JP2008085314A - Heat radiation substrate, manufacturing method thereof, power supply unit, and plasma display device - Google Patents
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Abstract
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11を用いて説明する。図11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11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. 11 is a perspective view showing an example of a power supply unit of a conventional plasma television, and corresponds to, for example,
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12(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11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11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 a plasma television (for example, a power recovery circuit), while causing LC oscillation (details will be described using FIGS. 12A and 12B 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. 11, the planar coil element and semiconductor (both not shown in FIG. 11) that generate heat radiate heat using a
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12(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. 12A and 12B, description will be given of power consumption in a power recovery circuit which is a part of a power supply unit of a plasma television (or a plasma display device).
図12(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12(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12(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. 12A and 12B are a block diagram and a circuit diagram of a power source used in a plasma television. FIG. 12A is an example of a block diagram of a power source used for a plasma television. In FIG. 12A, the
図12(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12(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. 12B is an example of a circuit diagram of a power source used in the plasma television, and corresponds to a circuit diagram illustrating a state in which the
図12(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12(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. 12B, the scan-side power recovery circuit 5 includes an
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12(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
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12(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。
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
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、一つ以上の孔を有する金属板と、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、前記伝熱樹脂部に埋め込んだコイルパターンの略中央部に、前記金属板の孔を重ね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 having one or more holes, a sheet-like heat transfer resin portion made of an inorganic filler and a resin fixed on the metal plate, and the heat transfer. A heat dissipating board comprising a lead frame having a coil pattern in part embedded in a resin part, and heat dissipation with a hole in the metal plate overlapped at a substantially central part of the coil pattern embedded in the heat transfer resin part. It is a substrate.
このような放熱基板の構成によって、前記伝熱樹脂部に埋め込んだコイルパターンを、プラズマテレビの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。そして前記コイルパターンの略中央部に、伝熱樹脂部や金属板を貫通する孔を形成し、この孔を利用してフェライトコアを近づけ(あるいはコイルとフェライトコアの距離を変化させることで)、インダクタンス値(L成分)を可変させる。 With such a configuration of the heat dissipation substrate, the coil pattern embedded in the heat transfer resin portion can be an inductance portion (L component) in the power recovery circuit of the plasma television. And in the substantially central part of the coil pattern, a hole penetrating the heat transfer resin part and the metal plate is formed, and the ferrite core is brought close by using this hole (or by changing the distance between the coil and the ferrite core), The inductance value (L component) is varied.
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はコイルであり、コイル15はリードフレーム12の一部がコイルパターンとなったものである。
(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 coil, and
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
図1(A)において、リードフレーム12の一部が、コイルパターンを形成し、このコイルパターンがコイル15となる。そしてコイル15及びリードフレーム12は、図1に示すように、シート状の伝熱樹脂部10に埋め込む。
In FIG. 1A, a part of the
また図1(A)において、コイル15の略中央部には、伝熱樹脂部10と金属板11を貫通する孔16を形成している。なお孔16は、コイル15の略中央部だけでなく、コイル15の周辺部にも一つ以上形成することが可能である。
In FIG. 1A, a
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)において、孔16は図示していない。なお図1(B)に示すように、金属板11の上に、リードフレーム12やコイル15を、シート状の伝熱樹脂部10に埋め込んだ状態で、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. In FIG. 1B, the
図1(B)に示すように、リードフレーム12やコイル15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、リードフレーム12やコイル15の表面の保護層として形成するソルダーレジスト(図示していない)の形成性や、パワーデバイス13等の実装性を高める。
As shown in FIG. 1B, the
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
本実施の形態ではコイル15をリードフレーム12の一部として一体化することで、少なくともコイル15の一端とリードフレーム12との接続が不要となるため、接続に関する課題を半減できる。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2箇所で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
次に図2を用いて、コイル15のインダクタンス値の増減方法について説明する。図2(A)はインダクタンス値を調整する様子を示す斜視図、(B)、(C)は、その断面図である。図2(A)〜(C)において、17はフェライトコア、18は矢印である。なお図2(A)〜(C)は、本発明の放熱基板のコイル部分だけを抜き出して示したものである。
Next, a method for increasing or decreasing the inductance value of the
図2(A)において、一つ以上の孔16を有する金属板11と、前記金属板11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15を有するリードフレーム12を固定し、前記伝熱樹脂部10に埋め込んだコイル15の略中央部に、前記金属板11の孔16に重なるように孔16を形成している。そして、孔16に位置合わせしながらフェライトコア17aを、矢印18aに示すように近づける。こうすることで、コイル15のインダクタンス値を増減させる。
2A, a
図2(B)、(C)は、図2(A)の矢印18bにおける断面図である。図2(B)〜(C)に示すように、フェライトコア17aを矢印18cに示すように動かすことでコイル15のインダクタンス値を増減させる。なお図2(B)、(C)に示すようにフェライトコア17a、フェライトコア17bと、複数個のフェライトコアを用いること(あるいはコイル15の両側を複数個のフェライトコアで挟む)で、インダクタンスの調整範囲を広げられる。なお金属板11として、アルミニウムや銅のような非磁性金属材料を用いることで、金属板11のインダクタンスに対する影響を抑えられる。また必要に応じてコイル15に対応する部分だけ、金属板11をくりぬいても(あるいはコイル15がすっぽり入るように金属板11に形成する孔16を大きくしても)よい。
2B and 2C are cross-sectional views taken along the
