JP6037935B2

JP6037935B2 - 電子装置

Info

Publication number: JP6037935B2
Application number: JP2013105399A
Authority: JP
Inventors: 侑輝藤澤
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 2013-05-17
Filing date: 2013-05-17
Publication date: 2016-12-07
Anticipated expiration: 2033-05-17
Also published as: JP2014229627A

Description

本発明は、電子装置に関する。

下記特許文献１には、ヒートシンク、絶縁プレート、電子部品が実装された回路基板、及びこれらの各部品を収容するケースを備えた電子装置（イグナイタ）が開示されている。この文献に記載された技術について簡単に説明すると、回路基板に実装された電子部品の熱を放熱するために、回路基板を絶縁プレートを介してヒートシンクに当接させると共に、回路基板に実装された電子部品に作用するせん断応力を減少させて該回路部品の損傷を防止するために、エポキシ樹脂がケース内に充填されている。

特開平１１−２５７１９６号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された構成では、回路基板やケースが大型化した場合、ケース内に充填されるエポキシ樹脂が多量に必要となるばかりでなく、エポキシ樹脂が充填されている部位と充填されていない部位とがケース内に存在すると、回路基板に撓みが生じ、その結果、回路基板と電子部品とを接合するハンダ付け部において亀裂等の不具合が発生することが考えられる。

本発明は上記事実を考慮し、回路基板と電子部品とを接合するハンダ付け部において亀裂等の不具合が発生することを抑制することができる電子装置を得ることが目的である。

請求項１記載の本発明に係る電子装置は、電子装置の外郭を形成すると共に放熱部材の一端面が当接するケースと、前記ケース内に配置され、かつ電子部品が実装された部品配置部と前記放熱部材の他端面が当接している放熱部材取付部との間が前記ケースに当接している回路基板と、を備えている。

請求項１記載の本発明では、電子部品が実装された回路基板がケースの内部に収容されることによって電子装置が構成されている。また、ケース内には、一端面がケースに当接しかつ他端面が回路基板に当接する放熱部材が設けられている。これにより、電子部品の熱を回路基板及び放熱部材を介してケースに放熱することが可能となっている。また、回路基板における電子部品が実装された部位（部品配置部）と放熱部材の他端面が当接している部位（放熱部材取付部）との間がケースに当接している。ところで、放熱部材が所望の位置からずれることを抑制するために、放熱部材を回路基板とケースとの間で挟持すると（放熱部材を圧縮した状態で回路基板とケースとの間に介装すると）、放熱部材からの反力によって回路基板が撓むことが考えられる。このような撓みが回路基板における電子部品が実装された部位（部品配置部）に生じると、回路基板と電子部品とを接合するハンダ付け部において亀裂等の不具合が発生することが考えられる。しかしながら、本発明では、回路基板における電子部品が実装された部位（部品配置部）と放熱部材の他端面が当接している部位（放熱部材取付部）との間がケースに当接している。そのため、前述の反力が放熱部材から回路基板に入力されると、回路基板はケースとの当接部を支点として撓む。換言すると、回路基板における放熱部材の他端面が当接している部位（放熱部材取付部）には前述の撓みが生じ、回路基板における電子部品が実装された部位（部品配置部）には前述の撓みが生じ難い。その結果、本発明では、回路基板と電子部品とを接合するハンダ付け部において亀裂等の不具合が発生することを抑制することができる。

請求項２記載の本発明に係る電子装置は、請求項１記載の電子装置において、前記回路基板における前記ケースに当接している部位が前記ケースに固定されていることを特徴としている。

請求項２記載の本発明では、回路基板における電子部品が実装された部位（部品配置部）と放熱部材の他端面が当接している部位（放熱部材取付部）との間がケースに固定されている。そのため、前述の反力が放熱部材から回路基板に入力され、回路基板における放熱部材の他端面が当接している部位に撓みが生じたとしても、この撓みが回路基板における電子部品が実装された部位に伝達され難い。これにより、本発明では、回路基板と電子部品とを接合するハンダ付け部において亀裂等の不具合が発生することをより一層抑制することができる。

請求項３記載の本発明に係る電子装置は、請求項１又は請求項２記載の電子装置において、前記ケースは、第１ケースと第２ケースとを有して構成された分割構造とされていると共に、前記回路基板は前記第１ケースに当接しており、前記回路基板における前記第１ケースに当接している部位が、前記第１ケースと前記第２ケースとの間に挟持されていることを特徴としている。

