JP2007173631A - プリント配線板の実装構造とそれを用いた放電灯点灯装置及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】回路部品を配置できる面積を大きくし且つ製造の工程数を減らすことのできるプリント配線板の実装構造とそれを用いた放電灯点灯装置及びプロジェクタを提供する。
【解決手段】プリント配線板１と、プリント配線板１上に面実装される回路部品２ａと、プリント配線板１の回路部品２ａの実装面と異なる面に設けられる放熱板３とから成るプリント配線板１の実装構造であって、放熱板３は、プリント配線板１に設けられた挿通孔６に挿通される突出部４を備え、該突出部４は、回路部品２ａが実装される面において半田接合される。
【選択図】図１

Description

本発明は、回路部品の放熱構造を有するプリント配線板の実装構造とそれを用いた放電灯点灯装置及びプロジェクタに関する。

近年、半導体素子等の回路部品をプリント配線板上に実装する面実装技術が一般的になっており、小信号用の小型の素子のみならず大電流を扱うような電力素子も面実装されるようになっている。面実装型の回路部品は、一般的に半田付けによってプリント配線板上に取付けられるために回路部品に直接放熱器を取付けることは困難であり、このため回路部品の放熱構造に工夫が必要となり、例えば特許文献１に記載されているような電子機器の放熱構造が提案されている。

この従来の電子機器の放熱構造は、プリント配線板の表面に実装された回路部品の上面を放熱シートで覆い、プリント配線板において回路部品が面実装された側と反対側の面に放熱板を配置し、放熱シートをプリント配線板及び放熱板に設けられた固定ネジ穴を介してプリント配線板に固定ネジによって固定したものである。上記構成により、放熱シートを介して回路部品からの発熱を放熱板に熱伝導させることで放熱させている。
特開２００１−２５７４９０号公報

しかしながら、上記従来例では、プリント配線板において回路部品が面実装された側と反対側の面に回路部品の実装面積と略同等以上の面積をもつ放熱板を取付けるため、放熱板が取付けられている箇所には面実装されない回路部品を配置することができず、したがって回路部品を配置するための面積が狭くなるという問題があった。また、放熱シートを固定ネジによってネジ止めすることで固定しているため、ネジ止めをする工程が必要となり、製造の工程数が増えるという問題もあった。

本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、回路部品を配置できる面積を大きくし且つ製造の工程数を減らすことのできるプリント配線板の実装構造とそれを用いた放電灯点灯装置及びプロジェクタを提供することを目的とする。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、プリント配線板と、プリント配線板上に面実装される回路部品と、プリント配線板の回路部品の実装面と異なる面に設けられる放熱板とから成るプリント配線板の実装構造において、放熱板は、プリント配線板に設けられた挿通孔に挿通される突出部を備え、該突出部は、回路部品の実装面において半田接合されることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、放熱板は、回路部品の実装面と反対側の面に実装される面実装されない回路部品と熱的に結合されることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、放熱板は、回路部品の実装面と反対側の面に実装される面実装されない回路部品を覆う形状に形成され且つプリント配線板の回路のグラウンドと接続される導電パターンと半田接合されることを特徴とする。

請求項４の発明は、少なくとも交流電圧を所望の直流電圧に変換する直流変換回路と、直流変換回路からの出力を所望の周波数の交流電圧に変換するインバータ回路とをプリント配線板上に実装して成る放電灯点灯装置であって、請求項１乃至３何れか記載のプリント配線板の実装構造を用いたことを特徴とする。

請求項５の発明は、プロジェクタに請求項４記載の放電灯点灯装置を搭載したことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、プリント配線板と、プリント配線板上に面実装される回路部品と、プリント配線板の回路部品の実装面と異なる面に設けられる放熱板とから成るプリント配線板の実装構造において、放熱板は、プリント配線板に設けられた挿通孔に挿通される突出部を備え、該突出部は、回路部品の実装面において半田接合されるので、放熱板を取付けるには、突出部のみを回路部品の実装面で半田接合するだけでよく、したがって放熱板の取付け工程が容易となる。また、放熱板を取付けるのに必要な面積が小さくなるので、回路部品を配置できる面積を大きくすることができ、したがってプリント配線板の設計が容易となる。

請求項２の発明によれば、放熱板は、回路部品の実装面と反対側の面に実装される面実装されない回路部品と熱的に結合されるので、面実装される回路部品と共に面実装されない回路部品も同じ放熱板によって放熱することができるので、放熱板の数を減らすことができ、したがって製造コストを削減することができる。

