JPH06268341A - 電子部品の放熱方法、および同放熱構造 - Google Patents

電子部品の放熱方法、および同放熱構造

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JPH06268341A
JPH06268341A JP5053491A JP5349193A JPH06268341A JP H06268341 A JPH06268341 A JP H06268341A JP 5053491 A JP5053491 A JP 5053491A JP 5349193 A JP5349193 A JP 5349193A JP H06268341 A JPH06268341 A JP H06268341A
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radiator
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conductor pattern
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JP5053491A
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Nobushige Takehara
伸茂 竹原
Hiroshi Mine
浩志 峯
Kenji Wakikawa
研二 脇川
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Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
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Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
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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
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • 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 resistors
    • H05K3/303Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors with surface mounted components

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  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プリント配線基板に挿入実装型部品と表面実
装型部品とが混在して搭載される場合でも、放熱性を悪
くすることなく放熱器の形状を簡単化し、プリント配線
基板の裏面の有効活用ができ、しかも基板の材料に放熱
性のすぐれた高価な材料を使う必要がなく、経済性にす
ぐれた放熱方法及び放熱構造を提供する。 【構成】 発熱部品下に部品取り付け用導体パターンを
設け、その直下のプリント配線基板に設けたスルーホー
ル電極を介して裏面導体パターンと接続し、裏面導体パ
ターン上に放熱器を取り付けた構成とする。これによ
り、放熱器と発熱部品間の熱抵抗が下がり放熱性が良く
なる。また、発熱部品と放熱器を直接接触させる構造で
ないので放熱器の形状を発熱部品に合わせる必要がな
く、放熱器が簡単な形にできるので組立性に優れ経済的
な放熱方法が実現できる。

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放熱構造、特
にプリント配線基板上に表面実装型発熱部品を搭載する
とき放熱性を良くするための放熱方法及び同装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】挿入実装型発熱部品をプリント配線基板
に搭載する場合の放熱方法は、金属等の熱伝導性の良い
材料で構成された放熱器を発熱部品に接触する構成とす
るのが一般的である。また、プリント配線基板に搭載さ
れる全ての部品が表面実装型部品のみより構成され、そ
の部品の中に何れかの放熱対策を要する発熱部品を含む
場合には、プリント配線基板の裏面全体に金属材を貼り
