JP4364097B2 - 発熱素子の放熱構造 - Google Patents

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本発明は、パッケージからリード端子が突出した発熱素子の放熱構造に関する。
光ピックアップ装置は、コンパクトディスク(CD)やデジタルバーサタイルディスク(DVD)等のディスク媒体にレーザ光を照射して、反射するレーザ光を受けることにより、当該ディスク媒体に記録された情報を読み取る。この光ピックアップ装置の主要な部品となる発光素子は、動作中に熱を発するため、正常な動作を保証すべく放熱対策が必要となる。
その発光素子の放熱構造としては、例えば、特許文献1に示される構造をはじめとして、様々な構造が提案されている。これら従来の放熱構造では、一般的に放熱板が用いられている。この放熱板を用いた従来の放熱構造は、例えば、図10に示すように構成される。
図10において、発光素子300(例えば、ホログラフィック光学素子(HOE))は、パッケージ302の側面からリード端子304が突出した構造となっている。フレキシブルプリント基板(FPC)306が金属補材306にて支持されて補強される。発光素子300のリード端子304がフレキシブルプリント基板306に形成された配線パターン(図示省略)に電気的に接続されている。そして、発光素子300のパッケージ302の図示上端部に放熱板310が装着されている。
発光素子300の動作時に発生した熱は、パッケージ302から放熱板310に伝達し、更に放熱板310から外気に放出される。このような放熱板310の放熱効果によって発光素子300の動作中の温度が正常な動作を保証し得る温度に維持される。
特開2002−197708号公報
ところで、前述した発光素子300のようにパッケージ302からリード端子304が突出した構造となる発熱素子では、内部で発生した熱はパッケージだけでなく、リード端子にも伝達される。しかしながら、前述した従来の放熱構造では、リード端子からの熱についての有効な放熱が図れていない。
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、発熱素子のパッケージから突出するリード端子に伝わる熱についての有効な放熱が図れるようにした発熱素子の放熱構造を提供するものである。
本発明に係る発熱素子の放熱構造は、パッケージからリード端子が突出した発熱素子の放熱構造であって、前記発熱素子のリード端子は、金属支持体の支持面にて支持されるプリント基板に形成された配線パターンに接続されており、前記発熱素子及び前記金属支持体が、前記発熱素子のリード端子が突出するパッケージの端面と前記金属支持体の端面とが対向するように配置されると共に、前記プリント基板が前記金属支持体に前記端面より突出することなく支持されており、前記リード端子と前記金属支持体の端面との間に絶縁性導熱材が介在されており、この絶縁性導熱材が前記リード端子及び金属支持体の端面にそれぞれ接している構成となる。
このような構成により、プリント基板を支持する金属支持体が放熱体として用いられることとなり、発熱素子内部で発生してリード端子に伝達する熱は絶縁性導熱材を通してプリント基板を支持する金属支持体の端面から前記金属支持体に導かれる。
また、本発明に係る発熱素子の放熱構造は、前記金属支持体の前記端面には前記プリント基板の支持面から下がる段部が形成されており、前記絶縁性導熱材が、リード端子と前記金属支持体の前記端面に形成された前記段部とに接する構成とすることができる。
このような構成により、発熱素子内部で発生してリード端子伝達する熱は絶縁性導熱材を通してプリント基板を支持する金属支持体の端面における段部から当該金属支持体に導かれる。
更に、本発明に係る発熱素子の放熱構造は、前記金属支持体の前記端面が、プリント基板の支持面から傾斜突出する傾斜面を有し、前記絶縁性導熱材は、リード端子と前記金属支持体の前記傾斜面に接する構成とすることができる。
このような構成により、発熱素子内部で発生してリード端子伝達する熱は絶縁性導熱材を通してプリント基板を支持する金属支持体の端面における傾斜面から当該金属支持体に導かれる。
