JPS6313359B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は温度制御装置に関するものであり、特
に回路盤に取付けた構成要素を所望の温度に保つ
制御装置に関するものである。

回路盤、通常は印刷回路盤、に取付けた多数の
構成要素を所定の動作温度、すなわちある温度範
囲内に保つことが必要な場合、回路盤を完全に取
囲む温度制御されたオーブンを用いることは周知
である。代表的なオ−ブンは、ヒータと温度セン
サを取付けた熱伝導性の壁、好ましくは金属の
壁、をもつた囲いで構成することができる。熱損
失に伴なう電力の必要量を減らすためおよび隣接
構成要素に損傷を与えないために前記囲いの周囲
に熱絶縁が必要なことが多い。そのようなオーブ
ンは回路盤上の構成要素およびラツク内の回路盤
の実装密度を大きくする必要がある場合や特に比
較的少数の構成要素だけが温度制御を必要とする
場合には、回路盤上のスペースが不経済である。

本発明の目的は、従来より簡単でより小形な回
路盤温度制御装置を提供することである。

本発明の一面によれば、回路盤温度制御装置
は、少なくとも片面に弾性のある電気絶縁材料で
電気絶縁を施した熱伝導性材料の一枚の薄板の形
をした熱伝達体と、前記薄板によつて支持されて
その温度を変える温度変更手段とを備え、前記熱
伝導性材料の薄板には電極絶縁が施される側で前
記回路盤を貫通する構成要素の導線の突出部に対
応する場所に複数の孔が設けられており、前記複
数の孔が温度を制御する必要のある構成要素に対
応する第１の種類の孔と、温度を制御することを
望まない構成要素に対応する第２の種類の孔とを
含み、前記第１の種類の孔は、構成要素の導線の
突起部の回りのハンダメニスカスが前記熱伝導性
材料に電気絶縁層を介して密接に接触できる直径
を有し、前記第２の種類の孔は、前記ハンダメニ
スカスの直径より大きい直径を有することを特徴
とし、諸構成要素が構成要素の導線を通る熱流に
よつて前記薄板の温度に事実上維持される。

前記薄板は、温度を制御すべき構成要素が占め
る回路盤の面積と同じ広さであつてもよい。前記
薄板は前記片面に熱伝導性電気絶縁材料の層をつ
けたアルミニウムなどの金属の板であつてもよ
い。そのような絶縁材料の１つはアルミナ混合ゴ
ムである。

前記層は、前記ゴムのような可撓性材料ででき
ていれば、前記孔の端を越えて延びて、前記導線
によつて変形されて孔の中に入ることができる。
前記薄板が金属板の場合は、加熱機構は、熱伝導
性電気絶縁材料を保持する面と反対の金属板の面
によつて保持された電気加熱要素であつてもよ
い。その要素は表面に接合でき、二本巻らせんと
して巻いて、誘導効果を避けることができる。

前記孔は、行止りであつても、薄板を貫通して
延びていてもよい。孔のへりは、導線突出部のま
わりのハンダメニカスを収容するように皿もみさ
れている。

回路盤上の構成要素で温度を上げないようにし
たいものがある場合は、それらの構成要素の突出
導線に対応する薄板内の孔を、薄板と導線との間
の熱接触を悪くするように、ハンダメニスカスの
直径より大きな直径で作ることができる。

前記制御装置は、熱伝達体とそれと一緒に用い
る回路盤との両方を囲うように配置された熱の不
良導材料でできた囲いを備えていてもよい。

本発明の別の面によれば、温度制御された回路
盤は、先行節のどれかに限定された制御装置と、
前記熱伝達体に接触した温度センサと、前記温度
センサに応動して前記熱伝達用塊りを所定の温度
に保つ閉ループ制御回路とを備えている。前記温
度センサは、前記回路盤に取付けて、それに締付
けられた薄板と熱的に接触するようにできる。温
度を変える機構が電気ヒータである場合、それは
回路盤から給電されてもよい。

次に本発明の実施例を添付図面を参照して例と
して説明する。

第１図および第２図を参照すると、印刷回路盤
１０は、中の１つが１１に示してある複数の構成
要素をもつており、各構成要素は、盤を貫通して
延びて、盤の反対側に印刷した導電トラツク１３
にハンダ付けされた導線をもつている。各導線
は、盤の平面から突出て、結合部のハンダが導線
１２′とトラツク１３との間にメニスカス１３′の
形になつている。

