WO2023112709A1 - 実装基板、及び実装基板を搭載した電気機器 - Google Patents

実装基板、及び実装基板を搭載した電気機器 Download PDF

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Definitions

  • the semiconductor device includes an electronic component, a substrate on which the electronic component is mounted, a lower housing on which the substrate is mounted, and a heat spreader to which the electronic component is metal-bonded to the first surface via a bonding material.
  • the lower housing has an opening for engaging the heat spreader, and the heat spreader is bonded to the opening via a bonding material.
  • the heat spreader has a second surface facing the first surface exposed from the lower housing (see Patent Document 1, for example).
  • a non-insulating component is arranged between the semiconductor device and the heat spreader, and an insulating component is arranged between the heat spreader and the heat sink.
  • an insulating component is arranged between the heat spreader and the heat sink.
  • the mounting substrate may be characterized in that the first insulating member has a thickness of 0.2 mm or more and 0.8 mm or less. According to this, similarly to the above, it is possible to prevent the printed circuit board from being distorted when the printed circuit board is attached to the heat dissipation component. From the viewpoint of suppressing distortion, the thickness of the first insulating member is more preferably 0.2 mm or more and 0.3 mm or less.
  • the mounting substrate may be characterized in that the thermal conductivity of the first insulating member is 3 W/mK or more and 20 W/mK or less. According to this, similarly to the above, the efficiency of transferring heat from the heat generated from the electronic component to the heat spreader is improved. From the viewpoint of improving heat dissipation, the thermal conductivity of the first insulating member is desirably 3 W/mK or more and 8 W/mK or less.
  • an electrical device that performs power conversion of power supplied from a power supply device may be an electrical device on which the mounting board described above is mounted. According to this, the heat generated from the cooling structure can be diffused into the air outside the electrical equipment, and the electrical equipment can be cooled by the outside air. Moreover, the circuit pattern of the printed circuit board can be mounted on the electrical equipment.
  • the present invention can be applied to a mounting board 1 as shown in FIG. Moreover, by mounting the mounting board 1 as shown in FIG. 1, the present invention can also be applied to a power conditioner 8 (corresponding to the electrical equipment in the present invention) as shown in FIG.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a mounting board 1 to which the present invention is applied.
  • a mounting substrate 1 in this application example includes an electronic component 2, a printed circuit board 3, a heat spreader 4, a heat sink 5, and the like.
  • the electronic component 2 is, for example, a semiconductor component such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or a power semiconductor such as a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). It includes a package 21 and a heat radiation pad 22 having heat radiation.
  • the heat dissipation pad 22 is formed integrally with a lead 23 on which a semiconductor chip made of gallium nitride (GaN) is mounted.
  • the electronic component 2 generates heat by applying a current to the electronic element.
  • the mounting board 1 includes electronic components other than the electronic component 2 (for example, a capacitor, etc.), but the electronic component 2 generates a larger amount of heat than the other electronic components.
  • the heat spreader 4 made of metal when the heat spreader 4 made of metal is joined to the heat dissipation pad 22 via a non-insulating heat dissipation member, the heat spreader 4 has the same potential as the heat dissipation pad 22, and the electric potential between the lead 23 and the first insulating member 6 is low. The insulation distance is shortened, and there is a risk of short circuit due to creeping discharge, space discharge, or the like.
  • the mounting substrate 1 under condition #1 is assumed to have a standard configuration.
  • condition #2 the strain is smaller than that of condition #1, but the thermal resistance is higher, and the value is close to the upper limit (10.6 K/W) of the range in which the thermal resistance is considered to be a good value.
  • the mounting substrate 1 under condition #2 can be regarded as having a configuration that has an effect of improving heat dissipation.
  • the heat resistance is a large value, and the heat radiation performance is worse compared to the condition #1.
  • a thermally conductive metal base 82 is installed on one side of the housing 81 of the power conditioner 8 .
  • the heat sink 5 to which the printed circuit board 3 is connected is screwed to the metal base 82 with the second screws 71 . Since a part of the heat sink 5 is exposed to the outside of the housing 81 in this way, the heat generated from the electronic component 2 is easily transferred to the outside air.

