JP2012227472A - 電子部品の実装構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】配線基板に実装されたチップ部品の、耐熱応力性と耐振動性と放熱性との向上を図った、信頼性に優れるとともに高温環境でも使用可能な、電子部品の実装構造体を得ることである。
【解決手段】回路基板の回路パターンに実装されたチップ部品と、チップ部品の両端に設けられた電極と、電子部品に配設された伝熱材と、伝熱材に接触するとともに、回路パターンと平行に固定された覆体とを備え、電極が回路接合部と立脚部とを有し、電子部品の設置高さと伝熱材の厚みとの合計が、覆体を固定する前より、固定後の方が薄くなっている電子部品の実装構造体。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品を搭載した基板を筐体に設置した電子部品の実装構造体に関する。

コンデンサなどのチップ部品は、線膨張係数が銅と大きく異なるという点で、実装構造に制約が多い。
例えば、このような線膨張係数のおおきな違いは、チップコンデンサの端部の厚膜電極を回路基板の電極パッドに半田接合で実装した場合、使用時の温度変化に伴い接合部に熱応力が生じる。そして、発生した応力がチップコンデンサ本体に集中すると、最悪チップコンデンサが破壊するとの懸念があった。

このような熱応力によるチップコンデンサの破壊を防止する手段として、電極形状により、半田が濡れる領域を限定して、半田付けによる拘束がチップコンデンサ本体にはならずに、電極内となるようにする等の工夫が行われている。
しかし、この手段でも、サイズが大きな大容量のチップコンデンサでは、使用時の温度変化に伴う熱応力が増大し、厚膜電極に直接半田付けすると、発生する熱応力がチップコンデンサの耐力を超えてしまうとの問題があった。

上記の問題を解決するチップ部品の実装構造体として、電極に低線膨張係数の金属端子が接合された複合積層セラミックコンデンサを、金属端子を介して配線基板に半田接合するものが提案されている。この構造体は、金属端子の高さが該コンデンサの厚みより大きくなっており、該コンデンサが、熱応力の影響を防ぐ空隙を設けて配線基板に実装されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１記載のチップ部品の実装構造体は、チップ部品の金属端子を介して配線基板に半田接合したものであり、チップ部品からの熱は金属端子を介して基板へ伝達されるが、金属端子はバネ性を有する薄板で形成されており、熱抵抗が大きいので、伝熱性が低く、チップ部品の放熱が不十分になるとの問題があった。

チップ部品を搭載した配線基板を用いた電子機器は、例えば、電動パワーステアリング、電動コンプレッサ、電動エアコン、電動ポンプ、ＤＣ―ＤＣコンバータ、インバータ等の車載用電装品にも用いられている。
特許文献１記載のチップ部品の実装構造体は、このような用途では、使用温度が高くなるので、チップ部品の放熱性がさらに不十分であるとの問題があった。
それと、車載用電装品には、大きな振動が加わるので、薄板の金属端子を介して回路基板に半田接合した実装構造体では、振動がチップ部品に伝達し、チップ部品が破損するとの問題もあった。

そこで、電極を介した配線基板への伝熱以外の伝熱経路により、電子部品の熱を放熱する実装構造体が望まれている。
電子部品の放熱を配線基板側への伝熱によらない、電子部品の実装構造体には、コンデンサやコイル等の部品を配線基板面へは実装せず、各部品が収納されるケース体のケース枠部に搭載し、これらの部品におけるケース枠部側の反対側の面と、ケース体のケース蓋部の内面との間に伝熱材を設けたものがある。
この実装構造体では、実装部品である、コンデンサやコイル等から発生する熱は、伝熱材を介してケース蓋部に伝達され、ケース蓋部の外表面から放熱される（例えば、特許文献２参照）。

特開平１１−０４５８２１号公報（第３頁、第１０図） 特開２０１０−１６７８７１号公報（第７−８頁、第４図）

特許文献２に記載の実装構造体では、コンデンサやコイル等の部品はケース枠部に搭載され、ケース蓋部もケース枠部に搭載されており、コンデンサやコイル等の部品が発生する熱は、伝熱材を介してケース蓋体に伝達され、放熱は、ほとんどケース蓋体の表面から行われるので、コンデンサやコイル等の部品からの発熱量が大きい場合、放熱が不十分になるとの問題があった。

また、半殻状のケース蓋部をケース枠部に設置することにより、ケース蓋部の内面で伝熱材をコンデンサやコイル等の部品の面に押圧しているので、伝熱材を部品に押し付ける圧力を調整できず、押し付け圧力が弱いと、振動が加わった場合に伝熱材がずれたり取れたりし、逆に押し付け圧力が強いと、部品に無理な力が加わり、部品が破損するとの問題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、配線基板に実装されたチップ部品の、耐熱応力性と耐振動性と放熱性との向上を図った、信頼性に優れるとともに高温環境でも使用可能な、電子部品の実装構造体を提供することである。

