JPH0567889A - 電子部品の実装構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御部を構成する電子部品とパワー駆動部を
構成する電子部品とを混在させて実装可能とし、小型
化、高密度化、コスト削減、放熱性を図る。 【構成】 プリント板２０に実装したバスバー２２は、
熱伝導性の良い絶縁物２３を介在させた状態で電子部品
Ｐ１、Ｐ２を覆う。該バスバー２２はプリント板２０に
おける信号線等として使用し、電子部品Ｐ１、Ｐ２で発
生した熱を放散させるヒートシンクして利用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子部品の実装構造に係
り、特に制御部を構成する電子部品とパワー駆動部を構
成する電子部品とを混在させて実装可能とし、小型化、
高密度化、コスト削減、放熱性の向上等を達成する場合
に用いて好適な電子部品の実装構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばモータ、ソレノイド等の制
御対象を駆動するパワー駆動部（リレー、トランジス
タ、ＦＥＴ等を有するインタフェース回路）を、制御部
（ＣＰＵ等を有する回路）により制御する場合、例えば
図１２に示す如く、制御対象１とパワー駆動部２との間
をコネクタ３、４を介しケーブル５によって接続すると
共に、パワー駆動部２と制御部６との間をコネクタ７、
８を介しケーブル９によって接続することにより、パワ
ー駆動部２と制御部６とを独立させた接続形式のものが
ある。この場合、パワー駆動部２は前記インタフェース
回路を構成する各種電子部品が実装されたプリント板で
あり、制御部６は前記ＣＰＵ等を有する回路を構成する
各種電子部品が実装されたプリント板である。他方、例
えば図１３に示す如く、ケーブル１０により接続したパ
ワー駆動部１１（プリント板）と制御部１２（プリント
板）とをユニット１３の内部に収納し、該ユニット１３
内部のパワー駆動部１１と制御対象１４とをコネクタ１
５、１６を介しケーブル１７により接続することによ
り、パワー駆動部１１と制御部１２とを見掛け上一体化
した接続形式のものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記図１２
及び図１３に示したような従来の制御部とパワー駆動部
の接続形式においては、両者を実質的に分離させた構造
となっているが、これは次のような理由からである。即
ち、制御部用のプリント板に実装する電子部品がデジタ
ル素子の場合には信号線のパターン幅は狭くてもよいが
（例えば０.１ｍｍ，０.２ｍｍ等）、パワー駆動部用の
プリント板に実装する電子部品がトランジスタやＦＥＴ
等のパワー素子の場合には、回路のパターン幅を電流値
に応じて広く形成する必要があるため、パワー駆動部を
構成する電子部品と制御部を構成する電子部品とを単一
プリント板に実装しようとした場合、プリント板におけ
るパワー駆動部の占有面積が増大するため、効率的な回
路配置ができなかったり、デジタル素子等の信号線のパ
ターンのレイアウト設計の他、電子部品に対する大きな
熱的影響を及ぼす結果となった。即ち、パワー駆動部を
構成するトランジスタやＦＥＴはその構造上からオン抵
抗を有しているため、通電時にはＷ＝Ｉ²Ｒ（Ｉ：電
流、Ｒ：オン抵抗）なる式で示されるジュール熱を発生
する結果、この発生した熱が同じプリント板に実装した
制御部の構成電子部品へ熱的影響を及ぼすことになる。
この場合、制御部の構成電子部品としてＩＣやＬＳＩ等
が実装されているときは、パワー駆動部側で発生した熱
により温度が上昇するためＩＣやＬＳＩ等の寿命が短く
なり、この結果、電子回路の信頼性が大幅に低下するこ
とになる。従って、上記のような理由から制御部とパワ
ー駆動部とを分離させて接続するのが一般的であるが、
このような接続形式には次のような問題があった。制
御部及びパワー駆動部の構成電子部品を実装するために
使用するプリント板は、少なくとも複数枚必要となる。
また、複数枚のプリント板の間をコネクタやケーブル
により接続する必要が生ずると共に、接続作業が煩雑化
する。また、複数枚のプリント板を収納するユニット
の形状は必然的に大型化すると共に、ユニット内部の配
線等が複雑化する。上記により部品点数が増加するた
め、これに伴いユニットの重量増大や、コスト高等につ
ながる。また、配線システムの複雑化によるシステム
全体の信頼性の低下を招く。

