JP3551491B2 - ヒートシンク付プリント配線基板 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
この発明は、プリント配線基板に実装した電子部品から発生する熱を冷却装置に効率良く伝えるための構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に航空機搭載用電子機器のプリント配線基板は、高機能、高性能が要求されることから高密度、高発熱化が進んできている。また、高信頼性も求められていることから冷却方式は、一般的な大型計算機で用いられている直接電子部品に冷却空気を当てる直接冷却方式を用いず、電子部品で発生した熱をヒートシンクに伝え、さらにヒートシンクから専用の熱交換部へ伝えることにより冷却する間接冷却方式を採用している。ここで、直接冷却方式が間接冷却方式より信頼性が劣るのは、冷却空気には多少のゴミ、ほこり、水分、塩分等が含まれており、直接この冷却空気を電子部品に当てると錆び、電食等が起こり、故障の原因になるからである。
【0003】
図17に従来のDIP(Dual Inline Package)タイプの電子部品を実装したヒートシンク付プリント配線基板の斜視図を示す。図18は図17の断面を示す。図において1は熱伝導の良いAlやFe等の金属でできたヒートシンク、2はDIPタイプの電子部品3を実装したプリント配線基板、4はヒートシンク1を熱交換部5の溝に密着させるためのカードロックリテイナ、6はヒートシンク1とプリント配線基板2を接着する熱伝導率の良いヒートプレス用接着剤、7はDIPタイプの電子部品3とヒートシンク1を接着する熱伝導率の良い接着剤、10は放熱経路を示す。
【0004】
また図19に従来の表面実装タイプの電子部品を実装したヒートシンク付プリント配線基板の斜視図を示す。図20は図19の断面を示す。図において8は表面実装タイプの電子部品、9は表面実装タイプの電子部品8とプリント配線基板2を接着する熱伝導率の良い接着剤を示す。その他はDIPタイプの電子部品を実装したヒートシンク付プリント配線基板の内容と同一である。
【0005】
ここで、ヒートシンク1とプリント配線基板2の接着は、例えば−50〜+120°Cの環境温度や高湿度、高い外荷重をクリアにすることが要求されている。また、高い放熱効率も要求されているため、通常平面と平面を常温硬化型の接着剤で接着した時に発生する断熱効果の大きい気泡を放熱経路から無くさなければならない。これらのことからエポキシ系のヒートプレス接着剤を選定している。
【0006】
次に、放熱経路を表面実装タイプの電子部品を実装したプリント配線基板を例にとり示す。図20において10は放熱経路を示す。表面実装タイプの電子部品8で発熱した熱は接着剤9を介しプリント配線基板2に伝わり、さらに、ヒートプレス用接着剤6を介しヒートシンク1に伝わり、ヒートシンク1に取付けたカードロックリテイナ4により、ヒートシンク1を熱交換部5に密着させることができるので、ヒートシンク1から熱交換部5へ熱を効率良く伝え放熱することができる。
【0007】
また次に、DIP/表面実装タイプの電子部品3、8を実装したヒートシンク付きプリント配線基板の実装プロセスを図21に示す。まず、DIPタイプの電子部品3の実装を説明する。プリント配線基板2とヒートシンク1をヒートプレス接着(S1)する。次にDIPタイプの電子部品3を自動/手挿入(S2)し、フローはんだ付け(S3)を行い、その後洗浄(S4)をする。次にフローはんだ付け(S3)で実装できなかった電子部品を後付け(S5)し、電気試験(S6)を行う。この電気試験(S6)において電気性能が満足すれば完了である。一方、電気性能が満足できなければ満足するまで電子部品の交換やパターンカット、ジャンパ配線(S7)を実施し電気試験(S6)を繰り返し行う。次に、表面実装タイプの電子部品8の実装を説明する。表面実装タイプの電子部品8の実装は、上記DIPタイプの電子部品3の実装の説明において、DIPタイプの電子部品3の自動/手挿入(S2)を表面実装タイプの電子部品8の自動/手挿入(S8)に、また、フローはんだ付け(S3)をリフローはんだ付け(S9)にそれぞれ置き換えたものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
