JP6551221B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、電子機器に関する。

電子機器は、例えば、電子部品と、電子部品が搭載される搭載面を有する放熱部材とを備えている。電子部品は、例えば特許文献１に開示されているように、絶縁基板の片面のみに対して平面的に配置される配線を有しているものがある。特許文献１では、配線の一部を絶縁基板に対して立設させた立設部（起立部）を設けることで、電子部品の平面的な体格を小型化するとともに、立設部に絶縁基板の平面方向に沿って延びる放熱板部を設けることにより、配線の放熱性能を向上させている。

実開平２−１０７２３号公報

しかしながら、絶縁基板の両面に対して配線を配置する場合、配線の放熱が問題となる。すなわち、配線のうち放熱部材側の配線を放熱するには放熱部材側の配線を放熱部材に対して熱的に接続して放熱することができる。しかし、配線のうち放熱部材とは反対側の配線を放熱することができない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、平面的な体格を小型化しつつも、放熱性能の向上を図ることができる電子機器を提供することにある。

上記課題を解決する電子機器は、絶縁基板と、前記絶縁基板の表面に接着され、前記絶縁基板に対して平面的に配設される第１の配線と、前記第１の配線から前記絶縁基板に対して交差する方向に立設される第１の立設部とを有する第１の金属板と、前記絶縁基板の裏面に接着され、前記絶縁基板に対して平面的に配設される第２の配線と、前記第２の配線から前記絶縁基板に対して交差する方向に立設される第２の立設部とを有する第２の金属板と、フィラーが混入された樹脂が内側に充填される環状の周壁を有し、前記第２の金属板と対向する放熱部材と、を備え、前記第１の立設部は前記放熱部材に向かって立設されており、前記周壁の内側に前記第１の立設部の少なくとも一部が収容され、前記樹脂と前記第１の立設部とが接触している。

これによれば、第１の金属板及び第２の金属板は、第１の立設部及び第２の立設部を有するため、第１の立設部及び第２の立設部を設けずに、第１の金属板及び第２の金属板全体を平面的に配設する場合に比べて、平面的な体格が小型化されている。さらに、絶縁基板の表面に第１の配線が配設され、絶縁基板の裏面に第２の配線が配設されている構成であっても、第１の配線から発せられる熱は、第１の立設部から樹脂を介して放熱部材に伝達され、放熱部材によって放熱される。よって、平面的な体格を小型化しつつも、放熱性能の向上を図ることができる。

上記電子機器において、前記絶縁基板は貫通孔を有し、前記貫通孔には前記第１の立設部が挿入されていることが好ましい。これによれば、第１の立設部を放熱部材に向けて立設させ易くすることができる。

上記電子機器において、前記樹脂と前記第２の立設部とが接触していることが好ましい。
これによれば、第２の配線から発せられる熱が、第２の立設部から樹脂を介して放熱部材に伝達され、放熱部材によって放熱されるため、放熱性能の向上をさらに図ることができる。

上記電子機器において、前記第１の配線はコイルであり、前記コイルは磁性コアの周りを巻回し、前記周壁の一部は前記第１の立設部と前記磁性コアとの間に設けられていることが好ましい。

これによれば、例えば、第１の立設部と磁性コアとの間に、周壁の一部が配設されていない場合に比べると、第１の配線から発せられた熱が、第１の立設部から樹脂を介して周壁に伝達され易くなる。その結果、放熱部材によって熱が放熱され易くなり、放熱性能の向上をさらに図ることができる。

この発明によれば、電子部品の平面的な体格を小型化しつつも、放熱性能の向上を図ることができる。

実施形態における電子機器を示す断面図。 電子部品の分解斜視図。 放熱部材の斜視図。 別の実施形態における電子機器を示す断面図。 放熱部材の斜視図。

以下、電子機器を具体化した一実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。
図１に示すように、電子機器１０は、電子部品１１と、電子部品１１が搭載される搭載面１２ａを有する金属製（本実施形態ではアルミニウム製）の放熱部材１２とを備えている。電子部品１１は、磁性コア１３と、搭載面１２ａに対して平面的に配設される配線２０とを有する。配線２０は、磁性コア１３の周りを巻回するコイルである。

