JPH11220277A - 放熱板のプリント回路基板への取り付け構造 - Google Patents

放熱板のプリント回路基板への取り付け構造

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JPH11220277A
JPH11220277A JP1751298A JP1751298A JPH11220277A JP H11220277 A JPH11220277 A JP H11220277A JP 1751298 A JP1751298 A JP 1751298A JP 1751298 A JP1751298 A JP 1751298A JP H11220277 A JPH11220277 A JP H11220277A
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JP
Japan
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circuit board
printed circuit
heat sink
engagement groove
heat
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Withdrawn
Application number
JP1751298A
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English (en)
Inventor
Fumiaki Mizuno
史章 水野
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Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Wiring Systems Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Harness System Technologies Research Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3447Lead-in-hole components

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  • Mounting Components In General For Electric Apparatus (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 FETやIGBT等のパワーデバイスの放熱
用の放熱板を有するプリント回路基板において、リサイ
クルの際の放熱板の取り外しを容易にする。 【解決手段】 プリント回路基板20に第1係合溝23
を形成し、第1係合溝23に放熱板10の脚部11を貫
通させた状態で平行移動させ、脚部11に形成した第2
係合溝14とプリント回路基板20とを係合させる。ま
た、プリント回路基板20の裏面22で、かつ第1係合
溝23に隣接する部分に形成されたはんだ付けランド2
5に脚部11をはんだ付けする。プリント回路基板20
のリサイクル時には、第1係合溝23及びその長手方向
の延長線上に形成した割穴24を挟んでその両側から曲
げ力を加えてプリント回路基板20を破断し、放熱板1
0の脚部11とプリント回路基板20のはんだ付け部分
を露出させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、発熱量の大きなパ
ワーデバイスを設けたプリント回路基板におけるリサイ
クルが容易な放熱板の固定構造に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子機器の廃棄物の増加に伴い、
プリント回路基板からの有価金属の回収やはんだ中の鉛
等の有害物質の処理の要求が高まってきている。例え
ば、「部品実装プリント基板リサイクルシステムの開
発」(横山他、電子技術1997年11月号、24〜2
7頁)に記載されたリサイクル装置では、プリント回路
基板を過熱し、はんだを溶融した状態で、基板上の部品
類に外力を加え、部品類と基板とを分離すると共に、基
板表面のはんだを表面研磨及び熱衝撃により除去してい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、放熱板
はFET(Field Effect Transistor)やIGBT(Insula
ted Gate Bipolar Transistor)等のパワーデバイスに密
着させる必要があるため、従来はプリント回路基板にね
じ止めされていた。そのため、上記リサイクル装置によ
っては放熱板やパワーデバイス等を完全に分離すること
ができず、ねじ外し作業を必要としたり、あるいは、強
力な剪断力によりこれらの部品類と基板とを強制的に分
離することが行われていた。
【0004】本発明は、上記従来の問題を解決するため
になされたものであり、放熱板とその他の部品類とを区
