JP2023006236A - 回路構成体及び電気接続箱 - Google Patents

Abstract

【課題】発熱素子の生じる熱を良好に放熱できる技術を提供することを目的とする。【解決手段】回路構成体１０は、第１面２１及び第２面２２を有する第１回路基板２０と、第３面３１及び第４面３２を有する第２回路基板３０と、前記第１回路基板２０の前記第１面２１に実装された発熱素子４０と、前記第２回路基板３０の前記第４面３２の外側に設けられた本体部５２を有する放熱部材５０と、を備える。前記第２面２２及び前記第３面３１が対向するように前記第１回路基板２０が前記第２回路基板３０に実装される。前記第１面２１に設けられた第１導電部２５を介して前記発熱素子４０の端子４２と電気的に接続される第２導電部２７が、前記第２面２２に設けられる。前記第２導電部２７と前記本体部５２との間に、前記第２導電部２７と前記本体部５２とを熱的に接続する放熱経路が設けられている。【選択図】図１

Description

本開示は、回路構成体及び電気接続箱に関する。

特許文献１は、プリント基板に実装された発熱素子の熱を放熱する放熱構造を開示している。発熱素子はリード線を有し、素子本体がプリント基板の貫通孔の上に位置し、リード線がプリント基板における貫通孔の周りに設けられたランドに半田付けされる。当該貫通孔に放熱器の突起部が挿入される。当該突起部が、シリコングリスを介して発熱素子の下部に密着する。

特開２０００－１７４１７９号公報

特許文献１に記載の技術では、発熱素子が小さくなった場合、又は、発熱素子の下面に端子がある場合などに、発熱素子と放熱器における突起部との接触面積が小さくなり、当該発熱素子の放熱性が低下する恐れがある。

そこで、発熱素子の生じる熱を良好に放熱できる技術を提供することを目的とする。

本開示の回路構成体は、第１面及び第２面を有する第１回路基板と、第３面及び第４面を有する第２回路基板と、前記第１回路基板の前記第１面に実装された発熱素子と、前記第２回路基板の前記第４面の外側に設けられた本体部を有する放熱部材と、を備え、前記第２面及び前記第３面が対向するように前記第１回路基板が前記第２回路基板に実装され、前記第１面に設けられた第１導電部を介して前記発熱素子の端子と電気的に接続される第２導電部が、前記第２面に設けられ、前記第２導電部と前記本体部との間に、前記第２導電部と前記本体部とを熱的に接続する放熱経路が設けられている、回路構成体である。

本開示によれば、発熱素子の生じる熱が良好に放熱されることができる。

図１は実施形態１にかかる回路構成体及びこれを備える電気接続箱を示す概略断面図である。 図２は実施形態１にかかる回路構成体を示す概略断面図である。 図３は実施形態１にかかる回路構成体を示す概略平面図である。 図４は実施形態２にかかる回路構成体を示す概略断面図である。 図５は実施形態３にかかる回路構成体を示す概略断面図である。 図６は実施形態４にかかる回路構成体を示す概略断面図である。 図７は実施形態４にかかる回路構成体の変形例を示す概略断面図である。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。

本開示の回路構成体は、次の通りである。

（１）第１面及び第２面を有する第１回路基板と、第３面及び第４面を有する第２回路基板と、前記第１回路基板の前記第１面に実装された発熱素子と、前記第２回路基板の前記第４面の外側に設けられた本体部を有する放熱部材と、を備え、前記第２面及び前記第３面が対向するように前記第１回路基板が前記第２回路基板に実装され、前記第１面に設けられた第１導電部を介して前記発熱素子の端子と電気的に接続される第２導電部が、前記第２面に設けられ、前記第２導電部と前記本体部との間に、前記第２導電部と前記本体部とを熱的に接続する放熱経路が設けられている、回路構成体である。発熱素子が実装された第１回路基板の第２面に第２導電部が設けられ、第２導電部と本体部との間に、第２導電部と本体部とを熱的に接続する放熱経路が設けられていることによって、発熱素子の生じる熱が第２導電部を介して放熱部材に伝わる。第２導電部の大きさは、発熱素子の大きさ、発熱素子における端子の位置などによらず設定可能であることによって、第２導電部を介して発熱素子の生じる熱を良好に放熱できる。

（２）（１）の回路構成体において、前記第２回路基板の回路パターンの厚みが、前記第１回路基板の回路パターンの厚みよりも厚くてもよい。発熱素子の端子が小さくなった際、基板のランドの大きさ及び基板の回路パターンの厚みも小さくする必要が生じる場合がある。この場合でも、第１回路基板と第２回路基板とが分かれていることによって、各基板の回路パターンの厚みを適宜設定できる。そして、第２回路基板の回路パターンの厚みが、第１回路基板の回路パターンの厚みよりも厚いことによって、第２回路基板の放熱性の低下を抑制できる。

