JP2010267954A

JP2010267954A - 電子機器

Info

Publication number: JP2010267954A
Application number: JP2010085255A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Kosaka; 幸広小坂; Nobuyuki Koya; 信之幸谷; Hiroyuki Imamura; 博之今村; Masanori Nano; 匡紀南尾
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2009-04-15
Filing date: 2010-04-01
Publication date: 2010-11-25
Also published as: US20100265665A1

Abstract

【課題】放熱効率を高め、熱的理由による半導体素子の動作不良を抑制することが可能な電子機器を提供する。
【解決手段】電子機器は、表面に凹部２ａが形成された放熱板２と、放熱板２と接触した状態で凹部２ａ内に配置された熱伝導性部材３と、熱伝導性部材３と接触した状態で凹部２ａ内に配置された半導体素子１と、半導体素子１に電気的に接続され、放熱板２の表面に配置されたフレキシブル基材７と、放熱板２の表面とは反対側の裏面と接触した状態で放熱板２が表面に固定されるシャーシ部材４とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、半導体素子を搭載した電子機器に関し、特に半導体素子からの放熱効率を高めた電子機器に関する。

半導体素子には大きな電流を流すことが可能となっており、発熱が非常に大きくなる場合があるため、放熱対策が重要になっている。例えばプラズマディスプレイ装置の駆動回路が設けられた電子機器の放熱構造について図１７及び１８を用いて説明する（特許文献１参照）。

図１７は、特許文献１記載の電子機器を側方から見た断面図である。図１８は、同電子機器を上方から見た平面図である。

この電子機器は、半導体素子１、凹部２ａが形成された放熱板２、熱伝導性部材３、ボス部４ａが形成されたシャーシ部材４、ならびに端子部８ａおよび８ｂを有するフレキシブル配線基板３５を備える。

半導体素子１はアドレス電極に表示データを供給するための素子であり、半導体素子１には画像表示時に高電圧が印加され、高電流が流れる。従って、半導体素子１は非常に高温になることから、次のような放熱対策がとられている。すなわち、放熱板２の凹部２ａ内に熱伝導性部材３が充填され、半導体素子１は熱伝導性部材３に接触するように凹部２ａ内に配置されている。これにより、半導体素子１で発生した熱は熱伝導性部材３を通して放熱板２に伝わり、更にこの放熱板２を固定しているシャーシ部材４に伝熱されるため、半導体素子１で発生した熱を放熱板２全体に放熱させることができ、半導体素子１の温度を効果的に下げることができる。

特開２００５−３３８７０６号公報

しかし、上記特許文献１の電子機器の放熱構造には、下記の（１）〜（３）の課題がある。

（１）主な放熱経路は、熱源である半導体素子の裏面側から熱伝導性部材を介して放熱板に伝導される１本のみである。しかし、今後更にセットの狭額縁化により放熱板および半導体素子の小型化が進む傾向があり、特許文献１の放熱構造では半導体素子の熱を十分逃がすことができない。

（２）熱伝導部材を介しての半導体素子から放熱板への熱伝導は不安定であり、その結果として、半導体素子の動作不良が発生する恐れがある。このような、熱伝導性部材を介しての半導体素子から放熱板への熱伝導を安定化するためには、半導体素子と熱伝導性部材との接触が安定していることが非常に重要である。しかし、単に熱伝導性部材に半導体素子を当接させた状態では、個々の製品ごとに半導体素子と接触した熱伝導性部材の厚みが異なり、この厚みが厚くなった場合に熱抵抗が高くなるため、熱伝導がスムーズに行われない。その結果として半導体素子の動作不良が発生する場合がある。

（３）金属板（放熱板）は、フレキシブル配線基板に耐熱性の両面接着テープにより接着されているが、半導体素子が発熱した際に両面接着テープの接着強度が低下する。その結果、取り付け歪み等の機械的な応力により半導体素子が搭載されたフレキシブル配線基板が金属板から剥がれ、半導体素子と金属板との距離が大きくなるため、熱伝導性部材の厚みが厚くなったり、熱伝導性部材が剥がれたりして熱抵抗が増大し、動作不良が引き起こされる。

そこで本発明は、放熱効率を高め、熱的理由による半導体素子の動作不良を抑制することが可能な電子機器を提供することを第１の目的とする。

また、本発明は、熱伝導性部材の厚みに基づく熱抵抗を低く抑え、熱的理由による半導体素子の動作不良を抑制することが可能な電子機器を提供することを第２の目的とする。

また、本発明は、機械的理由による半導体素子の動作不良を抑制することが可能な電子機器を提供することを第３の目的とする。

本発明の電子機器は、表面に凹部が形成された放熱板と、前記放熱板と接触した状態で前記凹部内に配置された熱伝導性部材と、前記熱伝導性部材と接触した状態で前記凹部内に配置された半導体素子と、前記半導体素子に電気的に接続され、前記放熱板の表面に配置された配線部材と、前記放熱板の裏面と接触した状態で前記放熱板が表面に固定される基材とを備えることを特徴とする。

この構成により、放熱板の凹部が形成された表面とは反対側の裏面を基材に接触させることで放熱板が基材に取り付けられるため、放熱板における基材との接触部分について凹部による制限を受けない。従って、放熱板と基材との接触面積を大きくして、放熱板と基材との接触部分を半導体素子の配置領域に近接させることにより、半導体素子の熱が熱伝導性部材および放熱板を介して基材に伝達される放熱経路における熱抵抗を小さくすることができる。その結果、半導体素子の熱は熱伝導性部材を介して放熱板から基材へと効率的に伝達されるため、熱的理由による半導体素子の動作不良を抑制することができる。

