JP2017103340A - 回路基板の取付構造 - Google Patents
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Abstract
Description
半導体デバイスの表面に放熱シートを設置しその上にフィンを備えた放熱部品を設置する。そして、半導体デバイスから発せられた熱を放熱シート及び放熱部品を介して大気に放出するようにしている。
すなわち、上記特許文献1〜特許文献4に記載されている放熱構造は、何れも、基本的には発熱電子部品で発生した熱を放熱シートやネジを介して筐体に伝導させて放熱する構成になっているが、何れの場合も決して十分とはいえず、その改良が要求されていた。
また、請求項2による回路基板の取付構造は、請求項1記載の回路基板の取付構造において、上記銅箔パターンは上記回路基板の表面と裏面のそれぞれに備えられており、上記回路基板の表面に複数の発熱電子部品を集合・実装し、上記回路基板の裏面であって上記発熱電子部品が実装されたパッドに対応する部位において上記放熱パッドを露出させ、上記発熱電子部品が半田付けされたパッドと上記露出された放熱パッドをスルーホールを介して電気的に導通させたことを特徴とするものである。
また、請求項3による回路基板の取付構造は、請求項2記載の回路基板の取付構造において、上記スルーホール内に導電性材料を充填するようにしたことを特徴とするものである。
また、請求項4による回路基板の取付構造は、請求項1〜請求項3の何れかに記載の回路基板の取付構造において、上記回路基板は上記筐体に締結部材によって締結・固定され、上記熱伝導性絶縁シートは上記回路基板の締結・固定部に寄った位置に配置されていることを特徴とするものである。
また、請求項5による回路基板の取付構造は、請求項2又は請求項3記載の回路基板の取付構造において、上記回路基板はグラウンド層を備えた多層構造をなしていて、上記放熱パッドは上記グラウンド層に導通されていることを特徴とするものである。
また、請求項6による回路基板の取付構造は、請求項1〜請求項5の何れかに記載の回路基板の取付構造において、上記発熱電子部品はスイッチング素子であることを特徴とするものである。
また、請求項7による回路基板の取付構造は、請求項1〜請求項5の何れかに記載の回路基板の取付構造において、上記発熱電子部品はスイッチング素子とインダクションコイルであることを特徴とするものである。
また、請求項8による回路基板の取付構造は、請求項6又は請求項7記載の回路基板の取付構造において、上記スイッチング素子は電界効果トランジスタであることを特徴とするものである。
また、請求項9による回路基板の取付構造は、請求項1〜請求項8の何れかに記載の回路基板の取付構造において、上記複数個のスイッチング素子に対して等距離の位置に温度センサが実装されていることを特徴とするものである。
また、請求項10による回路基板の取付構造は、請求項1〜請求項9の何れかに記載の回路基板の取付構造において、上記筐体はコントローラの筐体であることを特徴とするものである。
また、請求項11による回路基板の取付構造は、請求項1〜請求項10の何れかに記載の回路基板の取付構造において、上記筐体はコントローラ内装型のアクチュエータの筐体であることを特徴とするものである。
少なくとも表面と裏面の何れか一方に銅箔パターンを備える回路基板の取付構造において、上記回路基板に複数の発熱電子部品を実装し、上記回路基板に上記銅箔パターンの上記発熱電子部品の放熱板又は電極が実装されたパッド及び/又は上記発熱電子部品の放熱板又は電極が実装されたパッドと導通された放熱パッドを露出させ、上記露出されたパッド及び/又は放熱パッドに熱伝導性絶縁シートを貼り付け、上記回路基板を上記熱伝導性絶縁シートを介して筐体の内面に押圧・設置するようにしたので、上記発熱電子部品から発生される熱を上記発熱電子部品の放熱板又は電極が実装されたパッドや上記放熱パッド及び上記熱伝導性絶縁シートを介して上記筐体側に効率よく放出させることができ、これにより上記発熱電子部品の発熱による温度の上昇を緩やかにして、上記発熱電子部品が破壊される温度に達する前に、例えば、上記発熱電子部品の動作を停止させて、確実に上記発熱電子部品を保護し、上記発熱電子部品の健全性の維持を図ることができる。
