JPH0595053U - 回路基板に実装された電気部品のための放熱構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気部品取付け用の放熱面に抜きテーパが形
成されていても、電気部品をその抜きテーパ面に密着固
定でき、放熱効果を増大すると共に、電気製品の品質の
安定化を図ること。 【構成】 アルミダイキャスト製のシャーシ２０には、
パワーＩＣ１０の逃げ部を形成するための凹部２４が形
成され、その一方の内側面がパワーＩＣ１０の取付け面
となり、この面が抜きテーパ面２６である。パワーＩＣ
１０が実装される基板１８には、取付金具３０がパワー
ＩＣ１０と共に半田付け固定される。この取付金具３０
は、シャーシ２０の抜きテーパ面２６のテーパ角とほぼ
同一の傾斜角度にて基板１８に半田固定される。パワー
ＩＣ１０は取付金具３０によって案内されて一定の傾斜
角度にて基板１８に取付けられ、抜きテーパ面２６との
密着固定が可能となる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、パワーＩＣなど、回路基板に実装される電気部品のための放熱構造 に関する。

【０００２】

【従来の技術】

パワーＩＣ等比較的大電流が流れる電気部品は発熱が多く、所定の電気的特性 を補償する観点から、効果的に放熱することが必要である。従来より、この種の パワーＩＣを放熱するために、アルミニウム製放熱板などをパワーＩＣの側面に 密着させている。この放熱板は回路基板に固定されるものが多いが、その場合放 熱板の大きさに制約が生じ、所望の放熱量を確保できない場合がある。さらに、 回路基板に固定された放熱板は、電気製品のシャーシによりカバーされるため、 シャーシ内に熱がこもり、パワーＩＣの温度補償ができないこともある。

【０００３】 そこで、シャーシ自体をヒートシンクとして兼用し、パワーＩＣの側面を、放 熱面積が広くかつ外気に露出したシャーシに密着固定させ、所望の放熱効果を得 ようとしたものがある。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、薄板状のシャーシの場合には、熱容量が小さいためパワーによって は十分な放熱効果を期待できず、さらにプレス加工されるため高度な寸法精度も 期待できない。この場合、ダイキャスト製シャーシを用いている。

【０００５】 しかし、ダイキャスト製シャーシは、鋳型を用いて鋳造されるため、型の開き 方向に対して傾いた抜きテーパをシャーシに形成する必要がある。このとき、こ の抜きテーパ面にパワーＩＣの側面を密着する構成としても、型の開き方向に対 して直交する基準面と平行に、基板取付面をシャーシに形成することが鋳型設計 上好ましい。

【０００６】 このような場合、基板はシャーシの基準面と平行に固定され、一方、この基板 にはパワーＩＣが垂直に固定されるのが通常である。そうすると、パワーＩＣの 側面は前記基準面に対して垂直な方向に伸びるのに対し、その側面が密着されな ければならない抜きテーパ面は、パワーＩＣの側面に対して傾斜することになる 。もし、この寸法差があるにも拘らず、パワーＩＣの側面を抜きテーパ面に密着 固定したとすれば、パワーＩＣが無理やり傾斜される。このため、その際の応力 が基板と半田付けされるピンに集中し、ピンの破損あるいは半田の欠落により接 触不良が生じ電気製品の安定した品質を確保できない。あるいは、上記寸法差故 に取付時に締結用ねじの締付け不良が生じたり、あるいは経時的にねじが緩んで パワーＩＣの密着度が低くなり、所望する放熱効果が得られない事態が生じ、こ れも電気製品の品質の安定化を損なうことになる。

【０００７】 そこで、本考案の目的とするところは、ダイキャスト製シャーシの抜きテーパ 面に電気部品の側面を密着させて放熱を行う場合にも、締結不良がなく、しかも 計時的に締結不良が生じず、もって安定した品質の電気製品の提供に寄与できる 放熱構造を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

請求項１に係る放熱構造は、回路基板を固定する基板取付平面を有するダイキ ャスト製シャーシと、 前記回路基板に実装され、かつ、前記シャーシの基板取付平面の垂線に対して 抜きテーパ角だけ傾斜した抜きテーパ面に一側面が密着される電気部品と、 前記電気部品の他側面側にて前記電気部品と共に前記基板上に固定され、前記 抜きテーパ面の抜きテーパ角とほぼ同一の傾斜角度にて、前記基板に対して前記 電気部品を傾斜させて保持し、前記シャーシとの間で前記電気部品を締結固定す る取付金具と、 を有することを特徴とする。

