JP2010098242A - 電子回路基板の収容装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品のレイアウト変更があった場合でも容易に対応できると共に、放熱が必要な電子部品の放熱性を確保するようにした電子回路基板の収容装置を提供する。
【解決手段】電子部品１２ａが実装される電子回路基板１４と、前記電子回路基板１４が収容されるケース本体１６に取り付けられるカバー２０とを備える電子回路基板の収容装置において、前記電子部品１２ａを包囲するように前記電子回路基板１４に設けられる包囲部材２２を備えると共に、前記包囲部材２２に熱伝導材２６を充填する。
【選択図】図３

Description

この発明は電子回路基板の収容装置に関し、より詳しくは、電子部品が実装される電子回路基板と、電子回路基板が収容されるケース本体に取り付けられるカバーとを備える電子回路基板の収容装置に関する。

従来、電子回路基板に実装された電子部品の放熱性を向上させるため、電子回路基板の収容装置、具体的にはケース本体の空間内に樹脂などの熱伝導材を充填することが広く行われている。

しかしながら、電子部品のなかには積極的な放熱を必要としないものもあり、ケース本体全体に熱伝導材を充填することは熱伝導材の量の観点から、必ずしも効率的とはいえなかった。

そこで、例えば特許文献１記載の技術にあっては、電子回路基板が収容される空間を、熱伝導材が充填される充填領域と、前記熱伝導材が充填されない非充填領域とに区画すると共に、電子回路基板に実装された電子部品のうち、放熱を必要とする電子部品を前記充填領域に配置することで、放熱が必要な電子部品の放熱性を確保しながら、熱伝導材の量を低減させることを提案している。
特開２００４−３５６５２５号公報（段落００２６、図２，４など）

しかしながら、上記した特許文献１記載の技術にあっては、電子回路基板が収容される空間を充填領域と非充填領域とに区画するための区画壁が、ケース本体自体に一体的に形成されることから、電子部品のレイアウト変更、具体的には電子回路基板に実装された電子部品のサイズや実装位置などの変更があった場合、ケース本体自体もその変更に対応して設計変更する必要があった。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、電子部品のレイアウト変更があった場合でも容易に対応できると共に、放熱が必要な電子部品の放熱性を確保するようにした電子回路基板の収容装置を提供することにある。

上記の目的を解決するために、請求項１項においては、電子部品が実装される電子回路基板と、前記電子回路基板が収容されるケース本体に取り付けられるカバーとを備える電子回路基板の収容装置において、前記電子部品を包囲するように前記電子回路基板に設けられる包囲部材を備えると共に、前記包囲部材に熱伝導材を充填するように構成した。

請求項２に係る電子回路基板の収容装置にあっては、前記包囲部材は前記カバーに接触する部位を備えると共に、前記部位が弾性変形自在に形成されるように構成した。

請求項１に係る電子回路基板の収容装置にあっては、電子部品を包囲するように電子回路基板に設けられる包囲部材を備えると共に、包囲部材に熱伝導材を充填するように構成したので、電子部品のレイアウト変更があった場合でも包囲部材の配置を自由に変更できるため、容易に対応することができる。これにより、電子部品のサイズや配置場所を問わず、熱伝導材を充填することができ、電子部品が発した熱を熱伝導材を介して、例えばカバーなどに確実に伝達させ、よって電子部品の放熱性を確保することができる。

請求項２に係る電子回路基板の収容装置にあっては、包囲部材はカバーに接触する部位を備えると共に、その部位が弾性変形自在に形成されるように構成したので、上記した効果に加え、包囲部材に成形誤差（寸法公差）がある場合であっても、それをカバーに接触する部位で吸収（許容）することができ、よって包囲部材をカバーに確実に当接させることができる。これにより、電子部品が発した熱を包囲部材を介してカバーに伝達させ、放熱性を向上させることができる。また、例えば熱伝導材が流動性を有する状態であっても、前記部位の弾性力によって包囲部材をカバーに密着させるように接触させることができるため、包囲部材で囲まれた空間の外部に熱伝導材が流出することを防止できる。