（３）（１）又は（２）の回路構成体において、前記第１回路基板の基板厚みが前記第２回路基板よりも薄くてもよい。これにより、第１回路基板の基板厚みが薄いことによって、発熱素子から放熱部材に熱が伝わり易くなる。

（４）（１）から（３）のいずれか１つの回路構成体において、前記第２面の前記第２導電部の面積が、前記発熱素子における下面の面積よりも大きくてもよい。これにより、発熱素子が小さい場合でも、第２導電部を介して発熱素子の生じる熱が良好に放熱されることができる。

（５）（１）から（４）のいずれか１つの回路構成体において、前記第２回路基板のうち前記第２導電部と対向する位置に貫通孔が形成され、前記放熱経路は、前記貫通孔に挿入されている金属部材を備え、前記金属部材の一方面が前記第２導電部と熱的に接続され、前記金属部材の他方面が前記放熱部材と熱的に接続されていてもよい。これにより、発熱素子の熱が第１回路基板及び金属部材を介して放熱部材に伝わることができる。

（６）（１）から（４）のいずれか１つの回路構成体において、前記第２回路基板のうち前記第２導電部と対向する位置に貫通孔が形成され、前記放熱部材は、前記本体部から突出して前記貫通孔に挿入されている突出部を有し、前記突出部の先端面が前記第２導電部と熱的に接続されていてもよい。これにより、発熱素子の熱が第１回路基板及び突出部を介して本体部に伝わることができる。

（７）（１）から（４）のいずれか１つの回路構成体において、前記第２導電部が、前記第２回路基板の導電部と電気的に接続され、前記第２回路基板の前記導電部が前記放熱部材と熱的に接続されていてもよい。これにより、発熱素子の生じる熱が、第１回路基板及び第２回路基板を介して放熱部材に伝わることができる。

（８）（１）から（７）のいずれか１つの回路構成体において、前記第１回路基板の基材は、金属材料によって形成されていてもよい。これにより、発熱素子の生じる熱が、第１回路基板に伝わりやすくなり、発熱素子の生じる熱が良好に放熱されることができる。

（９）（８）の回路構成体において、前記第２回路基板には、前記発熱素子よりも耐熱温度の低い電子部品が実装されており、前記第２回路基板の基材は、絶縁材料によって形成されていてもよい。これにより、第２回路基板に実装された電子部品が、発熱素子の生じる熱の影響を受けにくくなる。

（１０）（１）から（９）のいずれか１つの回路構成体において、前記第１回路基板に載置される前記発熱素子は、素子下面に電極部を有していてもよい。一般に、素子下面に電極部を有している場合、発熱素子と回路基板との接触面積が小さくなりやすく、またサーマルビアやインレイなど発熱素子直下での放熱構造適用が難しい。この場合でも、第２導電部を介して発熱素子の生じる熱を良好に放熱できる。

（１１）また、本開示の電気接続箱は、（１）から（１０）のいずれか１つの回路構成体と、前記回路構成体を覆うケースと、を備える、電気接続箱である。これにより、電気接続箱において、ケースに覆われた回路構成体の発熱素子の生じる熱が良好に放熱されることができる。

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の回路構成体及び電気接続箱の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

［実施形態１］
以下、実施形態１にかかる回路構成体１０及び電気接続箱１００について説明する。図１は実施形態１にかかる回路構成体１０及びこれを備える電気接続箱１００を示す概略断面図である。図２は実施形態１にかかる回路構成体１０を示す概略断面図である。図３は実施形態１にかかる回路構成体１０を示す概略平面図である。

電気接続箱１００は、例えば、電気自動車又はハイブリット自動車等の車両に搭載される。電気接続箱１００は、車両の電力供給回路に配される。電気接続箱１００は、電力供給回路のオンオフ、切替え又は分配等を行う。かかる電力供給回路は、例えば、車両に搭載される蓄電装置と車載負荷とを結ぶ回路である。蓄電装置及び車載負荷は、電気接続箱１００を介して、電気的に接続される。電気接続箱１００は、回路構成体１０とケース９０とを備える。

