JP2013239669A

JP2013239669A - 電子部品実装基板

Info

Publication number: JP2013239669A
Application number: JP2012113117A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ito; 健伊藤; Yoshihito Aoki; 良仁青木
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2012-05-17
Filing date: 2012-05-17
Publication date: 2013-11-28

Abstract

【課題】コストアップすることなく大型化を抑えつつ適切な放熱特性を実現することができる電子部品実装基板を提供する。
【解決手段】信号処理を行なう信号系電子部品と電源系統を制御するパワー系電子部品３が実装された基板１であって、一端部２ａが前記基板１に接続され、第１の胴体部２ｃが前記パワー系電子部品３の上面に配設された信号系接続端子２を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子回路を構成する部品が実装された電子部品実装基板に関する。

従来、例えば内燃機関の制御等を行なう電子回路を搭載した車載電子制御装置は、図１５に示す特許文献１に記載のものが提案されていた。

図１５は電子回路が搭載された基板表面の構成を示している。図１５において、基板１００には、信号処理を行なう信号系電子部品である、入出力インターフェース回路１０１、制御回路素子１０２と、信号系電子部品およびセンサを駆動する電源電圧等を制御するパワー系電子部品である、出力素子モジュール１０３、１０４、電源用コンデンサ１０５、１０６、１０７、定電圧電源回路素子１０８等が実装されている。

１１０はコネクタハウジングであり、その内部には多数の接続ピン１１１の一端が圧入され、接続ピン１１１の他端は基板１００に半田付けされている。

１１２はコネクタハウジング１１０に挿入された外部接続用コネクタであり、多数の外部配線によって車載バッテリ１１３、車載電気負荷群１１４および車載センサ群１１５に接続されている。

尚、図１５では各電子部品に電気接続された接続端子は図示省略している。

前記パワー系電子部品（１０３〜１０８）は、信号系電子部品（１０１、１０２）に比べて大電流を消費するため、パワー系電子部品およびそれに電気接続されたパワー系接続端子から熱が発生する。

この熱によって信号系電子部品が破壊されるのを防止するため、例えば特許文献２の構成を示す図１６のように、基板と接続点を持つ放熱板（バスバー）を基板に設けることが提案されていた。

図１６において、基板２００にはプリント配線技術により導電路が形成され、該導電路に電子部品２０１、発熱部品である半導体リレー２０２（のリード２０２ａ）、端子金具２０３等が半田付けによって電気的に接続されている。

金属板材から成り、放熱面積を確保した放熱板としての第１バスバー２１１、第２バスバー２１２は、基板２００の表面に基板面に対して略垂直に配設され、第１、第２バスバー２１１、２１２の下部に形成した接続部２１１ａ，２１２ａを、半導体リレー２０２のリード２０２ａ近傍位置において第１導電路２２１、第２導電路２２２と接続している。

上記構成によって、半導体リレー２０２から発生した熱は、リード２０２ａ、第１、第２導電路２２１、２２２、接続部２１１ａ，２１２ａを介して第１、第２バスバー２１１、２１２に伝わり、該バスバー２１１，２１２に密着する図示省略のケースから放熱される。

特開２０１０−１３５５４９号公報特開２００９−２９１０４４号公報

上記図１６の構成では、第１、第２バスバー２１１、２１２は放熱機能のみを有するものであるため、実装基板が大型化するという問題があった。

本発明は上記課題を解決するものであり、その目的は、コストアップすることなく大型化を抑えつつ適切な放熱特性を実現することができる電子部品実装基板を提供することにある。

上記課題を解決するための請求項１に記載の電子部品実装基板は、プリント配線技術によるパターンが形成され、信号処理を行なう信号系電子部品と電源系統を制御するパワー系電子部品が実装された基板であって、一端部が前記基板の表面において前記パターンと電気的に接続され、基板と平行に延設された胴体部が前記パワー系電子部品の表面に配設された信号系接続端子を備えたことを特徴としている。