本発明に係る発熱素子の放熱構造によれば、発熱素子内部で発生してリード端子を伝わる熱が絶縁性導熱材を通してプリント基板を支持する金属支持体に導かれるようになるので、そのリード端子を伝わる熱についての有効な放熱が図れるようになる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
図1乃至図3は、本発明の実施の形態に係る発熱素子の放熱構造を示す。図1はその構造を示す分解斜視図であり、図2はその構造を示す分解側面図、図3はその構造を示す側面図である。
図1乃至図3において、発熱素子となる発光素子100(例えば、半導体レーザ素子(光源)とフォトダイオード(受光素子)が内蔵されたホログラフィック光学素子(HOE))は、パッケージ102の両側端面それぞれから複数のリード端子104が突出した構造となっている。コ字状に切り欠かれた形状となるフレキシブルプリント基板(以下、FPCという)106が同様の形状となる金属補材108(金属支持体)にて支持されて補強される。金属補材108は、例えば、アルミニウム、ステンレス等の金属材料にて形成される。発光素子100はFPC106及び金属補材108の切り欠かれた部分に配置され、パッケージ102の側端面と金属補材108の端面とが対向している。発光素子100のリード端子104は、FPC106上に形成された配線パターンに半田等により電気的に接続されている。FPC106が金属補材108にて支持、補強されることにより、FPC106の曲げ等が防止され、リード端子104と配線パターンとの接続部に歪が発生することが防止される。
パッケージ102の上端面にはアルミニウムなどで形成された放熱板110が装着されている。また、高い絶縁性を有する導熱性接着剤112がリード端子104と放熱板110との間に介在してそれぞれに接している。これにより、リード端子104は放熱板110に絶縁性を保持しつつ熱的に結合する。導熱性接着剤112として、例えば、シリコン系接着剤を用いることができる。
前述したようにリード端子104と放熱板110との間に導熱性接着剤112が介在した状態で一体となる発光素子100、FPC106、金属補材108及び放熱板110は1つのユニットとしてピックアップシャーシ200に搭載される。そして、そのユニットがピックアップシャーシ200の移動によってディスク媒体に対する所定位置に位置づけられた状態で、発光素子100が動作する。
この動作中に発光素子100内部で発生する熱は、パッケージ102から放熱板110に導かれると共に、リード端子104から導熱性接着剤112を通して放熱板110に導かれる。このように、発光素子100内部で発生してリード端子104に伝達した熱が導熱性接着剤112を通して放熱板110に導かれるようになるので、発光素子100内部で発生してリード端子104を伝わる熱についての有効な放熱が図れるようになる。また、発光素子100内の熱がパッケージ102から放熱板110に導かれるほかに、リード端子104から導熱性接着剤112を通して放熱板110に導かれるようになるので、発光素子100のより効率的な放熱が可能となる。
次に、本発明の第一の実施例に係る発熱素子の放熱構造について説明する。この第一の実施例に係る発熱素子の放熱構造は、リード端子104の熱を、FPC106を支持、補強する金属補材108に導く放熱構造である
図4は、本発明の第一の実施例に係る発熱素子(発光素子100)の放熱構造を示す側面図である。なお、図4において、図乃至図3に示す部分と同一の部分には同一の参照符号が付されている。
図4において、パッケージ102からリード端子104が突出する構造となる発光素子100、FPC106及び金属補材108は、図1乃至図3に示すものと同様に構成され、FPC106及び金属補材108の切り欠かれた部分に配置される発光素子100のパッケージ102の側端面と金属補材108の端面とは対向している。パッケージ102の側端面と金属補材108の端面との間の隙間に導熱性接着剤114が、リード端子104と金属補材108の端面との間に介在してそれぞれに接するように、充填されている。これにより、リード端子104は金属補材108に絶縁性を保持しつつ熱的に結合する。