付け、プリント配線基板から裏面の金属材への熱伝導に
より放熱性を改善する構成が用いられる。また、ハイブ
リットIC等のように熱伝導率の良いセラミック基板な
どの上にプリントパターンを形成し、そこに面実装型発
熱部品を搭載することにより放熱性を改善する方法も知
られている。また、特開昭62−1251に述べられて
いるように発熱部品と同一面上の近傍で、かつ発熱部品
を搭載するプリントパターン上に放熱器を搭載する方法
も公知である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、プ
リント配線板に搭載される部品の中に、挿入実装型部品
と表面実装型発熱部品とが混在する場合についての放熱
器の取付け方法については考慮されていなかった。すな
わち、挿入実装型発熱部品の放熱方法と同様に表面実装
型発熱部品の表面に放熱器を取付ける場合には、例えば
図4(A)に示すように発熱部品に接触させて上側から
取り付ける構造を考えると、放熱器の形状が複雑になり
更にプリント配線板への組立作業性が悪くなり、経済的
でない。また、前記の公知例のように発熱部品の近傍に
放熱器を搭載する方法では、プリント配線基板の表面の
実装面積を多く必要とした。プリント配線基板の母材と
して金属などの熱伝導性にすぐれたものを使用すること
も考えられるが、金属などの母材とパターン配線との間
に絶縁処置が必要となるため経済的ではかった。また、
従来技術を一部変更してプリント配線基板の裏面の一部
分のみに放熱器としての金属材を貼り付ける図4(B)
の構成のときは、通常はプリント配線基板の厚さを厚く
する(例えば1.6mm位)ことによりプリント配線基
板の強度を保つ構成とするので、表面実装型発熱部品か
らその裏面に取り付けた金属材等までの熱抵抗が大き
く、放熱性が良くないという問題点があった。本発明の
目的は、プリント配線基板上に挿入実装型部品と表面実
装型部品とが混在して搭載される場合でも、放熱性を悪
くすることなく放熱器の形状を簡単化し、プリント基板
の裏面の有効利用ができ、しかも基板の材料に放熱性の
すぐれた高価な材料を使う必要がなく、経済性にすぐれ
た放熱方法および放熱構造を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の目的(簡単で安価
な放熱方法を提供する)を達成するため本発明に係る電
子部品の放熱方法は、プリント配線基板上に搭載された
複数個の表面実装型発熱部品が発生する熱を放散せしめ
る方法において、上記複数個の表面実装型発熱部品のそ
れぞれに対応せしめて複数個の部品取付用導体パターン
を前記プリント配線基板の片面に配設し、上記プリント
配線基板の他面には、前記複数個の表面実装型発熱部品
に共用される単一の放熱器を設け、前記複数個の部品取
付用導体パターンと、前記共用の放熱器とを、伝熱性の
部材で接続することを特徴とする。本発明の構造は、プ
リント配線基板上に搭載された複数個の表面実装型発熱
部品から発生する熱を放散せしめる構造において、上記
プリント基板の片面には、上記複数個の表面実装型発熱
部品のそれぞれに対応せしめた複数個の部品取付用導体
パターンが形成されており、上記プリント基板の他面に
は、前記複数個の表面実装型発熱部品に共用される単一
の放熱器が設置されており、前記複数個の部品取付用導
体パターンと、前記共用の放熱器とを、伝熱性の部材に
よって接続されていることを特徴とする。
【0005】
【作用】上述の手段によれば、プリント基板の片面に配
置された複数個の表面実装型発熱部品から発生した熱
は、該プリント基板の他面に設けられた放熱器に伝導さ
れ、効率よく放散される。特に、複数の表面実装型発熱
部品のそれぞれに対して部品取付用導体パターンが設け
られているので、該表面実装型発熱部品に蓄熱されるこ
となく、上記部品取付用導体パターンによって熱が奪わ
れる。さらに、これらの部品取付用導体パターンは単一
の放熱器を共用するので、構造が簡単であり、小形,軽
量に構成されて製造コストが安価である。
【0006】
【実施例】図1(A)は本発明の第一の実施例を示し、
表面実装型発熱部品の一例としてのDPAK形面付けト
ランジスタを搭載したプリント配線基板の断面図であ
る。図1(C)、図1(D)は各々(A)図のプリント
配線基板3の表面および裏面に形成された導体パターン
である。図1(A)において、プリント配線基板3上に
搭載されたDPAK形面付けトランジスタ1下に部品取
り付け用導体パターン2を図1(C)のようにDPAK
