JP2008060109A - Thermal dissipation substrate, manufacturing method thereof, power supply unit, and plasma display device - Google Patents

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Etsuo Tsujimoto
悦夫 辻本
Tetsuya Tsumura
哲也 津村
Kimiharu Nishiyama
公治 西山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply unit for preventing the minimization of the power loss of a plasma television from being affected even if the inductance value of a coil used for the power supply unit, such as a PDP (plasma display panel), varies. <P>SOLUTION: A sheet-like heat transfer resin section 10 to which a lead frame 12 is embedded is fixed on a metal plate 11, and further one portion of the lead frame 12 is embedded to the heat transfer resin section 10 to form a coil 20 being bent by nearly 90 degrees. A ferrite core 17 is inserted into a hole 16 formed nearly at the center of the coil 20, and the inductance value (L component) is adjusted, thus restraining the power loss of the plasma television. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、プラズマ表示装置(プラズマテレビを含む)や車載用の電源ユニット等に使われる放熱基板とその製造方法及び電源ユニット及びプラズマ表示装置に関するものである。   The present invention relates to a heat dissipation substrate used in a plasma display device (including a plasma television), an in-vehicle power supply unit, a manufacturing method thereof, a power supply unit, and a plasma display device.

従来、プラズマ表示装置や車載用の電源ユニット等は放熱が課題となるため、放熱基板が用いられることが多い。以下、PDP(プラズマディスプレイパネル)等に用いられる放熱基板を例に説明するが、民生用機器や車載用の電源ユニット等に応用できることは言うまでもない。   2. Description of the Related Art Conventionally, a heat dissipation substrate is often used for a plasma display device, an in-vehicle power supply unit, and the like because heat dissipation is a problem. Hereinafter, although the heat radiating substrate used for PDP (plasma display panel) etc. is demonstrated to an example, it cannot be overemphasized that it can apply to a consumer device, a vehicle-mounted power supply unit, etc.

プラズマテレビの電源ユニットでの放熱について、図9を用いて説明する。図9は、従来のプラズマテレビの電源ユニットの一例を示す斜視図であり、例えば特許文献1に相当する。図9において、回路基板1の上に、コンデンサ2等の電子部品が実装されている。なおヒートシンク3の下部に平面コイル素子やパワー系の半導体(共にヒートシンク3の影に隠れるので図示していない)が実装されている。   Heat dissipation in the power unit of the plasma television will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a perspective view showing an example of a power supply unit of a conventional plasma television, and corresponds to, for example, Patent Document 1. FIG. In FIG. 9, electronic components such as a capacitor 2 are mounted on a circuit board 1. A planar coil element and a power semiconductor (not shown because both are hidden behind the heat sink 3) are mounted below the heat sink 3.

例えばプラズマテレビ用の電源ユニット(例えば、電力回収回路)では、110V近くの電圧で、LC発振(詳細は、後述する図10(A)、(B)を用いて説明する)を起こしながら、最大100A近くの大電流が流れる。そのためプラズマテレビ用の電源ユニットは、放熱が必須であり、基板には放熱性が要求される。そのため図9に示すように、発熱を伴う平面コイル素子や半導体(共に図9では図示していない)は、巨大なヒートシンク3を使って放熱を行っている。   For example, in a power supply unit (for example, a power recovery circuit) for a plasma television, while causing LC oscillation (details will be described using FIGS. 10A and 10B described later) at a voltage close to 110 V, the maximum A large current near 100 A flows. For this reason, the power supply unit for plasma televisions must dissipate heat, and the substrate is required to dissipate heat. Therefore, as shown in FIG. 9, the planar coil elements and semiconductors (both not shown in FIG. 9) that generate heat radiate heat using a huge heat sink 3.

そしてプラズマテレビでは、放熱性と同時に更なる低消費電力化が必要となる。次に、図10(A)、(B)を用いて、プラズマテレビ(あるいはプラズマ表示装置)の電源ユニットの一部である電力回収回路における消費電力化について説明する。   And in plasma TVs, it is necessary to further reduce power consumption as well as heat dissipation. Next, with reference to FIGS. 10A and 10B, description will be made on the power consumption in the power recovery circuit that is a part of the power supply unit of the plasma television (or plasma display device).

図10(A)、(B)は、プラズマテレビに使われる電源のブロック図及び回路図である。図10(A)は、プラズマテレビに使われる電源のブロック図の一例である。図10(A)において、中央のプラズマパネル4は表示部(例えば画像が表示されるプラズマパネル)に相当するが、回路的には一種のコンデンサ(あるいは負荷容量、C成分)として機能する。そして中央のプラズマパネル4の左側にはスキャン側の電力回収回路5が、右側にはサステイン側の電力回収回路6が形成されている。そしてこれらスキャン側の電力回収回路5やサステイン側の電力回収回路6と、中央部のプラズマパネル4との間でLC発振させることで、低消費電力化を行っている。   FIGS. 10A and 10B are a block diagram and a circuit diagram of a power source used in a plasma television. FIG. 10A is an example of a block diagram of a power supply used for a plasma television. In FIG. 10A, the central plasma panel 4 corresponds to a display unit (for example, a plasma panel on which an image is displayed), but functions as a kind of capacitor (or load capacity, C component) in terms of circuit. A scan-side power recovery circuit 5 is formed on the left side of the central plasma panel 4, and a sustain-side power recovery circuit 6 is formed on the right side. The LC oscillation is performed between the scan-side power recovery circuit 5 and the sustain-side power recovery circuit 6 and the central plasma panel 4, thereby reducing power consumption.

図10(B)は、プラズマテレビに使われる電源の回路図の一例であり、プラズマパネル4をLC発振させる様子を示す回路図に相当する。図10(B)において、プラズマパネル4の左側にはスキャン側の電力回収回路5が、プラズマパネル4の右側にはサステイン側の電力回収回路6が設置されている。   FIG. 10B is an example of a circuit diagram of a power source used in the plasma television, and corresponds to a circuit diagram illustrating how the plasma panel 4 is oscillated LC. In FIG. 10B, a scan-side power recovery circuit 5 is installed on the left side of the plasma panel 4, and a sustain-side power recovery circuit 6 is installed on the right side of the plasma panel 4.

図10(B)においてスキャン側の電力回収回路5は、インダクタンス形成用のコイル7aを始めとして、コンデンサC1や、パワー系の半導体素子からなるスイッチS1〜S4、ダイオードD1〜D2等から形成されている。同様にサステイン側の電力回収回路6は、インダクタンス形成用のコイル7bを始めとして、コンデンサC2や、パワー系の半導体素子からなるスイッチS5〜S8、ダイオードD3〜D4等から形成されている。そして図10(B)に示すように、プラズマパネル4を一種の負荷容量(C成分)と、スキャン側の電力回収回路5のコイル7aやサステイン側の電力回収回路6のコイル7bをインダクタンス(L成分)とする。そして前記C成分と前記L成分との間でLC発振を起こすことで、プラズマディスプレイの消費電力化の削減を行っている。なお必要な電力は、(Vsus)から供給する。   In FIG. 10B, the power recovery circuit 5 on the scan side is formed from an inductance forming coil 7a, a capacitor C1, switches S1 to S4 made of power semiconductor elements, diodes D1 to D2, and the like. Yes. Similarly, the sustain side power recovery circuit 6 includes an inductance forming coil 7b, a capacitor C2, switches S5 to S8 made of power semiconductor elements, diodes D3 to D4, and the like. Then, as shown in FIG. 10B, the plasma panel 4 has a load capacitance (C component), and the coil 7a of the power recovery circuit 5 on the scan side and the coil 7b of the power recovery circuit 6 on the sustain side have inductance (L Component). And by causing LC oscillation between the C component and the L component, the power consumption of the plasma display is reduced. The necessary power is supplied from (Vsus).

従来こうした電力回収回路のインダクタンス部品(例えば、図10(A)、(B)におけるコイル7a、7b)には、市販の巻き線型コイルが使われていた。しかし市販の巻き線型コイルのインダクタンス値(L成分)は、±20%程度のバラツキを有している。   Conventionally, a commercially available wound coil has been used as an inductance component of such a power recovery circuit (for example, the coils 7a and 7b in FIGS. 10A and 10B). However, the inductance value (L component) of a commercially available wound coil has a variation of about ± 20%.

一方、プラズマディスプレイを構成するプラズマパネル(図10(A)、(B)でプラズマパネル4として図示した部分)の容量値(例えばプラズマパネル4のC成分)も、一定のバラツキを有している。その結果、±20%程度のバラツキを有しているコイル部品(L成分)と、一定のバラツキを有しているプラズマパネル(C成分)を組み合わせた場合、互いのバラツキが重畳され、プラズマテレビにおけるLC発振の最適化に影響を及ぼす可能性がある。
特開2004−273937号公報
On the other hand, the capacitance value (for example, the C component of the plasma panel 4) of the plasma panel constituting the plasma display (portion shown as the plasma panel 4 in FIGS. 10A and 10B) also has a certain variation. . As a result, when a coil component (L component) having a variation of about ± 20% and a plasma panel (C component) having a certain variation are combined, the variations are superimposed on each other, and the plasma TV May affect the optimization of LC oscillation in
JP 2004-273937 A

このように前記従来の構成では、プラズマパネル4の負荷容量(C成分)とコイル7a、7bのL成分を用いたLC発振により電力を供給/回収する電力回収回路を用いて省電力化を行おうとした場合に、L成分やC成分のバラツキがLC発振の最適化による低消費電力化に影響を与えてしまう可能性があるという課題を有していた。   As described above, the conventional configuration saves power by using a power recovery circuit that supplies and recovers power by LC oscillation using the load capacity (C component) of the plasma panel 4 and the L component of the coils 7a and 7b. When trying to do so, there is a problem that variations in the L component and the C component may affect the reduction in power consumption by optimizing the LC oscillation.

本発明では、上記のような課題を解決するため、コイルのインダクタンスを可変とし、プラズマパネルの特性バラツキ(例えばC成分のバラツキ)を吸収しながらLC発振等の最適化を行い、プラズマテレビにおける低消費電力化を実現させようとするものである。   In the present invention, in order to solve the above-described problems, the inductance of the coil is made variable, and the LC oscillation is optimized while absorbing the characteristic variation of the plasma panel (for example, the variation of the C component). It is intended to realize power consumption.

その結果、一定量のバラツキを有するプラズマパネルであっても、個々にLC発振を最適化することができ、プラズマテレビの低消費電力化を実現する。   As a result, even for a plasma panel having a certain amount of variation, LC oscillation can be optimized individually, and low power consumption of the plasma television can be realized.

上記課題を解決するために、本発明は、金属板と、前記金属板上に固定したシート状の、無機フィラーと樹脂とからなる伝熱樹脂部と、前記伝熱樹脂部に埋め込んだ、一部にコイルパターンを有するリードフレームと、からなる放熱基板であって、前記コイルパターンの少なくとも一部分以上は、前記伝熱樹脂部に埋め込んだ状態で、前記リードフレームから略90度折り曲げた放熱基板としたものである。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a metal plate, a sheet-like heat transfer resin portion made of an inorganic filler and a resin fixed on the metal plate, and embedded in the heat transfer resin portion. A heat dissipating substrate comprising a lead frame having a coil pattern at a portion thereof, wherein at least a part of the coil pattern is embedded in the heat transfer resin portion and bent by approximately 90 degrees from the lead frame; It is a thing.