このような発光素子100の放熱構造によれば、発光素子100内部で発生してリード端子104に伝わる熱は導熱性接着剤114を通して金属補材108の端面からその金属補材108に導かれる。このため、発光素子100内部で発生してリード端子104を伝わる熱についての有効な放熱が図れるようになる。また、発光素子100で発生した熱はパッケージ102から放熱板110にも導かれるので、発光素子100のより効率的な放熱が可能となる。
次に、本発明の第二の実施例に係る放熱構造について説明する
図5は、本発明の第二の実施例に係る発熱素子(発光素子100)の放熱構造を示す側面図である。なお、図5において、図1乃至図4に示す部分と同一の部分には同一の参照符号が付されている。
図5において、導熱性接着剤112がリード端子104と放熱板110との間に介在してそれぞれに接している。また、パッケージ102の側端面と金属補材108の端面との間の隙間に導熱性接着剤114が、リード端子104と金属補材108の端面との間に介在してそれぞれに接するように、充填されている。
このような発光素子100の放熱構造によれば、発光素子100内部で発生してリード端子104に伝われる熱は、導熱性接着剤112を通して放熱板110に導かれると同時に、導熱性接着剤114を通して金属補材108の端面からその金属補材108に導かれる。このため、発光素子100で発生してリード端子104を伝わる熱についての更に有効な放熱が図れるようになる。また、発光素子100で発生した熱はパッケージ102から放熱板110にも導かれるので、発光素子100のより効率的な放熱が可能となる。
更に、本発明の第三の実施例に係る放熱構造について説明する。この第三の実施例に係る放熱構造は、FPC106を支持、補強する金属補材108の端面の形状が異なる点で、前述した第二の実施例と異なる。
図6は、本発明の第三の実施例に係る発熱素子(発光素子100)の放熱構造を示す側面図である。なお、図6において、図1乃至図5に示す部分と同一の部分については同一の参照番号が付されている。
図6において、発光素子100のパッケージ102から突出するリード端子104とパッケージ102の上端面に装着された放熱板110との間に導熱性接着剤112がリード端子104及び放熱板110に接するように介在している。発光素子100の側端面に対向する金属補材108の端面には、FPC106の支持面から下がる段部108aが形成されている。導熱性接着剤116がリード端子104と金属補材108の端面に形成された段部108aとの間に介在してそれぞれに接している。
このような発光素子100の放熱構造によれば、発光素子100内部で発生してリード端子104に伝わる熱は、導熱性接着剤112を通して放熱板110に導かれると同時に、導熱性接着剤116を通して金属補材108の端面に形成された段部108aからその金属補材108に導かれる。この場合、図7に拡大して示すように、導熱性接着剤116は、段部108aの立下り面109−2と水平面109−1の双方に接するようになるので、導熱性接着剤116と金属補材108との接触面積が、図4及び図5に示す場合に比べて大きくなり得る。このため、それらの場合に比べて、発光素子100で発生してリード端子104を伝わる熱についてのより効率的な放熱が可能となる。
また、金属補材108の端部を単純に伸ばしてFPC106を支持することのない端部水平面を形成し、リード端子106とその端部水平面との間に導熱性接着剤を充填することも考えられるが、その場合に比べて、前述したように段部108aを金属補材108の端面に形成する構造は、リード端子104と金属補材108(水平面109−2)との間の間隔が大きく保たれることとなり、電気的な絶縁性の観点からも有利となる。
次に、本発明の第四の実施例に係る放熱構造について説明する。この第四の実施例に係る放熱構造も、FPC106を支持、補強する金属補材108の端面の形状が異なる点で、前述した第二の実施例と異なる。
図8は、本発明の第四の実施例に係る発熱素子(発光素子100)の放熱構造を示す側面図である。なお、図8において、図1乃至図6に示す部分と同一の部分については同一の参照番号が付されている。
図8において、発光素子100のパッケージ102から突出するリード端子104とパッケージ102の上端面に装着された放熱板110との間に導熱性接着剤112がリード端子104及び放熱板110に接するように介在している。発光素子100の側端面に対向する金属補材108の端面は、図9に拡大して示すように、FPC106の支持面から傾斜突出する傾斜面109−3を有している。そして、導熱性接着剤118がリード端子104と金属補材108の端面における傾斜面109−3との間に介在してそれぞれに接している。