図２に示すように、磁性コア１３は、第１コア１４及び第２コア１５を有する。第１コア１４はＥ型コアであるとともに、第２コア１５はＩ型コアである。第１コア１４及び第２コア１５は磁性体であるとともに、圧粉磁芯により形成されている。

第１コア１４は、長方形の板状である本体部１４ａと、本体部１４ａの一方の面の中央部から突出する中央磁脚１４ｂと、本体部１４ａの一方の面の端部から突設する両側磁脚１４ｃ，１４ｄとからなる。中央磁脚１４ｂおよび両側磁脚１４ｃ，１４ｄはその断面が長方形である。第２コア１５は、長方形の板状であり、第１コア１４の本体部１４ａと略同形状である。第１コア１４及び第２コア１５には、配線２０に流れる電流により磁束が発生する。

また、電子部品１１は、絶縁基板１６を備えている。配線２０は、絶縁基板１６の第１面１６ａ（表面）に配設される銅板の第１の金属板２１と、絶縁基板１６における第１面１６ａとは反対側の第２面１６ｂ（裏面）に配設される銅板の第２の金属板２２とを含む。図１に示すように、絶縁基板１６は、第１面１６ａ及び第２面１６ｂが、搭載面１２ａに沿うように配置されている。放熱部材１２は、第２の金属板２２に対向している。

図２に示すように、第１の金属板２１は、第１面１６ａに沿って延びる平板状の第１延設部２１ａ及び第２延設部２１ｂを有する。第１延設部２１ａ及び第２延設部２１ｂは互いに平行に延びている。また、第１の金属板２１は、第１延設部２１ａの一端部と第２延設部２１ｂの一端部とを連結する平板状の連結部２１ｃを有する。連結部２１ｃは、第１延設部２１ａの一端側及び第２延設部２１ｂの一端側から第１面１６ａに対して直交する方向に延びている。

第１延設部２１ａの他端部には、連結部２１ｃに平行に延びる平板状の第１起立部２１ｄが設けられている。第１起立部２１ｄは、第１延設部２１ａの他端側から第１面１６ａに対して直交する方向に延びている。また、第１起立部２１ｄは、第１延設部２１ａの他端部に連続するとともに第２延設部２１ｂ側に延びている。

第２延設部２１ｂの他端部には、連結部２１ｃに平行に延びる平板状の第２起立部２１ｅが設けられている。第２起立部２１ｅは、第２延設部２１ｂの他端側から第１面１６ａに対して直交する方向に延びている。また、第２起立部２１ｅは、第２延設部２１ｂの他端部に連続するとともに第１起立部２１ｄに対して離れる方向に延びている。

連結部２１ｃにおける第１延設部２１ａと第２延設部２１ｂとの間には、絶縁基板１６を貫通する平板状の第１の立設部２１ｆが形成されている。また、第１起立部２１ｄには、絶縁基板１６を貫通する平板状の第１の立設部２１ｇが形成されている。さらに、第２起立部２１ｅには、絶縁基板１６を貫通する平板状の第１の立設部２１ｈが形成されている。各第１の立設部２１ｆ，２１ｇ，２１ｈは、互いに平行に延びており、放熱部材１２に向かって立設されている。

第１起立部２１ｄにおける第１の立設部２１ｇを挟んだ両側には、絶縁基板１６を貫通する一対の位置決め突起部２１ｍが形成されている。さらに、第２起立部２１ｅにおける第１の立設部２１ｈよりも第２延設部２１ｂとは反対側には、絶縁基板１６を貫通する位置決め突起部２１ｎが形成されている。

第１の金属板２１は、銅板を所定の形状に打ち抜き、第１延設部２１ａの両端側及び第２延設部２１ｂの両端側を、第１面１６ａに対して直交する方向へ折り曲げることで形成されている。

