JP2571595Y2 - 回路基板に実装された電気部品のための放熱構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、パワーＩＣなど、回路
基板に実装される電気部品のための放熱構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】パワーＩＣ等比較的大電流が流れる電気
部品は発熱が多く、所定の電気的特性を補償する観点か
ら、効果的に放熱することが必要である。従来より、こ
の種のパワーＩＣを放熱するために、アルミニウム製放
熱板などをパワーＩＣの側面に密着させている。この放
熱板は回路基板に固定されるものが多いが、その場合放
熱板の大きさに制約が生じ、所望の放熱量を確保できな
い場合がある。さらに、回路基板に固定された放熱板
は、電気製品のシャーシによりカバーされるため、シャ
ーシ内に熱がこもり、パワーＩＣの温度補償ができない
こともある。

【０００３】そこで、シャーシ自体をヒートシンクとし
て兼用し、パワーＩＣの側面を、放熱面積が広くかつ外
気に露出したシャーシに密着固定させ、所望の放熱効果
を得ようとしたものがある。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】ところで、薄板状のシ
ャーシの場合には、熱容量が小さいためパワーによって
は十分な放熱効果を期待できず、さらにプレス加工され
るため高度な寸法精度も期待できない。この場合、ダイ
キャスト製シャーシを用いている。

【０００５】しかし、ダイキャスト製シャーシは、鋳型
を用いて鋳造されるため、型の開き方向に対して傾いた
抜きテーパをシャーシに形成する必要がある。このと
き、この抜きテーパ面にパワーＩＣの側面を密着する構
成としても、型の開き方向に対して直交する基準面と平
行に、基板取付面をシャーシに形成することが鋳型設計
上好ましい。

【０００６】このような場合、基板はシャーシの基準面
と平行に固定され、一方、この基板にはパワーＩＣが垂
直に固定されるのが通常である。そうすると、パワーＩ
Ｃの側面は前記基準面に対して垂直な方向に伸びるのに
対し、その側面が密着されなければならない抜きテーパ
面は、パワーＩＣの側面に対して傾斜することになる。
もし、この寸法差があるにも拘らず、パワーＩＣの側面
を抜きテーパ面に密着固定したとすれば、パワーＩＣが
無理やり傾斜される。このため、その際の応力が基板と
半田付けされるピンに集中し、ピンの破損あるいは半田
の欠落により接触不良が生じ電気製品の安定した品質を
確保できない。あるいは、上記寸法差故に取付時に締結
用ねじの締付け不良が生じたり、あるいは経時的にねじ
が緩んでパワーＩＣの密着度が低くなり、所望する放熱
効果が得られない事態が生じ、これも電気製品の品質の
安定化を損なうことになる。

【０００７】そこで、本考案の目的とするところは、ダ
イキャスト製シャーシの抜きテーパ面に電気部品の側面
を密着させて放熱を行う場合にも、締結不良がなく、し
かも経時的に締結不良が生じず、もって安定した品質の
電気製品の提供に寄与できる放熱構造を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る放熱構造
は、回路基板を固定する基板取付平面を有するダイキャ
スト製シャーシと、前記回路基板に実装され、かつ、前
記シャーシの基板取付平面の垂線に対して抜きテーパ角
だけ傾斜した抜きテーパ面に一側面が密着される電気部
品と、前記電気部品の他側面側にて前記電気部品と共に
前記基板上に固定され、前記抜きテーパ面の抜きテーパ
角とほぼ同一の傾斜角度にて、前記基板に対して前記電
気部品を傾斜させて保持し、前記シャーシとの間で前記
電気部品を締結固定する取付金具と、を有することを特
徴とする。

【０００９】請求項２に係わる放熱構造は、請求項１に
おいて、前記取付金具は、前記電気部品の前記他側面と
対向する背面と、その背面の両端側を屈曲した側面と、
を有し、前記側面が前記基板と接する底辺に段差部が形
成され、高さの異なる少なくとも２つの底辺により、前
記基板に対して前記抜きテーパ角とほぼ同一の傾斜角度
で傾斜して前記基板に固定されることを特徴とする。