このような放熱基板の構成によって、伝熱樹脂部に埋め込んだ状態で、少なくとも一部が他のリードフレームや金属板からなる平面から略90度折り曲げたコイルパターンを、電力回収回路におけるインダクタンス部分(L成分)とすることができる。そして、このインダクタンス部分(L成分)を可変としたことで、例えばプラズマテレビを製造した後であっても(あるいは製造途中であっても)、例えばフェライトコアの位置に応じてその値を増減できる。   With such a structure of the heat dissipation substrate, a coil pattern that is at least partially bent from a plane made of another lead frame or a metal plate in a state of being embedded in the heat transfer resin portion, an inductance portion ( L component). By making the inductance portion (L component) variable, the value can be increased or decreased depending on the position of the ferrite core, for example, even after the plasma television is manufactured (or even during the manufacturing). .

その結果、本発明の放熱基板とその製造方法及び、これを用いた電源ユニット及びプラズマ表示装置において、1台1台プラズマパネルの容量値(いわゆるC成分)に応じて、LC発振を最適化調整できるため、消費電力の低減が可能となる。   As a result, in the heat dissipation substrate of the present invention, its manufacturing method, and the power supply unit and plasma display device using the same, the LC oscillation is optimized and adjusted according to the capacity value (so-called C component) of each plasma panel. Therefore, power consumption can be reduced.

またリードフレーム(及びリードフレームから構成したコイル部分)の成形を金型で行うことで、コイル部分のインダクタンス値の高精度化や低コスト化ができる。またリードフレーム(及び前記リードフレームから形成したコイル部分の一部分以上)を前記伝熱樹脂部に埋め込むことで、その寸法安定性、放熱性を高める効果も得られる。   Further, by forming the lead frame (and the coil portion formed from the lead frame) with a mold, the inductance value of the coil portion can be highly accurate and the cost can be reduced. Further, by embedding a lead frame (and a part of a coil portion formed from the lead frame) in the heat transfer resin portion, an effect of improving the dimensional stability and heat dissipation can be obtained.

本発明の放熱基板とその製造方法及び、これを用いた電源ユニット及びこれを用いたプラズマ表示装置によれば、プラズマパネルの負荷容量(C成分)にバラツキが発生した場合、コイル部分のインダクタンス値(L成分)を調整することで、その特性バラツキ等に起因する電力損を最小に抑えることができ、プラズマテレビを始めとする各種機器の低消費電力化を実現する。   According to the heat dissipation substrate of the present invention, the manufacturing method thereof, the power supply unit using the same, and the plasma display device using the same, when the load capacity (C component) of the plasma panel varies, the inductance value of the coil portion By adjusting (L component), it is possible to minimize power loss due to characteristic variations and the like, and to realize low power consumption of various devices including a plasma television.

(実施の形態)
実施の形態として、放熱基板について図1を用いて説明する。図1(A)、(B)は、実施の形態における放熱基板の斜視図及び断面図である。図1(A)、(B)において、10は伝熱樹脂部、11は金属板、12はリードフレーム、13はパワーデバイス、14はコンデンサ、15は折り曲げ部、16は孔、17はフェライトコア、18a、18bは矢印である。
(Embodiment)
As an embodiment, a heat dissipation substrate will be described with reference to FIG. 1A and 1B are a perspective view and a cross-sectional view of a heat dissipation board in the embodiment. 1A and 1B, 10 is a heat transfer resin portion, 11 is a metal plate, 12 is a lead frame, 13 is a power device, 14 is a capacitor, 15 is a bent portion, 16 is a hole, and 17 is a ferrite core. , 18a, 18b are arrows.

図1(A)は、放熱基板の斜視図であり、例えばプラズマテレビの電源ユニットに相当する。図1(A)において、金属板11の上に、配線パターン状にリードフレーム12を埋め込んだシート状の伝熱樹脂部10を固定する。そしてこのシート状の伝熱樹脂部10に埋め込んだリードフレーム12を、積極的に配線パターンとし、このリードフレーム12の表面にパワーデバイス13やコンデンサ14等を実装する。ここでパワーデバイス13としては、高電圧や大電流をスイッチングする半導体等であり、例えば後述する図4(B)に示すスイッチS11〜S18に相当する。同様に図1(A)のコンデンサ14は、後述する図4(B)におけるコンデンサC11、C12に相当する。   FIG. 1A is a perspective view of a heat dissipation board, and corresponds to, for example, a power supply unit of a plasma television. In FIG. 1A, a sheet-like heat transfer resin portion 10 in which a lead frame 12 is embedded in a wiring pattern is fixed on a metal plate 11. The lead frame 12 embedded in the sheet-like heat transfer resin portion 10 is actively used as a wiring pattern, and the power device 13 and the capacitor 14 are mounted on the surface of the lead frame 12. Here, the power device 13 is a semiconductor or the like that switches high voltage or large current, and corresponds to, for example, switches S11 to S18 shown in FIG. Similarly, the capacitor 14 in FIG. 1A corresponds to capacitors C11 and C12 in FIG. 4B described later.

図1(A)において、伝熱樹脂部10の一部は、金属板11から略90度の角度で折り曲げ(あるいは盛り上げ)、折り曲げ部15を形成している。そして折り曲げ部15の内部には、リードフレーム12からなるコイルが少なくともその一部分以上が、略90度折り曲げた状態で埋め込まれている(コイルについては、後述する図2等で説明する)。そして折り曲げ部15の略中央部に、孔16を形成する。そしてこの孔16にフェライトコア17を矢印18aに示すように挿入する。また図1(A)における矢印18bは、後述する図2の説明で使用するものであり、図2で伝熱樹脂部10に埋め込んだコイルパターンを説明するためのものである。   In FIG. 1A, a part of the heat transfer resin portion 10 is bent (or raised) from the metal plate 11 at an angle of approximately 90 degrees to form a bent portion 15. In the bent portion 15, at least a part of the coil made of the lead frame 12 is embedded in a state of being bent by approximately 90 degrees (the coil will be described later with reference to FIG. 2 and the like). Then, a hole 16 is formed in a substantially central portion of the bent portion 15. Then, the ferrite core 17 is inserted into the hole 16 as indicated by an arrow 18a. An arrow 18b in FIG. 1A is used in the description of FIG. 2 described later, and is for explaining the coil pattern embedded in the heat transfer resin portion 10 in FIG.

図1(B)は、図1(A)の任意の部分の断面図に相当する。図1(B)に示すように、金属板11の上に、リードフレーム12を埋め込んだ状態で、シート状の伝熱樹脂部10を固定している。なお図1(B)において、パワーデバイス13、コンデンサ14は図示していない。   FIG. 1B corresponds to a cross-sectional view of an arbitrary portion in FIG. As shown in FIG. 1B, a sheet-like heat transfer resin portion 10 is fixed on a metal plate 11 with a lead frame 12 embedded therein. In FIG. 1B, the power device 13 and the capacitor 14 are not shown.

図1(B)に示すように、リードフレーム12を、シート状の伝熱樹脂部10に埋め込み、その表面を平坦に(少なくともリードフレーム12と伝熱樹脂部10の段差が30ミクロン以下になるように、望ましくは20ミクロン以下、更に望ましくは10ミクロン以下になるように)することで、この上に形成するソルダーレジスト(図示していない)の形成や、パワーデバイス13等の実装性を高める。   As shown in FIG. 1B, the lead frame 12 is embedded in the sheet-like heat transfer resin portion 10 and the surface thereof is flattened (at least the step between the lead frame 12 and the heat transfer resin portion 10 is 30 microns or less. As described above, it is preferable that the thickness is 20 microns or less, and more desirably 10 microns or less, so that the formation of a solder resist (not shown) formed thereon and the mountability of the power device 13 and the like are improved. .

そして図1(A)、(B)に示すように、パワーデバイス13、コンデンサ14をリードフレーム12に直接実装することで、大電流に対応させる。このようにリードフレーム12(例えば厚み500ミクロン)を用いることで、一般のプリント配線基板に使われる銅箔(一般的には厚み18〜36ミクロン)に比べて、例えば100Aといった大電流に対応できる。またパワーデバイス13等に発生した熱は、放熱性に優れたリードフレーム12を介して、伝熱樹脂部10や金属板11に放熱する効果も得られる。   Then, as shown in FIGS. 1A and 1B, the power device 13 and the capacitor 14 are directly mounted on the lead frame 12 to cope with a large current. By using the lead frame 12 (for example, a thickness of 500 microns) as described above, it is possible to cope with a large current of, for example, 100 A, compared to a copper foil (typically a thickness of 18 to 36 microns) used for a general printed wiring board. . The heat generated in the power device 13 and the like can also be radiated to the heat transfer resin portion 10 and the metal plate 11 through the lead frame 12 having excellent heat dissipation.

本実施の形態ではコイルをリードフレーム12の一部として一体化することで、コイルとリードフレーム12との接続が不要となるため、接続に関する課題は発生しにくい。一方、従来の巻き線コイルを使った場合、巻き線コイルの両端をリードフレーム12に半田付けする必要があったため、半田付け等の接続に起因する課題(工数、コスト、信頼性、電流容量)が発生していた。   In the present embodiment, since the coil is integrated as a part of the lead frame 12, the connection between the coil and the lead frame 12 becomes unnecessary, so that problems related to the connection hardly occur. On the other hand, when the conventional winding coil is used, it is necessary to solder both ends of the winding coil to the lead frame 12, so problems caused by connection such as soldering (manhours, cost, reliability, current capacity) Had occurred.

次に図2を用いて、伝熱樹脂部に埋め込んだコイルの少なくとも、その一部分以上を折り曲げた状態について説明する。図2(A)〜(C)は、伝熱樹脂部に埋め込んだコイルパターンを説明する斜視図及び断面図であり、図2(A)は、図1(A)における矢印18b側から見た様子に相当する。また図2(B)、図2(C)は、図2(A)の矢印18cにおける断面図に相当する。図2(A)における19は点線であり、説明用の補助線である。また20はコイルであり、リードフレーム12の一部を渦巻き状のコイルパターンとしたものである。そしてコイル20の一部以上を略90度折り曲げることで、コイル20のインダクタンスの調整を容易にしている。   Next, a state in which at least a part of the coil embedded in the heat transfer resin portion is bent will be described with reference to FIG. 2A to 2C are a perspective view and a cross-sectional view illustrating a coil pattern embedded in a heat transfer resin portion, and FIG. 2A is viewed from the arrow 18b side in FIG. It corresponds to the state. 2B and 2C correspond to cross-sectional views taken along arrow 18c in FIG. Reference numeral 19 in FIG. 2A denotes a dotted line, which is an auxiliary line for explanation. Reference numeral 20 denotes a coil, and a part of the lead frame 12 has a spiral coil pattern. Further, the inductance of the coil 20 can be easily adjusted by bending a part or more of the coil 20 by approximately 90 degrees.

図2(A)において、金属板11の上に、リードフレーム12を伝熱樹脂部10に埋め込んだ状態で固定する。なおリードフレーム12の一部は、点線19にて省略している。   In FIG. 2A, the lead frame 12 is fixed on the metal plate 11 while being embedded in the heat transfer resin portion 10. A part of the lead frame 12 is omitted by a dotted line 19.