以下、添付図面を参照してこの発明の一つの実施の形態に係る電子回路基板の収容装置について説明する。

図１は、この実施の形態に係る電子回路基板の収容装置を全体的に示す分解斜視図である。

図１において符号１０は、電子回路基板の収容装置を示す。この収容装置１０は、電子部品１２が実装される電子回路基板（以下単に「基板」という）１４と、前記基板１４が収容されるケース本体１６と、それに取り付けられるカバー２０とからなる。

基板１４は、樹脂材などから製作された絶縁基板に、導電性の導体パターン（図示せず）がプリントされた、いわゆるプリント基板からなる。基板１４に実装される電子部品１２は、図示のように、複数種、より具体的には２種の電子部品１２ａ，１２ｂから構成される。

電子部品１２ａは、動作時に発熱し、放熱させる必要のある電子部品（例えばパワートランジスタ。以下「放熱必要電子部品」という）である。一方、電子部品１２ｂは、動作時に発熱しない、あるいは積極的に放熱させる必要のない電子部品（例えば大気圧センサ、コイル、コネクタなど。以下「放熱不要電子部品」という）である。

基板１４には、放熱必要電子部品１２ａを取り囲むように包囲部材２２が設けられる。即ち、包囲部材２２は放熱が必要な放熱必要電子部品１２ａを包囲するように設けられる一方、放熱が不要な放熱不要電子部品１２ｂには設けないようにした。包囲部材２２に囲まれた空間２４には、熱伝導材２６が充填される。尚、熱伝導材２６の充填については後述する。

図２は図１に示す包囲部材２２を取り出して示す拡大斜視図である。また、図３は図１のIII−III線拡大断面図である。

図２に示すように、包囲部材２２は、本体部２２ａ、本体部２２ａの下端から連続して形成される半田付け部２２ｂ、および本体部２２ａの上端から連続して形成されるばね部２２ｃを備える。

本体部２２ａと半田付け部２２ｂとばね部２２ｃは、１枚の金属板（具体的には、熱伝導性に優れている鉄合金、あるいは銅合金等からなるプレート）をプレス加工して形成される。

本体部２２ａは略直方体を呈し、上面および底面が開口される。図３に示すように、本体部２２ａにおいて、その高さは放熱必要電子部品１２ａの高さ（厚さ）、具体的には、基板１４の上面（実装面）１４ａから放熱必要電子部品１２ａの上面１２ａ１までの高さよりも大きいと共に、その側面の幅は放熱必要電子部品１２ａの幅、具体的には、放熱必要電子部品１２ａの一つの側面１２ａ２から、それに対向する側面１２ａ３までの長さよりも大きくなるように形成される。よって、包囲部材２２の内側には空間２４が形成される。

半田付け部２２ｂは、本体部２２ａの各側面に１個ずつ設けられ、よって包囲部材２２に４個（図１，２などにおいて、２個のみ図示する）設けられる。また、半田付け部２２ｂは、上面視略矩形状に呈すると共に、本体部２２ａから垂直方向外側、具体的には、本体部２２ａの各側面において、下端の中央に放熱必要電子部品１２ａから離間する方向（外側）に向けて突出するように形成される。

半田付け部２２ｂにおいて、突出する方向の長さは適宜設定されると共に、突出する方向に直交する方向の長さは、本体部２２ａの一つの側面から、それに対向する側面までの長さより小さくなるように設定される。

ばね部２２ｃは、本体部２２ａにおいて半田付け部２２ｂと反対側（詳しくは、図２において本体部２２ａの上方）に形成される。ばね部２２ｃは本体部２２ａの各側面の上端から突出すると共に、放熱必要電子部品１２ａから離間する方向（外側）に反らせて湾曲させると共に、弾性変形自在に形成される。

包囲部材２２において、その高さ（長さ）、具体的には、半田付け部２２ｂの基板１４と接触する面からばね部２２ｃの上端２２ｃ１までの長さは、図３に破線で示すように、ケース本体１６にカバー２０が取り付けられたときの基板１４の上面１４ａからカバー２０の下面２０ａまでの高さ（長さ）より、わずかに大きくなるように設定される。