上記構成によれば、パワー系電子部品から発生する熱は信号系接続端子を介して放熱される。

また請求項２に記載の電子部品実装基板は、請求項１において、前記信号系接続端子と前記パワー系電子部品は機械的に接触していることを特徴としている。

また請求項３に記載の電子部品実装基板は、請求項１又は２において、前記基板に接続され、前記信号系接続端子を支持する支持部を備えたことを特徴としている。

上記構成によれば、信号系接続端子の基板への接続点は、信号系接続端子の一端と支持部の接続点との複数の接続点となる。

（１）請求項１〜３に記載の発明によれば、信号系接続端子は、本来の接続端子としての機能と、パワー系電子部品から発生する熱を放熱させる機能とを備えており、パワー系電子部品から発生する熱は信号系接続端子を介して放熱されるため、コストアップなしで実装基板の大型化を抑えつつ適切な放熱特性を実現することができる。
（２）請求項２に記載の発明によれば、信号系接続端子とパワー系電子部品は機械的に接触しているため、より優れた放熱効果が得られる。
（３）請求項３に記載の発明によれば、電子部品実装基板は、前記基板に接続され、前記信号系接続端子を支持する支持部を備えており、信号系接続端子の基板への接続点は、信号系接続端子の一端と支持部の接続点との複数の接続点となるため、信号系接続端子と基板との機械的な接続信頼性が向上する。

本発明の実施形態例による電子部品実装基板の斜視図。図１の電子部品実装基板を収容するコネクタハウジングの斜視図。本発明の実施形態例の構成を表し、（ａ）は図１の要部のみを示す斜視図、（ｂ）は図１の側面図。本発明の実施例１の構成の斜視図。本発明の実施例１の構成の側面図。本発明の実施例１の構成の他の例を示す側面図。本発明の実施例１の構成の平面図。本発明の実施例２の構成の斜視図。本発明の実施例２の構成の側面図。本発明の実施例２の構成の他の例を示す側面図。本発明の実施例２の構成の平面図。本発明の実施例３の構成の斜視図。本発明の実施例３の構成の側面図。基板における伝熱経路を表し、（ａ）は従来の伝熱経路の説明図、（ｂ）は本発明の伝熱経路の説明図。従来の車載電子制御装置の一例を示す構成図。従来の基板における放熱対策の一例を示す構成図。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明するが、本発明は下記の実施形態例に限定されるものではない。まず、本発明の実施形態の概略を図１〜図３とともに説明する。図１は、本発明の信号系接続端子を備えた電子部品実装基板を示し、図２は図１の電子部品実装基板が収容されるコネクタハウジングを示し、図３は図１の電子部品実装基板の要部のみを表し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は左側面図である。

図１において、基板１は絶縁性の合成樹脂で構成されており、矩形状に形成されている。基板１にはプリント配線技術によるパターン（配線パターン、ＧＮＤパターン等の導電路）が形成されており、基板１の表面には導電性部材からなる信号系接続端子２、パワー系電子部品３および信号系電子部品５が実装され、裏面には導電性部材からなるパワー系接続端子４の一端が接続されている。

パワー系電子部品３のリード３ａは導電性の金属で構成されており、半田付け等によって基板１の表面においてパターンと電気的に接続され、パワー系接続端子４の一端は基板１の裏面においてパターンと電気的に接続されている。

パワー系接続端子４は、その一端部４ａが半田付けによって基板１のパターンと接続され、基板１の外側において一端部４ａから所定高さ上方に立ち上がる立上り部４ｂと、該立上り部４ｂから基板１の外側方向に延設された胴体部４ｃとを備えている。

