JP2010225713A - 回路基板 - Google Patents

Abstract

【課題】パワーデバイス２が小型化、集積化等をしても十分な放熱性能を発揮し得る回路基板１０を提供すること。
【解決手段】パワーデバイス２が実装された回路基板１０であって、パワーデバイス２に接続された配線３の近傍に基板の表裏面を貫通する通気開口部４Ａ〜４Ｄを形成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、放熱性に優れた回路基板に関するものである。

例えば空気調和機等のインバータ電装品において、ＩＧＢＴモジュールやダイオードモジュール等のパワーデバイスは、その作動発熱が大きいため、ヒートシンクを用いた自然空冷や強制空冷を行なっている。また、例えばシャント抵抗やコモンモードチョークコイル等の他の高発熱部品についても十分な放熱が必要である。

従来、放熱性を高めた回路基板として、下記の特許文献に記載のものが知られている。特許文献１には、回路基板に通気孔を形成することが開示されている。また、特許文献２には、回路基板上のヒートシンクの周辺に通気孔を形成することが開示されている。

実開昭６０−９９５９２号公報 実開平５−５５５９０号公報

しかしながら、従来の回路基板は、通気孔を専ら電気電子部品の周辺に形成するものであったため、通気孔の形成位置が電気電子部品のサイズ、形状、配置等によって制約されることが多く、電気電子部品の小型化、集積化等に十分に対応することができない難点があった。

本発明は、従来の回路基板に上記のような難点があったことに鑑みて為されたもので、電気電子部品のサイズ、形状、配置等による制約が殆どなく、電気電子部品が小型化、集積化等をしても十分な放熱性能を発揮する回路基板を提供することを目的とする。

本発明は、パワーデバイスが実装された回路基板であって、前記パワーデバイスに接続された配線の近傍に基板の表裏面を貫通する通気開口部が形成されていることを特徴としている。

ここで、配線の近傍とは、その配線と通気開口部との間に他の部品や配線が入っていないことをいう。本発明は、通気開口部における通気によって配線を実質的に空冷し得る間隔をもって、配線の近傍に通気開口部が形成されている。

また、本発明は、前記通気開口部が前記配線に沿って形成されていることを特徴としている。

また、本発明は、前記通気開口部が前記パワーデバイスの近傍に形成されていることを特徴としている。

また、本発明は、前記パワーデバイスが前記通気開口部を跨いで実装されていることを特徴としている。

本発明に係る回路基板にあっては、基板の表裏を貫通する通気開口部が、パワーデバイスに接続された配線の近傍に形成されているので、この通気開口部を利用して配線を空冷すれば、配線それ自体が発する熱を効果的に放熱させ得るだけでなく、パワーデバイスが発する熱も配線を伝導させて配線で放熱させることができ、回路基板の放熱性を向上させることができる。

したがって、本発明に係る回路基板によれば、通気開口部を必ずしもパワーデバイスの周辺に形成する必要がなく、従来品のように、通気開口部の形成位置がパワーデバイスのサイズ、形状、配置等によって制約されることも殆どなく、パワーデバイスが小型化、集積化等をしても十分な放熱性能を発揮する。

また、通気開口部によって配線の放熱性が向上するので、配線の幅の削減による回路基板の小型化も図ることができる。

また、通気開口部を配線に沿って形成すれば、放熱性能を更に高めることができる。また、この通気開口部をパワーデバイスの近傍に形成し、或いはこの通気開口部を跨いでパワーデバイスを実装すれば、回路基板の放熱性能を更に高めることができる。

本実施形態の回路基板を示す概略図であり、（ａ）は要部平面図、（ｂ）はＳ−Ｓ線断面図である。 本発明に係る回路基板の実施変形例を示す概略図であり、（ａ）は要部平面図、（ｂ）はＴ−Ｔ線断面図である。

図１は、本実施形態の回路基板の一例を示す概略構成図である。本実施形態の回路基板１０は、例えば空気調和機の室外機に搭載されて室外機のファンや圧縮機等の動作を制御する放熱性に優れた回路基板として適用できる。

本実施形態の回路基板１０は、図１に示すように、基板１と、基板１上に実装されたパワーデバイス２と、パワーデバイス２に接続された配線３と、配線３の近傍に形成された通気開口部（４Ａ・４Ｂ・４Ｃ・４Ｄ）と、を備えている。