図2(A)に示すように、リードフレーム12からなるコイル20は、例えば、その中央部付近で、伝熱樹脂部10に埋め込んだ状態で、その一部分以上を略90度折り曲げている。そしてコイル20を埋め込む伝熱樹脂部10の一部に、例えばコイル20の略中央部に孔16を形成する。そしてフェライトコア17を、例えば矢印18bに示すように回転させながら、矢印18aに示すように孔16の中に挿入する。このときフェライトコア17の表面や、孔16の表面にネジ山を形成しても良い。こうしてコイル20を伝熱樹脂部10に埋め込んだ状態で、少なくともその一部(図2(A)〜図2(C)においてコイル20はその半分付近で折り曲げているが、コイル20の途中でなくて、コイル20全体を略90度折り曲げても良い)を略90度折り曲げることで、電源ユニットを、その外部から(例えば、プラズマテレビの裏蓋ケース越しに)、ドライバ等を用いて、フェライトコア17の位置を調整しやすくできる。またコイル20を略90度折り曲げていることによって、フェライトコア17を用いた作業性、調整のしやすさを高めている。また金属板11の影響も抑えられる。   As shown in FIG. 2A, a part of the coil 20 made of the lead frame 12 is bent approximately 90 degrees, for example, in the state of being embedded in the heat transfer resin part 10 near the center. Then, a hole 16 is formed in a part of the heat transfer resin portion 10 in which the coil 20 is embedded, for example, at a substantially central portion of the coil 20. Then, the ferrite core 17 is inserted into the hole 16 as indicated by an arrow 18a while being rotated as indicated by an arrow 18b, for example. At this time, a thread may be formed on the surface of the ferrite core 17 or the surface of the hole 16. Thus, in a state where the coil 20 is embedded in the heat transfer resin portion 10, at least a part thereof (in FIG. 2A to FIG. 2C, the coil 20 is bent in the vicinity of the half thereof, but not in the middle of the coil 20. The entire coil 20 may be bent by approximately 90 degrees), and the power supply unit can be bent from the outside (for example, through the back cover case of the plasma television) by using a driver or the like. The position of 17 can be easily adjusted. Further, by bending the coil 20 by approximately 90 degrees, the workability using the ferrite core 17 and the ease of adjustment are enhanced. Moreover, the influence of the metal plate 11 is also suppressed.

図2(B)、図2(C)は、図2(A)の矢印18cにおける断面図に相当する。図2(B)に示すように、リードフレーム12を埋め込んだシート状の伝熱樹脂部10を、金属板11上に固定する。そして伝熱樹脂部10にコイル20を埋め込んだ状態で、一部を盛り上げ(あるいは略90度折り曲げ)、折り曲げ部15とする。   2B and 2C correspond to cross-sectional views taken along arrow 18c in FIG. As shown in FIG. 2B, the sheet-like heat transfer resin portion 10 in which the lead frame 12 is embedded is fixed on the metal plate 11. Then, in a state where the coil 20 is embedded in the heat transfer resin part 10, a part is raised (or bent by approximately 90 degrees) to form a bent part 15.

そして図2(B)に示すように、フェライトコア17を矢印18bに示すように回転させることで、フェライトコア17を、孔16(図2(B)では孔16は図示していない。その代わり図2(B)における点線19が孔16の位置を示す)に挿入する。そしてフェライトコア17とコイル20との位置を、図2(B)〜(C)に示すように調整することで、コイル20のインダクタンス値を変化させる。   As shown in FIG. 2B, the ferrite core 17 is rotated as shown by the arrow 18b, thereby turning the ferrite core 17 into the hole 16 (the hole 16 is not shown in FIG. 2B). The dotted line 19 in FIG. 2 (B) indicates the position of the hole 16). And the inductance value of the coil 20 is changed by adjusting the position of the ferrite core 17 and the coil 20 as shown to FIG. 2 (B)-(C).

なおフェライトコア17は、棒状でも良いが、図2(A)〜(C)に示すように、鍔(つば)を付けても良い。鍔を付けることで閉磁路が作りやすくでき、インダクタンスの調整量を大きくできる。   The ferrite core 17 may have a rod shape, but may have a collar as shown in FIGS. 2 (A) to 2 (C). By attaching a hook, it is easy to create a closed magnetic circuit and the amount of inductance adjustment can be increased.

なおコイル20を伝熱樹脂部10から露出させる必要は無い。コイル20を伝熱樹脂部10の内部に完全に埋め込んでも良い。コイル20を伝熱樹脂部10の内部に完全に埋め込むことで、コイル20の信頼性を高めることができる。あるいはコイル20の一部(あるいは一面)を伝熱樹脂部10と略同一面になるように埋め込むことができる。コイル20を、リードフレーム12同様に伝熱樹脂部10と略同一平面になるように埋め込む場合、前記コイル20やリードフレーム12の上に、ソルダーレジスト(なお図1〜図2等では、ソルダーレジストは図示していない)を形成することが望ましい。コイル20を伝熱樹脂部10やソルダーレジストに埋め込むことで、フェライトコア17とコイル20の接触を防止する。またソルダーレジストを形成することで、半田付けの際にリードフレーム12上で半田が流れすぎる(あるいは広がりすぎる)ことを防止できる。   It is not necessary to expose the coil 20 from the heat transfer resin portion 10. The coil 20 may be completely embedded in the heat transfer resin portion 10. By completely embedding the coil 20 in the heat transfer resin portion 10, the reliability of the coil 20 can be improved. Alternatively, a part (or one surface) of the coil 20 can be embedded so as to be substantially flush with the heat transfer resin portion 10. When the coil 20 is embedded so as to be substantially flush with the heat transfer resin portion 10 like the lead frame 12, a solder resist (in FIG. 1 to FIG. 2 etc., a solder resist is formed on the coil 20 and the lead frame 12. Is not shown). By embedding the coil 20 in the heat transfer resin portion 10 or the solder resist, contact between the ferrite core 17 and the coil 20 is prevented. Further, by forming the solder resist, it is possible to prevent the solder from flowing (or spreading too much) on the lead frame 12 during soldering.

次に図3(A)〜(C)を用いて、渦巻き状(あるいは蚊取り線香状)のコイル20の中央部を、他のリードフレーム12に電気的に接続する様子を説明する。なお図3(A)〜(C)において、説明しやすくするためコイル20は略90度の折り曲げは行っていない。   Next, a state in which the central portion of the spiral (or mosquito coil) coil 20 is electrically connected to another lead frame 12 will be described with reference to FIGS. 3A to 3C, the coil 20 is not bent by approximately 90 degrees for easy explanation.

図3(A)、(B)は、それぞれコイルの一端をジャンパーによって引き出す様子を示す斜視図、図3(C)はリードフレームを用いた場合を示す断面図である。図3(A)において、21はジャンパーであり、銅線等で形成した導体である。金属板11の上に、シート状の伝熱樹脂部10の中に埋め込んだコイル20の一部と、リードフレーム12の間を、ジャンパー21を矢印18aのように実装することで、電気的に接続する。図3(A)における点線19は、ジャンパー21の実装位置を示す。図3(B)はジャンパー21によって、コイル20の中央部と、リードフレーム12を、電気的に接続している。なおジャンパー21としては、市販のジャンパーチップ(いわゆる0Ωのチップ抵抗器)や、絶縁被覆したリードフレーム等を使うことができる。なおジャンパー21とリードフレーム12やコイル20との接続は、半田付け以外に溶接(レーザー溶接、あるいはスポット溶接等)を使うことも有効である。溶接することで、半田に起因する課題発生を防止でき、高信頼性が得られる。   FIGS. 3A and 3B are perspective views showing a state in which one end of the coil is pulled out by a jumper, and FIG. 3C is a cross-sectional view showing a case where a lead frame is used. In FIG. 3A, reference numeral 21 denotes a jumper, which is a conductor formed of a copper wire or the like. By mounting a jumper 21 as indicated by an arrow 18a between a part of the coil 20 embedded in the sheet-like heat transfer resin portion 10 and the lead frame 12 on the metal plate 11, as shown in FIG. Connecting. A dotted line 19 in FIG. 3A indicates the mounting position of the jumper 21. In FIG. 3B, the central portion of the coil 20 and the lead frame 12 are electrically connected by a jumper 21. As the jumper 21, a commercially available jumper chip (a so-called 0Ω chip resistor), an insulating coated lead frame, or the like can be used. For the connection between the jumper 21 and the lead frame 12 or the coil 20, it is also effective to use welding (laser welding, spot welding or the like) in addition to soldering. By welding, problems caused by solder can be prevented and high reliability can be obtained.

図3(C)は、リードフレーム12(あるいはコイル20を構成するリードフレーム12)を用いて、渦巻き状(あるいは蚊取り線香状)のコイル20の中央部を、他のリードフレーム12に電気的に接続する様子を説明する断面図に相当する。例えばコイル20やリードフレーム12の一部を、前記伝熱樹脂部10から引き剥がし、これを折り曲げ、図3(C)に示すようなジャンパー21とすることもできる。このようにコイル20やリードフレーム12の一部を、ジャンパー21とすることで、市販のジャンパー21を使うより接続箇所を減らせる。そして、矢印18bで示す位置で、半田付けあるいは溶接を行う。なお図3(C)においてリードフレーム12から構成されたジャンパー21の表面の絶縁(あるいは絶縁被覆)は図示していない。   FIG. 3C shows a lead frame 12 (or the lead frame 12 constituting the coil 20), and electrically connects the central portion of the spiral (or mosquito coil) coil 20 to another lead frame 12. This corresponds to a cross-sectional view for explaining how to do this. For example, a part of the coil 20 or the lead frame 12 can be peeled off from the heat transfer resin portion 10 and bent to form a jumper 21 as shown in FIG. Thus, by using a part of the coil 20 and the lead frame 12 as the jumper 21, the number of connection points can be reduced as compared with the case where the commercially available jumper 21 is used. Then, soldering or welding is performed at a position indicated by an arrow 18b. In FIG. 3C, insulation (or insulation coating) on the surface of the jumper 21 composed of the lead frame 12 is not shown.

次に図1等で説明したインダクタンスを可変とした放熱基板を、プラズマテレビの電源モジュールに応用する場合について、図4(A)、図4(B)を用いて説明する。   Next, the case where the heat dissipation substrate with variable inductance described in FIG. 1 and the like is applied to a power supply module of a plasma television will be described with reference to FIGS. 4 (A) and 4 (B).

図4(A)、(B)は、プラズマテレビの電源モジュールに応用する様子を説明するブロック図及び回路図である。図4(A)はプラズマテレビの電源モジュールのブロック図の一例、図4(B)は回路図の一例である。図4(A)、(B)において、22はスキャン側の電力回収回路、23はプラズマパネル、24はサステイン側の電力回収回路である。   FIGS. 4A and 4B are a block diagram and a circuit diagram illustrating a state where the present invention is applied to a power supply module of a plasma television. 4A is an example of a block diagram of a power supply module of a plasma television, and FIG. 4B is an example of a circuit diagram. 4A and 4B, 22 is a power recovery circuit on the scan side, 23 is a plasma panel, and 24 is a power recovery circuit on the sustain side.

図4(A)において、プラズマパネル23は、実際のプラズマパネルを示すが、図4(B)において23は、回路図におけるプラズマパネル23の負荷容量(C成分)を示している。   In FIG. 4A, the plasma panel 23 shows an actual plasma panel. In FIG. 4B, 23 shows the load capacity (C component) of the plasma panel 23 in the circuit diagram.

図4(A)において、プラズマパネル23は一種の負荷容量として機能する。そしてプラズマパネル23の左右に設置したスキャン側の電力回収回路22、サステイン側の電力回収回路24から、プラズマパネル23の負荷容量(C成分)を利用したLC発振を行う。なお映像信号は、信号処理回路を介して、スキャン側の電力回収回路22やサステイン側の電力回収回路24、パネル駆動回路(アドレス)等に送る。   In FIG. 4A, the plasma panel 23 functions as a kind of load capacity. Then, LC oscillation using the load capacity (C component) of the plasma panel 23 is performed from the scan-side power recovery circuit 22 and the sustain-side power recovery circuit 24 installed on the left and right of the plasma panel 23. The video signal is sent to the scan-side power recovery circuit 22, the sustain-side power recovery circuit 24, the panel drive circuit (address), and the like via the signal processing circuit.