【０００４】本発明は前記課題を解決するもので、制御
部を構成する電子部品とパワー駆動部を構成する電子部
品とを混在させて実装可能とし、小型化、高密度化、コ
スト削減等を達成すると共に、電子部品から発生する熱
の放散性を向上させた電子部品の実装構造の提供を目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、発熱性の電子
部品を含む各種電子部品が実装されるプリント板と、該
プリント板の電子部品実装面に対し平行に配設され、該
プリント板に実装された電子部品に対し熱伝導性の良好
な絶縁物を介して接するバスバーとを具備することを特
徴とする。また、本発明は、発熱性の電子部品を含む各
種電子部品が実装されるプリント板と、該プリント板の
電子部品実装面に対し垂直方向に配設され、該プリント
板に実装された電子部品に対し熱伝導性の良好な絶縁物
を介して接するバスバーとを具備することを特徴とす
る。

【０００６】

【作用】本発明によれば、大電流を流すパターンをプリ
ント板に形成する代わりに、バスバーをプリント板に配
設しているため、従来と比較しプリント板に形成するパ
ターン面積やパターン本数を減少かつ効率的な回路配置
を可能とすることができ、プリント板の小型化を図るこ
とができる。また、プリント板に実装した電子部品に対
し熱伝導性の良い絶縁物を介してバスバーが接する構成
としているため、電子部品から発生した熱はバスバーに
より放散でき、電子部品の熱的保護を図ることができ
る。従って、プリント板に実装した電子部品やシステム
の信頼性を向上させることができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の各実施例によるプリント板構
造を図面に基づいて説明する。第１実施例。図１は第
１実施例のプリント板２０の側面図であり、該プリント
板２０の表面側には例えば、制御対象（図示略）を駆動
するパワー駆動部を構成する電子部品、該パワー駆動部
を制御する制御部を構成する電子部品等が実装されると
共に、後述のバスバーが部品として実装される構成とさ
れている。前記プリント板２０の裏面には図示略の所定
パターンが形成されると共に、各種の電子部品Ｐ１、電
子部品Ｐ２・・・が実装されている。また、プリント板
２０の表面には孔２１を介し、コ字状のバスバー２２が
半田付けによりプリント板２０に対し平行状態に実装さ
れており、該バスバー２２は、熱伝導性の良い絶縁物２
３を介在させた状態で前記各種電子部品Ｐ１、Ｐ２を覆
っている。この場合、前記絶縁物２３は熱伝導性の電気
絶縁物であり、例えばシリコンラバー（具体的な商品名
としては例えば三菱製のＴＦラバー等がある）から構成
されており、広範な温度範囲で使用可能とされている。
前記バスバー２２は回路設計時における計算上の電流容
量以上の通電が可能であり、プリント板２０における電
源線等として使用されると共に、電子部品Ｐ１、Ｐ２で
発生した熱を放散させることによりヒートシンクして利
用可能とされている。また、前記バスバー２２のプリン
ト板裏面から突出した端部２２Ａは、コネクタ（図示
略）へ電気的に接続される雄端子としてのコネクタの代
替として使用することも可能である。

【０００８】ここで、前記プリント板２０におけるパワ
ー素子である電子部品Ｐ１（例えば発熱部品）と前記バ
スバー２２との実装状態を図２により説明すると、プリ
ント板２０裏面に形成されたパターン２４には電子部品
Ｐ１の端子Ｔａ（エミッタ）が、パターン２５には電子
部品Ｐ１の端子Ｔｂ（コレクタ）が各々半田付けされる
一方、該プリント板２０表面の非パターン部にはスルー
ホールを介し電子部品Ｐ１の端子Ｔｃ（ベース）が挿通
され、プリント板裏面のパターン（図示略）へ半田付け
されている。また、プリント板２０の前記パターン２
４、２５には孔を介しバスバー２２が半田付けされてい
る。この場合、電子部品Ｐ１は通常のトランジスタや電
界効果トランジスタに限定されるものではなく、他のパ
ワー素子でもよい。尚、バスバー２２は必ずしも電子部
品Ｐ１の配線として使用しなくともよい。

【０００９】次に、上記構成による第１実施例のプリン
ト板２０の作用を説明する。プリント板２０の表面側に
は、パワー駆動部を構成する電子部品、制御部を構成す
る電子部品等が実装されると共に、パワー素子である電
子部品Ｐ１の信号線となると共に電子部品Ｐ１、Ｐ２等
で発生した熱を放散させるためのバスバー２２を配設し
ているため、従来のようにパワー素子の電源線として使
用していた幅が広いパターンをプリント板裏面に形成す
ることが不要となる。これにより、プリント板２０に形
成するパターンの本数や面積を減少させることができる
ため、プリント板２０の効率的な回路配置が可能となり
小型化を達成することができる。また、通電状態にある
電子部品Ｐ１に熱が発生した際は、発生した熱の一部ま
たは全部を熱伝導性の良い絶縁物２３を介してバスバー
２２へ逃がすことにより熱を放散でき、プリント板２０
を搭載したシステムの信頼性を向上させることができ
る。更に、バスバー２２の端部２２Ａはコネクタ（雄端
子）としても使用できるため、部品点数の削減や配線設
計の自由度の向上を図ることが可能となる。更に、電子
部品Ｐ１、Ｐ２をバスバー２２により覆っているため、
放熱効果に優れるだけでなく、保護カバーを設けなくと
も電子部品の保護を図ることができ好適である。尚、プ
リント板に配設するバスバーは１本でも可能である。