なおフェライトコア17a、17bは、板状、棒状でも良いが、図2(A)〜(C)に示すように、E型としても良い。このようにE型(あるいは鍔)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
なおコイル15を伝熱樹脂部10から露出させる必要は無い。コイル15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15を伝熱樹脂部10の内部に完全に埋め込むことで、コイル15の信頼性を高めることができる。あるいはコイル15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15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15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15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15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
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15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。
Next, a state in which the central portion of the spiral (or mosquito coil)
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12を用いた場合を示す断面図である。図3(A)において、20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15の一部と、リードフレーム12の間を、ジャンパー20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20の実装位置を示す。図3(B)はジャンパー20によって、コイル15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20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20とリードフレーム12やコイル15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。
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 the
図3(C)は、リードフレーム12(あるいはコイル15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15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15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20とすることもできる。このようにコイル15やリードフレーム12の一部を、ジャンパー20とすることで、市販のジャンパー20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20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 the lead frame 12 (or the
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、21はスキャン側の電力回収回路、22はプラズマパネル、23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, 21 is a power recovery circuit on the scan side, 22 is a plasma panel, and 23 is a power recovery circuit on the sustain side.
図4(A)において、プラズマパネル22は、実際のプラズマパネルを示すが、図4(B)において22は、回路図におけるプラズマパネル22の負荷容量(C成分)を示している。
In FIG. 4A, the
図4(A)において、プラズマパネル22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22の左右に設置したスキャン側の電力回収回路21、サステイン側の電力回収回路23から、プラズマパネル22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21やサステイン側の電力回収回路23、パネル駆動回路(アドレス)等に送る。
In FIG. 4A, the
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21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15a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23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15b等から形成している。そしてコイル15a、15b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
なお図4(B)と、図12(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15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15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. 12B is whether the coil is variable or fixed. In the present embodiment, by making the inductance of the
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22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22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22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21のコイル15a、サステイン側の電力回収回路23のコイル15b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22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
このように図4(B)におけるプラズマパネル22を負荷容量(C成分)として、コイル15a、15b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
一般的にプラズマパネル22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22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
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22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22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22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
次にプラズマパネル22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
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、24は正弦電圧、25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15のインダクタンスと、プラズマパネル22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22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24が印加される。そしてここにパルス電圧25を重畳することでプラズマパネル22が閾値電圧を超え、発光する。図5(A)では、正弦電圧24のピークと、パルス電圧25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24のピークと、パルス電圧25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24のピークと、パルス電圧25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24のピークとパルス電圧25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24の一部は点線で示している。なおここで、正弦電圧24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, 24 is a sine voltage, and 25 is a pulse voltage. 5A to 5C, the X axis is time, and the Y axis is voltage. FIGS. 5A and 5C illustrate mismatching between the inductance of the
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24と、パルス電圧25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24)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22の負荷容量のバラツキやコイル15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24とパルス電圧25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
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15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, in the case as shown in FIGS. 5A and 5C, the inductance is adjusted by adjusting the position of the
なおここでコイル15のインダクタンス値としては、プラズマパネル22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15を複数個作製し、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15一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22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
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、26は電力回収回路未使用時、27は電力回収回路使用時(従来例)である。そして28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15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22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26に比べ、電力回収回路使用時(従来例)27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)28の方が電力回収回路使用時(従来例)27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)28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15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, 26 is when the power recovery circuit is not used, and 27 is when the power recovery circuit is used (conventional example).
