JP3715190B2 - 電子機器の放熱構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、IC、LSI及びパワートランジスタ等の半導体部品のように発熱量の大きな電子部品が配線パターンを形成したプリント基板に実装された電子機器に関し、特に、電子部品において発生した熱を外部に放熱する電子機器の放熱構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体部品のように発熱量の大きな電子部品を配線パターンを形成したプリント基板に実装した電子機器では、各電子部品を安定して動作させるために電子部品において発生した熱を外部に放熱する必要がある。一方、電子部品において発生した熱を電子部品に接触させた放熱器によって外部に放熱することとすると、電子部品と放熱器との接触状態を保持するためにグリスを塗布する作業が必要になるとともに、電子部品に接触させつつ放熱器を半田付けにより固定しなければならず、電子機器の組立作業が煩雑化する。
【0003】
そこで、従来の電子機器の放熱構造として、特開平11−45966号公報には、図9及び図10に示すように、発熱体であるIC等の電子部品103を実装したプリント基板101に、放熱器104を配線パターン102の一部に接続させて取り付けた構成が開示されている。この構成により、電子部品103に発生した熱は配線パターン102を経由して放熱器104から放熱する。この放熱器104は、プリント基板101上に単独で取り付けられるため、電子部品103に直接接触させる必要がない。したがって、電子部品103と放熱器104との接触状態を保持するためにグリスを塗布する作業が不要になるとともに、電子部品103に接触させつつ放熱器104を半田付けにより固定する必要もなく、電子機器103の組立作業を容易化することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平11−45966号公報に開示された構成は、プリント基板に放熱器を取り付ける点ではそれまでの電子機器と同じであり、放熱のためのみに別部品である放熱器が不可欠で、これをプリント基板に取り付けるための作業も必要となるため、部品コストの低廉化や組立作業の簡略化を実現することができない問題があった。
【0005】
この発明の目的は、プリント基板に実装された電子部品において発生した熱を別部品である放熱器を用いることなく確実に放熱することができるようにし、部品コストの低廉化や組立作業の簡略化を実現できる電子機器の放熱構造を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えている。
【0007】
(1) 配線パターンを形成したプリント基板上に電子部品を実装して構成された電子機器において、
一端が配線パターンにおける電子部品のGND端子との接続部分であるランド部を介して前記電子部品のGND端子に接続され、他端がプリント基板を本体の熱伝導性フレームに固定する固定ピンに接続し、中間部が前記熱伝導性フレームに接触する高熱伝導性材料のジャンパ線を配置したことを特徴とする。
【0008】
この構成においては、電子部品において発生した後に配線パターンに伝導した熱が、高熱伝導性材料のジャンパ線を介して熱伝導性フレームに効率よく伝導する。また、電子部品において発生した熱がGND端子から配線パターンを介して最短距離でジャンパ線に伝導し、電子部品において発生した熱がより効率よく熱伝導部材に伝導する。
【0009】
(2) 前記ジャンパ線の他端は、複数の前記固定ピンのうちでICのGND端子から最も離れた固定ピンに接続したことを特徴とする。
【0010】
この構成においては、一端をICのGND端子に接続したジャンパ線の他端が、複数の固定ピンのうちでICのGND端子から最も離れた固定ピンに接続される。したがって、熱伝導部材による放熱量が大きくなる。
【0011】
(3) 前記プリント基板を複数積層して多層構造とし、前記ジャンパ線は、一端側において各プリント基板の配線パターンにおける電子部品のGND端子との接続部分であるランド部に接続され、他端を複数の前記プリント基板を貫通する単一の固定ピンに接続したことを特徴とする。
【0012】
この構成においては、多層プリント基板を構成する各プリント基板に形成されている配線パターンにおける電子部品のGND端子との接続部分同士が固定ピンによって接続される。したがって、各プリント基板に実装されている電子部品において発生した熱が各プリント基板間に配置された固定ピン及びジャンパ線を経由して共通の熱伝導性フレームから放熱される。
【0023】
図1は、電子機器のプリント基板の平面図である。プリント基板1の上面には、導電性材料により配線パターン2が形成されており、高熱を発生する電子部品であるIC3がコンデンサや抵抗等の他の電子部品4とともに実装されている。配線パターン2は、プリント基板1上でIC3から延出した複数の端子31のうち所定の端子を他の端子又は他の電子部品4に電気的に接続するように形成されている。