次に図4(B)を用いて更に詳しく説明する。図4(B)において、スキャン側の電力回収回路22は、コンデンサC11、半導体等で形成したスイッチS11〜S14、ダイオードD11〜D12、コイル20a等から形成している。同様にサステイン側の電力回収回路24は、コンデンサC12、半導体等で形成したスイッチS15〜S18、ダイオードD13〜D14、コイル20b等から形成している。そしてコイル20a、20bは、図1、図2等で説明したものであり、フェライトコア17によってそのインダクタンス値を可変としたものである。   Next, a more detailed description will be given with reference to FIG. In FIG. 4B, the power recovery circuit 22 on the scan side is formed by a capacitor C11, switches S11 to S14 formed of a semiconductor, diodes D11 to D12, a coil 20a, and the like. Similarly, the power recovery circuit 24 on the sustain side is formed of a capacitor C12, switches S15 to S18 made of a semiconductor, diodes D13 to D14, a coil 20b, and the like. The coils 20a and 20b have been described with reference to FIGS. 1 and 2 and the like, and their inductance values are made variable by the ferrite core 17.

なお図4(B)と、図10(B)との違いは、コイルが可変か、固定かの違いである。本実施の形態において、コイル20のインダクタンスを可変とすることで、従来の回路設計(従来の回路定数のまま)をそのまま活用できる。更に本実施の形態の特徴(放熱性が高い、コイル20を小さくできる等)を生かすことで、回路の最適化(あるいは部品点数の削減による低コスト化)も可能である。   Note that the difference between FIG. 4B and FIG. 10B is whether the coil is variable or fixed. In the present embodiment, by making the inductance of the coil 20 variable, the conventional circuit design (with the conventional circuit constants) can be used as it is. Furthermore, by utilizing the features of the present embodiment (high heat dissipation, coil 20 can be reduced, etc.), circuit optimization (or cost reduction by reducing the number of parts) is possible.

次にプラズマディスプレイの発光時の低消費電力化について説明する。プラズマディスプレイの場合、プラズマパネル23の個々の画素に相当する発光部分に電圧を印加して表示を行う際に、プラズマパネル23で示す負荷容量を利用し、充放電を行うことが多い。そしてプラズマパネル23で示す負荷容量から、充放電される電力は、スキャン側の電力回収回路22のコイル20a、サステイン側の電力回収回路24のコイル20bを介して吸収し、再放出する。このようにして(Vsus)から供給した電力を、プラズマパネル23をC成分としたLC発振によって再利用することで電力損を減らす。   Next, the reduction in power consumption during light emission of the plasma display will be described. In the case of a plasma display, when a display is performed by applying a voltage to a light emitting portion corresponding to each pixel of the plasma panel 23, charging and discharging are often performed using a load capacity indicated by the plasma panel 23. The charged / discharged power is absorbed from the load capacity indicated by the plasma panel 23 through the coil 20a of the power recovery circuit 22 on the scan side and the coil 20b of the power recovery circuit 24 on the sustain side, and re-released. Thus, the power loss is reduced by reusing the power supplied from (Vsus) by LC oscillation using the plasma panel 23 as the C component.

このように図4(B)におけるプラズマパネル23を負荷容量(C成分)として、コイル20a、20bによるLC発振によるエネルギーの受け渡しを利用して電力回収を行うことで、プラズマテレビの低消費電力化を実現する。   As described above, the plasma panel 23 in FIG. 4B is used as the load capacity (C component), and the power is recovered by using the energy transfer by the LC oscillation by the coils 20a and 20b, thereby reducing the power consumption of the plasma television. Is realized.

一般的にプラズマパネル23は、そのサイズ(40インチ、50インチ等)、解像度、あるいはその画素寸法、製品の設計仕様等によって、その負荷容量が大きく変化(いわゆる設計差)する。更に同じ仕様(あるいは同じ設計)のプラズマパネル23であっても、製品間のバラツキ(いわゆる個体差)によってその負荷容量にバラツキが発生する。   Generally, the load capacity of the plasma panel 23 varies greatly (so-called design difference) depending on its size (40 inches, 50 inches, etc.), resolution, pixel dimensions, product design specifications, and the like. Further, even in the plasma panel 23 having the same specification (or the same design), the load capacity varies due to variations among products (so-called individual differences).

従来の電源ユニットは市販のコイル部品を使っている。そのためインダクタンス値がそのスペック上、最大±20%のバラツキを有していた。そのため電力損の最小化に限界があった。しかし本発明の放熱基板を用いた電源ユニットの場合、図1〜図2等で示したように、プラズマパネル23の負荷容量の大小に応じてそのインダクタンス値を個々に調整できるため、プラズマパネル23の容量バラツキも吸収できる。更に異なる仕様(あるいはインチ数)のプラズマパネル23に対しても、1種類の電源ユニットで対応することができる。   Conventional power supply units use commercially available coil components. Therefore, the inductance value has a variation of a maximum of ± 20% on the specifications. Therefore, there is a limit to minimizing power loss. However, in the case of the power supply unit using the heat dissipation board of the present invention, the inductance value can be individually adjusted according to the load capacity of the plasma panel 23 as shown in FIGS. The capacity variation can be absorbed. Furthermore, it is possible to cope with plasma panels 23 having different specifications (or inches) with one type of power supply unit.

次にプラズマパネル23の消費電力の削減について、図5を用いて説明する。   Next, reduction of power consumption of the plasma panel 23 will be described with reference to FIG.

図5(A)〜(C)は、プラズマパネルに印加する(発光させる)タイミング図である。図5において、25は正弦電圧、26はパルス電圧である。図5(A)〜(C)のX軸は時間、Y軸は電圧である。そして図5(A)と図5(C)は、電源ユニットのコイル20のインダクタンスと、プラズマパネル23の負荷容量とのミスマッチング(T1、T2で示した時間のズレの発生)を説明するものである。プラズマパネル23の発光部では、図4(B)等で説明したように電力回収回路によって、例えば正弦電圧25が印加される。そしてここにパルス電圧26を重畳することでプラズマパネル23が閾値電圧を超え、発光する。図5(A)では、正弦電圧25のピークと、パルス電圧26のタイミングがT1だけずれている。その結果、図5(A)に示すようにVdif1で示した分の電圧ロスが発生している。また図5(C)では、正弦電圧25のピークと、パルス電圧26のタイミングがT2だけずれているため、Vdif2で示した分の電圧ロスが発生している。一方、図5(B)は正弦電圧25のピークと、パルス電圧26のタイミングが一致した場合を示すものであり、正弦電圧25のピークとパルス電圧26のタイミングが一致しているため、電圧ロスが発生しにくい。なお図5(A)〜(C)において、正弦電圧25の一部は点線で示している。なおここで、正弦電圧25は便宜的に正弦電圧としたものであり、サインウエーブ等に限定するものではない。   5A to 5C are timing charts for applying (light emission) to the plasma panel. In FIG. 5, 25 is a sine voltage, and 26 is a pulse voltage. 5A to 5C, the X axis is time, and the Y axis is voltage. FIGS. 5A and 5C illustrate mismatching (occurrence of time shifts indicated by T1 and T2) between the inductance of the coil 20 of the power supply unit and the load capacity of the plasma panel 23. FIG. It is. In the light emitting part of the plasma panel 23, for example, a sine voltage 25 is applied by the power recovery circuit as described with reference to FIG. Then, by superimposing the pulse voltage 26 here, the plasma panel 23 exceeds the threshold voltage and emits light. In FIG. 5A, the peak of the sine voltage 25 and the timing of the pulse voltage 26 are shifted by T1. As a result, a voltage loss corresponding to Vdif1 occurs as shown in FIG. Further, in FIG. 5C, since the peak of the sine voltage 25 and the timing of the pulse voltage 26 are shifted by T2, a voltage loss corresponding to Vdif2 occurs. On the other hand, FIG. 5B shows a case where the peak of the sine voltage 25 coincides with the timing of the pulse voltage 26. Since the peak of the sine voltage 25 coincides with the timing of the pulse voltage 26, voltage loss is caused. Is unlikely to occur. 5A to 5C, a part of the sine voltage 25 is indicated by a dotted line. Here, the sine voltage 25 is a sine voltage for convenience, and is not limited to a sine wave or the like.

ここでプラズマディスプレイを発光させるには、正弦電圧25と、パルス電圧26の合計が、一定電圧、あるいは一種のスレショールド電圧(例えば110V)を超えることが必要となる。ここで(Vsus)(あるいは図5(A)〜(C)で示す正弦電圧25)の信号は、例えば電圧100〜200V程度でありながらも、1周期が5マイクロ秒と極めて短い。そのためLC発振は、プラズマパネル23の負荷容量のバラツキやコイル20のインダクタンスのバラツキの影響を受けやすい。こうしたバラツキが、正弦電圧25とパルス電圧26のタイミングに影響する。またこうした電子回路に用いる各種電子部品の特性バラツキも、そのタイミングに影響を与えやすい。   Here, in order for the plasma display to emit light, the sum of the sine voltage 25 and the pulse voltage 26 needs to exceed a certain voltage or a kind of threshold voltage (for example, 110 V). Here, the signal of (Vsus) (or the sine voltage 25 shown in FIGS. 5A to 5C) has an extremely short period of 5 microseconds although the voltage is about 100 to 200 V, for example. Therefore, the LC oscillation is easily influenced by variations in the load capacity of the plasma panel 23 and variations in the inductance of the coil 20. Such variation affects the timing of the sine voltage 25 and the pulse voltage 26. In addition, variations in the characteristics of various electronic components used in such an electronic circuit tend to affect the timing.

本発明の場合、図5(A)や図5(C)に示したような場合、図2等で示したように、コイル20に挿入するフェライトコア17の位置を調整することで、インダクタンスを変化させることで対応できる。その結果プラズマテレビにおけるムダな電圧ロスや電力損を減らせる。   In the case of the present invention, as shown in FIGS. 5A and 5C, the inductance is adjusted by adjusting the position of the ferrite core 17 to be inserted into the coil 20, as shown in FIG. It can respond by changing. As a result, unnecessary voltage loss and power loss in the plasma television can be reduced.

なおここでコイル20のインダクタンス値としては、プラズマパネル23の寸法(インチ数)等の影響も受けるが、例えば40〜50インチ程度では、0.1μH以上10.0μH以下(望ましくは0.2μH以上5.0μH以下、更に望ましくは0.5μH以上2.0μH以下)とすることが回路定数的に望ましい。そのため本発明では、この範囲内でインダクタンスを可変させている。ここでコイル20を複数個作成し、これを互いに並べても(あるいは互いに組み合わせても)良い。なおコイル20一個当たりのインダクタンスが0.1μH(マイクロヘンリー)未満の場合、あるいは10μHを超える場合、プラズマテレビにおけるLC発振に影響を与える場合がある。なおインダクタンス値は、プラズマパネル23の仕様に合わせて変更できる。次に電圧損を減らすことでの消費電力削減効果について、図6を用いて説明する。   Here, the inductance value of the coil 20 is also affected by the dimensions (number of inches) of the plasma panel 23, but is about 0.1 to 10.0 μH (preferably 0.2 μH or more) at about 40 to 50 inches, for example. The circuit constant is desirably 5.0 μH or less, and more desirably 0.5 μH or more and 2.0 μH or less. Therefore, in the present invention, the inductance is varied within this range. Here, a plurality of coils 20 may be formed and arranged side by side (or combined with each other). If the inductance per coil 20 is less than 0.1 μH (microhenry) or exceeds 10 μH, LC oscillation in a plasma television may be affected. The inductance value can be changed according to the specifications of the plasma panel 23. Next, the effect of reducing power consumption by reducing the voltage loss will be described with reference to FIG.