【００１０】

【作用】請求項１の考案によれば、回路基板に実装され
る電気部品は、取付金具と共に回路基板に半田固定され
る。このとき、取付金具は、ダイキャスト製シャーシの
抜きテーパ面の抜きテーパ角とほぼ同一の傾斜角度に
て、基板に対して電気部品を傾斜させて保持する。この
傾斜角は、シャーシの基板取付平面の垂線に対して抜き
テーパ角とほぼ同一角度である。従って、シャーシと取
付金具との間で電気部品を締結固定しても、電気部品の
ピンなどに過度の応力がかかることなく確実にシャーシ
に密着固定することができる。

【００１１】請求項２の考案によれば、取付金具の側面
における基板と接する側の底辺に段差部を形成すること
で上記傾斜角度を確保している。これは、この取付金具
をプレス加工する金型製作上、取付金具の展開状態での
金型加工が容易となり、しかも金型の耐久性が向上する
ので、取付金具の寸法精度を比較的長い間保証できる点
で有利となる。

【００１２】

【実施例】以下、本考案を適用した放熱構造の一実施例
について、図面を参照して具体的に説明する。

【００１３】図１から図５に示すように、電気部品例え
ばパワーＩＣ１０は、ＩＣ本体１２ａの両側に取付片１
２ｂを有する。この各取付片１２ｂには、例えば端部ま
で切欠かれたＵ字型のねじ挿通孔１４が形成されてい
る。また、ＩＣ本体１２の下端にはピン１６が突出して
いる。このパワーＩＣ１０は基板１８の表面１８ａ側よ
り実装され、その裏面のパターン１８ｂ側より突出した
パワーＩＣ１０のピン１６を、パターン面１８ｂに半田
付けすることで固定される。

【００１４】例えば、セルラーフォン用のシャーシ２０
は、本考案の放熱体の一例であり、基板１８を取付ける
ための基板取付平面２０ａを有する。さらに、シャーシ
２０の一側面には多数の放熱フィン２２が形成されてい
る。この放熱フィン２２の内側の領域には、パワーＩＣ
１０の逃げ部を形成するための凹部２４が設けられてい
る。このシャーシ２０は、例えばアルミダイキャスト製
であり、凹部２４を形成する内側面には共に抜きテーパ
が形成されている。従って、凹部２４の内側面のうち、
放熱フィン２２と反対面側には基板取付平面２０ａの垂
線に対して抜きテーパ角だけ傾斜した抜きテーパ面２６
が形成されることになる。この抜きテーパ面２６に、パ
ワーＩＣ１０の一側面１０ａが密着固定されることにな
る。

【００１５】そして、パワーＩＣ１０を抜きテーパ面２
６に締結固定するために、放熱フィン２２の形成面より
抜きテーパ面２６に向けてねじ５６を挿通するための貫
通孔２８が貫通形成されている。

【００１６】取付金具３０は、パワーＩＣ１０と共に基
板１８に半田固定され、シャーシ２０の抜きテーパ面２
６のテーパ角とほぼ同一の傾斜角度にてパワーＩＣ１０
を保持し、シャーシ２０との間でパワーＩＣ１０を締結
固定するためのものである。この取付金具３０は、例え
ば真鍮などの薄板を屈曲形成した金具本体３２と、この
金具本体３２の両端側に例えばカシメにより固定される
放熱片５０とから構成される。金具本体３２は、幅広の
背面３４と、この背面３４の両端側にて、背面３４より
一段立ち上がった面に形成された放熱片取付面３６と、
放熱片取付面３６より直角に屈曲形成された側面３８と
を有する。さらに金具本体３２は、背面３４および側面
３８の底辺４０より下方に突出された足４２ａ，４２ｂ
を有し、この足４２ａ，４２ｂが基板１８の孔（図示せ
ず）に挿入され、パターン面１８ｂに半田付け固定され
る。金具本体３２の底辺４０には、特に側面３８におけ
る底辺４０の途中に段差部４４が形成される。この結
果、それぞれ高さの異なる第１の底辺４６および第２の
底辺４８が足４２ｂの両側に形成される。第１の底辺４
６のうち、背面３４の下端の領域が、基板１８に接する
接地辺４６ａとなる。放熱片取付面３６および側面３８
のうち足４２ｂよりも内側の領域の底辺が、基板１８に
対する非接地辺４６ｂとなる。第２の底辺４８は、側面
３８の下端における足４２ｂの外側領域に相当し、足４
２の付根付近に当たる第２の底辺４８の端部が、基板１
８に接する接地端４８ａとなる。