別することなく、同様の処理によりリサイクル可能な放
熱板のプリント回路基板への取り付け構造を提供するこ
とを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の放熱板のプリント回路基板への取り付け構
造は、放熱板にプリント回路基板表面に略直交する少な
くとも1つの脚部を形成し、プリント回路基板に放熱板
の脚部の少なくとも一部分が貫通する第1係合溝を形成
し、プリント回路基板の少なくともいずれか一方の面
で、かつ第1係合溝に隣接する部分にはんだ付けランド
を形成し、放熱板の脚部の少なくとも一部分を第1係合
溝に貫通させた状態で脚部とはんだ付けランドとをはん
だ付けする。このような構成により、放熱板とプリント
回路基板とがはんだ付けにより固定されるので、上記リ
サイクル装置により放熱板とプリント回路基板とを分離
することが可能となる。
【0006】上記構成において、放熱板の脚部にプリン
ト回路基板表面に平行な第2係合溝を形成し、第2係合
溝とプリント回路基板とを係合させた状態で脚部とはん
だ付けランドとをはんだ付けするように構成しても良
い。このような構成により、放熱板の脚部の第2係合溝
とプリント基板とが係合しているため、固定強度が向上
する。
【0007】また、上記構成において、プリント回路基
板の第1係合溝の長手方向の延長線上に少なくとも1つ
の割穴を形成しても良い。このような構成により、リサ
イクル時に、第1係合溝及び割穴を挟んでその両側から
プリント回路基板に曲げ応力を加えることにより、第1
係合溝及び割穴を結ぶ線に沿ってプリント回路基板を破
断することが可能となる。その結果、放熱板の脚部とプ
リント回路基板のはんだ付け部分が最も外側に位置する
ので、この状態で加熱してはんだを溶融し、外力を加え
ることにより、放熱板とプリント回路基板とを容易に分
離することが可能となる。
【0008】また、上記構成において、放熱板は少なく
とも2つの脚部間にプリント回路基板表面と平行な天井
部を有し、発熱素子を放熱板の天井部内側に取り付け、
発熱素子への電力の供給をプリント回路基板から放熱板
を介して行うように構成しても良い。このような構成に
より、放熱板による電磁遮蔽効果により、発熱素子が発
生する電磁ノイズによる影響を低減することが可能とな
る。
【0009】また、上記構成において、放熱板の材料と
して、銅、アルミニウム、及び少なくとも銅又はアルミ
ニウムを含む合金から選択されたいずれかを用いても良
い。これらの材料は電気伝導性及び熱伝導性が優れてい
るので、放熱板としての放熱特性を向上させることが可
能であると共に、発熱素子への電力供給の際の電気抵抗
を小さくすることが可能となる。
【0010】
【発明の実施の形態】(第1の実施形態)本発明の第1
の実施形態について、図1及び図2を参照しつつ説明す
る。図1は第1の実施形態の構成を示す分解斜視図であ
り、図2はその取り付け工程を示す図である。
【0011】図1に示すように、放熱板10は、プリン
ト回路基板20の表面21に対して略直交するように取
り付けられる2つの脚部11と、2つの脚部11間で、
脚部11に対して略直交する、すなわち、プリント回路
基板20に取り付けられた状態で表面21に対して略平
行となる天井部12を有している。天井部12には、脚
部11とは反対側に突出するように、複数の放熱フィン
13が形成されている。また、各脚部11には、それぞ
れプリント回路基板20と係合するための第2係合溝1
4が形成されている。第2係合溝14の方向は、放熱板
11がプリント回路基板20に取り付けられた状態で、
プリント回路基板20の表面21(又は裏面22)に略
平行となる方向である。なお、第2係合溝14の幅G1
はプリント回路基板20の板の厚さに配線パターンの導
体の厚さを加えた寸法よりも所定の寸法だけ大きくなる
ように設定されていることは言うまでもない。
【0012】プリント回路基板20には、放熱板11の
脚部11がそれぞれ貫通しうる2つの第1係合溝23が
形成されている。第1係合溝23の幅W1及び長さL1
は、脚部11の幅W2及び長さL2よりもそれぞれ所定
の寸法だけ大きく設定されていることは言うまでもな
い。各第1係合溝23の長さL1方向の延長線上には、
それぞれ複数の割穴24が形成されている。図では、割
穴24は略円形であり、一定間隔で描いてあるが、これ
に限定されるものではなく、矩形溝や小判穴等であって
も良い。また、割穴24の形状及び間隔は一定である必
要はなく、プリント回路基板20の表面21の配線パタ
ーンを避けるように、形状及び大きさを適宜選択すれば
よい。
【0013】プリント回路基板20の裏面で、かつ各第
1係合溝23の近傍、特に、放熱板10の脚部11の第
2係合溝14が係合される部分には、それぞれ放熱板1
0の脚部をはんだ付けするためのはんだ付けランド25
が形成されている。なお、はんだ付けランド25はプリ
ント回路基板20の裏面22ではなく表面21に形成し
ても良いし、表面21と裏面22の両方に形成しても良
い。
【0014】プリント回路基板20の表面21及び裏面