第２の金属板２２は、第２面１６ｂに沿って延びる平板状の第１延設部２２ａ及び第２延設部２２ｂを有する。第１延設部２２ａ及び第２延設部２２ｂは互いに平行に延びている。また、第２の金属板２２は、第１延設部２２ａの一端部と第２延設部２２ｂの一端部とを連結する平板状の第２の立設部２２ｃを有する。第２の立設部２２ｃは、第１延設部２２ａの一端側及び第２延設部２２ｂの一端側から第２面１６ｂに対して直交する方向に延びている。

第２延設部２２ｂの他端部には、第２の立設部２２ｃに平行に延びる平板状の第２の立設部２２ｄが設けられている。第２の立設部２２ｄは、第２延設部２２ｂの他端側から第２面１６ｂに対して直交する方向に延びている。また、第２の立設部２２ｄは、第２延設部２２ｂの他端部に連続するとともに第１延設部２２ａ側に延びている。両第２の立設部２２ｃ，２２ｄの間の距離は、両第１の立設部２１ｆ，２１ｇの間の距離よりも長くなっている。

第１延設部２２ａの他端部には、絶縁基板１６を貫通する位置決め突起部２２ｅが形成されている。また、第２の立設部２２ｄには、絶縁基板１６を貫通する一対の位置決め突起部２２ｆが形成されている。

第２の金属板２２は、銅板を所定の形状に打ち抜き、第１延設部２２ａの一端側及び第２延設部２１ｂの両端側を、第２面１６ｂに対して直交する方向へ折り曲げることで形成されている。

絶縁基板１６には、第１コア１４の中央磁脚１４ｂ、両側磁脚１４ｃ，１４ｄがそれぞれ挿入される被挿入部１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ、第１の立設部２１ｆ，２１ｇ，２１ｈがそれぞれ挿入される貫通孔１６ｆ，１６ｇ，１６ｈが形成されている。さらに、絶縁基板１６には、一対の位置決め突起部２１ｍが挿入される被挿入部１６ｍ、位置決め突起部２１ｎが挿入される被挿入部１６ｎ、位置決め突起部２２ｅが挿入される被挿入部１６ｐ、一対の位置決め突起部２２ｆが挿入される被挿入部１６ｒが形成されている。

第１の金属板２１は、各第１の立設部２１ｆ，２１ｇ，２１ｈを貫通孔１６ｆ，１６ｇ，１６ｈに挿入するとともに、各位置決め突起部２１ｍ，２１ｎを被挿入部１６ｍ，１６ｎにそれぞれ挿入させて、第１延設部２１ａ及び第２延設部２１ｂが第１面１６ａに接することで、絶縁基板１６に位置決めされた状態で配置される。第１延設部２１ａ及び第２延設部２１ｂは、第１面１６ａに接着され、絶縁基板１６に対して平面的に配設される第１の配線である。

第２の金属板２２は、各位置決め突起部２２ｅ，２２ｆを、被挿入部１６ｐ，１６ｒにそれぞれ挿入させて、第１延設部２２ａ及び第２延設部２２ｂが第２面１６ｂに接することで、絶縁基板１６に位置決めされた状態で配置される。第１延設部２２ａ及び第２延設部２２ｂは、第２面１６ｂに接着され、絶縁基板１６に対して平面的に配設される第２の配線である。両第１延設部２１ａ，２２ａは、絶縁基板１６を介して重なり合っている。両第２延設部２１ｂ，２２ｂは、絶縁基板１６を介して重なり合っている。

なお、第１面１６ａ及び第２面１６ｂには配線パターンがそれぞれ形成されている。第１面１６ａに形成された配線パターンと第２面１６ｂに形成された配線パターンとは、例えば、絶縁基板１６に形成されたスルーホールを介して電気的に接続されている。そして、第１の金属板２１の一部が、第１面１６ａに形成された配線パターンに半田付けされるとともに、第２の金属板２２の一部が、第２面１６ｂに形成された配線パターンに半田付けされることにより、第１の金属板２１と第２の金属板２２とが電気的に接続されている。

