JP2006086306A - 封止型電子部品、回路基板及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 内部が密閉された箱状のパッケージ10と、該パッケージ10の底板10a上に載置されてパッケージ10内に収納されたチップ本体11と、該チップ本体11に電気的に接続されると共にパッケージ10外に露出した接続端子12と、パッケージ10の底板10aに対向配置された板状の放熱板13と、該放熱板13とパッケージ10の底板10aとの間に配され、底板10aに冷却面14が接着されると共に放熱板13の一方の面13aに放熱面15が接着されたペルチェ素子16と、該ペルチェ素子16を少なくとも挟んで、パッケージ10の底板10aと放熱板13との間を固定する固定部17とを備えている封止型電子部品2及びこれを備える回路基板1を提供する。
【選択図】 図1
Description
特に、図10に示すように、ICチップやCCD等のチップ本体41がパッケージ42により密閉状態でパッケージングされた電子部品40については、チップ本体41から発生した熱がパッケージ42内部に篭り易く、該チップ本体41に悪影響を与える恐れがあるので、放熱対策が重要視されている。例えば、CCDやCMOS等の撮像を行うチップ本体41の場合には、チップ本体41の温度が上昇するにしたがい、ノイズが発生し画質を低下させる不都合があった。そのため、放熱が特に必要とされている。
また、別の方法として、例えば、ファンを用いた空冷による方法や、ヒートシンクを用いて放熱効果を向上させる方法等が知られている。しかしながら、これらの方法では、部品点数が増えるだけでなく、設置スペース等を確保する必要があるので、上述したように電子部品の小型化を図ることができるものではなかった。
この特許文献1に記載された電気部品は、部品本体(チップ本体)が取付られるプリント基板を構成する材料に、ペルチェ素子を利用することで、部品本体を冷却するものである。この方法によれば、部品本体を直接的に冷却することができると共に、ペルチェ素子を利用するので小型化にも対応できるものである。
また、上述した特許文献1記載の電気部品とは異なり、チップ本体に直接ペルチェ素子を取り付けて、チップ本体を冷却する方法等も知られている。
即ち、特許文献1に記載されているような、プリント基板を構成する材料にペルチェ素子を利用する方法は、製造段階からプリント基板にペルチェ素子を作りこむ必要があるので、製造が困難であり、製造時間や手間のかかるものであった。
従って、ペルチェ素子に荷重が伝達すると、該ペルチェ素子は、例えば、変形や割れ等が生じる可能性があり、信頼性を低下させてしまう恐れがあった。また、ペルチェ素子を直接チップ本体に取り付けた場合には、冷却面に発生した結露がチップ本体に悪影響を与え、やはり信頼性を低下させる恐れがあった。
特に、図10に示すパッケージ42内に収納されたチップ本体41に直接的にペルチェ素子を取り付ける場合には、パッケージングする際に、同時にペルチェ素子を取り付ける工程が必要とされるので、製造が困難(複雑化)になり、製造時間や手間のかかるものであった。
本発明の封止型電子部品は、内部が密閉された箱状のパッケージと、該パッケージの底板上に載置されてパッケージ内に収納されたチップ本体と、該チップ本体に電気的に接続されると共にパッケージ外に露出した接続端子とをとを有する封止型電子部品であって、前記パッケージの底板に対向配置された板状の放熱板と、該放熱板と前記パッケージの底板との間に配され、底板に冷却面が接着されると共に放熱板の一方の面に放熱面が接着されたペルチェ素子と、該ペルチェ素子を少なくとも挟んで、前記パッケージの底板と前記放熱板との間を固定する固定部とを備えていることを特徴とするものである。
特に、チップ本体を収納するパッケージに対して、後からペルチェ素子、放熱板を固定部によりパッケージの底板に取り付けることが可能なので、製造が容易である。よって、製造時間の短縮化及び製造コストの低減化を図ることができる。
