JP3928694B2 - 電子回路装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は新規な電子回路装置に関する。詳しくは、小電力系回路部とパワー系回路部とから成る電子回路装置において、パワー系回路部の発熱を伴う部品の放熱を安価に行う技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セラミック基板上に形成され小電力型部品から成る小電力系回路部と絶縁材料から成る支持体に導体が配設されて成るバスバーユニット上に形成され大電力型部品を主として成るパワー系回路部とを備えた電子回路装置がある。
【０００３】
例えば、自動車用前照灯の光源としての放電バルブを点灯させるための放電バルブ点灯回路に上記した構成を採るものがある。そのような放電バルブ点灯回路の例を図８及び図９に示す。
【０００４】
放電バルブ点灯回路１は一方の面が開口（以下、開口面側を上側として説明する）した扁平な箱状を為すアルミケース２内に所要の回路部が収納された後、アルミケース２の開口面をアルミ板から成るカバー３によって覆って成る。
【０００５】
上記放電バルブ点灯回路１は、バッテリー電圧を昇圧するＤＣ−ＤＣコンバータ回路、昇圧された直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路、インバータ回路の出力に所定の始動電圧を重畳して放電バルブに印加する始動回路と上記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力をフィードバック制御する等の種々の制御を行う制御回路を備える。
【０００６】
そして、チップ部品等小電力型部品によって構成される制御回路（小電力系回路部）４は、セラミック基板５上に小電力型部品６、６、・・・が搭載されてＨＩＣ（ハイブリッドＩＣ）として形成され、そして、セラミック基板５がアルミケース２の内底面２ａに接着固定される。なお、制御回路部４からは接続用端子片７、７、・・・が上方へ向けて突出されている。
【０００７】
大容量や高耐圧のコンデンサ、高電流が流れる部品、高電圧がかかる部品、ノイズ対策が必要な部品等（これらの部品を総称して「大電力型部品」という）を主として構成される上記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路、インバータ回路、始動回路（これら回路を総称して、以下、「パワー系回路部」と称する）はＨＩＣとしてセラミック基板上に構成することができないので、バスバーユニット８上に構成する。
【０００８】
バスバーユニット８は絶縁材料、例えば、合成樹脂から成る上面が開口された扁平な箱状を為す支持体９の底面部に導体１０、１０、・・・が埋設状に支持され、これら導体１０、１０、・・・が必要箇所で露出するように、支持体の底面部が所々切り欠かれて成るものである。そして、該バスバーユニット８の底面部上に大電力型部品１１、１１、・・・が載置され、且つ、これら大電力型部品１１、１１、・・・の端子がそれぞれ所要の導体１０、１０、・・・に接続されて、バスバーユニット８上に上記パワー系回路部１２を構成する。
【０００９】
そして、パワー系回路部１２が構成されたバスバーユニット８がアルミケース２内に内底面２ａから上方に浮き上がった状態で固定され、且つ、上記制御回路４の接続用端子片７、７、・・・がバスバーユニット８のそれぞれ所要の導体１０、１０、・・・と、例えば、レーザー溶接によって接続される。
【００１０】
なお、上記パワー系回路部１２を構成する大電力型部品の中には、パワートランジスタ、ダイオード、ＦＥＴのように、大きな発熱を伴い、効率的な放熱を必要とする部品１３がある。このような発熱部品１３をバスバーユニット８に搭載しておくと、バスバーユニット８の底面部はアルミケース２から離れて位置しているため、すなわち、空気中に浮いた状態で位置しているため、発熱部品１３の熱は空気中に放出されるだけであるので、十分に放熱されないという問題がある。
【００１１】
そこで、従来にあっては、かかる発熱部品１３だけは、例えば、ベアチップ部品として構成して、該ベアチップ部品１３をアルミケース２の内底面２ａ上に、該ベアチップ部品１３の熱が効率的にアルミケース２に伝導するように、固定することが行われている。
【００１２】
すなわち、図９に示すように、例えば、窒化アルミニウム等から成る絶縁性を有すると共に熱伝導率が高いヒートスプレッタ１４をアルミケース２の内底面２ａに、例えば、シリコン系接着剤等の熱伝導性の良い接着剤１５で固定し、該ヒートスプレッタ１４上に上記ベアチップ部品１３を高温半田１６で固定し、該ベアチップ部品１３とセラミック基板５上の導体部とをワイヤボンディング１７で接続し、ベアチップ部品１３をワイヤボンディング１７及びセラミック基板５上の導体、上記接続用端子７、７、・・・を介してバスバーユニット８上の回路と接続するようにしている。
【００１３】