本発明に係わる電子部品の実装構造体は、配線基板と、配線基板の回路パターンに実装された電子部品と、電子部品の両端に設けられた電極と、電子部品における回路パターン側の反対側の面に配設された伝熱材と、伝熱材における電子部品との接触面の反対側の面に接触するとともに、回路パターンに対して平行に固定された覆体とを備えた電子部品の実装構造体であって、電子部品がチップ部品であり、電極が、回路パターンと接合する回路接合部と、電子部品を回路パターンから浮かす立脚部とを有しており、回路パターン面から電子部品の伝熱材側の面までの高さである電子部品の設置高さと伝熱材の厚みとの合計が、覆体を固定する前より、固定後の方が薄くなっているものである。

本発明に係わる電子部品の実装構造体は、配線基板と、配線基板の回路パターンに実装された電子部品と、電子部品の両端に設けられた電極と、電子部品における回路パターン側の反対側の面に配設された伝熱材と、伝熱材における電子部品との接触面の反対側の面に接触するとともに、回路パターンに対して平行に固定された覆体とを備えた電子部品の実装構造体であって、電子部品がチップ部品であり、電極が、回路パターンと接合する回路接合部と、電子部品を回路パターンから浮かす立脚部とを有しており、回路パターン面から電子部品の伝熱材側の面までの高さである電子部品の設置高さと伝熱材の厚みとの合計が、覆体を固定する前より、固定後の方が薄くなっているものであり、配線基板に実装されたチップ部品の耐熱応力性と耐振動性と放熱性とが優れている。

本発明の実施の形態１に係わる電子部品の実装構造体の断面模式図である。 本発明の実施の形態１に係わる電子部品の実装構造体において配線基板に放熱体を設けた状態を示す断面模式図である。 本発明の実施の形態２に係わる電子部品の実装構造体の断面模式図である。 本発明の実施の形態３に係わる電子部品の実装構造体の断面模式図である。 本発明の実施の形態４に係わる電子部品の実装構造体の断面模式図である。 本発明の実施の形態４に係わる電子部品の実装構造体における、別の形状の突出部が設けられた覆体を説明する図である。 本発明の実施の形態５に係わる電子部品の実装構造体における覆体を説明する、上面模式図（ａ）と側面模式図（ｂ）とである。 本発明の実施の形態５に係わる電子部品の実装構造体における、別例の覆体を説明する側面模式図である。 本発明の実施の形態６に係わる電子部品の実装構造体における覆体を説明する、内表面模式図（ａ）と側面模式図（ｂ）とである。 本発明の実施の形態６に係わる電子部品の実装構造体における、別例の覆体を説明する側面模式図である。 本発明の実施の形態７に係わる電子部品の実装構造体で用いられる覆体の伝熱材接触面の状態を示す断面模式図である。 本発明の実施の形態７における覆体の伝熱材接触面に形成された、第１の形状の突起部（ａ）と第２の形状の突起部（ｂ）とを示す平面模式図である。 本発明の実施の形態８に係わる電子部品の実装構造体における電子部品の、第１の形状の電極（ａ）と第２の形状の電極（ｂ）とを示す正面模式図である。 本発明の実施の形態９に係わる電子部品の実装構造体における電子部品の、第１の形状の電極（ａ）と第２の形状の電極（ｂ）とを示す側面模式図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係わる電子部品の実装構造体の断面模式図である。
図１に示すように、本実施の形態の電子部品の実装構造体１００は、配線基板３０と、配線基板３０の回路パターンに実装された電子部品１０と、電子部品１０の両端に設けられた電極２０と、電子部品１０の回路パターン側の反対側の面に配設された伝熱材４０と、伝熱材４０の電子部品１０との接触面（電子部品接触面と記す）の反対側の面（覆体接触面と記す）に配設された覆体５０と、覆体５０と配線基板３０との間に設けられたスペーサ７５と、覆体５０をスペーサ７５を介して配線基板３０に固定する固定機構である、ボルト７０とナット７１とを備えており、覆体５０が回路パターン面と平行に配線基板３０に固定されている。

本実施の形態では、配線基板３０は、表面に絶縁層を介して銅箔の回路パターンが形成されているアルミ基板である。
電子部品１０は、抵抗やコンデンサの表面実装用チップ部品であり、その両端には、電極２０が接続されており、電極２０の一端は内側に折り曲げられており、折曲げられた部分が、配線基板３０の回路パターンに半田で接合される回路接合部２４ａとなっている。

また、電極２０には立脚部２４ｂが設けられており、回路接合部２４ａと電子部品１０の回路パターン側の面との間に空隙が形成されている。すなわち、電子部品１０は、配線基板３０から浮いた状態で実装されている。
また、電極２０には、例えば、４２アロイが用いられ、その幅は電子部品１０の幅と同じとし、厚みはバネ性をもたせるため０．１〜０．２ｍｍと薄くし、電子部品１０を配線基板３０から浮かせる立脚部２４ｂの高さは、０．３ｍｍ〜１ｍｍ程度である。