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Abstract

電子部品を実装したプリント基板をヒートシンクにネジ締めする際に、接合材と電子部品との間、あるいはプリント基板と電子部品との間で短絡が生じること、及びプリント基板と電子部品が接触することによってプリント基板にひずみが生じ、このひずみに起因して電子部品が破損することを防止できる実装基板、及び当該実装基板を搭載した電気機器を提供する。実装基板は、電子部品と、プリント基板と、ヒートスプレッダと、放熱部品と、を備え、電子部品とヒートスプレッダの間、及びヒートスプレッダと放熱部品の間にはそれぞれ、絶縁体である第１の絶縁部材及び第２の絶縁部材が配置され、第１の絶縁部材及び第２の絶縁部材の硬度は、ヒートスプレッダの硬度と比較して低いことを特徴とする。

Description

実装基板、及び実装基板を搭載した電気機器
　本発明は、実装基板、及び実装基板を搭載した電気機器に関する。
　従来、電子部品の放熱性を大幅に高めることのできる半導体装置が公知である。当該半導体装置は、電子部品と、電子部品を実装する基板と、基板を搭載する下部筐体と、第１の表面に、接合材を介して電子部品が金属接合されるヒートスプレッダと、を有する。下部筐体は、ヒートスプレッダを係合させる開口部を有し、ヒートスプレッダは、開口部に接合材を介して接合される。そして、ヒートスプレッダは、第１の表面に対向する第２の表面が下部筐体から露出している（例えば、特許文献１参照）。
　また、半導体装置に関して、半導体装置で発生した熱が、その放熱面から非絶縁部材を介して導電性高熱伝導部材に伝わって拡散され、さらに第１絶縁部材を介して放熱部品に伝わる放熱構造も公知である。当該半導体装置は、基板と電気的に接続される電気的接合面と、その反対側の放熱面とを有し、当該放熱構造においては、放熱面が非絶縁部材を介して導電性高熱伝導部材に接合または接触するとともに、この導電性高熱伝導部材が第１絶縁部材を介して放熱部品に接合または接触していることを特徴とする（例えば、特許文献２参照）。
特開２０１４－００３２５８号公報 特開２０１７－１９１９０４号公報
　上記特許文献１において開示されているような半導体装置においては、電流を流した際の発熱量が多い電子部品の放熱性を大幅に高めるために、電子部品が接合材を介して、熱を大気中に拡散する性質を有するヒートスプレッダに接合している。また、電子部品が接合材を介して、より密にヒートスプレッダに接合するように、例えば電子部品を実装した基板をネジ締めによってヒートスプレッダに固定する構成が考えられる。しかしながら、接合材が非絶縁性であるため、放熱パッドとヒートスプレッダが電気的に接続してしまい、電子部品の端子とヒートスプレッダとの絶縁距離を充分に確保できない場合があった。また、上記特許文献２において開示されているような放熱構造においては、半導体デバイスとヒートスプレッダの間に非絶縁部品が配置されており、ヒートスプレッダとヒートシンクの間に絶縁部品が配置されている。しかしながら、非絶縁部品や絶縁部品の硬度が高い場合には、半導体デバイスを実装した基板をネジ締めによってヒートシンクに固定する際に、基板に大きなひずみが生じ、このひずみに起因して例えば基板上に実装されたセラミックコンデンサ等の部品が破損する虞がある。
　本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、電子部品（上記の半導体デバイスに相当）を実装したプリント基板（上記の基板に相当）をヒートシンクにネジ締めする際に、ヒートスプレッダと電子部品の端子との間で短絡が生じることを防止し、または、プリント基板にひずみが生じ、このひずみに起因して電子部品が破損することを防止できる実装基板、及び当該実装基板を搭載した電気機器を提供することを最終的な目的とする。
　上記の課題を解決するための本発明は、
　電子素子、及び当該電子素子を囲うように形成されたパッケージ、及び放熱性を有する放熱パッドを含む電子部品と、
　外部回路と接続される端子を介して、前記電子部品が実装されるプリント基板と、