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15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
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、29は半田、30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30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15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29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, 29 is solder and 30 is a heat sink. Note that the
本発明の場合、同じ断面積のコイル15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15(伝熱樹脂部10に埋め込んでいる)の方が、コイル15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15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15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15自体の面積や大きさをより小さくできる。コイル15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
図7(B)において、後述する図8で示すように、コイル15をプレス成型で作製することで、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15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15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. 7 (B), as shown in FIG. 8 to be described later, the
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、31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31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31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を作製する。また板材31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,
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
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
次に図9(A)(B)、図10(A)(B)を用いて、金属板11に、フェライト板を組み合わせた場合について説明する。なお図9(A)(B)、図10(A)(B)において、フェライトコア17bの形状は例えば板状形状である。このようにフェライトコア17aをE型(EE型、EI型、EER型、U型、リング型等も含む)や、フェライトコア17aを板状(プレート型も含む)と、色々な形状から選ぶことができる。
Next, a case where a ferrite plate is combined with the
図9(A)(B)は、金属板11に板状のフェライトコア17bを組み合わせた場合について説明する断面図である。図9(A)(B)において、板状のフェライトコア17bと、E型のフェライトコア17aを、互いに組み合わせているが、他の複数の形状と組み合わせても良い。例えば図9(A)(B)において、金属板11の一部を板状のフェライトコア17bに置き換えたものである。
9A and 9B are cross-sectional views illustrating a case where a plate-
図9(A)(B)において、フェライトコア17bは一つ以上の孔16を有する板状のものとした。このように一つ以上の孔16を有する板状のフェライトコア17bと、前記板状のフェライトコア17b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15を有するリードフレームとからなる放熱基板であって、前記伝熱樹脂部10に埋め込んだコイル15の略中央部に、前記板状のフェライトコア17bの孔16を重ねた放熱基板とすることで、フェライトコア17aによるコイル15の特性の調整範囲を広げられる。
9A and 9B, the
図9(A)は、放熱基板の一部を示す断面図であり、板状のフェライトコア17bと金属板11は共にシート状の伝熱樹脂部10を用いて、略同一平面状に固定されている。そしてこの、無機フィラーと樹脂とからなるシート状の電熱樹脂部10に埋め込まれたコイル15が固定されている。そしてコイル15の略中央部に、板状のフェライトコア17bの孔16を重ねている。
FIG. 9A is a cross-sectional view showing a part of the heat radiating substrate, and the plate-
そして図9(A)(B)に示すように、フェライトコア17aを矢印18で示すように移動させることで、コイル15の特性(例えばインダクタンス)を最適値に調整できる。
Then, as shown in FIGS. 9A and 9B, by moving the
なお図9(B)に示すように、フェライトコア17bに形成した孔16(更にはフェライトコア17bと金属板11との隙間に形成した孔16部分も)に、フェライト17aの一部を挿入することで、コイル15のインダクタンスの調整範囲を広げられる。
As shown in FIG. 9B, a portion of the
図10(A)(B)は、共に板状のフェライトコア17bに孔16を設けない場合について説明する断面図である。図10(A)(B)に示すように、板状のフェライトコア17bと金属板11を略同一平面に形成させることが望ましい。なおこの場合、伝熱樹脂部10を用いることで、板状のフェライトコア17bと金属板11とを略同一平面に固定しやすい。
FIGS. 10A and 10B are cross-sectional views illustrating a case where the
なお板状のフェライトコア17bと、金属板11の間に隙間を形成しても、あるいは密着させても良い。なお板状のフェライトコア17bと金属板11の間に隙間を設ける場合、この隙間に伝熱樹脂部10を充填するように形成しておくことが望ましい(図示していない)。こうすることで互いの密着強度や放熱効果を高められる。
A gap may be formed between the plate-shaped
また図10(A)(B)に示すように、板状のフェライトコア17bに孔16を形成しないことで、コストダウンが可能となる。
Further, as shown in FIGS. 10A and 10B, the cost can be reduced by not forming the