【０００９】 請求項２に係わる放熱構造は、請求項１において、前記取付金具は、前記電気 部品の前記他側面と対向する背面と、その背面の両端側を屈曲した側面と、を有 し、前記側面が前記基板と接する底辺に段差部が形成され、高さの異なる少なく とも２つの底辺により、前記基板に対して前記抜きテーパ角とほぼ同一の傾斜角 度で傾斜して前記基板に固定されることを特徴とする。

【００１０】

【作用】

請求項１の考案によれば、回路基板に実装される電気部品は、取付金具と共に 回路基板に半田固定される。このとき、取付金具は、ダイキャスト製シャーシの 抜きテーパ面の抜きテーパ角とほぼ同一の傾斜角度にて、基板に対して電気部品 を傾斜させて保持する。この傾斜角は、シャーシの基板取付平面の垂線に対して 抜きテーパ角とほぼ同一角度である。従って、シャーシと取付金具との間で電気 部品を締結固定しても、電気部品のピンなどに過度の応力がかかることなく確実 にシャーシに密着固定することができる。

【００１１】 請求項２の考案によれば、取付金具の側面における基板と接する側の底辺に段 差部を形成することで上記傾斜角度を確保している。これは、この取付金具をプ レス加工する金型製作上、取付金具の展開状態での金型加工が容易となり、しか も金型の耐久性が向上するので、取付金具の寸法精度を比較的長い間保証できる 点で有利となる。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案を適用した放熱構造の一実施例について、図面を参照して具体的 に説明する。

【００１３】 図１から図５に示すように、電気部品例えばパワーＩＣ１０は、ＩＣ本体１２ ａの両側に取付片１２ｂを有する。この各取付片１２ｂには、例えば端部まで切 欠かれたＵ字型のねじ挿通孔１４が形成されている。また、ＩＣ本体１２の下端 にはピン１６が突出している。このパワーＩＣ１０は基板１８の表面１８ａ側よ り実装され、その裏面のパターン１８ｂ側より突出したパワーＩＣ１０のピン１ ６を、パターン面１８ｂに半田付けすることで固定される。

【００１４】 例えば、セルラーフォン用のシャーシ２０は、本考案の放熱体の一例であり、 基板１８を取付けるための基板取付平面２０ａを有する。さらに、シャーシ２０ の一側面には多数の放熱フィン２２が形成されている。この放熱フィン２２の内 側の領域には、パワーＩＣ１０の逃げ部を形成するための凹部２４が設けられて いる。このシャーシ２０は、例えばアルミダイキャスト製であり、凹部２４を形 成する内側面には共に抜きテーパが形成されている。従って、凹部２４の内側面 のうち、放熱フィン２２と反対面側には基板取付平面２０ａの垂線に対して抜き テーパ角だけ傾斜した抜きテーパ面２６が形成されることになる。この抜きテー パ面２６に、パワーＩＣ１０の一側面１０ａが密着固定されることになる。

【００１５】 そして、パワーＩＣ１０を抜きテーパ面２６に締結固定するために、放熱フィ ン２２の形成面より抜きテーパ面２６に向けてねじ５６を挿通するための貫通孔 ２８が貫通形成されている。

【００１６】 取付金具３０は、パワーＩＣ１０と共に基板１８に半田固定され、シャーシ２ ０の抜きテーパ面２６のテーパ角とほぼ同一の傾斜角度にてパワーＩＣ１０を保 持し、シャーシ２０との間でパワーＩＣ１０を締結固定するためのものである。 この取付金具３０は、例えば真鍮などの薄板を屈曲形成した金具本体３２と、こ の金具本体３２の両端側に例えばカシメにより固定される放熱片５０とから構成 される。金具本体３２は、幅広の背面３４と、この背面３４の両端側にて、背面 ３４より一段立ち上がった面に形成された放熱片取付面３６と、放熱片取付面３ ６より直角に屈曲形成された側面３８とを有する。さらに金具本体３２は、背面 ３４および側面３８の底辺４０より下方に突出された足４２ａ，４２ｂを有し、 この足４２ａ，４２ｂが基板１８の孔（図示せず）に挿入され、パターン面１８ ｂに半田付け固定される。金具本体３２の底辺４０には、特に側面３８における 底辺４０の途中に段差部４４が形成される。この結果、それぞれ高さの異なる第 １の底辺４６および第２の底辺４８が足４２ｂの両側に形成される。第１の底辺 ４６のうち、背面３４の下端の領域が、基板１８に接する接地辺４６ａとなる。 放熱片取付面３６および側面３８のうち足４２ｂよりも内側の領域の底辺が、基 板１８に対する非接地辺４６ｂとなる。第２の底辺４８は、側面３８の下端にお ける足４２ｂの外側領域に相当し、足４２の付根付近に当たる第２の底辺４８の 端部が、基板１８に接する接地端４８ａとなる。