　金属を主成分とし、前記電子部品から発生した熱が伝達されるヒートスプレッダと、
　金属を主成分とし、前記ヒートスプレッダにおける熱がさらに伝達され空気中に放熱する放熱部品と、を備え、
　前記電子部品と前記ヒートスプレッダの間、及び前記ヒートスプレッダと前記放熱部品の間にはそれぞれ、絶縁体である第１の絶縁部材及び第２の絶縁部材が配置され、
　前記第１の絶縁部材及び前記第２の絶縁部材の硬度は、前記ヒートスプレッダの硬度と比較して低いことを特徴とする、実装基板である。
　本発明によれば、放熱のための第１の絶縁部材が絶縁体であることから、実装基板にかかる力によって端子がヒートスプレッダに近づいたとしても、短絡が生じることを防止できる。また、第１および第２の絶縁部材は硬度が低く変形性に富むことから、実装基板に力がかかった際には、第１および第２の絶縁部材を優先的に変形させることができる。これによって、基板の変形が抑制される。また、電子部品がリードを介して一定の距離を取ってプリント基板に実装されている場合は、電子部品とプリント基板の間の距離の減少が抑制される。また、電子部品の放熱パッドとヒートスプレッダの間に第１の絶縁部材を配置することにより、電子部品の端子とヒートスプレッダの短絡を抑制できる。
　また、本発明においては、前記第１の絶縁部材の硬度は、硬度を表す規格であるＡｓｋｅｒＣを用いて、ＡｓｋｅｒＣ５以上ＡｓｋｅｒＣ５０以下であることを特徴とする、実装基板としてもよい。これによれば、プリント基板を放熱部品に取り付ける際に、プリント基板にひずみが生じることを抑制できる。なお、ひずみが生じることを抑制する観点において、第１の絶縁部材の硬度は、ＡｓｋｅｒＣ５以上ＡｓｋｅｒＣ２０以下であるとより望ましい。
　また、本発明においては、前記第１の絶縁部材の厚さは、０．２ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であることを特徴とする、実装基板としてもよい。これによれば、上記と同様、プリント基板を放熱部品に取り付ける際に、プリント基板にひずみが生じることを抑制できる。なお、ひずみが生じることを抑制する観点において、第１の絶縁部材の厚さは、０．２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であるとより望ましい。
　また、本発明においては、前記ヒートスプレッダの面積は、前記放熱パッドの面積の２倍以上７倍以下であることを特徴とする、実装基板としてもよい。これによれば、電子部品が第１の絶縁部材を介してヒートスプレッダに密着しやすくなり、プリント基板を放熱部品に取り付ける際に、プリント基板にひずみが生じることを抑制できる。また、ヒートスプレッダに、電子部品から発生した熱を、放熱パッド及び第１の絶縁部材を経て伝達しやすく、さらに第２の絶縁部材に熱を伝達しやすい。なお、放熱性を向上させる観点においては、ヒートスプレッダの面積は、放熱パッドの面積の２倍以上４倍以下であるとより望ましく、ひずみが生じることを抑制する観点においては、ヒートスプレッダの面積は、放熱パッドの面積の４倍以上６倍以下であるとより望ましい。
　また、本発明においては、前記第１の絶縁部材の熱伝導率は、前記第２の絶縁部材の熱伝導率と比較して高いことを特徴とする、実装基板としてもよい。これによれば、電子部品から発生した熱がヒートスプレッダに伝達する際の伝達効率が向上する。
　また、本発明においては、前記第１の絶縁部材の熱伝導率は、３Ｗ／ｍＫ以上２０Ｗ／ｍＫ以下であることを特徴とする、実装基板としてもよい。これによれば、上記と同様、電子部品から発生した熱からヒートスプレッダに伝達する熱の伝達効率が向上する。なお、放熱性を向上させる観点において、第１の絶縁部材の熱伝導率は、３Ｗ／ｍＫ以上８Ｗ／ｍＫ以下であると望ましい。
　また、本発明においては、前記ヒートスプレッダの厚さは、０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることを特徴とする、実装基板としてもよい。これによれば、ヒートスプレッダが第２の絶縁部材を介して放熱部品に熱を伝達しやすく、放熱性を向上させる観点において望ましい。