請求項３記載の本発明では、回路基板における第１ケースに当接している部位が、第１ケースと第２ケースとの間に挟持されている。すなわち、回路基板における第１ケースに当接している部位の両面が第１ケース及び第２ケースによって支持されている。そのため、前述の反力が放熱部材から回路基板に入力され、回路基板における放熱部材の他端面が当接している部位（放熱部材取付部）に撓みが生じたとしても、この撓みが回路基板における電子部品が実装された部位（部品配置部）に伝達され難い。これにより、本発明では、回路基板と電子部品とを接合するハンダ付け部において亀裂等の不具合が発生することをより一層抑制することができる。

請求項４記載の本発明に係る電子装置は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電子装置において、前記ケースには、該ケースの内部に向けて延出する延出部が設けられており、前記延出部が、前記放熱部材取付部における前記放熱部材が当接している面と反対側の面に当接していることを特徴としている。

請求項４記載の本発明では、ケースに設けられた延出部が回路基板における上記の部位に当接している。そのため、前述の反力が放熱部材から回路基板に入力されたとしても、回路基板における反力が入力された部位の変位が延出部によって規制される。すなわち、回路基板の撓みが抑制される。これにより、本発明では、回路基板と電子部品とを接合するハンダ付け部において亀裂等の不具合が発生することをより一層抑制することができる。

第１実施形態に係る電子部品の断面を示す側断面図である。回路基板を回路素子が実装されている面と反対側から見た底面図である。変形例に係る回路基板のケースへの固定方法を示す図２に対応する底面図である。変形例に係る回路基板のケースへの固定方法を示す図２に対応する底面図である。第２実施形態に係る電子部品の断面を示す図１に対応する側断面図である。第３実施形態に係る電子部品の断面を示す図１に対応する側断面図である。第４実施形態に係る電子部品の断面を示す図１に対応する側断面図である。対比例に係る電子部品の断面を示す図１に対応する側断面図である。

次に、図１及び図２を用いて本発明の第１実施形態に係る電子装置について説明する。

図１に示されるように、本実施形態の電子装置１０は、該電子装置１０の外郭を形成するケース１２と、ケース１２内に配置されていると共に電子部品としての回路素子１４が実装された回路基板１６と、を主要な要素として構成されている。

ケース１２は、第１ケース１８と第２ケース２０とを有して構成された分割構造とされている。具体的には、第１ケース１８は、樹脂材料又は金属材料を用いて形成されている（本実施形態では、樹脂材料を用いて形成されている）と共に第２ケース２０側に向けて開放された有底箱状に形成されており、また第１ケース１８は、後に詳述する回路基板１６に沿って延びる矩形状の底壁部２２を備えている。さらに、第１ケース１８は、底壁部２２の端部から第２ケース２０側に向けて屈曲して延びる側壁部２４を備えている。また、第１ケース１８の底壁部２２には、回路基板１６を固定するための螺子２６が螺入される複数のボス部２８（本実施形態では４個のボス部２８）が立設されている。４個のボス部２８のうち２つのボス部２８Ａは、一対の側壁部２４の間に配置されており、残り２個のボス部２８Ｂは、側壁部２４に沿って配置されていると共に該側壁部２４と一体に設けられている。

また、第２ケース２０は、金属材料を用いて形成されており、さらに第２ケース２０は、第１ケース１８の底壁部２２よりも厚肉とされていると共に該底壁部２２と略平行に配置された矩形板状に形成されている。また、第２ケース２０と第１ケース１８の側壁部２４の先端とは図示しない接着剤、溶着又は螺子等によって接合されている。これにより、回路基板１６が収容される回路基板収容部３０が第１ケース１８と第２ケース２０との間に形成される構成である。

図１及び図２に示されるように、回路基板１６は、回路の一部を構成する図示しない銅パターン部が矩形板状に形成された回路基板本体３２上に設けられることによって構成されている。また、回路基板１６には、螺子２６が挿通される４個の挿通孔３４が形成されている。詳述すると、回路基板１６の一端部には、第１ケース１８のボス部２８Ｂに対応する２個の挿通孔３４Ｂが形成されており、回路基板１６の一端部と他端部との間には、第１ケース１８のボス部２８Ａに対応する２個の挿通孔３４Ａが形成されている。また、回路基板１６における４個の挿通孔３４に囲まれた部位は、回路素子１４が配置される部品配置部３６とされている。この部品配置部３６における第１ケース１８側の面には、回路素子１４がハンダ付けにて接合されている。

また、回路基板１６の他端部は、放熱部材としての放熱シート３８が取付けられる放熱シート取付部４０（放熱部材取付部）とされている。また、放熱シート３８は、シリコーン等を用いて矩形状に形成されており、さらに放熱シート３８の一端面３８Ａは第２ケース２０に当接している。また、放熱シート３８の他端面３８Ｂは、放熱シート取付部４０における第２ケース２０側の面に当接している。