従って、上記ベアチップ部品１３の発熱は高温半田１６、ヒートスプレッタ１４、接着剤１５を介してアルミケース２に伝導され、これによって、ベアチップ部品１３が効率的に放熱される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来の電子回路装置１にあっては、発熱部品１３をベアチップ部品とし、且つ、それをヒートスプレッタ１４を介してアルミケース２の内底面２ａに固定する構造を採るため、高価なヒートスプレッタ１４が必要となり、これが電子回路装置１のコストを押し上げる原因になっている。また、ベアチップ部品１３とヒートスプレッタ１４との接合は高温半田によるため、該接合作業を空気中で行うことができず、そのための作業環境が特別に必要となり、これもコストを押し上げる原因になっている。さらに、高温半田は環境上の問題を内包しており、廃液の無害化や処分等に多大な投資と費用がかかり、これもコスト増大の原因となっている。
【００１５】
上記したように、従来の電子回路装置１にあっては、コストの増大を押さえることが困難である。
【００１６】
そこで、本発明は、、小電力系回路部とパワー系回路部とから成る電子回路装置において、パワー系回路部の発熱を伴う部品の放熱を安価に行うことを課題とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明電子回路装置は、上記した課題を解決するために、小電力型部品から成る小電力系回路部と絶縁材料から成る支持体に導体が配設されて成るバスバーユニット上に形成され大電力型部品を主として成るパワー系回路部とを備えた電子回路装置であって、金属ケースの底面部に上記小電力系回路部が配置され、上記小電力系回路部から離間して上記パワー系回路部が構成されたバスバーユニットが配設されると共に、小電力系回路部とパワー系回路部とが電気的に接続され、上記大電力型部品のうち発熱を伴う部品は上記導体に熱伝導性を有する第１の接着剤により接着され、上記導体の発熱を伴う部品が接着された面と反対側の面と上記金属ケースとの間に上記支持体と一体に形成された突出部による隙間が確保され、上記導体が上記隙間に充填された絶縁性及び熱伝導性を有する第２の接着剤を介して上記金属ベースに固定されたものである。
【００１８】
従って、本発明電子回路装置にあっては、発熱部品をバスバーユニットに搭載すると共に高熱伝導性の第１の接着剤によって接続された導体を介して金属ケースに固定するようにしたので、発熱部品で発生した熱を導体及び金属ケースを介して放熱することができ、また、発熱部品と金属ケースとの固定は熱伝道性及び絶縁性を有する第２の接着剤によって為されるので、安価に構成することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明電子回路装置の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２０】
なお、添付図面に示した実施の形態は、本発明を自動車用前照灯の光源となる放電バルブの点灯回路装置に適用したものである。
【００２１】
放電バルブ点灯回路装置１００は一方の面が開口（以下、開口面側を上側として説明する）した扁平な箱状を為す金属ケース、例えば、アルミケース１１０内に所要の回路部が収納された後、アルミケース１１０の開口面をアルミ板から成るカバー１１１によって覆って成る（図１、図２参照）。
【００２２】
アルミケース１１０の内底面１１２の一の隅部には上方へ突出した台状部１１３と更に台状部１１３上に突出して接着面部１１３ａが形成され、また、内底面１１２の該台状部１１３から離間した箇所に取付ボス部１１４が突設されている（図５参照）。さらに、上記台状部１１３の裏側には複数のスリットが平行に形成され、これによって、複数の放熱フィン１１５、１１５、・・・が形成されている（図６参照）。
【００２３】
上記放電バルブ点灯回路１２０は、図７に示すように、バッテリー１３０の電圧を昇圧するＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２１、昇圧された直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路１２２、インバータ回路１２２の出力に所定の始動電圧を重畳して放電バルブ１４０に印加する始動回路１２３と上記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力をフィードバック制御する等の種々の制御を行う制御回路１２４を備える。
【００２４】
そして、チップ部品等小電力型部品によって構成される制御回路（小電力系回路部）１２４は、セラミック基板１５０上に小電力型部品（例えば、各種ＩＣ、印刷抵抗、ベアチップタイプの電子部品等）１５１、１５１、・・・が搭載されてＨＩＣ（ハイブリッドＩＣ）として形成され、そして、セラミック基板１５０がアルミケース１１０の内底面１１２に接着固定される。なお、制御回路部１２４からは接続用端子片１５２、１５２、・・・が上方へ向けて突出されている（図２、図３参照）。
【００２５】
大容量や高耐圧のコンデンサ、高電流が流れる部品、高電圧がかかる部品、ノイズ対策が必要な部品等（これらの部品を総称して「大電力型部品」という。例えば、各種のコンデンサ、ノイズフィルタ用のコイル、トランス、ダイオード、ＦＥＴ等のスイッチング素子）を主として構成される上記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２１、インバータ回路１２２（これら回路を総称して、以下、「パワー系回路部」と称する）はＨＩＣとしてセラミック基板上に構成することができないので、バスバーユニット１６０上に構成する（図１参照）。
