JP4228525B2 - 電子部品の組み付け構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイオード等の電子部品の組み付け構造に関し、電動ファン制御装置等に用いて好適である。
【0002】
【従来の技術】
従来、コネクタ一体型のインサート樹脂ケース等のように、ターミナルが一体で形成された樹脂ケース内にハイブリッドIC等が配置され、ターミナルにハイブリッドICの様々な端子が電気的に接続される制御装置がある。このような制御装置に、例えば、電子部品として逆接対策用のダイオードを搭載する場合は、ダイオードの種類によって組付け構造が異なっていた。
【0003】
まず、外部に露出した放熱板を持たずリードのみで周囲の導体と電気的に接続するディスクリートタイプのダイオードを組付ける場合について説明する。図4は、ディスクリートタイプのダイオード101を組付けた電動ファン制御装置の要部を示す概略図であって、(a)は上面図であり、(b)は(a)におけるA−A断面矢視図である。なお、図4(a)において、樹脂ケース102に一体で形成されたターミナル104に対してハッチングが施してある。
【0004】
図4に示すように、ディスクリートタイプのダイオード101は、全体が樹脂でフルモールドされており、ターミナル104に対して樹脂等の接着部材105を介して搭載されている。そして、ダイオード101のリード101aが、ターミナル104に抵抗溶接等により接続されている。
【0005】
次に、チップを封止した樹脂から放熱板が露出した表面実装タイプのダイオードを組付ける場合について説明する。図5は、表面実装タイプのダイオード106を組付けた電動ファン制御装置の要部を示す概略図であって、(a)は上面図であり、(b)は(a)におけるA−A断面矢視図である。なお、図5(a)において、ターミナル104にはハッチングが施してある。
【0006】
図5に示すように、表面実装タイプのダイオード106は、一面側が放熱板としてのアノード電極106aとなっており、樹脂ケース102内に配置されるセラミック基板103の導体に対して、アノード電極106aとリードとしてのカソード電極106bとを半田付けして搭載する。また、立ちリード107を介して、ダイオード106の各電極106a、106bとターミナル104とを電気的に接続している。
【0007】
この際、立ちリード107は、セラミック基板103の配線を介してダイオード106と電気的に接続するようにしており、一方側をセラミック基板103の配線に半田付けし、他方側を例えばレーザー溶接によりターミナル104に接続している。この様な構成では、セラミック基板103を放熱フィン108等に接触させることにより、ダイオード106からの放熱が良好になっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ディスクリートタイプのダイオード101はフルモールドされており放熱板が外部に露出していない。そのため、放熱板(アノード電極106a)が露出し、且つこの放熱板がセラミック基板103に接触して放熱可能となっている表面実装タイプダイオード106と比較して、バッテリ逆接時等の大電流に耐え得る電流容量が小さい。
【0009】
一方、表面実装タイプダイオード106を用いた場合は、セラミック基板103に対して、ダイオード106が搭載される部位と、上述の立ちリード107のようなダイオード106とターミナル104との接続に使われるリードが配置される部位とを確保しなければならないため、セラミック基板103のサイズが拡大してダイオード106の組付け性が悪くなる。特に、バッテリ逆接時等の大電流に耐え得るために、上述の立ちリード107を太くしたり幅を広くしたりしており、さらにセラミック基板のサイズが拡大していた。
【0010】
本発明は、上記問題点に鑑み、放熱性と組付け性を両立する電子部品の組付け構造を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、露出した放熱板(12)と該放熱板以外の導体部(13)とを有する電子部品(1)と、該電子部品を内部に搭載するための容器(2b)と、該容器と一体となっている第1及び第2のターミナル(7a、7b)とを有し、放熱板を第1のターミナル(7a)と電気的に接続するように電子部品を第1のターミナルに搭載し、第2のターミナル(7b)と電子部品の導体部とを電気的に接続していることを特徴としている。
【0012】
本発明では、放熱板を有する電子部品を用いて放熱板をターミナルに接続しており、ターミナルから放熱させることができるため放熱性を確保することができる。また、容器内に配置される基板ではなく、ターミナルに対して電子部品を搭載するようにしているため、電子部品を搭載するための領域を基板に確保する必要がなく、組付け性の良い電子部品の組付け構造を提供することができる。
【0013】
請求項2に記載の発明では、請求項1の発明において、第2のターミナルと電子部品の導体部とを、リード(9)を介して電気的に接続していることを特徴としている。これにより、従来からある電子部品の導体部の形状を変更しなくても、リードを介して第2のターミナルと電子部品とを好適に接続することができる。
【0014】
また、この場合、請求項3に記載の発明のように、リードに対して曲がり部を設けると好適である。これは、冷熱サイクルによって容器が変形して第1及び第2のターミナルの位置が変化した場合に、曲がり部が変形することによって、第2のターミナルとリード及び電子部品の導体部とリードとの接続を好適に維持することができるためである。