請求項３の発明によれば、放熱板は、回路部品の実装面と反対側の面に実装される面実装されない回路部品を覆う形状に形成され且つプリント配線板の回路のグラウンドと接続される導電パターンと半田接合されるので、スイッチング等により回路部品から輻射されるノイズを抑制することができる。

請求項４の発明によれば、請求項１乃至３何れかの効果を奏するプリント配線板の実装構造を用いた放電灯点灯装置を実現することができる。

請求項５の発明によれば、請求項１乃至３何れかの効果を奏するプリント配線板の実装構造を用いた放電灯点灯装置を搭載したプロジェクタを実現することができる。

（実施形態１）
以下、本発明の第一の実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態は、図１に示すように、プリント配線板１と、プリント配線板１上に面実装される回路部品２ａと、プリント配線板１の回路部品２ａの実装面と異なる面に設けられる放熱板３とから成るプリント配線板１の実装構造であって、放熱板３は、プリント配線板１に設けられた挿通孔６に挿通される突出部４を備え、該突出部４は、回路部品２ａが実装される面において半田接合される。

プリント配線板１の実装面（図１における下面）には、銅箔から成る導電パターン５が形成されており、該導電パターン５上にトランジスタやＩＣ等の半導体素子から成る回路部品２ａが半田付けによって面実装されている。プリント配線板１の長手方向の一端縁には、２つの略矩形状の挿通孔６がプリント配線板１の短手方向の一辺と並行に形成されており、これら挿通孔６に後述する放熱板３の突出部４が挿通される。また、回路部品２ａの近傍には温度上昇を監視するために過熱保護素子８が備えられている。本実施形態では、過熱保護素子８としてチップサーミスタを用いており、面実装することでプリント配線板１の実装面に取付けられている。

また、図２に示すように、回路部品２ａの他に後述する回路部品２ｂもプリント配線板１に実装される。回路部品２ｂは、回路部品２ａと同様にトランジスタ等の半導体素子から成り且つリードＬｄを有する部品で、リードＬｄをプリント配線板１の実装面と反対側の面（図１における上面）から挿通し、該リードＬｄを実装面において半田接合することで取付けられる。

放熱板３は、例えば銅等の熱伝導性の高い金属板で、長手方向の一端縁の両端部にはそれぞれ略矩形状の突出部４が設けられている。これら突出部４をプリント配線板１に設けられた挿通孔６に挿通し、突出部４及び導電パターン５を半田接合することによって、放熱板３はプリント配線板１に係止され、回路部品２ａが導電パターン５及び半田を介して放熱板３と熱的に結合されるので、回路部品２ａからの発熱が放熱板３によって放熱される。

上述のように、放熱板３の突出部４をプリント配線板１に設けられた挿通孔６に実装面と反対側の面から挿通し、挿通した箇所のみをプリント配線板１の実装面側において半田接合するだけで放熱板３を固定することができるので、ネジ止め等によって固定する必要がなく、したがって回路部品２ａや過熱保護素子８の半田接合と同じ工程で放熱板３を容易に取付けることができる。また、放熱板３を取付けるためのスペースを狭くすることができ、したがってプリント配線板１の実装面と反対側の面において、面実装されない回路部品２ｂを配置するための面積を大きくすることができる。

ところで、面実装されない回路部品２ｂはプリント配線板１の実装面と反対側の面に配置されるが、図２に示すように、面実装されない回路部品２ｂを放熱板３に接触させることが考えられる。このようにすることで、放熱板３と面実装されない回路部品２ｂとが熱的に結合されるので、面実装される回路部品２ａ及び面実装されない回路部品２ｂの何れも同じ放熱板３で放熱することができる。したがって、別途放熱板３を用意する必要がなく、製造コストを削減することができる。

（実施形態２）
以下、本発明の第二の実施形態について図面を用いて説明する。但し、基本的な構成は実施形態１と共通であるので、共通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。本実施形態は、図３に示すように、プリント配線板１の実装面と反対側の面において、面実装されない回路部品２ｂを放熱板３によって覆っている。

放熱板３は、一面を開口した箱体に形成され、開口面の長手方向の両端部には、それぞれ突出部４が２つずつ形成されている。プリント配線板１の長手方向の両端縁には、それぞ挿通孔６がプリント配線板１の短辺と並行に２つずつ形成されており、上記放熱板３の突出部４が挿通される。実装面における挿通孔６の近傍には回路のグラウンドと接続される接地パターン７が形成されており、放熱板３の突出部４と該接地パターン７とを半田接合することによって、放熱板３は回路のグラウンドと接続される。