【００２６】
バスバーユニット１６０は絶縁材料、例えば、合成樹脂から成る上面が開口された扁平な箱状を為す支持体１６１の底面部１６２に導体１６３、１６３、・・・が埋設状に支持され、これら導体１６３、１６３、・・・が必要箇所で露出するように、支持体１６１の底面部１６２に所々切欠１６４、１６４、・・・が形成されて成るものである。また、支持体の一の隅部には２個の配置凹部１６５、１６５が形成されており、該配置凹部１６５、１６５の底面部には大きな開口１６６、１６６が形成され、該開口１６６、１６６から一の導体１６３ａが上下に露出した状態となる（図２、図３、図４参照）。
【００２７】
そして、上記バスバーユニット１６０の底面部１６２上に大電力型部品１７０、１７０、・・・等の電子部品が載置され、且つ、これら大電力型部品１７０、１７０、・・・等の電子部品の端子がそれぞれ所要の導体１６３、１６３、・・・に接続されて、バスバーユニット１６０上に上記パワー系回路部を構成する（図１参照）。
【００２８】
なお、大電力型部品１７０、１７０、・・・等の電子部品のバスバーユニット１６０への搭載は、例えば、以下のようにして為される。すなわち、バスバーユニット１６０の底面部の所要の箇所に加熱硬化型の接着剤を塗布し、該接着剤の上に大電力型部品１７０、１７０、・・・等の電子部品を載置して仮固定する。次いで、仮固定された大電力型部品１７０、１７０、・・・等の電子部品の端子を導体１６３、１６３、・・・の所定のものと水平加圧溶接、レーザー溶接等によって接続する。その後、高温炉内で加熱して上記接着剤を硬化させて大電力型部品１７０、１７０、・・・等の電子部品をバスバーユニット１６０に固定する。以上のようにして、大電力型部品１７０、１７０、・・・等の電子部品のバスバーユニット１６０への搭載が完了する。
【００２９】
上記大電力型部品１７０、１７０のうち発熱を伴い放熱が必要な部品（以下、「発熱部品」という）、上記放電バルブ点灯回路１２０にあってはＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２１に設けられたスイッチング素子としてのＦＥＴ１７１、１７１はバスバーユニット１６０の上記配置凹部１６５、１６５内に配置される（図１、図３、図４参照）。該ＦＥＴ１７１、１７１はパッケージ半導体として構成され、配置凹部１６５、１６５内に配置されたときに、パッケージ１７１ａ、１７１ａの底面に露出しているドレインが配置凹部１６５、１６５の底面部の開口１６６、１６６から露出している導体１６３ａの上面に高い熱伝導率を有する接着剤１８０によって接着される（図４参照）。
【００３０】
そして、大電力型部品が内底面１１２から上方に浮き上がった状態でパワー系回路部が構成されたバスバーユニット１６０がアルミケース１１０内に固定され、且つ、上記制御回路１２４の接続用端子片１５２、１５２、・・・がバスバーユニット１６０のそれぞれ所要の導体１６３、１６３、・・・と、例えば、レーザー溶接によって接続される。上記バスバーユニット１６０の配置凹部１６５、１６５の開口１６６、１６６から下方に臨んで露出している導体１６３ａは高い熱伝導率と絶縁性を有する接着剤１９０によってアルミケース１１０の上記台状部１１３の上面に接着固定される（図４参照）。また、バスバーユニット１６０の支持体１６１の一部がアルミケース１１０の上記取付ボス部１１４にねじ２００によって固定される（図１、図３参照）。
【００３１】
なお、上記接着剤１９０としては、長期間１５０℃位の高温に曝されても接着強度の劣化が生じないものとしてシリコン系の接着剤が好適であり、さらに、熱伝導性を良くするために、熱酸化アルミ、酸化珪素等のフィラーをブレンド（５０〜９０重量％）すると良い。また、導体１６３ａとアルミケース１１０との間の絶縁をとる必要性と熱伝導性のバランスを考慮して、導体１６３ａとアルミケース１１０（台状部１１３）との間の間隙ｔは０．２ｍｍ位が好適であり、０．４ｍｍ位までは有効である。
【００３２】
尚、この間隙ｔは、支持体１６１と一体に設けられた突出部１６１ａによって確保される。この突出部１６１ａは、水平方向の幅を１ｍｍ程度として点在して複数設けても良いし、ある程度の面積を有して露出している導体１６３ａの中央付近に１つ設けるようにしても良い。
【００３３】
そして、アルミケース１１０の開口がカバー１１１によって覆われて、放電バルブ点灯回路装置１００が形成される。なお、防水対策を必要とする場合には、アルミケース１１０内に、例えば、シリコンゲル等の防水性を有するゲル剤を充填しても良い。
【００３４】
なお、始動回路１２３は放電バルブ１４０を自動車用前照灯に取り付けるためのバルブソケット内に形成され、上記放電バルブ点灯回路装置１００との間は図示しないコードによって接続される。
【００３５】