図6は、プラズマテレビの消費電力の低減効果について説明する図である。図6において、27は電力回収回路未使用時、28は電力回収回路使用時(従来例)である。そして29は電力回収回路使用時(本発明)であり、図1や図2で示したようにコイル20のインダクタンスを可変としたものである。図6において、X軸はサステインパルス数、Y軸はプラズマパネル23等での消費電力を示す。図6より、サステインパルス数の増加に応じて、それぞれのグラフにおいて、消費電力が増加することが判る。図6において電力回収回路未使用時27に比べ、電力回収回路使用時(従来例)28の方が、消費電力が小さい。また電力回収回路使用時(本発明)29の方が電力回収回路使用時(従来例)28より、更に消費電力が小さい。これは電力回収回路使用時(本発明)29の場合、図5(A)〜(C)で説明したように、プラズマテレビ1台1台におけるコイル20のインダクタンスのバラツキを調整することで、様々なロスを削減できたからである。   FIG. 6 is a diagram for explaining the effect of reducing the power consumption of the plasma television. In FIG. 6, 27 is when the power recovery circuit is not used, and 28 is when the power recovery circuit is used (conventional example). Reference numeral 29 denotes a time when the power recovery circuit is used (the present invention), in which the inductance of the coil 20 is made variable as shown in FIGS. In FIG. 6, the X axis represents the number of sustain pulses, and the Y axis represents the power consumption in the plasma panel 23 and the like. FIG. 6 shows that the power consumption increases in each graph as the number of sustain pulses increases. In FIG. 6, power consumption is lower when the power recovery circuit is used (conventional example) 28 than when the power recovery circuit is not used 27. Further, when the power recovery circuit is used (the present invention) 29, the power consumption is further smaller than when the power recovery circuit is used (conventional example) 28. In the case of using the power recovery circuit (invention) 29, this can be achieved by adjusting the inductance variation of the coil 20 in one plasma TV as described with reference to FIGS. This is because a significant loss was reduced.

このように本発明で提案する電源ユニットは、放熱基板を用いて形成した電源ユニットのコイル20のインダクタンスを調整することで、更なる消費電力の抑制効果が得られる。またこの抑制効果は、サステインパルス数を増加した状態でも得られるため、プラズマテレビの大画面化、高精細度化に対応できる。そして本発明の放熱基板を、例えばプラズマ表示装置用の電源ユニットとして用いることで、プラズマ表示装置の消費電力を低減できる。   As described above, the power supply unit proposed in the present invention can further reduce the power consumption by adjusting the inductance of the coil 20 of the power supply unit formed using the heat dissipation substrate. In addition, since this suppression effect can be obtained even when the number of sustain pulses is increased, it is possible to cope with an increase in the size and definition of a plasma television. And the power consumption of a plasma display apparatus can be reduced by using the thermal radiation board | substrate of this invention, for example as a power supply unit for plasma display apparatuses.

更にプラズマディスプレイを点灯させるには、サステインパルス電圧Vsusが流れる配線にはピーク電流として110A程度が、それぞれの電力回収配線にはピーク電流50A程度が流れる。そのためプラズマテレビ用の電源ユニットには、高放熱性も要求される。   Further, to turn on the plasma display, a peak current of about 110 A flows through the wiring through which the sustain pulse voltage Vsus flows, and a peak current of about 50 A flows through each power recovery wiring. Therefore, high power dissipation is also required for the power unit for plasma televisions.

次に図7(A)、(B)を用いて、本発明で提案する放熱基板の部品実装部での放熱効果について説明する。図7(A)、(B)は、放熱基板の放熱の様子を示す断面図であり、図7(A)は発熱前(電流印加前)、図7(B)は発熱後(電流印加後)に相当する。図7において、30は半田、31はヒートシンクである。なお図7(A)においてヒートシンク31は図示していない。図7(A)に示すように、金属板11の上に、コイル20やリードフレーム12を埋め込んだ状態で伝熱樹脂部10を形成する。そして半田30を使い、リードフレーム12の表面には放熱が要求されるパワーデバイス13を実装する。図7(B)は、パワーデバイス13に発生した熱を、リードフレーム12を介して伝熱樹脂部10、金属板11に拡散する様子を示す。図7(B)において矢印18aは、熱が拡散する方向を示す。   Next, with reference to FIGS. 7A and 7B, the heat radiation effect in the component mounting portion of the heat dissipation board proposed in the present invention will be described. FIGS. 7A and 7B are cross-sectional views showing the heat dissipation of the heat dissipation substrate. FIG. 7A is before heat generation (before current application), and FIG. 7B is after heat generation (after current application). ). In FIG. 7, 30 is a solder and 31 is a heat sink. Note that the heat sink 31 is not shown in FIG. As shown in FIG. 7A, the heat transfer resin portion 10 is formed on the metal plate 11 with the coil 20 and the lead frame 12 embedded therein. Then, using the solder 30, the power device 13 that requires heat dissipation is mounted on the surface of the lead frame 12. FIG. 7B shows a state where heat generated in the power device 13 is diffused to the heat transfer resin portion 10 and the metal plate 11 through the lead frame 12. In FIG. 7B, an arrow 18a indicates a direction in which heat is diffused.

本発明の場合、同じ断面積のコイル20においても伝熱樹脂部10に埋め込むことで、発熱を抑えられる。その結果、従来のコイル(例えば巻き線コイル)に比べ、本実施の形態のコイル20(伝熱樹脂部10に埋め込んでいる)の方が、コイル20を構成する導体(あるいはリードフレーム12)の断面積を小さくできる。これは本発明のコイル20は放熱効果により温度上昇しにくいためである。その結果コイル20導体の断面積を小さくすることもでき、同じターン数でもコイル20自体の面積や大きさをより小さくできる。コイル20の占める面積を小さくできるため、電源モジュールの小型化、低コスト化も実現できる。   In the case of the present invention, heat generation can be suppressed by embedding the coil 20 having the same cross-sectional area in the heat transfer resin portion 10. As a result, the coil 20 (embedded in the heat transfer resin portion 10) of the present embodiment has a conductor (or lead frame 12) constituting the coil 20 in comparison with a conventional coil (for example, a wound coil). The cross-sectional area can be reduced. This is because the temperature of the coil 20 of the present invention hardly rises due to the heat dissipation effect. As a result, the cross-sectional area of the coil 20 conductor can be reduced, and the area and size of the coil 20 itself can be further reduced with the same number of turns. Since the area occupied by the coil 20 can be reduced, the power supply module can be reduced in size and cost.

図7(B)において、後述する図8で示すように、コイル20をプレス成型で作成することで、導体断面を略四角形とできるため、従来の銅線(断面が丸)に比べ、抵抗値も抑える効果が得られる。そのようにしてコイル20を形成する配線長(あるいは線路長)自体を短くできるため、本発明のコイル20はコイル特性であるQ値(一般的にコイルのQ値は高いことが望ましい)を高められる。   In FIG. 7B, as shown in FIG. 8 to be described later, the coil 20 is formed by press molding, so that the conductor cross section can be made into a substantially square shape. Therefore, compared with the conventional copper wire (the cross section is round), the resistance value is Can also be suppressed. Thus, since the wiring length (or line length) itself forming the coil 20 can be shortened, the coil 20 of the present invention increases the Q value (generally, it is desirable that the Q value of the coil is high) as a coil characteristic. It is done.

次に図8を用いて、放熱基板の製造方法の一例について説明する。図8(A)〜(D)は、放熱基板の製造方法の一例を説明する断面図である。   Next, an example of a method for manufacturing the heat dissipation substrate will be described with reference to FIG. 8A to 8D are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a heat dissipation substrate.

図8(A)〜(D)において、32は板材である。まず図8(A)に示すように、銅板等からなる板材32を用意する。次に、プレス装置や金型(図示していない)を用いて、板材32を所定形状に加工する。こうして図8(B)に示すように、所定形状に加工したリードフレーム12を作成する。例えば板材32の一部を、コイル形状(例えば、蚊取り線香状の螺旋パターン)に打抜く。   8A to 8D, reference numeral 32 denotes a plate material. First, as shown in FIG. 8A, a plate material 32 made of a copper plate or the like is prepared. Next, the plate material 32 is processed into a predetermined shape using a press device or a mold (not shown). Thus, as shown in FIG. 8B, the lead frame 12 processed into a predetermined shape is created. For example, a part of the plate 32 is punched into a coil shape (for example, a mosquito coil-like spiral pattern).

次に図8(C)に示すように、金属板11の上に、伝熱樹脂部10や、リードフレーム12をセットする。そして矢印18に示すようにして、金属板11やリードフレーム12を伝熱樹脂部10に埋め込む。なお図8(C)において、プレス装置や金型は図示していない。このように加熱した状態でプレスすることで、伝熱樹脂部10の粘度を下げ、リードフレーム12の隙間への回り込み性を高めることができる。ここで伝熱樹脂部10を、例えば図8(C)に示すように、楕円形(あるいは蒲鉾型等)とすることで、金属板11と伝熱樹脂部10の隙間に空気残りを減らせる。ここで空気残りはボイドとも呼ばれるもので、金属板11やリードフレーム12と、伝熱樹脂部10との界面に発生した空間のことで、放熱性に影響を与える可能性がある。   Next, as shown in FIG. 8C, the heat transfer resin portion 10 and the lead frame 12 are set on the metal plate 11. Then, as shown by the arrow 18, the metal plate 11 and the lead frame 12 are embedded in the heat transfer resin portion 10. In FIG. 8C, the pressing device and the mold are not shown. By pressing in such a heated state, the viscosity of the heat transfer resin portion 10 can be lowered and the wraparound property to the gap of the lead frame 12 can be improved. Here, for example, as shown in FIG. 8C, the heat transfer resin portion 10 is formed into an oval shape (or a bowl shape or the like), thereby reducing air remaining in the gap between the metal plate 11 and the heat transfer resin portion 10. . Here, the air residue is also called a void, and is a space generated at the interface between the metal plate 11 or the lead frame 12 and the heat transfer resin portion 10 and may affect the heat dissipation.

図8(D)は、リードフレーム12や金属板11を埋め込んだ状態で伝熱樹脂部10が熱硬化した後の断面図を示す。なお図1や図2に示した伝熱樹脂部10における孔16は、図8(C)に示すプレス時に形成することができる。孔16の形成方法としては、金型を使っても良いが、伝熱樹脂部10が熱硬化する前に、ポンチやドリル、リーマー等で加工しても良い。   FIG. 8D shows a cross-sectional view after the heat transfer resin portion 10 is thermally cured with the lead frame 12 and the metal plate 11 embedded therein. The holes 16 in the heat transfer resin portion 10 shown in FIGS. 1 and 2 can be formed at the time of pressing shown in FIG. As a method for forming the holes 16, a mold may be used, but before the heat transfer resin portion 10 is thermally cured, it may be processed with a punch, a drill, a reamer, or the like.

