JP2007150169A - 放熱用回路基板、回路基板本体及び放熱板 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱が必要な電気部品が取り付けらた後の回路基板本体を、コンベアによって半田槽に搬送して半田ディッピングを行うことができるようにし、手作業の半田付けや取付用の孔からの半田の除去を不要にし、放熱用回路基板の製造工程を簡略化する。
【解決手段】放熱用回路基板１は、回路基板本体１１と放熱板２０とを備えている。回路基板本体１１は、側面１１Ａから回路基板本体１１の外側に連続する捨て部１２を側面１１Ａから切除できるようにして備えている。放熱板２０は、回路基板本体１１の上面に固定される固定部材２１と、固定部材２１に取り付けられる支持部材２２と、からなる。固定部材２１は、側面１１Ａから回路基板本体１１の外側に延出する延出部２１Ｅを有している。捨て部１２の長さは、回路基板本体１１の上面内で側面１１Ａに直交する方向について延出部２１Ｅの長さよりも長い。
【選択図】図２

Description

本発明は、放熱を必要とする電気部品が実装される回路基板本体、回路基板本体に固定される放熱板、及び、回路基板本体に放熱板を固定した放熱用回路基板に関する。

一般に、電気器具において電気回路を構成する電気部品は、回路基板に実装される。電気器具の内部に収納される電気回路は、照明用インバータのように放熱を必要とする電気部品を含む場合がある。

放熱を必要とする電気部品が実装される放熱用回路基板には、放熱を必要とする電気部品の近傍に放熱板が備えられる（例えば、特許文献１参照。）。放熱板には、電気部品が発生した熱が伝導する。放熱板は、電気部品が発生した熱をそれ自身で放熱するとともに、電気器具のフレームや筐体に伝導させ、より高い放熱効果が得られるようにしている。

このため、従来の放熱板として、熱伝導性に優れたアルミニウム等の板状体を素材とし、プレス加工等によってコの字型断面形状に成形されたものがある。コの字型断面形状の放熱板は、互いに対向する２面のうちの一方の面が回路基板本体に固定され、他方の面が電気器具のフレームや筐体に固定される。放熱板において回路基板本体に固定された部分に、放熱を必要とする電気部品が取り付けられる。
特開２００５−０９３７６０号公報

しかしながら、コの字型断面形状に形成した放熱板を、互いに対向する２面のそれぞれを回路基板本体と電気器具のフレームや筐体とに固定することとすると、放熱用回路基板の製造工程が煩雑化する問題がある。

即ち、回路基板本体の上面に電気部品を実装した後、電気部品の端子が露出している回路基板本体の下面を半田槽に浸漬（半田ディッピング）することで、電気部品が半田付けによってプリント配線に電気的に接続される。このとき、回路基板本体は、互いに対向する２側面をコンベアによって挟持されて半田槽に搬送される。

ところが、放熱板における互いに対向する２面の間に回路基板本体の一部が位置することになり、回路基板本体の一方の側面から回路基板本体の外側に放熱板の一部が露出する。このため、放熱板を取り付けた回路基板本体は、コンベアによって側面を挟持して半田槽に搬送することができない。

そこで、放熱板を取り付ける前に回路基板本体を半田槽に搬送し、放熱板に取り付けられる電気部品以外の電気部品の端子を半田付けした後、回路基板本体に放熱板、及び、放熱が必要な電気部品を取り付け、放熱が必要な電気部品の端子を手作業によって半田付けしなければならない。

また、半田ディッピング時には、放熱板や放熱が必要な電気部品の取付用の孔に半田が埋まる。このため、半田ディッピング後、放熱板及び放熱が必要な電気部品を取り付ける前に、取付用の孔に埋まった半田を除去する作業が必要になる。

この発明の目的は、放熱が必要な電気部品が取り付けらた後の回路基板本体を、コンベアによって半田槽に搬送して半田ディッピングを行うことができる放熱用回路基板、回路基板本体及び放熱板を提供することにある。これによって、手作業の半田付けや取付用の孔からの半田の除去を不要にし、放熱用回路基板の製造工程を簡略化できるようにする。

この発明の放熱用回路基板は、回路基板本体と放熱板とを備えている。回路基板本体は、側面から回路基板本体の外側に連続する捨て部を側面から切除できるようにして備えている。放熱板は、回路基板本体の上面に固定される固定部材と、固定部材に取り付けられる支持部材と、からなる。固定部材は、側面から回路基板本体の外側に延出する延出部を有している。捨て部の長さは、回路基板本体の上面内で側面に直交する方向について延出部の長さよりも長くした。