また、請求項2による回路基板の取付構造によると、請求項1記載の回路基板の取付構造において、上記銅箔パターンは上記回路基板の表面と裏面のそれぞれに備えられており、上記回路基板の表面に複数の発熱電子部品を集合・実装し、上記回路基板の裏面であって上記発熱電子部品が実装されたパッドに対応する部位において上記放熱パッドを露出させ、上記発熱電子部品が実装されたパッドと上記露出された放熱パッドをスルーホールを介して電気的に導通させたので、上記発熱電子部品を実装した面と反対側の面に上記熱伝導性絶縁シートを貼り付ける場合でも、上記発熱電子部品から発生される熱を効率よく放出させることができる。
また、請求項3による回路基板の取付構造によると、請求項2記載の回路基板の取付構造において、上記スルーホール内に導電性材料を充填するようにしたので、上記スルーホール内の導電性材料を介して、より効果的に熱を伝導させることができる。
また、請求項4による回路基板の取付構造によると、請求項1〜請求項3の何れかに記載の回路基板の取付構造において、上記回路基板は上記筐体に締結部材によって締結・固定され、上記熱伝導性絶縁シートは上記回路基板の締結・固定部に寄った位置に配置されているので、上記熱伝導性絶縁シートをより高い圧力で上記筐体に押し当てることができ、これにより、より効果的に熱を放出させることができる。
また、請求項5による回路基板の取付構造によると、請求項2又は請求項3記載の回路基板の取付構造において、上記回路基板はグラウンド層を備えた多層構造をなしていて、上記放熱パッドは上記グラウンド層に導通されているので、上記グラウンド層からも効果的に熱を放出させることができる。
また、請求項6による回路基板の取付構造によると、請求項1〜請求項5の何れかに記載の回路基板の取付構造において、上記発熱電子部品はスイッチング素子であるので、上記スイッチング素子を熱による破壊から確実に保護することができる。
また、請求項7による回路基板の取付構造によると、請求項1〜請求項5の何れかに記載の回路基板の取付構造において、上記発熱電子部品はスイッチング素子とインダクションコイルであるので、上記スイッチング素子とインダクションコイルを熱による破壊から確実に保護することができる。
また、請求項8による回路基板の取付構造によると、請求項6又は請求項7記載の回路基板の取付構造において、上記スイッチング素子は電界効果トランジスタであるので、上記電界効果トランジスタを熱による破壊から確実に保護することができる。
また、請求項9による回路基板の取付構造によると、請求項1〜請求項8の何れかに記載の回路基板の取付構造において、上記複数個のスイッチング素子に対して等距離の位置に温度センサが実装されているので、どのスイッチング素子についても確実に温度を検出することができる。
また、請求項10による回路基板の取付構造によると、請求項1〜請求項9の何れかに記載の回路基板の取付構造において、上記筐体はコントローラの筐体であるので、上記コントローラについて、上記発熱素子を熱による破壊から保護することができる。
また、請求項11による回路基板の取付構造によると、請求項1〜請求項10の何れかに記載の回路基板の取付構造において、上記筐体はコントローラ内装型のアクチュエータの筐体であるので、上記コントローラ内装型のアクチュエータについて、上記発熱素子を熱による破壊から保護することができる。
まず、図1(a)〜図1(c)に示すように、ベースフレーム1があり、このベースフレーム1は、上記コントローラの筐体の一部であって、例えば、ダイカスト製の部材である。上記ベースフレーム1は、図2に示すように、略板状の基部3と、この基部3の端から立設された放熱部5とから構成されている。
なお、図2はベースフレーム1を内側から視た斜視図である。
また、上記基部3の他端側(図2中右下側)には、回路基板締結・固定部13が設けられている。この回路基板締結・固定部13には、回路基板締結・固定用貫通孔15が内外方向(図2中左下から右上に向かう方向)に延長・形成されている。上記回路基板締結・固定部13の近傍には、回路基板位置決め用凸部17が設けられている。
また、上記基部3の一端側(図2中左上側)には、固定用貫通孔21が形成されており、他端側(図2中右下側)には、固定用凹部23が形成されている。上記ベースフレーム1は、これら固定用貫通孔21と固定用凹部23に図示しないボルトを通してコントローラの筐体の他の部分に螺合することにより固定される。