【００１７】 金具本体３２の放熱片取付面３６には、カシメ用孔３６ａとねじ挿通孔３６ｂ が形成される。そして、放熱片５０側にも、放熱片取付面３６の各孔３６ａ，３ ６ｂに対応する位置に、それぞれカシメ用突起５２およびねじ孔５４が形成され ている。

【００１８】 次に、本実施例の放熱構造について、その組み立て順序に従って詳細を説明す る。

【００１９】 まず、両端に放熱片５０がカシメ固定された金具本体３２が、基板１８に取付 けられる。すなわち、金具本体３２の３箇所に設けられた足４２が、基板１８の 表面１８ａ側より孔（図示せず）挿入され、そのパターン面１８ｂより突出した 足４２の中間位置に形成された屈曲部により、一定の姿勢に維持される。このと き、金具本体３２の底辺には段差部４４が形成されているため、金具本体３２は 基板１８に対して垂直に取付けられず、ある傾斜角をもって取付けられることに なる。これは、図１に拡大して示すように、金具本体３２の底辺４０のうち、背 面３４の下端における接地辺４６ａが基板１８の表面１８ａと接触し、さらに側 面３８の足４２よりも外側の下端領域における第２の底辺４８のうち、足４２ｂ の付根側の接地端４８ａが基板１８の表面１８ａに接触することになる。取付金 具３０の他の底辺４０、すなわち第１の底辺４６における非接地面４６ｂおよび 第２の底辺４８の接地端４８ａより外側の領域は、図１に示すように基板１８と は非接触となる。基板１８に対する金具本体３２の傾斜角度は、シャーシ２０に おける抜きテーパ面２６のテーパ角とほぼ同一となっている。

【００２０】 次に、パワーＩＣ１０のピン１６が基板１８の表面１８ａ側よりパターン面１ ８ｂ側に突出するように挿入される。このとき、パワーＩＣ１０の取付片１２ｂ および金具本体３２の背面３４と接触する場合には、その他側面１０ｂが、取付 金具３０の対応領域面に接触し、パワーＩＣ１０が一定の角度で傾斜した状態に て基板１８に取付けられることになる。基板１８上に他の実装部品の挿入が終了 した後、基板１８は自動半田装置にセットされ、パターン面１８ｂを例えば半田 ディップ槽などに浸すことにより、各電気部品および取付金具３０の半田付けが 行われる。なお、この自動半田工程において、パワーＩＣ１０が取付金具３０と 一定の傾斜角にて維持されるように、例えばねじ挿通孔１４およびねじ孔５４に 仮止め用のピンを挿入することもできる。あるいは、放熱片５０にＩＣ位置決め 用の突起等を形成しておいてもよい。