　また、本発明においては、前記第１の絶縁部材は、複数の前記電子部品の各々の前記放熱パッドと接続されていることを特徴とする、実装基板としてもよい。これによれば、簡単な構造で、プリント基板における複数の電子部品の放熱を可能とし、実装基板の小型化、低コスト化を図ることができる。
　また、本発明においては、電力供給装置から供給される電力の電力変換を行う電気機器であって、上記に記載の実装基板を搭載した電気機器としてもよい。これによれば、冷却構造部から発生した熱を電気機器の外部の空気中に拡散することや、電気機器において外気によって冷却することができる。また、プリント基板の回路パターンを電気機器に搭載できる。
　なお、上記の課題を解決するための手段は、可能な限り互いに組み合わせて用いることができる。
　本発明によれば、実装基板において、電子部品を実装したプリント基板の組付け時に、電子部品の放熱パッドと端子との間で短絡が生じること、またはプリント基板にひずみが生じ、このひずみに起因して電子部品が破損することを防止できる。
図１は、本発明の実施例１に係る実装基板の一例を示す断面模式図である。 図２は、本発明の実施例１に係る実装基板において、電子部品を実装したプリント基板をヒートシンクにネジ締めする様子を示す断面模式図である。 図３Ａ及び図３Ｂは、本発明の実施例１に係る実装基板について、第１の絶縁部材及びヒートスプレッダの特性値の違いによる熱抵抗を評価対象とした比較評価の結果を示す表である。 図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の実施例１に係る実装基板について、第１の絶縁部材及びヒートスプレッダの特性値の違いによるプリント基板のひずみを評価対象とした比較評価の結果を示す表である。 図５は、本発明の実施例１に係る実装基板を搭載したパワーコンディショナの一例を示す断面模式図である。 図６は、本発明の実施例２に係る実装基板において、電子部品を実装したプリント基板をヒートシンクにネジ締めする様子を示す断面模式図である。
〔適用例〕
　以下に本発明の適用例の概要について一部の図面を用いて説明する。本発明は図１に示すような実装基板１に適用することができる。また、図１に示すような実装基板１を搭載することで、本発明は図５に示すようなパワーコンディショナ８（本発明における電気機器に相当する）に適用することもできる。
　図１は、本発明が適用された実装基板１の一例を示す断面模式図である。本適用例における実装基板１は、電子部品２、及びプリント基板３、及びヒートスプレッダ４、及びヒートシンク５等を含んで構成される。電子部品２は、例えばＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の半導体部品やＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のパワー半導体であり、電子素子（不図示）、及び電子素子を囲うように形成されたパッケージ２１、及び放熱性を有する放熱パッド２２を含んで構成される。放熱パッド２２は、例えば窒化ガリウム（ＧａＮ）を用いた半導体チップがマウントされたリード２３と一体に形成されている。電子素子に電流を流すことによって、電子部品２は発熱する。実装基板１には電子部品２以外の他の電子部品（例えばコンデンサ等）も含まれるが、電子部品２は他の電子部品と比較して発熱量が大きい。
　端子として外部回路と接続されるリード２３は、電子部品２のパッケージ２１の内側から外側に延伸し、一部がガルウィング状に形成されている。リード２３の一端は、例えばはんだペースト（不図示）を介してプリント基板３（正確にはプリント基板３の表面に形成された電極等）に電気的に接続される。図１に示す場合には、電子部品２は、プリント基板３に接するように実装されている。プリント基板３は、例えば多層構造を有し、熱硬化性エポキシ樹脂を基材とするビルドアッププリント配線板であってもよい。
