JP2008283154A

JP2008283154A - 発熱部品の放熱構造

Info

Publication number: JP2008283154A
Application number: JP2007128659A
Authority: JP
Inventors: Takanori Nakai; 貴紀仲井; Yuji Kanzaki; 裕次神崎
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2007-05-14
Filing date: 2007-05-14
Publication date: 2008-11-20

Abstract

【課題】基板上に実装される電子部品の高密度化を図ることができ、既存の端子を用いることができる発熱部品の放熱構造を提供する。
【解決手段】本放熱構造は発熱部品１が実装された基板２に形成されたスルーホール３に圧入保持されるプレスフィット部材４と、プレスフィット部材４に熱的に接続された放熱部材５とを有し、プレスフィット部材４は既存のプレスフィット端子が用いられ、放熱部材５は既存のヒートパイプが用いられ、基板２はメタルコア基板である。発熱部品１から発生した熱は、基板２の金属コア層２ａによって均熱化された後、プレスフィット部材４に伝導され、さらに放熱部材５に伝導され、放熱される。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種電子機器の基板に実装された発熱部品の放熱構造に関する。

一般に、自動車等の車両に搭載されるＥＣＵ（電子回路ユニット）や電気接続箱等の各種電子機器においては、筐体内に収納された回路基板上に多数の電子部品が実装されている。

近年の電子機器の多機能化、高機能化、小型化、高密度化等に伴い、回路基板上に実装されたＣＰＵや集積回路素子或いはドライバ回路素子等の電子部品からの発熱が大きくなり、自身又は他の電子部品に悪影響を及ぼすおそれがある。

そのため、従来から種々の発熱部品の放熱構造が提案されている。

図３は、従来の発熱部品の放熱構造の一例を示す側面図である。図３に示すように、発熱部品５０が実装された基板５１の底面にシリコンシート等の弾力性を備えた放熱シート５２が取り付けられ、その放熱シート５２の裏面にアルミ材や銅材等の熱伝導率の大きな金属材からなる放熱プレート５３が取り付けられている。

発熱部品５０から発生した熱は、基板５１、放熱シート５２を介して放熱プレート５３に伝導され、放熱される（以下、この技術を従来例１という）。

また、特許文献１には、車載用電子機器等に適用され放熱能力を有する電気接続端子が提案されている。この電気接続端子には、半田付け箇所、熱応力を緩和する箇所、筐体へ放熱をする箇所及び外部と電気接続をする箇所が形成されている（以下、この技術を従来例２という）。

また、半田フリー化、取付作業の効率化、低コスト化等の観点から、各種電子機器に使用されるコネクタとしてプレスフィット端子が用いられている（以下、この技術を従来例３という）。
特開２０００−１２１１２号公報

従来例１では、基板５１の底面側に電子部品を実装できないため、電子部品の高密度化を図ることができないという課題があった。

従来例２では、特殊な形状の端子を用いる必要があるため、既存の端子を利用できないという課題があった。

従来例３では、プレスフィット端子は、電気的接続及び機械的接続の２つの用途で用いられているが、放熱のために用いられていなかった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、基板上に実装される電子部品の高密度化を図ることができ、既存の端子を用いることができる発熱部品の放熱構造を提供することを目的とする。

本発明の発熱部品の放熱構造は、発熱部品が実装された基板に形成されたスルーホールに圧入保持されるプレスフィット部材と、当該プレスフィット部材に熱的に接続された放熱部材とを有し、前記発熱部品から発生した熱を前記プレスフィット部材を介して放熱部材に伝導させることを特徴とするものである。

前記基板は、コア層と、当該コア層の表面及び裏面に積層された絶縁層とを備えたコア基板であり、前記基板のコア層は、前記スルーホールの内壁又はその近傍まで延びて形成され、前記発熱部品から発生した熱を前記コア層を介してプレスフィット部材に伝導させてもよい。

請求項１に係る発明によれば、プレスフィット部材として既存のプレスフィット端子を用いることができるので、特殊な形状の端子が不要である。

また、プレスフィット部材として熱伝導率が高いプレスフィット端子を用いることにより、良好な放熱経路を構築できる。

また、基板に形成されたスルーホールにプレスフィット部材を圧入保持するだけであるので、基板の両面に電子部品を実装でき、電子機器の多機能化、高機能化、小型化、高密度化を図ることができる。

また、基板に複数のスルーホールが形成されている場合には、プレスフィット部材を圧入保持するためのスルーホールを適宜選択できるので、自由度の高い放熱経路を構築できる。

請求項２に係る発明によれば、コア基板のコア層により均熱化されて蓄積された熱を効率よく放熱できるので、発熱部品から離れた場所にプレスフィット部材を設置しても高い放熱効率を維持できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１（Ａ）は本発明の実施形態例に係る発熱部品の放熱構造を示す断面図、（Ｂ）は（Ａ）のｂ−ｂ線断面図である。

図１（Ａ）に示すように、本発明の実施形態例に係る発熱部品の放熱構造は、発熱部品１が実装された基板２に形成されたスルーホール３に圧入保持されるプレスフィット部材４と、プレスフィット部材４に熱的に接続された放熱部材５とを有する。