【００２１】 半田付け工程の終了した基板１８は、次にシャーシ２０に取付けられることに なる。このとき、基板１８上のパワーＩＣ１０がシャーシ２０の凹部２４と対応 する領域に配置される。そして、放熱フィン２２側よりねじ５６が貫通孔２８に 挿入され、このねじ５６はパワーＩＣ１０の取付片１２ｂに設けられたねじ挿通 孔１４を介して、放熱片５０に設けられたねじ孔５４に螺合されることになる。 このとき、パワーＩＣ１０および取付金具３０は、基板１８に対して傾斜角度を もって固定されており、この傾斜角度がシャーシ２０側の抜きテーパ面２６のテ ーパ角とほぼ同一となっているため、パワーＩＣ１０の一側面１０ａおよび取付 片１２ｂの側面が抜きテーパ面２６に密着することになる。このようなパワーＩ Ｃ１０の放熱構造によれば、パワーＩＣ１０と抜きテーパ面２６との間に隙間が 生ずることなく密着されるため、パワーＩＣ１０より生じた熱は密着面を介して 放熱フィン２２側に伝達され、効率のよい放熱を行うことができる。また、パワ ーＩＣ１０と抜きテーパ面２６とを密着させながらも、ねじ５６の締結時にパワ ーＩＣ１０のピン１６に応力が加わることがないので、ピン１６の破損などに起 因した電気的導通不良を低減でき、製品品質を向上することができる。さらに、 この放熱構造の製造工程においても、パワーＩＣ１０がある傾斜角をもって確実 に基板１８上に取付けられるため、シャーシ２０にパワーＩＣ１０をねじ止め固 定する前にパワーＩＣ１０のピン１６をパターン面１８ｂに半田付けすることが でき、シャーシ２０への取付け後の手加工による半田付け作業をなくし、基板１ ８の自動半田の完全化を達成することができる。

【００２２】 なお、本考案は上記実施例に限定されるものではなく、本考案の要旨の範囲内 で種々の変形実施が可能である。例えば、取付金具３０の本体３２における側面 ３８の底辺４０を傾斜辺とすることで、取付金具３０を基板１８に対して傾斜さ せることもできる。この場合、取付金具３０の展開状態における外形が複雑とな ることから、プレス金型の加工性、耐久性に関していえば、上記実施例に比べて 劣っている。また、取付金具３０を薄板のプレス加工のみにより形成してもよい ことは言うまでもない。

【００２３】

【考案の効果】

以上詳述したように本考案によれば、放熱体としてダイキャスト製シャーシを 採用しながらも、その抜きテーパ面に電気部品の一側面を密着固定することがで き、しかも電気部品の半田付け部に過度の応力が加わることがないため、放熱効 果を増大させながらも、電気製品品質の安定化を図ることができる。

【提出日】平成４年８月１３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】 そこで、本考案の目的とするところは、ダイキャスト製シャーシの抜きテーパ 面に電気部品の側面を密着させて放熱を行う場合にも、締結不良がなく、しかも 経時 的に締結不良が生じず、もって安定した品質の電気製品の提供に寄与できる 放熱構造を提供することにある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を適用したパワーＩＣの放熱構造の拡大
図であり、図２のＢ−Ｂ断面図である。

【図２】放熱体の一例であるフィン付きのシャーシおよ
びそれへのパワーＩＣの取付け状態を説明するための概
略平面図である。

【図３】図２の矢視Ａ方向から見た拡大図である。

【図４】放熱フィンの構造を示した図２の側面図であ
る。

【図５】取付金具の分解斜視図である。

【符号の説明】

１０ パワーＩＣ １２ｂ 取付片 １６ ピン １８ 基板 ２０ シャーシ（放熱体） ２０ａ 基板取付平面 ２６ 抜きテーパ面 ３０ 取付金具 ３４ 背面 ３８ 側面 ４０ 底辺 ４２ 足 ４４ 段差部 ４６ 第１の底辺 ４６ａ 接地辺 ４６ｂ 非接地辺 ４８ 第２の底辺 ４８ａ 接地端 ５０ 放熱片 ５６ ねじ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回路基板を固定する基板取付平面を有す
   るダイキャスト製シャーシと、 前記回路基板に実装され、かつ、前記シャーシの基板取
   付平面の垂線に対して抜きテーパ角だけ傾斜した抜きテ
   ーパ面に一側面が密着される電気部品と、 前記電気部品の他側面側にて前記電気部品と共に前記基
   板に半田固定され、前記抜きテーパ面の抜きテーパ角と
   ほぼ同一の傾斜角度にて、前記基板に対して前記電気部
   品を傾斜させて保持し、前記シャーシとの間で前記電気
   部品を締結固定する取付金具と、 を有することを特徴とする回路基板に実装された電気部
   品のための放熱構造。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記取付金具は、前記電気部品の前記他側面と対向する
   背面と、その背面の両端側を屈曲した側面と、を有し、
   前記側面が前記基板と接する底辺に段差部が形成され、
   高さの異なる少なくとも２つの底辺により、前記基板に
   対して前記抜きテーパ角とほぼ同一の傾斜角度で傾斜し
   て前記基板に固定されることを特徴とする回路基板に実
   装された電気部品のための放熱構造。