本実施の形態の電子部品の実装構造体１００では、電子部品１０が、立脚部２４ｂが設けられた電極２０を介して配線基板の回路パターンに接合されているので、電子部品１０に、パッケージサイズの略称が３２１６、４５３２、５７５０のような大きいチップ部品を用いても、チップ部品に生じる熱応力を低減することができる。
また、電子部品１０が、セラミックが主たる構成材料のコンデンサである場合、電極２０を形成する材料に、５ｐｐｍ／℃程度の低線膨張係数の４２アロイを用いると、熱応力の低減に、特に有効である。また、電極２０を形成する材料には、４２アロイ以外に、いわゆるインバー合金が用いられ、同様に熱応力を低減することができる。

本実施の形態の電子部品の実装構造体１００では、電子部品１０の熱は、電極２０を介して配線基板３０に伝導し、配線基板３０から放熱される以外に、電子部品１０の伝熱材４０との接触面（伝熱材接触面と記す）が伝熱材４０を介して覆体５０の内表面と接しているので、覆体５０にも伝導し、覆体５０の外表面から放熱される。放熱性の面から覆体５０は金属であることが好ましい。
それと、覆体５０に伝導した熱は、ボルト７０を金属で形成することにより、配線基板３０へ効率良く伝導でき、配線基板３０から放熱される。

本実施の形態では、電極２０が薄板で形成されており、電極２０の伝熱面積が小さいので、電極２０を介して配線基板３０に伝導する熱量は小さい。特に電極２０に４２アロイを用いた場合は、４２アロイの熱伝導率が小さいので、配線基板３０に伝導する熱量がさらに小さくなる。
しかし、本実施の形態の電子部品の実装構造体１００は、電極以外にも電子部品の熱を伝導し外部に放熱する経路を有しており、放熱性が優れている。

本実施の形態の電子部品の実装構造体１００では、配線基板３０の回路パターン面と覆体５０の内表面との間隔をスペーサ７５で調整することにより、電子部品１０と覆体５０との間に設置された伝熱材４０に加わる圧力を調整して、伝熱材４０の電子部品接触面と電子部品１０の伝熱材接触面との確実な接触、および、伝熱材４０の覆体接触面と覆体５０の内表面との確実な接触を実現し、電子部品１０から覆体５０への熱伝導における熱抵抗を低くすることにより、放熱性を向上させている。

また、覆体５０から伝熱材４０を介して電子部品１０に加わる押圧力も調整できるので、この押圧力による電子部品の破壊も防止できる。
それと、電極２０に立脚部２４ｂが設けられており、立脚部２４ｂはバネ性を有しているので、例え、覆体５０から電子部品１０への押圧力が過剰になっても、立脚部２４ｂが押圧力を緩和するので、電子部品１０の破壊を防止できる。

また、電子部品１０は、伝熱材４０を介して覆体５０から押圧力が加えられ、伝熱材４０を介してではあるが、覆体５０で固定されているので、振動が加わっても、電子部品１０が大きく振動するのが防止でき、耐振性が優れている。それと、スペーサ７５を調整することにより、確実に押圧力を加えることができ、伝熱材４０が、ずれたり外れたりすることも防止できる。

伝熱材４０の厚みは、熱抵抗を下げるので、できるだけ薄い方が好ましい。
そこで、本実施の形態の電子部品の実装構造体では、配線基板３０の回路パターン面から電子部品１０の伝熱材接触面までの高さ（電子部品の設置高さと記す）と伝熱材４０の厚みとの合計が、覆体５０を配線基板３０へ固定する前より、固定後の方が薄くなるように、スペーサ７５の高さが調整されている。
すなわち、配線基板３０の回路パターン形成面から配線基板３０に固定した覆体５０の伝熱材接触面である内表面までの間隔が、電子部品１０の設置高さより大きく、覆体５０を固定する前の電子部品１０の設置高さと伝熱材４０の厚みとの合計より小さくなるように、スペーサ７５の高さが設定されている。

このような構造になっているので、覆体５０を固定すると、覆体５０が伝熱材４０を電子部品１０に押し付けるように圧力がかかり、伝熱材４０がグリースや接着剤のように流動性のある材質の場合は、伝熱材４０を排斥し、シートの場合は、伝熱材４０を圧延して薄くして、伝熱材４０の低熱抵抗化が図れる。併せて、電子部品１０と伝熱材４０との間、および伝熱材４０と覆体５０との間の、接触熱抵抗も低減でき、さらに放熱性を高めることができる。
付け加えて、個々の電子部品の実装のばらつきにより生じる高さの差も吸収でき、全ての接触箇所で放熱性を改善できる。

そして、伝熱材４０に、可撓性のある材料を用い、そのバネ定数をバネ性のある電極２０のバネ定数よりも小さく設定しておくと、伝熱材４０の厚みを押圧力により薄くすることが容易に達成できる。
そのような、伝熱材４０の材料としては、例えばシリコーンシートなどが挙げられ、熱伝導率６Ｗ／ｍＫ程度のものが好ましい。