以上のように、金属板11と板状のフェライトコア17bとからなる複合板と、この複合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10と、前記伝熱樹脂部10に埋め込んだ、一部にコイル15のパターンを有するリードフレーム12とからなる放熱基板とし、この伝熱樹脂部10に埋め込んだコイル15の略中央部に、少なくとも前記複合板のフェライト板が来るように重ねることで、コイル15のインダクタンス等の調整自由度を高められる。
As described above, the composite plate made of the
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
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Al2O3を混合したものを用いている。この大小2種類の粒径のAl2O3を用いることによって、大きな粒径のAl2O3の隙間に小さな粒径のAl2O3を充填できるので、Al2O3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Al2O3の代わりに、MgO、BN、SiO2、SiC、Si3N4、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
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
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
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を作製したところ、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
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
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
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。線膨張係数は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を他の放熱基板(図示していない)にネジ止めできる。
The
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
以上のようにして、一つ以上の孔16を有する金属板11と、前記金属板11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15のパターン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、前記伝熱樹脂部10に埋め込んだコイル15の略中央部に、前記金属板11の孔16を重ねた放熱基板を提供することによって、コイル15のインダクタンスを可変でき、更に高放熱性、大電流に対応できる放熱基板を提供する。
As described above, the
また一つ以上の孔16を有する板状のフェライトコア17bと、前記フェライトコア17b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15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、前記伝熱樹脂部10に埋め込んだコイル15の略中央部に、前記フェライトコア17bの孔16を重ねた放熱基板とすることで、コイル15の放熱性を高めながら、その調整性を高められる。
Further, a plate-
更に一つ以上の孔16を有する板状のフェライトコア17bと、前記フェライトコア17b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15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、少なくとも前記伝熱樹脂部10に埋め込んだコイル15の略中央部に、前記フェライトコア17bを重ねた放熱基板とすることで、コイル15の放熱性を高めながら、その調整性を高められる。このようにコイル15に対して、フェライトコア17a、17bが重なるようにすることで、コイル15に発生した磁界を制御しやすくなる。
Further, a plate-
また伝熱樹脂部10に埋め込んだコイル15の略中央と、前記リードフレーム12の一部とを、共に前記リードフレーム12(コイル15を構成するリードフレーム12も含む)の一部もしくはジャンパー20を介して電気的に接続した放熱基板を提供することによって、コイル15のインダクタンスを可変でき、更に高放熱性、大電流に対応できる放熱基板を提供する。
Further, the substantially center of the
また一つ以上の孔16を有する金属板11と、前記金属板11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15のパターン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、伝熱樹脂部10に埋め込んだコイル15の略中央部の孔に、フェライトコア17を挿入した放熱基板を提供することによって、コイル15のインダクタンスを可変でき、更に高放熱性、大電流に対応できる放熱基板を提供する。
Further, a
また少なくとも、一つ以上のコイル15のパターンを有するリードフレーム12と、一つ以上の孔16を有する金属板11とを、間に伝熱樹脂部10を挟みながら位置合わせする工程と、前記金属板11と前記リードフレーム12と前記伝熱樹脂部10とを、金型で加熱・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に埋め込み一体化する工程と、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15のインダクタンスを、放熱基板の外から可変しやすく、高放熱性、大電流に対応できる放熱基板を提供する。
A step of aligning at least a
一つ以上の孔16を有する金属板11と、前記金属板11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15のパターン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、前記放熱基板は、前記伝熱樹脂部10に埋め込んだコイル15のパターンの略中央部には、前記伝熱樹脂部10と前記金属板11を貫通する孔16を有してい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。
A
一つ以上の孔16を有する金属板11と、前記金属板11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15のパターンを有するリードフレーム12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、前記伝熱樹脂部10に埋め込んだコイル15のパターンの略中央部には、前記伝熱樹脂部10と前記金属板11を貫通する孔16を有し、前記コイル15のパターンのインダクタンス値をフェライトコア17の位置で調整した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15やプラズマパネル22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
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.