更に、固定部、パッケージの底板及び放熱板の一方の面によりペルチェ素子を封止しているので、ペルチェ素子は周囲の大気と接することがない。従って、冷却面及び底板の結露を防止できる。よって、さらなる信頼性の向上を図ることができる。
特に、ペルチェ素子を利用するので、封止型電子部品を小型化にでき、その結果、回路基板全体を小型化し易く、各種の電気機器等に採用することができる。
特に、チップ本体を収納するパッケージに対して、後からペルチェ素子をパッケージの底板に取り付けると共に、基板本体の表面に取り付けることができるので、製造が容易である。よって、製造時間の短縮化及び製造コストの低減化を図ることができる。
更に、固定部、パッケージの底板及び基板本体の表面によりペルチェ素子を封止しているので、ペルチェ素子は周囲の大気と接することがない。従って、冷却面及び底板の結露を防止できる。よって、さらなる信頼性の向上を図ることができる。
また、パッケージの底板、放熱板及び固定部が、ペルチェ素子の補強を担っているので、パッケージに仮に圧縮等の外力が加わったとしても、ペルチェ素子に曲げや割れ等を生じることを極力防止することができる。よって、チップ本体の冷却を確実なものにすることができ、信頼性の向上を図ることができる。
更に、チップ本体を収納するパッケージに対して、後からペルチェ素子、放熱板を固定部によりパッケージの底板に取り付けることが可能なので、製造が容易である。よって、製造時間の短縮化及び製造コストの低減化を図ることができる。
特に、チップ本体としてCCD等を有し、カメラ機構を備える携帯電話機等を電子機器に採用した場合には、CCDの温度上昇を効果的に抑えることができるので、温度上昇に起因したノイズの発生を極力抑え、画質の低下をなくすことができる。また、外力が加わったとしても、ペルチェ素子が補強されているので、該ペルチェ素子に外力が伝達され難く、ペルチェ素子の作動を確実にして冷却を妨げることはない。従って、上述したように、信頼性の向上を図れる。
本実施形態の携帯電話機(電子機器)は、図1及び図2に示す回路基板1と、該回路基板を内部に収納する図示しない筐体と、該筐体に設けられ、後述するパッケージ10の上板10cに隣接するように配された図示しないレンズ部と、筐体内部に配されて回路基板1に電力を供給する図示しない電源部と、筐体内部に配されてこれら各構成品を総合的に制御する図示しない制御部とを備えている。
上記CCD11は、透明材料からなる上板10c及び上記レンズ部を介して撮像を行う。このCCD11は、ワイヤ20を介してリードフレーム12に電気的に接続されている。また、CCD11は、上記制御部によって作動が制御されている。
なお、上記領域Wは、CCD11が載置されている部分全体が金属で形成されていることが望ましいが、CCD11が載置されている一部であっても良く、また、プラスチックと金属との積層構造であっても、或いは、全面がプラスチックであっても構わない。
また、一対の基板25、26のうち、一方の基板25の表面が上記冷却面14となっており、他方の基板26の表面が上記放熱面15となっている。そして、このペルチェ素子16は、配線29を介して上記電源部及び制御部に接続されており、一方の基板25側が冷却するように、制御部によってp型熱電材料27及びn型熱電材料28に流れる電子の方向が制御されている。
また、このペルチェ素子16は、シリコンジェル等の熱伝導性グリスや、銀ペーストや、接着剤等によって冷却面14及び放熱面15が、それぞれパッケージ10の底板10a及び放熱板13の一方の面13aに接着されている。これにより、冷却面14及び放熱面15は、底板10a及び放熱板13に確実に面接触した状態となる。
上記固定部17は、エポキシやシリコン系の樹脂からなるものであり、本実施形態では、図2に示すように、放熱板13の4隅の4箇所において、該放熱板13とパッケージ10の底板10aとを固定している。