従来のヒートシンク付プリント配線基板は以上のように構成されており次に示すような課題を有していた。ヒートシンク1とプリント配線基板2の接着はDIP/表面実装タイプの電子部品3、8等の耐熱温度より高い温度で行われるヒートプレス接着のため、DIP/表面実装タイプの電子部品3、8の実装はヒートシンク1とプリント配線基板2のヒートプレス接着後という制約があった。これに伴い、AlやFe等で作られたヒートシンク1は熱伝導性が良いため、電子部品のプリント配線基板2へのはんだ付け時のはんだを溶かす熱がヒートシンク1に奪われ、はんだ付け作業の作業性を悪くし、さらにDIP/表面実装タイプの電子部品3、8に、より多くの熱を加える結果となりDIP/表面実装タイプの電子部品3、8の信頼性の低下を招くという問題があった。また、プリント配線基板2において性能向上のためパターンカットやジャンパ配線等を実施するにあたり、片面にヒートシンク1が接着されているため、作業性が悪いという問題があった。またさらに、ヒートシンク付プリント配線基板において、表面実装タイプの電子部品8のはんだ付けはリフローはんだ付けで行い、DIPタイプの電子部品3はフローはんだ付けで行っているが、ヒートシンク1がプリント配線基板2に取付けているためリフロー/フローはんだ付けの連続した作業が難しくDIP/表面実装タイプの電子部品3、8の混在が難しいという問題があった。
【0009】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、電子部品のはんだ付け作業性を向上させ、かつ、電子部品の信頼性向上を図ることができ、また、DIP/表面実装タイプの電子部品の混在が容易にできることを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明による実施例1のヒートシンク付プリント配線基板は、DIP/表面実装タイプの電子部品を予めプリント配線基板の片面に実装し、後から常温硬化型接着剤でヒートシンクを接着することによりはんだ付け作業性と電子部品の信頼性を向上させたものである。また、ヒートシンクには、DIPタイプの電子部品のリード部が干渉しないようにきりぬき部を設け、さらに、プリント配線基板と接する面に電子部品の底面積と同等で、かつ、0.1〜0.2mm程度の突起部を有することでDIPタイプ/表面実装タイプの電子部品の混在を容易にし、放熱効率を向上させたものである。また、プリント配線基板とヒートシンクを常温硬化型接着剤にて接着した後にねじにより固定することで接着強度を補うことができる。
【0011】
また、この発明による実施例2のヒートシンク付プリント配線基板は、実施例1のものに加えて、特に発熱量の大きいDIPタイプの電子部品をヒートシンクとプリント配線基板接着後にヒートシンク側から実装することにより放熱効率を向上させたものである。
【0012】
この発明による実施例3のヒートシンク付プリント配線基板は、実施例1のものに加えて、特に発熱量の小さいチップ部品をプリント配線基板の反対面に実装し、ヒートシンクにそのチップ部品が干渉しないようにきりぬき部を設けることにより実装密度を高くするものである。
【0013】
また、この発明による実施例4のヒートシンク付プリント配線基板は、DIP/表面実装タイプの電子部品がヒートシンクを跨ぎ、かつ、接触するように予めプリント配線基板の片側に実装し、後から分割したヒートシンクを電子部品とプリント配線基板の間に挿入し常温硬化型接着剤で接着することによりはんだ付け作業性と電子部品の信頼性を向上させ、さらに、放熱効率も向上させたものである。また、プリント配線基板とヒートシンクを常温硬化型接着剤にて接着した後にねじにより固定することで接着強度を補うことができる。
【0014】
この発明による実施例5のヒートシンク付プリント配線基板は、実施例4のものに加えて、ヒートシンクに電子部品が接触する部分に溝を設け、その溝に接着剤を流しこむことにより、さらに、放熱効率を向上させたものである。
【0015】
また、この発明による実施例6のヒートシンク付プリント配線基板は、DIP/表面実装タイプの電子部品を予めプリント配線基板の片側に実装し、後から常温硬化型接着剤でヒートシンクを接着することによりはんだ付け作業性と電子部品の信頼性を向上させたものである。また、ヒートシンクにはDIPタイプの電子部品のリード部が干渉しないようにきりぬき部を設けることでDIP/表面実装タイプの電子部品の混在を容易にさせるものである。また、プリント配線基板には、ヒートシンクと接する面に電子部品の底面積と同等で、かつ、0.1mm程度の突起部を有することで放熱効率も向上させたものである。また、プリント配線基板とヒートシンクを常温硬化型接着剤にて接着した後にねじにより固定することで接着強度を補うことができる。
【0016】
この発明による実施例7のヒートシンク付プリント配線基板は、DIP/表面実装タイプの電子部品を予めプリント配線基板の片側に実装し、後から電子部品の底面積と同等で0.2mm程度の厚みで接着できるようなテンプレート等の治工具を用いて常温硬化型接着剤を塗布しヒートシンクを接着することによりはんだ付け作業性と電子部品の信頼性を向上させたものである。また、プリント配線基板とヒートシンクを常温硬化型接着剤にて接着した後にねじにより固定することで接着強度を補うことができる。
【0017】
また、この発明による実施例8のヒートシンク付プリント配線基板は、実施例1の常温硬化型接着剤をサーマルシートに変え、ヒートシンクとプリント配線基板の間にはさみ、さらに、ねじにより固定したことにより放熱効率を維持すると共に組立性を容易にすることができるものである。
【0018】
