JP2004087594A

JP2004087594A - 電子回路ユニットの放熱構造

Info

Publication number: JP2004087594A
Application number: JP2002243708A
Authority: JP
Inventors: Norito Okada; 岡田　憲人
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2002-08-23
Filing date: 2002-08-23
Publication date: 2004-03-18
Also published as: CN1489432A; US20040037057A1

Abstract

【課題】回路基板に実装された発熱素子の熱を効率良く放熱できる電子回路ユニットの放熱構造を提供すること。
【解決手段】発熱素子６を含む複数の回路部品５が実装された回路基板２と、この回路基板２を支持するアルミニウム材からなる放熱板３とを備え、これら回路基板２と放熱板３を鳩目４等を用いて予め固定した後、この状態で回路基板２の所定部位にクリーム半田を塗布してリフロー半田することにより、回路基板２に設けたスルーホール７内に半田８を充填して放熱板３と接触するようにした。このように構成された放熱構造を採用すると、スルーホール７内に充填した半田８によって回路基板２と放熱板３の密着度が高まるため、発熱素子６の熱を回路基板２から放熱板３を介して外部に効率良く放熱することができる。
【選択図】　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発熱素子が実装された回路基板を備えた電子回路ユニットの放熱構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばＴＶ用送信機に使用されるアップコンバータユニットおいては、回路基板上にパワーＩＣ等の発熱素子を含む回路部品が実装されているため、この発熱素子からの熱が他の回路部品に悪影響を及ぼさないようにするための放熱対策を講じる必要がある。
【０００３】
従来より、このような電子回路ユニットの放熱構造として、アルミニウム等の熱伝導性に優れた金属材からなる筐体内に発熱素子が実装された回路基板を収納・固定し、発熱素子の熱を回路基板から筐体を介して外部へ放熱するようにしたものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の放熱構造においては、回路基板の複数箇所をネジ止めや鳩目かしめを用いて筐体の底面に固定しているだけであり、特に、発熱素子が実装されている箇所はネジ止めや鳩目かしめできないため、発熱源の近傍で回路基板と筐体の密着性が悪くなり、発熱素子の熱を回路基板から筐体を介して外部へ効率良く放熱できないという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、回路基板に実装された発熱素子の熱を効率良く放熱できる電子回路ユニットの放熱構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による電子回路ユニットの放熱構造では、発熱素子を含む複数の回路部品が実装された回路基板と、この回路基板を支持する金属製の放熱板とを備え、前記回路基板と前記放熱板とを固定手段により一体化した状態で該回路基板に設けたスルーホールに半田を充填した。
【０００７】
このように構成された放熱構造では、予め回路基板と放熱板を鳩目かしめ等で固定した後、この状態で回路基板にクリーム半田を塗布してリフロー炉に搬入すると、クリーム半田がスルーホール内に流れ込んで放熱板まで達するため、この半田によって回路基板と放熱板の密着度が高まり、発熱素子の熱を回路基板から放熱板を介して外部に効率良く放熱することができる。
【０００８】
上記の構成において、回路基板の放熱板に対向する面にスルーホールを包囲する半田ランドを設けることが好ましく、このような構成を採用すると、スルーホール内に流れ込んだ半田が半田ランドで塞き止められるため、クリーム半田の塗布量を厳密にコントロールすることができる。
【０００９】
また、上記の構成において、回路基板に実装された発熱素子が底面にグランド電極を有する場合、この発熱素子のグランド電極がスルーホールの真上に位置するように回路基板上に実装すると、発熱素子の熱をより効率良く放熱することができると共に、発熱素子のグランド電極をスルーホール内の半田を介して放熱板に接続することができて好ましい。
【００１０】
また、上記の構成において、放熱板の形状は特に限定されないが、放熱板の外形を回路基板より大きな方形状に形成すると、回路基板から突出する放熱板の両側部にガイド機能を併せ持つことができるため、例えばＴＶ用送信機に使用されるアップコンバータユニットに適用した場合、送信機の機器本体に設けられたスロットに対し放熱板の両側部をガイドとして簡単に挿脱することができる。この場合において、放熱板として鉄板やステンレス板等を用いることも可能であるが、熱伝導性に優れたアルミニウム材からなる放熱板を用いることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は本発明の実施形態例に係る電子回路ユニットの斜視図、図２は該電子回路ユニットの放熱構造を示す要部断面図、図３は該電子回路ユニットの製造工程を示す説明図である。
【００１２】
本実施形態例に係る電子回路ユニット１はＴＶ用送信機に使用されるアップコンバータユニットであり、図示せぬ送信機の機器本体に設けられたスロットに対して挿脱されるようになっている。
【００１３】