まず、クリーンルーム内において、パッケージ10内にCCD11を密閉状態で収納すると共に、リードフレーム12の基端側をCCD11に電気的に接続する。次に、CCD11を収納するパッケージ10の底板10aにペルチェ素子16の冷却面14を接着すると共に、ペルチェ素子16の放熱面15に放熱板13の一方の面13aを接着する。パッケージ10、ペルチェ素子16及び放熱板13の接着後、放熱板13とパッケージ10の底板10aとを、放熱板13の4隅において樹脂により固定して固定部17を形成する。これにより、パッケージ10の底板10aにペルチェ素子16が接着された封止型電子部品2を製造することができる。
このようにして、回路基板1を製造することができる。
また、クリーンルーム内により、CCD11をパッケージ10内に収納した後、後からペルチェ素子16及び放熱板13を固定部17により取り付けることが可能なので、製造が容易である。よって、製造時間の短縮化及び製造コストの低減化を図ることができる。
また、リードフレーム12の先端12aが、放熱板13の他方の面13bと略同じ高さで形成されているので、放熱板13の他方の面13bが基板本体4の表面に当接した状態となる。よって、設置面積が増加し、安定した載置状態を確保することができる。
この場合には、パッケージ10の底板10aと放熱板13とがより一体的に固定され、より強固な状態となる。従って、ペルチェ素子16の強度的な信頼性をより確実なものにすることができる。
更には、ペルチェ素子16を封止しているので、該ペルチェ素子16は、周囲の大気と接することはない。従って、冷却面14及びパッケージ10の底板10aの結露を防止できる。よって、さらなる信頼性の向上を図ることができる。
第2実施形態と第1実施形態との異なる点は、第1実施形態では、固定部17が、パッケージ10の底板10aと放熱板13の一方の面13aとの間を固定していたのに対し、第2実施形態の回路基板30は、固定部32が、パッケージ10の底板10aと基板本体4の表面との間を固定する点である。
なお、本実施形態においては、パッケージ10、CCD11及びリードフレーム12で、封止型電子部品31を構成するものとする。
また、ペルチェ素子16は、基板本体4とパッケージ10の底板10aとの間に配され、基板本体4の表面に放熱面15が接着されるようになっており、該放熱面15は、基板本体4を介して放熱を行うようになっている。
また、固定部32は、上述したように、パッケージ10の底板10aと基板本体4の表面との間を、パッケージ10の四隅の4箇所にて固定するようになっている。
また、本実施形態の回路基板30を製造する際も、第1実施形態と同様に、クリーンルーム内でCCD11をパッケージ10内に密閉状態で収納した後に、後からペルチェ素子16を固定部32により取り付けることができるので、製造が容易である。従って、製造時間の短縮化及び製造コストの低減化を図ることができる。
この放熱板33は、放熱面15の表面積よりも大きな表面積を有するように設けられている。こうすることで、表面積が増加するので、放熱効果を高めることができ信頼性の向上に繋がる。
こうすることで、固定部32が、パッケージ10の底板10a、パッケージ10の側面10b、リードフレーム12及び基板本体4の表面を、全て一体的に固定するので、より安定してパッケージ10を固定する。よって、外力がペルチェ素子16により伝達し難くなり、さらなる信頼性の向上を図ることができる。
また、上記各実施形態においては、チップ本体の一例としてCCDを採用したが、CCDに限られるものではない。例えば、CMOS、ICチップ等でも構わない。
また、パッケージ内にチップ本体(CCD)を1つ収納した場合を例にして説明したが、1つに限られず、複数収納しても構わない。この場合は、ペルチェ素子により、一度に全てのチップ本体を冷却しても構わないし、チップ本体の数に応じてペルチェ素子を設け、各チップ本体を冷却しても良い。
また、基板本体に封止型電子部品を複数載置しても構わない。
また、パッケージと基板本体の間にペルチェ素子が位置するように、封止型電子部品を基板本体に載置したが、これに限られず、基板本体、パッケージ、ペルチェ素子の順に並ぶように、封止型電子部品を基板本体に載置しても構わない。
こうすることで、配線数を極力減らすことができ、雑然とした感じをなくし、シンプルに構成することができる。
2、31 封止型電子部品
4 基板本体
10 パッケージ