この構成においては、回路基板本体の上面に取り付けられた放熱板の固定部材は、捨て部を含む回路基板本体の側面から回路基板本体の外部に露出することがない。したがって、放熱が必要な電気部品を固定部材を介して回路基板本体に取り付けた後にも、回路基板本体の側面をコンベアで挟持することができる。このため、放熱が必要な電気部品の端子に対しても、半田槽における半田ディッピングによって半田付けが行われ、手作業の半田付けや取付用の孔からの半田の除去が不要になる。

この発明の回路基板本体は、空間を備えている。空間は、回路基板本体の側面と捨て部との間で、かつ、回路基板本体の側面の長手方向において少なくとも放熱板の固定範囲の全域に形成した。

この構成においては、回路基板本体の側面と捨て部との間において、回路基板本体の側面の長手方向の少なくとも放熱板の固定範囲に、空間が形成される。したがって、回路基板本体に放熱板の固定部材を取り付けた後に、回路基板本体の側面の長手方向における放熱板の固定範囲以外の部分に外力を作用させて捨て部を折り曲げることで、固定部材が干渉することなく、回路基板本体の側面から捨て部が除去される。

この発明の放熱板は、固定部材と支持部材とを備えている。固定部材は、平板状を呈している。支持部材は、固定部材の延出部の下面に接触するコの字型断面形状を呈している。

この構成においては、平板状の固定部材の延出部の下面にコの字型断面形状を呈する支持部材が固定される。したがって、回路基板本体の上面に固定部材を取り付けた後に、支持部材の互い対向する２面のうちの一方の面を固定部材の延出部に密着させて取り付けられる。

この発明の放熱板は、回路基板本体の側面との間に間隙を設けて固定部材の下面に支持部材が取り付けられる。

この構成においては、放熱板の固定部材の下方で、回路基板本体の側面と放熱板の支持部材との間に間隙が形成される。回路基板本体の側面と捨て部との間において固定部材が取り付けられる範囲に空間を形成した場合、半田ディッピング時に基板下面に塗布されたフラックスが空間を通って固定部材の下面に付着する可能性があるが、固定部材の下面のフラックスが付着した部分を避けて固定部材の下面に支持部材が取り付けられる。

この発明によれば、回路基板本体の上面に取り付けられた放熱板の固定部材が、捨て部を含む回路基板本体の側面から回路基板本体の外部に露出することがないため、放熱が必要な電気部品を固定部材を介して回路基板本体に取り付けた後にも、回路基板本体の側面をコンベアで挟持することができる。これによって、放熱が必要な電気部品の端子に対しても、半田槽における半田ディッピングによって半田付けを行うことができ、手作業の半田付けや取付用の孔からの半田の除去を不要にして放熱用回路基板の製造工程を簡略化できる。

図１は、この発明の実施形態に係る放熱用回路基板１の外観図である。放熱用回路基板１は、回路基板本体１１と放熱板２０とを含む。回路基板本体１１は、上面に放熱が必要な電気部品４１，４２が他の複数の電気部品３０とともに実装される。一例として電気部品４１，４２は、パワートランジスタやダイオードブリッジ等の発熱量の大きい電気部品である。

放熱板２０は、一部を回路基板本体１１の上面に固定される。放熱板２０の他の部分は回路基板本体１１の一方の側面１１Ａから回路基板本体１１の外部に露出している。

電気部品４１，４２は、放熱板２０の上面に下面を密着させて固定される。電気部品４１，４２は、取付ネジ４３，４４を介して放熱板２０の上面にネジ止めされる。

図２は、放熱用回路基板１を構成する回路基板本体１１の平面図である。回路基板本体１１は、捨て部１２〜１４のそれぞれを、回路基板本体１１において互いに対向する２つの側面（長辺）１１Ａ，１１Ｂと１つの側面（短辺）１１Ｃとの３つの側面の外側に、複数の連結部１５及び複数の連結部１６によって連続して備えている。

捨て部１２〜１４は、連結部１５，１６を切断することにより、回路基板本体１１から切除可能にされている。回路基板本体１１の側面１１Ａ〜１１Ｃのそれぞれと捨て部１２〜１４のとの間には、スリット状の空間が形成されている。

回路基板本体１１は、捨て部１２〜１４が連結している状態で、スルーホールの形成、下面に対する配線パターンの形成、上面に対する電気部品の実装、下面に露出した電気部品の端子に対する半田ディッピングが行われる。