また、本発明は、表面に凹部が形成された第１の放熱板と、前記第１の放熱板と接触した状態で前記凹部内に配置された熱伝導性部材と、前記熱伝導性部材と接触した状態で前記凹部内に配置された半導体素子と、前記半導体素子に電気的に接続され、前記第１の放熱板の表面に配置された配線部材と、前記配線部材と接触した状態で前記第１の放熱板の表面に配置された第２の放熱板と、前記第１の放熱板および前記第２の放熱板が表面に固定される基材とを備えることを特徴とする電子機器とすることもできる。

この構成により、半導体素子が熱伝導性部材と接触した状態で第１の放熱板の凹部内に配置され、第１の放熱板の凹部が形成された表面上には第２の放熱板が重ねて配置される。従って、半導体素子の主な放熱経路として、半導体素子から第２の放熱板を介して基材に伝達される経路が増設される。その結果、半導体素子の熱は熱伝導性部材、第１の放熱板および第２の放熱板を介して基材に効率的に伝達されるため、放熱効果が高められ、熱的理由による半導体素子の動作不良を抑制することができる。

また、第２の放熱板により半導体素子が第１の放熱板の凹部内の放熱性部材に押し付けられるため、熱伝導性部材の厚みを薄く安定化することができ、放熱経路における熱抵抗をより小さくすることができる。その結果、熱的理由による半導体素子の動作不良を抑制することができる。

また、フレキシブル配線基板は第１の放熱板および第２の放熱板で挟み込まれた状態で基材上に固定される。従って、放熱板の取り付け時の歪みによる機械的な応力により、両面テープ等で貼り付けられたフレキシブル配線基板が放熱板から剥がれないようにすることが可能となる。その結果、機械的理由による半導体素子の動作不良を抑制することができる。

また、本発明は、放熱板と、前記放熱板が表面に固定される基材と、前記放熱板と前記基材との間に配置された半導体素子と、前記半導体素子に電気的に接続され、前記放熱板と前記基材との間に配置された配線部材と、前記放熱板および前記半導体素子と接触した状態で前記放熱板と前記基材との間に配置され、前記放熱板を前記基材に固定する熱伝導性部材とを備えることを特徴とする電子機器とすることもできる。

この構成により、熱伝導性部材を介して半導体素子で発生した熱が直接基材に伝達される。その結果、半導体素子の熱は基材へと効率的に伝達されるので、熱的理由による半導体素子の動作不良を抑制することができる。

本発明によれば、半導体素子からの放熱経路を増やしかつ熱伝導を安定化させた構造、および機械的な応力に対しても半導体素子と放熱性部材との接触が保たれる構造を実現でき、熱的および機械的理由による半導体素子の動作不良を抑制することができる。

プラズマディスプレイ装置全体の概略構成の一例を示す斜視図である。同プラズマディスプレイ装置内部の回路ブロックの構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施形態における電子機器を側方から見た断面図である。同実施形態における電子機器を上方から見た平面図である。同実施形態における電子機器の変形例を側方から見た断面図である。同実施形態における電子機器の変形例を上方から見た平面図である。同実施形態における電子機器の変形例を側方から見た断面図である。同実施形態における電子機器の変形例を側方から見た断面図である。同実施形態における電子機器の変形例を側方から見た断面図である。同実施形態における電子機器の変形例を側方から見た断面図である。同実施形態における電子機器の変形例を側方から見た断面図である。同実施形態における電子機器の変形例を側方から見た断面図である。同実施形態における電子機器の変形例を側方から見た断面図である。同実施形態における電子機器の変形例を側方から見た断面図である。本発明の第２の実施形態における電子機器を側方から見た断面図である。同実施形態における電子機器を上方から見た平面図である。同実施形態における電子機器の変形例を側方から見た断面図である。同実施形態における電子機器の変形例を側方から見た断面図である。同実施形態における電子機器の変形例を側方から見た断面図である。同実施形態における電子機器の変形例を側方から見た断面図である。同実施形態における電子機器の変形例を側方から見た断面図である。同実施形態における電子機器の変形例を側方から見た断面図である。同実施形態における電子機器の変形例を側方から見た断面図である。同実施形態における電子機器の変形例を側方から見た断面図である。同実施形態における電子機器の変形例を側方から見た断面図である。同実施形態における電子機器の変形例を側方から見た断面図である。同実施形態における電子機器の変形例を側方から見た断面図である。同実施形態における電子機器の変形例を側方から見た断面図である。同実施形態における電子機器の変形例を側方から見た断面図である。同実施形態における電子機器の変形例を側方から見た断面図である。同実施形態における電子機器の変形例を側方から見た断面図である。同実施形態における電子機器の変形例を側方から見た断面図である。同実施形態における電子機器の変形例を側方から見た断面図である。同実施形態における電子機器の変形例を側方から見た断面図である。従来の電子機器を側方から見た断面図である。従来の電子機器を上方から見た平面図である。

以下、本発明の実施形態における電子機器について、図面を参照しながら説明する。

（第１の実施形態）
図１は、電子機器が搭載されるプラズマディスプレイ装置全体の概略構成の一例を示す斜視図である。

このプラズマディスプレイ装置は、シャーシ部材４、パネル１６、前面カバー１９が設けられた前面枠１７、バックカバー１８、熱伝導性シート２０および回路ブロック２１を備える。シャーシ部材４は、本発明の基材の一例である。

パネル１６を収容する筐体は、前面枠１７と金属製のバックカバー１８とから構成される。前面枠１７の開口部には光学フィルターおよびパネル１６の保護を兼ねたガラスなどからなる前面カバー１９が配置されている。さらに、バックカバー１８には、パネル１６などで発生した熱を外部に放出するための複数の通気孔１８ａが設けられている。

パネル１６は、アルミニウム平板などからなるシャーシ部材４の前面に熱伝導性シート２０を介して接着することにより保持されている。そしてシャーシ部材４の後面には、パネル１６を表示駆動させるための複数の回路ブロック２１が取り付けられている。