回路構成体１０は、第１回路基板２０と第２回路基板３０と発熱素子４０と放熱部材５０とを備える。回路構成体１０は、金属部材６０をさらに備える。

第１回路基板２０は、第１面２１及び第２面２２を有する。第１面２１に第１導電部２５が設けられている。第２面２２に第２導電部２７が設けられている。本例の第１回路基板２０における基材２３は絶縁材料によって形成されている。基材２３の両面に導体箔などによる回路パターンがプリントされている。基材２３の第１面２１側に設けられた回路パターンが第１回路パターン２４であり、第２面２２側に設けられた回路パターンが第２回路パターン２６である。第１回路パターン２４及び第２回路パターン２６は、一部のランドを残して、絶縁部２８に覆われている。第１回路パターン２４のランドが第１導電部２５である。第２回路パターン２６のランドが第２導電部２７である。

発熱素子４０は、発熱量の大きい電子部品である。発熱素子４０は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field effect transistor）などのＦＥＴ（Field effect transistor）である。発熱素子４０は、大電力を取り扱うように設計されたパワーＭＯＳＦＥＴであってもよい。発熱素子４０は、第１回路基板２０の第１面２１に実装されている。発熱素子４０は、パッケージ本体４１と複数の端子４２とを有する。複数の端子４２は、ＦＥＴにおけるドレイン端子、ソース端子、及びゲート端子を含む。発熱素子４０において、複数の端子４２のうち少なくとも１つの端子４２が、パッケージ本体４１の下面に設けられる。図３に示す例では、５つの端子４２がパッケージ本体４１の下面に設けられる。５つの端子４２のうち１つの端子４２Ａの面積が他の４つの端子４２の面積よりも大きい。以下では、端子４２Ａがドレイン端子であり、他の４つの端子４２のうち３つの端子４２Ｂは、ソース端子であり、残りの１つの端子４２Ｃがゲート端子であるものとして説明される。第１導電部２５は、発熱素子４０における端子４２の配列に対応するように設けられる。端子４２Ａは、第１導電部２５Ａと半田Ｓを介して接続される。以下、端子４２Ａに対応するものについて、第１導電部２５Ａなどのように符号Ａが付されて説明されることがある。端子４２Ｂ及び端子４２Ｃに対応するものについても同様に、符号Ｂ及び符号Ｃが付されて説明されることがある。

第２導電部２７は第１導電部２５を介して発熱素子４０の端子４２と電気的に接続される。第１導電部２５を有する第１回路パターン２４と、第２導電部２７を有する第２回路パターン２６は、ビアホールなどを介して電気的に接続されている。図１及び図３に示すビアホール２９は、第１導電部２５Ａと第２導電部２７Ａとを接続する。ビアホール２９は、発熱素子４０の下側の領域に設けられる。なお、図３ではビアホール２９以外のビアホールは省略されている。第２面２２の第２導電部２７Ａの面積が、発熱素子４０における下面の面積よりも大きい。

第２回路基板３０は第３面３１及び第４面３２を有する。第２面２２及び第３面３１が対向するように第１回路基板２０が第２回路基板３０に実装されている。第３面３１に第３導電部３５が設けられている。本例の第２回路基板３０における基材３３は絶縁材料によって形成されている。基材３３の両面に導体箔などによる回路パターンがプリントされている。基材３３の第３面３１側に設けられた回路パターンが第３回路パターン３４であり、第４面３２側に設けられた回路パターンが第４回路パターン３６である。なお、第４回路パターン３６は省略されてもよい。第２回路基板３０の回路パターン３４、３６の厚みは、第１回路基板２０の回路パターン２４、２６の厚みよりも厚い。第３回路パターン３４は、一部のランドを残して、絶縁部３８に覆われている。第３回路パターン３４のランドが第３導電部３５である。

また第１回路基板２０の基板厚みは、第２回路基板３０の基板厚みよりも薄い。回路基板の基板厚みは、例えば、回路パターンの層の数が少なくされたり、各層の回路パターンの厚みが薄くされたり、絶縁部の厚みが薄くされたりすることによって、薄くされることができる。従って、これらの１つ又は複数が組み合わされて、第１回路基板２０の基板厚みが、第２回路基板３０の基板厚みよりも薄くされることができる。

第２回路基板３０には、発熱素子４０よりも耐熱温度の低い電子部品４４が実装されている。かかる電子部品４４は、特に限定されるものではないが、例えば、ＦＥＴを制御するためのマイコンなどの制御部品であってもよい。

平面視において、第１回路基板２０の大きさは第２回路基板３０の大きさよりも小さい。第１回路基板２０は、第２回路基板３０における一部の領域に実装されている。第２回路基板３０に実装される部品は、第１回路基板２０に実装される部品よりも多くてもよい。本例では、第１回路基板２０に１つの発熱素子４０のみが実装されている。第２回路基板３０に、第１回路基板２０のほかに、発熱素子４０とは別の電子部品４４が実装されている。第２回路基板３０はメイン基板であり、第１回路基板２０はサブ基板であるととらえることもできる。

