JP3338232B2 - プリント基板実装ユニット品 - Google Patents

プリント基板実装ユニット品

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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/306Lead-in-hole components, e.g. affixing or retention before soldering, spacing means

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  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Mounting Of Printed Circuit Boards And The Like (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、プリント基板実装ユ
ニット品に関し、特に樹脂モールドにより密閉構造とし
たパワーモジュール部材を使用しているサーボアンプな
どのプリント基板実装ユニット品に関するものである。
【0002】
【従来の技術】サーボモータの位置・速度・トルクなど
を制御するサーボアンプには、モータを制御するための
パワー部品としてパワーモジュール部材を使用している
ものがあり、これは、パワートランジスタ、パワーダイ
オードなどによって電源電流を整流し、コンデンサによ
りその電流を平滑し、さらにパワートランジスタおよび
パワーダイオードによりモータを駆動する交流電圧に変
換する高電圧(商用電圧)のパワー回路を内蔵し、その
パワー回路素子の全てあるいは一部を金属基板上に配置
し、樹脂モールドにより密閉構造としたパワー素子の集
合部品である。
【0003】このようなモジュール部材は、樹脂モール
ド部より外部に突出した電極ピンを有し、この電極ピン
がプリント基板のスルーホールに挿入されることにより
プリント基板に電気的に接続されてプリント基板上にス
タンドオフ式に実装される。このプリント基板は箱状の
パッケージケース内に収納される。
【0004】この明細書では、モジュール部材を実装さ
れたプリント基板をプリント基板実装品と称し、そのプ
リント基板実装品をパッケージケースに収納したものを
プリント基板実装ユニット品と称する。
【0005】図5〜図8(a)、(b)はプリント基板
実装品およびプリント基板実装ユニット品の従来例を示
している。これらの図において、101はプリント基板
を、102は樹脂モールド品によるパワーモジュール部
材を、103はパワーモジュール部材102の樹脂モー
ルド部104より外部に突出した電極ピンを、105は
プリント基板101上に取り付けられた各種電気部品
を、106は放熱フィン部材を、107はパッケージケ
ース(カバー)を、108はモジュール部材取付ねじ
を、109はプリント基板固定用のスタッド部材を、1
10はプリント基板取付ねじを、111はモジュール部
材取付ねじ108に対するアクセスホールを各々示して
いる。
【0006】上述のプリント基板実装品およびプリント
基板実装ユニット品においては、電極ピン103をプリ
ント基板101に形成されているスルーホール112に
挿入してこれをプリント基板101に半田付けすること
により、パワーモジュール部材102がプリント基板1
01に電気的に接続されると共にプリント基板101に
固定され、スタッド部材109とプリント基板取付ねじ
110によってプリント基板101を放熱フィン部材1
06の背面部にねじ止めし、またモジュール部材取付ね
じ108によってパワーモジュール部材102を放熱フ
ィン部材106の背面部にねじ止めし、プリント基板1
01側にパッケージケース107をはめ込むことで組立
が完了する。
【0007】図9(a)、(b)はプリント基板実装品
およびプリント基板実装ユニット品の他の従来例を示し
ている。パワーモジュール部材102は、一方の面部に
絶縁層113および基板パターン114を形成されたア
ルミニウムなどによる金属基板115と、基板パターン
114に半田層116によって半田付けされたヒートス
プレッダ117と、ヒートスプレッダ117に半田層1
18によって半田付けされたパワートランジスタやパワ
ーダイオードのベアチップ119と、レジスト層120
と、導電接続ワイヤ121と、パワーモジュール内部を
密閉するためにモールド金属基板115の一方の面部の
側に設けられた樹脂モールドケース体122と、樹脂モ
ールドケース体122内に充填された内部絶縁および内
部部品固定用の充填材123とにより構成されている。
【0008】このパワーモジュール部材102の金属基
板115の他方の面部にアルミニウムなどによる導電性
の放熱フィン部材124を取り付ける場合には、金属基