図１の説明に戻ると、基板１４には、放熱必要電子部品１２ａが実装されるべきパッド１４ｂが形成される。パッド１４ｂは、包囲部材２２の上面視における外形よりも大きく形成される。このように、包囲部材２２は、上面視において、放熱必要電子部品１２ａより大きく形成されると共に、パッド１４ｂよりも小さく形成される。

ケース本体１６は、アルミニウムなどの熱伝導性の高い金属から製作されると共に、略直方体を呈し、その上面が開口される。ケース本体１６の開口端付近の四隅には、カバー２０をケース本体１６に固定するためのねじ３０が螺合されるべきねじ穴１６ａが設けられる。また、ケース本体１６の側面の適宜位置には、基板１４を支える台座１６ｂが適宜形成される。

カバー２０は、ケース本体１６と同様、アルミニウムなどの熱伝導性の高い金属から製作されると共に、一枚の平板状を呈する。カバー２０の四隅には、前記したねじ３０を挿通させる挿通孔２０ｂが穿設される。

次いで、上記の如く構成されたケース本体１６への基板１４およびカバー２０の取り付けについて説明すると、パッド１４ｂに放熱必要電子部品１２ａが実装された基板１４に、放熱必要電子部品１２ａを囲むように包囲部材２２を載置し、包囲部材２２の半田付け部２２ｂに半田３２を塗布して固定する。その後、基板１４をケース本体１６の台座１６ｂに配置し、図示しないねじなどで固定する。

その後、包囲部材２２の空間２４には、熱伝導材２６が充填され、基板１４の上面１４ａに実装された発熱の大きい放熱必要電子部品１２ａは熱伝導材２６によって覆われる。

熱伝導材２６は、具体的には熱伝導性を有する添加剤（フィラー。例えば金属粉など）が添加されてなるシリコーングリスである。この熱伝導材２６の熱伝導率は約１．１［Ｗ／ｍ・Ｋ］である。

次いで、４個のネジ３０をカバー２０に設けられた挿通孔２０ｂおよびケース本体１６に設けられたねじ穴１６ａにそれぞれ挿通して螺合させることで、カバー２０はケース本体１６に締結固定される。上記のようにして、ケース本体１６に基板１４およびカバー２０が取り付けられ、収容装置１０が完成する。

このとき、前述したように、包囲部材２２の高さ（長さ）は、ケース本体１６にカバー２０が取り付けられたときの基板１４の上面１４ａからカバー２０の下面２０ａまでの高さ（長さ）より、わずかに大きくなるように設定されるため、上端２２ｃ１はカバー２０に接触し、図３に矢印で示す方向（下方）に押圧され、ばね部２２ｃが弾性変形自在であるため、その弾性力によってばね部２２ｃの上端２２ｃ１がカバー２０に密着させるように接触させられる。

尚、空間２４に充填された熱伝導材２６がばね部２２ｃに乗り上げることもあるが、上端２２ｃ１とカバー２０が密着されるため、その乗り上げた熱伝導材２６が空間２４の外側に溢れ出ることはない（流出することはない）。

次いで、電子回路基板の収容装置１０における放熱必要電子部品１２ａの放熱について説明する。

包囲部材２２の半田付け部２２ｂが基板１４に半田付けされることから、放熱必要電子部品１２ａから生じた熱は、図４に矢印Ａで示すように、まずパッド１４ｂ、包囲部材２２の半田付け部２２ｂを介して本体部２２ａに伝達される。本体部２２ａに伝達された熱は、ばね部２２ｃの上端２２ｃ１がカバー２０に密着されることから、上端２２ｃ１を介してカバー２０に伝達される。

また、前述したように空間２４には、熱伝導材２６が充填される。これにより、放熱必要電子部品１２ａは、熱伝導率の比較的低い空気に覆われることがなく、熱伝導率の高い熱伝導材２６によって覆われるため、空間２４に充填された熱伝導材２６によってカバー２０に熱的に接続される。