また、伝熱材４０のバネ定数を電極２０のものより小さくすると、例えば、伝熱材シートの厚みばらつきや実装後の電子部品の設置高さ変動を吸収するように、伝熱材４０の厚みを大きくした場合でも、伝熱材４０が大きく変形し、電極２０の変形量が増大するのを抑え、電極２０が破損するのを防止できる。
また、電子部品１０が傾いて実装された場合に、覆体５０を電子部品１０に直接押し当てる構成の場合では、覆体５０が電子部品１０に片当たりするが、本実施の形態のように、伝熱材４０を介在させることで片当たりが発生せず、片当たりによる応力の増大を防止し、電子部品１０の破損を防ぐことができる。

図２は、本発明の実施の形態１に係わる電子部品の実装構造体において配線基板に放熱体を設けた状態を示す断面模式図である。
図２に示す、本実施の形態の電子部品の実装構造体１００において、配線基板３０の電子部品実装面の反対側の面にヒートシンク等の放熱体９０を設けた電子部品の実装構造体１００ａは、配線基板３０側の熱抵抗を小さくし、放熱性を高めることができる。
配線基板３０と放熱体９０の間には伝熱材を設けることが好ましく、また、ねじ止め等で配線基板３０と放熱体９０とを機械的に接続することにより、耐振性を向上することができる。

本実施の形態の電子部品の実装構造体１００と１００ａとは、電子部品の設置高さと伝熱材４０の厚みとの合計が、覆体５０を配線基板３０へ固定する前より、固定後の方が薄くなるように設定されており、常時、押圧力が電子部品および伝熱材にかけられた状態となり、振動が加わっても振動エネルギが減衰し、不必要な共振により電子部品の振幅が増大するのを防止できる。
また、伝熱材４０が電子部品１０と覆体５０との間に介在するので、覆体５０が電子部品１０に片当たりして擦れるなどの不具合が防止できる。

本実施の形態では、配線基板３０と覆体５０との固定は、ねじ止めとしたが、スペーサを設けておけば、覆体５０を配線基板３０に対して圧力をかけることができる固定法で良く、圧入やパッチン止め、板バネによる固定が挙げられ、押え機構を設けても良い。
また、配線基板３０の覆体５０への固定が、ねじ止めの場合、ねじ７０の締め付けトルクで伝熱材４０の厚み管理ができるなら、スペーサ７５を省略しても良い。

実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２に係わる電子部品の実装構造体の断面模式図である。
図３に示すように、本実施の形態の電子部品の実装構造体２００は、配線基板３０と、配線基板３０の回路パターンに実装された、第１の電子部品１０ａと第２の電子部品１１と第３の電子部品１２と、第１の電子部品１０ａの両端に設けられた電極２０ａと、各電子部品が搭載された配線基板３０を固定した筐体本体６０と、筐体本体６０の蓋となる覆体５０ａと、覆体５０ａと第１の電子部品１０ａとの間に配設された伝熱材４０とを備えている。
すなわち、電子部品を実装した配線基板３０は、筐体本体６０と覆体５０ａとで形成される筐体に収納されている。

筐体本体６０は、配線基板３０を搭載した部分（基板搭載部と記す）６０ｂと基板搭載部６０ｂの周囲に設けられた壁である周壁部６０ａとを備えており、覆体５０ａが、周壁部６０ａの上面に接するとともに、配線基板３０の回路パターンに対して平行に、配置されている。
伝熱材４０は、覆体５０ａの内表面と第１の電子部品１０ａの伝熱材接触面との間に、これらの面と接して配設されている。

本実施の形態において、配線基板３０は、表面に絶縁層を介して銅箔で回路パターンが形成されているアルミ基板である。
筐体本体６０は、フィン６１が設けられており、電子部品が搭載された配線基板３０からの熱を放熱する放熱体でもあり、金属で形成されるのが好ましい。
覆体５０ａも、放熱性の面から金属であることが好ましい。
伝熱材４０は、実施の形態１のものと同様である。

第２の電子部品１１は、半導体素子をパッケージングした部品であり、半田接合面全体に電極を形成しており、耐熱応力性が高い。
第３の電子部品１２は、パッケージサイズの略称が１００５、１６０８、２０１２のような、小さいチップ部品であり、耐熱応力性が高く、チップ部品本体の側面から裏面および表面にかけて設けられた電極２１を配線基板３０に半田付けしても問題なく使用できる。
第１の電子部品１０ａは、実施の形態１における電子部品１０と同様の、パッケージサイズの略称が３２１６、４５３２、５７５０等である、大きいな抵抗やコンデンサ等のチップ部品である。
第１の電子部品１０ａの電極２０ａの構造も、実施の形態１における電子部品１０の電極２０の構造と同様である。

本実施の形態において、配線基板３０は筐体本体６０に、ねじ７３等により機械的に固定されているが、配線基板３０と筐体本体６０との接触熱抵抗を小さくするため、配線基板３０と筐体本体６０との間に伝熱材を設けて固定しても良い。
また、覆体５０ａは、筐体本体６０の周壁部６０ａの上面に、ねじ７２等の固定機構により機械的に固定されており、蓋である覆体５０ａとケース本体である筐体本体６０とで、ケースを形成している。
また、覆体５０ａは、配線基板３０の回路パターン形成面と平行になっているので、筐体本体６０の周壁部６０ａにより、覆体５０ａの内表面と配線基板３０の回路パターン形成面との間隔が規定されている。