少なくとも、半田ディッピング時には、捨て部１２，１３が図示しないコンベアによって挟持される。回路基板本体１１は、コンベアによって半田槽の上部を経由して搬送される。このとき、回路基板本体１１の下面に露出した電気部品の端子に、半田が接触する。

図３は、放熱用回路基板１を構成する放熱板２０の組立図である。放熱板２０は、固定部材２１と支持部材２２とからなる。固定部材２１及び支持部材２２は、ともにアルミニウム等の熱導電性に優れた板材を素材として構成されている。固定部材２１は、平板状を呈し、回路基板本体１１の上面に、例えばリベットによって取り付けられる。このため、固定部材２１には、２つのリベット孔２１Ａが形成されている。２つのリベット孔２１Ａのそれぞれは、回路基板本体１１に形成された２つのリベット孔１８に対向する。

固定部材２１には、電気部品４１，４２の固定用の取付ネジ４３，４４が螺合するネジ孔２１Ｂ，２１Ｃが形成されている。ネジ孔２１Ｂ，２１Ｃは、それぞれ回路基板本体１１に形成された貫通孔１９Ａ，１９Ｂに対向する。また、止めネジ２３が螺合する２つのネジ孔２１Ｄが形成されている。

支持部材２２は、素材である板材を２回にわたって９０度に折り曲げ、コの字型断面形状に形成されている。支持部材２２は、上面が固定部材２１の下面に密着した状態で、止めネジ２３によって固定部材２１に固定される。このため、支持部材２２の上面には止めネジ２３が螺合するネジ孔２２Ａが２個所に形成されている。２個所のネジ孔２２Ａは、それぞれネジ孔２１Ｄに対向する。

支持部材２２の下面は、図示しない電気器具のフレーム又は筐体に、図示しない固定ネジを介して固定される。このため、支持部材２２には、２個所に固定孔２２Ｂが形成されている。

図２に示すように、固定部材２１は、一部が回路基板本体１１の内部に位置し、他の部分である延出部２１Ｅが側面１１Ａから回路基板本体１１の外部に露出した状態で、回路基板本体１１の上面に固定される。支持部材２２は、固定部材２１における延出部２１Ｅの下面に、下方から固定される。

回路基板本体１１の上面を含む平面内で側面１１Ａの長手方向に直交する方向について、捨て部１２の長さＬ１は、延出部２１Ｅの長さＬ２よりも長くされている。また、固定部材２１は平板状を呈しているため、固定部材２１を回路基板本体１１に固定するために捨て部１２を回路基板本体１１から切除する必要もない。

このため、電気部品３０，４１，４２を実装する前に、回路基板本体１１の上面に放熱板２０の固定部材２１を所定の位置に固定しても、固定部材２１の一部が捨て部１２の側面から露出することがない。

一方、電気部品４１，４２は、固定部材２１を回路基板本体１１の上面に固定した後に回路基板本体１１に実装される。又は、電気部品４１，４２を取り付けた状態の固定部材２１が回路基板本体１１に固定される。電気部品４１，４２は、固定部材２１の上面にネジ止めされるからである。

したがって、回路基板本体１１の上面に固定部材２１を固定し、かつ電気部品４１，４２を実装した後においても、捨て部１２の側面をコンベアで挟持して搬送することができる。これによって、電気部品３０，４１，４２の全てを回路基板本体１１の上面に実装した後に、回路基板本体１１をコンベアで搬送して半田ディッピングを行うことができ、一部の電気部品に対して手作業で半田付けを行う必要がない。

回路基板本体１１と捨て部１２との間において、固定部材２１が対向する範囲には、連結部１５が形成されておらず、固定部材２１が対向する範囲には、全域にわたって回路基板本体１１と捨て部１２との間にスリット状の空間１７が形成されている。したがって、固定部材２１を回路基板本体１１に固定した後にも、固定部材２１が干渉することなく容易に、回路基板本体１１から連結部１５を切断して捨て部１２を切除することができる。

また、支持部材２２は、固定部材２１において回路基板本体１１の外部に露出する延出部２１Ｅに固定される。したがって、回路基板本体１１から捨て部１２を切除した後に、固定部材２１に支持部材２２を固定することができ、電気部品４１，４２において発生した熱を固定部材２１及び支持部材２２自体、及び、電気器具のフレーム及び筐体に伝導して放熱することができる。

なお、この実施形態では、固定部材２１の上面側から止めネジ２３を螺合させて固定部材２１と支持部材２２とを固定するようにしている。このため、支持部材２２を予め電気器具のフレーム又は筐体に取り付けた状態で、止めネジ２３を介して固定部材２１と支持部材２とを一体化することができる。