　ヒートスプレッダ４は、例えばアルミニウム等の金属を主成分とし、熱伝導率は約１９０Ｗ／ｍＫである。ヒートスプレッダ４には、上述の通りに電子部品２から発生した熱が、放熱パッド２２及び後述の第１の絶縁部材６を経て伝達される。ヒートスプレッダ４の面積は、放熱パッド２２の面積と比較して大きい。ヒートシンク５も、例えばアルミニウム等の金属を主成分とする。ヒートシンク５には、ヒートスプレッダ４が吸収した熱が、後述の第２の絶縁部材６１を介してさらに伝達され、伝達された熱を周囲、例えば外気に拡散する。なお、ヒートスプレッダ４の熱伝導率は、第１の絶縁部材６及び第２の絶縁部材６１と比較してはるかに大きく、これによって第１の絶縁部材６から第２の絶縁部材６１へ熱が伝達しやすい。ここで、ヒートシンク５は、本発明における放熱部品に相当する。
　第１の絶縁部材６及び第２の絶縁部材６１は、例えばシート状のシリコーン等から成る絶縁体である。第１の絶縁部材６は、電子部品２とヒートスプレッダ４の間に配置され、第２の絶縁部材６１は、ヒートスプレッダ４とヒートシンク５の間に配置される。電子部品２及びヒートスプレッダ４及びヒートシンク５をより密接に接合させるため、第１の絶縁部材６及び第２の絶縁部材６１として、粘着性を有する部材を採用してもよい。
　本適用例において、第１の絶縁部材６及び第２の絶縁部材６１の特性値は以下の通りである。第１の絶縁部材６については、厚さは０．３ｍｍ、熱伝導率は８Ｗ／ｍＫ、硬度はＡｓｋｅｒＣ２０である。なお、ＡｓｋｅｒＣとは、硬度を表す規格の一種である。第２の絶縁部材６１については、厚さは１．０ｍｍ、熱伝導率は１Ｗ／ｍＫ、硬度はＡｓｋｅｒＣ２０である。第１の絶縁部材６及び第２の絶縁部材６１の硬度は、ヒートスプレッダ４の硬度と比較して低い。また、第１の絶縁部材６の熱伝導率は、第２の絶縁部材６１の熱伝導率と比較して高い。なお、上記の特性値は一例であり、これらの条件を満たせば当該特性値に限る必要はない。
〔実施例１〕
　以下、本発明の実施例１に係る実装基板１、及び電気機器の例としてのパワーコンディショナ８について、図面を用いてより詳細に説明する。なお、本発明に係る実装基板１、及びパワーコンディショナ８は、以下の構成に限定する趣旨のものではない。
＜実装基板の構成＞
　図２は、本発明の実施例１に係る実装基板１において、電子部品２を実装したプリント基板３をヒートシンク５にネジ締めする様子を示す断面模式図である。プリント基板３は複数のネジ孔３１を有し、ネジ７をネジ孔３１に通して締めることで、プリント基板３をヒートシンク５に固定できる。リード２３は、図２の向きにおける縦方向の距離Ｄ、及び横方向の距離Ｄ′（以下、距離Ｄと距離Ｄ′を合わせて「絶縁距離」という。）だけ第１の絶縁部材６から離れた位置に配置される。ここで、絶縁距離によって、リード２３と第１の絶縁部材６は一定の距離を取るが、ネジ締めの際に生じる力によってリード２３または第１の絶縁部材６が変形し、リード２３と第１の絶縁部材６が接触する虞があった。よって、第１の絶縁部材６の代わりに非絶縁性の放熱部材が用いられた場合には、リード２３と放熱部材が短絡する場合があった。また、金属製のヒートスプレッダ４を非絶縁性の放熱部材を介して放熱パッド２２と接合した場合には、ヒートスプレッダ４が放熱パッド２２と同じ電位となり、リード２３と第１の絶縁部材６の間の絶縁距離が短くなり、沿面放電や空間放電等による短絡を引き起こす虞があった。
　これに対して、本実施例においては、上述の適用例に記載の通り、第１の絶縁部材６が絶縁体であることから、ネジ締めの際に生じる力によってリード２３と第１の絶縁部材６が接触しても、短絡が生じることを防止できる。また、第１の絶縁部材６及び第２の絶縁部材６１の硬度は、ヒートスプレッダ４の硬度と比較して低い。よって、第２の絶縁部材６１は、変形性に富み、比較的硬度が高いヒートスプレッダ４から生じる力を含め、ネジ締めの際に生じる力（図２に示す矢印は当該力を示す）を吸収しやすい。すなわち、第２の絶縁部材６１の変形によって第１の絶縁部材６やプリント基板３の変形が抑制され、絶縁距離が縮まることも抑制される。結果的に、ネジ締めの際にリード２３と第１の絶縁部材６が接触することも抑制できる。また、第２の絶縁部材６１の厚さが比較的厚いことも、ネジ締めの際に生じる力を吸収することに寄与する。
