JPH01170095A

JPH01170095A - 電子部品用放熱器

Info

Publication number: JPH01170095A
Application number: JP32723787A
Authority: JP
Inventors: Nagatoshi Aou; 粟生　修年
Original assignee: SANUEEBU KOGYO KK; Sun Wave Corp
Current assignee: SANUEEBU KOGYO KK; Sun Wave Corp
Priority date: 1987-12-25
Filing date: 1987-12-25
Publication date: 1989-07-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、プリント配線板等に実装される各種半導体
装置、半導体素子などの電子部品から発せられる熱を放
熱するための電子部品用放熱器に関する。

（従来の技術とその問題点）周知のように、電子部品が実装されるプリント配線板は
、非導電性を有する紙、布等からなる基材にフェノール
またはエポキシ樹脂等を金髪させ、その表′：Ｊ！ｉ面
部に適宜の配線をプリントして構成されているため、耐
熱性か低く、かつ、放熱性も低いのが現状である。

このため、上記のように構成されたプリント配線板に各
種電子部品を実装する場合には、これら各電子部品から
発せられる熱を外部へ有効に放熱することができず、こ
のため、プリント配線板及び電子部品か非常に傷み易い
という問題を有していた。

また、電子部品が実装され、かつ、微小信号を取扱う回
路が形成されてなるプリント配線板にあっては、電磁気
や静電気誘導による妨害を軽減するため、必要に応じて
金属片や絶縁被覆された金属箔小片を目的部分に取付な
ければならず、この作業が非常に煩雑である、という問
題をも有していた。

この発明は、かかる現状に鑑み創案されたものでありて
、その目的とするところは、高放熱性を有し、しかも、
電気絶縁性も高く誘導妨害を軽減することかできる故ａ
ｒＳを電子部品の端子に装着することで、電子部品をプ
リント配線板に実装した場合でも、プリント配線板及び
電子部品の傷損をも効に防止でき、しかも、量産性に優
れた電子部品用放熱器を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段）上記目的を達成するため、この発明にあっては、電子部
品の端子に装着される放熱器を、熱伝導性の高い金属板
で形成されたメタルコアと、このメタルコアの表面にコ
ーティングされたセラミック層と、から構成されてなる
メタルコアセラミックス板で構成したことを特徴とする
ものである。

（作用）それ故、この発明に係る電子部品用放熱器にあっては、
プリント配線板や電子部品から発せられる熱を有効に放
熱させるため、放熱性に優れたメタルコアセラミックス
板を電子部品の端子に？を着して構成し、また、量産性
を向上させるため、上記メタルコアセラミックス板を電
子部品の端子に装着するように構成したことを特徴とす
るものである。

（実施例）以下、添付図面に示す実施例に基きこの発明の詳細な説
明する。

第１図はこの発明の第１実施例を示すものであって、こ
の実施例に係る放熱器ｌは、電子部品２の端子３に装着
され、該電子部品２の端子３は、プリント配線板４に開
設されたスルーホール５に挿着され半田付け６で固定さ
れている。

放熱器ｌは、熱伝導性の高い金属板で形成されたメタル
コア７と、このメタルコア７の表面にコーティングされ
たセラミック層８と、から構成されてなるメタルコアセ
ラミックス板で構成されている。

メタルコア７としては、熱伝導率の高い、銀（１，０ｃ
ａｌ　／争ｃ　ｃｍ　ｓｅｃ　）　、銅（０，９２ｃａ
ｌ／″ｃ　ｌｊ　ｓｅｃ　）　、金（０，７１ｃａｌ／
″ｃ　ｃｍ　ｓｅｃ　）或はアルミニューム（０，４９
ｃａｌ／・ｃ　ｃｍ　ｓｅｃ　）が挙げられるが、金や
銀を使用した場合には極めて高価となるため、この実施
例ては、比較的安価で熱伝導率が０．９２　ｃａｌ／　
・ｃ　ｌ：＠　ｓｅｅの銅（Ｃｕ）を使用した。

次に、この実施例に係る銅コアの熱伝導率を第２図に基
き説明する。第２図中、比較されるメタルコアセラミッ
クス板は、ａ、コアが銅で形成され、セラミックス層の厚さが５０
ＪＬ１１１のメタルコアセラミックス板ａと。