【0024】
詳細には、プリント基板1上において、配線パターン2の上面は一部を除いてレジスト膜によって被覆されており、配線パターン2において上面がレジスト膜によって被覆されていない部分がIC3の端子31との接続に使用されるランド部にされている。即ち、配線パターン2のランド部は、その上面に載置されたIC3の端子31と半田付けされる。
【0025】
配線パターン2は、プリント基板1の上面における周縁部に全周にわたって形成されたアースライン21、及び、このアースライン21とIC3のGND端子31aとの間に配置された所定面積の放熱エリア22を含む。
【0026】
図2は、上記プリント基板において放熱エリアが形成されている部分の側面断面図である。プリント基板1の上面においてIC3が実装される部分にはレジスト膜5が形成されており、このレジスト膜5の上面にIC3が載置される。一方、配線パターン2においてIC3のGND端子31aとアースライン21とを接続する放熱エリア22の上面にはレジスト膜は形成されておらず、放熱エリア22の一部がランド部23としてIC3のGND端子31aの接続に用いられる。即ち、放熱エリア22の一部にIC3のGND端子31aが半田6により電気的な接続状態を維持して固定される。なお、レジスト膜5は、半田がIC3とプリント基板1の上面との間に流れ込むのを防止する。
【0027】
IC3のGND端子31aが接続されるランド部23を含む放熱エリア22は、配線パターン2における他の部分よりも面積が拡大されているとともに、上面に開放している。したがって、IC3において発生した熱は、GND端子31aから放熱エリア22に伝導した後に放熱エリア22において外部に放熱され、電子部品を実装したプリント基板1が高温化することによる電子部品の動作不良、プリント基板1の変形、及び、ノイズの発生等の不具合を確実に防止することができる。このため、IC3において発生した熱を放熱するための放熱器を別途備える必要がなく、コストの低廉化及び組立作業の簡略化を実現できる。
【0028】
なお、放熱エリア22の面積はIC3における発熱量に応じて拡縮することができる。
【0029】
また、この実施形態に示すように、アースライン21が放熱エリア22に連続して形成されている場合には、放熱エリア22に伝導した熱の一部がアースライン21から放熱され、アースライン21を含めて放熱エリアとすることができる。
【0030】
図3は、この発明の実施形態に係る放熱構造を適用した電子機器のプリント基板の平面図である。また、図4は、同プリント基板における要部の側面断面図である。この実施形態に係るプリント基板10では、図1及び図2に示した第1の実施形態に係るプリント基板1の放熱エリア22に代えてジャンパ線7を備えている。即ち、プリント基板10は、中間部が電子機器本体の熱伝導性フレーム8に接触する高熱伝導性材料のジャンパ線7の端部を、配線パターン2のランド部23を介してIC3のGND端子31aに接続したものである。この例では、プリント基板10に実装された2個のIC3のGND端子31aのそれぞれに、ジャンパ線7の両端部を接続している。
【0031】
この構成により、IC3において発生した熱は、GND端子31a、ランド部23及びジャンパ線7をこの順に経由して熱伝導性フレーム8に伝導し、この間にジャンパ線7から放熱されるとともに、熱伝導性フレーム8に拡散して外部に放熱される。したがって、IC3において発生した熱によって電子部品を実装したプリント基板1が高温化することによる電子部品の動作不良、プリント基板1の変形、及び、ノイズの発生等の不具合を確実に防止することができる。このため、IC3において発生した熱を放熱するための放熱器を別途備える必要がなく、コストの低廉化及び組立作業の簡略化を実現できる。
【0033】
また、図5及び図6に示すように、一端が配線パターン2のランド部23を介してIC3のGND端子31aに接続された高熱伝導性材料のジャンパ線7の他端を、電子機器本体にプリント基板10を固定するための固定ピン9に接続するようにしてもよい。この場合、ジャンパ線7による放熱量を大きくするために、ジャンパ線7の他端を、プリント基板10が備える複数の固定ピン9のうち、ジャンパ線7の一端に接続されたIC3のGND端子31aから最も離れた固定ピン9に接続することが望ましい。この場合にも、IC3における発熱量とジャンパ線7における放熱量とに応じて、ジャンパ線7の中間部を熱伝導性フレーム8に選択的に接触させることができる。
【0034】