【００１７】金具本体３２の放熱片取付面３６には、カ
シメ用孔３６ａとねじ挿通孔３６ｂが形成される。そし
て、放熱片５０側にも、放熱片取付面３６の各孔３６
ａ，３６ｂに対応する位置に、それぞれカシメ用突起５
２およびねじ孔５４が形成されている。

【００１８】次に、本実施例の放熱構造について、その
組み立て順序に従って詳細を説明する。

【００１９】まず、両端に放熱片５０がカシメ固定され
た金具本体３２が、基板１８に取付けられる。すなわ
ち、金具本体３２の３箇所に設けられた足４２が、基板
１８の表面１８ａ側より孔（図示せず）挿入され、その
パターン面１８ｂより突出した足４２の中間位置に形成
された屈曲部により、一定の姿勢に維持される。このと
き、金具本体３２の底辺には段差部４４が形成されてい
るため、金具本体３２は基板１８に対して垂直に取付け
られず、ある傾斜角をもって取付けられることになる。
これは、図１に拡大して示すように、金具本体３２の底
辺４０のうち、背面３４の下端における接地辺４６ａが
基板１８の表面１８ａと接触し、さらに側面３８の足４
２よりも外側の下端領域における第２の底辺４８のう
ち、足４２ｂの付根側の接地端４８ａが基板１８の表面
１８ａに接触することになる。取付金具３０の他の底辺
４０、すなわち第１の底辺４６における非接地面４６ｂ
および第２の底辺４８の接地端４８ａより外側の領域
は、図１に示すように基板１８とは非接触となる。基板
１８に対する金具本体３２の傾斜角度は、シャーシ２０
における抜きテーパ面２６のテーパ角とほぼ同一となっ
ている。

【００２０】次に、パワーＩＣ１０のピン１６が基板１
８の表面１８ａ側よりパターン面１８ｂ側に突出するよ
うに挿入される。このとき、パワーＩＣ１０の取付片１
２ｂおよび金具本体３２の背面３４と接触する場合に
は、その他側面１０ｂが、取付金具３０の対応領域面に
接触し、パワーＩＣ１０が一定の角度で傾斜した状態に
て基板１８に取付けられることになる。基板１８上に他
の実装部品の挿入が終了した後、基板１８は自動半田装
置にセットされ、パターン面１８ｂを例えば半田ディッ
プ槽などに浸すことにより、各電気部品および取付金具
３０の半田付けが行われる。なお、この自動半田工程に
おいて、パワーＩＣ１０が取付金具３０と一定の傾斜角
にて維持されるように、例えばねじ挿通孔１４およびね
じ孔５４に仮止め用のピンを挿入することもできる。あ
るいは、放熱片５０にＩＣ位置決め用の突起等を形成し
ておいてもよい。

