JP2006093253A

JP2006093253A - 発熱素子の放熱構造

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Publication number: JP2006093253A
Application number: JP2004274375A
Authority: JP
Inventors: Bensei Ajimine; 勉成安次嶺
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2004-09-22
Filing date: 2004-09-22
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2024-09-22
Also published as: JP4364097B2

Abstract

【課題】発熱素子のパッケージから突出するリード端子に伝わる熱についての有効な放熱が図れるようにした発熱素子の放熱構造を提供することである。
【解決手段】パッケージ１０２からリード端子１０４が突出した発熱素子１００の放熱構造であって、放熱体１１０と、前記リード端子１０４と前記放熱体１１０との間に介在してそれぞれに接合する絶縁性導熱材１１２とを有する構成となり、発熱素子１００内で発生してリード端子１０４を伝わる熱が絶縁性導熱材１１２を通して放熱体１１０に導かれるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、パッケージからリード端子が突出した発熱素子の放熱構造に関する。

光ピックアップ装置は、コンパクトディスク（ＣＤ）やデジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）等のディスク媒体にレーザ光を照射して、反射するレーザ光を受けることにより、当該ディスク媒体に記録された情報を読み取る。この光ピックアップ装置の主要な部品となる発光素子は、動作中に熱を発するため、正常な動作を保証すべく放熱対策が必要となる。

その発光素子の放熱構造としては、例えば、特許文献１に示される構造をはじめとして、様々な構造が提案されている。これら従来の放熱構造では、一般的に放熱板が用いられている。この放熱板を用いた従来の放熱構造は、例えば、図１０に示すように構成される。

図１０において、発光素子３００（例えば、ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ））は、パッケージ３０２の側面からリード端子３０４が突出した構造となっている。フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）３０６が金属補材３０６にて支持されて補強される。発光素子３００のリード端子３０４がフレキシブルプリント基板３０６に形成された配線パターン（図示省略）に電気的に接続されている。そして、発光素子３００のパッケージ３０２の図示上端部に放熱板３１０が装着されている。

発光素子３００の動作時に発生した熱は、パッケージ３０２から放熱板３１０に伝達し、更に放熱板３１０から外気に放出される。このような放熱板３１０の放熱効果によって発光素子３００の動作中の温度が正常な動作を保証し得る温度に維持される。
特開２００２−１９７７０８号公報

ところで、前述した発光素子３００のようにパッケージ３０２からリード端子３０４が突出した構造となる発熱素子では、内部で発生した熱はパッケージだけでなく、リード端子にも伝達される。しかしながら、前述した従来の放熱構造では、リード端子からの熱についての有効な放熱が図れていない。

本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、発熱素子のパッケージから突出するリード端子に伝わる熱についての有効な放熱が図れるようにした発熱素子の放熱構造を提供するものである。

本発明に係る発熱素子の放熱構造は、パッケージからリード端子が突出した発熱素子の放熱構造であって、放熱体と、前記リード端子と前記放熱体との間に介在して当該リード端子及び放熱体に接合する絶縁性導熱材とを有する構成となる。

このような構成により、発熱素子内部で発生してリード端子を伝達する熱は絶縁性導熱材を通して放熱体に導かれる。

また、本発明に係る発熱素子の放熱構造は、前記放熱体が、前記発熱素子のパッケージに装着された放熱部材を含む構成とすることができる。

このような構成により、発熱素子内部で発生した熱はパッケージから放熱部材に導かれると共に、リード端子から絶縁性導熱材を通して前記放熱部材に導かれる。従って、発熱素子のより効率的な放熱が可能となる。

更に、本発明に係る発熱素子の放熱構造は、前記発熱素子のリード端子が、金属支持体にて支持されるプリント基板に形成された配線パターンに接続されており、前記放熱体が、前記金属支持体を含む構成とすることができる。