このような発光素子100の放熱構造によれば、発光素子100内部で発生してリード端子104に伝わる熱は、導熱性接着剤112を通して放熱板110に導かれると同時に、導熱性接着剤118を通して金属補材108の端面における傾斜面109−3からその金属補材108に導かれる。この場合も、金属補材108の端面が傾斜面109−3を有することから、導熱性接着剤118と金属補材108との接触面積が、図4及び図5に示す場合に比べて大きくなり得る。このため、それらの場合に比べて、発光素子100で発生してリード端子104を伝わる熱についてのより効率的な放熱が可能となる。
また、前述した構造は、リード端子104と傾斜面109−3との間の間隔が徐々に広がるようになることから、金属補材108の端部を単純に伸ばしてFPC106を支持することのない端部水平面を形成し、リード端子104とその端部水平面との間に導熱性接着剤を充填する場合に比べて、電気的な絶縁性の観点からも有利となる。
また、上述した各実施では、発熱素子としての発光素子100(例えばHOE)についての放熱構造について説明したが、その放熱構造は、パッケージからリード端子が突出する構造となる他の発熱素子についても、同様に適用することができる。
以上、説明したように、本発明に係る発熱素子の放熱構造は、発熱素子のパッケージから突出するリード端子に伝わる熱についての有効な放熱が図れるという効果を有し、パッケージからリード端子が突出した発熱素子の放熱構造として有用である。
本発明の実施の形態に係る発熱素子の放熱構造を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係る発熱素子の放熱構造を示す分解側面図である。 本発明の実施の形態に係る発熱素子の放熱構造を示す側面図である。 本発明の第一の実施例に係る発熱素子の放熱構造を示す側面図である。 本発明の第二の実施例に係る発熱素子の放熱構造を示す側面図である。 本発明の第三の実施例に係る発熱素子の放熱構造を示す側面図である。 図6に示す金属補材の端面に形成された段部近傍を示す拡大側面図である。 本発明の第四の実施例に係る発熱素子の放熱構造を示す側面図である。 図8に示す金属補材の端面における傾斜面近傍を示す拡大側面図である。 従来の発熱素子の放熱構造の一例を示す側面図である。
100 発光素子
102 パッケージ
104 リード端子
106 フレキシブルプリント基板(FPC)
108 金属補材
108a 段部
109−1 水平面
109−2 立下り面
109−3 傾斜面
110 放熱板
112、114、116、118 導熱性接着剤(絶縁性導熱材)
200 ピックアップシャーシ

Claims (3)

  1. パッケージからリード端子が突出した発熱素子の放熱構造であって、
    前記発熱素子のリード端子は、金属支持体の支持面にて支持されるプリント基板に形成された配線パターンに接続されており、
    前記発熱素子及び前記金属支持体が、前記発熱素子のリード端子が突出するパッケージの端面と前記金属支持体の端面とが対向するように配置されると共に、前記プリント基板が前記金属支持体に前記端面より突出することなく支持されており、
    前記リード端子と前記金属支持体の端面との間に絶縁性導熱材が介在されており、この絶縁性導熱材が前記リード端子及び金属支持体の端面にそれぞれ接していることを特徴とする発熱素子の放熱構造。
  2. 前記金属支持体の前記端面には前記プリント基板の支持面から下がる段部が形成されており、
    前記絶縁性導熱材は、前記リード端子と前記金属支持体の端面に形成された前記段部とに接している請求項1記載の発熱素子の放熱構造。
  3. 前記金属支持体の前記端面には前記プリント基板の支持面から傾斜突出する傾斜面が形成されており、
    前記絶縁性導熱材は、前記リード端子と前記金属支持体の端面に形成された前記傾斜面とに接している請求項記載の発熱素子の放熱構造。
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