熱伝導性シート２０は、パネル１６で発生した熱をシャーシ部材４に効率よく伝え、放熱を行うためのものである。また、回路ブロック２１はパネル１６の表示駆動とその制御を行うための電気回路を備えており、パネル１６の縁部に引き出された電極引出部に、シャーシ部材４の四辺の縁部を越えて延びる複数のフレキシブル配線基板（図示せず）によって電気的に接続されている。

シャーシ部材４の後面（表面）には、回路ブロック２１を取り付けたり、バックカバー１８を固定したりするためのボス部４ａが複数設けられている。ボス部４ａは、アルミニウム平板に固定された固定ピンにより構成されている。

図２は上記構成のプラズマディスプレイ装置内部の回路ブロック２１の構成を示すブロック図である。

回路ブロック２１は、スキャンドライバ回路ブロック２２、サステインドライバ回路ブロック２３、アドレスドライバ回路ブロック２４、制御回路ブロック２５、入力信号回路ブロック２６、電源ブロック２７、コネクタ２８を有する電源入力ブロック２９、ならびにフレキシブル配線基板３０および３１から構成される。

スキャンドライバ回路ブロック２２は、パネル１６のスキャン電極に所定の信号電圧を供給する。サステインドライバ回路ブロック２３は、パネル１６のサステイン電極に所定の信号電圧を供給する。アドレスドライバ回路ブロック２４は、パネル１６のアドレス電極に所定の信号電圧を供給し、アドレス電極に表示データを供給する。スキャンドライバ回路ブロック２２およびサステインドライバ回路ブロック２３はスキャン幅方向（シャーシ部材４の幅方向）の両端部にそれぞれ配置され、またアドレスドライバ回路ブロック２４はシャーシ部材４の下端部に配置されている。

制御回路ブロック２５は、入力信号回路ブロック２６から送られる映像信号に基づき、画像データをパネル１６の画素数に応じた画像データ信号に変換してアドレスドライバ回路ブロック２４に供給する。また、制御回路ブロック２５は、放電制御タイミング信号を発生し、スキャンドライバ回路ブロック２２およびサステインドライバ回路ブロック２３のそれぞれに供給し、諧調制御などの表示駆動制御を行う。制御回路ブロック２５は、シャーシ部材４のほぼ中央部に配置されている。

入力信号回路ブロック２６は、テレビジョンチューナなどの外部機器に接続するための接続ケーブルが着脱可能に接続される入力端子を備えている。

電源ブロック２７は、各回路ブロックに電圧を供給するもので、制御回路ブロック２５と同様、シャーシ部材４のほぼ中央部に配置され、電源ケーブル（図示せず）が装着される電源入力ブロック２９を通して商用電源電圧の供給を受ける。

フレキシブル配線基板３０は、パネル１６のスキャン電極およびサステイン電極の電極引出部と、スキャンドライバ回路ブロック２２およびサステインドライバ回路ブロック２３のプリント配線板とを接続する。

フレキシブル配線基板３１は、本発明の配線部材の一例であり、パネル１６のアドレス電極の電極引出部とアドレスドライバ回路の駆動回路を搭載したプリント基板（アドレスドライバ回路ブロック２４）とを接続するものである。フレキシブル配線基板３０および３１は、それぞれパネル１６の外周部を通して、プラズマディスプレイ装置の前面側より背面側に１８０度湾曲させて引回して配置されている。

本発明の電子機器は、アドレスドライバ回路ブロック２４、フレキシブル配線基板３１およびシャーシ部材４から構成される。

図３は、本実施形態の電子機器を側方から見た断面図である。図４は、同電子機器を上方から見た平面図である。

電子機器は、アドレスドライバ回路ブロック２４を構成する半導体素子１、放熱板２、熱伝導性部材３、樹脂１２、両面接着テープ１３、複数のネジ１５、フレキシブル配線基板３１の一例としてのＣＯＦ（ＣｈｉｐＯｎＦｉｌｍ）テープ、およびシャーシ部材４を備える。

放熱板２の表面側から見た放熱板２の形状、半導体素子１の形状および放熱板２の凹部２ａの開口の形状は、図４に示されるように、矩形である。そして、凹部２ａは開口の矩形形状の長手方向が放熱板２の矩形形状の長手方向と並行になるように形成され、半導体素子１は、半導体素子１の矩形形状の長手方向が凹部２ａの開口の矩形形状の長手方向と並行になるように配置される。

ＣＯＦテープは、フレキシブル基材７から構成され、図３および図４に示されるように、半導体素子１の突起電極５と接合される部分が開口されていない。ＣＯＦテープは、半導体素子１に電気的に接続され、放熱板２の表面に配置されている。シャーシ部材４の表面には、放熱板２の表面とは反対側の裏面（基材に対向する裏面）の全面と接触した状態で放熱板２が固定される。

フレキシブル基材７は、フレキシブルな屈曲性を有するポリイミドフィルムなどからなるベースフィルム６上に、銅箔などからなる複数本の導体配線８が形成され、その表面はポリイミドなどからなるソルダーレジスト９で覆われて導体配線８が保護されて構成されている。導体配線８の一方の端子は、パネル１６のアドレス電極の電極引出部に異方性導電膜などにより接続され、他方の端子は半導体素子１に接続されている。フレキシブル基材７の導体配線８（インナーリード１０）は凹部２ａの開口に向かって突出しており、半導体素子１の突起電極５は導体配線８の突出部と電気的に接続されている。

導体配線８には、インナーリード１０が設けられると共に、図４に示されるように、アドレス電極の電極引出部に接続される端子部８ａ、および駆動回路基板に接続される端子部８ｂが表面に露出する形で設けられている。また、この露出した端子部８ａおよび８ｂには、ＳｎおよびＡｕなどがメッキされている。