【作用】
この発明において、プリント配線基板の電気性能が満足する段階まで完成度が上がった時点で、プリント配線基板とヒートシンクを常温硬化型接着剤を用いて接着を行うことにより、次に示す利点を有している。まず、電子部品はプリント配線基板にヒートシンクを接着する前に実装することができるので、はんだ付け時に、ヒートシンクへ熱が奪われるということが無くなり接着作業性と電子部品の信頼性の向上が図れ、さらに、パターンカットやジャンパ配線、電子部品交換等の作業性も向上する。また、ヒートシンク部にDIPタイプの電子部品のリード部が干渉しないようにきりぬき部を有することで、DIP/表面実装タイプの電子部品の混在が容易となる。
また、通常平面と平面を接着する場合、接着層に発生する断熱効果の大きい気泡は、プリント配線基板と接する側のヒートシンクに電子部品の真下で、かつ、その底面と同等の面積で0.1〜0.2mm程度の突起部を設けたことにより、排斥される確率が大きくなり、放熱経路が確保される。またさらに、ヒートシンクが突起した部分において熱伝導率の小さい接着層が薄くなり、反対に熱伝導率の大きいヒートシンクが近づくため放熱効率を向上させることができる。
【0019】
またこの発明の実施例2においては、発熱量が大きいDIPタイプの電子部品をヒートシンク側から実装することにより放熱効率を向上させることができる。
【0020】
この発明の実施例3においては、発熱量の小さいチップ部品をヒートシンク側に実装し、さらに、ヒートシンクにそのチップ部品が干渉しないようにきりぬき部を設けることにより実装密度を上げることができる。
【0021】
またこの発明の実施例4においては、ヒートシンクを分割したことにより、プリント配線基板に電子部品を実装した後にプリント配線基板と電子部品の間にヒートシンクを挿入し接着することができる。このことにより、電子部品はヒートシンクを跨いだ形で実装されるので、直接電子部品がヒートシンクに接触することになり、放熱効率を向上させることができる。
【0022】
この発明の実施例5においては、ヒートシンクを分割したことにより、プリント配線基板に電子部品を実装した後にプリント配線基板と電子部品の間にヒートシンクを挿入し接着することができる。また、ヒートシンクに接着剤を流しこめる溝を設けたことにより、ヒートシンク接着後にこの溝に熱伝導率の良い接着剤を流し込みヒートシンクと電子部品の隙間を埋めることができる。これらのことにより、電子部品はヒートシンクを跨いだ形で実装され、さらに、ヒートシンクと電子部品の隙間を熱伝導の良い接着剤を介在することができるため放熱効率をさらに向上させることができる。
【0023】
またこの発明の実施例6においては、ヒートシンクと接する側のプリント配線基板に電子部品の真下で、かつ、その底面積と同等の面積で0.1mm程度の突起した電気接続されていないCuやAl等のパターンの突起部を設けたことにより、ヒートシンクに電子部品の真下で、かつ、その底面積と同等の面積で0.1〜0.2mm程度の突起部を設ける加工が無くなり、加工性が向上し、さらに、通常平面と平面を接着する時発生する断熱効果の大きい気泡を排斥することができ、またさらに、プリント配線基板が突起した部分において熱伝導率の小さい接着層が薄くなり、反対に熱伝導率の大きいCuやAl等のパターンの突起部がヒートシンクに近づくため放熱効率を向上させることができる。
【0024】
この発明の実施例7においては、プリント配線基板とヒートシンクの間に電子部品の真下で、かつ、その底面積と同等の面積で0.2mm程度の接着層が確保できるようにテンプレート等の治工具を用いて熱伝導の良い常温効果型接着剤を塗布することにより、ヒートシンクやプリント配線基板に電子部品の真下で、かつ、その底面積と同等の面積で0.1mm程度の突起部を設ける加工が無くなり、加工性や製造性を向上させることができ、さらに、通常平面と平面を接着する時発生する断熱効果の大きい気泡を、接着剤自身を潰すことにより排斥することができるので必要な放熱経路が確保され、放熱効率を向上させることができる。
【0025】
またこの発明の実施例8においては、プリント配線基板とヒートシンクの間にサーマルシートをはさみ、さらに、ねじで固定することにより、どの時点においてもプリント配線基板とヒートシンクは分離することができる。このことにより、電子部品はプリント配線基板にヒートシンクを取付けない状態で実装することができるので、はんだ付け時に、ヒートシンクへ熱が奪われるということが無くなり、組立作業性と電子部品の信頼性の向上が図れ、さらに、パターンカットやジャンパ配線、電子部品交換等の作業性も向上し、またさらに、プリント配線基板とヒートシンクの間の隙間は熱伝導の良いサーマルシートにより無くなるので放熱効率を向上させることができる。また、ヒートシンクとサーマルシートにDIPタイプの電子部品のリード部が干渉しないようにきりぬき部を有することで、DIP/表面実装タイプの電子部品の混在が容易となる。
【0026】
【実施例】
実施例1.