図１に示すように、この電子回路ユニット１は、アップコンバータ回路が形成された回路基板２と、アルミニウム材からなる平板状の放熱板３とで構成されており、この回路基板２の周縁部は複数の鳩目４（固定手段）等を用いて放熱板３上に固定されている。回路基板２上にはアップコンバータ回路を構成する複数の面実装タイプの回路部品５が半田付けされており、これら回路部品５はチップコンデンサやチップ抵抗等の他にパワーＩＣ等の発熱素子６を含んでいる。放熱板３は回路基板２より大きな方形状に形成されており、この放熱板３の回路基板２から突出する両側部３ａは、電子回路ユニット１を前述した機器本体のスロットに対して挿脱する時のガイド部として機能する。
【００１４】
図２に示すように、回路基板２には上下に貫通する複数のスルーホール７が形成されており、これらスルーホール７内には半田８が充填されている。また、回路基板２の表面には導電パターン９が形成されており、回路基板２の裏面にはスルーホール７を包囲する半田ランド１０が形成されている。一方、発熱素子６は側面に複数の外部電極６ａを有しており、これら外部電極６ａは回路基板２の表面に形成された導電パターン９のランド部に半田付けされている。また、発熱素子６は底面にグランド電極６ｂを有しており、このグランド電極６ｂはスルーホール７の真上に位置して半田８付けされている。
【００１５】
このように構成された電子回路ユニット１の製造工程を図３に基づいて説明すると、まず、図３（ａ）に示すように、回路基板２と放熱板３を複数の鳩目４によってかしめ固定して一体化する。次に、図３（ｂ）に示すように、回路基板２のスルーホール７と導電パターン９のランド部にクリーム半田を塗布し、発熱素子６を含む各回路部品５を回路基板２の所定位置に載置した後、この状態で回路基板２と放熱板３を図示せぬリフロー炉に搬入してクリーム半田を溶融・固化する。このリフロー半田により各回路部品５が所望の導電パターン９のランド部に半田付けされると共に、図３（ｃ）に示すように、クリーム半田がスルーホール７内に流れ込んで放熱板３まで達するため、スルーホール７内に充填された半田８によって回路基板２と放熱板３が確実に密着される。その際、スルーホール７内に流れ込んだ半田８は回路基板２の裏面の半田ランド１０で塞き止められるため、クリーム半田の塗布量を厳密にコントロールすることができる。
【００１６】
上記実施形態例では、予め回路基板２と放熱板３を鳩目４等により固定した後、この状態で回路基板２の所定部位にクリーム半田を塗布してリフロー半田することにより、スルーホール７内に半田８を充填して放熱板３と接触するようにしたので、この半田８によって回路基板２と放熱板３の密着度が高まり、発熱素子６の熱を回路基板２から放熱板３を介して外部に効率良く放熱することができる。また、回路基板２の放熱板３と対向する面（裏面）にスルーホール７を包囲する半田ランド１０を形成したので、スルーホール７内に流れ込んだ半田８が半田ランド１０で塞き止められ、クリーム半田の塗布量を厳密にコントロールすることができる。さらに、発熱素子６をスルーホール７の真上に実装し、この発熱素子６の底面に設けられたグランド電極６ｂを半田８に接続したので、発熱素子６の熱を半田８から放熱板３に効率良く伝達し、放熱効果をより一層高めることができると共に、発熱素子６を半田８を介して放熱板３にアース接続することができる。
【００１７】
なお、上記実施形態例では、放熱板３としてアルミニウム材を用いた場合について説明したが、アルミニウム以外の金属材料を用いることも可能であり、特に、ニッケルメッキ等を施した鉄板を放熱板３として用いた場合、スルーホール７内に充填した半田８が放熱板３に半田付けされるため、回路基板２と放熱板３の機械的な接続強度を高めることができる。
【００１８】
また、上記実施形態例では、本発明による放熱構造をＴＶ用送信機に使用されるアップコンバータユニットに適用した場合について説明したが、それ以外の電子回路ユニットにも適用できることはいうまでもない。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２０】
予め回路基板と放熱板を鳩目かしめ等で固定した後、この状態で回路基板にクリーム半田を塗布してリフロー炉に搬入することにより、クリーム半田がスルーホール内に流れ込んで放熱板まで達するように構成したので、スルーホール内に充填した半田によって回路基板と放熱板の密着度が高まり、それ故、発熱素子の熱を回路基板から放熱板を介して外部に効率良く放熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例に係る電子回路ユニットの斜視図である。
【図２】該電子回路ユニットの放熱構造を示す要部断面図である。
【図３】該電子回路ユニットの製造工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１　電子回路ユニット
２　回路基板
３　放熱板
４　鳩目（固定手段）
５　回路部品
６　発熱素子
６ａ　外部電極
６ｂ　グランド電極
７　スルーホール
８　半田
９　導電パターン
１０　半田ランド

Claims

発熱素子を含む複数の回路部品が実装された回路基板と、この回路基板を支持する金属製の放熱板とを備え、前記回路基板と前記放熱板とを固定手段により一体化した状態で該回路基板に設けたスルーホールに半田を充填したことを特徴とする電子回路ユニットの放熱構造。
請求項１の記載において、前記回路基板の前記放熱板に対向する面に前記スルーホールを包囲する半田ランドを設けたことを特徴とする電子回路ユニットの放熱構造。
請求項１または２の記載において、前記発熱素子がその底面にグランド電極を有し、このグランド電極が前記スルーホールの真上に位置するように前記発熱素子を前記回路基板上に実装したことを特徴とする電子回路ユニットの放熱構造。
請求項１〜３のいずれかの記載において、前記放熱板の外形が前記回路基板より大きな方形状に形成されていることを特徴とする電子回路ユニットの放熱構造。
請求項４の記載において、前記放熱板がアルミニウム板からなることを特徴とする電子回路ユニットの放熱構造。