１４に示した回路盤温度制御装置は、アルミニ
ウムの板（「板」という用語は、剛性薄板を意味
する）の形をした熱制御板１５を含んでいる。電
気絶縁用熱伝導性アルミナ混合ゴム１６の層が前
記アルミニウムの板の片面に担持されている。熱
制御板１５とアルミナ混合ゴム１６とで熱伝達体
を形成する。

前記熱制御板には、印刷回路盤上の穴に対応す
る場所に熱制御板を貫通する複数の孔１７があ
り、熱制御板が印刷回路盤の導体側にゴム層をサ
ンドイツチに挾んで、例えばねじ１８によつて取
付けられるとき、導線の端１２′がゴムを孔の中
に押し下げるようになつている。各孔は、第２図
の１７′のところに示してあるように皿もみされ
ていて、ゴムが孔の輪郭とメニスカス１３′の輪
郭との両方に順応して、導線の突出端に比較して
大きい表面積にわたつて良好な熱通路を作る。こ
のために、ゴム層は、孔の端を越えて連続してお
り、導線の端によつて孔の中に偏位させられるに
十分なほど可撓性のあることが好ましい。

第１図および第３図を参照すると、熱制御板１
５はまた、熱制御板の表面に良好な熱接触をして
いるゴム層と反対の表面上にエポキシ接着剤によ
つて貼りつけられた絶縁付ニクロム線の電気抵抗
加熱要素１９の形をした加熱機構をもつている。
図示のように、その加熱要素は、二本巻きされて
いて、特に回路の構成要素に及ぼすヒーターを流
れる電流の誘導効果をなくすようにしてある。

動作について説明する。熱制御板１５を回路盤
１０に締付けた状態では、加熱要素１９を通る電
流が熱制御板１５を事実上一様な温度に加熱す
る。ゴム層は回路盤の導電トラツクとハンダ接合
部付突出導線１２′とに熱を伝えるので、構成要
素は、回路盤からの輻射、対流伝導ならびに導線
を通しての伝導の両方によつて熱を受け取る。

実際の装置の１例として第２図に示した部分は
構成要素の導線の直径が0.5mmで、孔１７の直径
が1.5mmで、皿もみテーパによつて拡大された部
分は2.50mmになつている。孔は板を貫通して延び
ている必要はなく、行き止りになつていてもよ
い。複数の熱制御板を作る必要がある場合は、多
数の板を貫通して孔を一度にきりであけるのがさ
らに便利である。

どれか特定の構成要素の温度が上らないように
するか、または熱的遅れを起すようにすることを
望む場合は、その構成要素の導線に対応する孔１
７を大きくして接合部付導線の熱制御板との接触
を悪くするようにできる。これを助けるために、
ゴム層をこれらの場所で孔を明けてもよい。

回路盤１０および／または熱制御板１５の熱損
失または隣接構成要素に及ぶ可能性のある熱的影
響を防止するために、制御装置と回路盤の関連の
構成要素セクシヨンとを熱伝導度の低いポリカー
ボネートなどの材料で作つた蓋からなる囲い２０
によつて覆つてもよい。構成要素と囲いの間の空
間は、鉱質綿もしくはガラスウールで満たすか、
または剛いポリウレタンフオームの成型品であつ
てよい。熱制御板１５の入つている囲いは、同様
にして満たされていてもよく、または熱制御板が
接着性絶縁フオームの帯をもつていてもよい。

第４図は、本発明のもう１つの実施例を示して
おり、そこでは、熱制御板１５が、第１図および
第３図に関連して説明したように、印刷回路盤１
０′に締付けられて、主回路盤１０によつて保持
されているサブアセンブリ２１を形成している。
サブアセンブリ全体を囲い、２０′によつて囲つ
てもよい。

温度制御装置は、それが取付けられている回路
盤から加熱要素の電流を受け取ることができる
し、その制御回路は熱制御板１５の温度を一定値
に保つ閉ループ装置を備えていてもよい。そのよ
うな制御回路は普通のものであるから、こゝでは
説明しないが、回路盤１０′によつて保持され、
熱制御板１５に接触して延びているサーミスタな
どの温度検知素子２２（第４図）を備えている。
熱制御板１５はシリコーンゴムフオームによつて
回路盤１０と絶縁されている。回路盤１０から隔
離されている回路盤１０′は、突起（温度制御装
置にるもの）を主回路盤１０の片側だけに制限す
るほかに、それぞれの回路盤の構成要素間の容量
結合と最小にする。