このような構成により、プリント基板を支持する金属支持体が放熱体として用いられることとなり、発熱素子内部で発生してリード端子に伝達する熱は絶縁性導熱材を通して前記金属支持体に導かれる。

また、本発明に係る発熱素子の放熱構造は、前記発熱素子及び前記金属支持体が、前記発熱素子のリード端子が突出するパッケージの端面と前記金属支持体の端面とが対向するように配置されると共に、前記プリント基板が前記金属支持体に前記端面より突出することなく支持されており、前記絶縁性導熱材が、リード端子と前記金属支持体の前記端面とに接合する構成とすることができる。

このような構成により、発熱素子内部で発生してリード端子を伝達する熱は絶縁性導熱材を通してプリント基板を支持する金属支持体の端面から当該金属支持体に導かれる。

また、本発明に係る発熱素子の放熱構造は、前記金属支持体の前記端面には前記プリント基板の支持面から下がる段部が形成されており、前記絶縁性導熱材が、リード端子と前記金属支持体の前記端面に形成された前記段部とに接合する構成とすることができる。

このような構成により、発熱素子内部で発生してリード端子を伝達する熱は絶縁性導熱材を通してプリント基板を支持する金属支持体の端面における段部から当該金属支持体に導かれる。

更に、本発明に係る発熱素子の放熱構造は、前記金属支持体の前記端面が、プリント基板の支持面から傾斜突出する傾斜面を有し、前記絶縁性導熱材は、リード端子と前記支持体の前記傾斜面に接合する構成とすることができる。

このような構成により、発熱素子内部で発生してリード端子を伝達する熱は絶縁性導熱材を通してプリント基板を支持する金属支持体の端面における傾斜面から当該金属支持体に導かれる。

本発明に係る発熱素子の放熱構造によれば、発熱素子内部で発生してリード端子を伝わる熱が絶縁性導熱材を通して放熱体に導かれるようになるので、そのリード端子を伝わる熱についての有効な放熱が図れるようになる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。

図１乃至図３は、本発明の第一の実施の形態に係る発熱素子の放熱構造を示す。図１はその構造を示す分解斜視図であり、図２はその構造を示す分解側面図、図３はその構造を示す側面図である。

図１乃至図３において、発熱素子となる発光素子１００（例えば、半導体レーザ素子（光源）とフォトダイオード（受光素子）が内蔵されたホログラフィック光学素子（ＨＯＥ））は、パッケージ１０２の両側端面それぞれから複数のリード端子１０４が突出した構造となっている。コ字状に切り欠かれた形状となるフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣという）１０６が同様の形状となる金属補材１０８（金属支持体）にて支持されて補強される。金属補材１０８は、例えば、アルミニウム、ステンレス等の金属材料にて形成される。発光素子１００はＦＰＣ１０６及び金属補材１０８の切り欠かれた部分に配置され、パッケージ１０２の側端面と金属補材１０８の端面とが対向している。発光素子１００のリード端子１０４は、ＦＰＣ１０６上に形成された配線パターンに半田等により電気的に接続されている。ＦＰＣ１０６が金属補材１０８にて支持、補強されることにより、ＦＰＣ１０６の曲げ等が防止され、リード端子１０４と配線パターンとの接続部に歪が発生することが防止される。

パッケージ１０２の上端面にはアルミニウムなどで形成された放熱板１１０が装着されている。また、高い絶縁性を有する導熱性接着剤１１２がリード端子１０４と放熱板１１０との間に介在してそれぞれに接合している。これにより、リード端子１０４は放熱板１１０に絶縁性を保持しつつ熱的に結合する。導熱性接着剤１１２として、例えば、シリコン系接着剤を用いることができる。

前述したようにリード端子１０４と放熱板１１０との間に導熱性接着剤１１２が介在した状態で一体となる発光素子１００、ＦＰＣ１０６、金属補材１０８及び放熱板１１０は１つのユニットとしてピックアップシャーシ２００に搭載される。そして、そのユニットがピックアップシャーシ２００の移動によってディスク媒体に対する所定位置に位置づけられた状態で、発光素子１００が動作する。

