JP2007324223A - Attaching structure for heating element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発熱素子を取り付ける構造に係り、特に、高い冷却効果を実現するとともに加工工数を低減するのに好適な発熱素子の取付構造に関する。 The present invention relates to a structure for mounting a heating element, and more particularly to a mounting structure for a heating element suitable for realizing a high cooling effect and reducing the number of processing steps.
従来、自動車等に実装される耐環境性を有する電子制御ユニットにおいて、発熱性の電子部品を取り付ける構造としては、例えば、特許文献1記載の技術が知られている。
図5は、特許文献1記載の電子部品の取付構造の断面図である。
図6は、特許文献1記載の電子部品の取付構造の斜視図である。
図5および図6において、筐体1の内部には、筐体1の底面2に沿って電子回路基板4が配置されている。
Conventionally, for example, a technique described in
FIG. 5 is a cross-sectional view of the electronic component mounting structure described in
FIG. 6 is a perspective view of an electronic component mounting structure described in
5 and 6, an
筐体1の内壁面3には、パワートランジスタ等の発熱性の電子部品5がネジ6により固定されている。筐体1は、放熱フィン(不図示)を備え、電子部品5から生じる熱を吸収し、放熱フィンから外部に放熱することにより電子部品5を冷却する。
電子部品5は、電力や制御信号等を入出力するリード7を備える。リード7の一端は、電子回路基板4の実装面4aと対向する電子部品5の底面5aに取り付けられ、リード7の他端は、電子回路基板4の厚さ方向に形成されたスルーホール8に挿入され、半田付けされることにより電子回路基板4に電気的に接合している。
A heat generating
The
筐体1とリード7は熱膨張率が異なるため、使用環境において生じる温度変化により筐体1とリード7に熱膨張量の差が生じ、熱膨張による応力が半田付け部9に加わり、半田付け部9が破損して断線する可能性がある。そのため、リード7には、熱膨張による応力を吸収するため、屈曲部7aが形成されている。熱膨張時には、電子部品5と電子回路基板4の距離が広がるため、屈曲部7aが基板4に対して立ち上がり、熱膨張による応力を吸収する。
しかしながら、特許文献1記載の取付構造にあっては、リード7に屈曲部7aを形成するため、リード7の複数箇所を折り曲げるフォーミング加工が必要となり、加工工数が増大するという問題があった。
そこで、本発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、高い冷却効果を実現するとともに加工工数を低減するのに好適な発熱素子の取付構造を提供することを目的としている。
However, in the mounting structure described in
Accordingly, the present invention has been made paying attention to such an unsolved problem of the conventional technology, and is suitable for mounting a heating element suitable for realizing a high cooling effect and reducing the number of processing steps. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために、本発明に係る請求項1記載の発熱素子の取付構造は、底面および前記底面から立ち上がる壁面を有する筐体と、前記底面に沿って配置された基板と、前記壁面に固定された発熱素子とを備え、前記発熱素子のリードを前記基板に電気的に接合した発熱素子の取付構造であって、前記基板のうち少なくとも前記壁面に臨む端部を可撓性の部材で構成し、前記発熱素子のリードを前記可撓性の部材に電気的に接合した。
In order to achieve the above object, the heating element mounting structure according to
このような構成であれば、発熱素子から生じる熱が筐体を介して外部に放出されることにより発熱素子が冷却される。
また、筐体とリードの熱膨張率が異なる場合、熱膨張時は、筐体とリードの熱膨張量の差により応力が生じ、熱膨張による応力が基板とリードの接合部に加わる。このとき、基板のうち少なくとも壁面に臨む端部が可撓性の部材で構成されているので、熱膨張による応力によって可撓性の部材が撓み、熱膨張による応力が吸収される。
With such a configuration, heat generated from the heat generating element is released to the outside through the housing, thereby cooling the heat generating element.
Further, when the thermal expansion coefficients of the housing and the lead are different, stress is generated due to the difference in thermal expansion between the housing and the lead during thermal expansion, and the stress due to thermal expansion is applied to the joint between the substrate and the lead. At this time, since at least the end portion facing the wall surface of the substrate is made of a flexible member, the flexible member is bent by the stress due to thermal expansion, and the stress due to thermal expansion is absorbed.