いくつかの設計変形が可能であることが分るで
あろう。例えば、導体との結合部が熱制御板と熱
接触して適当な熱流を構成要素に与える限り、構
成要素の導線が回路盤を通して前記結合部まで延
びている任意の形の回路盤に適するように孔の首
の輪郭を変えた制御装置を使用できる。

アルミニウムの板として前記実施例で説明した
熱伝達体を形成する薄板は、例えば銅などの任意
の熱的に適した金属の板であつてもよいし、また
は温度制御されるべき回路に必要な熱容量を与え
る寸法にした前述のアルミナ混合ゴムのような非
電導性材料のブロツクによつて形成されてもよ
い。

加熱機構は、電気加熱要素以外のもの、例え
ば、加熱流体が循環される管であつてもよい。そ
のような加熱装置は冷却装置としても働くことが
できるであろうし、ヒートパイプを用いて形成さ
れてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は印刷回路盤とその盤上の構成要素の温
度を制御するために取付けた盤温度制御装置との
立断面図、第２図は前記回路盤の構成要素の突出
部分と対置した制御装置の詳細を示す詳細断面
図、第３図は制御装置の片側の平面図、および第
４図はサブアセンブリとして結合されて、主回路
盤に取付けられた盤温度制御装置付印刷回路盤の
立断面図である。 １０……印刷回路盤、１１……構成要素、１２
……導線、１３……導電トラツク、１３′……メ
ニスカス、１４……盤温度制御装置、１５……薄
板または板、１６……アルミナ混合ゴム、１７…
…孔、１９……加熱要素、２０……囲い、２１…
…サブアセンブリ、２２……温度検知要素。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回路盤に隣接して保持され回路盤上の構成要
   素の温度を選択的に制御するもので、少なくとも
   回路盤に面する片面に弾性のある電気絶縁材料で
   電気絶縁を施した１枚の熱伝導性材料の薄板の形
   をした熱伝達体と、前記熱伝導性材料の薄板に取
   付けられて前記熱伝達体の温度を変える温度変更
   手段とを備え、前記熱伝導性材料の薄板には電気
   絶縁が施される側で前記回路盤を貫通する構成要
   素の導線の突出部に対応する場所に複数の孔が設
   けられており、 前記複数の孔が温度を制御する必要のある構成
   要素に対応する第１の種類の孔と、温度を制御す
   ることを望まない構成要素に対応する第２の種類
   の孔とを含み、前記第１の種類の孔は、構成要素
   の導線の突起部の回りのハンダメニスカスが前記
   熱伝導性材料に電気絶縁層を介して密接に接触で
   きる直径を有し、前記第２の種類の孔は、前記ハ
   ンダメニスカスの直径より大きい直径を有するこ
   とを特徴とする回路盤温度制御装置。 ２ 前記薄板が温度を制御すべき構成要素によつ
   て占められた回路盤の面積と同じ広さであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の回路
   盤温度制御装置。 ３ 前記薄板が前記片面に熱伝導性電気絶縁材料
   の層を保持する金属の板であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項または第２項のいずれか１
   項記載の回路盤温度制御装置。 ４ 前記金属がアルミニウムであることを特徴と
   する特許請求の範囲第３項に記載の回路盤温度制
   御装置。 ５ 前記熱伝導性電気絶縁材料がアルミナ混合ゴ
   ムである特許請求の範囲第３項または第４項のい
   ずれか１項に記載の回路盤温度制御装置。 ６ 前記ゴム層が前記孔の端を覆つて延びて導線
   によつて孔の中に変形されることを特徴とする特
   許請求の範囲第５項に記載の回路盤温度制御装
   置。 ７ 前記温度変更機構が前記熱伝導性電気絶縁材
   料を保持する面と反対の金属板の面によつて保持
   された電気加熱要素を含むことを特徴とする特許
   請求の範囲第３項、第４項、第５項または第６項
   のいずれか１項に記載の回路盤温度制御装置。 ８ 前記加熱要素が二本巻らせんにされた絶縁電
   線からなることを特徴とする特許請求の範囲第７
   項に記載の回路盤温度制御装置。 ９ 前記加熱要素がエポキシ接着剤によつて前記
   金属板に接合されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第７項または第８項のいずれか１項に記
   載の回路盤温度制御装置。 １０ 少なくとも数個の前記孔の縁が構成要素の
   導線の突出部の周りのハンダメニスカスに適合す
   るように皿状に形成されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４
   項、第５項、第６項、第７項、第８項または第９
   項のいずれか１項に記載の回路盤温度制御装置。