上記した放電バルブ点灯回路装置１００にあっては、発熱部品であるＦＥＴ１７１、１７１も他の大電力型部品１７０、１７０、・・・と共にバスバーユニット１６０上に搭載され、バスバーユニット１６０をアルミケース１１０に固定する手段の一である接着剤１９０による接着によってＦＥＴ１７１、１７１からアルミケース１１０への熱伝導経路が形成され、ＦＥＴ１７１、１７１の放熱が効率的に為される。しかも、該放熱手段の構成のためには高価な部品や高価な設備や工程等が不要であり、そのため、放電バルブ点灯回路装置を安価に形成することができる。
【００３６】
また、ＦＥＴ１７１、１７１とアルミケース１１０との伝熱接続は台状部１１３を介して為されるので、ＦＥＴ１７１、１７１をアルミケース１１０の内底面１１２に近づけるために、バスバーユニット１６０の支持体１６１にアルミケース１１０の内底面１１２側に突出した部分を形成する必要がなく、上記支持体１６１の底面部１６２は平坦に形成されて良いので、バスバーユニット１６０を安価に形成することができる。
【００３７】
さらに、ＦＥＴ１７１、１７１が伝熱接続されるアルミケース１１０の台状部１１３の裏側には複数の溝をほることにより複数の放熱フィン１１５、１１５、・・・が形成されているので、ＦＥＴ１７１、１７１に発生した熱が速やかに放熱される。
【００３８】
なお、上記した実施の形態において示した各部の形状乃至構造は、何れも本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されるようなことがあってはならないものである。
【００３９】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、本発明電子回路装置は、小電力型部品から成る小電力系回路部と絶縁材料から成る支持体に導体が配設されて成るバスバーユニット上に形成され大電力型部品を主として成るパワー系回路部とを備えた電子回路装置であって、金属ケースの底面部に上記小電力系回路部が配置され、上記小電力系回路部から離間して上記パワー系回路部が構成されたバスバーユニットが配設されると共に、小電力系回路部とパワー系回路部とが電気的に接続され、上記大電力型部品のうち発熱を伴う部品は上記導体に熱伝導性を有する第１の接着剤により接着され、上記導体の発熱を伴う部品が接着された面と反対側の面と上記金属ケースとの間に上記支持体と一体に形成された突出部による隙間が確保され、上記導体が上記隙間に充填された絶縁性及び熱伝導性を有する第２の接着剤を介して上記金属ベースに固定されたこと特徴とする。
【００４０】
従って、本発明電子回路装置にあっては、発熱部品をバスバーユニットに搭載すると共に高熱伝導性の第１の接着剤によって接続された導体を介して金属ケースに固定するようにしたので、発熱部品で発生した熱を導体及び金属ケースを介して放熱することができ、また、発熱部品と金属ケースとの固定は熱伝道性及び絶縁性を有する第２の接着剤によって為されるので、安価に構成することができる。
【００４１】
請求項２に記載した発明にあっては、金属ケースに底面部から突出した台状部を形成し、該台状部上に上記発熱を伴う部品が接着された上記導体を載置固定するようにしたので、バスバーユニットの導体配置面に凹凸を設けなくとも発熱部品を金属ケースに伝熱接続させることができ、バスバーユニットの製造コストを低減することができる。
【００４２】
請求項３に記載した発明にあっては、上記台状部の裏側に複数の切り込みを形成して複数の放熱フィンを形成したので、発熱部品から発生した熱を速やかに放熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２乃至図７と共に本発明電子回路装置の実施の形態を示すものであり、本図はカバーを外した状態を概略的に示す斜視図である。
【図２】一部を切り欠いて概略的に示す分解斜視図である。
【図３】発明の要点を模式的に示す概略断面図である。
【図４】要部の拡大断面図である。
【図５】金属ケースの上面側から見た斜視図である。
【図６】金属ケースの底面側から見た斜視図である。
【図７】回路図である
【図８】図９と共に従来の電子回路装置を示すものであり、本図は概略的に示す分解斜視図である。
【図９】要点を模式的に示す概略断面図である。
【符号の説明】
１００…放電バルブ点灯回路装置、１１０…アルミケース（金属ケース）、１１３…台状部、１１５…放熱フィン、１２１…ＤＣ−ＤＣコンバータ回路（パワー系回路部）、１２２…インバータ回路（パワー系回路部）、１２４…制御回路（小電力系回路部）、１５０…セラミック基板、１５１…小電力型部品、１６０…バスバーユニット、１６１…支持体、１６３…導体、１６３ａ…導体、１７０…大電力型部品、１７１…ＦＥＴ（発熱部品）、１８０…接着剤、１９０…接着剤
【発明の属する技術分野】
本発明は新規な電子回路装置に関する。詳しくは、小電力系回路部とパワー系回路部とから成る電子回路装置において、パワー系回路部の発熱を伴う部品の放熱を安価に行う技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セラミック基板上に形成され小電力型部品から成る小電力系回路部と絶縁材料から成る支持体に導体が配設されて成るバスバーユニット上に形成され大電力型部品を主として成るパワー系回路部とを備えた電子回路装置がある。
【０００３】
