JP2007200977A - 電子回路ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁体と放熱体との相互の当接面の設計にかかる手間の増加を抑制しつつ、より良好な放熱を行なうことができる電子回路ユニットを得る。
【解決手段】回路基板１３と、熱伝導性を有し回路基板１３に設けられた絶縁体１４と、絶縁体１４に重ね合わされて絶縁体１４を介して回路基板１３に接続された放熱体１５と、を備え、絶縁体１４と放熱体１５との相互の当接面１４ａ,１５ａは、凹部１４ｂ,１５ｂと凸部１４ｃ,１５ｃとを回路基板１３に沿って繰り返す凹凸形状に形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、放熱体を備える電子回路ユニットに関する。

従来、電子部品が実装された回路基板と、この回路基板に熱伝導性を有した絶縁体を介して接続された放熱体と、を備える電子回路ユニットがある（例えば、特許文献１参照）。この電子回路ユニットでは、電子部品の熱を放熱体によって放出して電子部品の性能を維持するようにしている。
特開平６−８０９１１号公報

ところで、近年、回路基板における電子部品の搭載密度の高密度化や、電子部品の発熱量の増大により、電子回路ユニットの発熱量が増加しており、このため、その熱をより効率良く放出できる電子回路ユニットが求められている。

また、特許文献１の図７には、放熱体としての放熱板と絶縁体としての放熱シートとの相互の当接面が凹凸状に形成された電子回路ユニットが記載されている。この電子回路ユニットでは、放熱板と放熱シートとの相互の当接面が電子部品の形状に合わせて凹凸状に形成されているため、放熱板の設計にかかる手間が増加するという問題がある。

そこで、本発明は、放熱体と絶縁体との相互の当接面の設計にかかる手間の増加を抑制しつつ、より良好な放熱を行なうことができる電子回路ユニットを得ることを目的とする。

請求項１に記載の発明の電子回路ユニットは、電子部品が実装された回路基板と、熱伝導性を有し前記回路基板に設けられた絶縁体と、前記絶縁体に重ね合わされて前記絶縁体を介して前記回路基板に接続された放熱体と、を備え、前記絶縁体と前記放熱体との相互の当接面は、凹部と凸部とを前記回路基板に沿って繰り返す凹凸形状に形成されている。

この構成によれば、絶縁体と放熱体との相互の当接面は、凹部と凸部とを回路基板に沿って繰り返す凹凸形状に形成されていることにより、放熱体と絶縁体との相互の当接面が平面の場合に比べて、放熱体と絶縁体との当接面積が拡大されるので、より良好な放熱を行なうことができると共に、放熱体と絶縁体との相互の当接面を電子部品の形状に合わせる必要がないので、放熱体と絶縁体との相互の当接面の設計にかかる手間の増加を抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電子回路ユニットにおいて、前記放熱体の当接面の凸部における端面は、該当接面の凹部の底面よりも前記回路基板に近接しており、前記放熱体は、該放熱体の当接面の裏側に、凹部と凸部とを繰り返す凹凸形状に形成された露出面を有しており、前記露出面の凸部は、前記放熱体の当接面の凸部の裏側に配置されている。

この構成によれば、電子部品の熱は、放熱体において当接面の凸部からその裏側に配置された露出面の凸部に伝わり易くなっているので、放熱体の当接面の凸部と露出面の凸部とをより有効に用いて電子部品の熱をより効率的に放出することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電子回路ユニットにおいて、前記絶縁体は、可塑性材料により構成され、前記絶縁体の前記当接面の凹凸形状は、前記回路基板と前記放熱体とに挟まれた前記可塑性材料がそれら回路基板と放熱体とによって押圧されて前記放熱体の前記当接面の凹凸形状に沿わされたことにより形成された形成されたものである。

この構成によれば、絶縁体が放熱体の当接面により確実に沿った形状となり、放熱体と絶縁体との当接状態をより密着した状態とすることができるので、絶縁体から放熱板への伝熱をより良好に行なうことができ、よって、放熱板による電子部品の熱の放出をより良好に行なうことができる。