第２回路基板３０には貫通孔３０ｈが形成されている。貫通孔３０ｈは、第２回路基板３０のうち第２導電部２７Ａと対向する位置に形成されている。平面視において、第１回路基板２０の大きさは、貫通孔３０ｈよりも大きく形成される。平面視において、発熱素子４０は、貫通孔３０ｈよりも大きく形成されていてもよいし、小さく形成されていてもよい。貫通孔３０ｈには、金属部材６０が挿入されている。

放熱部材５０は、アルミニウム、鉄、銅などの金属製の部材である。放熱部材５０は、本体部５２を有する。本体部５２は、第２回路基板３０の第４面３２の外側に設けられている。本体部５２は、第４面３２と間隔をあけて設けられている。本体部５２は、第４面３２と平行に広がる。本体部５２は、ケース９０と共に基板を収容する筐体として用いられる。第２導電部２７Ａと本体部５２との間に、放熱経路が設けられている。放熱経路は、第２導電部２７Ａと本体部５２とを熱的に接続する。

本例の放熱部材５０は突出部５４をさらに有する。突出部５４は、本体部５２から第２回路基板３０に向けて突出する。突出部５４は、貫通孔３０ｈに対応する位置に設けられる。突出部５４は、放熱経路の一部をなす。平面視において、突出部５４は、貫通孔３０ｈと同じかそれよりも大きく形成されていると良い。突出部５４は、第２回路基板３０の第４面３２に達していない。

金属部材６０は放熱経路の一部をなす。金属部材６０は、貫通孔３０ｈに挿入されている。金属部材６０の一方面（ここでは上面）が第２導電部２７Ａと熱的に接続されている。金属部材６０の他方面（ここでは下面）が放熱部材５０と熱的に接続されている。金属部材６０は、頭部６２及び軸部６４を有する。

平面視において、頭部６２は、貫通孔３０ｈよりも大きく形成されている。頭部６２は、第２回路基板３０における貫通孔３０ｈの周縁部に係止することによって、金属部材６０が貫通孔３０ｈを通り抜けることが抑制されている。頭部６２の下面が、放熱部材５０と熱的に接続されている。ここでは、頭部６２の下面と突出部５４の上面とが、放熱グリス７０及び絶縁シート８０を介して互いに絶縁されつつ熱的に接続されている。図２に示す例では、突出部５４の上面は、頭部６２の下面と同じ大きさである。突出部５４の上面は、頭部６２の下面より大きくてもよいし、小さくてもよい。突出部５４の上面は、頭部６２の下面と同じかそれよりも大きくてもよい。これにより、頭部６２の下面全体が突出部５４の上面と接することができる。

軸部６４は、頭部６２の上面から上方に突出する。軸部６４は、貫通孔３０ｈに挿入されている。平面視において、軸部６４は、貫通孔３０ｈと同じかそれよりも小さく形成されている。軸部６４の上面が第２導電部２７Ａと熱的に接続されている。ここでは、第１回路基板２０及び第２回路基板３０は、軸部６４の上面と第２導電部２７Ａとが対向するように重なる。軸部６４の上面と第２導電部２７Ａとが、半田Ｓを介して電気的及び熱的に接続されている。軸部６４の上面と第２導電部２７Ａとの半田を介して接続されている部分の面積は、発熱素子４０の下面の面積と同じかそれよりも大きくてもよい。

金属部材６０は、第２回路基板３０に固定されている。かかる固定態様は特に限定されるものではなく、適宜設定可能である。例えば、金属部材６０と第２回路基板３０とは、軸部６４の外周面と貫通孔３０ｈの内周面との間に設けられた半田Ｓによって固定されていてもよい。また、金属部材６０と第２回路基板３０とは、軸部６４が貫通孔３０ｈに圧入されることによって固定されていてもよい。この場合、軸部６４は、平面視において、貫通孔３０ｈに圧入可能な程度に、貫通孔３０ｈよりも大きく形成されていてもよい。

本例では、第２導電部２７Ａから本体部５２に至る放熱経路は、半田Ｓ、金属部材６０、放熱グリス７０、絶縁シート８０、及び突出部５４によって構成されている。金属部材６０と放熱部材５０とを絶縁する部材を除いて、放熱経路の大部分は、金属材料によって構成されている。このため、放熱経路において高い放熱性を得ることができる。