ここで、フレキシブル配線基板３１としてＣＯＦテープを例示したが、図５の断面図および図６の平面図に示されるように、フレキシブル配線基板３１はＴＡＢ（ＴａｐｅＡｕｔｏｍａｔｅｄＢｏｎｄｉｎｇ）テープであってもよい。この場合、半導体素子１の突起電極５と接合されるインナーリード１０はフレキシブル基材７（ベースフィルム６）の開口部７ａから突出して形成される。しかしながら、アドレスドライバ回路ブロック２４としては同様の構成とすることが可能である。また、フレキシブル配線基板３１はＴＣＰ（ＴａｐｅＣａｒｒｉｅｒＰａｃｋａｇｅ）テープであってもよい。

半導体素子１は、パネル１６のアドレス電極に表示データを供給するための素子である。この半導体素子１には入出力端子としてのＡｕなどからなる突起電極５が設けられており、その突起電極５をＣＯＦテープの露出したインナーリード１０に共晶接続することにより、半導体素子１がＣＯＦテープに電気的に接続される。

放熱板２の半導体素子１が配設された領域（凹部２ａ内）には、半導体素子１を凹部２ａ内に固定し、かつ半導体素子１の突起電極５とＣＯＦテープのインナーリード１０とが接触する部分を被覆するようにエポキシ樹脂などの樹脂１２が充填され、機械的な応力から半導体素子１および接合部が保護されている。

放熱板２は、金属板、例えば半導体素子１が搭載されるアルミニウム板などである。この放熱板２の表面には、半導体素子１が収納される凹部２ａが形成されており、その凹部２ａ内には半導体素子１が熱伝導性部材３と接触した状態で配設されると共に、熱伝導性グリスや熱伝導性接着材などの熱伝導性部材３が放熱板２と接触した状態で配置・充填されている。放熱板２は、ＣＯＦテープに耐熱性の両面接着テープ１３などにより接着されている。

放熱板２の凹部２ａの周囲（両側）には、放熱板２を貫通する複数のネジ穴が形成され、シャーシ部材４表面の放熱板２のネジ穴に対応する位置には、ネジ穴が形成されている。放熱板２は、放熱板２の凹部２ａが設けられた表面、つまりＣＯＦテープと接着する表面と反対側の裏面をネジ穴が形成されたボス部（凸部）４ａに接触させた状態で、複数のネジ１５のそれぞれを放熱板２およびシャーシ部材４のネジ穴と螺合させることでシャーシ部材４に固定されている。つまり、放熱板２は、ネジ１５でシャーシ部材４に固定されている。

ここで、従来の電子機器では、放熱板２のボス部４ａと接触する面にＣＯＦテープが接着されていたため、ボス部４ａと放熱板２との接触面積は限られていて大きくすることはできなかった。しかし、本実施形態の電子機器では、放熱板２のボス部と接触する面にはＣＯＦテープが接着されていないため、図７Ａの電子機器の断面図のように、ネジ穴が形成された複数のボス部４ｂの断面積を大きくすることが可能となり、熱源である半導体素子１の下方の領域にもボス部４ｂを形成することができる。これにより、非常に効率的に半導体素子１からの熱をシャーシ部材４に伝達させることができる。また、図７Ｂの電子機器の断面図のように、２つのボス部４ａを一体化させてネジ穴が形成された新たなボス部４ｃとし、ボス部４ｃの頂面の全面を放熱板２に接触させることもできる。これにより、半導体素子１からのシャーシ部材４への放熱経路をより短くすることが可能となる。

また、上記実施形態の電子機器では、放熱板２はボス部４ａを介してシャーシ部材４に固定されるとした。しかし、図７Ｃの電子機器の断面図のように、ボス部４ａが除かれ、放熱板２は、ボス部４ａを介さず、ＣＯＦテープと接着する表面と反対側の裏面を直接シャーシ部材４に接触させてネジ１５でシャーシ部材４に固定されてもよい。この場合には、非常に効率的に半導体素子１からの熱をシャーシ部材４に伝達させることができ、かつ半導体素子１からのシャーシ部材４への放熱経路をより短くすることができる。

また、図８Ａの電子機器の断面図のように、２つのボス部４ａの間の半導体素子１の下方の領域に、２つのボス部４ａの中央に位置するように、独立した放熱板２に向かって突出した突起部がボス部４ｄとして設けられてもよい。このとき、ボス部４ｄの高さｈ２はボス部４ａの高さｈ１より高く、つまりｈ１＜ｈ２であるため、熱源に近いボス部４ｄを放熱板２に確実に接触させることが可能となり、放熱構造の安定化が図れる。また、非常に効率的に半導体素子１からの熱をシャーシ部材４に伝達させることができる。

また、図８Ｂの電子機器の断面図のように、２つのボス部４ａの間の半導体素子１の下方の領域の、２つのボス部４ａの中央にシャーシ部材４の突起部４ｅが設けられるように、つまり放熱板２に向かって凸状に撓み変形した変形部分が設けられるように、シャーシ部材４が成型されてもよい。このとき、シャーシ部材４の変形部分のシャーシ部材４の表面からの高さｈ２は、ボス部４ａのシャーシ部材４の表面からの高さｈ１より高く、放熱板２はシャーシ部材４の変形部分が放熱板２の裏面に接触した状態でシャーシ部材４に固定される。または、図８Ｃの電子機器の断面図のように、放熱板２がボス部４ａを介さず直接シャーシ部材４に固定され、かつ半導体素子１の下方の領域にシャーシ部材４の突起部４ｆが設けられるように、つまり放熱板２に向かって凸状に撓み変形した変形部分が設けられるように、シャーシ部材４が成型されてもよい。または、図８Ｄ及び図８Ｅの電子機器の断面図のように、放熱板２がボス部４ａを介さず直接シャーシ部材４に固定され、かつ半導体素子１の下方の領域にシャーシ部材４の折り曲げ部４ｇが設けられるように、つまりシャーシ部材４の端部がＵ字型に折り曲げられてその上に放熱板２及びＣＯＦテープが設けられてもよい。このとき、放熱板２はシャーシ部材４の変形部分又は折り曲げ部分が放熱板２の裏面に接触した状態でシャーシ部材４に固定される。これにより、部品点数を増やしてコストアップすることなく、放熱性を向上させることが可能である。また、非常に効率的に半導体素子１からの熱をシャーシ部材４に伝達させることができ、かつ半導体素子１からシャーシ部材４への放熱経路をより短くすることができる。