[第１の実施形態]
本発明の第１の実施形態を図１に基づいて説明する。図１は、本実施形態の電子回路ユニットを示す縦断側面図である。

図１に示すように、電子回路ユニット１は、平板状の回路基板１３と、熱伝導性を有し回路基板１３に設けられた絶縁体１４と、この絶縁体１４に重ね合わされて絶縁体１４を介して回路基板１３に接続された放熱体１５と、を備えている。

回路基板１３の実装面としての表面１３ａには、電子回路１１を構成する電子部品１２が実装されている。電子部品１２としては、例えばパワーＭＯＳＦＥＴや抵抗素子などを例示することができる。

絶縁体１４は、可塑性材料から構成されたシート材であり、回路基板１３の裏面１３ｂの全域を覆った状態でその裏面１３ｂに密着して設けられている。絶縁体１４における回路基板１３側とは反対側の面は、放熱体１５が重ね合わされる当接面１４ａとされている。

放熱体１５は、金属製の板状部材である。放熱体１５は、絶縁体１４の当接面１４ａの全域を覆った状態でその当接面１４ａに密着して設けられている。この放熱体１５は、例えば、電子回路ユニット１に外装ケース（図示せず）が設けられる場合には、その外装ケースに一体に設けられていても良い。

この放熱体１５における絶縁体１４との当接面１５ａは、凹部１５ｂと凸部１５ｃとを回路基板１３の裏面１３ｂに沿って規則的に繰り返す凹凸形状に形成されている。そして、この凹凸形状に対応させて、絶縁体１４の当接面１４ａは、凹部１４ｂと凸部１４ｃとを回路基板１３の裏面１３ｂに沿って規則的に繰り返す凹凸形状に形成されている。具体的には、これらの凹部１４ｂ,１５ｂと凸部１４ｃ,１５ｃとは、一定間隔で繰り返し形成されている。そして、放熱体１５の凹凸形状と絶縁体１４の凹凸形状とが相互に噛み合った状態となっている。本実施形態では当接面１４ａ,１５ａの凹凸形状は、パルス波形状に形成されている。また、放熱体１５の当接面１５ａの凸部１５ｃにおける端面１５ｇは、該当接面１５ａの凹部１５ｂの底面１５ｈよりも回路基板１３に近接している。

また、放熱体１５における当接面１５ａの裏側に位置する露出面１５ｆは、凹部１５ｄと凸部１５ｅとを回路基板１３の裏面１３ｂに沿って規則的に繰り返す凹凸形状に形成されている。具体的には、これらの凹部１５ｄと凸部１５ｅとは、一定間隔で繰り返し形成されている。この露出面１５ｆの凸部１５ｅは、放熱体１５の当接面１５ａの凸部１５ｃの裏側に配置されている一方、露出面１５ｆの凹部１５ｄは、放熱体１５の当接面１５ａの凹部１５ｂの裏側に配置されている。

このような構成において、電子部品１２が発した熱は、回路基板１３、絶縁体１４を経由して放熱体１５に伝わり、放熱体１５によって放出される。

このとき、本実施形態では、絶縁体１４と放熱体１５との相互の当接面１４ａ,１５ａが、凹部１４ｂ,１５ｂと凸部１４ｃ,１５ｃとを回路基板１３の裏面１３ｂに沿って繰り返す凹凸形状に形成されていることにより、絶縁体と放熱体との相互の当接面が平面の場合に比べて、絶縁体１４と放熱体１５との当接面積が拡大されるので、より良好な放熱を行なうことができる。これにより、電子部品１２の性能を確実に維持することができる。

また、本実施形態によれば、絶縁体１４と放熱体１５との相互の当接面１４ａ,１５ａが、凹部１４ｂ,１５ｂと凸部１４ｃ,１５ｃとを回路基板１３の裏面１３ｂに沿って繰り返す凹凸形状に形成されていることにより、絶縁体１４と放熱体１５との相互の当接面１４ａ,１５ａを電子部品１２の形状に合わせる必要がないので、絶縁体１４と放熱体１５との相互の当接面１４ａ,１５ａの設計にかかる手間の増加を抑制することができる。