22には、それぞれ配線パターンが形成されており、抵
抗体やIC等の発熱量の少ない素子31は、プリント回
路基板20に直接はんだ付けされる。一方、第1の実施
形態では、FETやIGBT等の発熱量の多いパワーデ
バイス(発熱素子)32を放熱板10の天井部12の内
側に取り付ける。そして、パワーデバイス32に電力を
供給するための配線の内、少なくとも1つのラインを、
プリント回路基板20の配線パターン26、はんだ付け
ランド25、放熱板10及びパワーで場いる32のいず
れかの端子33の順に接続する。このように、パワーデ
バイス32を放熱板10の天井部12の内側に取り付け
ることにより、放熱板10が電磁シールドとして機能す
る。そのため、放熱板10による電磁遮蔽効果により、
パワーデバイス32が発生する電磁ノイズによる影響を
低減することが可能となる。
【0015】なお、放熱板10は、上記のように電力供
給ラインとしても使用されるので、放熱板10の材料と
しては熱伝導性及び電気伝導性が共に優れたものである
必要がある。放熱板10の具体的な材料として、例えば
銅、アルミニウム、銅合金、アルミニウム合金、銅及び
アルミニウムを含む合金等を用いることが好ましい。
【0016】次に、第1の実施形態の組立手順を説明す
る。まず、図2(a)に示すように、放熱板10の脚部
11をプリント回路基板20の表面21に対してほぼ直
交するように保持し、図2(b)に示すように脚部11
の先端部分を第1係合溝23に貫通させ、放熱板10の
脚部11の第2係合溝14がプリント回路基板20と係
合可能な位置で停止させる。次に、図2(c)に示すよ
うに、放熱板10を図中右方向に平行移動させ、はんだ
付けランド25と放熱板10の脚部11とをはんだ付け
する(はんだ付け部を40とする)。
【0017】このように、第1の実施形態によれば、放
熱板10とプリント回路基板20とをはんだ付けにより
固定されるので、従来例で説明したリサイクル装置等を
用いて放熱板10とプリント回路基板20とを分離する
ことが可能となる。また、放熱板10の脚部11にプリ
ント回路基板20表面に平行な第2係合溝14を形成
し、第2係合溝14とプリント回路基板20とを係合さ
せた状態で、脚部11とはんだ付けランド25とをはん
だ付けするので、放熱板10の脚部11の第2係合溝1
4とプリント基板20とが係合しているため、充分な固
定強度を確保することが可能となる。
【0018】次に、上記プリント回路基板20をリサイ
クルする際の、分解手順について説明する。図1に示す
ように、プリント回路基板20には、第1係合溝23の
長さL1方向(長手方向)の延長線上に複数の割穴24
が形成されている。そのため、図中矢印A及びBで示す
箇所に力を加えると、各割穴24の間及び割穴24と第
1係合溝23との間の部分に応力が集中し、応力がプリ
ント回路基板20の強度を上回った時点でプリント回路
基板20が破断する。プリント回路基板20が破断する
と、放熱板10の脚部11とプリント回路基板20のは
んだ付けランド25とのはんだ付け部分が、プリント回
路基板20の破断面に露出するので、その状態ではんだ
の溶融温度以上に加熱し、放熱板10に外力を加えるこ
とにより、放熱板10とプリント回路基板20とを分離
することが可能となる。
【0019】なお、放熱板10とプリント回路基板20
の分離をさらに容易にするために、割穴24を第1係合
溝の幅W1方向の中心の延長線上よりも内側、例えば第
1係合溝23の端面の内、放熱板10の脚部11の内側
端面11aに対向する側の延長線上等に形成しても良
い。
【0020】(第2の実施形態)次に、本発明の第2の
実施形態について、図3を参照しつつ説明する。図3は
第2の実施形態の構成を及びその取り付け工程を示す図
である。なお、図3では割穴24を省略している。
【0021】第2の実施形態では、放熱板10の脚部1
1にプリント回路基板20側に突出した複数の係合部1
5を設け、各係合部15に第2係合溝14を形成したも
のである。換言すれば、脚部11に略L状の係合部15
を形成したものである。
【0022】第1の実施形態と同様に、図3(a)に示
すように、放熱板10の脚部11をプリント回路基板2
0の表面21に対してほぼ直交するように保持し、図3
(b)に示すように脚部11の係合部15を第1係合溝
23に貫通させ、放熱板10を図中右方向に平行移動さ
せ、はんだ付けランド25と放熱板10の脚部11とを
はんだ付けする(はんだ付け部を40とする)。その他
の構成は、第1の実施形態と同様である。
【0023】第2の実施形態によれば、脚部11の形状
が複雑になるものの、放熱板10をプリント回路基板2
0の表面21に対して平行移動させる距離が短くなり、
プリント回路基板20の実相密度を向上させることが可
能となる。
【0024】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、放熱板
にプリント回路基板表面に略直交する少なくとも1つの
脚部を形成し、プリント回路基板に放熱板の脚部の少な
くとも一部分が貫通する第1係合溝を形成し、プリント