上記回路基板33は、上記締結・固定用貫通孔35を上記ベースフレーム1の回路基板締結・固定用貫通孔9に合わせ、且つ、上記締結・固定用貫通孔37を上記ベースフレーム1の回路基板締結・固定用貫通孔15に合わせる位置に実装される。
なお、上記回路基板33の図1(a)中下側の隅を回路基板位置決め用凸部11、17に当接させることで、上記回路基板33の位置決めがされる。
そして、上記回路基板33は、上記締結・固定用貫通孔35と回路基板締結・固定用貫通孔9に図示しないボルトを通し、且つ、上記締結・固定用貫通孔37と回路基板締結・固定用貫通孔15に図示しない別のボルトを通し、反対側に配置される図示しないナットに螺合することにより、上記ベースフレーム1に固定される。
上記電界効果トランジスタ放熱板用パッド41aの上端側(図3中上側)には、複数(この第1の実施の形態の場合は5個)のスルーホール43、43、43、43、43が形成されている。また、上記電界効果トランジスタ放熱板用パッド41aの上端側(図3中上側)は、上記スルーホール43、43、43、43、43の縁部を除いてレジスト45で覆われている。
また、上記電界効果トランジスタ放熱板用パッド41aの図3中上側には、ソース側電極用パッド47とドレイン側電極用パッド49が設けられている。このソース側電極用パッド47とドレイン側電極用パッド49も、上記回路基板33の表面(図1(b)中下側の面)に露出した銅箔パターンである。
なお、上記スルーホール43、43、43、43、43の内周面にも銅箔があり、上記電界効果トランジスタ放熱板用パッド41aと上記放熱パッド101a、及び、前記した回路基板33内のグラウンド(GND)層は上記スルーホール43、43、43、43、43を介して導通されている。
次に、上記メタルマスク100の図5(b)中上側に、フラックスに半田102を微粒子状に分散させたペースト半田105を、図示しないスキージを用いて塗布する。図5(b)に示すように、上記塗布されたペースト半田105は、上記メタルマスク100の開口部100a内に入り込み、上記スルーホール43の縁部まで到達する。
次に、半田充填工程の第2工程について説明する。ここでは、上記回路基板33、上記メタルマスク100、上記ペースト半田105を図示しないリフロー炉に入れて加熱する。上記ペースト半田105は溶解し、図5(c)に示すように、上記スルーホール43内に流れ込む。このとき、上記ペースト半田105中のフラックスは蒸発し、半田102のみが残留する。
その後、上記回路基板33と上記半田102を冷却する。
なお、図5(a)、図5(b)、図5(c)では、上記回路基板33の内部の層については省略している。また、図3、及び、図4では、上記半田102を図示していない。
また、上記スルーホール43、43、43、43、43の縁部のレジスト45で覆われていない部分の径は、通常より大きめに設定されている。例えば、通常、上記スルーホール43の径がφ1とすると、上記スルーホール43の縁部のレジスト45で覆われていない部分の径はφ1.1程度であるが、この第1の実施の形態の場合は、上記スルーホール43の縁部のレジスト45で覆われていない部分の径をφ1.3と設定している。これによって、上記スルーホール43の縁部に上記半田102が付着しやすい部分を大きく確保していて、上記スルーホール43内に上記半田102が入り込みやすくなっている。
上記電界効果トランジスタ111aは、例えば、耐熱樹脂製のパッケージ113を備えていて、このパッケージ113内に図示しない半導体チップが内装されている。また、上記パッケージ113の図1(a)中下側には放熱板115が設置されている。この放熱板115は、例えば、鉄とニッケルの合金から成り、上記電界効果トランジスタ111aから発生した熱を放出するためのものである。また、上記パッケージ113の図1(a)中左上側にはソース側電極117が設置されており、上記パッケージ113の図1(a)中右上側にはドレイン側電極119が設置されている。
また、上記電界効果トランジスタ111cも、上記電界効果トランジスタ111aと同様に、パッケージ129、図示しない半導体チップ、放熱板131、ソース側電極133、ドレイン側電極135から構成されている。
また、上記電界効果トランジスタ111dも、上記電界効果トランジスタ111aと同様に、パッケージ137、図示しない半導体チップ、放熱板139、ソース側電極141、ドレイン側電極143から構成されている。
