説明

電子回路装置

【課題】半導体部品の十分な放熱を図り、且つ、半導体部品から回路基板までのリード線の長さを短くすること。
【解決手段】放熱台101と回路基板103とが所定間隔を開けて配置される。放熱台101には、回路基板103側へ突出した台座部102が設けられる。台座部102は、回路基板103の基板面に対して斜めにされた傾斜面S1を有する。半導体部品105の本体部106が台座部102の傾斜面S1に固定され、半導体部品105のリード線107が回路基板103に接続されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、半導体部品が実装される回路基板と放熱台とを備える電子回路装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、比較的に大きな電流を流して発熱を伴うパワーMOSFETやパワーダイオードなどの半導体部品が搭載された電子回路装置がある。このような半導体部品は、一般に、半導体素子を樹脂でモールドしてなるブロック形状の本体部と、半導体素子の端子を外部に導くリード線とから構成され、リード線が本体部の一端側から外部に導出されて構成される。
【0003】
また、以前より、回路基板に対向させて放熱部材を配置し、回路基板にリード線を介して接続される半導体部品を放熱部材に接触させて冷却する構成も知られている(例えば特許文献1の準発熱部品5の放熱構造を参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平11−298176号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
回路基板の一方の面には、様々な形状の回路部品が実装されていたり、他面側に実装された回路部品のリード線がスルーホールを通って突出されていたりする。そのため、回路基板に対向させて放熱部材を配置する場合、放熱部材は基板面から一定の間隔を開けて配置する必要がある。
【0006】
そのため、回路基板に対向させて放熱部材を配置する構成において、冷却を要する半導体部品を実装する場合、次のような課題が生じると考えられた。すなわち、十分な放熱作用を得るには半導体部品の本体部の広い面を放熱部材に接触させる必要がある。本体部の広い面を放熱部材に接触させた場合、本体部から導出されるリード線は途中で曲げて放熱部材と回路基板との間隙をわたって回路基板まで到達させることになる。この構成では、半導体部品の本体部から回路基板の配線パッドまでわたるリード線が長くなる。配線パッドまでのリード線が長くなると、リード線のインダクタンスが大きくなるので、半導体部品がスイッチングした際に発生するにサージ電圧に対する耐圧(以下、サージ耐圧)が低くなるという課題が生じる。
【0007】
本発明の目的は、放熱台に対向させて回路基板が配置される構成において、半導体部品から回路基板までのリード線の長さを短くすることができ、且つ、半導体部品の十分な放熱を図ることのできる電子回路装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の電子回路装置は、熱を放散させる放熱台と、この放熱台と所定間隔を開けて配置される回路基板と、前記放熱台から前記回路基板側へ突出させて設けられ前記回路基板の基板面に対して斜めにされた傾斜面を有する素子固定部と、半導体素子を内蔵した本体部および当該半導体素子の端子を外部に導くリード線を有する半導体部品とを備え、前記半導体部品の前記本体部が前記素子固定部の前記傾斜面に固定され、且つ、前記リード線が前記本体部の前記回路基板に近い側から導出されて前記回路基板上の配線に接続されている構成を採る。
【発明の効果】
【0009】
本発明に従うと、放熱台から突出して設けられた傾斜面を有する素子固定部に半導体部品の本体部が固定されるので、半導体部品の十分な放熱を図りつつ、半導体部品の本体部から回路基板までのリード線の長さを短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の実施の形態に係る電子回路装置の要部の断面図
【図2】本発明の実施の形態に係る電子回路装置の要部の分解斜視図
【図3】本発明の実施の形態に係る電子回路装置の第1の変形例の要部の断面図
【図4】本発明の実施の形態に係る電子回路装置の第2の変形例の要部の断面図
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【0012】
図1は、本発明の実施の形態に係る電子回路装置100の要部の断面図、図2は、電子回路装置100の要部の分解斜視図である。
【0013】
電子回路装置100は、放熱台101、素子固定部としての台座部102、回路基板103、回路素子104、半導体部品105、固定ネジ108、および、スペーサ110等を備えている。
【0014】