中央磁脚１４ｂは第１延設部２１ａと第２延設部２１ｂとの間に配置されるとともに、両側磁脚１４ｃが第１延設部２１ａに対して第２延設部２１ｂとは反対側である外側に配置され、両側磁脚１４ｄが第２延設部２１ｂに対して第１延設部２１ａとは反対側である外側に配置されている。したがって、第１延設部２１ａは、中央磁脚１４ｂと両側磁脚１４ｃとの間に配置されるとともに、第２延設部２１ｂは、中央磁脚１４ｂと両側磁脚１４ｄとの間に配置されている。また、第２コア１５は、両第２の立設部２２ｃ，２２ｄの間に配置されている。そして、中央磁脚１４ｂ及び両側磁脚１４ｃ，１４ｄが被挿入部１６ｃ，１６ｄ，１６ｅに挿入されるとともに、中央磁脚１４ｂ及び両側磁脚１４ｃ，１４ｄが第２コア１５の一方の面に接している。

第１の立設部２１ｆは、第２の立設部２２ｃよりも第２の立設部２２ｄ寄りに配置されている。第１の立設部２１ｇは、第２の立設部２２ｄよりも第２の立設部２２ｃ寄りに配置されている。

図１に示すように、第１の金属板２１は、第１延設部２１ａ及び第２延設部２１ｂから絶縁基板１６に対して交差する方向に立設される第１の立設部２１ｆ，２１ｇ，２１ｈを有している。第２の金属板２２は、第１延設部２２ａ及び第２延設部２２ｂから絶縁基板１６に対して交差する方向に立設される第２の立設部２２ｃ，２２ｄを有している。

図３に示すように、放熱部材１２は、金属材料のフィラーが混入された樹脂１７が内側に充填される環状の周壁１９を一対備えている。第２コア１５は、一対の周壁１９の間に配置されている。そして、放熱部材１２は、一対の周壁１９に連続するとともに第２コア１５の長手方向の両端部を内側に収容する一対の収容壁１９ａを備えている。第２コア１５は、一対の周壁１９及び一対の収容壁１９ａによって位置決めされている。

図１に示すように、第１の立設部２１ｆの端部及び第２の立設部２２ｃの端部は、一方の周壁１９の内側の充填空間１８に収容されて樹脂１７によって埋設されている。よって、樹脂１７と第１の立設部２１ｆ及び第２の立設部２２ｃは接触している。周壁１９の一部は第１の立設部２１ｆと第２コア１５との間に設けられている。また、第１の立設部２１ｇ，２１ｈの端部及び第２の立設部２２ｄの端部は、他方の周壁１９の内側の充填空間１８に収容されて樹脂１７によって埋設されている。よって、樹脂１７と第１の立設部２１ｇ，２１ｈ及び第２の立設部２２ｄは接触している。周壁１９の一部は第１の立設部２１ｇと第２コア１５との間に設けられている。連結部２１ｃ、第１起立部２１ｄ及び第２起立部２１ｅは、本体部１４ａの他方の面から突出していない。

次に、本実施形態の作用について説明する。
第１の金属板２１と第２の金属板２２との間で電流が流れると、第１延設部２１ａ，２２ａ及び第２延設部２１ｂ，２２ｂは発熱する。第１延設部２１ａ及び第２延設部２１ｂから発せられた熱は、第１の立設部２１ｆ，２１ｇ，２１ｈから樹脂１７を介して放熱部材１２に伝達され、放熱部材１２によって放熱される。第１延設部２２ａ及び第２延設部２２ｂから発せられた熱は、第２の立設部２２ｃ，２２ｄから樹脂１７を介して放熱部材１２に伝達され、放熱部材１２によって放熱される。

上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）周壁１９の内側に第１の立設部２１ｆ，２１ｇ，２１ｈが収容され、樹脂１７と第１の立設部２１ｆ，２１ｇ，２１ｈとが接触している。これによれば、第１の立設部２１ｆ，２１ｇ，２１ｈ及び第２の立設部２２ｃ，２２ｄを設けずに、第１の金属板２１及び第２の金属板２２全体を平面的に配設する場合に比べて、平面的な体格が小型化されている。さらに、第１面１６ａに第１延設部２１ａ及び第２延設部２１ｂが配設され、第２面１６ｂに第１延設部２２ａ及び第２延設部２２ｂが配設されている構成であっても、第１延設部２１ａ及び第２延設部２１ｂから発せられる熱は、第１の立設部２１ｆ，２１ｇ，２１ｈから樹脂１７を介して放熱部材１２に伝達され、放熱部材１２によって放熱される。樹脂１７には金属材料のフィラーが混入されており、放熱性能を向上させることができる。よって、平面的な体格を小型化しつつも、放熱性能の向上を図ることができる。