回路基板の少なくともいずれか一方の面で、かつ第1係
合溝に隣接する部分にはんだ付けランドを形成し、放熱
板の脚部の少なくとも一部分を第1係合溝に貫通させた
状態で脚部とはんだ付けランドとをはんだ付けするの
で、放熱板とプリント回路基板とがはんだ付けにより固
定されるので、リサイクル装置により放熱板とプリント
回路基板とを分離することが可能となる。
【0025】また、放熱板の脚部にプリント回路基板表
面に平行な第2係合溝を形成し、第2係合溝とプリント
回路基板とを係合させた状態で脚部とはんだ付けランド
とをはんだ付けすることにより、固定強度を向上させる
ことが可能となる。
【0026】また、プリント回路基板の第1係合溝の長
手方向の延長線上に少なくとも1つの割穴を形成するこ
とにより、リサイクル時に、第1係合溝及び割穴を挟ん
でその両側からプリント回路基板に曲げ応力を加えるこ
とにより、第1係合溝及び割穴を結ぶ線に沿ってプリン
ト回路基板を破断することが可能となる。その結果、放
熱板の脚部とプリント回路基板のはんだ付け部分が最も
外側に位置するので、この状態で加熱してはんだを溶融
し、外力を加えることにより、放熱板とプリント回路基
板とを容易に分離することが可能となる。
【0027】また、放熱板に少なくとも2つの脚部間で
プリント回路基板表面と平行な天井部を形成し、発熱素
子を放熱板の天井部内側に取り付け、発熱素子への電力
の供給をプリント回路基板から放熱板を介して行うこと
により、放熱板による電磁遮蔽効果により、発熱素子が
発生する電磁ノイズによる影響を低減することが可能と
なる。
【0028】また、放熱板の材料として、銅、アルミニ
ウム、及び少なくとも銅又はアルミニウムを含む合金か
ら選択されたいずれかを用いることにより、放熱板とし
ての放熱特性を向上させることが可能であると共に、発
熱素子への電力供給の際の電気抵抗を小さくすることが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態の構成を示す分解斜
視図である。
【図2】 第1の実施形態における放熱板をプリント回
路基板に取り付け工程を示す図である。
【図3】 本発明の第1の実施形態の構成及びその放熱
板をプリント回路基板に取り付け工程を示す図である。
【符号の説明】
10 :放熱板 11 :脚部 12 :天井部 13 :放熱フィン 14 :第2係合溝 15 :係合部 20 :プリント回路基板 21 :プリント回路基板の表面 22 :プリント回路基板の裏面 23 :第2係合部 24 :割穴 25 :はんだ付けランド

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放熱板にプリント回路基板表面に略直交
    する少なくとも1つの脚部を形成し、 前記プリント回路基板に前記放熱板の脚部の少なくとも
    一部分が貫通する第1係合溝を形成し、 前記プリント回路基板の少なくともいずれか一方の面
    で、かつ前記第1係合溝に隣接する部分にはんだ付けラ
    ンドを形成し、 前記放熱板の脚部の少なくとも一部分を前記第1係合溝
    に貫通させた状態で前記脚部と前記はんだ付けランドと
    をはんだ付けすることを特徴とする放熱板のプリント回
    路基板への取り付け構造。
  2. 【請求項2】 前記放熱板の脚部に前記プリント回路基
    板表面に平行な第2係合溝を形成し、前記第2係合溝と
    前記プリント回路基板とを係合させた状態で前記脚部と
    前記はんだ付けランドとをはんだ付けすることを特徴と
    する請求項1記載の放熱板のプリント回路基板への取り
    付け構造。
  3. 【請求項3】 前記プリント回路基板の第1係合溝の長
    手方向の延長線上に少なくとも1つの割穴を形成したこ
    とを特徴とする請求項1又は2記載の放熱板のプリント
    回路基板への取り付け構造。
  4. 【請求項4】 前記放熱板は少なくとも2つの脚部間に
    プリント回路基板表面と平行な天井部を有し、発熱素子
    を放熱板の天井部内側に取り付け、発熱素子への電力の
    供給を前記プリント回路基板から前記放熱板を介して行
    うことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の
    放熱板のプリント回路基板への取り付け構造。
  5. 【請求項5】 前記放熱板の材料として、銅、アルミニ
    ウム、及び少なくとも銅又はアルミニウムを含む合金か
    ら選択されたいずれかを用いたことを特徴とする請求項
    1から4のいずれかに記載の放熱板のプリント回路基板
    への取り付け構造。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017045788A (ja) * 2015-08-25 2017-03-02 ファナック株式会社 モータ駆動装置の取り付けが容易なモータ駆動装置を備える装置

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