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公開番号2025157741
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-16
出願番号2024059953
出願日2024-04-03
発明の名称配線基板の放熱構造、電源装置及び電源装置の製造方法
出願人コーセル株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 23/40 20060101AFI20251008BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】既成品の支持部材を用いても配線基板と放熱部材の間に形成された空間の高さを適当に調整することを可能とすると共に、配線基板に対して放熱構造を容易に組み付けることを可能とする。
【解決手段】第1基板面1010にスイッチング素子12が実装され、第2基板面1012に銅板14が実装された配線基板10の放熱構造は、第1基板面1010側に配置される放熱板20と、放熱板20と配線基板10の間に配置され、中空部を有するスペーサ24と、放熱板20、スイッチング素子及び銅板14のリード端子1410に接触するように配置される放熱シート22と、スペーサ24の中空部に挿通され、放熱板20と配線基板10を締結固定するネジ26を備え、放熱板20は表面に凹部を有し、凹部はスペーサ24の端面よりも広い面積を有する底部を有し、スペーサ24は何れか一方の端面を凹部の底部に当接して配置される。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
第１基板面に少なくとも１つの発熱部品が実装された配線基板の放熱構造であって、
前記配線基板の第１基板面側に配置される放熱部材と、
前記放熱部材と前記配線基板との間に所定の空間を形成するように前記放熱部材と前記配線基板の間に配置され、一方の端面から他方の端面まで貫通した中空部を有する筒状部材である支持部材と、
前記放熱部材と前記配線基板との間の前記空間に、前記放熱部材と前記発熱部品の双方に接触するように配置される熱伝導部材と、
前記支持部材の中空部に挿通され、前記放熱部材と前記配線基板を固定する固定部材と、
を備え、
前記放熱部材は、前記配線基板側となる表面に凹部を有し、
前記凹部は、前記配線基板の反対側に窪み、前記支持部材の端面よりも広い面積を有する底部を有し、
前記支持部材は、何れか一方の端面を前記凹部の底部に当接して配置されることを特徴とする配線基板の放熱構造。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
請求項１記載の配線基板の放熱構造であって、
対象とする配線基板は、前記第１基板面に相対する第２基板面にディスクリート型の部品が実装された配線基板であり、
前記熱伝導部材は、前記放熱部材と前記第１基板面に実装される発熱部品に加え、前記第２基板面に実装されたディスクリート型の部品の第１基板面側に露出したリード端子に接触するように配置されることを特徴とする配線基板の放熱構造。
【請求項３】
請求項１記載の配線基板の放熱構造であって、
前記支持部材は、端面が所定の多角形又は円形の筒状部材であることを特徴とする配線基板の放熱構造。
【請求項４】
請求項１記載の配線基板の放熱構造であって、
前記放熱部材は、前記表面に前記熱伝導部材が配置される位置を示す位置決め部を有することを特徴とする配線基板の放熱構造。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の配線基板の放熱構造と、
第１基板面に少なくとも１つの発熱部品が実装された配線基板と、
を備え、
前記放熱構造が前記配線基板の第１基板面側に組み付けられたことを特徴とする電源装置。
【請求項６】
請求項１記載の配線基板の放熱構造と、
第１基板面に少なくとも１つの発熱部品が実装された配線基板と、
を備えた電源装置の製造方法であって、
前記放熱部材の表面の、前記配線基板の発熱部品に接触可能な所定の位置に前記熱伝導部材を配置すると共に、前記発熱部品の表面の凹部に前記支持部材を配置し、
前記熱伝導部材と前記支持部材が配置された前記放熱部材の表面側に前記配線基板の第１基板面側が位置するように前記配線基板を配置し、
前記配線基板の第１基板面に相対する第２基板面側から、前記支持部材の位置に対応して前記配線基板に形成された通し穴及び前記支持部材の中空部に前記固定部材を挿通して、前記固定部材により前記放熱部材と前記配線基板を固定することを特徴とする電源装置の製造方法。
【請求項７】
請求項６記載の電源装置の製造方法であって、
前記配線基板は、前記第２基板面にディスクリート型の部品が実装されており、
前記熱伝導部材が配置される前記放熱部材の表面の所定の位置は、前記第１基板面に実装された発熱部品及び前記第２基板面に実装されたディスクリート型の部品の第１基板面側に露出したリード端子に接触可能な位置であることを特徴とする電源装置の製造方法。
【請求項８】
請求項６記載の電源装置の製造方法であって、