図1は本発明によるプリント配線基板の実施例1を示す組立図であり図2は図1における組立後の断面図であり、1〜5,7〜10は上記従来のプリント配線基板とまったく同一のものである。図において11はプリント配線基板2とヒートシンク1を接着するための常温硬化型接着剤、12はヒートシンク1上にプリント配線基板2と接する面で、DIPタイプの電子部品3や表面実装タイプ電子部品8の真下にそれぞれ電子部品の底面と同等の面積で0.1〜0.2mm程度突起した突起部である。13はヒートシンク1上にプリント配線基板2に実装したDIPタイプの電子部品3のリード部14と干渉しないようにきりかいたきりぬき部、15はヒートシンク1とプリント配線基板2を固定するためのねじでありワッシャフラット16と共に用いられる。
【0027】
図3〜5は常温硬化型接着剤11でヒートシンク1とプリント配線基板2を接着した時に断熱効果の大きい気泡17が発生する様子と、ヒートシンク1上に設けた突起部12によって断熱効果の大きい気泡17が排斥されDIPタイプの電子部品3や表面実装タイプ電子部品8の真下に気泡17が発生しない様子を示したものである。
【0028】
図6にこの発明の実装プロセスを示す。図の簡単な説明をすると、プリント配線基板2に表面実装タイプの電子部品8を自動/手装着(S8)しリフローはんだ付け(S9)を実施し、続いてDIPタイプの電子部品3を自動/手装着(S2)しフローはんだ付け(S3)を実施する。電子部品等の実装が完了した後に洗浄(S4)を行う。次にプリント配線基板2とヒートシンク1をねじ15とワッシャフラット16により固定(S10)し電気試験(S6)を実施する。この時、ヒートシンク1を取付けていることと、設計温度条件に比べ電気試験(S6)実施時の周囲温度が20〜40°C低いことで電子部品の信頼性を低下させたり壊したりすることがない。この電気試験(S6)において電気性能が満足すれば、プリント配線基板2とヒートシンク1を固定していたねじ15とワッシャフラット16を外し、常温硬化型接着剤11とねじ15とワッシャフラット16により接着/ねじ止め(S11)し完了である。一方、電気性能が満足しなければ満足するまで、プリント配線基板2とヒートシンク1を固定していたねじ15とワッシャフラット16を外し(S12)、電子部品の交換やパターンカット、ジャンパ配線(S7)を実施し、また、プリント配線基板2とヒートシンク1をねじ15とワッシャフラット16により固定(S10)し電気試験(S6)を繰り返し行う。
【0029】
上記のように構成されたヒートシンク付きプリント配線基板において、プリント配線基板の完成度が電気性能が満足する段階まで上がった時点で、プリント配線基板2にヒートシンク1を常温硬化型接着剤11を用いて接着を行うことにより、次に示す利点を有している。まず、DIP/表面実装タイプの電子部品3、8はプリント配線基板2にヒートシンク1を接着する前に実装することができるので、はんだ付け時にヒートシンク1へ熱が奪われるということが無くなり接着作業性とDIP/表面実装タイプの電子部品3、8の信頼性の向上が図れ、さらに、パターンカットやジャンパ配線、電子部品交換等の作業性も向上する。また、ヒートシンク部にDIPタイプの電子部品3のリード部14が干渉しないようにきりぬき部13を有することで、DIP/表面実装タイプの電子部品3、8の混在が容易となる。
【0030】
また、通常平面と平面を接着する場合、接着層に発生する断熱効果の大きい気泡17は、プリント配線基板2と接する側のヒートシンク1にDIP/表面実装タイプの電子部品3、8の真下にそれぞれ電子部品の底面と同等の面積で0.1〜0.2mm程度の突起部12を設けたことにより、排斥される確率が大きくなり、放熱経路10が確保され、またさらに、ヒートシンク1の突起部12において熱伝導率の小さい接着層が薄くなり、反対に熱伝導率の大きいヒートシンク1の突起部12が近づくため放熱効率を向上させることができる。
【0031】
実施例2.
図7はこの発明によるヒートシンク付きプリント配線基板の第2の実施例を示す断面図である。図7において13は発熱量の大きいDIPタイプの電子部品18をヒートシンク1側から実装でき、かつ、発熱量の大きいDIPタイプの電子部品18のリード部14と干渉しないようにヒートシンク1に設けたきりぬき部である。
【0032】
上記のように構成されたヒートシンク付きプリント配線基板において、発熱量の大きいDIPタイプの電子部品18をヒートシンク1側から実装できるように、発熱量の大きいDIPタイプの電子部品18のリード部14と干渉しないようにヒートシンク1にきりぬき部13を設けたことにより、少数で発熱の大きいDIPタイプの電子部品18を熱伝導率の低いプリント配線基板2を介さずに直接ヒートシンク1へ放熱することができるので、放熱効率を向上することができ、また、少数で発熱の大きいDIPタイプの電子部品18の放熱構造を別に設けなくて済む。但し、この発熱量の大きいDIPタイプの電子部品18の実装ははんだごて等を用いる方法になる。
【0033】
実施例3.
図8はこの発明によるヒートシンク付きプリント配線基板の第3の実施例を示す断面図である。図において13は発熱量の小さいチップ部品19をヒートシンク1側に実装でき、かつ、チップ部品19と干渉しないようにヒートシンク1に設けたきりぬき部である。
【0034】
上記のように構成されたヒートシンク付きプリント配線基板において、発熱量の小さいチップ部品19をヒートシンク1側に実装でき、かつ、チップ部品19と干渉しないようにヒートシンク1にきりぬき部13を設けたことにより、放熱を期待しない発熱量の小さいチップ部品19をヒートシンク1側に実装することができるので実装密度を上げることができる。
【0035】
実施例4.