そして、本実施の形態の電子部品の実装構造体２００でも、第１の電子部品１０ａの設置高さと伝熱材４０の厚みとの合計が、覆体５０ａを周壁部６０ａへ固定する前より、固定後の方が薄くなるように、周壁部６０ａの高さが調整されている。
すなわち、配線基板３０の回路パターン形成面から周壁部６０ａに固定された覆体５０ａの伝熱材接触面である内表面までの間隔（配線基板から覆体までの間隔と記す）が、第１の電子部品１０ａの設置高さより大きく、覆体５０ａを固定する前の第１の電子部品１０ａの設置高さと伝熱材４０の厚みとの合計より小さくなるように、周壁部６０ａの高さが設定されている。
本実施の形態でも、伝熱材４０には、流動性のあるグリースや接着剤、あるいは、押圧されて薄くなるシートが用いられる。

サイズが大きく発熱量が大きいチップ部品である第１の電子部品１０ａは、その電極構造が実施の形態１における電子部品１０の電極構造と同様であり、部品にかかる熱応力を低減できるようになっている。
そのため、第１の電子部品１０ａから配線基板まで、すなわち、第１の電子部品１０ａから放熱体である筐体本体６０までの熱抵抗が大きく、この熱伝導経路による放熱は不十分である。

しかし、本実施の形態の電子部品の実装構造体２００では、配線基板３０から覆体５０ａまでの間隔が、上記のようになっているので、第１の電子部品１０ａからの熱は、伝熱材４０を介して覆体５０ａまで伝導され、覆体５０ａの外表面から放熱することができる。それと、覆体５０ａに伝導した熱は、筐体本体６０へも伝導され、筐体本体６０からも放熱される。

また、配線基板３０から覆体５０ａまでの間隔が、上記のようになっているので、第１の電子部品１０ａは、伝熱材４０を介して覆体５０ａから押圧力が加えられ、伝熱材４０を介してではあるが、覆体５０ａで固定されており、耐振性が優れている。それと、周壁部６０ａの高さを調整することにより、確実に押圧力を加えることができ、伝熱材４０がずれたり外れたりすることも防止できる。
また、第１の電子部品１０ａの電極構造が実施の形態１の電子部品１０の電極構造と同様であるので、第１の電子部品１０ａに覆体５０ａから加わる押圧力を、バネ性がある立脚部で緩和でき、第１の電子部品１０ａの破壊を防止できる。
また、覆体５０ａが第１の電子部品１０ａに片当たりするのも防止できる。

本実施の形態では、配線基板３０に、放熱性が高いのでアルミ基板を用いているが、樹脂を用いたプリント基板やセラミック基板でも良い。
プリント基板の場合、筐体本体６０からの放熱性を高めるために、発熱部品直下にスルーホールや銅柱などを設けて熱抵抗を下げるのが好ましい。しかし、配線基板３０の裏面に電極があり、この電極と筐体本体６０との電位が異なる場合は、配線基板３０と筐体本体６０との間に絶縁層を設ける。

また、樹脂を用いたプリント基板や、低熱伝導率のセラミック材で形成されたセラミック基板の場合は、第１の電子部品１０ａから、放熱体でもある筐体本体６０までの熱抵抗が、さらに増大するので、第１の電子部品の熱を覆体５０ａから放熱する本構成が特に有効となる。
本実施の形態では、配線基板３０に電子部品を搭載しているが、筐体本体６０の表面に絶縁層を介して銅箔による回路パターンを形成し、この回路パターンに電子部品を搭載しても良い。この場合は、特に、第２の電子部品１１や第３の電子部品１２の放熱性が向上する。

本実施の形態では、第１の電子部品１０ａに伝熱材が設けられているが、第２の電子部品１１や第３の電子部品１２に伝熱材を設けて、これらの電子部品の熱を覆体に伝導し、覆体から放熱しても良い。
本実施の形態では、配線基板３０の筐体本体６０への固定、および、覆体５０ａの筐体本体６０への固定は、ねじ止めとしたが、配線基板３０を筐体本体６０に圧力をかける固定法、および、覆体５０ａを筐体本体６０に対して圧力をかける固定法を用いることができ、このような固定法として、圧入やパッチン止め、板バネによる固定が挙げられ、押え機構を設けても良い。

実施の形態３．
図４は、本発明の実施の形態３に係わる電子部品の実装構造体の断面模式図である。
図４に示すように、本実施の形態の電子部品の実装構造体３００は、覆体に、伝熱材４０との接触部の反対側である外表面にフィン５１が設けられた覆体５０ｂを用いた以外、実施の形態２の電子部品の実装構造体と同様であり、実施の形態２の電子部品の実装構造体と同様な効果を有する。
また、覆体の伝熱材４０との接触部の反対側にフィン５１が設けられているので、放熱性が向上している。
それと、フィン５１が覆体の補強にもなるので、覆体の厚みを薄くすることができる。