また、本実施形態によれば、放熱体１５の当接面１５ａの凸部１５ｃにおける端面１５ｇは、該当接面１５ａの凹部１５ｂの底面１５ｈよりも回路基板１３に近接していると共に、放熱体１５の露出面１５ｆの凸部１５ｅが、放熱体１５の当接面１５ａの凸部１５ｃの裏側に配置されていることにより、電子部品１２の熱は、放熱体１５において当接面１５ａの凸部１５ｃからその裏側に配置された露出面１５ｆの凸部１５ｅに伝わり易くなっている。したがって、放熱体１５の当接面１５ａの凸部１５ｃと露出面１５ｆの凸部１５ｅとをより有効に用いて電子部品１２の熱をより効率的に放出することができる。

また、本実施形態によれば、絶縁体１４が回路基板１３において電子部品１２が実装されていない裏面１３ｂに設けられていることにより、絶縁体１４が回路基板１３において電子部品１２が実装されている表面１３ａに設けられる場合に比べて、絶縁体１４を容易に回路基板１３に設けることができる。

次に、上述した絶縁体１４と放熱体１５との相互の当接面１４ａ,１５ａの凹凸形状の形成方法の一例を説明する。まず、放熱体１５の当接面１５ａの凹凸形状が形成される。次に、絶縁体１４の基材である可塑性材料が回路基板１３と放熱体１５とに挟まれた状態で、それら回路基板１３と放熱体１５とによって押圧されて放熱体１５の当接面１５ａの凹凸形状に沿わされる。これにより、当接面１４ａに凹凸形状が形成された絶縁体１４が得られる。

このような方法で形成された絶縁体１４の凹凸形状は、放熱体１５の当接面１５ａにより確実に沿った形状となるので、絶縁体１４と放熱体１５との当接状態をより密着した状態とすることができる。したがって、絶縁体１４から放熱体１５への伝熱をより良好に行なうことができ、よって、放熱体１５による電子部品１２の熱の放出をより良好に行なうことができる。

[第２の実施形態]
次に、本発明の第２の実施形態を図２に基づいて説明する。図２は、本実施形態の電子回路ユニットを示す縦断側面図である。なお、前述した実施形態と同じ部分は、同一符号で示し説明も省略する（以降の実施形態でも同様）。

図２に示すように、本実施形態は、電子回路ユニット２１において、絶縁体２４と放熱体２５との相互の当接面２４ａ,２５ａにおける、凹部２４ｂ,２５ｂと凸部２４ｃ,２５ｃとを繰り返す凹凸形状が、正弦波形状に形成されている点が第１の実施形態に対して異なる。

このような構成の本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、より良好な放熱を行なうことができると共に、絶縁体２４と放熱体２５との相互の当接面２４ａ,２５ａの設計にかかる手間の増加を抑制することができる。

[第３の実施形態]
次に、本発明の第３の実施形態を図３に基づいて説明する。図３は、本実施形態の電子回路ユニットを示す縦断側面図である。

図３に示すように、本実施形態は、電子回路ユニット３１において、放熱体３５の当接面３５ａの凹部３５ｂの裏側に、露出面３５ｆの凸部３５ｅが配置される一方、放熱体３５の当接面３５ａの凸部３５ｃの裏側に、露出面３５ｆの凹部３５ｄが配置されている点が第１の実施形態に対して異なる。このような形状は、例えば、プレス加工によって容易に実現することができる。

このような構成の本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、より良好な放熱を行なうことができると共に、絶縁体３４と放熱体３５との相互の当接面３４ａ,３５ａの設計にかかる手間の増加を抑制することができる。