螺子２６が回路基板１６に形成された挿通孔３４に挿通され、この螺子２６が第１ケース１８のボス部２８に螺入されることによって、回路基板１６の一端部が第１ケース１８のボス部２８Ｂに固定され、回路基板１６における回路素子１４が実装された部位（部品配置部３６）と放熱シート３８の他端面３８Ｂが当接している部位（放熱シート取付部４０）との間が第１ケース１８のボス部２８Ａに固定されている。これにより、回路基板１６が第１ケース１８に固定される構成である。

また、本実施形態では、第１ケース１８と第２ケース２０とが接合された状態において、螺子２６の頭２６Ａが第２ケース２０に押圧されるように第１ケース１８及び第２ケース２０等の寸法が設定されている。これにより、回路基板１６における第１ケース１８に固定されている部位が、第１ケース１８と第２ケース２０との間に挟持されるようになっている。

（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

図１に示されるように、本実施形態では、回路素子１４が実装された回路基板１６がケース１２の内部に収容されることによって電子装置１０が構成されている。また、ケース１２内には、一端面３８Ａがケース１２に当接しかつ他端面３８Ｂが回路基板１６に当接する放熱シート３８が設けられている。これにより、回路素子１４の熱を回路基板１６及び放熱シート３８を介してケース１２に放熱することが可能となっている。

ところで、放熱シート３８が所望の位置からずれることを抑制するために、放熱シート３８を回路基板１６とケース１２との間で挟持すると（放熱シート３８を圧縮した状態で回路基板１６とケース１２との間に介装すると）、放熱シート３８からの反力によって回路基板１６が撓むことが考えられる。図８に示されるように、このような撓みが回路基板１６における回路素子１４が実装された部位（部品配置部３６）に生じると、回路基板１６と回路素子１４とを接合するハンダ付け部において亀裂等の不具合が発生することが考えられる。

しかしながら、図１に示されるように、本実施形態では、回路基板１６における回路素子１４が実装された部位（部品配置部３６）と放熱シート３８の他端面３８Ｂが当接している部位（放熱シート取付部４０）との間がケース１２に固定されている。そのため、前述の反力が放熱シート３８から回路基板１６に入力されると、回路基板１６はケース１２との固定部を支点として撓む。換言すると、回路基板１６における放熱シート３８の他端面３８Ｂが当接している部位（放熱シート取付部４０）には前述の撓みが生じ、回路基板１６における回路素子１４が実装された部位（部品配置部３６）には前述の撓みが生じ難い。その結果、本実施形態では、回路基板１６と回路素子１４とを接合するハンダ付け部において亀裂等の不具合が発生することを抑制することができる。

また、本実施形態では、回路基板１６における第１ケース１８に固定されている部位が、第１ケース１８と第２ケース２０との間に挟持されている。すなわち、回路基板１６における第１ケース１８に固定されている部位の両面が第１ケース１８及び第２ケース２０によって支持されている。そのため、前述の反力が放熱シート３８から回路基板１６に入力され、回路基板１６における放熱シート３８の他端面３８Ｂが当接している部位（放熱シート取付部４０）に撓みが生じたとしても、この撓みが回路基板１６における回路素子１４が実装された部位（部品配置部３６）に伝達され難い。これにより、本実施形態では、回路基板１６と回路素子１４とを接合するハンダ付け部において亀裂等の不具合が発生することをより一層抑制することができる。

なお、本実施形態では、回路基板１６における第１ケース１８に固定されている部位が、第１ケース１８と第２ケース２０との間に挟持されるように構成した例について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、螺子２６の頭２６Ａと第２ケース２０との間にクリアランスを設け、回路基板１６における第１ケース１８に固定されている部位が、第１ケース１８と第２ケース２０との間に挟持されないように構成することもできる。

また、本実施形態では、回路基板１６における回路素子１４が実装された部位（部品配置部３６）と放熱シート３８の他端面３８Ｂが当接している部位（放熱シート取付部４０）との間が、螺子２６を介して第１ケース１８のボス部２８Ａに固定されている例について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、螺子２６を用いず、回路基板１６における回路素子１４が実装された部位（部品配置部３６）と放熱シート３８の他端面３８Ｂが当接している部位（放熱シート取付部４０）との間をボス部２８Ａの先端に当接させた構成とすることもできる。当該構成においても、前述の撓みが、回路基板１６における回路素子１４が実装された部位（部品配置部３６）に生じることが抑制され、回路基板１６と回路素子１４とを接合するハンダ付け部において亀裂等の不具合が発生することを抑制することができる。