【００１０】第２実施例。図３、図４は第２実施例の
プリント板３０の平面図及び側面図であり、該プリント
板３０の表面には図示略の所定パターンが形成されると
共に、図示略のスルーホールを介し、各種の電子部品
（例えばＬＳＩ）Ｐａ、電子部品（例えばＩＣ）Ｐｂ、
電子部品（例えば抵抗）Ｐｃ、電子部品（例えばコンデ
ンサ）Ｐｄ、電子部品（例えばＦＥＴまたはトランジス
タ）Ｐｅ、Ｐｅ、電子部品（例えばライトアングルタイ
プのコネクタ）Ｐｆ等が実装されている。また、前記プ
リント板３０の表面には、バスバー３１、３１がプリン
ト板面に対して垂直方向に、且つ互いに平行に対向した
状態で実装されており、これら各バスバー３１の下端部
３１Ａは、プリント板３０の孔３０Ａを介し該プリント
板３０Ａに半田付けされている。更に、前記各バスバー
３１、３１における互いに対向する壁部には、熱伝導性
の良い絶縁物３２、３２を介在させて前記電子部品（例
えばＦＥＴまたはトランジスタ）Ｐｅ、Ｐｅの背面部が
固定されている。この場合、前記各バスバー３１、３１
はパワー素子である電子部品Ｐｅ、Ｐｅの電源線を兼ね
ている。更にまた、前記各バスバー３１、３１の上方に
形成された突起は、コネクタ（図示略）に接続可能な端
子部３１Ｂ、３１Ｂとされている。尚、前記バスバー３
１は電子部品Ｐｅの電源線を兼ねる必要はなく、別の電
子部品の電源線を兼ねる構成とすることも可能である。

【００１１】次に、上記構成による第２実施例のプリン
ト板３０の作用を説明する。プリント板３０には、パワ
ー素子である電子部品Ｐｅ、Ｐｅの信号線となると共に
該電子部品Ｐｅ、Ｐｅで発生した熱を放散させるための
バスバー３１、３１を配設しているため、従来のように
幅広のパターンをプリント板表面に形成することが不要
となり、プリント板３０の小型化を実現できる。また、
バスバー３１はシートヒンク機能を持っているため、従
来のような熱による影響を排除し得てプリント板３０を
搭載したシステムの信頼性を向上でき、更にはバスバー
３１はコネクタとしても使用可能なため、部品点数の削
減を図ることができる。尚、プリント板３０に実装する
バスバー３１は２本に限定されるものではない。また、
バスバー３１は図３、図４に示したように、２本のバス
バーが互いに平行な状態でなくても、回路パターン又は
直接配線で電源を供給すれば、１本のバスバーでも可能
である。