図9はこの発明によるヒートシンク付きプリント配線基板の第4の実施例を示す組立図である。図9において20はプリント配線基板2上で放熱経路が遮断されないように上記放熱経路と直角方向に分割したヒートシンクである。また、DIP/表面実装タイプの電子部品3、8はヒートシンク20を跨ぎ、かつ、ヒートシンク20に接触するように予めプリント配線基板2の片面に実装され、後から分割したヒートシンク20をDIP/表面実装タイプの電子部品3、8とプリント配線基板2の間に挿入し常温硬化型接着剤11で接着するものである。
【0036】
上記のように構成されたヒートシンク付きプリント配線基板において、DIP/表面実装タイプの電子部品3、8をヒートシンク20を跨ぎ、かつ、接触するように予めプリント配線基板2の片面に実装し、後から分割したヒートシンク20をDIP/表面実装タイプの電子部品3、8とプリント配線基板2の間に挿入し常温硬化型接着剤11で接着することにより、DIP/表面実装タイプの電子部品3、8はプリント配線基板2にヒートシンク20を接着する前に実装するので、はんだ付け時に、ヒートシンク20へ熱が奪われることがなくなり、接着作業性とDIP/表面実装タイプの電子部品3、8の信頼性の向上が図れ、さらに,DIP/表面実装タイプの電子部品3、8とヒートシンク20を直接接触することができるので放熱効率を向上させることができる。
【0037】
実施例5.
図10はこの発明によるヒートシンク付きプリント配線基板の第5の実施例の一部を示す斜視図であり、図11はDIPタイプの電子部品3がヒートシンク20を跨いだ状態の断面図を示す。図において20はプリント配線基板上で放熱経路が遮断されないように上記放熱経路と直角方向に分割したヒートシンクである。また、DIP/表面実装タイプの電子部品3、8をヒートシンク20を跨ぎ、かつ、接触するように予めプリント配線基板2の片面に実装し、後から分割したヒートシンク20をDIP/表面実装タイプの電子部品3、8とプリント配線基板2の間に挿入し常温硬化型接着剤11で接着するものである。また、ヒートシンク20のDIP/表面実装タイプの電子部品3、8と接触する部分に接着剤を流し込むことができる溝21を設け、さらに、熱伝導率の良い接着剤7を塗布することにより、ヒートシンク20とDIP/表面実装タイプの電子部品3、8の間に隙間をなくすことができる。
【0038】
上記のように構成されたヒートシンク付きプリント配線基板において、DIP/表面実装タイプの電子部品3、8をヒートシンク20を跨ぎ、かつ、接触するように予めプリント配線基板2の片面に実装し、後から分割したヒートシンク20を常温硬化型接着剤11で接着することにより、DIP/表面実装タイプの電子部品3、8はプリント配線基板2にヒートシンク20を接着する前に実装するので、はんだ付け時に、ヒートシンク20へ熱が奪われることがなくなり、接着作業性とDIP/表面実装タイプの電子部品3、8の信頼性の向上が図れる。また、DIP/表面実装タイプの電子部品3、8とヒートシンク20を直接接触することができ、さらに、ヒートシンク20にDIP/表面実装タイプの電子部品3、8との隙間に接着剤7が流し込めるように溝21を設けることで、プリント配線基板2とDIP/表面実装タイプの電子部品3、8を実装し、さらに、ヒートシンク20を取付けた後、この溝21に接着剤7を流し込むことができる。このことにより、ヒートシンク20とDIP/表面実装タイプの電子部品3、8の隙間を埋めることができるので放熱効率を向上させることができる。
【0039】
実施例6.
図12はこの発明によるヒートシンク付きプリント配線基板の第6の実施例を示す断面図である。図12において22はヒートシンク1と接する側のプリント配線基板1にDIP/表面実装タイプの電子部品3、8の真下にそれぞれ電子部品の底面積と同等の面積で0.1mm程度突起した、上記電子部品と電気接続されていないCuやAl等のパターンで作られた突起部である。
【0040】
上記のように構成されたヒートシンク付きプリント配線基板において、ヒートシンクに電子部品の真下にそれぞれ電子部品の底面積と同等の面積で0.1〜0.2mm程度の突起部を付ける加工が無くなり、加工性が向上し低コスト化が図れる。さらに、通常平面と平面を接着する場合、接着層に発生する断熱効果の大きい気泡17は、ヒートシンク1と接するプリント配線基板2にDIP/表面実装タイプの電子部品3、8の真下それぞれ電子部品の底面と同等の面積で0.1mm程度の突起部22を設けたことにより、排斥される確率が大きくなり、放熱経路10が確保され、またさらに、プリント配線基板2の突起部22において熱伝導率の小さい接着層が薄くなり、反対に熱伝導率の大きいプリント配線基板2の突起部22が近づくため放熱効率を向上させることができる。
【0041】
実施例7.