　また、ヒートシンク５が力による変形性に乏しいのに対して、第２の絶縁部材６１は力による変形性に富むことから、ヒートスプレッダ４が直接ヒートシンク５に押し付けられる場合と比較して、ヒートスプレッダ４が第２の絶縁部材６１に押し付けられることによって、ヒートスプレッダ４が密着しやすく、ヒートスプレッダ４から熱が伝達されやすい。結果的にヒートシンク５が周囲に拡散する熱の量も多くなる。また、放熱パッド２２に接して配置される第１の絶縁部材６の厚さが比較的薄く、第１の絶縁部材６の熱伝導率が比較的高いため、電子部品２から発生した熱はヒートスプレッダ４に伝達しやすい。
＜効果検証例＞
　図３Ａ及び図３Ｂは、本発明の実施例１に係る実装基板１について、第１の絶縁部材６及びヒートスプレッダ４の特性値の違いによる熱抵抗を評価対象とした比較評価の結果を示す表である。また、図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の実施例１に係る実装基板１について、第１の絶縁部材６及びヒートスプレッダ４の特性値の違いによるプリント基板３のひずみを評価対象とした比較評価の結果を示す表である。ここで、熱抵抗の評価については、熱抵抗が５．０Ｋ／Ｗ以上１０．６Ｋ／Ｗ以下であれば良好な値（図３Ａ、図４Ａでは「効果あり」と表記）とし、熱抵抗が５．０Ｋ／Ｗ未満であればより良好な値（図３Ａ、図４Ａでは「大きな効果あり」と表記）とし、熱抵抗が１０．６Ｋ／Ｗ超過であれば有意な効果が得られない値（図３Ａ、図４Ａでは「効果無し」と表記）としている。また、同様に、プリント基板３のひずみ（以下、単純に「ひずみ」という）の評価については、ひずみが９３９μＳＴ以上１１０１μＳＴ以下であれば良好な値とし、ひずみが９３９μＳＴ未満であればより良好な値とし、ひずみが１１０１μＳＴであれば有意な効果が得られない値としている。
　図３Ｂにおいて、条件＃１における実装基板１を標準的な構成とする。条件＃２では、条件＃１と比較してひずみは小さいが熱抵抗が高く、熱抵抗は良好な値とする範囲の上限値（１０．６Ｋ／Ｗ）に近い値である。ここで、条件＃２における実装基板１は、放熱性について改善効果がある構成と捉えることができる。条件＃３乃至条件＃５では、熱抵抗が大きな値となっており条件＃１と比較して放熱性が悪化している。他の各々の条件と比較して、条件＃３では、第１の絶縁部材６の熱伝導率が２Ｗ／ｍＫと最も低く、条件＃４では、放熱パッド２２に対するヒートスプレッダ４の面積比が１．８倍と最も小さく、条件＃５では、ヒートスプレッダ４の厚さが０．１ｍｍと最も薄い。なお、全ての条件において、ひずみはより良好な値である。
　図４Ｂにおいて、条件＃１における実装基板１を標準的な構成とする。条件＃２では、条件＃１と比較して熱抵抗は低いがひずみが大きく、ひずみはより良好な値とする範囲の上限値（９３９μＳＴ）に近い値である。ここで、条件＃２における実装基板１は、ひずみについて改善効果がある構成と捉えることができる。条件＃３乃至条件＃５では、条件＃２と比較してひずみが大きく、より良好な値から良好な値となる。条件＃２と比較して、条件＃３では、第１の絶縁部材６の硬度が高く、条件＃４では、第１の絶縁部材６の厚さが薄く、条件＃５では、放熱パッド２２に対するヒートスプレッダ４の面積比が大きい。条件＃６では、条件＃３と比較してさらに第１の絶縁部材６の硬度が高く、ひずみが大きな値となっている。他の各々の条件と比較して、条件＃７では、第１の絶縁部材６の硬度がＡｓｋｅｒＣ６０と最も高く、ひずみは有意な効果が得られない値である。