ここで、発熱素子としては、例えば、リードを介して供給される電力または信号により発熱する素子のほか、リードを介して供給される電力または信号によらず自己発熱する素子が含まれる。後者の場合、例えば、外乱ノイズその他の外部環境の影響により発熱する素子が挙げられる。
また、基板は、少なくとも壁面に臨む端部が可撓性の部材で構成されていればよく、端部を含む基板の一部を可撓性の部材で構成してもよいし、基板の全部を可撓性の部材で構成してもよい。
Here, the heating element includes, for example, an element that generates heat by power or a signal supplied via a lead, and an element that self-heats regardless of the power or signal supplied via a lead. In the latter case, for example, an element that generates heat due to the influence of disturbance noise or other external environment can be used.
Moreover, the board | substrate should just be comprised with the flexible member at least the edge part which faces a wall surface, and may comprise a part of board | substrate including an edge part with a flexible member, or the whole board | substrate. You may comprise by a flexible member.
さらに、本発明に係る請求項2記載の発熱素子の取付構造は、請求項1記載の発熱素子の取付構造において、前記基板は、フレキシブル基板からなる。
このような構成であれば、フレキシブル基板が可撓性を有するので、熱膨張による応力によってフレキシブル基板が撓み、熱膨張による応力が吸収される。
Furthermore, the heating element mounting structure according to a second aspect of the present invention is the heating element mounting structure according to the first aspect, wherein the substrate is a flexible substrate.
If it is such a structure, since a flexible substrate has flexibility, a flexible substrate will bend by the stress by thermal expansion, and the stress by thermal expansion will be absorbed.
さらに、本発明に係る請求項3記載の発熱素子の取付構造は、請求項2記載の発熱素子の取付構造において、前記基板は、前記フレキシブル基板の一部がガラスエポキシ基板に重畳するように前記ガラスエポキシ基板上に前記フレキシブル基板を積層してなり、前記フレキシブル基板のうち前記ガラスエポキシ基板とは重畳しない部分を前記壁面に臨ませて配置され、前記発熱素子のリードを前記重畳しない部分に電気的に接合した。
このような構成であれば、フレキシブル基板の非重畳部分に対して熱膨張による応力が加わると、フレキシブル基板の一部がガラスエポキシ基板に固定されているので、熱膨張による応力によってフレキシブル基板の非重畳部分が撓み、熱膨張による応力が吸収される。
Further, the heating element mounting structure according to
With such a configuration, when a stress due to thermal expansion is applied to the non-overlapping portion of the flexible substrate, a part of the flexible substrate is fixed to the glass epoxy substrate. The overlapping portion is bent and the stress due to thermal expansion is absorbed.
さらに、本発明に係る請求項4記載の発熱素子の取付構造は、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の発熱素子の取付構造において、前記基板のうち前記発熱素子のリードとの接合部の周辺にスリットを形成した。
このような構成であれば、発熱素子のリードとの接合部の周辺にスリットが形成されているので、可撓性の部材が撓みやすくなる。したがって、より大きな応力を吸収することができる。
ここで、スリットは、直線状、階段状その他任意の形状で形成することができる。
また、スリットの伸長方向は、任意の方向でよいが、より大きな応力を吸収する観点からは、壁面から離隔する方向であることが好ましい。
また、スリットの端部は、開口していなくてもよいが、より大きな応力を吸収する観点からは、開口していることが好ましい。開口部は、基板の壁面に臨む端面が好ましい。
Furthermore, the heating element mounting structure according to
With such a configuration, since the slit is formed around the joint portion with the lead of the heating element, the flexible member is easily bent. Therefore, a larger stress can be absorbed.
Here, the slit can be formed in a linear shape, a staircase shape, or any other shape.
Further, the extension direction of the slit may be any direction, but is preferably a direction away from the wall surface from the viewpoint of absorbing a larger stress.
Moreover, although the edge part of a slit does not need to open, it is preferable to open from a viewpoint of absorbing a bigger stress. The opening is preferably an end face facing the wall surface of the substrate.
さらに、本発明に係る請求項5記載の発熱素子の取付構造は、請求項4記載の発熱素子の取付構造において、前記スリットは、前記壁面から離隔する方向に沿って形成されている。
このような構成であれば、壁面から離隔する方向に沿ってスリットが形成されているので、可撓性の部材がさらに撓みやすくなる。したがって、より大きな応力を吸収することができる。
Furthermore, the heating element mounting structure according to
With such a configuration, since the slit is formed along the direction away from the wall surface, the flexible member is more easily bent. Therefore, a larger stress can be absorbed.