板115と放熱フィン部材124との間の隙間を塞い
で、熱抵抗が上がらないようにするために、金属基板1
15と放熱フィン部材124との間にシリコングリス層
125が設けられる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述した図9に示され
ている従来のプリント基板実装品およびプリント基板実
装ユニット品においては、金属基板115と放熱フィン
部材124との間に熱抵抗の上昇を回避するためにシリ
コングリス層125を設ける必要があるため、製造工数
が増えると云う問題点があり、また金属基板115と放
熱フィン部材124とが個別の部品であるため、パワー
モジュール部材102と放熱フィン部材124とをねじ
などで固定接続する場合にはパワーモジュール部材10
2と放熱フィン部材124の機械加工が必要となると云
う問題点がある。
【0010】この発明は上述のような問題点を解決する
ためになされたものであり、パワーモジュール部材と放
熱フィン部材とを固定接続するための機械加工を必要と
しないプリント基板実装ユニット品を提供することを目
的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明に係るプリント基板実装ユニット品は、
内部に電気部品を密閉した樹脂モールド品により構成さ
れて樹脂モールド部より外部に突出した電極ピンを有す
るモジュール部材と前記電極ピンをスルーホールに挿入
されてモジュール部材を実装されたプリント基板とを具
備したプリント基板実装品と、前記プリント基板実装品
を収納し、前記モジュール部材の放熱面部を取り囲む壁
面部と、この壁面部によって取り囲まれ前記放熱面部に
合致して開口した放熱フィン配置用の開口部とを有する
箱状のパッケージケースとを備え、前記開口部において
前記パッケージケース外部より前記放熱面部に放熱フィ
ン部材が取り付けられるプリント基板実装ユニット品に
おいて、前記モジュール部材の放熱面部にはナット部材
がインサート成形され、前記放熱フィン部材にはボルト
通し孔が設けられ、前記ボルト通し孔に挿入されて前記
ナット部材とねじ係合するボルトにより前記放熱フィン
部材が放熱面部に固定されるものである。
【0012】
【作用】この発明に係るプリント基板実装ユニット品で
は、ボルト通し孔に挿入されたボルトがモジュール部材
にインサート成形されたナット部材にねじ係合すること
で、モジュール部材に放熱フィン部材が強固に固定され
る。
【0013】
【実施例】以下に添付の図を参照して、この発明をサー
ボモータ用のユニット構造のサーボアンプに適用した実
施例について詳細に説明する。
【0014】図1〜図4は、この発明のプリント基板実
装ユニット品の実施例を示しており、これらの図におい
て、10はプリント基板を、20はパワーモジュール部
材を、そして30は箱型のパッケージケースを各々示し
ている。
【0015】プリント基板10には所定のプリント配線
(図示省略)が形成されていると共に後述する電極ピン
22が挿入されるスルーホール11が所定位置に開けら
れている。
【0016】パワーモジュール部材20は、内部にパワ
ートランジスタなどを樹脂モールドにより密閉した立方
体形状の樹脂モールド品であり、樹脂モールド部21の
一つの面部より外部に突出した複数個の電極ピン22を
有している。
【0017】パッケージケース30は、ケース本体31
と正面カバー32との組立体により構成されており、ケ
ース本体31の内側面部に形成された基板支持溝部にプ
リント基板10を差し込むことによってプリント基板1
0を固定支持する。なお、図4において、12はプリン
ト基板10に実装される比較的背丈が高い電気部品を、
43はパワーモジュール部材20に取り付けられた放熱
フィン部材を各々示している。
【0018】この実施例では、パッケージケース30の
ケース本体31はパワーモジュール部材20の放熱面部
20aを取り囲む壁面部65と放熱面部20aに合致し
て開口した開口部66を有している。換言すれば、壁面
部65は放熱面部20aの周りをユニット内部にまで覆
っており、パワーモジュール部材20を取り付けた状態
ではユニット内部と放熱面部20aに取り付けられる放
熱フィン部材43とが壁面部65によって完全に分離で
きる構成となっている。
【0019】この構造では、放熱フィン部材43からユ
ニット内部へ逃げる熱が壁面部65によって遮蔽され、
パワーモジュール部材20で発生した熱を放熱フィン部
材43によって外部へ逃がす際に、その熱の一部がユニ
ット内部を暖めるという問題が解消される。
【0020】そして、放熱フィン部材43は、プリント
基板10と共にパワーモジュール部材20をパッケージ
ケース30内に組み込んだ後に、開口部66においてケ
ース外部より放熱面部20aに取り付けられる。
【0021】ここで、パワーモジュール部材20の放熱
面部20aにはナット部材67がインサート成形され、