信号系接続端子２の一端部２ａは半田付けによって基板１の表面においてパターンと電気的に接続され、該パターンには信号系電子部品５の、導電性の金属で構成されたリード５aが接続されている。信号系接続端子２は、一端部２ａからパワー系電子部品３の高さより若干高い位置まで垂直に立ち上がる第１の立上り部２ｂと、該立上り部２ｂからパワー系電子部品３の上面を通過し基板１と平行に延設された第１の胴体部２ｃと、該胴体部２ｃから所定高さ上方に立ち上がる第２の立上り部２ｄと、該立上り部２ｄから基板１の外側方向に基板１と平行に延設された第２の胴体部２ｅとを備えている。

上記のように構成される電子部品実装基板は、まず基板１にパワー系電子部品３、信号系電子部品５を実装し、次に信号系接続端子２、パワー系接続端子４のどちらか一方を先に取り付けた後、どちらか他方を取り付けて、図１のような電子部品実装基板が得られる。

次に図１の電子部品実装基板を、外形が図２のように形成された金型内に収容し、該金型内に樹脂を流し込んでモールドすることによって、電子部品実装基板を内蔵した図２のコネクタハウジング１０が完成する。

尚、前記信号系接続端子２およびパワー系接続端子４の他端部は、図２のコネクタハウジング１０の接続口１０a側に配置されるものである。

上記構成において、パワー系電子部品３から発生する熱は、図３（ｂ）の矢印のように、パワー系電子部品３の上面に配置される信号系接続端子２の第１の胴体部２ｃ、第２の立上り部２ｄおよび第２の胴体部２ｅを介して放熱される。

これによって、信号系接続端子２は信号系電子部品を接続する接続端子としての機能に加え、放熱機能も備えるので、基板１の大型化を抑えつつ適切な放熱特性を実現することができる。

信号系接続端子２はパワー系電子部品３と機械的に接触しているのが好ましいが、図３のように機械的に接触していなくても熱の遷移は発生するので放熱の促進は期待できる。

図３のように、パワー系電子部品３の上面と信号系接続端子２の第１の胴体部２ｃを接触させない場合は、その間隙（空間）に樹脂を充填したり、熱伝導シートのようなもので埋めるように構成しても良い。

本実施例１は、図４〜図７のように、パワー系電子部品３の上面に信号系接続端子２を接触させて配設し、放熱効果を高めたものである。

図４〜図７において図１〜図３と同一部分は同一符号をもって示している。図４は、図３（ａ）の構成から、パワー系電子部品３が配設されている部分の基板のみを切り欠いて図示し、パワー系接続端子４を図示省略したものである。

図５は、図４の左側面を示しており、パワー系電子部品３の上面と信号系接続端子２の第１の胴体部２ｃは接触して設けられている。

図６は、パワー系接続端子４を設けた例であり、図３（ｂ）のパワー系接続端子４と同様に構成されている。

図７は、図４、図８のパワー系接続端子４を設けていない場合の平面構成を示している。

上記構成において、パワー系電子部品３から発生する熱は、パワー系電子部品３の上面に配置され接触している信号系接続端子２の第１の胴体部２ｃ、第２の立上り部２ｄおよび第２の胴体部２ｅを介して放熱される。

本実施例２は、図４〜図７の構成に代えて、図８〜図１１のように、信号系接続端子１２およびパワー系接続端子１４の他端部が基板１の内側に向くように折り返して形成したものである。

図８〜図１１において図１〜図７と同一部分は同一符号をもって示している。本実施例２における信号系接続端子１２およびパワー系接続端子１４の基板１との接続状態は図１〜図７と同一であるが、信号系接続端子１２およびパワー系接続端子１４の形状が以下のように相違する。

すなわち、信号系接続端子１２は、その一端部１２ａが半田付けによって基板１の表面においてパターンと電気的に接続され、該一端部１２ａからパワー系電子部品３の高さ位置まで略垂直に立ち上がる第１の立上り部１２ｂと、該立上り部１２ｂからパワー系電子部品３の上面に接触しながら基板１と平行に延設された第１の胴体部１２ｃと、該胴体部１２ｃから所定高さ上方に立ち上がる第２の立上り部１２ｄと、該立上り部１２ｄから基板１の内側方向に基板１と平行に延設された第２の胴体部１２ｅとを備えている。