以上説明したように、本実施形態の電子機器によれば、半導体素子１の熱は熱伝導性部材３を介して放熱板２からシャーシ部材４へと、効率的に伝達される。その結果、熱的理由による半導体素子の動作不良を抑制することができる。

（第２の実施形態）
図９は、本実施形態における電子機器を側方から見た断面図である。図１０は同電子機器を上方から見た平面図である。なお、図９および図１０において、図３および図４と同様の要素については同一の符号が付されており、それらに関する詳しい説明はここでは省略する。

電子機器は、アドレスドライバ回路ブロック２４を構成する半導体素子１、熱伝導性部材３、樹脂１２、両面接着テープ１３、第１の放熱板１１、第２の放熱板１４、複数のネジ１５、フレキシブル配線基板３１の一例としてのＣＯＦテープ、およびシャーシ部材４を備える。

第１の放熱板１１の表面側から見た第１の放熱板１１の形状、第２の放熱板１４の形状、半導体素子１の形状、および第１の放熱板１１の凹部１１ａの開口の形状は、図１０に示されるように、矩形である。そして、凹部１１ａは開口の矩形形状の長手方向が第１の放熱板１１の矩形形状の長手方向と並行になるように形成される。また、第２の放熱板１４および半導体素子１は、半導体素子１の矩形形状の長手方向、および第２の放熱板１４の矩形形状の長手方向が凹部１１ａの開口の矩形形状の長手方向と並行になるように配置される。また、第２の放熱板１４の外形寸法は、半導体素子１の外形寸法より大きい。

第１の放熱板１１の半導体素子１が配設された領域（凹部１１ａ内）には、半導体素子１を凹部１１ａ内に固定し、かつ半導体素子１の突起電極５とＣＯＦテープのインナーリード１０とが接触する部分を被覆するように樹脂１２が充填され、機械的な応力から半導体素子１および接合部が保護されている。

第１の放熱板１１は、金属板、例えば半導体素子１が搭載されるアルミニウム板などである。この第１の放熱板１１の表面には、半導体素子１が収納される凹部１１ａが形成されており、その凹部１１ａ内には熱伝導性部材３と接触した状態で半導体素子１が配設されると共に、熱伝導性部材３が第１の放熱板１１と接触した状態で配置・充填されている。第１の放熱板１１は、ＣＯＦテープに耐熱性の両面接着テープ１３などにより接着されている。第２の放熱板１４は、第１の放熱板１１の表面に対向する表面がＣＯＦテープの半導体素子１上方の領域に接触するようにＣＯＦテープ上に重ねて第１の放熱板１１の表面に配置され、第１の放熱板１１と共にＣＯＦテープを挟み込んでいる。

なお、図１１Ａに示されるように、第２の放熱板１４の外形寸法は第１の放熱板１１及びＣＯＦテープの外形寸法より大きく、第２の放熱板１４の端部は第１の放熱板１１及びＣＯＦテープの端部から突出していてもよい。これにより、非常に効率的に半導体素子１からの熱を空気中に放熱することができる。

また、電子機器が複数の第１の放熱板１１と、複数の第１の放熱板に対応して設けられた複数のＣＯＦテープを含んでいる場合には、図１１Ｂに示されるように、１つの第２の放熱板１４が複数の第１の放熱板及びＣＯＦテープの上方に設けられ、複数の第１の放熱板及びＣＯＦテープで共用されてもよい。これにより、非常に効率的に半導体素子１からの熱を空気中に放熱することができ、かつ製造工程を簡素にすることができる。

第１の放熱板１１の凹部２ａの周囲（両側）には、第１の放熱板１１を貫通する複数のネジ穴が形成され、第２の放熱板１４の第１の放熱板１１のネジ穴に対応する位置には、第２の放熱板１４を貫通するネジ穴が形成されている。さらに、シャーシ部材４表面の第１の放熱板１１および第２の放熱板１４のネジ穴に対応する位置には、ネジ穴が形成されている。第１の放熱板１１および第２の放熱板１４は、第１の放熱板１１の凹部２ａが設けられた表面、つまりＣＯＦテープと接着する表面と反対側の裏面をボス部４ａに接触させた状態で、複数のネジ１５のそれぞれを第１の放熱板１１、第２の放熱板１４およびシャーシ部材４のネジ穴と螺合させ、ネジ１５により共締めしてシャーシ部材４に固定されている。つまり、第１の放熱板１１、第２の放熱板１４およびシャーシ部材４は、ネジ１５で固定されている。

なお、第１の放熱板１１および第２の放熱板１４は、図１１Ｃの電子機器の断面図のように、図９の状態とは逆向きの状態でシャーシ部材４に固定されても良い。つまり、第１の放熱板１１および第２の放熱板１４は、第２の放熱板１４の第１の放熱板１１と対向する裏面とは反対側の表面をシャーシ部材４のボス部４ａと接触させてビス固定されても良い。

このとき、図１１Ｄに示されるように、第２の放熱板１４の外形寸法は第１の放熱板１１及びＴＣＰテープの外形寸法より大きく、第２の放熱板１４の端部は第１の放熱板１１及びＣＯＦテープの端部から突出していてもよい。これにより、非常に効率的に半導体素子１からの熱を空気中に放熱することができる。

また、電子機器が複数の第１の放熱板１１と、複数の第１の放熱板に対応して設けられた複数のＴＣＰテープを含んでいる場合には、図１１Ｅに示されるように、１つの第２の放熱板１４が複数の第１の放熱板及びＴＣＰテープの下方に設けられ、複数の第１の放熱板及びＴＣＰテープで共用されてもよい。これにより、非常に効率的に半導体素子１からの熱を空気中に放熱することができ、かつ製造工程を簡素にすることができる。