この動作中に発光素子１００内部で発生する熱は、パッケージ１０２から放熱板１１０に導かれると共に、リード端子１０４から導熱性接着剤１１２を通して放熱板１１０に導かれる。このように、発光素子１００内部で発生してリード端子１０４に伝達した熱が導熱性接着剤１１２を通して放熱板１１０に導かれるようになるので、発光素子１００内部で発生してリード端子１０４を伝わる熱についての有効な放熱が図れるようになる。また、発光素子１００内の熱がパッケージ１０２から放熱板１１０に導かれるほかに、リード端子１０４から導熱性接着剤１１２を通して放熱板１１０に導かれるようになるので、発光素子１００のより効率的な放熱が可能となる。

次に、本発明の第二の実施の形態に係る発熱素子の放熱構造について説明する。この第二の実施の形態に係る発熱素子の放熱構造は、リード端子１０４の熱を放熱板１１０ではなく、ＦＰＣ１０６を支持、補強する金属補材１０８に導く点で、前記第一の実施の形態に係る放熱構造とは異なる。

図４は、本発明の第二の実施の形態に係る発熱素子（発光素子１００）の放熱構造を示す側面図である。なお、図４において、図1乃至図３に示す部分と同一の部分には同一の参照符号が付されている。

図４において、パッケージ１０２からリード端子１０４が突出する構造となる発光素子１００、ＦＰＣ１０６及び金属補材１０８は、図１乃至図３に示すものと同様に構成され、ＦＰＣ１０６及び金属補材１０８の切り欠かれた部分に配置される発光素子１００のパッケージ１０２の側端面と金属補材１０８の端面とは対向している。パッケージ１０２の側端面と金属補材１０８の端面との間の隙間に導熱性接着剤１１４が、リード端子１０４と金属補材１０８の端面との間に介在してそれぞれに接合するように、充填されている。これにより、リード端子１０４は金属補材１０８に絶縁性を保持しつつ熱的に結合する。

このような発光素子１００の放熱構造によれば、発光素子１００内部で発生してリード端子１０４に伝わる熱は導熱性接着剤１１４を通して金属補材１０８の端面からその金属補材１０８に導かれる。このため、発光素子１００内部で発生してリード端子１０４を伝わる熱についての有効な放熱が図れるようになる。また、発光素子１００で発生した熱はパッケージ１０２から放熱板１１０にも導かれるので、発光素子１００のより効率的な放熱が可能となる。

次に、本発明の第三の実施の形態に係る放熱構造について説明する。この第三の実施の形態に係る放熱構造は、前述した第一の実施の形態及び第二の実施の形態に係る放熱構造を組み合わせたものとなっている。

図５は、本発明の第三の実施の形態に係る発熱素子（発光素子１００）の放熱構造を示す側面図である。なお、図５において、図１乃至図４に示す部分と同一の部分には同一の参照符号が付されている。

図５において、導熱性接着剤１１２がリード端子１０４と放熱板１１０との間に介在してそれぞれに接合している。また、パッケージ１０２の側端面と金属補材１０８の端面との間の隙間に導熱性接着剤１１４が、リード端子１０４と金属補材１０８の端面との間に介在してそれぞれに接合するように、充填されている。

このような発光素子１００の放熱構造によれば、発光素子１００内部で発生してリード端子１０４に伝われる熱は、導熱性接着剤１１２を通して放熱板１１０に導かれると同時に、導熱性接着剤１１４を通して金属補材１０８の端面からその金属補材１０８に導かれる。このため、発光素子１００で発生してリード端子１０４を伝わる熱についての更に有効な放熱が図れるようになる。また、発光素子１００で発生した熱はパッケージ１０２から放熱板１１０にも導かれるので、発光素子１００のより効率的な放熱が可能となる。