また、上記電界効果トランジスタ111bの上記放熱板123は、電界効果トランジスタ放熱板用パッド41bに半田付けされており、上記ソース側電極125はソース側電極用パッド55に半田付けされており、上記ドレイン側電極127はドレイン側電極用パッド57に半田付けされている。
また、上記電界効果トランジスタ111cの上記放熱板131は、電界効果トランジスタ放熱板用パッド41cに半田付けされており、上記ソース側電極133はソース側電極用パッド63に半田付けされており、上記ドレイン側電極135はドレイン側電極用パッド65に半田付けされている。
また、上記電界効果トランジスタ111dの上記放熱板139は、電界効果トランジスタ放熱板用パッド41dに半田付けされており、上記ソース側電極141はソース側電極用パッド71に半田付けされており、上記ドレイン側電極143はドレイン側電極用パッド73に半田付けされている。
上記電界効果トランジスタ155の上記放熱板159は、電界効果トランジスタ放熱板用パッド91に半田付けされており、上記ソース側電極161はソース側電極用パッド97に半田付けされており、上記ドレイン側電極163はドレイン側電極用パッド99に半田付けされている。
同様に、上記第2温度センサ171bは、その中心が、上記電界効果トランジスタ111cの放熱板131が半田付けされる電界効果トランジスタ放熱板用パッド41c及び、上記電界効果トランジスタ111dの放熱板139が半田付けされる電界効果トランジスタ放熱板用パッド41dの端部から等距離であって、5mm以内の位置に位置するように設置されている。
このような位置に、上記第1温度センサ171aと上記第2温度センサ171bを設置することで、上記第1温度センサ171aによって、上記電界効果トランジスタ111a及び上記電界効果トランジスタ111bの発熱による温度変化が確実に検出され、上記第2温度センサ171bによって、上記電界効果トランジスタ111c及び上記電界効果トランジスタ111dの発熱による温度変化が確実に検出される。
図6は、横軸に上記電気抵抗の中心からの距離をとるとともに縦軸に測定温度をとり、上記電気抵抗の中心からの距離と測定温度との関係を示したグラフである。
因みに、高温雰囲気中において、第1温度センサ171a、第2温度センサ171bを、5mmよりも大きく離間した場所に設置した場合には、上記電界効果トランジスタ111a、111b、111c、111d自体の温度は破損するような温度にまで上昇していないにもかかわらず、高温雰囲気の影響を受けて、第1温度センサ171a、第2温度センサ171bの検出温度が所定の設定温度に達してしまい、その結果、アクチュエータが不必要に停止されてしまうという不具合が発生することが予想される。
まず、コントローラによってアクチュエータが制御される。その際、電界効果トランジスタ111a、111b、111c、111dやインダクションコイル145、電界効果トランジスタ155に大きな電流が流れ、上記電界効果トランジスタ111a、111b、111c、111d、上記インダクションコイル145、上記電界効果トランジスタ155が発熱する。
なお、電界効果トランジスタ155やインダクションコイル145については、上記電界効果トランジスタ111a、111b、111c、111dほどの発熱はなく、上記電界効果トランジスタ111a、111b、111c、111dが破損してしまう温度に至る前に、アクチュエータを停止させれば、その健全性は確実に維持される。
まず、放熱性能を大幅に向上させることができる。例えば、電界効果トランジスタ111aを例に挙げると、回路基板33の表面(図3中紙面垂直方向手前側の面)に放熱板115が半田付けされる電界効果トランジスタ放熱板用パッド41aが設けられており、上記回路基板33の裏面(図4中紙面垂直方向手前側の面)に放熱パッド101aが設けられていて、上記電界効果トランジスタ放熱板用パッド41aと上記放熱パッド101aとが、スルーホール43、43、43、43、43によって導通されていて、上記放熱パッド101aが熱伝導性絶縁シート31に当接されており、この熱伝導性絶縁シート31がベースフレーム1に当接されているので、上記電界効果トランジスタ111aから発生した熱を効率よく放出させることができる。これにより上記電界効果トランジスタ111aの発熱による温度の上昇を緩やかにして、上記電界効果トランジスタ111aが破壊される温度に達する前に、例えば、上記電界効果トランジスタ111aの動作を停止させて、確実に上記電界効果トランジスタ111aを保護し、上記電界効果トランジスタ111aの健全性の維持を図ることができる。