以上説明したように、本発明に係る請求項1記載の発熱素子の取付構造によれば、発熱素子から生じる熱が筐体を介して外部に放出されることにより発熱素子が冷却されるので、高い冷却効果を実現することができるという効果が得られる。また、筐体とリードの熱膨張量の差により生じた応力が可撓性の部材によって吸収されるので、リードに対してフォーミング加工を施す必要がなく、従来に比して、加工工程を低減することができるという効果が得られる。
As described above, according to the mounting structure of the heat generating element according to
さらに、本発明に係る請求項4記載の発熱素子の取付構造によれば、より大きな応力を吸収することができるので、熱膨張に対する耐性を向上することができるという効果が得られる。
さらに、本発明に係る請求項5記載の発熱素子の取付構造によれば、より大きな応力を吸収することができるので、熱膨張に対する耐性をさらに向上することができるという効果が得られる。
Furthermore, according to the mounting structure for a heat generating element according to
Furthermore, according to the mounting structure for a heat generating element according to
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図1ないし図3は、本発明に係る発熱素子の取付構造の実施の形態を示す図である。
まず、電子部品の取付構造を説明する。
図1は、本実施の形態に係る電子部品の取付構造の断面図である。
図2は、本実施の形態に係る電子部品の取付構造の斜視図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 3 are views showing an embodiment of a heating element mounting structure according to the present invention.
First, an electronic component mounting structure will be described.
FIG. 1 is a cross-sectional view of an electronic component mounting structure according to the present embodiment.
FIG. 2 is a perspective view of the electronic component mounting structure according to the present embodiment.
図1および図2において、筐体1は、上部を開口させた箱形をなし、自動車等に実装される電子制御ユニットの筐体を構成する。筐体1の内部には、筐体1の底面2に沿って電子回路基板4が配置されている。
電子回路基板4は、フレキシブル基板10の一部がガラスエポキシ基板11に重畳するようにガラスエポキシ基板11上にフレキシブル基板10を積層してなるフレックスリジット基板として構成されている。フレキシブル基板10は、厚さ方向に可撓性を有する。フレックスリジット基板としては、例えば、富士機工電子株式会社のフレックスリジット基板(http://www.fujimme.co.jp/flex.htm:2006年1月現在)や、株式会社プリント電子研究所のフレックスリジット基板(http://www.pdk21.com/rijito1a.html:2006年1月現在)を採用することができる。
1 and 2, the
The
電子回路基板4は、フレキシブル基板10のうちガラスエポキシ基板11とは重畳しない部分(以下、非重畳部分という。)を筐体1の内壁面3に臨ませて配置されている。
内壁面3には、パワートランジスタ等の発熱性の電子部品5がその背面を内壁面3に面接触させてネジ6により固定されている。筐体1は、放熱フィン(不図示)を備え、電子部品5から生じる熱を吸収し、放熱フィンから外部に放熱することにより電子部品5を冷却する。
The
A heat-generating
電子部品5は、電力や制御信号等を入出力するリード7を備える。リード7の一端は、フレキシブル基板10の実装面10aと対向する電子部品5の底面5aに取り付けられ、リード7の他端は、フレキシブル基板10の非重畳部分の厚さ方向に形成されたスルーホール8に挿入され、半田付けされることによりフレキシブル基板10の非重畳部分に電気的に接合している。
The
次に、本実施の形態の動作を説明する。
図3は、筐体1とリード7の熱膨張量の差によって応力が生じた場合の動作を説明するための図である。
筐体1とリード7は熱膨張率が異なるため、使用環境において生じる温度変化により筐体1とリード7に熱膨張量の差が生じ、熱膨張による応力がフレキシブル基板10の非重畳部分に加わる。このとき、フレキシブル基板10の一部がガラスエポキシ基板11に固定されているので、図3に示すように、熱膨張による応力によってフレキシブル基板10の非重畳部分が撓み、熱膨張による応力が吸収される。したがって、半田付け部9が破損して断線する可能性を低減することができる。
Next, the operation of the present embodiment will be described.