【0015】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【0016】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
本実施形態では、電子部品としてのダイオードを電動ファン制御装置に組付ける構造について説明し、以下、図に示す実施形態について説明する。図1は、ダイオード1を組み付けた電動ファン制御装置の要部を示す概略図であって、(a)は上面図であり、(b)は(a)におけるA−A断面矢視図である。
【0017】
図1に示すように、樹脂ケース2にはコネクタ部2aと制御部品のケース部(本発明でいう容器であり、以下、単にケース部という)2bとがある。コネクタ部2aはケース部2bからL字形状に突出しており、樹脂3の内部に電動ファン制御装置の外部と電気的に接続するためのコネクタ4が配置されている。また、L字形状の先端においてコネクタ4が樹脂から露出し、他の装置等のコネクタと勘合して電気的に接続されるようになっている。
【0018】
ケース部2b内には制御部品を搭載したセラミック基板5等が配置され、その下には放熱フィン6等が備えられている。また、ケース部2b内には、図1(a)でハッチングを施して示しているターミナル7がケース部2bと一体で形成されており、セラミック基板5の制御部品とターミナル7とが適宜、接続されている。このターミナル7はコネクタ部2aのコネクタ4と電気的に接続されており、制御部品と他の装置とで電気的な信号の授受を行うようになっている。ここで、ターミナル7としては、例えば銅や黄銅からなるものを用いることができる。
【0019】
ターミナル7のうち7aはGND(グランド)電位となっており(本発明でいう第1のターミナルであり、以下、GND電位ターミナルという)、7bは+B電位となっている(本発明でいう第2のターミナルであり、以下、+B電位ターミナルという)。そして、このGND電位ターミナル7aと+B電位ターミナル7bとにダイオード1が電気的に接続されている。このダイオード1は逆接対策用のツェナーダイオードであり、樹脂から露出した放熱板を有する表面実装タイプのダイオードである。
【0020】
次に、このダイオード1の構成について、図2を用いて説明する。図2は、ダイオード1とこのダイオード1と接続するターミナル7a、7bの構成を示す概略断面図であり、図1のB−B断面に相当する。図2に示すように、ダイオードチップ11は放熱作用を兼ね備えた2つの電極12、13によって挟まれており、半田14により電気的に接続されている。
【0021】
2つの電極12、13のうち、ダイオードチップ11の上部に配置された電極はアノード電極12であり、ダイオードチップ11を封止している樹脂15から露出して放熱板となっている。また、ダイオードチップ11の下部に配置された電極はカソード電極(本発明でいう導体部である)13であり、このカソード電極13は、放熱作用を持つ厚い部位である放熱部13aからリード部13bが伸びているものである。また、リード部13bの先端は樹脂15から露出してコの字形状に曲がっている。ここで、アノード電極12やカソード電極13としては、例えば銅を用いている。
【0022】
次に、このダイオード1の組付け構造について説明する。図1及び図2に示すように、ダイオード1の露出したアノード電極12とは反対側の面をGND電位ターミナル7a側に向けて、ダイオード1がGND電位ターミナル7a上に搭載されている。ダイオード1のアノード電極12には、例えば半田によりターミナル8が電気的に接続されている。
【0023】
このターミナル8はダイオード1からの放熱も行うため、以下、放熱ターミナル8という。また、放熱ターミナル8は、銅や黄銅からなるものを用いることができる。放熱ターミナル8は、アノード電極12と電気的に接続された部位の反対側が曲げられて、GND電位ターミナル7aと電気的に接続されている。この電気的な接続は、例えば、抵抗溶接により行うことができる。
【0024】
また、カソード電極13のリード部13bが、リード9を介して+B電位ターミナル7bと電気的に接続されている。このリード9は例えば銅からなるものを用いることができる。また、リード9には曲がり部(ベンド)が設けられている。また、カソード電極13のリード部13b及び+B電位ターミナル7bとリード9との電気的な接続は、例えばレーザ溶接により行うことができる。
【0025】
この様な構成にダイオード1を組付けるには、まず、放熱ターミナル8とダイオード1のアノード電極12とを、リフローを行って半田付しておく。次に、ダイオード1をGND電位ターミナル7aに搭載し、放熱ターミナル8とGND電位ターミナル7aとを抵抗溶接する。そして、カソード電極13のリード部13bと+B電位ターミナル7bとをリード9を介してレーザ溶接する。
【0026】
ところで、本実施形態では放熱板が露出した表面実装タイプのダイオード1を組付けているため、放熱性を確保することができ、大電流を流すことができる。また、ダイオード1をセラミック基板5ではなくターミナル(GND電位ターミナル)7aに組付けているため、ダイオード1を搭載するための領域をセラミック基板5に確保する必要が無い。このため、セラミック基板を小さくしたり、従来、ダイオードを組付けていた部位に他の電子部品を搭載したり回路を組み込んだりすることができる。従って、放熱性と組付け性を両立する電子部品の組付け構造を提供することができる。
【0027】