図13はこの発明によるヒートシンク付きプリント配線基板の第7の実施例を示す組立図であり図14は図13における組立後の断面図である。図において23はプリント配線基板2とヒートシンク1の間にDIP/表面実装タイプの電子部品3、8の真下にそれぞれ電子部品の底面積と同等の面積で0.2mm程度の接着層が確保できるようにきりぬき穴を設けたステンレスや樹脂の薄板のテンプレートである。11はテンプレート23のきりぬき穴により0.2mm程度の厚さに成形された常温硬化型接着剤であり、この常温硬化型接着剤11を塗布することにより、必要な放熱経路10を確保することができる。
【0042】
上記のように構成されたヒートシンク付きプリント配線基板において、ヒートシンク1とプリント配線基板2の間にDIP/表面実装タイプの電子部品3、8の真下にそれぞれ電子部品の底面と同等の面積で0.2mm程度の厚さが確保できるようにつくられたテンプレート23のきりぬき部により成形した常温硬化型接着剤11を塗布することにより、ヒートシンク1やプリント配線基板2に電子部品の真下にそれぞれ電子部品の底面積と同等の面積で0.1mm程度の突起部12、22を付ける加工が無くなり、加工性や製造性を向上させることができ、さらに、通常平面と平面を接着する時発生する断熱効果の大きい気泡17を常温硬化型接着剤11自身を潰すことにより必要な放熱経路10から排斥することができるため放熱効率を向上させることができる。
【0043】
実施例8.
図15はこの発明によるヒートシンク付きプリント配線基板の第8の実施例を示す組立図であり図16は図15における組立後の断面図である。図において24はプリント配線基板2とヒートシンク1の間に取付けたサーマルシートである。
【0044】
上記のように構成されたヒートシンク付きプリント配線基板において、ヒートシンク1とプリント配線基板2の間にサーマルシート24をはさみ、さらに、ねじで固定することにより、どの時点においても、ヒートシンク1とプリント配線基板2は分離することができる。このことにより、DIP/表面実装タイプの電子部品3、8はプリント配線基板2にヒートシンク1を取付けない状態で実装することができるので、はんだ付け時に、ヒートシンク1へ熱が奪われるということが無くなり接着作業性とDIP/表面実装タイプの電子部品3、8の信頼性の向上が図れ、さらに、パターンカットやジャンパ配線、電子部品の交換等の作業性も向上し、またさらに、ヒートシンク1とプリント配線基板2の間の隙間は熱伝導の良いサーマルシート24により無くなるので放熱効率を向上させることができる。また、ヒートシンク1とサーマルシート24にDIPタイプの電子部品3のリード部14が干渉しないようにきりぬき部13を設けることで、DIP/表面実装タイプの電子部品3、8の混在が容易となる。
【0045】
【発明の効果】
この発明は以上説明したとおりプリント配線基板とヒートシンクを接着する接着剤を常温硬化型接着剤にすることにより、プリント配線基板にヒートシンクを接着する前に電子部品を実装することができるので、はんだ付け時に、ヒートシンクへ熱が奪われることが無くなり接着作業性と電子部品の信頼性が向上し、また、ヒートシンクにDIPタイプの電子部品のリード部が干渉しないようにきりかき部を設けることにより、DIP/表面実装タイプの電子部品の混在が容易となり、またさらに、ヒートシンクに0.1〜0.2mm程度の突起部を設けたことにより、プリント配線基板とヒートシンクの間の接着層に発生する断熱効果の大きい気泡を排斥することと、接着層が薄くなることができ、放熱効率を向上することができる。
【0046】
またこの発明によれば、発熱量の大きいDIPタイプの電子部品をヒートシンク側から実装できるように、ヒートシンクにDIPタイプの電子部品のリード部と干渉しないようなきりぬき部を設けたことにより、少数で発熱量の大きいDIPタイプの電子部品を熱伝導率の低いプリント配線基板を介さずに直接ヒートシンクへ放熱することができるので、放熱効率を向上させることができる。
【0047】
またこの発明によれば、ヒートシンクにチップ部品と干渉しないようなきりぬき部を設けることにより、プリント配線基板のヒートシンクに接する面に発熱量の小さいチップ部品が実装できるので、実装密度を上げることができる。
【0048】
さらにこの発明によれば、ヒートシンクを分割し、DIP/表面実装タイプの電子部品がヒートシンクを跨ぎ、かつ、接触するように予めプリント配線基板の片面に実装し、後から分割したヒートシンクを常温硬化型接着剤で接着することにより、DIP/表面実装タイプの電子部品はプリント配線基板にヒートシンクを接着する前に実装できるので、はんだ付け時に発生しているヒートシンクへ熱が奪われることがなくなり、接着作業性と電子部品の信頼性の向上ができ、さらに、DIP/表面実装タイプの電子部品が直接ヒートシンクに接触することができるので放熱効率を向上させることができる。
【0049】