また、第２の放熱板１４は、図１１Ｆに示されるように、第１の放熱板１１をシャーシ部材４に固定するネジ１５とは異なるネジ１５ｂにより第１の放熱板１１に固定されてもよい。このとき、図１１Ｇに示されるように、第１の放熱板１１及び第２の放熱板１４をシャーシ部材４に接触させなくてもよい。

ここで、従来の電子機器では、第１の放熱板１１のボス部４ａと接触する面にＣＯＦテープが接着されていたため、ボス部４ａと第１の放熱板１１との接触面積は限られていて、大きくすることはできなかった。しかし、本実施形態の電子機器では、第１の放熱板１１のボス部と接触する面にはＣＯＦテープが接着されていないため、図１２Ａの電子機器の断面図のように、ボス部４ｂの断面積を大きくすることが可能となり、熱源である半導体素子１の下方の領域にもボス部４ｂを形成することができる。これにより、非常に効率的に半導体素子１からの熱をシャーシ部材４に伝達させることができる。また、図１２Ｂの電子機器の断面図のように、２つのボス部４ａを一体化させて新たなボス部４ｃとし、ボス部４ｃの頂面の全面を第１の放熱板１１に接触させることもできる。これにより、半導体素子１からのシャーシ部材４への放熱経路をより短くすることが可能となる。

また、上記実施形態の電子機器では、第１の放熱板１１はボス部４ａを介してシャーシ部材４に固定されるとした。しかし、図１２Ｃの電子機器の断面図のように、ボス部４ａが除かれ、第１の放熱板１１は、ボス部４ａを介さず、ＣＯＦテープと接着する表面と反対側の裏面を直接シャーシ部材４に接触させてネジ１５でシャーシ部材４に固定されてもよい。この場合には、非常に効率的に半導体素子１からの熱をシャーシ部材４に伝達させることができ、かつ半導体素子１からのシャーシ部材４への放熱経路をより短くすることができる。

また、上記実施形態の電子機器では、第２の放熱板１４は第２の放熱板１４とシャーシ部材４との間の第１の放熱板１１を介してシャーシ部材４に固定され、半導体素子１は第１の放熱板１１の凹部２ａ内に設けられるとした。しかし、図１３の電子機器の断面図のように、第２の放熱板１４は柔軟性の熱伝導性シート３３によりシャーシ部材４に直接固定されてもよい。これにより、部品点数を減らしコストダウンも行うことができる。

なお、ＣＯＦテープは、図１４Ａの電子機器の断面図のように、フレキシブル基材７（ベースフィルム６）をシャーシ部材４の表面に密着させ、第２の放熱板１４ではなくシャーシ部材４に配置されても良い。

また、図１４Ｂに示されるように、第２の放熱板１４の外形寸法はＣＯＦテープの外形寸法より大きく、第２の放熱板１４の端部はＣＯＦテープの端部から突出していてもよい。これにより、非常に効率的に半導体素子１からの熱を空気中に放熱することができる。

また、電子機器が複数のＣＯＦテープを含んでいる場合には、図１４Ｃに示されるように、１つの第２の放熱板１４が複数のＣＯＦテープの上方に設けられ、複数のＣＯＦテープで共用されてもよい。これにより、非常に効率的に半導体素子１からの熱を空気中に放熱することができ、かつ製造工程を簡素にすることができる。

また、図１５Ａの電子機器の断面図のように、２つのボス部４ａの間の半導体素子１の下方の領域に、２つのボス部４ａの中央に位置するように、独立した突起部がボス部４ｄとして設けられてもよい。このとき、ボス部４ｄの高さｈ２はボス部４ａの高さｈ１より高く、つまりｈ１＜ｈ２であるため、熱源に近い中央のボス部４ｄを第１の放熱板１１に確実に接触させることが可能となり、放熱構造の安定化が図れる。また、非常に効率的に半導体素子１からの熱をシャーシ部材４に伝達させることができる。

また、図１５Ｂの電子機器の断面図のように、２つのボス部４ａの間の半導体素子１の下方の領域の、２つのボス部４ａの中央にシャーシ部材４の突起部４ｅが設けられるように、つまり第１の放熱板１１および第２の放熱板１４に向かって凸状に撓み変形した変形部分が設けられるように、シャーシ部材４が成型されてもよい。このとき、シャーシ部材４の変形部分のシャーシ部材４の表面からの高さｈ２は、ボス部４ａのシャーシ部材４の表面からの高さｈ１より高く、第１の放熱板１１および第２の放熱板１４はシャーシ部材４の変形部分が第１の放熱板１１の裏面に接触した状態でシャーシ部材４に固定される。

また、図１５Ｂの状態とは逆向きの状態でシャーシ部材４に固定された場合には、第１の放熱板１１および第２の放熱板１４はシャーシ部材４の変形部分が第２の放熱板１４の表面に接触した状態でシャーシ部材４に固定される。または、図１５Ｃの電子機器の断面図のように、第１の放熱板１１がボス部４ａを介さず直接シャーシ部材４に固定され、かつ半導体素子１の下方の領域にシャーシ部材４の突起部４ｆが設けられるように、つまり第２の放熱板１４に向かって凸状に撓み変形した変形部分が設けられるように、シャーシ部材４が成型されてもよい。これにより、部品点数を増やしてコストアップすることなく、放熱性を向上させることが可能である。また、非常に効率的に半導体素子１からの熱をシャーシ部材４に伝達させることができ、かつ半導体素子１からのシャーシ部材４への放熱経路をより短くすることができる。