[第４の実施形態]
次に、本発明の第４の実施形態を図４に基づいて説明する。図４は、本実施形態の電子回路ユニットを示す縦断側面図である。

図４に示すように、本実施形態では、電子回路ユニット４１において、絶縁体４４と放熱体４５との相互の当接面４４ａ，４５ａにおける、凹部４４ｂ,４５ｂと凸部４４ｃ,４５ｃとを繰り返す凹凸形状と、放熱体４５の露出面４５ｆにおける凹部４５ｄと凸部４５ｅとを繰り返す凹凸形状とが、共に三角波形状に形成されている点が第３の実施形態に対して異なる。

このような構成の本実施形態によれば、第３の実施形態と同様に、より良好な放熱を行なうことができると共に、絶縁体４４と放熱体４５との相互の当接面４４ａ,４５ａの設計にかかる手間の増加を抑制することができる。

なお、本発明は、次のような別の実施形態に具現化することができる。以下の別の実施形態でも上記実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。

（１）上記各実施形態では、回路基板１３の裏面１３ｂ側に絶縁体１４,２４,３４,４４と放熱体１５,２５,３５,４５とが積層された例を説明したが、回路基板１３の表面１３ａ側に絶縁体１４,２４,３４,４４と放熱体１５,２５,３５,４５とが積層されていても良い。

（２）また、上記各実施形態では、絶縁体１４がシート材によって構成された例を説明したが、絶縁体１４は、接着剤、ゲル材などによって構成されていても良い。

また、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。

（イ）請求項１に記載の電子回路ユニットでは、前記絶縁体は、前記回路基板の裏面に設けられていて良い。

こうすれば、絶縁体を容易に回路基板に設けることができる。

本発明の第１の実施形態の電子回路ユニットを示す縦断側面図である。 本発明の第２の実施形態の電子回路ユニットを示す縦断側面図である。 本発明の第３の実施形態の電子回路ユニットを示す縦断側面図である。 本発明の第４の実施形態の電子回路ユニットを示す縦断側面図である。

符号の説明

１,２１,３１,４１…電子回路ユニット
１２…電子部品
１３…回路基板
１４,２４,３４,４４…絶縁体
１４ａ,２４ａ,３４ａ,４４ａ…絶縁体の当接面
１４ｂ,２４ｂ,４４ｂ…絶縁体の当接面の凹部
１４ｃ,２４ｃ,４４ｃ…絶縁体の当接面の凸部
１５,２５,３５,４５…放熱体
１５ａ,２５ａ,３５ａ,４５ａ…放熱体の当接面
１５ｂ,２５ｂ,３５ｂ,４５ｂ…放熱体の当接面の凹部
１５ｃ,２５ｃ,３５ｃ,４５ｃ…放熱体の当接面の凸部
１５ｄ,３５ｄ,４５ｄ…露出面の凹部
１５ｅ,３５ｅ,４５ｅ…露出面の凸部
１５ｆ,３５ｆ,４５ｆ…露出面
１５ｇ…端面
１５ｈ…底面

Claims (3)

1. 電子部品が実装された回路基板と、
   熱伝導性を有し前記回路基板に設けられた絶縁体と、
   前記絶縁体に重ね合わされて前記絶縁体を介して前記回路基板に接続された放熱体と、
   を備え、
   前記絶縁体と前記放熱体との相互の当接面は、凹部と凸部とを前記回路基板に沿って繰り返す凹凸形状に形成されている電子回路ユニット。
2. 前記放熱体の当接面の凸部における端面は、該当接面の凹部の底面よりも前記回路基板に近接しており、
   前記放熱体は、該放熱体の当接面の裏側に、凹部と凸部とを繰り返す凹凸形状に形成された露出面を有しており、
   前記露出面の凸部は、前記放熱体の当接面の凸部の裏側に配置されている請求項１に記載の電子回路ユニット。
3. 前記絶縁体は、可塑性材料により構成され、
   前記絶縁体の前記当接面の凹凸形状は、前記回路基板と前記放熱体とに挟まれた前記可塑性材料がそれら回路基板と放熱体とによって押圧されて前記放熱体の前記当接面の凹凸形状に沿わされたことにより形成されたものである請求項１又は２に記載の電子回路ユニット。

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