層21、22を介して表面層11、14に形成されている配線パターンに受け渡されて放熱材に放熱される。
In the example shown in FIG. 1, the lead 2a of the heat generating component 2 is electrically connected to both of the wiring patterns 11a and 14a, but may be connected to only one of the wiring patterns 11a and 14a. .
Further, in the example shown in FIG. 1, the lead 2 a of the heat generating component 2 is electrically connected to the wiring pattern formed on the surface layers 11 and 14, but the lead 2 a is formed on the surface layers 11 and 14. The same action also works when connected to the wiring pattern formed in the inner layers 12 and 13 without being connected to the existing wiring pattern. However, in this case, the heat transferred from the heat generating component 2 to the wiring pattern formed on the inner layers 12 and 13 is received by the wiring pattern formed on the surface layers 11 and 14 via the insulating layers 21 and 22. Passed and dissipated to the heat dissipation material.

さらに、上述の実施例では、発熱部品で発生した熱が第1の配線パターン(例えば、配線パターン11a)から第2の配線パターン(例えば、配線パターン12a)へ受け渡され、第2の配線パターンから第3の配線パターン(例えば、配線パターン11b)へ受け渡されるようになっているが、これらの配線パターン間がすべて互いに絶縁されている必要はない。例えば、第1の配線パターンと第2の配線パターンとの間、または第2の配線パターンと第3の配線パターンとの間のいずれか一方がスルーホールやビアホール等を介して電気的に接続されていてもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, the heat generated in the heat generating component is transferred from the first wiring pattern (for example, the wiring pattern 11a) to the second wiring pattern (for example, the wiring pattern 12a), and the second wiring pattern. Are transferred to the third wiring pattern (for example, the wiring pattern 11b), but it is not necessary that all these wiring patterns are insulated from each other. For example, either the first wiring pattern and the second wiring pattern, or the second wiring pattern and the third wiring pattern are electrically connected through a through hole or a via hole. It may be.

なお、特許請求の範囲に記載されている「第1の層に形成されている第1の配線パターン」は、図1においては、表面層(表)11に記載されている配線パターン11aまたは表面層(裏)14に形成されている配線パターン14aに相当する。また、「第2の層に形成されている第2の配線パターン」は、図1においては、内層12に記載されている配線パターン12aまたは内層13に形成されている配線パターン13aに相当する。さらに、「第3の配線パターン」は、配線パターン11bまたは配線パターン14bに相当する。   Note that the “first wiring pattern formed in the first layer” described in the claims is the wiring pattern 11a or the surface described in the surface layer (table) 11 in FIG. This corresponds to the wiring pattern 14 a formed on the layer (back) 14. Further, the “second wiring pattern formed in the second layer” corresponds to the wiring pattern 12 a described in the inner layer 12 or the wiring pattern 13 a formed in the inner layer 13 in FIG. 1. Further, the “third wiring pattern” corresponds to the wiring pattern 11b or the wiring pattern 14b.

図3は、本発明の効果を示す具体的な実施例である。この例では、発熱部品2は、3Wのヒューズであり、また、発熱部品2とIC3との間の距離が39mmである。
本発明の放熱構造を導入しない場合は、図3(a)に示すように、IC3の周辺温度は109.8度にまで上昇した。これに対して、図3(b)に示すように、ネジ31を発熱部品2付近に設け、発熱部品で発生する熱をネジ31から筐体32に逃がす構造を導入した場合には、IC3の周辺温度は103.6度であった。すなわち、本発明の放熱構造を導入することによりIC3の周辺温度が6.2度低下した。
FIG. 3 is a specific embodiment showing the effect of the present invention. In this example, the heat generating component 2 is a 3 W fuse, and the distance between the heat generating component 2 and the IC 3 is 39 mm.
When the heat dissipation structure of the present invention was not introduced, the ambient temperature of the IC 3 increased to 109.8 degrees as shown in FIG. On the other hand, as shown in FIG. 3B, when the screw 31 is provided in the vicinity of the heat generating component 2 and a structure for releasing the heat generated by the heat generating component from the screw 31 to the housing 32 is introduced, The ambient temperature was 103.6 degrees. That is, by introducing the heat dissipation structure of the present invention, the ambient temperature of the IC 3 was reduced by 6.2 degrees.

なお、「6.2度」という温度差は、プリント基板を設計するうえで大きな値である。すなわち、例えば、ICの周囲温度の許容上限温度が110度であったものとすると、本発明を導入すれば、製造ばらつき等を考慮しても十分なマージンが得られる。これに対して、本発明を導入しなければ、十分なマージンが得られず、部品配置の変更や、専用の放熱部品の使用が必要になることも考えられる。   The temperature difference of “6.2 degrees” is a large value when designing a printed circuit board. That is, for example, if the allowable upper limit temperature of the ambient temperature of the IC is 110 degrees, if the present invention is introduced, a sufficient margin can be obtained even if manufacturing variations are taken into consideration. On the other hand, if the present invention is not introduced, a sufficient margin cannot be obtained, and it may be necessary to change the component arrangement or use a dedicated heat dissipation component.

なお、図1に示した実施形態では、4層基板における放熱構造を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、2層以上の多層基板に適用可能である。たとえば、図4には、本発明を2層基板に適用した場合の実施例が描かれている。この場合、発熱部品2で発生した熱は、リード2aを介して配線パターン14a、配線パターン11b、ネジ31を介して筐体32に導かれる。このとき、配線パターン14a、11b間では、絶縁層を介して熱が受け渡される。   In the embodiment shown in FIG. 1, the heat dissipation structure in the four-layer substrate is shown, but the present invention is not limited to this, and can be applied to a multilayer substrate having two or more layers. For example, FIG. 4 shows an embodiment in which the present invention is applied to a two-layer substrate. In this case, the heat generated in the heat generating component 2 is guided to the housing 32 via the lead 2a and the wiring pattern 14a, the wiring pattern 11b, and the screw 31. At this time, heat is transferred between the wiring patterns 14a and 11b via the insulating layer.