フィン５１は、伝熱材を介して覆体にねじ止めなどで機械的に接続しても良いが、覆体とフィンを一体に成型することが、効率的であり、且つ熱抵抗を下げるので好ましい。
図４では、フィン５１が、覆体の発熱する電子部品の周辺のみに設けられているが、覆体全域の外表面に設けても良い。
蓋体の伝熱材との接触部の反対側にフィンを設けることは、実施の形態１の電子部品の実装構造体にも適用でき、同様な効果を有する。

実施の形態４．
図５は、本発明の実施の形態４に係わる電子部品の実装構造体の断面模式図である。
図５に示すように、本実施の形態の電子部品の実装構造体４００は、覆体に、内表面における第１の電子部品１０ａが投影される部分に、第１の突出部５３が設けられた覆体５０ｃが用いられ、配線基板３０の回路パターン形成面から周壁部６０ａに固定された覆体５０ｃの伝熱材接触面である第１の突出部５３の表面までの間隔が、第１の電子部品１０ａの設置高さより大きく、覆体５０ｃを固定する前の第１の電子部品１０ａの設置高さと伝熱材４０の厚みとの合計より小さくなるように、周壁部６０ａの高さが設定されている以外、実施の形態２の電子部品の実装構造体と同様であり、実施の形態２の電子部品の実装構造体と同様な効果を有する。

本実施の形態の電子部品の実装構造体４００は、覆体５０ｃが、内表面の第１の電子部品１０ａの投影部に第１の突出部５３が設けられているので、図５に示すように配線基板３０に、第１の電子部品１０ａの設置高さより、かなり高い電子部品１３が搭載されていても、第１の電子部品１０ａと覆体５０ｃとの間に配設される伝熱材４０の厚みを薄くでき、第１の電子部品１０ａの熱を覆体へ伝導する伝導路の熱抵抗が増大するのが防止できる。

本実施の形態において、第１の突出部５３の伝熱材４０との接触面のサイズは、第１の電子部品１０ａの伝熱材接触面のサイズより大きめになっており、覆体５０ｃにおける第１の突出部５３の周囲に向かって熱を広げることができ、放熱性を高めることができる。
図示しないが、実施の形態３のように、蓋体における、伝熱材との接触部の反対側の外表面にフィンを設けても良い。

図６は、本発明の実施の形態４に係わる電子部品の実装構造体における、別の形状の第１の突出部が設けられた覆体を説明する図である。
図６に示すように、別の形状の第１の突出部が設けられた覆体５０ｄは、肉厚を大きく変化させずに覆体を塑性変形させて形成した第１の突出部５４を備えたものである。この第１の突出部５４はプレス加工により形成でき、覆体の製造が容易である。

図示しないが、本実施の形態の第１の突出部は、覆体における、第１の電子部品が投影される部分に加え、他の電子部品が投影される部分にも設けても良く、この場合、この突出部と他の電子部品との間に伝熱材を配設して、他の電子部品の熱を覆体から放熱することもできる。

実施の形態５．
図７は、本発明の実施の形態５に係わる電子部品の実装構造体における覆体を説明する、上面模式図（ａ）と側面模式図（ｂ）とである。
図７に示す本実施の形態の電子部品の実装構造体は、覆体に、覆体５０ｃの第１の突出部５３の三方の周囲に、第１の突出部５３を囲んで、貫通孔８０が設けられた覆体５０ｅを用いた以外、実施の形態４の電子部品の実装構造体と同様である。

図８は、本発明の実施の形態５に係わる電子部品の実装構造体における、別例の覆体を説明する側面模式図である。
図８に示す本実施の形態の電子部品の実装構造体は、覆体に、覆体５０ｄの第１の突出部５４の三方の周囲に、第１の突出部５４を囲んで、貫通孔８０が設けられた覆体５０ｆを用いた以外、実施の形態４の電子部品の実装構造体４００と同様である。

本実施の形態では、覆体の第１の突出部の三方の周囲に、第１の突出部を囲んで貫通孔が設けられているので、覆体の伝熱材を介して第１の電子部品に押圧力を加える部分がバネ性を有することとなり、第１の電子部品に加わる応力を緩和できる。
また、第１の電子部品の周囲の対流を促進して放熱性を向上することもできる。

実施の形態６．
図９は、本発明の実施の形態６に係わる電子部品の実装構造体における覆体を説明する、内表面模式図（ａ）と側面模式図（ｂ）とである。
図９に示す本実施の形態の電子部品の実装構造体は、覆体に、覆体５０ａの内表面に第１の電子部品１０ａの外周を囲むように形成された第２の突出部５５が設けられた覆体５０ｇを用いた以外、実施の形態２の電子部品の実装構造体と同様である。

この覆体５０ｇを用いた電子部品の実装構造体では、伝熱材４０の位置決めが容易になり生産性が向上するとともに、伝熱材４０のずれが防止でき長期信頼性が向上する。
図９（ｂ）に示すように、第２の突出部５５をフィン構造にすると放熱性も向上する。
この覆体の構造は、実施の形態１や実施の形態３の電子部品の実装構造体にも適用できる。

