JPH09246765A - 基板実装型電気発熱部品の放熱構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電気発熱部品に放熱板を取付ける場合、電気発
熱部品のリードをＰＣ基板に半田付けした部分に半田ク
ラックなどが発生したり、ＰＣ基板面に対する設置スペ
ースが大きくなるといった問題があった。 【解決手段】ＰＣ基板１に使用に伴い発熱する電気発熱
部品２をリード３を介して垂直に取り付け、上記電気発
熱部品２に放熱板４を固定し、この放熱板４はＰＣ基板
１に対して垂直をなす主放熱部４ａおよびこの主放熱部
４ａから延びて主放熱部４ａより幅狭に形成された固定
脚部４ｂを有し、この固定脚部４ｂをＰＣ基板１に固定
したことを特徴とする基板実装型電気発熱部品の放熱構
造である。電気発熱部品および放熱板の荷重を固定脚部
で支えるから、リードの半田付け部に半田クラックが発
生するのを防止することができる。また、固定脚部は幅
狭に形成されているからＰＣ基板面に占める設置スペー
スが小さくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線基板
に、使用中に発熱を伴う電気発熱部品を実装するととも
にこの電気発熱部品の熱を逃がす放熱板を取付けた基板
実装型電気発熱部品の放熱構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線基板に実装される電気部品
には使用に伴って発熱する部品が少なくない。例えば、
照明装置のインバータ点灯装置に用いられるトランジス
タ、ダイオード、ＦＥＴ、サイリスタ等のスイッチング
素子は、ランプの点灯中にスイッチング作用のために発
熱する。このような電気発熱部品は、それ自身の放熱面
積が小さいため昇温し易く、早期に熱劣化する心配があ
り、これを防止するためこの種電気発熱部品に放熱板を
取付け、この放熱板を通じて放熱する構造が採用されて
いる。

【０００３】図１１は従来の放熱構造を示し、同図にお
いて６１はプリント配線基板（ＰＣ基板）、６２はこの
ＰＣ基板６１に実装され使用に伴って発熱する電気発熱
部品、例えばインバータ点灯装置に用いられるスイッチ
ング素子、６３…はスイッチング素子６２のリードであ
る。このリード６３…は上記ＰＣ基板６１に差し込まれ
半田付けされている。６４は金属製の放熱板であり、上
記スイッチング素子６２の一側面に密着された状態で取
付けねじ６５によりこのスイッチング素子６２に固定さ
れている。したがって、スイッチング素子６２が発熱す
るとこの熱は放熱板６４に伝わり、スイッチング素子６
２自身の表面および放熱板６４の表面から外気に放出さ
れる。よってスイッチング素子６２の温度上昇が抑えら
れ、スイッチング素子６２の熱劣化を防止することがで
きる。

【０００４】上記のような構造の場合、放熱板６４およ
びスイッチング素子６２の荷重はリード６３…に加わる
のでリード６３…の半田付け部に応力が生じる。そし
て、ＰＣ基板６１が周囲の温度変化等によって反りやそ
の復帰変形を繰り返すと、上記応力が作用している半田
付け部に半田クラックなどが発生し、電気的な断線を生
じるといった心配がある。

【０００５】一方、図１１に示す他の従来の放熱構造の
場合は、放熱板７０の下端をＬ字形に屈曲して固定座部
７１を形成し、この固定座部７１をＰＣ基板６１に密着
するように当接させて固定ねじ７２でＰＣ基板６１に固
定してある。そして、スイッチング素子６２のリード６
３…を折曲げ、スイッチング素子６２自身を倒して固定
座部７１の上面に密着させ、このスイッチング素子６２
を取付けねじ７３により固定座部７１に固定してある。