また、図１６の電子機器の断面図のように、第２の放熱板１４が熱伝導性シート３３によりシャーシ部材４に固定され、かつ半導体素子１の下方の領域にシャーシ部材４の突起部４ｆが設けられるように、つまり第２の放熱板１４に向かって凸状に撓み変形した変形部分が設けられるようにシャーシ部材４が成型されてもよい。図１６の電子機器は、第２の放熱板１４と、第２の放熱板１４が表面に固定されるシャーシ部材４と、第２の放熱板１４とシャーシ部材４との間に配置された半導体素子１と、半導体素子１に電気的に接続され、第２の放熱板１４とシャーシ部材４との間に配置されたフレキシブル基材７と、フレキシブル基材７、第２の放熱板１４および半導体素子１、又はフレキシブル基材７、シャーシ部材４および半導体素子１と接触した状態で第２の放熱板１４とシャーシ部材４との間に配置され、第２の放熱板１４をシャーシ部材４に固定する熱伝導性シート３３とを備える。これにより、部品点数を増やしてコストアップすることなく、放熱性を向上させることが可能である。また、非常に効率的に半導体素子１からの熱をシャーシ部材４に伝達させることができ、かつ半導体素子１からのシャーシ部材４への放熱経路をより短くすることができる。また、部品点数を減らしコストダウンも行うことができる。

以上説明したように、本実施形態の電子機器によれば、主な放熱経路を２つにすることができる。すなわち、熱源である半導体素子１から熱伝導性部材３を介して第１の放熱板１１に向かう放熱経路と、半導体素子１から樹脂１２およびフレキシブル配線基板を介して第２の放熱板１４に向かう放熱経路との２つにすることができる。または、熱源である半導体素子１から熱伝導性シート３３を介してシャーシ部材４に向かう放熱経路と、半導体素子１から樹脂１２およびフレキシブル配線基板を介して第２の放熱板１４に向かう放熱経路との２つにすることができる。または、熱源である半導体素子１から熱伝導性シート３３を介して第２の放熱板１４に向かう放熱経路と、半導体素子１から樹脂１２およびフレキシブル配線基板を介してシャーシ部材４に向かう放熱経路との２つにすることができる。その結果、半導体素子１の熱はシャーシ部材４へと効率的に伝達されるので、熱的理由による半導体素子の動作不良を抑制することができる。これにより、半導体素子１の両面から熱を分散させることができるので、駆動電力の上昇時や、小チップ化による温度上昇に対しても十分な許容損失を得ることができる。

また、単に熱伝導性部材３に半導体素子１を当接させた状態では、個々の製品ごとに半導体素子１と接触した熱伝導性部材３の厚みが異なり、この厚みが厚くなった場合に熱抵抗が高くなるため、熱伝導がスムーズに行われない。しかし、本実施形態の電子機器では、第２の放熱板１４により半導体素子１が第１の放熱板１１の凹部１１ａ内の熱伝導性部材３に押し付けられるため、熱伝導性部材３の厚みｔを薄く安定化することができる。従って、熱抵抗をより小さくすることができ、熱的理由による半導体素子１の動作不良を抑制することができる。

また、本実施形態の電子機器によれば、フレキシブル配線基板は第１の放熱板１１および第２の放熱板１４で挟み込んでシャーシ部材４上に固定される。従って、放熱板をシャーシ部材４に取り付ける時の歪みによる機械的な応力により、両面テープ等で貼り付けられたフレキシブル配線基板が金属板（放熱板）から剥がれることを防止することができる。その結果、フレキシブル配線基板が剥がれた際に半導体素子１が第１の放熱板１１の凹部１１ａから浮き上がり、熱伝導性部材３の厚みが厚くなり、熱抵抗が増大して動作不良となることを抑制することが可能となる。すなわち、機械的理由による半導体素子の動作不良を抑制することができる。

また、本実施形態の電子機器によれば、ノイズおよびＥＭＩに対しては、半導体素子１のグランド端子に接合されたフレキシブル配線基板の銅配線パターンを露出させた部分と第２の放熱板１４とが接触するようにネジで固定することにより対策することが可能となる。その結果、従来のようにフレキシブル配線基板の銅配線パターンをグランド設置専用ネジで放熱板に設置する必要がなくなり、コストダウンが可能となる。

なお、上記実施の形態において、ボス部および突起部の頂面は平坦であり、その全面が放熱板と接触している。また、放熱板およびシャーシ部材は、熱伝導性の高い材料、例えば金属及びセラミックなどにより構成される板である。

また、上記実施の形態において、電子機器はプラズマディスプレイ装置に搭載されるものであるとしたが、液晶ディスプレイ装置及び有機ＥＬディスプレイ装置に搭載されるものであってもよい。

また、上記実施の形態において、電子機器はプラズマディスプレイ装置に搭載されるものであり、基材はパネル及び基板が取り付けられる放熱性のシャーシ部材であるとした。しかし、電子機器がプラズマディスプレイ装置以外の装置に搭載されるものである場合には、基材は筐体及び放熱板等であってもよい。

本発明は、電子機器に有用であり、特にプラズマディスプレイ装置の駆動回路が設けられた電子機器に有用である。

１半導体素子
２放熱板
２ａ、１１ａ凹部
３熱伝導性部材
４シャーシ部材
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄボス部
４ｅ、４ｆ突起部
５突起電極
６ベースフィルム
７フレキシブル基材
７ａ開口部
８導体配線
８ａ、８ｂ端子部
９ソルダーレジスト
１０インナーリード
１１第１の放熱板
１２樹脂
１３両面接着テープ
１４第２の放熱板
１５、１５ｂネジ
１６パネル
１７前面枠
１８バックカバー
１８ａ通気孔
１９前面カバー
２０熱伝導性シート
２１回路ブロック
２２スキャンドライバ回路ブロック
２３サステインドライバ回路ブロック
２４アドレスドライバ回路ブロック
２５制御回路ブロック
２６入力信号回路ブロック
２７電源ブロック
２８コネクタ
２９電源入力ブロック
３０、３１、３５フレキシブル配線基板
３３熱伝導性シート