【００１２】尚、本発明には下記の変形例がある。上
記実施例では、プリント板２０の表面側にバスバー２２
を実装する構成としたが、これに限定されるものではな
く、バスバー２２をプリント板２０の裏面側に実装する
ことも可能である。また、例えば図５に示すように、
プリント板４０の表面に実装した例えばトランジスタ、
ＦＥＴ等の電子部品４１と、該プリント板４０表面側に
突出状態で実装したバスバー４２の突出部４３とを、絶
縁物４４を介在させて接続すれば、バスバー４２自体
を、電子部品４１から発生する熱を吸収して外部へ放散
するヒートシンク（冷却用放熱器）として兼用させるこ
とも可能となる。また、例えば図６に示すように、プ
リント板５０の表面にリレー５１を実装する場合には、
該プリント板５０の表面側にバスバー５２の上端部が突
出しないような状態で実装すればよい。また、バスバ
ーの形状は例えば図７に示すように、バスバー６０の幅
方向寸法を広く形成した形状としてもよく、あるいは例
えば図８に示すように、バスバー７０の幅方向寸法を狭
く形成した形状としてもよい。また、バスバーの形状
は例えば図９に示すように、バスバー８０の幅方向寸法
を広く形成すると共に幅方向に折曲させた形状としても
よく、あるいは図１０に示すように、バスバー９０の幅
方向に折曲させた形状としてもよい。また、バスバー
の形状は例えば図１１に示すように、バスバー１００の
長手方向部分を平行に対向させると共に該長手方向端部
を連結した形状としてもよい。図１１の場合は、上記第
２実施例でプリント板に２本のバスバーを実装する場合
と比較し、１本のバスバーで済む利点がある。尚、本
発明の電子部品の実装構造は、例えばジャンクションボ
ックスにも適用可能である。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、下
記各項の効果を奏することができる。通電電流が大な
る電子部品のパターンをプリント板に形成する代わりに
バスバーを実装する構成としているため、プリント板に
実装する電子部品のパターンの本数や面積を減少させる
ことができる。これによりプリント板におけるパターン
レイアウトを容易化できると共に、効率的な回路配置に
よりプリント板の小型化や高密度化を実現することがで
きる。また、例えばトランジスタやＦＥＴ等の電子部
品から発生する熱の一部または全部をバスバーへ逃がす
ことにより発生熱量を放散することができるため、従来
と比較しヒートシンク（冷却用放熱器）の削減や小型化
が可能となると共に、プリント板を搭載したシステムへ
の、熱による影響を排除し信頼性を向上させることが可
能となる。また、システムに搭載するプリント板の枚
数を削減できると共に、バスバーの端部を非接続側コネ
クタと嵌合する形状に形成すれば、バスバーをコネクタ
として兼用することも可能となるため、部品点数を削減
できコスト低下を達成することができる。また、プリ
ント板に実装した電子部品を熱伝導性の良い絶縁物を介
在させてバスバーで覆う構成としているため、保護カバ
ーを設けることなく電子部品の保護を図ることも可能と
なる。また、保護カバーが不要となるため、保護カバ
ーを設けた場合のように熱がこもることが無く放熱性が
良好となると共に、コスト的に安くなり、更にプリント
板に対する実装部品の高密度化を図ることができる。
また、一枚のプリント板にパワー駆動部及び制御部を設
けることができるため、従来のパワー駆動部と制御部と
を独立させた接続形式のように接続ケーブルが不要とな
り、コストダウンとなる。尚、ヒートシンク機能を持
つバスバーからは必ずしも電源を取る必要は無いため、
回路設計自由度が増し、効率的な回路設計が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例によるプリント板とバス
バー、電子部品の実装状態を示す側面図である。

【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿うプリント板の一部
矢視平面図である。

【図３】 本発明の第２実施例によるプリント板とバス
バー、電子部品の実装状態を示す平面図である。

【図４】 図３の側面図である。

【図５】 変形例によるバスバーとトランジスタ、ＦＥ
Ｔ等との実装状態を示す側面図である。

【図６】 変形例によるバスバーとリレー等との実装状
態を示す側面図である。

【図７】 変形例のバスバーの斜視図である。

【図８】 変形例のバスバーの斜視図である。

【図９】 変形例のバスバーの斜視図である。

【図１０】 変形例のバスバーの斜視図である。

【図１１】 変形例のバスバーの斜視図である。

【図１２】 従来例の制御部、パワー駆動部、制御対象
の接続形式を示す概略図である。

【図１３】 従来例の制御部、パワー駆動部、制御対象
の接続形式を示す概略図である。

【符号の説明】

２０・・・プリント板、２２・・・バスバー、２３・・
・絶縁物、３０・・・プリント板、３１・・・バスバ
ー、３２・・・絶縁物、４０・・・プリント板、４１・
・・電子部品、４２・・・バスバー、４４・・・絶縁
物、５０・・・プリント板、５１・・・リレー（電子部
品）、５２、６０、７０、８０、９０、１００・・・バ
スバー、Ｐ１、Ｐ２、Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ、Ｐｅ、
Ｐｆ・・・電子部品。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 公孝 東京都江東区木場一丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内 (72)発明者 石巻 憲一 東京都江東区木場一丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発熱性の電子部品を含む各種電子部品が
   実装されるプリント板（２０）と、該プリント板の電子
   部品実装面に対し平行に配設され、該プリント板に実装
   された電子部品に対し熱伝導性の良好な絶縁物（２３）
   を介して接するバスバー（２２）とを具備することを特
   徴とする電子部品の実装構造。
2. 【請求項２】 発熱性の電子部品を含む各種電子部品が
   実装されるプリント板（３０）と、該プリント板の電子
   部品実装面に対し垂直方向に配設され、該プリント板に
   実装された電子部品に対し熱伝導性の良好な絶縁物（３
   ２）を介して接するバスバー（３１）とを具備すること
   を特徴とする電子部品の実装構造。