【０００６】このような構造の場合は、スイッチング素
子６２が発熱するとこの熱は放熱板７０に伝わり、スイ
ッチング素子６２自身の表面および放熱板７０の表面か
ら外気に放出される。よってスイッチング素子６２の温
度上昇が抑えられ、スイッチング素子６２の熱劣化を防
止することができる。しかも、スイッチング素子６２の
荷重を放熱板７０が受けるとともに放熱板７０の荷重を
固定座部７１で支持するからリード６３…に応力が加わ
らず、よって半田付け部に半田クラックが発生するなど
の心配はない。

【０００７】しかしながら、後者の場合は、放熱板７０
の固定座部７１にスイッチング素子６２を倒して重ねて
あるため固定座部７１は大きな面積を必要とし、固定座
部７１の幅が放熱板７０の横幅全長と略同じ寸法に形成
されている。このような広い面積の固定座部７１がＰＣ
基板６１に密着して固定されると、ＰＣ基板６１の表面
に占める固定座部７１の面積が大きくなり、これが他の
部品と干渉したり、他の部品を取付けるスペースが小さ
くなるなどの不具合がある。そして、金属製の放熱板７
０とリード６３…は、これらの間で放電などが生じるの
を避けるためにある程度離しておく必要があり、このこ
ともスイッチング素子６２および放熱板７０の実装面積
が大きくなるという原因になっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、従来の構造
の場合、スイッチング素子のような電気発熱部品のリー
ドの半田付け部に応力が作用して半田付け部に半田クラ
ックなどが発生したり、ＰＣ基板６１面への設置スペー
スが大きくなってＰＣ基板６１面の有効利用を損なうと
いった問題がある。

【０００９】したがって、本発明は、スイッチング素子
のような電気発熱部品のリードの半田付け部に応力が作
用せず、よって半田付け部に半田クラックなどが発生す
るのを防止し、かつＰＣ基板面に対する設置スペースを
小さくしてＰＣ基板面の有効利用が可能になる基板実装
型電気発熱部品の放熱構造を提供しようとするものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１の発明は、プリント配線基板と；このプリント
配線基板にリードを介して垂直に取り付けられ使用に伴
い発熱する電気発熱部品と；上記電気発熱部品が密着し
て固定されて上記プリント配線基板に対して垂直をなす
主放熱部およびこの主放熱部から延びて主放熱部より幅
狭に形成され上記プリント配線基板に固定された固定脚
部を備えた放熱板と；を具備していることを特徴とする
基板実装型電気発熱部品の放熱構造である。

【００１１】請求項１の発明によれば、スイッチング素
子等の電気発熱部品は放熱板に取付けられているととも
にこの放熱板は固定脚部を介してＰＣ基板に固定されて
いるから電気発熱部品および放熱板の荷重は固定脚部で
支えることができる。よって、電気発熱部品のリードに
応力が発生するのが軽減され、半田付け部に半田クラッ
クが生じるのを防止することができる。また、固定脚部
は主放熱部から延びてこの主放熱部より幅狭に形成され
ているから小さくなり、ＰＣ基板面に占める設置スペー
スを小さくすることができ、ＰＣ基板面の有効利用が可
能になる。

【００１２】請求項２の発明は、放熱板は打ち抜き加工
にて形成されており、固定脚部が延びる方向の反対側の
位置に切欠き部が形成され、この切欠き部により他の放
熱板の固定脚部が形成されることを特徴とする請求項１
に記載の基板実装型電気発熱部品の放熱構造である。

【００１３】請求項２の発明によれば、固定脚部が延び
る方向の反対側に切欠き部を形成したから、放熱板を打
ち抜いた残りの板材に上記切欠き部に他の放熱板の固定
脚部を形成することができ、よって残りの板で他の放熱
板を容易に形成することができ、材料取りの無駄が生じ
なく、材料費を安価にすることができ、コスト安にな
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下本発明について、図１ないし
図５に示す第１の実施の形態にもとづき説明する。図１
および図２はプリント配線基板にインバータ点灯装置に
用いられるスイッチング素子および放熱板を取付けた構
造を示すもので、図において１はプリント配線基板（Ｐ
Ｃ基板）であり、このＰＣ基板１には、使用に伴って発
熱する電気発熱部品、例えばインバータ点灯装置に用い
られるスイッチング素子２が取付けられている。スイッ
チング素子２は複数本のリード３…を有し、これらリー
ド３…は上記ＰＣ基板１に差し込まれるとともに、それ
ぞれ半田にて固定されている。この場合、リード３…は
ＰＣ基板１から略垂直に立上がり、よってスイッチング
素子２もＰＣ基板１から略垂直に立上がっている。