更に、本発明の第四の実施の形態に係る放熱構造について説明する。この第四の実施の形態に係る放熱構造は、ＦＰＣ１０６を支持、補強する金属補材１０８の端面の形状が異なる点で、前述した第三の実施の形態と異なる。

図６は、本発明の第四の実施の形態に係る発熱素子（発光素子１００）の放熱構造を示す側面図である。なお、図６において、図１乃至図５に示す部分と同一の部分については同一の参照番号が付されている。

図６において、発光素子１００のパッケージ１０２から突出するリード端子１０４とパッケージ１０２の上端面に装着された放熱板１１０との間に導熱性接着剤１１２がリード端子１０４及び放熱板１１０に接合するように介在している。発光素子１００の側端面に対向する金属補材１０８の端面には、ＦＰＣ１０６の支持面から下がる段部１０８ａが形成されている。導熱性接着剤１１６がリード端子１０４と金属補材１０８の端面に形成された段部１０８ａとの間に介在してそれぞれに接合している。

このような発光素子１００の放熱構造によれば、発光素子１００内部で発生してリード端子１０４に伝わる熱は、導熱性接着剤１１２を通して放熱板１１０に導かれると同時に、導熱性接着剤１１６を通して金属補材１０８の端面に形成された段部１０８ａからその金属補材１０８に導かれる。この場合、図７に拡大して示すように、導熱性接着剤１１６は、段部１０８ａの立下り面１０９−２と水平面１０９−１の双方に接合するようになるので、導熱性接着剤１１６と金属補材１０８との接触面積が、図４及び図５に示す場合に比べて大きくなり得る。このため、それらの場合に比べて、発光素子１００で発生してリード端子１０４を伝わる熱についてのより効率的な放熱が可能となる。

また、金属補材１０８の端部を単純に伸ばしてＦＰＣ１０６を支持することのない端部水平面を形成し、リード端子１０６とその端部水平面との間に導熱性接着剤を充填することも考えられるが、その場合に比べて、前述したように段部１０８ａを金属補材１０８の端面に形成する構造は、リード端子１０４と金属補材１０８（水平面１０９−２）との間の間隔が大きく保たれることとなり、電気的な絶縁性の観点からも有利となる。

次に、本発明の第五の実施の形態に係る放熱構造について説明する。この第五の実施の形態に係る放熱構造も、ＦＰＣ１０６を支持、補強する金属補材１０８の端面の形状が異なる点で、前述した第三の実施の形態と異なる。

図８は、本発明の第五の実施の形態に係る発熱素子（発光素子１００）の放熱構造を示す側面図である。なお、図８において、図１乃至図６に示す部分と同一の部分については同一の参照番号が付されている。

図８において、発光素子１００のパッケージ１０２から突出するリード端子１０４とパッケージ１０２の上端面に装着された放熱板１１０との間に導熱性接着剤１１２がリード端子１０４及び放熱板１１０に接合するように介在している。発光素子１００の側端面に対向する金属補材１０８の端面は、図９に拡大して示すように、ＦＰＣ１０６の支持面から傾斜突出する傾斜面１０９−３を有している。そして、導熱性接着剤１１８がリード端子１０４と金属補材１０８の端面における傾斜面１０９−３との間に介在してそれぞれに接合している。

このような発光素子１００の放熱構造によれば、発光素子１００内部で発生してリード端子１０４に伝わる熱は、導熱性接着剤１１２を通して放熱板１１０に導かれると同時に、導熱性接着剤１１８を通して金属補材１０８の端面における傾斜面１０９−３からその金属補材１０８に導かれる。この場合も、金属補材１０８の端面が傾斜面１０９−３を有することから、導熱性接着剤１１８と金属補材１０８との接触面積が、図４及び図５に示す場合に比べて大きくなり得る。このため、それらの場合に比べて、発光素子１００で発生してリード端子１０４を伝わる熱についてのより効率的な放熱が可能となる。