上述のように、回路のグラウンドと接続された放熱板３によって回路部品２ｂを覆うことにより、実施形態１と同様の放熱効果を得ると共に、回路部品２ｂから発生するノイズ、例えばスイッチング素子のスイッチング動作により生じる輻射ノイズ等を低減することができる。

ところで、上記実施形態１及び実施形態２のプリント配線板１の実装構造は、例えば放電灯点灯装置に用いられる。放電灯点灯装置の回路例を図４に示す。この放電灯点灯装置は、直流電源Ｅ（交流電源を整流して得た直流電源でもよい）と、スイッチング素子Ｑ１とダイオードＤ１とチョークコイルＬ１とコンデンサＣ１から成り直流電源Ｅからの出力を所望の電圧に降圧して出力する降圧チョッパ回路１０と、４つのスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５から成り降圧チョッパ回路１０からの出力を所望の周波数の交流電圧に変換するインバータ回路１１と、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ５を制御する制御回路１２と、放電灯１３を始動させるための高電圧を発生させる始動回路１４とから構成される。尚、降圧チョッパ回路１０、インバータ回路１１、制御回路１２、始動回路１４は周知であるので、ここでは詳細な説明は省略する。

上記回路の場合、動作時に発熱する半導体部品は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ５、ダイオードＤ１であるので、これら部品を上記実施形態１又は２のプリント配線板１の実装構造を用いることで放熱することができる。

また、放電灯点灯装置の他の回路構成を図５に示す。この放電灯点灯装置の回路は、図４の回路からインバータ回路１１を除いて、降圧チョッパ回路１０からの出力を直接始動回路１４に印加するものである。この回路の場合は、スイッチング素子Ｑ１とダイオードＤ１が発熱する半導体部品に当たり、これら部品を上記実施形態１又は２のプリント配線板１の実装構造を用いることで放熱することができる。

上述のような放電灯点灯装置は、例えば図６に示すようなプロジェクタに用いられる。プロジェクタには、図６に示すように、高圧放電灯ＬＡを点灯させるための放電灯点灯装置が搭載されており、該放電灯点灯装置に上述のプリント配線板１の実装構造を適用することで、プロジェクタ内においても放電灯点灯装置の放熱を行うことができる。

本発明の第一の実施形態のプリント配線板の実装構造を示す斜視図である。 同上の放熱板と面実装されない回路部品とを熱的に結合した場合を示す斜視図である。 本発明の第二の実施形態のプリント配線板の実装構造を示す斜視図である。 本発明のプリント配線板の実装構造が用いられる放電灯点灯装置の回路図である。 同上の他の回路図である。 本発明の放電灯点灯装置が搭載されるプロジェクタの内部構成を示す図である。

符号の説明

１ プリント配線板
２ａ 回路部品（面実装）
２ｂ 回路部品（非面実装）
３ 放熱板
４ 突出部
５ 導電パターン
６ 挿通孔

Claims (5)

1. プリント配線板と、プリント配線板上に面実装される回路部品と、プリント配線板の回路部品の実装面と異なる面に設けられる放熱板とから成るプリント配線板の実装構造において、放熱板は、プリント配線板に設けられた挿通孔に挿通される突出部を備え、該突出部は、回路部品の実装面において半田接合されることを特徴とするプリント配線板の実装構造。
2. 前記放熱板は、回路部品の実装面と反対側の面に実装される面実装されない回路部品と熱的に結合されることを特徴とする請求項１記載のプリント配線板の実装構造。
3. 前記放熱板は、回路部品の実装面と反対側の面に実装される面実装されない回路部品を覆う形状に形成され且つプリント配線板の回路のグラウンドと接続される導電パターンと半田接合されることを特徴とする請求項１又は２記載のプリント配線板の実装構造。
4. 少なくとも交流電圧を所望の直流電圧に変換する直流変換回路と、直流変換回路からの出力を所望の周波数の交流電圧に変換するインバータ回路とをプリント配線板上に実装して成る放電灯点灯装置であって、請求項１乃至３何れか記載のプリント配線板の実装構造を用いたことを特徴とする放電灯点灯装置。
5. 請求項４記載の放電灯点灯装置を搭載したことを特徴とするプロジェクタ。
   

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