【００１５】上記スイッチング素子２は放熱板４に取付
けられている。放熱板４は板金をプレス等にて打ち抜き
加工し、かつ一部を曲げたものであり、上記スイッチン
グ素子２が取付けられる主放熱部４ａと、この主放熱部
４ａの端部に一体に形成された固定脚部４ｂを備えてい
る。上記主放熱部４ａには上記スイッチング素子２が密
着して当接されるようになっており、このため主放熱部
４ａはスイッチング素子２の当接面より大きな面積を有
している。このような主放熱部４ａには上記スイッチン
グ素子２が取付けねじ５によって固定されている。上記
固定脚部４ｂの幅ｘは上記主放熱部４ａの幅ｙより幅狭
く形成されており、固定脚部４ｂは主放熱部４ａの端部
から下方に延長され、この延長下端には屈曲成形された
座部４ｃが形成されている。この座部４ｃは固定ねじ６
により上記ＰＣ基板１に固定されている。この場合、主
放熱部４ａおよび固定脚部４ｂはＰＣ基板１に対して略
垂直に立上がっており、スイッチング素子２と並行に設
置されている。

【００１６】なお、主放熱部４ａの端部には固定脚部４
ｂの延長方向と反対側に位置して切欠き部７が形成され
ている。この切欠き部７の幅は上記固定脚部４ｂの幅と
等しく形成されている。

【００１７】このような放熱構造においては、スイッチ
ング素子２が発熱するとこの熱は放熱板４に伝わり、ス
イッチング素子２自身の表面および放熱板４の表面から
外気に放出される。よってスイッチング素子２の温度上
昇が抑えられ、スイッチング素子２の熱劣化を防止する
ことができる。したがって、スイッチング素子２の寿命
が長くなる。

【００１８】そして、上記スイッチング素子２は取付け
ねじ５により放熱板４の主放熱部４ａに固定されている
とともに、放熱板４は端部の固定脚部４ｂが固定ねじ６
によりＰＣ基板１に固定されているから、スイッチング
素子２の荷重は放熱板４を介してＰＣ基板１に支持され
ることになる。よって、リード３…にスイッチング素子
２や放熱板４の荷重が加わらず、リード３…の半田付け
部に応力が発生するのを回避することができる。したが
って、半田付け部に半田クラックが発生するなどの不具
合を防止することができる。

【００１９】さらに、上記スイッチング素子２および放
熱板４はＰＣ基板１に対して略垂直に立上がっているか
らＰＣ基板１に対する投影面積が小さく、ＰＣ基板１面
に占める面積を小さくすることができる。放熱板４は固
定脚部４ｂの座部４ｃを固定ねじ６でＰＣ基板１に固定
されているが、固定脚部４ｂおよび座部４ｃは主放熱部
４ａより幅狭く形成されているから、座部４ｃの当接面
積は小さくてすみ、よって放熱板４のＰＣ基板１面に占
める固定面積を小さくすることができる。

【００２０】このようなことから、放熱板４が他の部品
と干渉したり、他の部品を取付けるためのスペースを小
さくするなどの不具合を防止することができる。

【００２１】また、固定脚部４ｂは主放熱部４ａの端部
に形成されているから、スイッチング素子２のリード３
…と大きく離すことができ、これらの間で放電を生じる
などの不具合を避けることができる。