更に詳しく説明する。リードフレーム12の厚みは0.1mm以上2.0mm以下(望ましくは1.0mm以下)程度が望ましい。リードフレーム12の厚みが0.1mm未満の場合、フニャフニャしたり、折れ曲がったりしやすく、その取り扱いが難しい。リードフレーム12の厚みが2.0mmを超えると、プレスによる打抜きが難しくなり、リードフレーム12自体のパターン精度が低下する。そのため加工精度の面から、リードフレーム12としては0.2〜1.0mm(更に望ましくは0.3〜0.5mm)が望ましい。   This will be described in more detail. The thickness of the lead frame 12 is desirably about 0.1 mm to 2.0 mm (desirably 1.0 mm or less). When the thickness of the lead frame 12 is less than 0.1 mm, it is easy to bend or bend, and its handling is difficult. If the thickness of the lead frame 12 exceeds 2.0 mm, punching with a press becomes difficult, and the pattern accuracy of the lead frame 12 itself decreases. Therefore, in terms of processing accuracy, the lead frame 12 is preferably 0.2 to 1.0 mm (more preferably 0.3 to 0.5 mm).

また伝熱樹脂部10としては、無機フィラー70重量%以上95重量%以下と、熱硬化性樹脂5重量%以上30重量%以下からなることが望ましい。ここで無機フィラーは略球形状で、その直径は0.1ミクロン以上100ミクロン以下が適当である(0.1ミクロン未満の場合、樹脂への分散が難しくなり、また100ミクロンを超えると伝熱樹脂部10の厚みが厚くなり熱拡散性に影響を与える)。そのため伝熱樹脂部10における無機フィラーの充填量は、熱伝導率を上げるために70から95重量%と高濃度に充填している。特に、本実施の形態では、無機フィラーは、平均粒径3ミクロンと平均粒径12ミクロンの2種類のAl23を混合したものを用いている。この大小2種類の粒径のAl23を用いることによって、大きな粒径のAl23の隙間に小さな粒径のAl23を充填できるので、Al23を90重量%近くまで高濃度に充填できるものである。この結果、伝熱樹脂部10の熱伝導率は5W/(m・K)程度となる。なお無機フィラーとしてはAl23の代わりに、MgO、BN、SiO2、SiC、Si34、及びAlNからなる群から選択される少なくとも一種以上を含んでもよい。 Further, the heat transfer resin portion 10 is preferably composed of 70 wt% or more and 95 wt% or less of an inorganic filler and 5 wt% or more and 30 wt% or less of a thermosetting resin. Here, the inorganic filler has a substantially spherical shape, and its diameter is suitably from 0.1 to 100 microns (if it is less than 0.1 microns, it becomes difficult to disperse in the resin, and if it exceeds 100 microns, the heat transfer is The thickness of the resin part 10 is increased, which affects the thermal diffusivity). Therefore, the filling amount of the inorganic filler in the heat transfer resin part 10 is filled at a high concentration of 70 to 95% by weight in order to increase the thermal conductivity. In particular, in the present embodiment, the inorganic filler is a mixture of two types of Al 2 O 3 having an average particle size of 3 microns and an average particle size of 12 microns. By using the Al 2 O 3 of the large and small two types of particle size, it is possible to fill the Al 2 O 3 of small particle size in the gap Al 2 O 3 of large particle size, Al 2 O 3 90 wt% near Can be filled to a high concentration. As a result, the heat conductivity of the heat transfer resin portion 10 is about 5 W / (m · K). The inorganic filler may include at least one selected from the group consisting of MgO, BN, SiO 2 , SiC, Si 3 N 4 , and AlN instead of Al 2 O 3 .

なお無機フィラーを用いると、放熱性を高められるが、特にMgOを用いると線熱膨張係数を大きくできる。またSiO2を用いると誘電率を小さくでき、BNを用いると線熱膨張係数を小さくできる。こうして伝熱樹脂部10としての熱伝導率が1W/(m・K)以上20W/(m・K)以下のものを形成することができる。なお熱伝導率が1W/(m・K)未満の場合、放熱基板の放熱性に影響を与える。また熱伝導率を20W/(m・K)より高くしようとした場合、フィラー量を増やす必要があり、プレス時の加工性に影響を与える場合がある。 When an inorganic filler is used, heat dissipation can be improved, but when using MgO in particular, the linear thermal expansion coefficient can be increased. Further, when SiO 2 is used, the dielectric constant can be reduced, and when BN is used, the linear thermal expansion coefficient can be reduced. Thus, the heat transfer resin portion 10 having a thermal conductivity of 1 W / (m · K) or more and 20 W / (m · K) or less can be formed. When the thermal conductivity is less than 1 W / (m · K), the heat dissipation performance of the heat dissipation board is affected. Moreover, when it is going to make thermal conductivity higher than 20 W / (m * K), it is necessary to increase the amount of fillers and may affect the workability at the time of a press.

なお熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂およびシアネート樹脂の内、少なくとも1種類の樹脂を含んでいる。これらの樹脂は耐熱性や電気絶縁性に優れている。伝熱樹脂部10の厚みは、薄くすれば、リードフレーム12に装着したパワーデバイス13に生じる熱を金属板11に伝えやすいが、逆に絶縁耐圧が問題となり、厚すぎると、熱抵抗が大きくなるので、絶縁耐圧と熱抵抗を考慮して最適な厚さである50ミクロン以上1000ミクロン以下に設定すれば良い。   The thermosetting resin contains at least one kind of resin among epoxy resin, phenol resin and cyanate resin. These resins are excellent in heat resistance and electrical insulation. If the thickness of the heat transfer resin portion 10 is reduced, heat generated in the power device 13 attached to the lead frame 12 can be easily transferred to the metal plate 11, but conversely, the withstand voltage becomes a problem. Therefore, the optimum thickness may be set to 50 microns or more and 1000 microns or less in consideration of the withstand voltage and the thermal resistance.

次にリードフレーム12の材質について説明する。リードフレーム12の材質としては、銅を主体とするものが望ましい。これは銅が熱伝導性と導電率が共に優れているためである。またリードフレーム12としての加工性や、熱伝導性を高めるためには、リードフレーム12となる銅素材に銅以外の少なくともSn、Zr、Ni、Si、Zn、P、Fe等の群から選択される少なくとも1種類以上の材料とからなる合金を使うことが望ましい。例えばCuを主体として、ここにSnを加えた、合金(以下、Cu+Snとする)を用いることができる。Cu+Sn合金の場合、例えばSnを0.1重量%以上0.15重量%未満添加することで、その軟化温度を127℃まで高められる。比較のためSn無しの銅(Cu>99.96重量%)を用いて、リードフレーム12を作成したところ、導電率は低いが、出来上がった放熱基板において特に形成部等に歪みが発生する場合があった。そこで詳細に調べたところ、その材料の軟化点が110℃程度と低いため、後の部品実装時(半田付け時)に変形する可能性があることが予想された。一方、Cu+Sn>99.96重量%の銅系の材料を用いた場合、実装した各種部品や複数個のLEDによる発熱の影響は特に受けなかった。また半田付け性やダイボンド性にも影響が無かった。そこでこの材料の軟化点を測定したところ、127℃であることが判った。このように、銅を主体として、いくつかの元素を添加することが望ましい。銅に添加する元素として、Zrの場合、0.015重量%以上0.15重量%以下の範囲が望ましい。添加量が0.015重量%未満の場合、軟化温度の上昇効果が少ない場合がある。また添加量が0.15重量%より多いと電気特性に影響を与える場合がある。また、Ni、Si、Zn、P等を添加することでも軟化温度を高くできる。この場合、Niは0.1重量%以上5重量%未満、Siは0.01重量%以上2重量%以下、Znは0.1重量%以上5重量%未満、Pは0.005重量%以上0.1重量%未満が望ましい。そしてこれらの元素は、この範囲で単独、もしくは複数を添加することで、銅素材の軟化点を高くできる。なお添加量がここで記載した割合より少ない場合、軟化点上昇効果が低い場合がある。またここで記載した割合より多い場合、導電率への影響の可能性がある。同様に、Feの場合0.1重量%以上5重量%以下、Crの場合0.05重量%以上1重量%以下が望ましい。これらの元素の場合も前述の元素と同様である。   Next, the material of the lead frame 12 will be described. The lead frame 12 is preferably made of copper as a main material. This is because copper has both excellent thermal conductivity and electrical conductivity. In order to improve the workability and thermal conductivity as the lead frame 12, the copper material used as the lead frame 12 is selected from a group of at least Sn, Zr, Ni, Si, Zn, P, Fe, etc. other than copper. It is desirable to use an alloy made of at least one kind of material. For example, an alloy (hereinafter referred to as Cu + Sn) in which Cu is a main component and Sn is added thereto can be used. In the case of a Cu + Sn alloy, for example, by adding Sn to 0.1 wt% or more and less than 0.15 wt%, the softening temperature can be increased to 127 ° C. For comparison, the lead frame 12 was made using Sn-free copper (Cu> 99.96% by weight). The electrical conductivity is low, but distortion may occur particularly in the formed portion of the completed heat dissipation board. there were. As a result of detailed examination, the softening point of the material was as low as about 110 ° C., and it was expected that the material could be deformed during subsequent component mounting (soldering). On the other hand, when a copper-based material with Cu + Sn> 99.96% by weight was used, it was not particularly affected by the heat generated by various mounted components and a plurality of LEDs. There was no effect on solderability and die bondability. Therefore, when the softening point of this material was measured, it was found to be 127 ° C. Thus, it is desirable to add some elements mainly composed of copper. As an element added to copper, in the case of Zr, the range of 0.015 wt% or more and 0.15 wt% or less is desirable. When the addition amount is less than 0.015% by weight, the effect of increasing the softening temperature may be small. On the other hand, if the amount added is more than 0.15% by weight, the electrical characteristics may be affected. Also, the softening temperature can be increased by adding Ni, Si, Zn, P or the like. In this case, Ni is 0.1 wt% or more and less than 5 wt%, Si is 0.01 wt% or more and 2 wt% or less, Zn is 0.1 wt% or more and less than 5 wt%, and P is 0.005 wt% or more. Less than 0.1% by weight is desirable. And these elements can make the softening point of a copper raw material high by adding single or multiple in this range. In addition, when there are few addition amounts than the ratio described here, the softening point raise effect may be low. Moreover, when there are more than the ratio described here, there exists a possibility of affecting the electrical conductivity. Similarly, in the case of Fe, 0.1 wt% or more and 5 wt% or less is desirable, and in the case of Cr, 0.05 wt% or more and 1 wt% or less are desirable. These elements are the same as those described above.

なおリードフレーム12に使う銅合金の引張り強度は、600N/mm2以下が望ましい。引張り強度が600N/mm2を超える材料の場合、リードフレーム12の加工性に影響を与える場合がある。またこうした引張り強度の高い材料は、その電気抵抗が増加する傾向にある。一方、引張り強度が600N/mm2以下(更にリードフレーム12に微細で複雑な加工が必要な場合、望ましくは127N/mm2以下)とすることでスプリングバック(必要な角度まで曲げても圧力を除くと反力によってはねかえってしまうこと)の発生を抑えられ、形成精度を高められる。このようにリードフレーム材料としては、Cuを主体とすることで導電率を下げられ、更に柔らかくすることで加工性を高められ、更にリードフレーム12による放熱効果も高められる。なおリードフレーム12に使う銅合金の引張り強度は、10N/mm2以上が望ましい。これは一般的な鉛フリー半田の引張り強度(30〜70N/mm2程度)に対して、リードフレーム12に用いる銅合金はそれ以上の強度が必要なためである。リードフレーム12に用いる銅合金の引張り強度が、10N/mm2未満の場合、リードフレーム12上にパワーデバイス13等を半田付け実装する場合、半田部分ではなくてリードフレーム12部分で凝集破壊する可能性がある。 The tensile strength of the copper alloy used for the lead frame 12 is desirably 600 N / mm 2 or less. In the case of a material having a tensile strength exceeding 600 N / mm 2 , the workability of the lead frame 12 may be affected. Further, such a material having high tensile strength tends to increase its electric resistance. On the other hand, if the tensile strength is 600 N / mm 2 or less (and if the lead frame 12 requires fine and complicated processing, it is preferably 127 N / mm 2 or less), the spring back (pressure even if bent to the required angle) If it is removed, it will be repelled by the reaction force), and the formation accuracy can be improved. As described above, as the lead frame material, the conductivity can be lowered by mainly using Cu, and the workability can be improved by further softening, and the heat dissipation effect by the lead frame 12 can also be enhanced. The tensile strength of the copper alloy used for the lead frame 12 is desirably 10 N / mm 2 or more. This is because the copper alloy used for the lead frame 12 needs to have a strength higher than the tensile strength (about 30 to 70 N / mm 2 ) of general lead-free solder. When the tensile strength of the copper alloy used for the lead frame 12 is less than 10 N / mm 2 , when the power device 13 or the like is soldered and mounted on the lead frame 12, it is possible to cause cohesive failure at the lead frame 12 portion instead of the solder portion. There is sex.