（２）絶縁基板１６は貫通孔１６ｆ，１６ｇ，１６ｈを有し、貫通孔１６ｆ，１６ｇ，１６ｈには第１の立設部２１ｆ，２１ｇ，２１ｈが挿入されている。これによれば、第１の立設部２１ｆ，２１ｇ，２１ｈを放熱部材１２に向けて立設させ易くすることができる。

（３）樹脂１７と第２の立設部２２ｃ，２２ｄとが接触している。これによれば、第１延設部２２ａ及び第２延設部２２ｂから発せられる熱が、第２の立設部２２ｃ，２２ｄから樹脂１７を介して放熱部材１２に伝達され、放熱部材１２によって放熱されるため、放熱性能の向上をさらに図ることができる。

（４）周壁１９の一部は第１の立設部２１ｆ，２１ｇと第２コア１５との間に設けられている。これによれば、例えば、第１の立設部２１ｆ，２１ｇと第２コア１５との間に、周壁１９の一部が配設されていない場合に比べると、第１延設部２１ａ及び第２延設部２１ｂから発せられた熱が、第１の立設部２１ｆ，２１ｇから樹脂１７を介して周壁１９に伝達され易くなる。その結果、放熱部材１２によって熱が放熱され易くなり、放熱性能の向上をさらに図ることができる。

（５）例えば、両第２の立設部２２ｃ，２２ｄの間の距離が、両第１の立設部２１ｆ，２１ｇの間の距離よりも短い場合、両第２の立設部２２ｃ，２２ｄが、周壁１９における第２コア１５側の部位に干渉しないように、第１延設部２２ａの一端側及び第２延設部２１ｂの両端側を精度良く折り曲げる必要がある。そこで、両第２の立設部２２ｃ，２２ｄの間の距離を、両第１の立設部２１ｆ，２１ｇの間の距離よりも長くした。これによれば、両第２の立設部２２ｃ，２２ｄが、周壁１９における第２コア１５側の部位に干渉しないように、第１延設部２２ａの一端側及び第２延設部２１ｂの両端側を精度良く折り曲げる必要が無く、第２の金属板２２を容易に形成することができる。

（６）第１の立設部２１ｆは、第１延設部２１ａと第２延設部２１ｂとを連結する連結部２１ｃに形成されている。第１の金属板２１を流れる電流は、例えば、第１延設部２１ａから連結部２１ｃを流れて第２延設部２１ｂに至る。したがって、第１の立設部２１ｆには電流が流れ難く、第１の立設部２１ｆ自体の発熱を抑えることができる。

（７）連結部２１ｃ、第１起立部２１ｄ及び第２起立部２１ｅそれぞれの先端は、本体部１４ａの他方の面から突出していない。よって、連結部２１ｃ、第１起立部２１ｄ及び第２起立部２１ｅが、本体部１４ａの他方の面よりも突出している場合に比べて、電子部品１１の小型化を図ることができる。

（８）第１の立設部２１ｆ，２１ｇ，２１ｈ及び第２の立設部２２ｃ，２２ｄが樹脂１７に埋設されているため、電子部品１１における放熱部材１２に対しての固定箇所が増えている。よって、電子部品１１における放熱部材１２に対しての固定を強固なものとすることができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図４及び図５に示すように、放熱部材１２に、第１の立設部２１ｆ，２１ｇ，２１ｈ及び第２の立設部２２ｃ，２２ｄ及び第２コア１５の周囲を囲む周壁１９Ａを形成してもよい。そして、周壁１９Ａの内側の充填空間１８Ａに充填される樹脂１７に、第１の立設部２１ｆ，２１ｇ，２１ｈ及び第２の立設部２２ｃ，２２ｄに加えて第２コア１５の一部も埋設されていてもよい。また、図４及び図５に示す実施形態において、第１の立設部２１ｆ，２１ｇと第２コア１５との間に、例えば、放熱部材１２から突設される壁が配設されていてもよい。

