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発明の名称 部品搭載済み基板
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−196838
公開日 平成6年(1994)7月15日
出願番号 特願平4−342823
出願日 平成4年(1992)12月22日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】富田 和子
発明者 永島 正章 / 松島 均
要約 目的
搭載部品が大型化することなく、且つコストもほとんど増加させないで搭載部品の放熱を促す。

構成
搭載部品パッケージ12と基板20との間に、空気よりも熱伝導率が大きいシリコンゲル31が両者に接した状態で配されている。
特許請求の範囲
【請求項1】素子がパッケージで覆われ且つ該パッケージからリード線が突出している部品が、基板に搭載されている部品搭載済み基板において、前記パッケージと前記基板との間に、空気よりも熱伝導率が大きい伝熱材が両者に接した状態で配されていることを特徴とする部品搭載済み基板。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、部品が基板上に搭載されている部品搭載済み基板に関し、特に、搭載部品の放熱技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、基板搭載部品の放熱を促進させるためのものとしては、搭載部品の上側に放熱フィン等を設けるものがある。これは、搭載部品の上部において、空気との接触面積を大きくして、放熱を促すものであり、搭載部品の下部、つまり基板側へはリード線のみからの放熱が期待できる程度で、基板側へ積極的に放熱を行う例は見られない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年、搭載部品は、発熱量が大きいものが増える一方で、小型化及び製造コストの削減が非常に望まれている。しかしながら、上記のような従来技術では、放熱フィンを形成するために、搭載部品が大型化し、コストも増加してしまうという問題点がある。本発明は、このような従来の問題点について着目してなされたもので、搭載部品が大型化することなく、且つコストもほとんど増加しない部品搭載済み基板を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するための部品搭載済み基板は、素子がパッケージで覆われ且つ該パッケージからリード線が突出している部品が、基板に搭載されている部品搭載済み基板において、前記パッケージと前記基板との間に、空気よりも熱伝導率が大きい伝熱材が両者に接した状態で配されていることを特徴とするものである。
【0005】なお、前記伝熱材としては、粘性の高い液体又はゲル上の物質で、半田付け温度よりも低い温度で硬化する熱硬化性物質又は空気中で自然硬化するものを用いるとよい。
【0006】
【作用】伝熱材は、基板及びパッケージに接し、且つ空気よりも熱伝導率が大きいので、素子が発熱すると、この熱の一部はパッケージの上面等から放熱されるものの、ほとんどの熱は伝熱材を介して基板へ伝わって行く。このため、特別に放熱フィン等を設けなくとも、部品の放熱を促すことができるので、部品の小型化及びコスト削減を図ることができる。
【0007】また、伝熱材として、粘性の高い液体又はゲル上の物質で、半田付け温度よりも低い温度で硬化する熱硬化性物質又は空気中で自然硬化するものを用い、部品搭載時に部品と基板との間に配した場合には、この硬化前の伝熱材が部品の半田付け時の仮固定材となり、半田付けが確実且つ容易にできるようになる。さらに、伝熱材と部品、及び伝熱材と基板との接触性も高まり、基板への放熱性をより高めることができる。
【0008】
【実施例】以下、本発明に係る部品搭載済み基板について図面を用いて説明する。本実施例の搭載部品は、図1に示すように、電子回路素子11がパッケージ12で覆われ、パッケージ12の側面からリード線15,15,…が突出しているフラットパッケージ型部品10である。
【0009】このフラットパッケージ型部品10を基板20上に搭載する際には、図2(a)に示すように、まず、部品搭載位置に熱硬化性物質であるポッティング用シリコンゲル30を適量塗布する。ここで、適量とは、部品10をシリコンゲル30の上から基板20上に置いた際に、シリコンゲル30がパッケージ12の底面13と基板20の上面21とに接し、且つシリコンゲル30がリード線15に接触しない量である。次に、図(b)に示すように、シリコンゲル30の上から部品10を基板20上に置く。熱硬化する前のシリコンゲル30は、粘性が高いので、部品10と基板20とを仮固定するための接着剤として作用することになる。このため、リード線15の半田付けの際における部品10の位置決め、及び決められた位置の維持が確実となる。次に、同図(c)に示すように、リード線15を基板20に半田付けして、部品10の搭載作業を終了する。半田17の溶融温度は、部品10の種類によっても異なるが、一般的に200℃(低温対応のものには120℃程度のものもある。)で、シリコンゲル30の熱硬化温度は120℃(〜50℃)である。このために、半田付けの際の熱が、リード線15及びパッケージ12を介して、又は基板20を介してシリコンゲル30に伝わり、シリコンゲル30が120℃になると、熱硬化する。
【0010】部品10が基板20に搭載された状態では、図1に示すように、熱硬化したシリコンゲル31は、基板20の上面21とパッケージ12の底面13とに接している。また、熱硬化したシリコンゲル31の熱伝導率は、0.75W/mK(〜0.2W/mK)で、空気の熱伝導率(0.03W/mK)よりも大きい。このため、部品10に電力が投入され、素子11が発熱すると、この熱の一部はパッケージ12の上面及び側面から放熱されるものの、ほとんどの熱は熱硬化したシリコンゲル31を介して、基板20へ伝わって行く。したがって、基板20の温度は上昇するものの、部品10自体の温度はあまり高くなることはなく、部品搭載済み基板全体の温度は均一化され、効果的に熱を放出することができる。
【0011】以上のように、本実施例では、部品搭載の際においては、シリコンゲル30が仮固定剤となり、半田付けを容易に及び確実にすると共に、パッケージ12に伝わった半田付けの熱が基板20側にも逃げ、半田付けの熱から部品10を保護することができる。また、部品搭載後においては、発熱した部品10からの熱を基板20側へ積極的に逃し、効果的に熱を放出することができる。このため、パッケージ12に放熱フィンをわざわざ設けなくともよく、コストの削減を図ることができると共に、部品10の小型化を図ることができる。
【0012】なお、本実施例において、パッケージ12と基板20との間に配される伝熱材としてシリコンゲルを用いたが、これは、粘性の高い液体又はゲル上の物質で、半田付け温度よりも低い温度で硬化する熱硬化性物質又は空気中で自然硬化するものであり、且つ硬化した物質の熱伝導率が少なくとも空気よりも大きいものであれば、如何なるものでもよく、例えば、エポキシ系接着剤(硬化時の熱伝導率は0.3〜0.9W/mK)や、シリコン系接着剤(硬化時の熱伝導率は0.2〜0.9W/mK)等であってもよい。
【0013】また、本実施例においては、部品10に放熱フィンを設けていないが、部品10の発熱量が非常に大きい場合には、部品10に放熱フィンを設けると共に、伝熱材を併用するようにしてもよい。この場合においても、単に放熱フィンを設けた場合よりも、放熱フィンの大きさを小さくすることができるので、小型化及びコスト低減を図ることができることは言うまでもない。
【0014】
【発明の効果】本発明によれば、発熱した素子からの熱がパッケージの底から伝熱材を介して、基板に伝わり、特別に放熱フィン等を設けなくとも、部品の放熱を促すことができるので、搭載部品の小型化及びコスト低減を図ることができる。




 

 


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