また、効果的に放熱されるため、電界効果トランジスタ111a、111b、111c、111dの温度のバラツキを小さくすることができ、第1温度センサ171aによって上記電界効果トランジスタ111a、111bの正確な温度を検出できると共に、第2温度センサ171bによって、上記電界効果トランジスタ111c、111dの正確な温度を検出できる。
また、上記スルーホール43等は、上記回路基板33内部のグラウンド(GND)層に導通されているので、上記グラウンド(GND)層の熱も上記スルーホール43等を介して上記放熱パッド101a等に伝達させることで、より効果的に放出させることができる。
また、上記電界効果トランジスタ放熱板用パッド203aの上端側(図7中上側)は、上記スルーホール205、205、205、205、205の縁部を除いてレジスト207で覆われている。
また、上記電界効果トランジスタ放熱板用パッド203aの図7中上側には、ソース側電極用パッド209とドレイン側電極用パッド211が設けられている。このソース側電極用パッド209とドレイン側電極用パッド211も、上記回路基板201の表面(図7中紙面垂直方向手前側の面)に露出された銅箔パターンである。
また、上記電界効果トランジスタ放熱板用パッド203c、203dの間であって上記回路基板201の外周側(図7中下側)には、第2温度センサ用配線パターン255bが設けられている。この第2温度センサ用配線パターン255bも上記回路基板201の表面(図7中紙面垂直方向手前側の面)に露出された銅箔パターンである。
上記放熱パッド261aは上記回路基板201の裏面(図8中紙面垂直方向奥側の面)の上記電界効果トランジスタ放熱板用パッド203aに対応した位置に露出された銅箔パターンである。上記放熱パッド261aの上端側(図8中上側)には、上記スルーホール205、205、205、205、205が開口されている。上記スルーホール205、205、205、205、205の内周面にも銅箔があり、上記電界効果トランジスタ放熱板用パッド203aと上記放熱パッド261a、及び、回路基板201内のグラウンド(GND)層が導通されている。また、上記スルーホール205、205、205、205、205内には、図示しない半田が充填されている。
また、上記電界効果トランジスタ放熱板用パッド203bに上記電界効果トランジスタ271bの放熱板281aが半田付けされ、ソース側電極用パッド217に上記電界効果トランジスタ271bのソース側電極281bが半田付けされ、ドレイン側電極用パッド219に上記電界効果トランジスタ271bのドレイン側電極281cが半田付けされる。
また、上記電界効果トランジスタ放熱板用パッド203cに上記電界効果トランジスタ271cの放熱板283aが半田付けされ、ソース側電極用パッド225に上記電界効果トランジスタ271cのソース側電極283bが半田付けされ、ドレイン側電極用パッド227に上記電界効果トランジスタ271cのドレイン側電極283cが半田付けされる。
また、上記電界効果トランジスタ放熱板用パッド203dに上記電界効果トランジスタ271dの放熱板285aが半田付けされ、ソース側電極用パッド233に上記電界効果トランジスタ271dのソース側電極285bが半田付けされ、ドレイン側電極用パッド235に上記電界効果トランジスタ271dのドレイン側電極285cが半田付けされる。
また、上記電界効果トランジスタ放熱板用パッド245に上記電界効果トランジスタ273の放熱板287aが半田付けされ、ソース側電極用パッド251に上記電界効果トランジスタ273のソース側電極287bが半田付けされ、ドレイン側電極用パッド253に上記電界効果トランジスタ273のドレイン側電極287cが半田付けされる。
また、上記インダクションコイル第1電極用パッド237には上記インダクションコイル275の図示しない第1電極が半田付けされ、上記インダクションコイル第2電極用パッド239には上記インダクションコイル275の図示しない第2電極が半田付けされる。
また、上記第1温度センサ277aは、その中心が上記電界効果トランジスタ放熱板用パッド203aの端と上記電界効果トランジスタ放熱板用パッド203bの端から等距離であって、5mm以内の位置に位置するようにに設置されている。