FIG. 3 is a diagram for explaining an operation when stress is generated due to a difference in thermal expansion between the
Since the
このようにして、本実施の形態では、フレキシブル基板10の一部がガラスエポキシ基板11に重畳するようにガラスエポキシ基板11上にフレキシブル基板10を積層して電子回路基板4を構成し、フレキシブル基板10の非重畳部分を内壁面3に臨ませて電子回路基板4を配置し、電子部品5を内壁面3に固定し、フレキシブル基板10の非重畳部分にリード7を電気的に接合した。
In this way, in the present embodiment, the
これにより、電子部品5から生じる熱が筐体1を介して外部に放出されることにより電子部品5が冷却されるので、高い冷却効果を実現することができる。また、筐体1とリード7の熱膨張量の差により生じた応力がフレキシブル基板10によって吸収されるので、リード7に対してフォーミング加工を施す必要がなく、従来に比して、加工工程を低減することができる。
上記実施の形態において、電子部品5は、請求項1ないし3記載の発熱素子に対応している。
なお、上記実施の形態においては、フレキシブル基板10に加工を施さなかったが、これに限らず、フレキシブル基板10にスリットを形成することによりさらに大きな応力を吸収するように構成することができる。
Thereby, since the
In the above embodiment, the
In the above embodiment, the
図4は、他の実施の形態に係る電子部品の取付構造の斜視図である。
図4において、フレキシブル基板10の半田付け部9の両側には、内壁面3から離隔する方向に沿って2つのスリット12が形成されている。スリット12は互いに平行で直線状に形成されている。スリット12の端部は、電子回路基板4の内壁面3に臨む端面で開口している。
このような構成であれば、フレキシブル基板10がさらに撓みやすくなる。したがって、より大きな応力を吸収することができるので、熱膨張に対する耐性を向上することができる。
この場合において、電子部品5は、請求項4または5記載の発熱素子に対応し、半田付け部9は、請求項4記載の接合部に対応している。
FIG. 4 is a perspective view of an electronic component mounting structure according to another embodiment.
In FIG. 4, two
With such a configuration, the
In this case, the
1 筐体
2、5a 底面
3 内壁面
4 電子回路基板
5 電子部品
6 ネジ
7 リード
8 スルーホール
10 フレキシブル基板
10a 実装面
11 ガラスエポキシ基板
12 スリット
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記基板のうち少なくとも前記壁面に臨む端部を可撓性の部材で構成し、前記発熱素子のリードを前記可撓性の部材に電気的に接合したことを特徴とする発熱素子の取付構造。 A housing having a bottom surface and a wall surface rising from the bottom surface; a substrate disposed along the bottom surface; and a heating element fixed to the wall surface, wherein a lead of the heating element is electrically bonded to the substrate. A heating element mounting structure,
A mounting structure for a heating element, wherein at least an end of the substrate facing the wall surface is made of a flexible member, and a lead of the heating element is electrically joined to the flexible member.
前記基板は、フレキシブル基板からなることを特徴とする発熱素子の取付構造。 In claim 1,
The heating element mounting structure, wherein the substrate is a flexible substrate.
前記基板は、前記フレキシブル基板の一部がガラスエポキシ基板に重畳するように前記ガラスエポキシ基板上に前記フレキシブル基板を積層してなり、前記フレキシブル基板のうち前記ガラスエポキシ基板とは重畳しない部分を前記壁面に臨ませて配置され、
前記発熱素子のリードを前記重畳しない部分に電気的に接合したことを特徴とする発熱素子の取付構造。 In claim 2,
The substrate is formed by laminating the flexible substrate on the glass epoxy substrate so that a part of the flexible substrate overlaps the glass epoxy substrate, and a portion of the flexible substrate that does not overlap with the glass epoxy substrate is Placed on the wall,
A heating element mounting structure, wherein a lead of the heating element is electrically joined to the non-overlapping portion.
前記基板のうち前記発熱素子のリードとの接合部の周辺にスリットを形成したことを特徴とする発熱素子の取付構造。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
A mounting structure for a heating element, wherein a slit is formed around a joint portion of the substrate with a lead of the heating element.
前記スリットは、前記壁面から離隔する方向に沿って形成されていることを特徴とする発熱素子の取付構造。 In claim 4,
The heating element mounting structure, wherein the slit is formed along a direction away from the wall surface.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009186391A (en) * | 2008-02-08 | 2009-08-20 | Nsk Ltd | Apparatus for measuring quantity of state of rolling bearing unit |
JP5263286B2 (en) * | 2008-03-11 | 2013-08-14 | 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 | Connection device and optical device |
JP2013164973A (en) * | 2012-02-10 | 2013-08-22 | Oki Electric Ind Co Ltd | Substrate joint structure, radio device including substrate joint structure, and substrate joint method using substrate joint structure |
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2006
- 2006-05-30 JP JP2006150370A patent/JP2007324223A/en active Pending
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