ｂ、コアが銅で形成され、セラミックス層の厚さが１０
０ｇｍのメタルコアセラミックス板すと。

Ｃ，コアが鉄で形成され、セラミックス層の厚さが５０
μｍのメタルコアセラミックス板Ｃと。

ｄ、コアが鉄て形成され、セラミックス層の厚さが１５
０ｐｍのメタルコアセラミックス板ｄ、である。

また、上記各メタルコアセラミックス板の熱伝導率を、
第２図斜線て示すように、酸化アルミニューム板（Ａｌ
１２０ｓ　）及び窒化アルミニューＡ＆（ＡＩＮ）と同
−条件下で比較してみた。

この結果、第２図からも明らかなように、前記メタルコ
アセラミックス板ａは、コアの厚さが１．４ｍｍを越え
た場合に、窒化アルミニューム基板よりも大きな熱伝導
率を示すことがわかる。

さらに、前記メタルコアセラミックス板ａは、セラミッ
クス層の厚さが２倍であるメタルコアセラミックス板す
よりも熱伝導率が高いという結果が得られた。

法衣（イ）は、夫々コアの厚さとセラミックス層の厚さ
を同一とし、コアの使用材質を異ならしめた場合におけ
る、熱放射率（Ｃ■２／ｓ　）　＋比熱（Ｊ／ｇＫ）、
密度（ｇ　／ｃ■３）及び熱伝導率（Ｗ／ｍに）の夫々
を、２０℃の温度で比較したものである。

この表（イ）において、Ａは、コアをホーロー鋼板で形
成してなるメタルコアセラミックス板を、Ｂは、コアを
銅板で形成してなるメタルコアセラミックス板を夫々示
しており、これら各コアの厚さが０．８ｍｍで、セラミ
ックス層の厚さが５０＃Ｌｍのものである。

表（イ）熱放射率　　比熱　　密度　　熱伝導率Ａ　　　　Ｏ，
０８６０，４０６，７３２３，５８Ｏ，２７５０，３６
？、８６　　　７７．８また１表（ロ）は、コアの厚さ
を同程度とし、セラミックス層の厚さを同一とし、かつ
。

コアの使用材質を異ならしめた場合における。

熱放射率（ｃｍ”　／ｓ　）　、比熱（Ｊ’／ｇに）、
密度（ｇ／ｃｓ３）及び熱伝導率（１７ｍに）の夫々を
、２０℃の温度で比較したものである。

この表（ロ）において、Ｃは、ホーロー鋼板製コアの厚
さが１．２ｍｍで、セラミックス層の厚さがｌｏＯＩＬ
ｍのメタルコアセラミックス板を示し、Ｄは、カッパー
銅板製コアの厚さが０．４ｍｍで、セラミックス層の厚
さが１１００ｐのメタルコアセラミ・ンクス板を夫々示
している。

表（ロ）熱放射率　　比熱　　密度　　熱伝導率ＣＯ，０９２０
，４２６，７３２６，ＯＤ　　　　　　　Ｏ，１９１０
，コア　　　　　７．５８　　　　　　　５３．５以上
の結果からも明らかなように、コアを銅或は銅合金て形
成した場合には、コアを他の伝熱材料て形成した場合よ
り、熱伝導率が非常に高いのがわかる。

また、一般的に、セラミックス材料は１通常の熱伝導率
が、　　０．０３０〜０．００３３　ｃａｌ／　’ｃ　
ｃｍｓｅｃであるが、この実施例に用いられるセラミッ
クス材料は、好ましくは、比較的熱膨張率が高く、銅コ
アとの密着性のよいセラミックス材料を用いる。このよ
うなセラミックス材料としては１例えば、特開昭５６−
７３６４３号公報に記載されたものが好適である。

セラミックス材料は、公知の電気泳動法により前記銅ま
たは銅合金からなるコアに被覆され、このセラミックス
被覆層の表面に、電気回路などがスクリーン印刷法また
はメタルマスク印刷法によりコーティングされ、この発
明に係るメタルコアセラミックス板が製造される。

この場合、メタルコアセラミックス板を、後記するよう
に、銅コアまたは銅合金コアの厚さを１．４ｍｍ以上に
形成し、かつ、上記セラミックス層の厚さを５０７４１
１１に構成したときに、高い放熱性を発揮することが実
験により確認された。

このように構成されたメタルコアセラミックス板には、
第３図に示すように、電子部品２の端子３が挿入される
スルーホール９が開設されており、該スルーホール９の
開口周縁部には、銅（Ｃｕ）または＃ｉ（Ａｇ）等の伝
導性の高い材質で厚膜塗着されたランドｌＯが形成され
ている。勿論、前記プリント配線板４に開設されたスル
ーホール５にも同様の材質で厚膜状に塗着されたラント
１１が形成されている。。