またこの発明によれば、ヒートシンクを分割し、DIP/表面実装タイプの電子部品をヒートシンクを跨ぎ、かつ、接触するように予めプリント配線基板の片面に実装し、後から分割したヒートシンクを常温硬化型接着剤で接着することにより、DIP/表面実装タイプの電子部品はプリント配線基板にヒートシンクを接着する前に実装できるので、はんだ付け時に、ヒートシンクへ熱が奪われることがなくなり、接着作業性とDIP/表面実装タイプの電子部品の信頼性の向上が図れる。また、DIP/表面実装タイプの電子部品とヒートシンクを直接接触することができ、さらに、ヒートシンクにDIP/表面実装タイプの電子部品の隙間を接着剤で流し込めるような溝を設けることで、DIP/表面実装タイプの電子部品実装後のプリント配線基板と、ヒートシンクを取付けた後に、この溝に接着剤7を流し込むことができる。このことにより、ヒートシンクとDIP/表面実装タイプの電子部品の隙間を埋めることができるので放熱効率をさらに向上させることができる。
【0050】
またこの発明によれば、ヒートシンクに電子部品の真下にそれぞれ電子部品の底面と同等の面積で0.1mm程度の突起部を設ける加工が無くなり、加工性が向上し、さらに、通常平面と平面を接着する場合、接着層に発生する断熱効果の大きい気泡は、ヒートシンクと接するプリント配線基板にDIP/表面実装タイプの電子部品の真下にそれぞれ電子部品の底面と同等の面積で0.1mm程度の突起部を設けたことにより、排斥される確率が大きくなり、放熱経路が確保され、またさらに、プリント配線基板の突起部において熱伝導率の小さい接着層が薄くなり、反対に熱伝導率の大きいプリント配線基板の突起部が近づくため放熱効率を向上させることができる。
【0051】
またこの発明によれば、ヒートシンクとプリント配線基板の間にDIP/表面実装タイプの電子部品の真下にそれぞれ電子部品の底面と同等の面積で0.2mm程度の厚さが確保できるようにつくられたテンプレートにより成形した常温硬化型接着剤を塗布することにより、ヒートシンクやプリント配線基板に電子部品の真下にそれぞれ電子部品の底面積と同等の面積で0.1mm程度の突起部を設ける加工が無くなり、加工性や製造性を向上させることができ、さらに、通常平面と平面を接着する時発生する断熱効果の大きい気泡は常温硬化型接着剤自身を潰すことにより放熱経路から排斥することができるので必要な放熱経路が確保され、放熱効率を向上させることができる。
【0052】
またこの発明によれば、ヒートシンクとプリント配線基板の間にサーマルシートをはさみ、さらに、ねじで固定することにより、どの時点においてもプリント配線基板とヒートシンクは分離することができる。このことにより、電子部品はプリント配線基板にヒートシンクを取付けない状態で実装することができるので、はんだ付け時に、ヒートシンクへ熱が奪われるということが無くなり組立作業性と電子部品の信頼性の向上が図れ、さらに、パターンカットやジャンパ配線、電子部品の交換等の作業性も向上し、またさらに、ヒートシンクとプリント配線基板の間の隙間は熱伝導の良いサーマルシートにより無くなるので放熱効率を向上させることができる。また、ヒートシンクとサーマルシートにDIPタイプの電子部品のリード部が干渉しないようにきりぬき部を設けることで、DIP/表面実装タイプの電子部品の混在が容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例によるヒートシンク付きプリント配線基板を示す組立図である。
【図2】図1における組立後の断面図である。
【図3】この発明の第1の実施例によるヒートシンクを常温硬化型接着剤を塗布したプリント配線基板に近付けた状態であり気泡ができる様子を示した図である。
【図4】この発明の第1の実施例によるヒートシンクを常温硬化型接着剤を塗布したプリント配線基板に接触した状態であり気泡ができる様子を示した図である。
【図5】この発明の第1の実施例によるヒートシンクを常温硬化型接着剤を塗布したプリント配線基板に接着した状態であり気泡ができる様子を示した図である。
【図6】この発明の第1の実施例によるヒートシンク付きプリント配線基板の実装プロセスを示す図である。
【図7】この発明の第2の実施例によるヒートシンク付きプリント配線基板の断面図を示す図である。
【図8】この発明の第3の実施例によるヒートシンク付きプリント配線基板の断面図を示す図である。
【図9】この発明の第4の実施例によるヒートシンク付きプリント配線基板を示す組立図である。
【図10】この発明の第5の実施例によるヒートシンク付きプリント配線基板を示す斜視図である。
【図11】この発明の第5の実施例によるヒートシンク付きプリント配線基板を示す断面図である。
【図12】この発明の第6の実施例によるヒートシンク付きプリント配線基板を示す断面図である。
【図13】この発明の第7の実施例によるヒートシンク付きプリント配線基板を示す組立図である。
【図14】図13の組立後の断面図である。
【図15】この発明の第8の実施例によるヒートシンク付きプリント配線基板を示す組立図である。
【図16】図15の組立後の断面図である。
【図17】従来のDIPタイプの電子部品を実装したヒートシンク付きプリント配線基板を示す斜視図である。
【図18】図17における断面図である。
【図19】従来のDIPタイプの電子部品を実装したヒートシンク付きプリント配線基板を示す斜視図である。
【図20】図19における断面図である。
【図21】従来のヒートシンク付きプリント配線基板の実装プロセスを示す図である。