図１０は、本発明の実施の形態６に係わる電子部品の実装構造体における、別例の覆体を説明する側面模式図である。
図１０に示す本実施の形態の電子部品の実装構造体は、覆体に、覆体５０ａの外表面に厚み方向の溝５６を形成し、覆体５０ａの内表面側に突部を、第１の電子部品１０ａの外周を囲むように設けた覆体５０ｈを用いた以外、実施の形態２の電子部品の実装構造体と同様である。

この覆体５０ｈを用いた電子部品の実装構造体では、伝熱材４０の位置決めが容易になり生産性が向上するとともに、覆体における、伝熱材を介して第１の電子部品に押圧力を加える部分がバネ性を有することとなり、第１の電子部品に加わる応力を緩和できる。
この覆体の構造は、実施の形態１の電子部品の実装構造体にも適用できる。

実施の形態７．
図１１は、本発明の実施の形態７に係わる電子部品の実装構造体で用いられる覆体の伝熱材接触面の状態を示す断面模式図である。
図１２は、本発明の実施の形態７における覆体の伝熱材接触面に形成された、第１の形状の突起部（ａ）と第２の形状の突起部（ｂ）とを示す平面模式図である。

図１１に示すように、本実施の形態の電子部品の実装構造体は、覆体が、伝熱材接触面に複数の細かい突起部５２が設けられた覆体５０ｉである以外、実施の形態１の電子部品の実装構造体と同様である。
そして、伝熱材接触面の突起部５２の形状は、例えば、図１２（ａ）に示す溝状突起部５２１や図１２（ｂ）に示すバンプ状突起部５２２が挙げられる。

本実施の形態のような、伝熱材接触面に突起部５２が形成された覆体５０ｉでは、覆体５０ｉで伝熱材４０を押圧した時、伝熱材がグリースや接着剤等の流動性のものの場合、伝熱材の排斥効果が高まるとともに、伝熱材の領域に熱伝導性が高い覆体が混在する状態となり、熱抵抗を低減することがで、放熱性を高めることができる。
また、伝熱材がシートの場合、伝熱材を薄く延ばすことに加え、やはり伝熱材の領域に熱伝導性が高い覆体が混在する状態となり、熱抵抗を低減することができ、放熱性を高めることができる。

覆体５０ｉの突起部５２は、先端が平坦でも良いが、図１１に示すように、先端を細くした方が、効果が大であり好ましい。
また、突起部５２が溝状突起部５２１である場合、溝の方向は電子部品１０の短手方向が好ましい。
そして、突起部５２は、覆体５０ｉの製造時に同時に形成することができる。
本実施の形態の複数の細かい突起部が設けられた覆体は、実施の形態２〜実施の形態６の覆体として適用でき、同様な効果を有する。

実施の形態８．
図１３は、本発明の実施の形態８に係わる電子部品の実装構造体における電子部品の、第１の形状の電極（ａ）と第２の形状の電極（ｂ）とを示す正面模式図である。
図１３に示すように、本実施の形態の電子部品の実装構造体は、電子部品１０の電極における立脚部が屈曲している以外、実施の形態１の電子部品の実装構造体と同様である。

すなわち、本実施の形態における、第１の形状の電極は、図１３（ａ）に示すように、立脚部２４ｂが一定の角度で内側に屈曲した電極２０ｂであり、第２の形状の電極は、図３１（ｂ）に示すように、立脚部２４ｂがくの字状に内側に屈曲した電極２０ｃである。

本実施の形態の電子部品の実装構造体は、実施の形態１の電子部品の実装構造体と同様な効果を有するとともに、電子部品の電極が上記のような形状であるので、立脚部２４ｂのバネ性が高く、押圧力を緩和する能力が大きく、電子部品１０の破壊を防止する効果が大きい。
本実施の形態の電子部品の電極は、実施の形態２〜実施の形態７の、電子部品あるいは第１の電子部品の電極にも適用でき、同様な効果を有する。

実施の形態９．
図１４は、本発明の実施の形態９に係わる電子部品の実装構造体における電子部品の、第１の形状の電極（ａ）と第２の形状の電極（ｂ）とを示す側面模式図である。
本実施の形態の電子部品の実装構造体は、電子部品１０の各端部に接合された電極に、第１の形状の電極として図１４（ａ）に示した、長手方向で分割されている電極２０ｄ、あるいは、第２の形状の電極として図１４（ｂ）に示した、回路接合部と電子部品との接合部とが、長手方向で分割されている電極２０ｅを用いた以外、実施の形態１の電子部品の実装構造体と同様である。

本実施の形態の電子部品の実装構造体は、実施の形態１の電子部品の実装構造体と同様な効果を有するとともに、電子部品１０が、図１４（ａ）あるいは図１４（ｂ）にあるように、少なくとも電極の電子部品との接合部と回路接合部とが、電極の長手方向で分割されており、電極の配線基板３０に半田接合する面積が広くなり熱応力が増大する場合でも、熱応力を緩和することができる。
本実施の形態では、電極全体あるいは局部の分割は２分割であるが、加工が可能であれば、これに限定されない。
本実施の形態の電子部品の電極は、実施の形態２〜実施の形態８の、電子部品あるいは第１の電子部品の電極として適用でき、同様な効果を有する。