例えば、自動車用前照灯の光源としての放電バルブを点灯させるための放電バルブ点灯回路に上記した構成を採るものがある。そのような放電バルブ点灯回路の例を図８及び図９に示す。
【０００４】
放電バルブ点灯回路１は一方の面が開口（以下、開口面側を上側として説明する）した扁平な箱状を為すアルミケース２内に所要の回路部が収納された後、アルミケース２の開口面をアルミ板から成るカバー３によって覆って成る。
【０００５】
上記放電バルブ点灯回路１は、バッテリー電圧を昇圧するＤＣ−ＤＣコンバータ回路、昇圧された直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路、インバータ回路の出力に所定の始動電圧を重畳して放電バルブに印加する始動回路と上記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力をフィードバック制御する等の種々の制御を行う制御回路を備える。
【０００６】
そして、チップ部品等小電力型部品によって構成される制御回路（小電力系回路部）４は、セラミック基板５上に小電力型部品６、６、・・・が搭載されてＨＩＣ（ハイブリッドＩＣ）として形成され、そして、セラミック基板５がアルミケース２の内底面２ａに接着固定される。なお、制御回路部４からは接続用端子片７、７、・・・が上方へ向けて突出されている。
【０００７】
大容量や高耐圧のコンデンサ、高電流が流れる部品、高電圧がかかる部品、ノイズ対策が必要な部品等（これらの部品を総称して「大電力型部品」という）を主として構成される上記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路、インバータ回路、始動回路（これら回路を総称して、以下、「パワー系回路部」と称する）はＨＩＣとしてセラミック基板上に構成することができないので、バスバーユニット８上に構成する。
【０００８】
バスバーユニット８は絶縁材料、例えば、合成樹脂から成る上面が開口された扁平な箱状を為す支持体９の底面部に導体１０、１０、・・・が埋設状に支持され、これら導体１０、１０、・・・が必要箇所で露出するように、支持体の底面部が所々切り欠かれて成るものである。そして、該バスバーユニット８の底面部上に大電力型部品１１、１１、・・・が載置され、且つ、これら大電力型部品１１、１１、・・・の端子がそれぞれ所要の導体１０、１０、・・・に接続されて、バスバーユニット８上に上記パワー系回路部１２を構成する。
【０００９】
そして、パワー系回路部１２が構成されたバスバーユニット８がアルミケース２内に内底面２ａから上方に浮き上がった状態で固定され、且つ、上記制御回路４の接続用端子片７、７、・・・がバスバーユニット８のそれぞれ所要の導体１０、１０、・・・と、例えば、レーザー溶接によって接続される。
【００１０】
なお、上記パワー系回路部１２を構成する大電力型部品の中には、パワートランジスタ、ダイオード、ＦＥＴのように、大きな発熱を伴い、効率的な放熱を必要とする部品１３がある。このような発熱部品１３をバスバーユニット８に搭載しておくと、バスバーユニット８の底面部はアルミケース２から離れて位置しているため、すなわち、空気中に浮いた状態で位置しているため、発熱部品１３の熱は空気中に放出されるだけであるので、十分に放熱されないという問題がある。
【００１１】
そこで、従来にあっては、かかる発熱部品１３だけは、例えば、ベアチップ部品として構成して、該ベアチップ部品１３をアルミケース２の内底面２ａ上に、該ベアチップ部品１３の熱が効率的にアルミケース２に伝導するように、固定することが行われている。
【００１２】
すなわち、図９に示すように、例えば、窒化アルミニウム等から成る絶縁性を有すると共に熱伝導率が高いヒートスプレッタ１４をアルミケース２の内底面２ａに、例えば、シリコン系接着剤等の熱伝導性の良い接着剤１５で固定し、該ヒートスプレッタ１４上に上記ベアチップ部品１３を高温半田１６で固定し、該ベアチップ部品１３とセラミック基板５上の導体部とをワイヤボンディング１７で接続し、ベアチップ部品１３をワイヤボンディング１７及びセラミック基板５上の導体、上記接続用端子７、７、・・・を介してバスバーユニット８上の回路と接続するようにしている。
【００１３】
従って、上記ベアチップ部品１３の発熱は高温半田１６、ヒートスプレッタ１４、接着剤１５を介してアルミケース２に伝導され、これによって、ベアチップ部品１３が効率的に放熱される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来の電子回路装置１にあっては、発熱部品１３をベアチップ部品とし、且つ、それをヒートスプレッタ１４を介してアルミケース２の内底面２ａに固定する構造を採るため、高価なヒートスプレッタ１４が必要となり、これが電子回路装置１のコストを押し上げる原因になっている。また、ベアチップ部品１３とヒートスプレッタ１４との接合は高温半田によるため、該接合作業を空気中で行うことができず、そのための作業環境が特別に必要となり、これもコストを押し上げる原因になっている。さらに、高温半田は環境上の問題を内包しており、廃液の無害化や処分等に多大な投資と費用がかかり、これもコスト増大の原因となっている。
【００１５】