第２回路基板３０のうち第２導電部２７Ａと接続される回路パターンは、金属部材６０を介して第２導電部２７Ａと接続される。例えば、第３回路パターン３４又は第４回路パターン３６が、貫通孔３０ｈの内面において半田Ｓなどを介して軸部６４と電気的に接続されてもよい。第２回路基板３０のうち第２導電部２７Ａと接続される回路パターンは、金属部材６０を介さずに第２導電部２７Ａと接続されてもよい。貫通孔３０ｈの開口周縁に第３回路パターン３４のランドが設けられて、当該ランドが第２導電部２７Ａと接続されてもよい。

第３導電部３５Ｂ、３５Ｃは、貫通孔３０ｈの外側の周辺に設けられる。第１回路基板２０及び第２回路基板３０は、第２導電部２７Ｂ及び第３導電部３５Ｂが互いに対向すると共に、第２導電部２７Ｃ及び第３導電部３５Ｃが互いに対向するように重なる。第２導電部２７Ｂ及び第３導電部３５Ｂは、半田Ｓを介して接続されている。第２導電部２７Ｃ及び第３導電部３５Ｃは、半田Ｓを介して接続されている。

第１回路基板２０と発熱素子４０とを電気的に接続する半田Ｓは、第１導電部２５上に実装されたクリーム半田がリフロー炉によって溶かされて形成されてもよい。第２回路基板３０と第１回路基板２０とを電気的に接続する半田Ｓについても、同様に第３導電部３５上に実装されたクリーム半田がリフロー炉によって溶かされて形成されてもよい。

ケース９０は、回路構成体１０を覆う。図１に示す例では、ケース９０は、放熱部材５０とは反対側から第１回路基板２０及び第２回路基板３０を覆う。ケース９０は、回路構成体１０のうち放熱部材５０が設けられていない部分を覆う。第１回路基板２０及び第２回路基板３０は、放熱部材５０及びケース９０の間の空間に収容される。放熱部材５０及びケース９０が、第１回路基板２０及び第２回路基板３０を収容する筐体となっている。ケース９０がアッパーケースであり、放熱部材５０がロアケースであるととらえることもできる。もちろん、ケースは、放熱部材５０も含めて回路構成体１０を収容するように構成されてもよい。この場合、ケースは、アッパーケースとしてのケース９０に加えて、放熱部材５０とは別に設けられたロアケースを含んでいてもよい。

放熱部材５０は、本体部５２から第２回路基板３０に向けて突出する支持部５６をさらに有する。支持部５６は、第２回路基板３０の外縁部を支持する。例えば、支持部５６が３つ以上設けられて、第２回路基板３０のうち３箇所以上が支持部５６に支持されてもよい。第２回路基板３０は、支持部５６にねじ止めされて固定されていてもよい。

回路構成体１０には、蓄電装置又は車載負荷などの外部機器との電気的な接続部が設けられてもよい。かかる接続部は、電気接続箱１００の外面に露出するように構成される。外部機器と接続部とは、電線を介して接続されてもよい。接続部は、電線の端部に設けられた端子４２又はコネクタなどと接続可能に設けられてもよい。

＜効果等＞
以上のように構成された回路構成体１０によると、発熱素子４０が実装された第１回路基板２０の第２面２２に第２導電部２７Ａが設けられ、第２導電部２７Ａと本体部５２との間に、第２導電部２７Ａと本体部５２とを熱的に接続する放熱経路が設けられていることによって、発熱素子４０の生じる熱が第２導電部２７Ａを介して放熱部材５０に伝わる。第２導電部２７Ａの大きさは、発熱素子４０の大きさ、発熱素子４０における端子４２の位置などによらず設定可能であることによって、第２導電部２７Ａを介して発熱素子４０の生じる熱を良好に放熱できる。

また、発熱素子４０の端子４２が小さくなった際、回路基板のランドの大きさ及び回路基板の回路パターンの厚みも小さくする必要が生じる場合がある。この場合でも、第１回路基板２０と第２回路基板３０とが分かれていることによって、各回路基板２０、３０の回路パターンの厚みを適宜設定できる。そして、第２回路基板３０の回路パターン３４、３６の厚みが、第１回路基板２０の回路パターン２４、２６の厚みよりも厚いことによって、第２回路基板３０の放熱性の低下を抑制できる。

また、第１回路基板２０の基板厚みが第２回路基板３０よりも薄い。これにより、第１回路基板２０の基板厚みが薄いことによって、発熱素子４０から放熱部材５０に熱が伝わり易くなる。