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 コイル
16 孔
17 フェライトコア
18 矢印
19 点線
20 ジャンパー
21 スキャン側の電力回収回路
22 プラズマパネル
23 サステイン側の電力回収回路
24 正弦電圧
25 パルス電圧
26 電力回収回路未使用時
27 電力回収回路使用時(従来例)
28 電力回収回路使用時(本発明)
29 半田
30 ヒートシンク
31 板材
DESCRIPTION OF
28 When using a power recovery circuit (present invention)
29
Claims (12)
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、
前記伝熱樹脂部に埋め込んだコイルパターンの略中央部に、前記金属板の孔を重ねた放熱基板。 A metal plate having one or more holes;
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 dissipating board in which a hole of the metal plate is overlapped in a substantially central part of a coil pattern embedded in the heat transfer resin part.
前記フェライト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、
前記伝熱樹脂部に埋め込んだコイルパターンの略中央部に、前記フェライト板の孔を重ねた放熱基板。 A ferrite plate having one or more holes;
A sheet-like heat transfer resin portion made of an inorganic filler and a resin fixed on the ferrite plate;
A heat dissipating board comprising a lead frame embedded in the heat transfer resin part and partially having a coil pattern,
A heat dissipating board in which a hole of the ferrite plate is overlapped in a substantially central part of a coil pattern embedded in the heat transfer resin part.
前記複合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、
少なくとも前記伝熱樹脂部に埋め込んだコイルパターンの略中央部に、前記複合板のフェライト板を重ねた放熱基板。 Composed of a metal plate and a ferrite plate, a composite plate,
A sheet-like heat transfer resin portion made of an inorganic filler and a resin fixed on the composite 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 in which a ferrite plate of the composite plate is overlapped at least at a substantially central portion of a coil pattern embedded in the heat transfer resin portion.
一つ以上のコイルパターンを有するリードフレームと、一つ以上の孔を有する金属板もしくはフェライト板とを、間に伝熱樹脂部を挟みながら位置合わせする工程と、
前記金属板もしくはフェライト板と、前記リードフレームと前記伝熱樹脂部とを、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 aligning a lead frame having one or more coil patterns and a metal plate or ferrite plate having one or more holes while sandwiching a heat transfer resin portion therebetween;
The metal plate or ferrite plate, the lead frame and the heat transfer resin portion are heated and pressurized with a mold, and the lead frame is embedded and integrated in the heat transfer resin portion;
Curing the heat transfer resin part;
A method for manufacturing a heat dissipation board.
前記金属板もしくはフェライト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、前記伝熱樹脂部に埋め込んだコイルパターンの略中央部には、前記伝熱樹脂部と前記孔を有している電源ユニット。 A metal plate or a ferrite plate having one or more holes;
A sheet-like heat transfer resin portion made of an inorganic filler and a thermosetting resin fixed on the metal plate or the ferrite 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 radiating substrate is a power supply unit having the heat transfer resin portion and the hole at a substantially central portion of a coil pattern embedded in the heat transfer resin portion.
前記金属板もしくはフェライト板上に固定した、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、前記伝熱樹脂部に埋め込んだコイルパターンの略中央部には、前記伝熱樹脂部を貫通する孔を有し、前記コイルパターンのインダクタンス値をフェライトコアの位置で調整したプラズマ表示装置。 A metal plate or a ferrite plate having one or more holes;
A heat transfer resin portion made of an inorganic filler and a resin, fixed on the metal plate or the ferrite 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 radiation substrate has a hole penetrating the heat transfer resin portion at a substantially central portion of the coil pattern embedded in the heat transfer resin portion, and a plasma in which the inductance value of the coil pattern is adjusted at the position of the ferrite core Display device.
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