図４は、回路基板本体１１に対する放熱板２０の取付状態を説明する側面図である。回路基板本体１１は、図４（Ａ）に示すように、上面に放熱板２０の固定部材２１が取り付けられた状態で、下面にスプレーフラクサ装置等を用いてフラックス５１が塗布される。このとき、スリット状の空間１７を通ってフラックス５１が固定部材２１の下面に付着する可能性がある。

図４（Ｂ）に示すように回路基板本体１１から捨て部１２が切除された後に、図４（Ｃ）に示すように固定部材２１に支持部材２２が取り付けられる。固定部材２１の下面で空間１７に対向していた部分にフラックス５１が付着している場合、この部分に支持部材２２の上面を対向させて固定部材２１に支持部材２２を取り付けると、固定部材２１の下面と支持部材２２の上面とが密着せず、放熱板２０の放熱性が低下する。

しかし、支持部材２２の上面の長さＬ３は固定部材２１の延出部２１Ｅの長さＬ２よりも短くされており、固定部材２１と支持部材２２との外側面が一致する状態で固定部材２１に支持部材２２を取り付けると、回路基板本体１１の側面１１Ａと支持部材２２の端部との間に間隙６０が形成される。長さＬ２と長さＬ３との差を空間１７の幅以上とすることで、支持部材２２の上面は固定部材２１の下面内でフラックス５１が付着する可能性のある部分に対向することがなく、固定部材２１の下面に支持部材２２の上面を確実に密着させることができる。

なお、支持部材２２の上面の長さＬ３が延出部２１Ｅの長さＬ２以上であっても、回路基板本体１１の側面１１Ａと支持部材２２との間に空間１７の幅以上の間隙６０を設けた状態で支持部材２２を固定部材２１に取り付けることで、同様の効果を得ることができる。

この発明の実施形態に係る放熱用回路基板１の外観図である。 放熱用回路基板１を構成する回路基板本体１１の平面図である。 放熱用回路基板１を構成する放熱板２０の組立図である。 回路基板本体１１に対する放熱板２０の取付状態を示す側面図である。

符号の説明

１ 放熱用回路基板
１１ 回路基板本体
１１Ａ 側面
１２〜１４ 捨て部
２０ 放熱板
２１ 固定部材
２１Ｅ 延出部
２２ 支持部材
３０，４１，４２ 電気部品

Claims (6)

1. 上面に実装された電気部品の端子が下面に露出する平板状の回路基板本体と、前記回路基板本体の一方の側面から一部を外側に延出させて前記上面に固定される放熱板と、を備え、
   前記回路基板本体は、前記側面から前記回路基板本体の外側に連続する捨て部を前記側面から切除できるようにして備え、
   前記放熱板は、前記回路基板本体の上面に固定される固定部材と、固定部材に取り付けられる支持部材と、からなり、
   前記固定部材は前記側面から前記回路基板本体の外側に延出する延出部を有し、前記回路基板本体の上面内で前記側面に直交する方向について前記捨て部の長さが前記延出部の長さよりも長いことを特徴とする放熱用回路基板。
2. 上面に実装された電気部品の端子が下面に露出する平板状を呈し、延出部を一方の側面から外側に延出させて前記上面に放熱板が固定される回路基板本体であって、
   前記側面から外側に連続する捨て部を前記側面から切除できるようにして備え、
   前記捨て部は、前記上面内で前記側面に直交する方向の長さが前記延出部の長さよりも長いことを特徴とする回路基板本体。
3. 前記側面と前記捨て部との間で、かつ、前記側面の長手方向における少なくとも前記放熱板の固定範囲の全域にわたって、空間を形成したことを特徴とする請求項２に記載の回路基板本体。
4. 回路基板本体の一方の側面から一部を外側に延出させて前記回路基板本体の上面に固定される放熱板であって、
   前記回路基板本体の上面に固定される固定部材と、固定部材の下面に取り付けられる支持部材と、からなり、
   前記固定部材は前記側面から前記回路基板本体の外側に延出する延出部を有し、前記支持部材が前記延出部に取り付けられることを特徴とする放熱板。
5. 前記固定部材は平板状を呈し、前記支持部材は前記延出部の下面に接触するコの字型断面形状を呈することを特徴とする請求項４に記載の放熱板。
6. 前記支持部材は、前記回路基板本体の側面との間に間隙を設けて前記固定部材の下面に取り付けられることを特徴とする請求項４又は５に記載の放熱板。

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