また、第２面２２の第２導電部２７Ａの面積が、発熱素子４０における下面の面積よりも大きい。これにより、発熱素子４０が小さい場合でも、第２導電部２７Ａを介して発熱素子４０の生じる熱を良好に放熱できる。

また、貫通孔３０ｈに挿入されている金属部材６０の一方面が第２導電部２７Ａと熱的に接続され、金属部材６０の他方面が放熱部材５０と熱的に接続されている。これにより、発熱素子４０の熱が第１回路基板２０及び金属部材６０を介して放熱部材５０に伝わることができる。

また、第２回路基板３０には、発熱素子４０よりも耐熱温度の低い電子部品４４が実装されており、第２回路基板３０の基材３３は、絶縁材料によって形成されている。これにより、第２回路基板３０に実装された電子部品４４が、発熱素子４０の生じる熱の影響を受けにくくなる。

また、第１回路基板２０に載置される発熱素子４０は、発熱素子４０の下面に電極部（端子４２）を有している。かかる発熱素子４０のパッケージは、いわゆるリードレス形状と呼ばれるパッケージである。一般に、発熱素子４０の下面に電極部を有している場合、発熱素子４０と回路基板との接触面積が小さくなりやすく、またサーマルビアやインレイなど発熱素子直下の放熱構造適用が難しい。この場合でも、第２導電部２７Ａを介して発熱素子４０の生じる熱を良好に放熱できる。

また、電気接続箱１００は、上記回路構成体１０と、上記回路構成体１０を収容するケース９０を備える。このため、電気接続箱１００において、ケース９０に収容された回路構成体１０の発熱素子４０の生じる熱が良好に放熱されることができる。

［実施形態２］
実施形態２にかかる回路構成体について説明する。図４は実施形態２にかかる回路構成体１１０を示す概略断面図である。なお、本実施形態の説明において、これまで説明したものと同様構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。以下の各実施形態及び各変形例の説明についても同様である。

本例の回路構成体１１０は、放熱経路において金属部材６０が用いられていない点で、上記回路構成体１０とは異なる。回路構成体１１０では、放熱部材１５０における突出部１５４が貫通孔３０ｈに挿入されている。突出部１５４の先端面（上面）が第２導電部２７Ａと熱的に接続されている。これにより、発熱素子４０の熱が第１回路基板２０及び突出部１５４を介して本体部５２に伝わることができる。

図４に示す例では、第２導電部２７Ａと突出部１５４の上面とが、放熱グリス７０及び絶縁シート８０を介して互いに絶縁されつつ熱的に接続されている。第２導電部２７Ａは、放熱部材１５０を介さずに第２回路基板３０の回路パターンと電気的に接続される。例えば、第２導電部２７Ａは、貫通孔３０ｈの周りの位置において、第３導電部３５と半田Ｓを介して電気的に接続されていてもよい。

本例では、第２導電部２７Ａから本体部５２に至る放熱経路は、放熱グリス７０、絶縁シート８０及び突出部１５４によって構成されている。第２導電部２７Ａと放熱部材１５０とを絶縁する部材を除いて、放熱経路の大部分は、金属材料によって構成されている。このため、放熱経路において高い放熱性を得ることができる。

突出部１５４は、平面視において、貫通孔３０ｈと同じかそれよりも小さく形成されている。突出部１５４は、貫通孔３０ｈに固定されていてもよいし、固定されていなくてもよい。突出部１５４は、第２回路基板３０のうち貫通孔３０ｈの周りを支持する支持部５６としての機能を有していてもよい。

［実施形態３］
実施形態３にかかる回路構成体について説明する。図５は実施形態３にかかる回路構成体２１０を示す概略断面図である。

本例の回路構成体２１０は、第２回路基板２３０に貫通孔３０ｈが形成されていない点で、上記回路構成体１０、１１０とは異なる。回路構成体２１０では、第２導電部２７Ａが、第２回路基板３０の導電部と電気的に接続され、第２回路基板３０の導電部が放熱部材５０と熱的に接続されている。これにより、発熱素子４０の生じる熱が、第１回路基板２０及び第２回路基板２３０を介して放熱部材５０に伝わることができる。

図５に示す例では、第２回路基板２３０に第３導電部３５Ａ及び第４導電部３７Ａが設けられる。第３導電部３５Ａは、第２導電部２７Ａに対向する位置に設けられる。第３導電部３５Ａの面積は、発熱素子４０の下面の面積と同じかそれよりも大きくてもよい。第３導電部３５Ａは半田Ｓを介して第２導電部２７Ａと電気的に接続されている。第３導電部３５Ａと第２導電部２７Ａとの半田を介して接続されている部分の面積は、発熱素子４０の下面の面積と同じかそれよりも大きくてもよい。第４導電部３７Ａは、第３導電部３５Ａの反対側に設けられる。第３導電部３５Ａと第４導電部３７Ａとはビアホール３９を介して電気的に接続されている。

