JP2007324224A - 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
Therefore, 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。
In order to achieve the above object, the heating element mounting structure according to
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.
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、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、基板が撓みやすくなり、その結果、熱膨張による応力によって基板が撓み、熱膨張による応力が吸収される。
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。
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 the slit is formed around the joint portion with the lead of the heating element, the substrate is easily bent, and as a result, the substrate is bent by the stress due to thermal expansion, and the stress due to thermal expansion is absorbed.
Here, the heating element includes, for example, an element that generates heat by electric power or a signal supplied through a lead, and an element that self-heats regardless of electric power or a signal supplied through the 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.
また、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。
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、基板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 a second aspect of the present invention is the heating element mounting structure according to the first aspect, wherein the slit is formed along a direction away from the wall surface.
With such a configuration, since the slit is formed along the direction away from the wall surface, the substrate is more easily bent. Therefore, a larger stress can 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1および2のいずれか1項に記載の発熱素子の取付構造において、前記壁面から離隔する方向に沿って前記接合部の周辺に前記接合部を挟んで2つの前記スリットを形成し、前記2つのスリットは、それらの距離が前記壁面から離隔するほど短くなるように形成されている。
このような構成であれば、スリット間の距離が壁面から離隔するほど短くなるので、基板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。
ここで、スリットは、直線状に形成してもよいし、壁面から離隔するほど接合部側に近接するように階段状に形成してもよい。
Furthermore, the heating element mounting structure according to
With such a configuration, the distance between the slits decreases as the distance from the wall surface increases, so that the substrate is more easily bent. Therefore, a larger stress can be absorbed.
Here, the slit may be formed in a straight line shape, or may be formed in a step shape so as to be closer to the joint portion side as the distance from the wall surface increases.
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3記載の発熱素子の取付構造において、前記2つのスリットは、直線状に形成されるとともに、前記基板の前記壁面に臨む端面と前記スリットの伸長方向がなす角度のうち前記接合部とは反対側の角度が90度よりも大きくなるように形成されている。
このような構成であれば、基板の壁面に臨む端面とスリットの伸長方向がなす角度のうち接合部とは反対側の角度が90度よりも大きいので、基板が撓みやすくなる。
Furthermore, the mounting structure of the heating element according to
With such a configuration, the angle on the side opposite to the joint portion among the angles formed by the end surface facing the wall surface of the substrate and the extending direction of the slit is larger than 90 degrees, so that the substrate is easily bent.
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基板の撓み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2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3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 heating 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、ガラスエポキシ材等を利用したプリント基板として構成されている。なお、これに限らず、鉄、アルミニウム合金、銅合金等の金属基板として構成することもできる。
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。
1 and 2, the
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、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。
電子回路基板4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4bで開口している。そのため、電子回路基板4は厚さ方向に可撓性を有する。
The
Two
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電子回路基板4に加わる。このとき、半田付け部9の両側にスリット12が形成されているので、電子回路基板4が撓みやすくなり、その結果、図3に示すように、熱膨張による応力によって電子回路基板4(半田付け部9を含む領域)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、底面2に沿って配置された電子回路基板4と、内壁面3に固定された電子部品5とを備え、電子回路基板4にリード7を電気的に接合し、電子回路基板4の半田付け部9の両側に2つのスリット12を形成した。
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電子回路基板4の撓み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。
Thus, in this embodiment, the
Thereby, since the
さらに、本実施の形態では、スリット12は、内壁面3から離隔する方向に沿って形成されている。
これにより、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。
上記実施の形態において、電子部品5は、請求項1または2記載の発熱素子に対応し、半田付け部9は、請求項1記載の接合部に対応している。
なお、上記実施の形態においては、2つのスリット12を平行に形成したが、これに限らず、所定の角度をもって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。
Further, in the present embodiment, the
Thereby, since a bigger stress can be absorbed, the tolerance with respect to thermal expansion can be improved.
In the above embodiment, the
In the above embodiment, the two
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、2つのスリット12は、スリット12の伸長方向と端面4bがなす角度のうち半田付け部9とは反対側の角度θが90度よりも大きくなるように形成されている。
このような構成であれば、スリット12間の距離が内壁面3から離隔するほど短くなるので、電子回路基板4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3または4記載の発熱素子に対応し、半田付け部9は、請求項3または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, the two
With such a configuration, the distance between the
In this case, the
1 筐体
2、5a 底面
3 内壁面
4 電子回路基板
4a 実装面
4b 端面
5 電子部品
6 ネジ
7 リード
8 スルーホール
12 スリット
DESCRIPTION OF
Claims (4)
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。 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 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 1,
The heating element mounting structure, wherein the slit is formed along a direction away from the wall surface.
前記壁面から離隔する方向に沿って前記接合部の周辺に前記接合部を挟んで2つの前記スリットを形成し、
前記2つのスリットは、それらの距離が前記壁面から離隔するほど短くなるように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 any one of Claim 1 and 2,
Forming the two slits around the joint along the direction away from the wall surface, sandwiching the joint;
The mounting structure for a heating element, wherein the two slits are formed such that the distance between the two slits becomes shorter from the wall surface.
前記2つのスリットは、直線状に形成されるとともに、前記基板の前記壁面に臨む端面と前記スリットの伸長方向がなす角度のうち前記接合部とは反対側の角度が90度よりも大きくなるように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 3,
The two slits are formed in a straight line, and an angle between an end surface of the substrate facing the wall surface and an extension direction of the slit is larger than 90 degrees on the side opposite to the joint portion. A heating element mounting structure, wherein the heating element is formed as described above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006150371A JP2007324224A (en) | 2006-05-30 | 2006-05-30 | Attaching structure for heating element |
Applications Claiming Priority (1)
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JP (1) | JP2007324224A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8420431B2 (en) | 2010-06-07 | 2013-04-16 | Panasonic Corporation | Solar cell |
-
2006
- 2006-05-30 JP JP2006150371A patent/JP2007324224A/en active Pending
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US8420431B2 (en) | 2010-06-07 | 2013-04-16 | Panasonic Corporation | Solar cell |
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