【００２２】そして、上記実施例の放熱板４は、主放熱
部４ａの端部に切欠き部７を形成してあり、この切欠き
部７の幅を固定脚部４ｂの幅と同等にしたから、放熱板
４の材料取りの無駄が少なくなる。すなわち、図３は素
材となる板金１０から放熱板４を打ち抜く場合の打ち抜
き形状を示すもので、板金１０は予め放熱板４の全体幅
に一致する幅Ｚに切断されている。このような板金１０
から順次打ち抜きにて放熱板４の材料取りを進めるもの
で、ａが１番目の打ち抜き品、ｂは２番目の打ち抜き
品、ｎはｎ番目の打ち抜き品を示す。これら打ち抜き品
ａ〜ｎから理解できるように、本実施例の放熱板４は主
放熱部４ａの端部に固定脚部４ｂと切欠き部７を形成し
てあるから、切欠き部７が隣接する放熱板４の固定脚部
４ｂとなり、材料取りの無駄が少なくなる。この場合、
１番目の打ち抜き品ａの端部にブランク片１１が形成さ
れるとともに、ｎ番目の打ち抜き品の主放熱部４ａの隣
に他のブランク片１２が形成されるが、これらブランク
片１１および１２は板金１０全体からすれば微小面積で
あり、これらブランク片１１および１２を捨てるとして
も、材料の無駄はきわめて少ない。よって放熱板４の材
料費を安価にすることができ、コスト安になる。

【００２３】図４および図５は、上記構成のスイッチン
グ素子の放熱構造を、照明器具に適用した例を示す。す
なわち、図４は蛍光ランプ用照明器具を示し、２０は照
明器具本体である。この照明器具本体２０には長手方向
の両端部にソケット２１，２１が取り付けられており、
これらソケット２１，２１には直管形蛍光ランプ２２が
取着されている。上記照明器具本体２０にはインバータ
点灯装置２３が収容されている。インバータ点灯装置２
３は図５に示すように、板金製のケーシング２４および
カバー２５に囲まれた空間にプリント配線基板１を収容
し、このＰＣ基板１にトランジスタ、ダイオード、ＦＥ
Ｔ、サイリスタ等のスイッチング素子２や、図示しない
がその他の高周波を発信するのに必要な電子回路部品、
例えばノイズフィルタ、全波整流器、電解平滑コンデン
サ、チョークバラスト、直流カットコンデンサや共振用
インダクタ、共振用コンデンサ等が実装されている。

【００２４】そして、上記スイッチング素子２は、既に
説明した図１および図２に示す構造によって、放熱板４
と一緒にＰＣ基板１に固定されている。本実施例の場
合、図６に示すように、放熱板４を上記インバータ点灯
装置２３のケーシング２４の内面に接触させてあり、こ
の放熱板４とケーシング２４の側壁を連結ねじ２６によ
り固定してある。

【００２５】このような照明器具の構造であれば、スイ
ッチング素子２および放熱板４の荷重がケーシング２４
にも支えられるようになり、これらスイッチング素子２
および放熱板４の機械的支持強度が一層向上する。しか
も、放熱板４の熱がケーシング２４にも伝えられ、広い
表面積をもつケーシング２４から放出されるから、放熱
効率が一層向上することになる。

【００２６】なお、上記第１の実施の形態の場合、主放
熱部４ａの一端に固定脚部４ｂを形成した例を説明した
が本発明はこれに限らず、図７および図８に示す第２の
実施の形態のように構成してもよい。第２の実施の形態
は、放熱板４０の中央部に主放熱部４１を形成するとと
もに、この主放熱部４１の両端にそれぞれ固定脚部４
２，４２を形成し、これら固定脚部４２，４２の下端に
形成した座部４３，４３を固定ねじ４４，４４によりＰ
Ｃ基板１に固定してある。放熱板４０には固定脚部４
２，４２の反対側に切欠き部４６，４６が形成されてい
る。そして、上記主放熱部４１には２個の電気発熱部
品、例えばスイッチング素子２，２が並べて配置され、
これらスイッチング素子２，２は取付けねじ４５，４５
により主放熱部４１に密着して固定されている。スイッ
チング素子２，２のリード３…はＰＣ基板１に嵌挿され
て半田付けされている。これによりスイッチング素子
２，２はＰＣ基板１に対して略垂直に立設されていると
ともに放熱板４０も略垂直に立設されている。