また、上記第2温度センサ277bも、その中心が上記電界効果トランジスタ放熱板用パッド203cの端と上記電界効果トランジスタ放熱板用パッド203dの端から等距離であって、5mm以内の位置に位置するように設置されている。
同様に、上記第2温度センサ277bも、図9に示すように、その外筐の外形が略四角形を成しており、その一角を電界効果トランジスタ271cと電界効果トランジスタ271dの間に差し込むように設置されていて、電界効果トランジスタ271cと電界効果トランジスタ271dに対してより接近した状態で設置されている。ここで、上記電界効果トランジスタ271cの放熱板283aと上記電界効果トランジスタ271dの放熱板285aの角は切り欠かれており、上記第2温度センサ277bを、上記電界効果トランジスタ放熱板用パッド203cや上記電界効果トランジスタ放熱板用パッド203dに近接させて設置しても干渉しないようになっている。
また、上記第1温度センサ277aを、その一角を電界効果トランジスタ271aと電界効果トランジスタ271bの間に差し込むようにして、電界効果トランジスタ271aと電界効果トランジスタ271bに対してより接近した位置に設置されており、同様に、上記第2温度センサ277bも、その一角を電界効果トランジスタ271cと電界効果トランジスタ271dの間に差し込むようにして、電界効果トランジスタ271cと電界効果トランジスタ271dに対してより接近した状態で設置されているので、電界効果トランジスタ271aと電界効果トランジスタ271bの温度、電界効果トランジスタ271cと電界効果トランジスタ271dの温度を小さなずれで検出することができ、例えば、高温雰囲気中で使用されるような場合にも、それらに影響されることなく高い精度で制御することができる。
また、上記電界効果トランジスタ放熱板用パッド303aの上端側(図10中上側)は、上記スルーホール305、305、305、305、305の縁部を除いてレジスト307で覆われている。また、上記電界効果トランジスタ放熱板用パッド303aの図10中上側には、ソース側電極用パッド309とドレイン側電極用パッド311が設けられている。このソース側電極用パッド309とドレイン側電極用パッド311も、上記回路基板301の表面(図10中紙面垂直方向手前側の面)に露出した銅箔パターンである。
また、上記インダクションコイル第2電極用パッド339の図10中上側にも複数(この第3の実施の形態では3個)のスルーホール340、340、340が形成されている。上記インダクションコイル第2電極用パッド339の図10中上側は、上記スルーホール340、340、340の縁部を除いてレジスト342で覆われている。
また、上記スルーホール305、305、305、305、305内には、図示しない半田が充填されている。
また、上記電界効果トランジスタ放熱板用パッド303bに図示しない電界効果トランジスタの放熱板が半田付けされ、ソース側電極用パッド317に上記図示しない電界効果トランジスタのソース側電極が半田付けされ、ドレイン側電極用パッド319に上記図示しない電界効果トランジスタのドレイン側電極が半田付けされる。
また、上記電界効果トランジスタ放熱板用パッド303cに図示しない電界効果トランジスタの放熱板が半田付けされ、ソース側電極用パッド325に上記図示しない電界効果トランジスタのソース側電極が半田付けされ、ドレイン側電極用パッド327に上記図示しない電界効果トランジスタのドレイン側電極が半田付けされる。
また、上記電界効果トランジスタ放熱板用パッド303dに図示しない電界効果トランジスタの放熱板が半田付けされ、ソース側電極用パッド333に上記図示しない電界効果トランジスタのソース側電極が半田付けされ、ドレイン側電極用パッド335に上記図示しない電界効果トランジスタのドレイン側電極が半田付けされる。
また、上記温度センサは、その中心が上記電界効果トランジスタ放熱板用パッド303aの端、上記電界効果トランジスタ放熱板用パッド303bの端、上記電界効果トランジスタ放熱板用パッド303cの端、上記電界効果トランジスタ放熱板用パッド303dの端、から等距離であって、5mm以内の位置に位置するように設置されている。