上記したように、従来の電子回路装置１にあっては、コストの増大を押さえることが困難である。
【００１６】
そこで、本発明は、、小電力系回路部とパワー系回路部とから成る電子回路装置において、パワー系回路部の発熱を伴う部品の放熱を安価に行うことを課題とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明電子回路装置は、上記した課題を解決するために、小電力型部品から成る小電力系回路部と絶縁材料から成る支持体に導体が配設されて成るバスバーユニット上に形成され大電力型部品を主として成るパワー系回路部とを備えた電子回路装置であって、金属ケースの底面部に上記小電力系回路部が配置され、上記小電力系回路部から離間して上記パワー系回路部が構成されたバスバーユニットが配設されると共に、小電力系回路部とパワー系回路部とが電気的に接続され、上記大電力型部品のうち発熱を伴う部品は上記導体に熱伝導性を有する第１の接着剤により接着され、上記導体の発熱を伴う部品が接着された面と反対側の面と上記金属ケースとの間に上記支持体と一体に形成された突出部による隙間が確保され、上記導体が上記隙間に充填された絶縁性及び熱伝導性を有する第２の接着剤を介して上記金属ベースに固定されたものである。
【００１８】
従って、本発明電子回路装置にあっては、発熱部品をバスバーユニットに搭載すると共に高熱伝導性の第１の接着剤によって接続された導体を介して金属ケースに固定するようにしたので、発熱部品で発生した熱を導体及び金属ケースを介して放熱することができ、また、発熱部品と金属ケースとの固定は熱伝道性及び絶縁性を有する第２の接着剤によって為されるので、安価に構成することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明電子回路装置の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２０】
なお、添付図面に示した実施の形態は、本発明を自動車用前照灯の光源となる放電バルブの点灯回路装置に適用したものである。
【００２１】
放電バルブ点灯回路装置１００は一方の面が開口（以下、開口面側を上側として説明する）した扁平な箱状を為す金属ケース、例えば、アルミケース１１０内に所要の回路部が収納された後、アルミケース１１０の開口面をアルミ板から成るカバー１１１によって覆って成る（図１、図２参照）。
【００２２】
アルミケース１１０の内底面１１２の一の隅部には上方へ突出した台状部１１３と更に台状部１１３上に突出して接着面部１１３ａが形成され、また、内底面１１２の該台状部１１３から離間した箇所に取付ボス部１１４が突設されている（図５参照）。さらに、上記台状部１１３の裏側には複数のスリットが平行に形成され、これによって、複数の放熱フィン１１５、１１５、・・・が形成されている（図６参照）。
【００２３】
上記放電バルブ点灯回路１２０は、図７に示すように、バッテリー１３０の電圧を昇圧するＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２１、昇圧された直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路１２２、インバータ回路１２２の出力に所定の始動電圧を重畳して放電バルブ１４０に印加する始動回路１２３と上記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力をフィードバック制御する等の種々の制御を行う制御回路１２４を備える。
【００２４】
そして、チップ部品等小電力型部品によって構成される制御回路（小電力系回路部）１２４は、セラミック基板１５０上に小電力型部品（例えば、各種ＩＣ、印刷抵抗、ベアチップタイプの電子部品等）１５１、１５１、・・・が搭載されてＨＩＣ（ハイブリッドＩＣ）として形成され、そして、セラミック基板１５０がアルミケース１１０の内底面１１２に接着固定される。なお、制御回路部１２４からは接続用端子片１５２、１５２、・・・が上方へ向けて突出されている（図２、図３参照）。
【００２５】
大容量や高耐圧のコンデンサ、高電流が流れる部品、高電圧がかかる部品、ノイズ対策が必要な部品等（これらの部品を総称して「大電力型部品」という。例えば、各種のコンデンサ、ノイズフィルタ用のコイル、トランス、ダイオード、ＦＥＴ等のスイッチング素子）を主として構成される上記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２１、インバータ回路１２２（これら回路を総称して、以下、「パワー系回路部」と称する）はＨＩＣとしてセラミック基板上に構成することができないので、バスバーユニット１６０上に構成する（図１参照）。
【００２６】
バスバーユニット１６０は絶縁材料、例えば、合成樹脂から成る上面が開口された扁平な箱状を為す支持体１６１の底面部１６２に導体１６３、１６３、・・・が埋設状に支持され、これら導体１６３、１６３、・・・が必要箇所で露出するように、支持体１６１の底面部１６２に所々切欠１６４、１６４、・・・が形成されて成るものである。また、支持体の一の隅部には２個の配置凹部１６５、１６５が形成されており、該配置凹部１６５、１６５の底面部には大きな開口１６６、１６６が形成され、該開口１６６、１６６から一の導体１６３ａが上下に露出した状態となる（図２、図３、図４参照）。