放熱部材５０における突出部５４の上面が第４導電部３７Ａと対向する。第４導電部３７Ａと突出部５４の上面とが、放熱グリス７０及び絶縁シート８０を介して互いに絶縁されつつ熱的に接続されている。本例では、第２導電部２７Ａから本体部５２に至る放熱経路は、第３導電部３５Ａ、ビアホール３９、第４導電部３７Ａ、放熱グリス７０、絶縁シート８０及び突出部５４によって構成されている。第４導電部３７Ａと放熱部材５０とを絶縁する部材を除いて、放熱経路の大部分は、金属材料によって構成されている。このため、放熱経路において高い放熱性を得ることができる。

［実施形態４］
実施形態４にかかる回路構成体について説明する。図６は実施形態４にかかる回路構成体３１０を示す概略断面図である。

本例の回路構成体３１０は、第１回路基板３２０の基材３２３が、金属材料によって形成されている点で、上記回路構成体１０、１１０、２１０とは異なる。これにより、発熱素子４０の生じる熱が、第１回路基板３２０の全体に伝わりやすくなり、発熱素子４０の生じる熱を良好に放熱できる。

なお、本例の回路構成体３１０においても、第２回路基板３０の基材３３は、絶縁材料によって形成されており、第２回路基板３０には、発熱素子４０よりも耐熱温度の低い電子部品４４が実装されている。これにより、第１回路基板３２０では、金属製の基材３２３によって熱が伝わりやすくされつつ、第２回路基板３０では、絶縁材料製の基材３３によって熱が伝わりにくくされる。これにより、発熱素子４０の放熱性を高めつつ、第２回路基板３０に実装された電子部品４４が、発熱素子４０の生じる熱の影響を受けにくくなる。

図６に示す例では、第１回路基板３２０は、メタルコア基板である。メタルコア基板において、金属製の基材３２３（金属板）の両面に絶縁層を介して回路パターンが設けられている。従って、第１回路基板３２０における第１回路パターン２４、第１導電部２５、第２回路パターン２６及び第２導電部２７は、上記第１回路基板２０における第１回路パターン２４、第１導電部２５、第２回路パターン２６及び第２導電部２７と同様に構成されることができる。

図６に示す例では、金属製の基材３２３は、第２導電部２７Ａとビアホール２９を介して電気的に接続されている。金属製の基材３２３は、第２導電部２７Ｂ、第２導電部２７Ｃとは、電気的に接続されていない。金属製の基材３２３は、第２導電部２７Ａ、第２導電部２７Ｂ及び第２導電部２７Ｃのいずれとも、電気的に接続されていなくてもよい。

図７は実施形態４にかかる回路構成体３１０の変形例を示す概略断面図である。

図７に示す回路構成体４１０において、第１回路基板４２０は、メタルベース基板である。回路構成体４１０において、第２回路パターン２６による第２導電部２７Ａが省略されて、代わりに、金属材料によって形成された基材３２３が、第２導電部４２７Ａとされている。図７に示す例では、基材３２３の一部が第２導電部４２７Ａをなしている。

回路構成体４１０において、回路構成体３１０と同様に、第２導電部２７Ｂ及び第２導電部２７Ｃは、基材３２３とは別に設けられた第２回路パターン２６によって構成されている。第２導電部２７Ｂ及び第２導電部２７Ｃは、基材３２３とは電気的に接続されていない。

図６及び図７に示す例では、第２導電部２７Ａ、４２７Ａから本体部５２に至る放熱経路は、図２に示す例と同様に、半田Ｓ、金属部材６０、放熱グリス７０、絶縁シート８０及び突出部５４によって構成されている。金属部材６０と放熱部材５０とを絶縁する部材を除いて、放熱経路の大部分は、金属材料によって構成されている。このため、放熱経路において高い放熱性を得ることができる。

［付記］
これまで、第２回路基板３０の回路パターン３４、３６の厚みが、第１回路基板２０の回路パターン２４、２６の厚みよりも厚いものとして説明されたが、このことは必須の構成ではない。第２回路基板３０の回路パターン３４、３６の厚みが、第１回路基板２０の回路パターン２４、２６の厚みと同じか、それよりも薄くてもよい。

またこれまで、第１回路基板２０の基板厚みが第２回路基板３０の基板厚みよりも薄いものとして説明されたが、このことは必須の構成ではない。第１回路基板２０の基板厚みが第２回路基板３０の基板厚みと同じか、それよりも厚くてもよい。