本発明の実施形態の放熱構造について説明する図である。It is a figure explaining the heat dissipation structure of embodiment of this invention. (a)は、発熱部品の実装構造を示す図である。(b)は、配線パターンの構成を示す図である。(A) is a figure which shows the mounting structure of a heat-emitting component. (B) is a figure which shows the structure of a wiring pattern. 本発明の効果を示す具体的な実施例である。It is a concrete Example which shows the effect of the present invention. 本発明を2層基板に適用した場合の実施例である。It is an Example at the time of applying this invention to a two-layer board | substrate. 従来の放熱構造の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional heat dissipation structure.

符号の説明Explanation of symbols

1 プリント基板
2 発熱部品
3 IC(高温に弱い部品)
11 表面層(表)
11a、11b 配線パターン
12、13 内層
12a、13a 配線パターン
14 表面層(裏)
14a、14b 配線パターン
21、22 絶縁層
31 ネジ
32 筐体


1 Printed circuit board 2 Heat-generating components 3 IC (components sensitive to high temperatures)
11 Surface layer (table)
11a, 11b Wiring pattern 12, 13 Inner layer 12a, 13a Wiring pattern 14 Surface layer (back)
14a, 14b Wiring pattern 21, 22 Insulating layer 31 Screw 32 Housing


Claims (8)

配線パターンを形成するための層を2以上有するプリント基板における放熱構造であって、
上記プリント基板に搭載される発熱部品がそのプリント基板の第1の層に形成されている第1の配線パターンに電気的に接続されており、
上記発熱部品から上記第1の配線パターンに伝達される熱が上記プリント基板の第2の層に形成されている第2の配線パターンに受け渡されるようにそれらの配線パターンが形成されており、
上記熱が上記第2の配線パターンを介して放出される
ことを特徴とするプリント基板における放熱構造。
A heat dissipation structure in a printed circuit board having two or more layers for forming a wiring pattern,
The heat generating component mounted on the printed circuit board is electrically connected to the first wiring pattern formed on the first layer of the printed circuit board,
The wiring patterns are formed so that heat transferred from the heat generating component to the first wiring pattern is transferred to the second wiring pattern formed on the second layer of the printed circuit board,
The heat dissipation structure in a printed circuit board, wherein the heat is released through the second wiring pattern.
上記第1の配線パターンおよび上記第2の配線パターンは、互いに電気的に絶縁されている
ことを特徴とする請求項1に記載のプリント基板における放熱構造。
The heat dissipation structure in a printed circuit board according to claim 1, wherein the first wiring pattern and the second wiring pattern are electrically insulated from each other.
上記熱が上記第2の配線パターンに受け渡された後、さらに上記第2の層以外の層に形成されている第3の配線パターンを介して放出される
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のプリント基板における放熱構造。
The heat is transferred to the second wiring pattern and then released through a third wiring pattern formed in a layer other than the second layer. The heat dissipation structure in the printed circuit board according to claim 2.
上記プリント基板を放熱材に固定するための固定手段をさらに有し、
上記熱が上記第2の配線パターンおよび上記固定手段を介して上記放熱材に伝達される
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のプリント基板における放熱構造。
It further has a fixing means for fixing the printed circuit board to the heat dissipation material,
The heat dissipation structure in a printed circuit board according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat is transmitted to the heat dissipation material via the second wiring pattern and the fixing means.
配線パターンを形成するための層を2以上有するプリント基板における放熱構造であって、
上記プリント基板に搭載される発熱部品がそのプリント基板の第1の層に形成されている第1の配線パターンに電気的に接続されており、
上記第1の配線パターンと上記プリント基板の第2の層に形成されている第2の配線パターンとが重なり合う部分が形成されている
ことを特徴とするプリント基板における放熱構造。
A heat dissipation structure in a printed circuit board having two or more layers for forming a wiring pattern,
The heat generating component mounted on the printed circuit board is electrically connected to the first wiring pattern formed on the first layer of the printed circuit board,
A heat dissipation structure in a printed circuit board, wherein a portion where the first wiring pattern and the second wiring pattern formed in the second layer of the printed circuit board overlap is formed.
上記第1の配線パターンおよび上記第2の配線パターンとの間に絶縁層が設けられている
ことを特徴とする請求項5に記載のプリント基板における放熱構造。
The heat dissipation structure in the printed circuit board according to claim 5, wherein an insulating layer is provided between the first wiring pattern and the second wiring pattern.
上記第2の配線パターンと、さらに上記第2の層以外の層に形成されている第3の配線パターンとが重なり合う部分が形成されている
ことを特徴とする請求項5または請求項6に記載のプリント基板における放熱構造。
The portion where the second wiring pattern and a third wiring pattern formed in a layer other than the second layer are further formed is formed. Heat dissipation structure in printed circuit boards.
上記プリント基板を放熱材に固定するための固定手段をさらに有し、
上記第2の配線パターンと上記固定手段とが接続されている
ことを特徴とする請求項5から請求項7のいずれか1項に記載のプリント基板における放熱構造。


It further has a fixing means for fixing the printed circuit board to the heat dissipation material,
The heat dissipation structure in a printed circuit board according to any one of claims 5 to 7, wherein the second wiring pattern and the fixing means are connected.


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