【００２７】
そして、上記バスバーユニット１６０の底面部１６２上に大電力型部品１７０、１７０、・・・等の電子部品が載置され、且つ、これら大電力型部品１７０、１７０、・・・等の電子部品の端子がそれぞれ所要の導体１６３、１６３、・・・に接続されて、バスバーユニット１６０上に上記パワー系回路部を構成する（図１参照）。
【００２８】
なお、大電力型部品１７０、１７０、・・・等の電子部品のバスバーユニット１６０への搭載は、例えば、以下のようにして為される。すなわち、バスバーユニット１６０の底面部の所要の箇所に加熱硬化型の接着剤を塗布し、該接着剤の上に大電力型部品１７０、１７０、・・・等の電子部品を載置して仮固定する。次いで、仮固定された大電力型部品１７０、１７０、・・・等の電子部品の端子を導体１６３、１６３、・・・の所定のものと水平加圧溶接、レーザー溶接等によって接続する。その後、高温炉内で加熱して上記接着剤を硬化させて大電力型部品１７０、１７０、・・・等の電子部品をバスバーユニット１６０に固定する。以上のようにして、大電力型部品１７０、１７０、・・・等の電子部品のバスバーユニット１６０への搭載が完了する。
【００２９】
上記大電力型部品１７０、１７０のうち発熱を伴い放熱が必要な部品（以下、「発熱部品」という）、上記放電バルブ点灯回路１２０にあってはＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２１に設けられたスイッチング素子としてのＦＥＴ１７１、１７１はバスバーユニット１６０の上記配置凹部１６５、１６５内に配置される（図１、図３、図４参照）。該ＦＥＴ１７１、１７１はパッケージ半導体として構成され、配置凹部１６５、１６５内に配置されたときに、パッケージ１７１ａ、１７１ａの底面に露出しているドレインが配置凹部１６５、１６５の底面部の開口１６６、１６６から露出している導体１６３ａの上面に高い熱伝導率を有する接着剤１８０によって接着される（図４参照）。
【００３０】
そして、大電力型部品が内底面１１２から上方に浮き上がった状態でパワー系回路部が構成されたバスバーユニット１６０がアルミケース１１０内に固定され、且つ、上記制御回路１２４の接続用端子片１５２、１５２、・・・がバスバーユニット１６０のそれぞれ所要の導体１６３、１６３、・・・と、例えば、レーザー溶接によって接続される。上記バスバーユニット１６０の配置凹部１６５、１６５の開口１６６、１６６から下方に臨んで露出している導体１６３ａは高い熱伝導率と絶縁性を有する接着剤１９０によってアルミケース１１０の上記台状部１１３の上面に接着固定される（図４参照）。また、バスバーユニット１６０の支持体１６１の一部がアルミケース１１０の上記取付ボス部１１４にねじ２００によって固定される（図１、図３参照）。
【００３１】
なお、上記接着剤１９０としては、長期間１５０℃位の高温に曝されても接着強度の劣化が生じないものとしてシリコン系の接着剤が好適であり、さらに、熱伝導性を良くするために、熱酸化アルミ、酸化珪素等のフィラーをブレンド（５０〜９０重量％）すると良い。また、導体１６３ａとアルミケース１１０との間の絶縁をとる必要性と熱伝導性のバランスを考慮して、導体１６３ａとアルミケース１１０（台状部１１３）との間の間隙ｔは０．２ｍｍ位が好適であり、０．４ｍｍ位までは有効である。
【００３２】
尚、この間隙ｔは、支持体１６１と一体に設けられた突出部１６１ａによって確保される。この突出部１６１ａは、水平方向の幅を１ｍｍ程度として点在して複数設けても良いし、ある程度の面積を有して露出している導体１６３ａの中央付近に１つ設けるようにしても良い。
【００３３】
そして、アルミケース１１０の開口がカバー１１１によって覆われて、放電バルブ点灯回路装置１００が形成される。なお、防水対策を必要とする場合には、アルミケース１１０内に、例えば、シリコンゲル等の防水性を有するゲル剤を充填しても良い。
【００３４】
なお、始動回路１２３は放電バルブ１４０を自動車用前照灯に取り付けるためのバルブソケット内に形成され、上記放電バルブ点灯回路装置１００との間は図示しないコードによって接続される。
【００３５】
上記した放電バルブ点灯回路装置１００にあっては、発熱部品であるＦＥＴ１７１、１７１も他の大電力型部品１７０、１７０、・・・と共にバスバーユニット１６０上に搭載され、バスバーユニット１６０をアルミケース１１０に固定する手段の一である接着剤１９０による接着によってＦＥＴ１７１、１７１からアルミケース１１０への熱伝導経路が形成され、ＦＥＴ１７１、１７１の放熱が効率的に為される。しかも、該放熱手段の構成のためには高価な部品や高価な設備や工程等が不要であり、そのため、放電バルブ点灯回路装置を安価に形成することができる。
【００３６】
また、ＦＥＴ１７１、１７１とアルミケース１１０との伝熱接続は台状部１１３を介して為されるので、ＦＥＴ１７１、１７１をアルミケース１１０の内底面１１２に近づけるために、バスバーユニット１６０の支持体１６１にアルミケース１１０の内底面１１２側に突出した部分を形成する必要がなく、上記支持体１６１の底面部１６２は平坦に形成されて良いので、バスバーユニット１６０を安価に形成することができる。