また、4個の電界効果トランジスタを縦・横二列に設置するようにしたので、1個の温度センサで事足りることになり、構成の簡略化を図ることができる。
この第4の実施の形態の場合は、回路基板の裏面側に、発熱電子部品としての電界効果トランジスタが実装されている。この電界効果トランジスタの放熱板は、裏面側の銅箔パターンの一部である電界効果トランジスタ放熱板用パッドに半田付けされている。この電界効果トランジスタ放熱板用パッドは、同じく上記回路基板の裏面側に設けられた放熱パッドに導通されている。この放熱パッドに熱伝導性絶縁シートを貼り付け、この熱伝導性絶縁シートを、筐体のベースフレームに押し付けるようにして、上記回路基板を筐体に設置する。
このようにすることで、上記電界効果トランジスタから発生した熱が、上記放熱パッドと上記熱伝導性絶縁シートと介して上記筐体に伝達され、上記筐体外部に放出される。
この場合も、前記第1〜第3の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができる。
なお、この実施の形態では上記放熱パッドに熱伝導性絶縁シートを貼り付けたが、電界効果トランジスタ放熱板用パッドの一部も露出しており、上記放熱パッドとこの電界効果トランジスタ放熱板用パッドの一部の両方に、熱伝導性絶縁シートを貼り付けるようにする場合も考えられる。
この第5の実施の形態の場合は、回路基板の裏面側に、発熱電子部品としての電界効果トランジスタが実装されている。この電界効果トランジスタの放熱板は、裏面側の銅箔パターンの一部である電界効果トランジスタ放熱板用パッドに半田付けされている。この電界効果トランジスタ放熱板用パッドは、上記電界効果トランジスタの放熱板の外形よりも大きいものであり、上記電界効果トランジスタの放熱板が半田付けされても、その一部が露出された状態になっている。この電界効果トランジスタ放熱板用パッドの露出された部位に熱伝導性絶縁シートを貼り付け、この熱伝導性絶縁シートを、筐体のベースフレームに押し付けるようにして、上記回路基板を筐体に設置する。
このようにすることで、上記電界効果トランジスタから発生した熱が、上記電界効果トランジスタ放熱板用パッドと上記熱伝導性絶縁シートと介して上記筐体に伝達され、上記筐体外部に放出される。
この場合も、前記第1〜第4の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができる。
まず、発熱電子部品としては、電界効果トランジスタ、インダクションコイルに限定されるものではなく、他の発熱電子部品であってもよい。
また、発熱電子部品の数や配置については様々な場合が考えられ、放熱パッドの数や配置もそれに対応させて様々な場合が考えられる。
また、回路基板も4層に限定されるものでなく、表裏何れかのみに銅箔パターンが設けられた単層、表裏両面に銅箔パターンが設けられた2層、その他、3層、5層以上のものであってもよい。
また、前記第1〜第5の実施の形態の場合は、スルーホールに導電性材料としての半田を充填したが、例えば、銅等の導電性材料を充填することも考えられる。
また、前記第1〜第5の実施の形態の場合は、アクチュエータの制御に用いられるコントローラの筐体に回路基板を取り付ける場合を例に挙げて説明したが、コントローラ内装型のアクチュエータの筐体に回路基板を取り付ける場合にも同様に適用可能である。
その他、図示した構成は一例であり様々な場合が考えられる。
33 回路基板
41a 電界効果トランジスタ放熱板用パッド
41b 電界効果トランジスタ放熱板用パッド
41c 電界効果トランジスタ放熱板用パッド
41d 電界効果トランジスタ放熱板用パッド
43 スルーホール
51 スルーホール
59 スルーホール
67 スルーホール
81 インダクションコイル第1電極用パッド
85 スルーホール
91 電界効果トランジスタ放熱板用パッド
93 スルーホール
101a 放熱パッド
101b 放熱パッド
101c 放熱パッド
101d 放熱パッド
102 半田
103 放熱パッド(銅箔)
111a 電界効果トランジスタ(発熱電子部品)
111b 電界効果トランジスタ(発熱電子部品)
111c 電界効果トランジスタ(発熱電子部品)
111d 電界効果トランジスタ(発熱電子部品)
145 インダクションコイル(発熱電子部品)
155 電界効果トランジスタ(発熱電子部品)
201 回路基板
203a 電界効果トランジスタ放熱板用パッド