　図３Ａ及び図３Ｂにおける熱抵抗を評価対象とした比較評価の結果より、本発明の実施例１に係る実装基板１について、第１の絶縁部材６の熱伝導率は３Ｗ／ｍＫ以上８Ｗ／ｍＫ以下であることが望ましい。なお、第１の絶縁部材６の熱伝導率は３Ｗ／ｍＫ以上２０Ｗ／ｍＫ以下であってもよい。ヒートスプレッダ４の厚さは０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることが望ましい。また、図４Ａ及び図４Ｂにおけるひずみを評価対象とした比較評価の結果より、本発明の実施例１に係る実装基板１について、第１の絶縁部材６の硬度はＡｓｋｅｒＣ２０以上ＡｓｋｅｒＣ５０以下であることが望ましい。なお、第１の絶縁部材６の硬度はＡｓｋｅｒＣ５以上ＡｓｋｅｒＣ２０以下であるとより望ましい。第１の絶縁部材６の厚さは０．２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であることが望ましい。なお、第１の絶縁部材６の厚さは０．２ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であってもよい。また、放熱パッド２２に対するヒートスプレッダ４の面積比は、図３Ａ及び図３Ｂにおける比較評価の結果によれば、２倍以上４倍以下であることが望ましいのに対して、図４Ａ及び図４Ｂにおける比較評価の結果によれば、４倍以上７倍以下であることが望ましく、より望ましくは４倍以上６倍以下である。
＜パワーコンディショナの構成＞
　図５は、本発明の実施例１に係る実装基板１を搭載したパワーコンディショナ８の一例を示す断面模式図である。実装基板１は電気機器に搭載されてよく、電気機器は、例えば、パワーコンディショナ８等の電力変換装置、モータ駆動機器、電源機器等でよい。パワーコンディショナ８は、太陽光電池等の電力供給装置（不図示）に接続され、電力供給装置から供給される電力の電圧を昇圧し、交流に変換し、ノイズを除去して波形を整えた後に、負荷（不図示）や連系する電力系統（不図示）に交流電力を供給する。
　パワーコンディショナ８の筐体８１の一側面には、熱伝導性を有する金属ベース８２が設置されている。プリント基板３を接続したヒートシンク５は、第２のネジ７１によって金属ベース８２にネジ締めされる。このように、ヒートシンク５の一部が筐体８１の外部に露出しているため、電子部品２から発生した熱が、外部の空気中に熱を伝達しやすくなっている。
　プリント基板３は、ネジ７を用いてヒートシンク５にネジ締めされる。また、スペーサ８３―８５を介してプリント基板３や金属ベース８２、ヒートシンク５にネジ締め固定されたベース８６には、例えば端子台８７等の他の機能部品が固定されて取り付けられる。さらに、プリント基板３には、コネクタ（不図示）を介して、制御基板（不図示）等の別の回路基板が取り付けられるようにしてもよい。
〔実施例２〕
　次に、図６を用いて、本発明の実施例２に係る実装基板１０について説明する。実装基板１０は、実施例１の実装基板１と多くの構成を共通にしているため、そのような構成については同一の符号を付し、改めての説明は省略する。また、実装基板１０に示す構成を実施例１のパワーコンディショナ８に搭載することが可能である。
＜実装基板の構成＞
　図６は、本発明の実施例２に係る実装基板１０において、電子部品２を実装したプリント基板３をヒートシンク５０にネジ締めする様子を示す断面模式図である。図２に示すリード２３と比較して、リード２３０は電子部品２の厚み方向に長く、電子部品２は距離Ｄ２の間隔を伴ってプリント基板３に実装される。プリント基板３のネジ締めの際に生じる力（図６に示す矢印は当該力を示す）は、図２に示す実装基板１と同様に、第２の絶縁部材６１によって優先的に吸収されやすいため、リード２３０の変形が抑制される。これによって、リード２３０の変形によって距離Ｄ２が縮まることが抑制される。結果的に、プリント基板３と電子部品２が接触することによってプリント基板３やリード２３０にひずみが生じ、このひずみに起因して電子部品が破損することを防止できる。なお、絶縁距離が縮まることが抑制される点については、図２に示す実装基板１と同様である。
　なお、本発明の実施例２に係る実装基板１０についても、第１の絶縁部材６及びヒートスプレッダ４の特性値の違いによる、熱抵抗を評価対象とした比較評価の結果及びプリント基板３のひずみを評価対象とした比較評価の結果については、図３Ａ及び図３Ｂ、図４Ａ及び図４Ｂに示したものと同傾向である。
＜付記１＞
　電子素子、及び当該電子素子を囲うように形成されたパッケージ（２１）、及び放熱性を有する放熱パッド（２２）を含む電子部品と、