また、この様なターミナル7が樹脂ケース2に一体で形成された構成では、冷熱サイクルによって樹脂ケース2が変形して、ターミナル7の位置が変化する場合がある。そのため、ある部品において異なるターミナルと接続されている部位があると、冷熱サイクルによるターミナルの位置変化により、接続部位にクラックが生じるなどして破壊する恐れがある。そのため、部品とターミナルとを接続するための部材を薄くするなどして変形しやすくし、接続するための部材で冷熱サイクルによるターミナル7の変動を吸収する必要がある。
【0028】
本実施形態では、ダイオード1をGND電位ターミナル7a上に組付けて、アノード電極12と接続している放熱ターミナル8をGND電位ターミナル7aに接続しているため、冷熱サイクルによってGND電位ターミナル7aの位置が変化しても、ダイオード1と放熱ターミナル8が一体となって動く。
【0029】
そのため、例えば、放熱ターミナルとGND電位ターミナルとが別体になっている場合に比べて、放熱ターミナル8で冷熱サイクルによるターミナル7の変動を吸収する必要がないため、放熱ターミナル8を厚くすることができる。その結果、ダイオード1からの放熱性を向上させることができる。
【0030】
一方、カソード電極13はGND電位ターミナル7aとは異なる+B電位ターミナル7bに接続するため、リード9に曲がり部を設けている。これにより、冷熱サイクルによるターミナル7の変動を、リード9の曲がり部が変形することにより吸収し、カソード電極13のリード部13b及び+B電位ターミナル7bとリード9との接続部分の破壊を抑制することができる。
【0031】
また、リード9を用いているため、リード9の形状を調節することにより、従来からある表面実装タイプのダイオードを制御装置に組付けることができる。
【0032】
なお、カソード電極13のリード部13bと+B電位ターミナル7bとを接続するリード9は、リード9の厚みが薄いためレーザ溶接を行っていたが、接続部位の厚みが厚ければ抵抗溶接を行えば良い。
【0033】
(第2実施形態)
本実施形態は、上記実施形態と比較してカソード電極13のリード部13bの形状を異ならせ、上記実施形態で用いたリード9を介在させないで+B電位ターミナル7bとリード部13bとを電気的に接続するものである。図3は、ダイオード1を組み付けた電動ファン制御装置を示す概略図であって、(a)は上面図であり、(b)は矢視図である。以下、主として第1実施形態と異なる部分について述べ、同一部分は、図中、図1と同一符号を付して説明を省略する。
【0034】
図3に示すように、ダイオード1のカソード電極13のリード部13bは、GND電位ターミナル7aの面方向に伸びており、曲がり部が設けられている。そして、リード部13bの端部が+B電位ターミナル7bまで伸びて、直接、+B電位ターミナル7bに電気的に接続されている。この電気的な接続は、例えば抵抗溶接により行うことができる。
【0035】
このように、カソード電極13の形状を変えたダイオード1を用いれば、カソード電極13のリード部13bと+B電位ターミナル7bとを接続するためのリードを用いる必要が無い。この際、リード部13bに曲がり部を設けているため、第1実施形態においてリード9に曲がり部を設けているように、冷熱サイクルによるターミナル7の変動を、この曲がり部により吸収することができる。
【0036】
(他の実施形態)
上記各実施形態において、ダイオード1をGND電位ターミナル7aに搭載する際は、接着しなくても放熱ターミナル8でダイオード1をGND電位ターミナル7aに固定することができるが、より確実に固定するために樹脂等で接着しても良い。また、ダイオード1はアノード電極12側をGND電位ターミナル7a側に向けて放熱リードを介して搭載するようにしても良い。
【0037】
また、上記各実施形態では、電子部品がダイオードである場合について述べたが、その他、MOSFET等を搭載する場合も、本発明の組付け構造を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態に係るダイオードを組み付けた電動ファン制御装置の要部を示す概略図である。
【図2】ダイオードとターミナルの構成を示す概略断面図である。
【図3】第2実施形態に係るダイオードを組み付けた電動ファン制御装置の要部を示す概略図である。
【図4】従来のディスクリートタイプのダイオードを組付けた電動ファン制御装置の要部を示す概略図である。
【図5】従来の表面実装タイプのダイオードを組付けた電動ファン制御装置の要部を示す概略図である。
【符号の説明】
1…ダイオード、2b…ケース部、7a…GND電位ターミナル、
7b…+B電位ターミナル、9…リード、12…アノード電極、
13…カソード電極。
Claims (3)
- 露出した放熱板(12)と該放熱板以外の導体部(13)とを有する電子部品(1)と、該電子部品を内部に搭載するための容器(2b)と、該容器と一体となっている第1及び第2のターミナル(7a、7b)とを有し、
前記放熱板が前記第1のターミナル(7a)と電気的に接続されるように、前記電子部品が前記第1のターミナルに搭載され、
前記第2のターミナル(7b)と前記電子部品の前記導体部とが電気的に接続されていることを特徴とする電子部品の組付け構造。 - 前記第2のターミナルと前記電子部品の前記導体部とが、リード(9)を介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の電子部品の組付け構造。
- 前記リードに対して曲がり部が設けられていることを特徴とする請求項2に記載の電子部品の組付け構造。
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