203b 電界効果トランジスタ放熱板用パッド
203c 電界効果トランジスタ放熱板用パッド
203d 電界効果トランジスタ放熱板用パッド
205 スルーホール
213 スルーホール
221 スルーホール
229 スルーホール
245 電界効果トランジスタ放熱板用パッド
247 スルーホール
261a 放熱パッド
261b 放熱パッド
261c 放熱パッド
261d 放熱パッド
265 放熱パッド
271a 電界効果トランジスタ(発熱電子部品)
271b 電界効果トランジスタ(発熱電子部品)
271c 電界効果トランジスタ(発熱電子部品)
271d 電界効果トランジスタ(発熱電子部品)
273 電界効果トランジスタ(発熱電子部品)
301 回路基板
303a 電界効果トランジスタ放熱板用パッド
303b 電界効果トランジスタ放熱板用パッド
303c 電界効果トランジスタ放熱板用パッド
303d 電界効果トランジスタ放熱板用パッド
305 スルーホール
313 スルーホール
321 スルーホール
329 スルーホール
337 インダクションコイル第1電極用パッド
339 インダクションコイル第2電極用パッド
340 スルーホール
341 スルーホール
345 電界効果トランジスタ放熱板用パッド
347 スルーホール
361a 放熱パッド
361b 放熱パッド
361c 放熱パッド
361d 放熱パッド
363 放熱パッド
365 放熱パッド
Claims (11)
- 少なくとも表面と裏面の何れか一方に銅箔パターンを備える回路基板の取付構造において、
上記回路基板に複数の発熱電子部品を実装し、
上記回路基板に上記銅箔パターンの上記発熱電子部品の放熱板又は電極が実装されたパッド及び/又は上記発熱電子部品の放熱板又は電極が実装されたパッドと導通された放熱パッドを露出させ、
上記露出されたパッド及び/又は放熱パッドに熱伝導性絶縁シートを貼り付け、
上記回路基板を上記熱伝導性絶縁シートを介して筐体の内面に押圧・設置するようにしたことを特徴とする回路基板の取付構造。 - 請求項1記載の回路基板の取付構造において、
上記銅箔パターンは上記回路基板の表面と裏面のそれぞれに備えられており、
上記回路基板の表面に複数の発熱電子部品を集合・実装し、
上記回路基板の裏面であって上記発熱電子部品が実装されたパッドに対応する部位において上記放熱パッドを露出させ、
上記発熱電子部品が実装されたパッドと上記露出された放熱パッドをスルーホールを介して電気的に導通させたことを特徴とする回路基板の取付構造。 - 請求項2記載の回路基板の取付構造において、
上記スルーホール内に導電性材料を充填するようにしたことを特徴とする回路基板の取付構造。 - 請求項1〜請求項3の何れかに記載の回路基板の取付構造において、
上記回路基板は上記筐体に締結部材によって締結・固定され、
上記熱伝導性絶縁シートは上記回路基板の締結・固定部に寄った位置に配置されていることを特徴とする回路基板の取付構造。 - 請求項2又は請求項3記載の回路基板の取付構造において、
上記回路基板はグラウンド層を備えた多層構造をなしていて、上記放熱パッドは上記グラウンド層に導通されていることを特徴とする回路基板の取付構造。 - 請求項1〜請求項5の何れかに記載の回路基板の取付構造において、
上記発熱電子部品はスイッチング素子であることを特徴とする回路基板の取付構造。 - 請求項1〜請求項5の何れかに記載の回路基板の取付構造において、
上記発熱電子部品はスイッチング素子とインダクションコイルであることを特徴とする回路基板の取付構造。 - 請求項6又は請求項7記載の回路基板の取付構造において、
上記スイッチング素子は電界効果トランジスタであることを特徴とする回路基板の取付構造。 - 請求項1〜請求項8の何れかに記載の回路基板の取付構造において、
上記複数個のスイッチング素子に対して等距離の位置に温度センサが実装されていることを特徴とする回路基板の取付構造。 - 請求項1〜請求項9の何れかに記載の回路基板の取付構造において、
上記筐体はコントローラの筐体であることを特徴とする回路基板の取付構造。 - 請求項1〜請求項10の何れかに記載の回路基板の取付構造において、
上記筐体はコントローラ内装型のアクチュエータの筐体であることを特徴とする回路基板の取付構造。
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