このため、図４に矢印Ｂで示すように、放熱必要電子部品１２ａから生じた熱は熱伝導材２６を介してカバー２０に伝達される。

このように、放熱必要電子部品１２ａから生じた熱は、包囲部材２２および熱伝導材２６を介してカバー２０に伝達され、よって確実に放熱させることができる。

以上の如く、この発明の実施例にあっては、電子部品（放熱必要電子部品）１２ａが実装される電子回路基板（基板）１４と、前記電子回路基板１４が収容されるケース本体１６に取り付けられるカバー２０とを備える電子回路基板の収容装置１０において、前記電子部品１２ａを包囲するように前記電子回路基板１４に設けられる包囲部材２２を備えると共に、前記包囲部材２２に熱伝導材２６を充填するように構成したので、電子部品のレイアウト変更があった場合でも包囲部材の配置を自由に変更することができるため、容易に対応することができる。

これにより、放熱必要電子部品１２ａのサイズや配置場所を問わず、熱伝導材２６を充填することができ、放熱必要電子部品１２ａが発した熱を熱伝導材２６を介してカバー２０に伝達させ、よって確実に放熱性を確保することができる。

また、前記包囲部材２２は前記カバー２０に接触する部位（ばね部）２２ｃを備えると共に、前記部位２２ｃが弾性変形自在に形成されるように構成したので、包囲部材２２に成形誤差（寸法公差）がある場合であっても、それをカバー２０に接触する部位（ばね部）２２ｃで吸収（許容）することができ、よって包囲部材２２をカバーに確実に当接させることができる。

これにより、電子部品１２ａが発した熱を包囲部材２２を介してカバー２０に伝達させ、放熱性を向上させることができる。また、熱伝導材２６が流動性を有する状態であっても、ばね部２２ｃの弾性力によって包囲部材２２をカバー２０に密着させるように接触させることができ、空間２４の外部に熱伝導材２６が流出することを防止できる。

尚、基板１４やケース本体１６、包囲部材２２や熱伝導材２６の材質などを具体的に示したが、それらは例示であり、それらに限定されるものではない。

また、包囲部材２２（具体的には、半田付け部２２ｂ）を基板１４に半田付けすることによって固定しているが、包囲部材２２にリードピンを形成すると共に、基板１４にスルーホールを形成してフローソルダリングして固定してもよい。さらに、半田付けの手法（リフロー、フロー等）はどのようなものであってもよい。

また、包囲部材２２を１枚の金属板を加工して形成したが、それに限定されるものではなく、例えば本体部２２ａと半田付け部２２ｂとばね部２２ｃを個別に製作してそれらを組み合せて包囲部材を形成するように構成してもよい。さらに、図５に示すように、複数枚の金属板を組み合わせて形成してもよい。

また、上記で「上面」「底面」「側面」「下面」「上端」「下端」「上方」「下方」などの表現を使用したが、それらは図面上の上下方向と左右方向に基づく表現であり、電子回路基板の収容装置１０の実空間内における取り付け方向（向き）を規定するものではない。

この発明の実施例に係る電子回路基板の収容装置を全体的に示す分解斜視図である。 図１に示す電子回路基板の収容装置に設けられる包囲部材を取り出して示す拡大斜視図である。 図１のIII−III線拡大断面図である。 図１に示す電子回路基板の収容装置における電子部品の放熱を示す説明図である。 図１に示す電子回路基板の収容装置における包囲部材の変形例を示す斜視図である。

符号の説明

１０ 収容装置、１２ａ 放熱必要電子部品（電子部品）、１４ 基板（電子回路基板）、１６ ケース本体、２０ カバー、２２ 包囲部材、２２ｃ ばね部、２６ 熱伝導材

Claims (2)

1. 電子部品が実装される電子回路基板と、前記電子回路基板が収容されるケース本体に取り付けられるカバーとを備える電子回路基板の収容装置において、前記電子部品を包囲するように前記電子回路基板に設けられる包囲部材を備えると共に、前記包囲部材に熱伝導材を充填したことを特徴とする電子回路基板の収容装置。
2. 前記包囲部材は前記カバーに接触する部位を備えると共に、前記部位が弾性変形自在に形成されることを特徴とする請求項１記載の電子回路基板の収容装置。

Images