前記放熱部材は、前記表面に前記熱伝導部材が配置される位置を示す位置決め部を有し、
前記熱伝導部材は、前記位置決め部により示される位置に配置されることを特徴とする電源装置の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板に実装された発熱部品から発せられる熱を放熱する配線基板の放熱構造、及び当該放熱構造が組み付けられた配線基板を備えた電源装置とその製造方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、電源装置といった様々な装置では、配線基板に実装されているＩＣチップ（集積回路）やＦＥＴ等のスイッチング素子等の電気・電子部品が定格温度を超えて部品特性の劣化や故障することを抑制・防止するために、発熱部品から熱を逃がすための放熱構造が配線基板に組み付けられている。
【０００３】
放熱構造が組み付けられた配線基板としては、例えば図５（Ａ）～（Ｃ）に示したものがある。尚、本発明との比較を容易とするために、図５（Ａ）～（Ｃ）の配線基板は、本発明を説明するための実施形態と同じ配線基板とし、図５（Ａ）～（Ｃ）では本発明の実施形態の説明で用いる図３（Ｂ）に示した断面箇所に相当する部分の断面を示している。
【０００４】
図５（Ａ）～（Ｃ）に示す配線基板１００は、第１基板面１０１（配線基板１００の下面）にＦＥＴ等のスイッチング素子１２０（発熱部品）が実装され、第２基板面１０２（配線基板１００の上面）に銅板１４０（放熱部品）が実装され、第１基板面１０１に実装されたスイッチング素子１２０は、表面実装型の部品であり、第２基板面１０２に実装された銅板１４０は、配線基板１００の基板配線を代用する配線として機能し、配線基板１００の貫通穴にリード端子１４１を挿通し、リード端子１４１が第１基板面１０１側に露出した状態で実装されるディスクリート型の部品である。
【０００５】
また、図５（Ａ）～（Ｃ）に示す放熱構造は、放熱板２００（放熱部材）、放熱シート２２０（熱伝導部材）、スペーサ２４０（支持部材）及びネジ２６０（固定部材）を備えている。放熱シート２２０は、スイッチング素子１２０、銅板１４０のリード端子１４１及び放熱板２００の表面に接触するように、配線基板１００と放熱板２００の間に配置され、スイッチング素子１２０で発せられた熱を放熱板２００や銅板１４０に伝導させるものである。スペーサ２４０は、配線基板１００と放熱板２００の間に空間を形成するように配線基板１００に対して放熱板２００を支持するものであり、中空部を有する筒状の部材である。
【０００６】
図５（Ａ）では、放熱板２００に形成された通し穴にスペーサ２４０の一端（下端）側の一部を圧入し、スペーサ２４０の他端（上端）を配線基板１００の第１基板面１０１に当接し、配線基板１００の通し穴とスペーサ２４０の中空部に第２基板面１０２側からネジ２６０を挿通し、ネジ２６０により配線基板１００にスペーサ２４０を締結固定することで、配線基板１００と放熱板２００の間に空間を形成した状態で配線基板１００に放熱構造を組み付けている。尚、図５（Ａ）におけるスペーサ２４０の中空部はネジ穴となっている。
【０００７】
また、図５（Ｂ）では、スペーサ２４０の一端（上端）を配線基板１００の第１基板面１０１に当接すると共に、スペーサ２４０の他端（下端）を放熱板２００の表面に当接し、配線基板１００の通し穴とスペーサ２４０の中空部に第２基板面１０２側からネジ２６０を挿通し、放熱板２００に形成されたネジ穴にねじ２６０をねじ込んで、スペーサ２４０を間に介して配線基板１００と放熱板２００を締結固定することで、配線基板１００と放熱板２００の間に空間を形成した状態で配線基板１００に放熱構造を組み付けている。
【０００８】
また、図５（Ｃ）では、放熱板２００の表面に配線基板１００側に延在する端子２８０を圧着しており、端子２８０をスペーサ２４０の中空部及び配線基板１００の通し穴に挿通し、配線基板１００の第２基板面１０２側に露出した端子２８０の一端を、はんだ２９０により配線基板１００の第２基板面１０２に固定することで、配線基板１００と放熱板２００の間に空間を形成した状態で配線基板１００に放熱構造を組み付けている。
【０００９】
そして、図５（Ａ）～（Ｃ）の何れの放熱構造にあっても、配線基板１００と放熱板２００の間に形成される空間の高さ（上下方向の長さ）は、スペーサ２４０の高さにより調整されることになり、その高さは、放熱シート２２０の高さ方向の圧縮率がスイッチング素子１２０から放熱板２００や銅板１４０への熱伝導性が十分に確保されると共に、配線基板１００を歪ませて配線基板１００に実装されている部品を破損させることのない圧縮率となるように調整される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開２０１７－０９９０３５号公報
国際公開第２０１８／１７３１０３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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