形面付けトランジスタの大きさに合わせて、コレクタ端
子用に2a、エミッタ端子用に2b、ベース端子用に2
cを設ける。DPAK形面付けトランジスタはこれらの
電極端子用パターンに半田付けすることで固定する。コ
レクタ端子用導体パターン2a中からスルーホール4を
形成する。スルーホール電極4を介してDPAK形面付
けトランジスタ1の搭載面の裏面に設けた裏面側導体パ
ターン5を接続し、裏面側導体パターン5上に放熱器6
を取り付ける。前記スルーホール電極4の模式的な断面
図を図1(B)に示す。スルーホールとは元来、透孔の
意であるが、電子部品技術においては基板に穿たれた透
孔の意に用いられる。このスルーホールの内面および、
その開口部付近に金属薄層(例えば無電解銅メッキ層)
を設けたものがスルーホール電極である。スルーホール
電極は従来一般に、導電作用を利用する構成部材であっ
たが、本発明においては伝熱作用を利用する。スルーホ
ール電極は公知の部材であるが、これを伝熱用に用いる
ことは本発明の特徴の一つである。図1(B)の例で
は、プリント配線基板3の片面に設けられた部品取付用
導体パターン2と、該プリント配線基板3の他面に設け
られた導体パターン5とを、スルーホール電極4が熱的
に接続している。このように、伝熱用部材としてスルー
ホール電極を活用すると、プリント配線基板を介して対
向する部材を、小形,軽量,安価に、熱的接続すること
ができる。
【0007】図1(A)において、DPAK形面付けト
ランジスタ1から発生した熱は部品取り付つ用導体パタ
ーン2へ伝わりスルーホール電極4介して裏面側導体パ
ターン5に伝わり放熱器6から効果的に放熱される。一
般に使用されるプリント配線基板3の導体パターンやス
ルーホール電極4は銅などの金属であり、プリント配線
基板3の表面から裏面への方向に熱を逃がす構造なので
熱伝導性が良い。本実施例ではスルーホール3は1個の
DPAK形面付けトランジスタ1個につき3個あるが、
発熱部品の大きさやスルーホール電極の大きさによって
スルーホール電極の数を変えることで対応できる。放熱
器6としては、銅、アルミニウム、鉄などの金属材料が
適用でき、ネジ止めまたはかしめによってプリント配線
基板へ固定する。図2(A)は本発明の第二の実施例に
よるプリント配線基板の断面図である。図2(B)、図
2(C)は各々図2(A)のプリント配線基板3の表面
および裏面導体パターンである。
【0008】図2(A)はDPAK形面付けトランジス
タ1が少なくとも2個以上プリント配線基板3上に搭載
される場合のプリント配線基板の断面図で、複数個所の
部品搭載面の裏面に複数個の発熱部品共用の放熱器6を
設けた構成とする一実施例である。
【0009】図2(B)において、部品取り付け用導体
パターン2は裏面放熱器接続用スルーホール4を設けな
い2a2部分と裏面接続用スルーホールを設けた2a1
分の2つの部分に分割する。2a2部分はDPAK形ト
ランジスタのコレクタ端子を例えばはんだ付けによって
電気的な接続を確保し、2a1部分はDPAK形トラン
ジスタと例えば熱伝導性の良い接着剤で接続することに
よりDPAK形トランジスタから発生した熱はスルーホ
ール電極4を経由し、裏面側ベタ導体パターン5へ熱を
伝え共通の放熱器6から放熱を実現するものである。本
実施例によって電気的に絶縁された複数の表面実装型発
熱部品の搭載が可能となる。
【0010】図3(A)は本発明の第三の実施例による
プリント配線基板の断面図である。図3(B)、図3
(C)は各々図3(A)のプリント配線基板3の表面お
よび裏面導体パターンである。
【0011】図3(A)はDPAK形面付けトランジス
タ1が少なくとも2個以上プリント配線基板3上に搭載
される場合のプリント配線基板の断面図で、しかもプリ
ント配線基板3の裏面導体パターン5に絶縁シート7を
設け、図2(A)の実施例と同様な放熱器6を取り付け
た構成とする。上記導体パターン5と放熱器6′との間
に絶縁シート7を介装することにより、プリント配線基
板3の裏面に別な配線パターン8を実装することができ
る。本実施例によって複雑な配線パターンを必要とする
高密度実装が可能となる。
【0012】
【発明の効果】放熱器と発熱部品間の熱抵抗が下がり放
熱性が良くなる。また発熱部品と放熱器とを直接接触さ
れる構造でないので放熱器の形状を発熱部品に合わせる
必要がなく、放熱器が簡単な形にできるので組立性に優
れ経済的な放熱方法が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示し、(A)はプリント配