放熱台101は高い熱伝導性を有する部材からなり、熱を放散させる作用を有する。放熱台101は、図2に示すように、面状に広がりを有する形状をしている。
【0015】
台座部102は、放熱台101の一方の面に回路基板103の側へ突出するように設けられ、回路基板103の基板面に対して斜めにされた平面状の傾斜面S1を有している。傾斜面S1には固定ネジ108と螺合するネジ穴H3が設けられている。この台座部102は、放熱台101と一体形成され、それにより放熱台101との間で高い熱伝導性が得られている。
【0016】
回路基板103には、基板上に実装される回路素子104や半導体部品105と電気的に接続される配線、ならびに、半導体部品105のリード線107を通すスルーホールU1等が設けられている。図1,図2では省略しているが、回路基板103には、さまざまな回路素子が実装され、例えば駆動系の装置に比較的に大きな電流を出力するパワー制御回路が設けられている。
【0017】
回路基板103は、その基板面が放熱台101の一面と所定間隔を開けて略平行な配置になるように、スペーサ110を介して放熱台101に固定されている。また、この回路基板103には、半導体部品105を台座部102にネジ止めする際にドライバーが通すことが可能な貫通孔H1が設けられている。
【0018】
半導体部品105は、例えばパワーMOSFETやパワーダイオードなど、比較的に大きな駆動系の電流が流れて、発熱の伴う半導体モジュールである。半導体部品105は、半導体素子を樹脂でモールドしてなる本体部106と、半導体素子の端子を外部に導くリード線107等から構成される。本体部106は、一方の幅が狭いブロック形状をしており、広い面から他方の面へネジを通す挿通穴H2が設けられている。
【0019】
リード線107は本体部106の幅の狭い側から外部に導出されている。リード線107は、本体部106からまっすぐ(すなわち傾斜面S1と平行な方向)に導出された第1部分L1と、途中で曲げられて回路基板103の基板面に対して垂直な方向に向いた第2部分L2とを有する。
【0020】
図1と図2に示すように、半導体部品105は、リード線107の第2部分L2が回路基板103のスルーホールU1に通され配線パッドに半田付けされている。また、本体部106が傾斜面S1に面接触するように固定ネジ108によって固定されている。固定ネジ108は、回路基板103の貫通孔H1からドライバーを通して止着することができる。
【0021】
このような電子回路装置100においては、放熱台101に設けられた台座部102の傾斜面S1によって、半導体部品105のリード線107が回路基板103に近くなる配置で半導体部品105を固定することができる。その際、半導体部品105の本体部106の広い面を台座部102に面接触させることができる。したがって、回路基板103と放熱台101とを一定の距離離す必要があっても、この距離に関係なく半導体部品105のリード線107を短くすることができる。詳細には、半導体部品105の本体部106から回路基板103の配線パッドに至るまでのリード線107の長さを短くすることができる。この長さを短くできることから半導体部品105のサージ耐圧の低下を回避することができる。
【0022】
また、リード線107は、傾斜面S1と平行な第1部分L1と、回路基板103の基板面に対して垂直な第2部分L2とを有している。それゆえ、半導体部品105の仕様上、リード線107を本体部106から一定長まっすぐに伸ばしたままにしなければならない場合でも、第1部分L1によりこの要求を満たすことができる。さらに、この第1部分L1と途中で曲がった第2部分L2とがあるため、このリード線107の曲がりによって本体部106の固定位置の誤差を吸収することができる。
【0023】
図3には、本発明の実施の形態に係る電子回路装置100の第1の変形例の要部の断面図を示す。
【0024】
台座部102は、図3に示すように、回路基板103の縁近くに配置するようにしても良い。図3の例において、台座部102は、そのネジ穴H3の軸線上に回路基板103が重ならない配置にされている。
【0025】
詳細には、傾斜面S1の傾斜角度θ、回路基板103と放熱台101との距離a5、ネジ穴H3の開口端までの高さa6、回路基板103の端部からネジ穴H3の開口端までの水平方向の距離a4が、次式(1)の関係となる配置である。
a4 ≦ (a5−a6)・tanθ ・・・ (1)
【0026】
このような配置とすることで、半導体部品105を固定ネジ108により固定する際、回路基板103の縁側からドライバーを差し込むことができるため、回路基板103にドライバーを挿通するためのスルーホールを設ける必要がなくなる。
【0027】
図4には、本発明の実施の形態に係る電子回路装置100の第2の変形例の要部の断面図を示す。
【0028】
台座部102への半導体部品105の固定方法は、図4に示すように、バネ材120を利用した固定方法としても良い。
【0029】