　外部回路と接続される端子（２３、２３０）を介して、前記電子部品が実装されるプリント基板（３）と、
　金属を主成分とし、前記電子部品から発生した熱が伝達されるヒートスプレッダ（４）と、
　金属を主成分とし、前記ヒートスプレッダにおける熱がさらに伝達され空気中に放熱する放熱部品（５、５０）と、を備え、
　前記電子部品と前記ヒートスプレッダの間、及び前記ヒートスプレッダと前記放熱部品の間にはそれぞれ、絶縁体である第１の絶縁部材（６）及び第２の絶縁部材（６１）が配置され、
　前記第１の絶縁部材及び前記第２の絶縁部材の硬度は、前記ヒートスプレッダの硬度と比較して低いことを特徴とする、実装基板（１、１０）。
１、１０　　　　　：実装基板
２　　　　　　　　：電子部品
２１　　　　　　　：パッケージ
２２　　　　　　　：放熱パッド
２３、２３０　　　：リード
３　　　　　　　　：プリント基板
３１　　　　　　　：ネジ孔
４　　　　　　　　：ヒートスプレッダ
５、５０　　　　　：ヒートシンク
６　　　　　　　　：第１の絶縁部材
６１　　　　　　　：第２の絶縁部材
７　　　　　　　　：ネジ
７１　　　　　　　：第２のネジ
８　　　　　　　　：パワーコンディショナ
８１　　　　　　　：筐体
８２　　　　　　　：金属ベース
８３―８５　　　　：スペーサ
８６　　　　　　　　　：ベース
８７　　　　　　　　　：端子台

Claims (9)

  1. 　電子素子、及び当該電子素子を囲うように形成されたパッケージ、及び放熱性を有する放熱パッドを含む電子部品と、
    　外部回路と接続される端子を介して、前記電子部品が実装されるプリント基板と、
    　金属を主成分とし、前記電子部品から発生した熱が伝達されるヒートスプレッダと、
    　金属を主成分とし、前記ヒートスプレッダにおける熱がさらに伝達され空気中に放熱する放熱部品と、を備え、
    　前記電子部品と前記ヒートスプレッダの間、及び前記ヒートスプレッダと前記放熱部品の間にはそれぞれ、絶縁体である第１の絶縁部材及び第２の絶縁部材が配置され、
    　前記第１の絶縁部材及び前記第２の絶縁部材の硬度は、前記ヒートスプレッダの硬度と比較して低いことを特徴とする、実装基板。
  2. 　前記第１の絶縁部材の硬度は、硬度を表す規格であるＡｓｋｅｒＣを用いて、ＡｓｋｅｒＣ５以上ＡｓｋｅｒＣ５０以下であることを特徴とする、請求項１に記載の実装基板。
  3. 　前記第１の絶縁部材の厚さは、０．２ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１または２に記載の実装基板。
  4. 　前記ヒートスプレッダの面積は、前記放熱パッドの面積の２倍以上７倍以下であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の実装基板。
  5. 　前記第１の絶縁部材の熱伝導率は、前記第２の絶縁部材の熱伝導率と比較して高いことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の実装基板。
  6. 　前記第１の絶縁部材の熱伝導率は、３Ｗ／ｍＫ以上２０Ｗ／ｍＫ以下であることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の実装基板。
  7. 　前記ヒートスプレッダの厚さは、０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の実装基板。
  8. 　前記第１の絶縁部材は、複数の前記電子部品の各々の前記放熱パッドと接続されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の実装基板。
  9. 　電力供給装置から供給される電力の電力変換を行う電気機器であって、
    　請求項１から８のいずれか一項に記載の実装基板を搭載した電気機器。
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