なおリードフレーム12の、伝熱樹脂部10から露出している面(パワーデバイス13等の実装面)に、予め半田付け性を改善するように半田層や錫層を形成しておくことも有用である。なおリードフレーム12の伝熱樹脂部10に接する面(もしくは埋め込んだ面)には、半田層は形成しないことが望ましい。このように伝熱樹脂部10と接する面に半田層や錫層を形成すると、半田付け時にこの層が柔らかくなり、リードフレーム12と伝熱樹脂部10の接着性(もしくは結合強度)に影響を与える場合がある。なお図1、図2等において、半田層や錫層は図示していない。   It is also useful to previously form a solder layer or tin layer on the surface of the lead frame 12 exposed from the heat transfer resin portion 10 (the mounting surface of the power device 13 or the like) so as to improve solderability. It is. It is desirable that no solder layer be formed on the surface of the lead frame 12 that contacts the heat transfer resin portion 10 (or the embedded surface). When a solder layer or a tin layer is formed on the surface in contact with the heat transfer resin portion 10 in this way, this layer becomes soft during soldering, which affects the adhesion (or bond strength) between the lead frame 12 and the heat transfer resin portion 10. May give. In FIG. 1 and FIG. 2, the solder layer and the tin layer are not shown.

金属製の金属板11としては、熱伝導の良いアルミニウム、銅またはそれらを主成分とする合金からできている。特に、本実施の形態では、金属板11の厚みを1mmとしているが、その厚みは製品仕様に応じて設計できる(なお金属板11の厚みが0.1mm以下の場合、放熱性や強度的に不足する可能性がある。また金属板11の厚みが50mmを超えると、重量面で不利になる)。金属板11としては、単なる板状のものだけでなく、より放熱性を高めるため、伝熱樹脂部10を積層した面とは反対側の面に、表面積を広げるためにフィン部(あるいは凹凸部)を形成しても良い。全膨張係数は8×10-6/℃〜20×10-6/℃としており、金属板11やパワーデバイス13の線膨張係数に近づけることにより、本発明の放熱基板や、これを用いた電源ユニット全体の反りや歪みを小さくできる。またこれらの部品を表面実装する際、互いに熱膨張係数をマッチングさせることは信頼性的にも重要となる。また金属板11を他の放熱板(図示していない)にネジ止めできる。 The metal metal plate 11 is made of aluminum, copper, or an alloy containing them as a main component with good thermal conductivity. In particular, in the present embodiment, the thickness of the metal plate 11 is set to 1 mm, but the thickness can be designed according to product specifications (note that when the thickness of the metal plate 11 is 0.1 mm or less, in terms of heat dissipation and strength) In addition, if the thickness of the metal plate 11 exceeds 50 mm, it is disadvantageous in terms of weight). The metal plate 11 is not only a plate-like one, but also a fin portion (or uneven portion) for increasing the surface area on the surface opposite to the surface on which the heat transfer resin portion 10 is laminated in order to further improve heat dissipation. ) May be formed. The total expansion coefficient is 8 × 10 −6 / ° C. to 20 × 10 −6 / ° C. By bringing the expansion coefficient close to the linear expansion coefficient of the metal plate 11 or the power device 13, the heat dissipation board of the present invention, and a power source using the same The warpage and distortion of the entire unit can be reduced. In addition, when these components are surface-mounted, matching the thermal expansion coefficients with each other is also important in terms of reliability. Further, the metal plate 11 can be screwed to another heat radiating plate (not shown).

なお図1から図4において、金属板11を省略することも可能である。また金属板11に放熱用のラジエターやフィンを取り付けても良い。   In FIGS. 1 to 4, the metal plate 11 can be omitted. Further, a radiator or fin for heat dissipation may be attached to the metal plate 11.

以上のようにして、金属板11と、前記金属板11の上に固定したシート状の、無機フィラーと樹脂とからなる伝熱樹脂部10と、前記伝熱樹脂部10に埋め込んだ、一部にコイル20を有するリードフレーム12と、からなる放熱基板であって、前記コイル20の少なくとも一部分以上は、前記伝熱樹脂部10に埋め込んだ状態で、前記リードフレーム12から略90度折り曲げた放熱基板を提供することによって、コイル20のインダクタンスを、放熱基板の外から可変しやすくすることで、高放熱性、大電流に対応できる放熱基板を提供する。   As described above, the metal plate 11, the sheet-like heat transfer resin portion 10 made of an inorganic filler and a resin fixed on the metal plate 11, and a part embedded in the heat transfer resin portion 10 A heat dissipation board comprising a lead frame 12 having a coil 20 on the heat sink, wherein at least a part of the coil 20 is embedded in the heat transfer resin portion 10 and bent by about 90 degrees from the lead frame 12. By providing the substrate, it is possible to easily change the inductance of the coil 20 from the outside of the heat dissipation substrate, thereby providing a heat dissipation substrate capable of dealing with high heat dissipation and a large current.

また金属板11と、前記金属板11の上に固定したシート状の、無機フィラーと樹脂とからなる伝熱樹脂部10と、前記伝熱樹脂部10に埋め込んだ、一部にコイル20を有するリードフレーム12と、からなる放熱基板であって、前記コイル20の少なくとも一部分以上は、前記伝熱樹脂部10に埋め込んだ状態で、前記リードフレーム12から略90度折り曲げた構造部(折り曲げ部15)と、前記コイル20の略中央の孔16と、を有している放熱基板を提供することによって、コイル20のインダクタンスを、放熱基板の外から可変しやすくすることで、高放熱性、大電流に対応できる放熱基板を提供する。   Further, the metal plate 11, a sheet-like heat transfer resin portion 10 made of an inorganic filler and a resin fixed on the metal plate 11, and a coil 20 partially embedded in the heat transfer resin portion 10 are included. A heat dissipation board comprising a lead frame 12, wherein at least a part of the coil 20 is embedded in the heat transfer resin portion 10 and is a structure portion (bending portion 15) bent from the lead frame 12 by approximately 90 degrees. ) And the hole 16 at the substantially center of the coil 20, the inductance of the coil 20 can be easily changed from the outside of the heat radiating board. Provided is a heat dissipation board capable of handling current.

金属板11と、前記金属板11の上に固定した、無機フィラーと熱硬化性樹脂とからなる伝熱樹脂部10と、前記伝熱樹脂部10に埋め込んだ、一部にコイル20を有するリードフレーム12と、からなる放熱基板であって、前記コイル20が形成するコイルパターンの少なくとも一部分以上は、前記伝熱樹脂部10に埋め込んだ状態で、前記リードフレーム12から略90度折り曲げた構造部(折り曲げ部15)と、前記コイル20の略中央の孔16と、前記孔16に挿入したフェライトコア17と、を有している放熱基板を提供することによって、コイル20のインダクタンスを、放熱基板の外から可変しやすくすることで、高放熱性、大電流に対応できる放熱基板を提供する。   A metal plate 11, a heat transfer resin portion 10 made of an inorganic filler and a thermosetting resin fixed on the metal plate 11, and a lead having a coil 20 embedded in the heat transfer resin portion 10. A heat radiating board comprising a frame 12, wherein at least a part of a coil pattern formed by the coil 20 is embedded in the heat transfer resin portion 10 and is bent by about 90 degrees from the lead frame 12. By providing a heat dissipating board having (bending portion 15), a substantially central hole 16 of the coil 20, and a ferrite core 17 inserted into the hole 16, the inductance of the coil 20 is reduced. By providing a heat dissipation board that can be easily changed from the outside, it is possible to provide a heat dissipation board that can handle high heat dissipation and a large current.

少なくともその一部に、リードフレーム12から略90度に折り曲げたコイル20を有するリードフレーム12と、金属板11と、その間に伝熱樹脂部10をセットする工程と、リードフレーム12と伝熱樹脂部10と金属板11とを金型を用いて、加熱・加圧プレスして、前記リードフレーム12を前記伝熱樹脂部10に埋め込む工程と、前記伝熱樹脂部10を硬化させる工程と、を有する放熱基板の製造方法を提供することによって、コイル20のインダクタンスを、放熱基板の外から可変しやすくすることで、高放熱性、大電流に対応できる放熱基板を提供する。   At least a part thereof, a step of setting the lead frame 12 having the coil 20 bent from the lead frame 12 at approximately 90 degrees, the metal plate 11, and the heat transfer resin portion 10 therebetween, the lead frame 12 and the heat transfer resin A step of heating and pressing the portion 10 and the metal plate 11 using a mold to embed the lead frame 12 in the heat transfer resin portion 10; a step of curing the heat transfer resin portion 10; By providing a method of manufacturing a heat dissipation board having the above, it is possible to easily change the inductance of the coil 20 from the outside of the heat dissipation board, thereby providing a heat dissipation board capable of dealing with high heat dissipation and a large current.

金属板11と、前記金属板11の上に固定したシート状の、無機フィラーと熱硬化性樹脂とからなる伝熱樹脂部10と、前記伝熱樹脂部10に埋め込んだ、一部にコイル20を有するリードフレーム12と、からなる放熱基板を有する電源ユニットであって、前記電源ユニットは、少なくとも、前記コイル20の少なくとも一部が、前記伝熱樹脂部10に埋め込んだ状態で前記リードフレーム12から略90度折り曲げた構造部(折り曲げ部15)もしくは、前記コイル20の略中央に形成した孔16もしくは、前記孔16に挿入したフェライトコア17によってインダクタンスを調整する機構部、を有する電源ユニットとすることで、PDPや車載用の用途に応じて、インダクタンス値を調整できる電源ユニットを提供でき、電源ユニットの省電力化、電力損の低減が可能となる。   Metal plate 11, sheet-like heat transfer resin portion 10 made of inorganic filler and thermosetting resin fixed on metal plate 11, and coil 20 partially embedded in heat transfer resin portion 10 A power supply unit having a heat dissipation substrate, wherein the power supply unit includes at least a part of the coil 20 embedded in the heat transfer resin portion 10. A power supply unit having a structure part (bent part 15) bent about 90 degrees from the center, a hole 16 formed in the approximate center of the coil 20, or a mechanism part for adjusting inductance by a ferrite core 17 inserted into the hole 16. By doing so, it is possible to provide a power supply unit that can adjust the inductance value according to the application for PDP and in-vehicle use. Power saving, it is possible to reduce the power loss.