【符号の説明】
1 ヒートシンク、2 プリント配線基板、3 DIPタイプの電子部品、4カードロックリテイナ、5 熱交換部、6 ヒートプレス用接着剤、7 接着剤、8 表面実装タイプの電子部品、9 接着剤、10 放熱経路、11 常温硬化型接着剤、12 突起部、13 きりぬき部、14 リード部、15 ねじ、16 ワッシャフラット、17 気泡、18 発熱量の大きいDIPタイプの電子部品、19 チップ部品、20 ヒートシンク、21 接着剤塗布用溝、22 突起部、23 テンプレート、24 サーマルシート。
Claims (6)
- 片面にDIP(Dual Inline Package)タイプの電子回路と複数の表面実装タイプの電子部品を実装したプリント配線基板と、
上記プリント配線基板の電子部品が実装されない面に取付けられ、上記DIPタイプの電子部品のリード部が干渉しないようにきりぬき部を有し、かつ、上記プリント配線基板と接する面の当該きりぬき部を有さない部分には上記各電子部品の真下にそれぞれ電子部品の底面と同等の面積の複数の突起部を有するヒートシンクと、
上記プリント配線基板と上記ヒートシンクの間に充填されて両者を接着する熱伝導の良い常温硬化型接着剤と、
上記プリント配線基板の縁部周辺で上記ヒートシンクを結合するための結合部材とを具備し、
上記ヒートシンクの突起部と上記プリント配線基板との間に気泡が介在しないように接着されたことを特徴とするヒートシンク付プリント配線基板。 - 片面にDIP(Dual Inline Package)タイプの電子回路と複数の表面実装タイプの電子部品を実装したプリント配線基板と、
上記プリント配線基板の電子部品が実装されない面に取付けられ、上記DIPタイプの電子部品のリード部が干渉しないようにきりぬき部を有し、かつ、上記プリント配線基板と接する面の当該きりぬき部を有さない部分には上記各電子部品の真下にそれぞれ電子部品の底面と同等の面積の複数の突起部を有するヒートシンクと、
上記ヒートシンク側から実装する発熱量の大きいDIPタイプの電子部品と、
上記プリント配線基板と上記ヒートシンクの間に充填されて両者を接着する熱伝導の良い常温硬化型接着剤と、
上記プリント配線基板と上記ヒートシンクを結合するための結合部材とを具備し、
上記ヒートシンクの突起部と上記プリント配線基板との間に気泡が介在しないように接着されたことを特徴とするヒートシンク付プリント配線基板。 - 片面に発熱量の大きいDIP(Dual Inline Package)タイプの電子回路と複数の表面実装タイプの電子部品を実装し、その反対面に発熱量の小さいチップ部品を実装したプリント配線基板と、
上記プリント配線基板の発熱量の小さいチップ部品が実装されている面に取付けられ、上記発熱量の小さいチップ部品及び上記DIPタイプの電子部品のリード部がそれぞれ干渉しないようにきりぬき部を有し、かつ、上記プリント配線基板と接する面の当該きりぬき部を有さない部分には上記各電子部品の真下にそれぞれ電子部品の底面と同等の面積の突起部を有するヒートシンクと、
上記プリント配線基板と上記ヒートシンクの間に充填されて両者を接着する熱伝導の良い常温硬化型接着剤と、
上記プリント配線基板縁部周辺で上記ヒートシンクを結合するための結合部材とを具備し、
上記ヒートシンクの突起部と上記プリント配線基板との間に気泡が介在しないように接着されたことを特徴とするヒートシンク付プリント配線基板。 - 上記ヒートシンクは、上記電子部品と上記プリント配線基板の間に取付けられ、上記電子部品の熱を熱交換部に導く為の放熱経路が遮断されないように上記放熱経路と直角方向に分割されたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のヒートシンク付プリント配線基板。
- 上記ヒートシンクは、上記電子部品と上記プリント配線基板の間に取付けられ、上記電子部品の熱を熱交換部に導く為の放熱経路が遮断されないように上記放熱経路と直角方向に分割し、かつ、上記電子部品が接触する部分に溝を有したことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のヒートシンク付プリント配線基板。
- 片面にDIP(Dual Inline Package)タイプの電子回路と複数の表面実装タイプの電子部品を実装し、上記電子部品が実装されない面には上記電子部品の真下にそれぞれ電子部品の底面と同等の面積で、かつ上記電子部品と電気接続されていない導体パターンで作られた複数の突起部を有するプリント配線基板と、
上記プリント配線基板の上記電子部品が実装されない面に取付けられ、上記DIPタイプの電子部品のリード部が干渉しないようにきりぬき部を有したヒートシンクと、
上記プリント配線基板と上記ヒートシンクの間に充填されて両者を接着する熱伝導の良い常温硬化型接着剤と、
上記プリント配線基板の縁部周辺で上記ヒートシンクを結合するための結合部材とを具備し、
上記プリント配線基板の突起部と上記ヒートシンクとの間に気泡が介在しないように接着されたことを特徴とするヒートシンク付プリント配線基板。
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