またこれまで、第２面２２の第２導電部２７Ａの面積が、発熱素子４０における下面の面積よりも大きいものとして説明されたが、このことは必須の構成ではない。第２面２２の第２導電部２７Ａの面積が、発熱素子４０における下面の面積と同じか、それよりも小さくてもよい。

またこれまで、発熱素子４０のパッケージが、いわゆるリードレス形状のパッケージであるものとして説明されたが、このことは必須の構成ではない。発熱素子４０のパッケージは、側面から端子４２が延びる形状であってもよく、発熱素子４０の下面に電極部（端子４２）がなくてもよい。

なお、上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせることができる。例えば、実施形態４、５において、金属部材６０を用いた放熱経路に代えて、実施形態２、３における金属部材６０を用いない放熱経路が採用されてもよい。

１０、１１０、２１０、３１０、４１０ 回路構成体
２０、３２０、４２０ 第１回路基板
２１ 第１面
２２ 第２面
２３、３２３ 基材
２４ 第１回路パターン
２５ 第１導電部
２６、４２６ 第２回路パターン
２７ 第２導電部
２８ 絶縁部
２９ ビアホール
３０、２３０ 第２回路基板
３０ｈ 貫通孔
３１ 第３面
３２ 第４面
３３ 基材
３４ 第３回路パターン
３５ 第３導電部
３６ 第４回路パターン
３７ 第４導電部
３８ 絶縁部
３９ ビアホール
４０ 発熱素子
４１ 素子本体
４２ 端子
４４ 電子部品
５０、１５０、２５０ 放熱部材
５２ 本体部
５４、１５４、２５４ 突出部
５６ 支持部
６０ 金属部材
６２ 頭部
６４ 軸部
７０ 放熱グリス
８０ 絶縁シート
９０ ケース
１００ 電気接続箱
Ｓ 半田

Claims (11)

1. 第１面及び第２面を有する第１回路基板と、
   第３面及び第４面を有する第２回路基板と、
   前記第１回路基板の前記第１面に実装された発熱素子と、
   前記第２回路基板の前記第４面の外側に設けられた本体部を有する放熱部材と、
   を備え、
   前記第２面及び前記第３面が対向するように前記第１回路基板が前記第２回路基板に実装され、
   前記第１面に設けられた第１導電部を介して前記発熱素子の端子と電気的に接続される第２導電部が、前記第２面に設けられ、
   前記第２導電部と前記本体部との間に、前記第２導電部と前記本体部とを熱的に接続する放熱経路が設けられている、回路構成体。
2. 請求項１に記載の回路構成体であって、
   前記第２回路基板の回路パターンの厚みが、前記第１回路基板の回路パターンの厚みよりも厚い、回路構成体。
3. 請求項１又は請求項２に記載の回路構成体であって、
   前記第１回路基板の基板厚みが前記第２回路基板よりも薄い、回路構成体。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回路構成体であって、
   前記第２面の前記第２導電部の面積が、前記発熱素子における下面の面積よりも大きい、回路構成体。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回路構成体であって、
   前記第２回路基板のうち前記第２導電部と対向する位置に貫通孔が形成され、
   前記放熱経路は、前記貫通孔に挿入されている金属部材を備え、
   前記金属部材の一方面が前記第２導電部と熱的に接続され、前記金属部材の他方面が前記放熱部材と熱的に接続されている、回路構成体。
6. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回路構成体であって、
   前記第２回路基板のうち前記第２導電部と対向する位置に貫通孔が形成され、
   前記放熱部材は、前記本体部から突出して前記貫通孔に挿入されている突出部を有し、
   前記突出部の先端面が前記第２導電部と熱的に接続されている、回路構成体。
7. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回路構成体であって、
   前記第２導電部が、前記第２回路基板の導電部と電気的に接続され、
   前記第２回路基板の前記導電部が前記放熱部材と熱的に接続されている、回路構成体。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の回路構成体であって、
   前記第１回路基板の基材は、金属材料によって形成されている、回路構成体。
9. 請求項８に記載の回路構成体であって、
   前記第２回路基板には、前記発熱素子よりも耐熱温度の低い電子部品が実装されており、
   前記第２回路基板の基材は、絶縁材料によって形成されている、回路構成体。
10. 請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の回路構成体であって、
    前記第１回路基板に載置される前記発熱素子は、素子下面に電極部を有している、回路構成体。
11. 請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の回路構成体と、
    前記回路構成体を覆うケースと、
    を備える、電気接続箱。

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