【００３７】
さらに、ＦＥＴ１７１、１７１が伝熱接続されるアルミケース１１０の台状部１１３の裏側には複数の溝をほることにより複数の放熱フィン１１５、１１５、・・・が形成されているので、ＦＥＴ１７１、１７１に発生した熱が速やかに放熱される。
【００３８】
なお、上記した実施の形態において示した各部の形状乃至構造は、何れも本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されるようなことがあってはならないものである。
【００３９】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、本発明電子回路装置は、小電力型部品から成る小電力系回路部と絶縁材料から成る支持体に導体が配設されて成るバスバーユニット上に形成され大電力型部品を主として成るパワー系回路部とを備えた電子回路装置であって、金属ケースの底面部に上記小電力系回路部が配置され、上記小電力系回路部から離間して上記パワー系回路部が構成されたバスバーユニットが配設されると共に、小電力系回路部とパワー系回路部とが電気的に接続され、上記大電力型部品のうち発熱を伴う部品は上記導体に熱伝導性を有する第１の接着剤により接着され、上記導体の発熱を伴う部品が接着された面と反対側の面と上記金属ケースとの間に上記支持体と一体に形成された突出部による隙間が確保され、上記導体が上記隙間に充填された絶縁性及び熱伝導性を有する第２の接着剤を介して上記金属ベースに固定されたこと特徴とする。
【００４０】
従って、本発明電子回路装置にあっては、発熱部品をバスバーユニットに搭載すると共に高熱伝導性の第１の接着剤によって接続された導体を介して金属ケースに固定するようにしたので、発熱部品で発生した熱を導体及び金属ケースを介して放熱することができ、また、発熱部品と金属ケースとの固定は熱伝道性及び絶縁性を有する第２の接着剤によって為されるので、安価に構成することができる。
【００４１】
請求項２に記載した発明にあっては、金属ケースに底面部から突出した台状部を形成し、該台状部上に上記発熱を伴う部品が接着された上記導体を載置固定するようにしたので、バスバーユニットの導体配置面に凹凸を設けなくとも発熱部品を金属ケースに伝熱接続させることができ、バスバーユニットの製造コストを低減することができる。
【００４２】
請求項３に記載した発明にあっては、上記台状部の裏側に複数の切り込みを形成して複数の放熱フィンを形成したので、発熱部品から発生した熱を速やかに放熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２乃至図７と共に本発明電子回路装置の実施の形態を示すものであり、本図はカバーを外した状態を概略的に示す斜視図である。
【図２】一部を切り欠いて概略的に示す分解斜視図である。
【図３】発明の要点を模式的に示す概略断面図である。
【図４】要部の拡大断面図である。
【図５】金属ケースの上面側から見た斜視図である。
【図６】金属ケースの底面側から見た斜視図である。
【図７】回路図である
【図８】図９と共に従来の電子回路装置を示すものであり、本図は概略的に示す分解斜視図である。
【図９】要点を模式的に示す概略断面図である。
【符号の説明】
１００…放電バルブ点灯回路装置、１１０…アルミケース（金属ケース）、１１３…台状部、１１５…放熱フィン、１２１…ＤＣ−ＤＣコンバータ回路（パワー系回路部）、１２２…インバータ回路（パワー系回路部）、１２４…制御回路（小電力系回路部）、１５０…セラミック基板、１５１…小電力型部品、１６０…バスバーユニット、１６１…支持体、１６３…導体、１６３ａ…導体、１７０…大電力型部品、１７１…ＦＥＴ（発熱部品）、１８０…接着剤、１９０…接着剤
Claims (3)
- 小電力型部品から成る小電力系回路部と絶縁材料から成る支持体に導体が配設されて成るバスバーユニット上に形成され大電力型部品を主として成るパワー系回路部とを備えた電子回路装置であって、
金属ケースの底面部に上記小電力系回路部が配置され、上記小電力系回路部から離間して上記パワー系回路部が構成されたバスバーユニットが配設されると共に、小電力系回路部とパワー系回路部とが電気的に接続され、
上記大電力型部品のうち発熱を伴う部品は上記導体に熱伝導性を有する第１の接着剤により接着され、
上記導体の発熱を伴う部品が接着された面とは反対側の面と上記金属ケースとの間に上記支持体と一体に形成された突出部による隙間が確保され、
上記導体が上記隙間に充填された絶縁性及び熱伝導性を有する第２の接着剤を介して上記金属ベースに固定された
ことを特徴とする電子回路装置。 - 金属ケースに底面部から突出した台状部を形成し、該台状部上に上記発熱を伴う部品が接着された上記導体を載置固定するようにした
ことを特徴とする請求項１に記載の電子回路装置。 - 上記台状部の裏側に複数の切り込みを形成して複数の放熱フィンを形成した
ことを特徴とする請求項２に記載の電子回路装置。
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