Claims

凹部が形成された表面と、前記表面と反対の裏面を持つ放熱板と、
前記放熱板と接触した状態で前記凹部内に配置された熱伝導性部材と、
前記熱伝導性部材と接触した状態で前記凹部内に配置された半導体素子と、
前記半導体素子に電気的に接続され、前記放熱板の表面に配置された配線部材と、
表面を持つ基材とを備え、
前記放熱板は、前記基材に対向する裏面で前記基材に固定される
電子機器。
前記放熱板の裏面の全面は、前記基材と接触する
請求項１に記載の電子機器。
前記放熱板は、ネジで前記基材に固定される
請求項１に記載の電子機器。
前記放熱板の前記凹部の周囲には、前記放熱板を貫通する第１のネジ穴が形成され、
前記基材には、第２のネジ穴が形成され、
前記放熱板は、前記ネジを前記第１のネジ穴および前記第２のネジ穴と螺合させることで前記基材に固定される
請求項３に記載の電子機器。
前記第１のネジ穴は、前記凹部の両側に形成された２つのネジ穴から構成され、
前記第２のネジ穴は、２つのネジ穴から構成され、
前記ネジは、２つのネジから構成される
請求項４に記載の電子機器。
前記基材の表面には、前記第２のネジ穴が形成された凸部が形成され、
前記放熱板は、前記凸部が前記放熱板の裏面に接触した状態で前記基材に固定される
請求項５に記載の電子機器。
前記基材の表面には、凸部が形成され、
前記放熱板は、前記凸部が前記放熱板の裏面に接触した状態で前記基材に固定される
請求項１に記載の電子機器。
前記基材の凸部は、第１の凸部及び第２の凸部から構成され、
前記基材は、前記第１の凸部と前記第２の凸部との間に前記放熱板に向かって突出した第３の凸部を有し、
前記第３の凸部の前記基材の表面からの高さは、前記第１の凸部又は前記第２の凸部の前記基材の表面からの高さより高く、
前記放熱板は、前記第３の凸部が前記放熱板の裏面に接触した状態で前記基材に固定される
請求項７に記載の電子機器。
前記放熱板の表面側から見た前記放熱板の形状、前記半導体素子の形状および前記凹部の開口の形状は矩形であり、
前記凹部は、前記開口の矩形形状の長手方向が前記放熱板の矩形形状の長手方向と並行になるように形成され、
前記半導体素子は、前記半導体素子の矩形形状の長手方向が前記開口の矩形形状の長手方向と並行になるように配置される
請求項１に記載の電子機器。
前記配線部材は、フレキシブル配線基板である
請求項１に記載の電子機器。
前記配線部材の配線は、前記凹部の開口に向かって突出しており、
前記半導体素子の電極は、前記配線の突出部と電気的に接続され、
前記電子機器は、さらに、前記半導体素子の電極の前記突出部と接触する部分を被覆し、かつ前記半導体素子を前記凹部内に固定する保護樹脂体を備える
請求項１に記載の電子機器。
凹部が形成された表面と、前記表面と反対の裏面を持つ第１の放熱板と、
前記第１の放熱板と接触した状態で前記凹部内に配置された熱伝導性部材と、
前記熱伝導性部材と接触した状態で前記凹部内に配置された半導体素子と、
前記半導体素子に電気的に接続され、前記第１の放熱板の表面に配置された配線部材と、
表面と前記表面と反対の裏面を持ち、前記第１の放熱板の表面に対向する表面が前記第１の放熱板の表面に配置され、前記配線部材と接触する第２の放熱板と、
前記第１の放熱板および前記第２の放熱板が表面に固定される基材とを備える
電子機器。
前記第１の放熱板と前記第２の放熱板とは、ネジで固定される
請求項１２に記載の電子機器。
前記第１の放熱板の前記凹部の周囲には、前記第１の放熱板を貫通する第１のネジ穴が形成され、
前記基材の表面には、第２のネジ穴が形成され、
前記第２の放熱板には、前記第２の放熱板を貫通する第３のネジ穴が形成され、
前記電子機器は、さらに、ネジを備え、
前記第１の放熱板および前記第２の放熱板は、前記ネジを前記第１のネジ穴、第２のネジ穴および第３のネジ穴と螺合させることで前記基材に固定される
請求項１２に記載の電子機器。
前記第１のネジ穴は、前記凹部の両側に形成された２つのネジ穴から構成され、
前記第２のネジ穴は、２つのネジ穴から構成され、
前記第３のネジ穴が、２つのネジ穴から構成され、
前記ネジは、２つのネジから構成される
請求項１４に記載の電子機器。
前記基材の表面には、前記第２のネジ穴が形成された凸部が形成され、
前記第１の放熱板および前記第２の放熱板は、前記凸部が前記第１の放熱板の裏面、又は前記第２の放熱板の裏面に接触した状態で前記基材に固定される
請求項１２に記載の電子機器。
前記基材の表面には、凸部が形成され、
前記第１の放熱板および前記第２の放熱板は、前記凸部が前記第１の放熱板の裏面、又は前記第２の放熱板の裏面に接触した状態で前記基材に固定される
請求項１２に記載の電子機器。
放熱板と、
前記放熱板が表面に固定される基材と、
前記放熱板と前記基材との間に配置された半導体素子と、
前記半導体素子に電気的に接続され、前記放熱板と前記基材との間に配置された配線部材と、
前記配線部材、前記放熱板および前記半導体素子、又は前記配線部材、前記基材および前記半導体素子と接触した状態で前記放熱板と前記基材との間に配置され、前記放熱板を前記基材に固定する熱伝導性部材とを備える
電子機器。
前記配線部材は、複数の配線部材から構成され、
前記放熱板は、前記複数で配線部材で共用される
請求項１８に記載の電子機器。
前記放熱板の外形寸法は、前記配線部材の外形寸法より大きく、
前記放熱板の端部は、前記配線部材の外側に向かって突出している
請求項１８に記載の電子機器。