パワー系接続端子１４は、その一端部１４ａが半田付けによって基板１のパターンと接続され、基板１の外側において一端部１４ａから信号系接続端子１２の第２の胴体部１２ｅを超える高さ位置まで立ち上がる立上り部１４ｂと、該立上り部１４ｂから基板１の内側方向に延設され、信号系接続端子１２の第２の胴体部１２ｅと略同一幅に形成された胴体部１４ｃとを備えている。

上記構成において、パワー系電子部品３から発生する熱は、パワー系電子部品３の上面に配置され接触している信号系接続端子１２の第１の胴体部１２ｃ、第２の立上り部１２ｄおよび第２の胴体部１２ｅを介して放熱される。

本実施例３は、図１２、図１３のように、基板１と接続され、信号系接続端子２を支持する支持部２０を設けるように構成したものである。図１２、図１３において図４、図５と同一部分は同一符号をもって示している。

図１２、図１３において、支持部２０は、例えば信号系接続端子２と同じ導電性部材からなり、一端部２ａとは反対側の基板１の端部において、下端が半田付け等によって基板１のパターンと電気的に接続され、上端が信号系接続端子２の第１の胴体部２ｃの下面と一体化されている。

これによって、信号系接続端子２の基板１への接続点は、信号系接続端子２の一端部２ａと支持部２０の下端の２点となるため、信号系接続端子２と基板１の機械的な接続信頼性が向上する。

また、支持部２０を複数設けることにより、さらに機械的な接続信頼性が向上する。

尚、この支持部２０は図８〜図１１の信号系接続端子１２に設けても良く、その場合も前記と同様の作用、効果を奏する。

上記のような電子部品実装基板における、パワー系電子部品の伝熱経路を図１４に示す。図１４（ｂ）は従来の基板における伝熱経路であり、パワー系電子部品の熱は、パワー系接続端子への伝導と、空気、樹脂、熱伝導シート等を介したバスバー、端子、ケース等への伝導のみであった。

これに対し本発明によれば、図１４（ａ）に示すように、前記図１４（ｂ）の経路のみならず信号系接続端子を介した電線への伝導経路も加わるため、パワー系電子部品の熱の放熱効果が著しく向上する。

尚、パワー系電子部品３の基板１への実装状態は、面実装でも挿し込みでも構わない。

また、本発明の信号系接続端子は、パワー系電子部品３の上面又は表面を通るように構成されていれば良く、信号系接続端子２，１２の形状に限定されるものではない。

また、信号系接続端子２、１２およびパワー系接続端子４、１４は、基板１と平行に配設していたが、これに限らず、基板１と垂直になるように構成しても良い。

２，１２…信号系接続端子
２ａ，４ａ，１２ａ，１４ａ…一端部
２ｂ、１２ｂ…第１の立上り部
２ｃ、１２ｃ…第１の胴体部
２ｄ，１２ｄ…第２の立上り部
２ｅ，１２ｅ…第２の胴体部
３…パワー系電子部品
３ａ…リード
４…パワー系接続端子
４ｂ、１４ｂ…立上り部
４ｃ，１４ｃ…胴体部
５…信号系電子部品
２０…支持部

Claims

プリント配線技術によるパターンが形成され、信号処理を行なう信号系電子部品と電源系統を制御するパワー系電子部品が実装された基板であって、
一端部が前記基板の表面において前記パターンと電気的に接続され、基板と平行に延設された胴体部が前記パワー系電子部品の表面に配設された信号系接続端子を備えたことを特徴とする電子部品実装基板。
前記信号系接続端子と前記パワー系電子部品は、機械的に接触していることを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装基板。
前記電子部品実装基板は、前記基板に接続され、該信号系接続端子を支持する支持部を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品実装基板。