プレスフィット部材４は、既存のプレスフィット端子が用いられ、銅、銅合金（例えばリン青銅）等の熱伝導性の良好な金属板を打ち抜いて製造される板状体からなる。

プレスフィット部材４は、先端に形成され、基板２のスルーホール３内に導入される導入部４ａと、導入部４ａに連結され、スルーホール３内に圧入保持される圧力保持部４ｂと、圧力保持部４ｂに連結された本体部４ｃとを有する。

圧力保持部４ｂの中央から本体部４ｃ側及び導入部４ａ側には長手方向に延びた開口部４ｄが形成されている。

放熱部材５は、既存のヒートパイプが用いられ、銅等の金属で作られた管部と、管部内に封入された水、アルコール、有機溶剤等の作動流体とからなり、作動流体の蒸発と凝縮を繰り返すことにより、連続的な熱伝導を行うことができる。

なお、放熱部材５としては、パイプ形状の丸型ヒートパイプの他に平板形状の平板型ヒートパイプであってもよい。

図１（Ｂ）に示すように、放熱部材５は、プレスフィット部材４の本体部４ｃに湾曲状に形成された保持部６に保持され、横方向に延びて配置されている。なお、放熱部材５のプレスフィット部材４への取り付けは、溶接、かしめ、ネジ止め等でもよい。また、放熱部材５とプレスフィット部材４とを一体成形してもよい。

基板２としては、金属コア層２ａと、金属コア層２ａの表面及び裏面に積層された絶縁層２ｂとを備えたメタルコア基板が用いられる。

金属コア層２ａは、例えば銅やアルミニウムもしくはそれらを主成分とする合金等の熱伝導性の良好な金属で作られている板材である。

絶縁層２ｂは、例えばエポキシ系の樹脂で作られている。

スルーホール３内にはメッキ膜７が被覆されている。

金属コア層２ａの端部は、スルーホール３のメッキ膜７又はその近傍まで延びて形成されている。

図１（Ａ）の矢印に示すように、発熱部品１から発生した熱は、金属コア層２ａによって均熱化された後、プレスフィット部材４に伝導され、さらに放熱部材５に伝導され、放熱される。

本発明の実施形態例に係る発熱部品１の放熱構造によれば、プレスフィット部材４として既存のプレスフィット端子を用いることができるので、特殊な形状の端子が不要である。

また、プレスフィット部材４として熱伝導率が高いプレスフィット端子を用いることにより、良好な放熱経路を構築できる。

また、基板２に形成されたスルーホール３にプレスフィット部材４を圧入保持するだけであるので、基板２の両面に電子部品を実装でき、電子機器の多機能化、高機能化、小型化、高密度化を図ることができる。

また、基板２に複数のスルーホール３が形成されている場合には、プレスフィット部材４を圧入保持するためのスルーホール３を適宜選択できるので、自由度の高い放熱経路を構築できる。

さらに、基板２としてメタルコア基板２を用いた場合には、金属コア層２ａにより均熱化されて蓄積された熱を効率よく放熱できるので、発熱部品１から離れた場所にプレスフィット部材４を設置しても高い放熱効率を維持できる。

図２（Ａ）は本発明の実施形態例に係る発熱部品１の放熱構造の変形例を示す断面図である。図２（Ａ）に示すように、放熱部材５は、プレスフィット部材４に対し縦方向に延びて配置されてもよい。

図２（Ｂ）は本発明の実施形態例に係る発熱部品１の放熱構造のさらに他の変形例を示す断面図である。図２（Ｂ）に示すように、プレスフィット部材４の導入部４ａと本体部４ｃの両方に放熱部材５を取り付けてもよい。

また、放熱部材５として、ヒートシンクを用いてもよい。この場合、発熱部品１をヒートシンクに接触させることにより、発熱部品１からの熱を直接ヒートシンクに伝導できるようにしてもよい。

本発明は、上記実施の形態に限定されることはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲内において、種々の変更が可能である。例えば、上記の実施の形態では、基板２に金属コア層２ａを用いているが、コア層の材質は限定されるものではなく、例えばセラミック等の熱伝導率の高い材質を用いてもよい。

本発明は、例えば自動車等の車両に搭載されるＥＣＵ（電子回路ユニット）や電気接続箱等の各種電子機器において、回路基板上に実装された発熱部品を放熱するために用いられる。

（Ａ）は本発明の実施形態例に係る発熱部品の放熱構造を示す断面図、（Ｂ）は（Ａ）のｂ−ｂ線断面図である。（Ａ）は本発明の実施形態例に係る発熱部品の放熱構造の変形例を示す断面図、（Ｂ）は本発明の実施形態例に係る発熱部品の放熱構造のさらに他の変形例を示す断面図である。従来の発熱部品の放熱構造の一例を示す側面図である。

符号の説明

１：発熱部品
２：基板
３：スルーホール
４：プレスフィット部材
５：放熱部材
６：保持部
７：メッキ膜

Claims

発熱部品が実装された基板に形成されたスルーホールに圧入保持されるプレスフィット部材と、当該プレスフィット部材に熱的に接続された放熱部材とを有し、前記発熱部品から発生した熱を前記プレスフィット部材を介して放熱部材に伝導させる、
ことを特徴とする発熱部品の放熱構造。
前記基板は、コア層と、当該コア層の表面及び裏面に積層された絶縁層とを備えたコア基板であり、
前記基板のコア層は、前記スルーホールの内壁又はその近傍まで延びて形成され、
前記発熱部品から発生した熱を前記コア層を介してプレスフィット部材に伝導させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の発熱部品の放熱構造。