それ故、電子部品２の端子３を、先ず、放熱器ｌのスル
ーホール９に挿入し、次に、この放熱器ｌが取付けられ
た電子部品２の端子３をプリント配線板４の所定のスル
ーホール５に挿入した後、ランド１０及び１１と電子部
品２の端子３との間隙部に半田６を流しこみ、プリント
配線板４の配線と電子部品２とを導電状態で固定する。

この場合、半田６及びランド１．０．１１は、熱伝導性
にも優れているため。

電子部品２及びプリント配線板４で発生した熱は、放熱
器ｌへと伝達され、外気へと高効率的に放熱される。

尚、上記実施例ては、メタルコアセラミックス板を平板
状に形成した場合を例にとり説明したが、第４図に示す
ように、正面凹状に形成し、また、その適所にアース端
子３４を形成し、上記凹部内に前記電子部品２を配設し
て電磁気、静電気誘導等を有効に遮断することができる
。その他、メタルコアセラミックス板の形状としては、
放熱性及びプリント配線板４等から発せられる電磁気、
静電気誘導等を有効に遮断できる形状を適宜選択して形
成するのが好ましい。

第５図は、この発明をＴｏ−２２０タイプの半導体素子
２０に適用した場合を示しており、この実施例における
放熱器３０にあっては、前記実施例と同様の構成よりな
るメタルコアセラミックス板が側面り字状に形成されて
おり、その水平板部３１に上記半導体素子２０の端子２
３が挿通されるスルーホール３９が開設されていると共
に、垂直板部３２に部品取付孔（図示せず）とアース端
子３４が形成され、上記部品取付孔に挿入されるビス３
５を介してＬ２半導体素子２０及び熱伝導体３６がメタ
ルコアセラミックス板に固定されるように構成されてい
る他は、他の構成・作用は前記第１実施例と同様である
ため、その詳細な説明をここでは省略する。

第６図乃至第８図は、この発明の第３実施例を示すもの
であって、この実施例では、スルーホールが開設されて
いないメタルコアセラミックス板上に電子部品２または
２０を載置し、この電子部品２．２０の端子３．２３を
、前記メタルコアセラミックス板上に固着された熱伝導
体３６に半田６付けして固定するように構成しても同様
の効果が得られる。

尚、この発明が適用される電子部品２゜２０としては、
セメント抵抗体、各種半導体装置、半導体素子などの発
熱する電子部品の全てが対象となる。

（発明の効果）以上説明したように、この発明に係る電子部品用放熱器
にあっては、放熱性に優れたメタルコアセラミックス板
を電子部品の端子に装着して構成されているので、プリ
ント配線板や電子部品から発せられる熱を有効に放熱す
ることかでき、しかも、予めこの放熱器を電子部品に装
着しておいた場合には、該電子部品をプリント配線板に
装着することが容易となるため量産性が向、Ｅするとい
う効果を奏する。

また、この発明にあっては、放熱器のメタルコアな磁性
体で形成した場合には電磁気を遮断することができ、さ
らに、非磁性体で形成した場合には静電気誘導や不要な
誘導を簡易に遮断できると共に、メタルコアな磁性体と
非磁性体で一体的に形成した場合には電磁気及び静電気
誘導や不要な誘導な回持に遮断することができる等の効
果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例に係る放熱器の構成及び
その取付状態を示す断面図、第２図はメタルコアセラミ
ックス板と他の板とめ熱伝導率を比較したグラフ図、第
３図はメタルコアセラミックス板のスルーホール部分の
拡大断面図、第４図はメタルコアセラミックス板の他側
を示す斜視図、第５図はこの発明の第２実施例に係る放
熱器の構成とその取付状態を示す斜視図、第６図はこの
発明の第３実施例に係る放熱器の構成を示す平面図、第
７図は同放熱器の正面図、第８図は同放熱器とメタルコ
アセラミックス板の取付状態を示す拡大断面図である。（符号の説明）１．３０−・・放熱器　　２．２０−・・電子部品３．
２３・・・端子　　　４・・・プリント配線板５・・・
プリント配線板のスルーホール７・・・メタルコア　　
　８・・・セラミック層特許出願人　　サンウエーブ工
業株式会社第１図１４図第　２　図コアめ厚：”（ｍｍ）

Claims

【特許請求の範囲】

電子部品の端子に装着される放熱器を、熱伝導性の高い
金属板で形成されたメタルコアと、このメタルコアの表
面にコーティングされたセラミック層と、から構成され
てなるメタルコアセラミックス板で構成したことを特徴
とする電子部品用放熱器。