放熱フィン部材43にはボルト通し孔68が設けられ、
ボルト通し孔68に挿入されてナット部材67とねじ係
合するボルト69により放熱フィン部材43の放熱面部
20aに対する固定が強固に行われている。
【0022】これにより、ユニット内で使用する部品を
高温に強い高価な部品で構成する必要がなくなり、また
ユニットの寸法を大きくしてユニット内部に逃げた熱に
よってユニットの内部が必要以上に暖められないように
する必要がなくなるから、ユニットが安価となり、また
ユニット寸法を小さくできる。さらに、この取り付けに
よって、放熱フィン部材43にタップ加工を行う必要が
なくなり、アルミダイキャストまたはアルミ押し出しに
よって製造される放熱フィン部材43の機械加工が不要
になり、放熱フィン部材43が安価に製作されるように
なる。
【0023】
【発明の効果】この発明に係るプリント基板実装ユニッ
ト品では、ボルト通し孔に挿入されたボルトがモジュー
ル部材にインサート成形されたナット部材にねじ係合す
ることで、モジュール部材に放熱フィンが強固に固定さ
れるから、放熱フィン部材にはタップ加工を行う必要が
なくなり、放熱フィン部材がアルミダイキャストまたは
アルミ押しだしなどで製造されれば、機械加工が不要に
なり、放熱フィン部材が安価に製作されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明によるプリント基板実装ユニット品
の実施例の平面図である。
【図2】 この発明によるプリント基板実装ユニット品
の実施例の側面図である。
【図3】 この発明によるプリント基板実装ユニット品
の実施例の正面図である。
【図4】 この発明によるプリント基板実装ユニット品
の実施例の断面図である。
【図5】 従来のプリント基板実装ユニット品の平面図
である。
【図6】 従来のプリント基板実装ユニット品の側面図
である。
【図7】 従来のプリント基板実装ユニット品の正面図
である。
【図8】 (a)は従来のプリント基板実装ユニット品
の断面図、(b)はそれの部分的拡大図である。
【図9】 (a)は従来の他のプリント基板実装ユニッ
ト品の断面図、(b)はそれの部分的拡大図である。
【符号の説明】
10 プリント基板,11 スルーホール,12 電気
部品,20 パワーモジュール部材,20a 放熱面
部,21 樹脂モールド部,22 電極ピン,30 パ
ッケージケース,31 ケース本体,32 正面カバ
ー,33、34 内側面部,35、36 基板支持溝
部,43 放熱フィン部材,65 壁面部,66 開口
部,67 ナット部材,68 ボルト通し孔,69 ボ
ルト。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−30280(JP,A) 特開 平7−58469(JP,A) 特開 平5−347498(JP,A) 特開 平8−298388(JP,A) 実開 平6−17294(JP,U) 実開 昭60−22846(JP,U) 実開 昭62−74343(JP,U) 実開 昭57−108347(JP,U) 実開 平4−70766(JP,U) 実開 昭60−186889(JP,U) 実開 昭60−124051(JP,U) 実開 昭61−207072(JP,U) 実開 昭53−113369(JP,U) 実公 平3−34846(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05K 7/14 H05K 1/18 H05K 7/20

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部に電気部品を密閉した樹脂モールド
    品により構成されて樹脂モールド部より外部に突出した
    電極ピンを有するモジュール部材と前記電極ピンをスル
    ーホールに挿入されてモジュール部材を実装されたプリ
    ント基板とを具備したプリント基板実装品と、前記プリ
    ント基板実装品を収納し、前記モジュール部材の放熱面
    部を取り囲む壁面部と、この壁面部によって取り囲まれ
    前記放熱面部に合致して開口した放熱フィン配置用の開
    口部とを有する箱状のパッケージケースとを備え、前記
    開口部において前記パッケージケース外部より前記放熱
    面部に放熱フィン部材が取り付けられるプリント基板実
    装ユニット品において、前記モジュール部材の放熱面部
    にはナット部材がインサート成形され、前記放熱フィン
    部材にはボルト通し孔が設けられ、前記ボルト通し孔に
    挿入されて前記ナット部材とねじ係合するボルトにより
    前記放熱フィン部材が放熱面部に固定されることを特徴
    とするプリント基板実装ユニット品。
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