○ 実施形態において、第１の立設部２１ｆ，２１ｇ，２１ｈ及び第２の立設部２２ｃ，２２ｄの少なくとも一部が充填空間１８に挿入されて樹脂１７に埋設されていればよく、例えば、第１の立設部２１ｆ，２１ｇ，２１ｈ及び第２の立設部２２ｃ，２２ｄの全体が樹脂に埋設されていてもよい。

○ 実施形態において、配線２０は、磁性コア１３の周囲に捲回される巻線であってもよい。
○ 実施形態において、連結部２１ｃ、第１起立部２１ｄ及び第２起立部２１ｅが、第１コア１４の本体部１４ａの他方の面よりも突出していてもよい。

○ 実施形態において、両第２の立設部２２ｃ，２２ｄの間の距離が、両第１の立設部２１ｆ，２１ｇの間の距離よりも短くてもよい。
○ 実施形態において、第１の立設部２１ｆ，２１ｇ，２１ｈ及び第２の立設部２２ｃ，２２ｄは、絶縁基板１６に対して交差する方向に立設されていればよく、例えば、絶縁基板１６に対して斜交する方向に立設されていてもよい。

○ 実施形態において、第１の立設部２１ｆ，２１ｇ，２１ｈが、貫通孔１６ｆ，１６ｇ，１６ｈに挿入されておらず、絶縁基板１６を迂回するようにして放熱部材１２に向かって立設されていてもよい。

○ 実施形態において、第１の金属板２１には、第１の立設部が少なくとも一つ形成されていればよい。また、第２の金属板２２には、第２の立設部が少なくとも一つ形成されていればよい。

○ 実施形態において、第１コア１４及び第２コア１５の形状は特に限定されるものではない。

１０…電子機器、１２…放熱部材、１３…磁性コア、１６…絶縁基板、１６ａ…表面である第１面、１６ｂ…裏面である第２面、１６ｆ，１６ｇ，１６ｈ…貫通孔、１７…樹脂、１９，１９Ａ…周壁、２１…第１の金属板、２１ａ…第１の配線である第１延設部、２１ｂ…第１の配線である第２延設部、２１ｆ，２１ｇ，２１ｈ…第１の立設部、２２…第２の金属板、２２ａ…第２の配線である第１延設部、２２ｂ…第２の配線である第２延設部、２２ｃ，２２ｄ…第２の立設部。

Claims (4)

1. 絶縁基板と、
   前記絶縁基板の表面に接着され、前記絶縁基板に対して平面的に配設される第１の配線と、前記第１の配線から前記絶縁基板に対して交差する方向に立設される第１の立設部とを有する第１の金属板と、
   前記絶縁基板の裏面に接着され、前記絶縁基板に対して平面的に配設される第２の配線と、前記第２の配線から前記絶縁基板に対して交差する方向に立設される第２の立設部とを有する第２の金属板と、
   フィラーが混入された樹脂が内側に充填される環状の周壁を有し、前記第２の金属板と対向する放熱部材と、を備え、
   前記周壁は前記放熱部材の前記絶縁基板に対向する位置に設けられており、
   前記第１の立設部は前記放熱部材に向かって立設されており、
   前記第１の立設部の少なくとも一部は前記周壁の内側に収容されることにより前記樹脂に接触されており、前記第１の配線から発せられる熱を前記樹脂を介して前記放熱部材に伝達することを特徴とする電子機器。
   
2. 前記絶縁基板は貫通孔を有し、
   前記貫通孔には前記第１の立設部が挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記樹脂と前記第２の立設部とが接触していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子機器。
4. 前記第１の配線はコイルであり、
   前記コイルは磁性コアの周りを巻回し、
   前記周壁の一部は前記第１の立設部と前記磁性コアとの間に設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電子機器。

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