【００２７】このような放熱構造であっても、スイッチ
ング素子２，２は取付けねじ４５により放熱板４０の主
放熱部４１に固定されているとともに、放熱板４０は両
端部の固定脚部４２，４２がそれぞれ固定ねじ４４，４
４によりＰＣ基板１に固定されているから、スイッチン
グ素子２，２の荷重は放熱板４０を介してＰＣ基板１に
支持されることになり、よってリード３…にスイッチン
グ素子２，２や放熱板４０の荷重が加わらず、リード３
…の半田付け部に応力が発生するのを回避することがで
きる。

【００２８】また、スイッチング素子２，２および放熱
板４０はＰＣ基板１に対して略垂直に立上がっているか
らＰＣ基板１に対する投影面積が小さく、ＰＣ基板１面
に占める面積を小さくすることができる。このため、放
熱板４０が他の部品と干渉したり、他の部品を取付ける
ためのスペースを小さくするなどの不具合を防止するこ
とができる。

【００２９】そしてまた、放熱板４０には固定脚部４
２，４２の反対側に切欠き部４６，４６を形成してある
から、図８に示すように、板金１０をプレス打ち抜きに
より材料取りした場合、切欠き部４６，４６が隣接する
放熱板４０の固定脚部４２，４２となり、材料取りの無
駄が少なくなる。

【００３０】さらにまた、本発明は、図９および図１０
に示す第３の実施の形態のように構成してもよい。第３
の実施の形態は、放熱板５０の中央部に固定脚部５２を
形成するとともに、この固定脚部５２の両端に主放熱部
５１，５１を形成した例である。この場合も、主放熱部
５１からみれば固定脚部５２はこの主放熱部５１の端部
に位置していることになる。この放熱板５０は固定脚部
５２の下端に形成した座部５３を固定ねじ５４によりＰ
Ｃ基板１に固定してある。また、放熱板５０には固定脚
部５２の反対側に切欠き部５６が形成されている。そし
て、上記主放熱部５１，５１にはそれぞれ電気発熱部
品、例えばスイッチング素子２，２が取付けねじ５５，
５５により密着して固定されている。スイッチング素子
２，２のリード３…はＰＣ基板１に嵌挿されて半田付け
されている。これによりスイッチング素子２，２はＰＣ
基板１に対して略垂直に立設されているとともに放熱板
５０も略垂直に立設されている。

【００３１】このような放熱構造であっても、スイッチ
ング素子２，２は取付けねじ５５により放熱板５０の主
放熱部５１，５１に固定されているとともに、放熱板５
０は中央部の固定脚部５２が固定ねじ５４によりＰＣ基
板１に固定されているから、スイッチング素子２，２の
荷重は放熱板５０を介してＰＣ基板１に支持されること
になり、よってリード３…にスイッチング素子２，２や
放熱板５０の荷重が加わらず、リード３…の半田付け部
に応力が発生するのを回避することができる。

【００３２】また、スイッチング素子２，２および放熱
板５０はＰＣ基板１に対して略垂直に立上がっているか
らＰＣ基板１に対する投影面積が小さく、ＰＣ基板１面
に占める面積を小さくすることができる。このため、放
熱板５０が他の部品と干渉したり、他の部品を取付ける
ためのスペースを小さくするなどの不具合を防止するこ
とができる。