また、前述した構造は、リード端子１０４と傾斜面１０９−３との間の間隔が徐々に広がるようになることから、金属補材１０８の端部を単純に伸ばしてＦＰＣ１０６を支持することのない端部水平面を形成し、リード端子１０４とその端部水平面との間に導熱性接着剤を充填する場合に比べて、電気的な絶縁性の観点からも有利となる。

なお、前述した各実施の形態では、リード端子１０４から導熱性接着剤を通して熱が導かれる放熱体は、パッケージ１０２に装着された放熱板１１０とＦＰＣ１０６が支持、補強される金属補材１０８であったが、他の部材を放熱体として設けることも可能である。

また、上述した各実施形態では、発熱素子としての発光素子１００（例えばＨＯＥ）についての放熱構造について説明したが、その放熱構造は、パッケージからリード端子が突出する構造となる他の発熱素子についても、同様に適用することができる。

以上、説明したように、本発明に係る発熱素子の放熱構造は、発熱素子のパッケージから突出するリード端子に伝わる熱についての有効な放熱が図れるという効果を有し、パッケージからリード端子が突出した発熱素子の放熱構造として有用である。

本発明の第一の実施の形態に係る発熱素子の放熱構造を示す分解斜視図である。本発明の第一の実施の形態に係る発熱素子の放熱構造を示す分解側面図である。本発明の第一の実施の形態に係る発熱素子の放熱構造を示す側面図である。本発明の第二の実施の形態に係る発熱素子の放熱構造を示す側面図である。本発明の第三の実施の形態に係る発熱素子の放熱構造を示す側面図である。本発明の第四の実施の形態に係る発熱素子の放熱構造を示す側面図である。図６に示す金属補材の端面に形成された段部近傍を示す拡大側面図である。本発明の第五の実施の形態に係る発熱素子の放熱構造を示す側面図である。図８に示す金属補材の端面における傾斜面近傍を示す拡大側面図である。従来の発熱素子の放熱構造の一例を示す側面図である。

符号の説明

１００発光素子
１０２パッケージ
１０４リード端子
１０６フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）
１０８金属補材
１０８ａ段部
１０９−１水平面
１０９−２立下り面
１０９−３傾斜面
１１０放熱板
１１２、１１４、１１６、１１８導熱性接着剤（絶縁性導熱材）
２００ピックアップシャーシ

Claims

パッケージからリード端子が突出した発熱素子の放熱構造であって、
放熱体と、
前記リード端子と前記放熱体との間に介在して当該リード端子及び放熱体に接合する絶縁性導熱材とを有することを特徴とする発熱素子の放熱構造。
前記放熱体は、前記発熱素子のパッケージに装着された放熱部材を含むことを特徴とする請求項１記載の発熱素子の放熱構造。
前記発熱素子のリード端子は、金属支持体にて支持されるプリント基板に形成された配線パターンに接続されており、
前記放熱体は、前記金属支持体を含むことを特徴とする請求項１または２記載の発熱素子の放熱構造。
前記発熱素子及び前記金属支持体が、前記発熱素子のリード端子が突出するパッケージの端面と前記金属支持体の端面とが対向するように配置されると共に、前記プリント基板が前記金属支持体に前記端面より突出することなく支持されており、
前記絶縁性導熱材は、リード端子と前記金属支持体の前記端面とに接合することを特徴とする請求項３記載の発熱素子の放熱構造。
前記金属支持体の前記端面には前記プリント基板の支持面から下がる段部が形成されており、
前記絶縁性導熱材は、リード端子と前記金属支持体の前記端面に形成された前記段部とに接合することを特徴とする請求項４記載の発熱素子の放熱構造。
前記金属支持体の前記端面は、プリント基板の支持面から傾斜突出する傾斜面を有し、
前記絶縁性導熱材は、リード端子と前記支持体の前記傾斜面に接合することを特徴とする請求項４記載の発熱素子の放熱構造。