10a パッケージの底板
11 CCD(チップ本体)
12 リードフレーム(接続端子)
13、33 放熱板
14 冷却面
15 放熱面
16 ペルチェ素子
17、32 固定部
Claims (12)
- 内部が密閉された箱状のパッケージと、該パッケージの底板上に載置されてパッケージ内に収納されたチップ本体と、該チップ本体に電気的に接続されると共にパッケージ外に露出した接続端子とを有する封止型電子部品であって、
前記パッケージの底板に対向配置された板状の放熱板と、
該放熱板と前記パッケージの底板との間に配され、底板に冷却面が接着されると共に放熱板の一方の面に放熱面が接着されたペルチェ素子と、
該ペルチェ素子を少なくとも挟んで、前記パッケージの底板と前記放熱板との間を固定する固定部とを備えていることを特徴とする封止型電子部品。 - 請求項1記載の封止型電子部品において、
前記パッケージの底板が、金属製材料により形成されていることを特徴とする封止型電子部品。 - 請求項1又は2記載の封止型電子部品において、
前記固定部は、前記ペルチェ素子の周囲を囲むように設けられ、該固定部、前記パッケージの底板及び前記放熱板の一方の面によりペルチェ素子を封止することを特徴とする封止型電子部品。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の封止型電子部品において、
前記接続端子は、前記チップ本体に基端側が電気的に接続され、少なくとも前記パッケージの対向する側面から外方に向けて突出すると共に、先端側が前記底板側に向けて折曲されたリードフレームであり、その先端が前記放熱板の他方の面と略同じ高さになるよう折曲されていることを特徴とする封止型電子部品。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載の封止型電子部品と、
該封止型電子部品を表面に載置すると共に、前記接続端子を介して前記チップ本体と電気的に接続可能な回路を有する基板本体とを備えていることを特徴とする回路基板。 - 内部が密閉された箱状のパッケージと、該パッケージの底板上に載置されてパッケージ内に収納されたチップ本体と、該チップ本体に基端側が電気的に接続され、少なくともパッケージの対向する側面から外方に向けて突出すると共に先端側が前記底板側に向けて折曲されたリードフレームとを有する封止型電子部品と、
該封止型電子部品を表面に載置すると共に、前記リードフレームを介して前記チップ本体と電気的に接続可能な回路を有する基板本体とを備える回路基板であって、
前記基板本体と前記パッケージの底板との間に配され、底板に冷却面が接着されると共に基板本体の表面に放熱面が接着されたペルチェ素子と、
該ペルチェ素子を少なくとも挟んで、前記パッケージの底板と前記基板本体の表面との間を固定する固定部とを備え、
前記放熱面は、基板本体を介して放熱することを特徴とする回路基板。 - 請求項6記載の回路基板において、
前記パッケージの底板が、金属製材料により形成されていることを特徴とする回路基板。 - 請求項6又は7記載の回路基板において、
前記固定部は、前記ペルチェ素子の周囲を囲むように設けられ、該固定部、前記パッケージの底板及び前記基板本体の表面によりペルチェ素子を封止することを特徴とする回路基板。 - 請求項6から8のいずれか1項に記載の回路基板において、
前記固定部は、前記リードフレーム及び前記パッケージの側面を同時に固定することを特徴とする回路基板。 - 請求項6から9のいずれか1項に記載の回路基板において、
前記基板本体は、その表面に放熱板を有し、
前記放熱面は、前記放熱板に接着され、該放熱板を介して放熱することを特徴とする回路基板。 - 請求項5から10のいずれか1項に記載の回路基板において、
前記基板本体の回路は、前記ペルチェ素子に電気的に接続可能とされ、該ペルチェ素子に電力供給することを特徴とする回路基板。 - 請求項5から11のいずれか1項に記載の回路基板を備えることを特徴とする電子機器。
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