【００３３】そしてまた、放熱板５０には固定脚部５２
の反対側に切欠き部５６を形成してあるから、図１０に
示すように、板金１０をプレス打ち抜きにより材料取り
した場合、切欠き部５６が隣接する放熱板５０の固定脚
部５２となり、材料取りの無駄が少なくなる。

【００３４】なお、上記各実施例では、電気発熱部品と
してスイッチング素子を用いた例を説明したが、電気発
熱部品はトランジスタ、ダイオード、ＦＥＴ、サイリス
タ等のように要するに使用に伴って発熱する電気部品で
あれば何であってもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上説明した通り請求項１の発明によれ
ば、電気発熱部品および放熱板の荷重は放熱板から延び
た固定脚部で支えることができるので、電気発熱部品の
リードに応力が発生するのが軽減され、半田付け部に半
田クラックが発生するのを防止することができる。ま
た、固定脚部は主放熱部から延びて主放熱部より幅狭に
形成されているから小さくてすみ、ＰＣ基板面に占める
設置スペースを小さくすることができ、ＰＣ基板面の有
効利用が可能になる。

【００３６】また、請求項２の発明によれば、固定脚部
が延びる方向の反対側に切欠き部を形成したから、放熱
板を打ち抜いた残りの板材に上記切欠き部に他の放熱板
の固定脚部を形成することができ、よって残りの板で他
の放熱板を容易に形成することができ、材料取りの無駄
が生じなく、材料費を安価にすることができ、コスト安
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示し、プリント配
線基板にスイッチング素子および放熱板を取付けた構造
を示す斜視図。

【図２】同実施例のスイッチング素子および放熱板の取
付け構造を示し、（Ａ）図は正面図、（Ｂ）図は側面
図。

【図３】同実施例の放熱板の材料取りを示す板金の平面
図。

【図４】同実施例の取付け構造を採用した蛍光ランプ照
明器具の正面図。

【図５】同照明器具に取付けられたインバータ点灯装置
の外観を示し、（Ａ）図は平面図、（Ｂ）図は側面図。

【図６】図５の（Ｂ）図中VI−VI線に沿う断面図。

【図７】本発明の第２の実施の形態を示し、プリント配
線基板にスイッチング素子および放熱板を取付けた構造
を示す正面図。

【図８】同実施例の放熱板の材料取りを示す板金の平面
図。

【図９】本発明の第３の実施の形態を示し、プリント配
線基板にスイッチング素子および放熱板を取付けた構造
を示す正面図。

【図１０】同実施例の放熱板の材料取りを示す板金の平
面図。

【図１１】従来のスイッチング素子および放熱板の取付
け構造を示し、（Ａ）図は正面図、（Ｂ）図は側面図。

【図１２】他の従来のスイッチング素子および放熱板の
取付け構造を示し、（Ａ）図は正面図、（Ｂ）図は側面
図。

【符号の説明】

１…ＰＣ基板 ２…スイッチング素子 ３…リード ４，４０，５０…放熱板 ４ａ，４１，５１…主放熱部 ４ｂ，４２，５２…固定脚部 ４ｃ，４３，５３…座部 ５，４５，５５…取付けねじ ６，４４，５４…固定ねじ ７，４６，５６…切欠き部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント配線基板と；このプリント配線
   基板にリードを介して垂直に取り付けられ使用に伴い発
   熱する電気発熱部品と；上記電気発熱部品が密着して固
   定され上記プリント配線基板に対して垂直をなす主放熱
   部およびこの主放熱部から延びて主放熱部より幅狭に形
   成され上記プリント配線基板に固定された固定脚部を備
   えた放熱板と；を具備していることを特徴とする基板実
   装型電気発熱部品の放熱構造。
2. 【請求項２】 上記放熱板は打ち抜き加工にて形成され
   ており、上記固定脚部が延びる方向の反対側の位置に切
   欠き部が形成され、この切欠き部により他の放熱板の固
   定脚部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の
   基板実装型電気発熱部品の放熱構造。