本発明に係わる電子部品の実装構造体は、配線基板に搭載されたチップ部品に加わる熱応力を低減するとともに、このチップ部品からの熱を効率よく放熱するものであり、高温環境で使用される機器に用いられる。

１０ 電子部品、１０ａ 第１の電子部品、１１ 第２の電子部品、
１２ 第３の電子部品、１３ 電子部品、
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２１ 電極、
２４ａ 回路接合部、２４ｂ 立脚部、３０ 配線基板、４０ 伝熱材、
５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ，５０ｅ，５０ｆ，５０ｇ 覆体、
５０ｈ，５０ｉ 覆体、５１ フィン、５２ 突起部、５２１ 溝状突起部、
５２２ バンプ状突起部、５３，５４ 第１の突出部、５５ 第２の突出部、
５６ 溝、６０ 筐体本体、６０ａ 周壁部、６０ｂ 基板搭載部、
６１ フィン、７０ ボルト、７１ ナット、７２，７３ ねじ、
７５ スペーサ、８０ 貫通孔、９０ 放熱体、
１００，１００ａ，２００，３００，４００ 電子部品の実装構造体。

Claims (15)

1. 配線基板と、上記配線基板の回路パターンに実装された電子部品と、上記電子部品の両端に設けられた電極と、上記電子部品における上記回路パターン側の反対側の面に配設された伝熱材と、上記伝熱材における上記電子部品との接触面の反対側の面に接触するとともに、上記回路パターンに対して平行に固定された覆体とを備えた電子部品の実装構造体であって、
   上記電子部品がチップ部品であり、上記電極が、上記回路パターンと接合する回路接合部と、上記電子部品を上記回路パターンから浮かす立脚部とを有しており、上記回路パターン面から上記電子部品の伝熱材側の面までの高さである電子部品の設置高さと上記伝熱材の厚みとの合計が、上記覆体を固定する前より、固定後の方が薄くなっている電子部品の実装構造体。
2. 上記覆体が、スペーサを介して配線基板に固定機構で固定されており、上記配線基板の回路パターン形成面から上記覆体の内表面までの間隔が、電子部品の設置高さより大きく、上記覆体を固定する前の上記電子部品の設置高さと伝熱材の厚みとの合計より小さくなるように、上記スペーサの高さを設定したことを特徴とする請求項１に記載の電子部品の実装構造体。
3. 上記配線基板における電子部品の実装面の反対側に、放熱体を設けたことを特徴とする請求項２に記載の電子部品の実装構造体。
4. 上記電子部品を回路パターンに実装した配線基板が、基板搭載部と上記基板搭載部の周囲に設けられた壁である周壁部とを有する筐体本体の上記基板搭載部に固定され、覆体が上記周壁部の上面に固定機構で固定されており、上記配線基板の回路パターン形成面から上記覆体の内表面までの間隔が、上記電子部品の設置高さより大きく、上記覆体を固定する前の上記電子部品の設置高さと伝熱材の厚みとの合計より小さくなるように、上記周壁部の高さを設定したことを特徴とする請求項１に記載の電子部品の実装構造体。
5. 上記筐体本体にフィンを設けたことを特徴とする請求項４に記載の電子部品の実装構造体。
6. 上記覆体の内表面における電子部品が投影される部分に第１の突出部が設けられ、配線基板の回路パターン形成面から上記覆体の上記第１の突出部の表面までの間隔が、上記電子部品の設置高さより大きく、上記覆体を固定する前の上記電子部品の設置高さと伝熱材の厚みとの合計より小さくなるように、周壁部の高さを設定したことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の電子部品の実装構造体。
7. 上記覆体の第１の突出部の三方の周囲に、上記第１の突出部を囲んで、貫通孔が設けられたことを特徴とする請求項６に記載の電子部品の実装構造体。
8. 上記覆体の第１の突出部がバネ性を有することを特徴とする請求項７に記載の電子部品の実装構造体。
9. 上記蓋体における外表面側に、フィンを設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の電子部品の実装構造体。
10. 上記覆体の内表面における電子部品の外周に、第２の突出部を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の電子部品の実装構造体。
11. 上記覆体の外表面に上記覆体の厚み方向の溝を形成して、上記覆体の内表面側に突部を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の電子部品の実装構造体。
12. 上記蓋体の伝熱材との接触面に、複数の細かい突起部が設けられたことを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の電子部品の実装構造体。
13. 上記電極の立脚部が、屈曲していることを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載の電子部品の実装構造体。
14. 上記電極が、少なくとも電子部品の接合部と回路接合部とにおいて、上記電極の長手方向で分割されていることを特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれか１項に記載の電子部品の実装構造体。
15. 上記電極の厚みが、０．２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項１４のいずれか１項に記載の電子部品の実装構造体。

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