このバネ材120は、板バネ或いは線状のバネより構成され、一方の部分がリベット121等により放熱台101に固定され、他方の部分が半導体部品105の本体部106を押圧して傾斜面S1に押し付けている。バネ材120の先端側には、折曲部M1が設けられている。この折曲部M1は、回路基板103へ近づくに従って、傾斜面S1との間隔が開いていく向きにされている。この折曲部M1により、半導体部品105の実装された回路基板103が放熱台101に固定される際、半導体部品105が傾斜面S1に沿って押し込まれることで、半導体部品105の本体部106を傾斜面S1とバネ材120との間に通しやすくなっている。
【0030】
このようにバネ材120を用いて半導体部品105を台座部102に固定するようにしても、半導体部品105の本体部106を高い熱伝導を有した状態で傾斜面S1に面接触させることができる。
【0031】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明に係る回路基板に設けられる回路は、比較的に大きな電流が流れて冷却を要する半導体部品を有する回路であれば、どのような回路でも適用可能である。
【0032】
また、台座部102は、放熱台101と別体に形成して、所定の熱伝導性が得られるように台座部102に固着するようにしてもよい。また、台座部102は、図1〜図3に示したようなブロック形状とせず、傾斜面S1を有する平たい形状としても良い。また、放熱台が金属板である場合に、その一部を折り曲げて台座部を形成しても良い。
【0033】
また、回路基板103は放熱台101に固定される構成に限られず、例えば装置のフレーム等に回路基板103と放熱台101とが一定間隔を開けて別々に固定される構成としても良い。
【産業上の利用可能性】
【0034】
本発明は、駆動系の装置に駆動電流を出力するパワー制御装置、電源を生成して別の回路へ供給する電源装置、充電装置等の電子回路装置に利用可能である。
【符号の説明】
【0035】
100 電子回路装置
101 放熱台
102 台座部
103 回路基板
104 回路素子
105 半導体部品
106 本体部
107 リード線
L1 第1部分
L2 第2部分
108 固定ネジ
120 バネ材




【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱を放散させる放熱台と、
この放熱台と所定間隔を開けて配置される回路基板と、
前記放熱台から前記回路基板側へ突出させて設けられ前記回路基板の基板面に対して斜めにされた傾斜面を有する素子固定部と、
半導体素子を内蔵した本体部および当該半導体素子の端子を外部に導くリード線を有する半導体部品と、
を備え、
前記半導体部品の前記本体部が前記素子固定部の前記傾斜面に固定され、且つ、前記リード線が前記本体部の前記回路基板に近い側から導出されて前記回路基板上の配線に接続されている、
ことを特徴とする電子回路装置。
【請求項2】
前記回路基板は、
前記放熱台の一面と略平行に前記放熱台にスペーサを介して固定され、
前記素子固定部は、
前記放熱台と一体形成または前記放熱台と熱伝導性を有するように固着されている、
ことを特徴とする請求項1記載の電子回路装置。
【請求項3】
前記リード線は、
前記傾斜面と略平行にされて前記半導体部品の前記本体部から導出される第1部分と、
前記回路基板の基板面に対して略垂直にされて前記回路基板上の配線に接続される第2部分と、
を有することを特徴とする請求項1記載の電子回路装置。
【請求項4】
固定ネジと、
前記半導体部品の本体部に設けられ前記固定ネジを通す挿通孔と、
前記傾斜面に設けられたネジ穴と、
を有し、
前記固定ネジが前記挿通孔に通されて前記ネジ穴に螺合されることで前記半導体部品の前記本体部が前記傾斜面に固定されている、
ことを特徴とする請求項1記載の電子回路装置。
【請求項5】
前記ネジ穴の軸線上に前記回路基板および前記放熱台が重ならないように前記素子固定部が配置されている、ことを特徴とする請求項4記載の電子回路装置。
【請求項6】
前記半導体部品の本体部を前記素子固定部の前記傾斜面に押し付けるバネ材を備え、
前記バネ材により前記半導体部品が前記傾斜面に固定されている、
ことを特徴とする請求項1記載の電子回路装置。
【請求項7】
前記半導体部品はパワー半導体である、
ことを特徴とする請求項1記載の電子回路装置。




【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2012−204514(P2012−204514A)
【公開日】平成24年10月22日(2012.10.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−66381(P2011−66381)
【出願日】平成23年3月24日(2011.3.24)
【出願人】(000005821)パナソニック株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】