さらに、図7に示すように、複数枚のプリント基板10が積層して配置された多層プリント基板においては、各プリント基板10におけるIC3のGND端子31aを接続した配線パターン2のランド部23間を熱伝導体11によって接続し、最下部のプリント基板10の下面においてIC3のGND端子31aを接続した配線パターン2のランド部23と固定ピン9との間にジャンパ線7を配置することができる。この構成により、各プリント基板10に実装されたIC3において発生した熱をGND端子31a、ランド部23及び熱導電体11を介して最下部のプリント基板10のランド部23に伝導し、ジャンパ線7から放熱することができる。この場合にも、IC3における発熱量とジャンパ線7における放熱量とに応じて、ジャンパ線7の中間部を熱伝導性フレーム8に選択的に接触させることができる。
【0035】
加えて、図8に示すように、プリント基板10を貫通してIC3のGND端子31aが接続されている配線パターン2のランド部23に一端が接触するハーネス12を、他端を電子機器本体のフレーム8自体、又は、フレーム8に取り付けられた熱伝導性板金13に接触させて配置することもできる。この構成により、IC3において発生した熱をGND端子31a、ランド部23及びハーネス12を介してフレーム8又は熱伝導性板金13に伝導させ、フレーム8又は熱伝導性板金13から放熱することができる。
【0036】
【発明の効果】
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【0037】
(1) 電子部品において発生した後に配線パターンに伝導した熱を、高熱伝導性材料のジャンパ線を介して熱伝導性フレームに効率よく伝導させて、電子部品において発生した熱を熱伝導性フレームから効率よく外部に放熱することができ、高温化による電子部品の動作不良、変形、及びノイズの発生等を確実に防止することができる。
また、電子部品において発生した熱をGND端子から配線パターンを介して最短距離でジャンパ線に伝導させることができ、電子部品において発生した熱をより効率よくジャンパ線に伝導させて、電子部品において発生した熱を放熱部材からより効率よく外部に放熱することができ、高温化による電子部品の動作不良、変形、及びノイズの発生等をさらに確実に防止できる。
【0038】
(2) 一端をICのGND端子に接続したジャンパ線の他端を、複数の固定ピンのうちでICのGND端子から最も離れた固定ピンに接続することにより、ジャンパ線による放熱量を大きくすることができる。
【0039】
(3) 多層プリント基板を構成する各プリント基板に形成されている配線パターンにおける電子部品のGND端子との接続部分同士を固定ピンによって接続することにより、各プリント基板に実装されている電子部品において発生した熱を各プリント基板間に配置された固定ピン及びジャンパ線を経由して共通の熱伝導性フレームから放熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施形態に係る放熱構造を適用した電子機器のプリント基板の平面図である。
【図2】上記プリント基板において放熱エリアが形成されている部分の側面断面図である。
【図3】この発明の第2の実施形態に係る放熱構造を適用した電子機器のプリント基板を示す平面図である。
【図4】上記プリント基板の要部の構成を示す側面図である。
【図5】この発明の第3の実施形態に係る放熱構造を適用した電子機器のプリント基板を示す平面図である。
【図6】上記プリント基板の要部の構成を示す側面図である。
【図7】この発明の第4の実施形態に係る放熱構造を適用した電子機器のプリント基板を示す側面図である。
【図8】この発明の第5の実施形態に係る放熱構造を適用した電子機器のプリント基板を示す側面図である。
【図9】従来の放熱構造を有するプリント基板の平面図である。
【図10】同従来の放熱構造を有するプリント基板の側面断面図である。
【符号の説明】
1,10−プリント基板
2−配線パターン
3−IC
4−電子部品
5−レジスト膜
6−半田
7−ジャンプ線
8−フレーム
9−固定ピン
11−熱導電体
12−ハーネス
13−熱伝導性板金
22−放熱エリア
23−ランド部
31−GND端子
Claims (3)
- 配線パターンを形成したプリント基板上に電子部品を実装して構成された電子機器において、
一端が配線パターンにおける電子部品のGND端子との接続部分であるランド部を介して前記電子部品のGND端子に接続され、他端がプリント基板を本体の熱伝導性フレームに固定する固定ピンに接続し、中間部が前記熱伝導性フレームに接触する高熱伝導性材料のジャンパ線を配置したことを特徴とする電子機器の放熱構造。 - 前記ジャンパ線の他端は、複数の前記固定ピンのうちでICのGND端子から最も離れた固定ピンに接続したことを特徴とする請求項1に記載の電子機器の放熱構造。
- 前記プリント基板を複数積層して多層構造とし、前記ジャンパ線は、一端側において各プリント基板の配線パターンにおける電子部品のGND端子との接続部分であるランド部に接続され、他端を複数の前記プリント基板を貫通する単一の固定ピンに接続したことを特徴とする請求項1又は2に記載の電子機器の放熱構造。
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