線基板の断面図、(B)はスルーホール電極の説明図、
(C)はプリント配線基板の片面を描いた外観図、
(D)は該プリント配線基板の他面を描いた外観図であ
る。
【図2】上記と異なる実施例を示し、(A)は断面図,
(B),(C)はそれぞれプリント基板の両面の外観図
である。
【図3】前記とさらに異なる実施例を示し、(A)は断
面図、(B),(C)はそれぞれプリント基板の両面の
外観図である。
【図4】(A),(B)はそれぞれ従来例の断面図であ
る。
【符号の説明】
1…DPAK形面付けトランジスタ、2…部品取り付け
用導体パターン、3…プリント配線板、4…スルーホー
ル電極、5,5′…裏面側ベタ導体パターン、6,6′
…放熱器、7…絶縁シート、8…配線パターン、9…金
属材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 脇川 研二 東京都小平市上水本町五丁目22番1号 株 式会社日立マイコンシステム内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プリント配線基板上に搭載された複数個
    の表面実装型発熱部品が発生する熱を放散せしめる方法
    において、 上記複数個の表面実装型発熱部品のそれぞれに対応せし
    めて複数個の部品取付用導体パターンを、前記プリント
    配線基板の片面に配設し、 上記プリント配線基板の他面には、前記複数個の表面実
    装型発熱部品に共用される単一の放熱器を設け、 前記複数個の部品取付用導体パターンと、前記共用の放
    熱器とを、伝熱性の部材で接続することを特徴とする、
    電子部品の放熱方法。
  2. 【請求項2】 前記の部品取付用導体パターンを、表面
    実装型発熱部品の1個あたり複数個設けることを特徴と
    する、請求項1に記載した電子部品の放熱方法。
  3. 【請求項3】 前記部品取付用導体パターンと前記共用
    の放熱器との接続は、プリント配線基板に穿たれた透孔
    の内面および開口部に形成した金属薄層を介して行なう
    ことを特徴とする、請求項1又は同2に記載した電子部
    品の放熱方法。
  4. 【請求項4】 前記の部品取付用導体パターンと放熱器
    との接続は、表面実装型発熱部品の1個あたり設けた複
    数個の部品取付用導体パターンの内の何れか1個につい
    て行なうことを特徴とする、請求項2に記載した電子部
    品の放熱方法。
  5. 【請求項5】 前記の放熱器を、プリント配線基板に形
    成された導体パターンを介して該プリント配線基板に取
    り付けることを特徴とする、請求項1ないし同4の内の
    何れかに記載した電子部品の放熱方法。
  6. 【請求項6】 前記のプリント配線基板に形成された導
    体パターンと、前記の放熱器との間に、電気絶縁材料製
    のシートを介装することを特徴とする、請求項5に記載
    した電子部品の放熱方法。
  7. 【請求項7】 プリント配線基板上に搭載された複数個
    の表面実装型発熱部品から発生する熱を放散せしめる構
    造において、 上記プリント基板の片面には、上記複数個の表面実装型
    発熱部品のそれぞれに対応せしめた複数個の部品取付用
    導体パターンが形成されており、 上記プリント基板の他面には、前記複数個の表面実装型
    発熱部品に共用される単一の放熱器が設置されており、 前記複数個の部品取付用導体パターンと、前記共用の放
    熱器とが、伝熱性の部材によって接続されていることを
    特徴とする、電子部品の放熱構造。
  8. 【請求項8】 前記の部品取付用導体パターンは、表面
    実装型発熱部品の1個に対応せしめて複数個設けられて
    いることを特徴とする、請求項7に記載した電子部品の
    放熱構造。
  9. 【請求項9】 前記のプリント配線基板と放熱器との間
    に導体パターンが介装されていることを特徴とする、請
    求項7又は同8に記載した電子部品の放熱構造。
  10. 【請求項10】 前記の導体パターンと放熱器との間に
    電気絶縁シートが介装されていることを特徴とする、請
    求項9に記載した電子部品の放熱構造。
JP5053491A 1993-03-15 1993-03-15 電子部品の放熱方法、および同放熱構造 Withdrawn JPH06268341A (ja)

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