【００２１】半田付け工程の終了した基板１８は、次に
シャーシ２０に取付けられることになる。このとき、基
板１８上のパワーＩＣ１０がシャーシ２０の凹部２４と
対応する領域に配置される。そして、放熱フィン２２側
よりねじ５６が貫通孔２８に挿入され、このねじ５６は
パワーＩＣ１０の取付片１２ｂに設けられたねじ挿通孔
１４を介して、放熱片５０に設けられたねじ孔５４に螺
合されることになる。このとき、パワーＩＣ１０および
取付金具３０は、基板１８に対して傾斜角度をもって固
定されており、この傾斜角度がシャーシ２０側の抜きテ
ーパ面２６のテーパ角とほぼ同一となっているため、パ
ワーＩＣ１０の一側面１０ａおよび取付片１２ｂの側面
が抜きテーパ面２６に密着することになる。このような
パワーＩＣ１０の放熱構造によれば、パワーＩＣ１０と
抜きテーパ面２６との間に隙間が生ずることなく密着さ
れるため、パワーＩＣ１０より生じた熱は密着面を介し
て放熱フィン２２側に伝達され、効率のよい放熱を行う
ことができる。また、パワーＩＣ１０と抜きテーパ面２
６とを密着させながらも、ねじ５６の締結時にパワーＩ
Ｃ１０のピン１６に応力が加わることがないので、ピン
１６の破損などに起因した電気的導通不良を低減でき、
製品品質を向上することができる。さらに、この放熱構
造の製造工程においても、パワーＩＣ１０がある傾斜角
をもって確実に基板１８上に取付けられるため、シャー
シ２０にパワーＩＣ１０をねじ止め固定する前にパワー
ＩＣ１０のピン１６をパターン面１８ｂに半田付けする
ことができ、シャーシ２０への取付け後の手加工による
半田付け作業をなくし、基板１８の自動半田の完全化を
達成することができる。

【００２２】なお、本考案は上記実施例に限定されるも
のではなく、本考案の要旨の範囲内で種々の変形実施が
可能である。例えば、取付金具３０の本体３２における
側面３８の底辺４０を傾斜辺とすることで、取付金具３
０を基板１８に対して傾斜させることもできる。この場
合、取付金具３０の展開状態における外形が複雑となる
ことから、プレス金型の加工性、耐久性に関していえ
ば、上記実施例に比べて劣っている。また、取付金具３
０を薄板のプレス加工のみにより形成してもよいことは
言うまでもない。

【００２３】

【考案の効果】以上詳述したように本考案によれば、放
熱体としてダイキャスト製シャーシを採用しながらも、
その抜きテーパ面に電気部品の一側面を密着固定するこ
とができ、しかも電気部品の半田付け部に過度の応力が
加わることがないため、放熱効果を増大させながらも、
電気製品品質の安定化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を適用したパワーＩＣの放熱構造の拡大
図であり、図２のＢ−Ｂ断面図である。

【図２】放熱体の一例であるフィン付きのシャーシおよ
びそれへのパワーＩＣの取付け状態を説明するための概
略平面図である。

【図３】図２の矢視Ａ方向から見た拡大図である。

【図４】放熱フィンの構造を示した図２の側面図であ
る。

【図５】取付金具の分解斜視図である。

【符号の説明】

１０ パワーＩＣ １２ｂ 取付片 １６ ピン １８ 基板 ２０ シャーシ（放熱体） ２０ａ 基板取付平面 ２６ 抜きテーパ面 ３０ 取付金具 ３４ 背面 ３８ 側面 ４０ 底辺 ４２ 足 ４４ 段差部 ４６ 第１の底辺 ４６ａ 接地辺 ４６ｂ 非接地辺 ４８ 第２の底辺 ４８ａ 接地端 ５０ 放熱片 ５６ ねじ

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回路基板を固定する基板取付平面を有す
   るダイキャスト製シャーシと、 前記回路基板に実装され、かつ、前記シャーシの基板取
   付平面の垂線に対して抜きテーパ角だけ傾斜した抜きテ
   ーパ面に一側面が密着される電気部品と、 前記電気部品の他側面側にて前記電気部品と共に前記基
   板に半田固定され、前記抜きテーパ面の抜きテーパ角と
   ほぼ同一の傾斜角度にて、前記基板に対して前記電気部
   品を傾斜させて保持し、前記シャーシとの間で前記電気
   部品を締結固定する取付金具と、 を有することを特徴とする回路基板に実装された電気部
   品のための放熱構造。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記取付金具は、前記電気部品の前記他側面と対向する
   背面と、その背面の両端側を屈曲した側面と、を有し、
   前記側面が前記基板と接する底辺に段差部が形成され、
   高さの異なる少なくとも２つの底辺により、前記基板に
   対して前記抜きテーパ角とほぼ同一の傾斜角度で傾斜し
   て前記基板に固定されることを特徴とする回路基板に実
   装された電気部品のための放熱構造。