金属板11と、前記金属板11の上に固定した、無機フィラーと樹脂とからなる伝熱樹脂部10と、前記伝熱樹脂部10に埋め込んだ、一部にコイル20を有するリードフレーム12と、からなる放熱基板を有する電源ユニットを用いたプラズマ表示装置であって、前記電源ユニットは、少なくとも前記コイル20の少なくとも一部が、前記伝熱樹脂部10に埋め込んだ状態で前記リードフレーム12から略90度折り曲げた構造部(折り曲げ部15)もしくは、フェライトコア17によってインダクタンスを調整してプラズマディスプレイパネルの電力損を低減する機構部、を有するプラズマ表示装置とすることで、個々のプラズマ表示装置においてコイル20やプラズマパネル23によって形成した電力回収回路におけるLC共振回路の各種タイミングを最適化できるため、電力損を少なくしたプラズマ表示装置を提供できる。   A metal plate 11, a heat transfer resin portion 10 made of an inorganic filler and a resin fixed on the metal plate 11, and a lead frame 12 embedded in the heat transfer resin portion 10 and having a coil 20 in part. A plasma display device using a power supply unit having a heat dissipation substrate, wherein the power supply unit includes at least a part of the coil 20 embedded in the heat transfer resin portion 10 from the lead frame 12. Each plasma display device has a structure portion (bending portion 15) bent by approximately 90 degrees or a mechanism portion that adjusts the inductance by the ferrite core 17 to reduce the power loss of the plasma display panel. Of the LC resonance circuit in the power recovery circuit formed by the coil 20 and the plasma panel 23 in FIG. Since optimize seed timing, it is possible to provide a plasma display device with a reduced power loss.

以上のように、本発明にかかる放熱基板とその製造方法及び、これを用いた発光モジュール及び表示装置は、PDPの消費電力の低減を可能にするのみならず、各種車載用電源ユニット等にも応用でき、機器の小型化、高性能化が可能となる。   As described above, the heat dissipation board, the manufacturing method thereof, and the light emitting module and the display device using the heat dissipation board according to the present invention not only enable reduction of power consumption of the PDP, but also various power supply units for vehicles. It can be applied, and downsizing and high performance of equipment are possible.

(A)、(B)はそれぞれ実施の形態における放熱基板の斜視図と断面図(A), (B) is the perspective view and sectional drawing of the thermal radiation board in an embodiment, respectively (A)は伝熱樹脂部に埋め込んだコイルパターンを説明する斜視図、(B)と(C)はそれぞれ断面図(A) is a perspective view explaining the coil pattern embedded in the heat transfer resin part, (B) and (C) are sectional views, respectively. (A)、(B)はそれぞれコイルの一部をジャンパーによって外部に引き出す様子を示す斜視図、(C)は断面図(A), (B) is a perspective view showing how a part of a coil is pulled out to the outside by a jumper, and (C) is a sectional view. (A)、(B)はプラズマテレビの電源モジュールに応用する様子を説明するブロック図と回路図(A), (B) is a block diagram and a circuit diagram for explaining the application to a power supply module of a plasma television (A)〜(C)はプラズマパネルに印加する(発光させる)タイミング図(A) to (C) are timing charts for applying (light emission) to the plasma panel. プラズマテレビの消費電力の低減効果について説明する図The figure explaining the reduction effect of the power consumption of the plasma television (A)、(B)は、放熱基板の放熱の様子を示す断面図(A), (B) is sectional drawing which shows the mode of the heat dissipation of a thermal radiation board | substrate. (A)〜(D)は、放熱基板の製造方法の一例を説明する断面図(A)-(D) are sectional drawings explaining an example of the manufacturing method of a thermal radiation board | substrate. 従来の電力回収回路の一例を示す斜視図A perspective view showing an example of a conventional power recovery circuit (A)、(B)はプラズマテレビに使われる電源のブロック図と回路図(A) and (B) are a block diagram and circuit diagram of a power supply used in a plasma television.

符号の説明Explanation of symbols

10 伝熱樹脂部
11 金属板
12 リードフレーム
13 パワーデバイス
14 コンデンサ
15 折り曲げ部
16 孔
17 フェライトコア
18 矢印
19 点線
20 コイル
21 ジャンパー
22 スキャン側の電力回収回路
23 プラズマパネル
24 サステイン側の電力回収回路
25 正弦電圧
26 パルス電圧
27 電力回収回路未使用時
28 電力回収回路使用時(従来例)
29 電力回収回路使用時(本発明)
30 半田
31 ヒートシンク
32 板材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Heat transfer resin part 11 Metal plate 12 Lead frame 13 Power device 14 Capacitor 15 Bending part 16 Hole 17 Ferrite core 18 Arrow 19 Dotted line 20 Coil 21 Jumper 22 Scan side power recovery circuit 23 Plasma panel 24 Sustain side power recovery circuit 25 Sine voltage 26 Pulse voltage 27 When power recovery circuit is not used 28 When power recovery circuit is used (conventional example)
29 When using a power recovery circuit (present invention)
30 Solder 31 Heat sink 32 Plate material

Claims (10)

金属板と、
前記金属板上に固定したシート状の、無機フィラーと樹脂とからなる伝熱樹脂部と、
前記伝熱樹脂部に埋め込んだ、一部にコイルパターンを有するリードフレームと、からなる放熱基板であって、
前記コイルパターンの少なくとも一部分以上は、前記伝熱樹脂部に埋め込んだ状態で、前記リードフレームから略90度折り曲げた放熱基板。
A metal plate,
A sheet-like heat transfer resin portion made of an inorganic filler and a resin fixed on the metal plate;
A heat dissipating board comprising a lead frame embedded in the heat transfer resin part and partially having a coil pattern,
A heat dissipation board bent at approximately 90 degrees from the lead frame in a state where at least a part of the coil pattern is embedded in the heat transfer resin portion.
伝熱樹脂部に埋め込んだコイルパターンの略中央に、孔を有している請求項1に記載の放熱基板。 The heat dissipation board according to claim 1, wherein a hole is provided at substantially the center of the coil pattern embedded in the heat transfer resin portion. 伝熱樹脂部に埋め込んだコイルパターンの略中央部の孔に、フェライトコアを挿入した請求項1に記載の放熱基板。 The heat dissipation substrate according to claim 1, wherein a ferrite core is inserted into a hole at a substantially central portion of the coil pattern embedded in the heat transfer resin portion. 伝熱樹脂部は、熱伝導率が1W/(m・K)以上20W/(m・K)以下である請求項1に記載の放熱基板。 2. The heat dissipation substrate according to claim 1, wherein the heat transfer resin portion has a thermal conductivity of 1 W / (m · K) or more and 20 W / (m · K) or less. 無機フィラーは、Al23、MgO、BN、SiO2、SiC、Si34、及びAlNからなる群から選択される少なくとも一種を含む請求項1に記載の放熱基板。 The heat dissipation substrate according to claim 1, wherein the inorganic filler includes at least one selected from the group consisting of Al 2 O 3 , MgO, BN, SiO 2 , SiC, Si 3 N 4 , and AlN. 樹脂は熱硬化性樹脂であり、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、及びイソシアネート樹脂からなる群から選択される少なくとも一種を含む請求項1に記載の放熱基板。 The heat dissipation substrate according to claim 1, wherein the resin is a thermosetting resin and includes at least one selected from the group consisting of an epoxy resin, a phenol resin, and an isocyanate resin. Snは0.1重量%以上0.15重量%以下、Zrは0.015重量%以上0.15重量%以下、Niは0.1重量%以上5重量%以下、Siは0.01重量%以上2重量%以下、Znは0.1重量%以上5重量%以下、Pは0.005重量%以上0.1重量%以下、Feは0.1重量%以上5重量%以下である群から選択される少なくとも一種以上を含む、銅を主体とするリードフレームを用いる請求項1に記載の放熱基板。 Sn is 0.1% by weight to 0.15% by weight, Zr is 0.015% by weight to 0.15% by weight, Ni is 0.1% by weight to 5% by weight, and Si is 0.01% by weight. 2% by weight or less, Zn from 0.1% by weight to 5% by weight, P from 0.005% by weight to 0.1% by weight, Fe from 0.1% by weight to 5% by weight The heat dissipation board according to claim 1, wherein a lead frame mainly composed of copper including at least one selected from the above is used. 少なくとも、
一部に略90度に折り曲げたコイルパターンを有するリードフレームと、金属板と、その間に伝熱樹脂部をセットする工程と、
前記リードフレームと前記伝熱樹脂部と前記金属板を、金型で加熱・加圧プレスして、前記リードフレームを前記伝熱樹脂部に埋め込み、一体化する工程と、
前記伝熱樹脂部を硬化させる工程と、
を有する放熱基板の製造方法。
at least,
A step of setting a lead frame having a coil pattern bent at approximately 90 degrees in part, a metal plate, and a heat transfer resin portion therebetween,
The lead frame, the heat transfer resin portion, and the metal plate are heated / pressurized with a mold, and the lead frame is embedded in the heat transfer resin portion and integrated, and
Curing the heat transfer resin part;
A method for manufacturing a heat dissipation board.
金属板と、
前記金属板上に固定したシート状の、無機フィラーと熱硬化性樹脂とからなる伝熱樹脂部と、
前記伝熱樹脂部に埋め込んだ、一部にコイルパターンを有するリードフレームと、からなる放熱基板を有する電源ユニットであって、
前記放熱基板は少なくとも、
前記コイルパターンの少なくとも一部分以上が、前記伝熱樹脂部に埋め込んだ状態で前記リードフレームから略90度折り曲げた構造部、
もしくは前記コイルパターンの略中央付近に形成した孔、
もしくは前記孔に挿入したフェライトコアによってインダクタンスを調整する機構部の内、
少なくとも一つ以上を有している電源ユニット。
A metal plate,
A sheet-like heat transfer resin portion made of an inorganic filler and a thermosetting resin fixed on the metal plate;
A power supply unit having a heat dissipation board composed of a lead frame embedded in the heat transfer resin part and partially having a coil pattern,
The heat dissipation substrate is at least
A structure part bent at approximately 90 degrees from the lead frame in a state where at least a part of the coil pattern is embedded in the heat transfer resin part,
Or a hole formed near the approximate center of the coil pattern,
Or in the mechanism part that adjusts the inductance by the ferrite core inserted in the hole,
A power supply unit having at least one.
金属板と、
前記金属板上に固定した、無機フィラーと樹脂とからなる伝熱樹脂部と、
前記伝熱樹脂部に埋め込んだ、一部にコイルパターンを有するリードフレームと、からなる放熱基板を用いた電力回収回路を有するプラズマ表示装置であって、
前記放熱基板は、
前記コイルパターンの少なくとも一部が、前記伝熱樹脂部に埋め込んだ状態で前記リードフレームから略90度折り曲げた構造部、
もしくは前記コイルパターンの略中央付近に形成した孔、
もしくはフェライトコアによるインダクタンスの調整機構部の内、
少なくとも一つ以上を有し、
インダクタンス値を調整したプラズマ表示装置。
A metal plate,
A heat transfer resin portion made of an inorganic filler and a resin, fixed on the metal plate;
A plasma display device having a power recovery circuit using a heat dissipation substrate composed of a lead frame embedded in the heat transfer resin portion and partially having a coil pattern,
The heat dissipation substrate is
A structure part in which at least a part of the coil pattern is embedded in the heat transfer resin part and bent by about 90 degrees from the lead frame;
Or a hole formed near the approximate center of the coil pattern,
Or in the adjustment mechanism part of the inductance by the ferrite core,
Having at least one,
Plasma display device with adjusted inductance value.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010109309A (en) * 2008-10-03 2010-05-13 Furukawa Electric Co Ltd:The Electronic substrate
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