基板１は、銅張積層板から構成され、基板１上に配線３がプリント配線されている。そして、パワーデバイス２が配線３と電気的に接続されて基板１上に実装されている。なお、図１では、基板１上にパワーデバイス２として、一つのチップ抵抗器２１が実装され、このチップ抵抗器２１の両端子に配線３が接続された例を図示しているが、本発明は勿論これに限定されるものではなく、基板１上に例えば、ＩＧＢＴモジュール、ダイオードモジュール、コモンモードチョークコイル等の多数のパワーデバイス２が実装され、多数の配線３が配線され得る。

通気開口部（４Ａ〜４Ｄ）は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、基板１の表裏面を貫通し、配線３の近傍に形成されている。本実施形態では、配線３の側縁に沿って長方形状の通気開口部４Ａ、鉤状の通気開口部４Ｂ、及びスリット状の通気開口部４Ｃが形成されており、また、配線３の端縁に沿って長方形状の通気開口部４Ｄが形成されている。これらの通気開口部（４Ａ〜４Ｄ）は、各通気開口部における通気によって配線３を実質的に空冷し得る間隔をもって、配線３の近傍に形成されている。なお、配線の近傍とは、その配線と通気開口部との間に他の部品や配線が入っていないことをいう。

また、本実施形態の回路基板１０は、通気開口部（４Ａ〜４Ｄ）が、パワーデバイス２の近傍に形成されている。そして、パワーデバイス２が通気開口部４Ｄを跨ぐように実装されており、パワーデバイス２の中央部下面が、通気開口部４Ｄによって基板１の下方側へ開放されている。

このように本実施形態の回路基板１０は、通気開口部（４Ａ〜４Ｄ）が、パワーデバイス２に接続された配線３の近傍に形成されているので、通気開口部（４Ａ〜４Ｄ）において通気させて配線３を空冷すれば、配線３それ自体が発する熱を効果的に放熱させ得るだけでなく、パワーデバイス２が発する熱も配線３を伝導させてこの配線３で放熱させることができ、回路基板の放熱性を向上させることができる。

また、通気開口部（４Ａ〜４Ｄ）によって配線３の放熱性が向上するので、配線３の幅の削減による回路基板１０の小型化も図ることができる。

しかも、本実施形態の回路基板１０は、通気開口部（４Ａ〜４Ｄ）が配線３に沿って形成されており、そして、パワーデバイス２の近傍に形成されているため、回路基板の放熱性能をより高めることができる。さらに、本実施形態では、パワーデバイス２が通気開口部４Ｄを跨いで実装されているので、その放熱性能を更に高めることができる。

以上、本実施形態の回路基板１０について説明したが、本発明はその他の形態でも実施することができる。

例えば、図２に示す回路基板２０のように構成してもよい。この回路基板２０は、基板５と、基板５上に実装されたパワーデバイス６と、パワーデバイス６に接続された配線７と、配線７の近傍に形成された通気開口部（８Ａ・８Ｂ）と、を備えている。

回路基板２０は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、基板５に円形の通気開口部８Ｂが形成され、この通気開口部８Ｂ内に、隙間をあけてパワーデバイス６としてのトロイダルコイル６１が配設されている。つまり、トロイダルコイル６１の端子６２が基板５上に設けられた配線７と電気的に接続されており、トロイダルコイル６１の下面６３が、基板５の裏面よりも下方へ突出した状態で実装されている。

このことで、回路基板２０は、配線７の近傍に形成された通気開口部（８Ａ・８Ｂ）及びトロイダルコイル６１の貫通孔６４において通気させることによって、回路基板の放熱性能を向上させることができる。

また、本発明において、通気開口部のサイズ、形状、配置等は、例えば配線の配線パターン等に応じて種々の設計変更が可能である。また、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内で、当業者の知識に基づいて種々の改良、修正、変形を加えた態様で実施し得る。同一の作用又は効果が生じる範囲内でいずれかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良く、また、一体に構成されている発明特定事項を複数の部材から構成したり、複数の部材から構成されている発明特定事項を一体に構成した形態で実施しても良い。

１０、２０：回路基板
１、５：基板
２、６：パワーデバイス
３、７：配線
４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ：通気開口部
８Ａ、８Ｂ：通気開口部

Claims (4)

1. パワーデバイスが実装された回路基板であって、
   前記パワーデバイスに接続された配線の近傍に基板の表裏面を貫通する通気開口部が形成されていることを特徴とした回路基板。
2. 前記通気開口部が前記配線に沿って形成されている請求項１記載の回路基板。
3. 前記通気開口部が前記パワーデバイスの近傍に形成されている請求項１または請求項２記載の回路基板。
4. 前記パワーデバイスが前記通気開口部を跨いで実装されている請求項１〜請求項３のいずれかに記載の回路基板。

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