さらに、本実施形態では、第１ケース１８と第２ケース２０とを有する分割構造とされたケース１２を用いて電子装置１０の外郭を形成した例について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、３以上の分割構造とされたケースを用いて電子装置の外郭を構成することもできる。

また、本実施形態では、回路基板１６における回路素子１４が実装された部位（部品配置部３６）と放熱シート３８の他端面３８Ｂが当接している部位（放熱シート取付部４０）との間を、２個の螺子２６を介して第１ケース１８のボス部２８Ａに固定した例について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図３及び図４に示されるように、回路基板１６における回路素子１４が実装された部位（部品配置部３６）と放熱シート３８の他端面３８Ｂが当接している部位（放熱シート取付部４０）との間を４個の螺子２６を介して第１ケース１８のボス部２８Ａに固定することもできる。このように、回路基板１６における回路素子１４が実装された部位（部品配置部３６）と放熱シート３８の他端面３８Ｂが当接している部位（放熱シート取付部４０）との間を第１ケース１８に固定する際に用いる螺子２６の数（固定箇所の数）は、部品配置部３６に生じる放熱シート取付部４０の撓みの影響等を考慮して適宜設定すればよい。

さらに、本実施形態では、回路素子１４を回路基板１６の部品配置部３６に実装した例について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、ハンダ付けによって実装される他の電子部品（ヒートシンク等）を回路基板１６の部品配置部３６に実装することもできる。

（第２実施形態〜第４実施形態）
次に、図５〜図７を用いて本実施形態の第２実施形態〜第４実施形態に係る電子装置について説明する。なお、上記第１実施形態に係る電子装置１０と基本的に同一の部材及び部分については同一の符号を付して、その説明を省略する。

図５に示されるように、第２実施形態に係る電子装置４２は、ケース１２の内部（回路基板収容部３０）に向けて延出する延出部としてのブロック形状部４４が第１ケース１８に設けられていることに特徴がある。具体的には、ブロック形状部４４は、第１ケース１８の底壁部２２から第２ケース２０側に向けて延出しており、またブロック形状部４４の延出方向の先端は、回路基板１６に沿って延びる当接面４４Ａとされている。そして、この当接面４４Ａは、回路基板１６における放熱シート３８が当接している面と反対側の面（放熱シート取付部４０）に当接している。

図６に示されるように、第３実施形態に係る電子装置４６は、上記の第２実施形態に係る電子装置４２のブロック形状部４４に代えて、延出部としての複数の柱状部４８が設けられていることに特徴がある。この柱状部４８は、第１ケース１８の底壁部２２から第２ケース２０側に向けて延出する円柱状に形成されており、また柱状部４８の延出方向の先端は、球面状に形成された当接面４８Ａとされている。そして、この当接面４８Ａは、回路基板１６における放熱シート３８が当接している面と反対側の面（放熱シート取付部４０）に当接している。

図７に示されるように、第４実施形態に係る電子装置５０は、上記の第２実施形態に係る電子装置４２のブロック形状部４４に代えて、延出部としての舌片部５２が設けられていることに特徴がある。この舌片部５２は、第１ケース１８の側壁部２４から該第１ケース１８の底壁部２２と略平行に延びる矩形板状に形成されており、また舌片部５２における回路基板１６側の面は当接面５２Ａとされている。そして、この当接面５２Ａは、回路基板１６における放熱シート３８が当接している面と反対側の面（放熱シート取付部４０）に当接している。

以上説明した第２実施形態〜第４実施形態に係る電子装置４２，４６，５０では、第１ケース１８に設けられた延出部（ブロック形状部４４，柱状部４８，舌片部５２）が回路基板１６における上記の部位（放熱シート取付部４０）に当接している。そのため、前述の反力が放熱シート３８から回路基板１６に入力されたとしても、回路基板１６における反力が入力された部位（放熱シート取付部４０）の変位が延出部（ブロック形状部４４，柱状部４８，舌片部５２）によって規制される。すなわち、回路基板１６の撓みが抑制される。これにより、本実施形態では、回路基板１６と回路素子１４とを接合するハンダ付け部において亀裂等の不具合が発生することをより一層抑制することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１０…電子装置，１２…ケース，１４…回路素子（電子部品），１６…回路基板，１８…第１ケース，２０…第２ケース，３６…部品配置部，３８…放熱シート（放熱部材），３８Ａ…一端面，３８Ｂ…他端面，４０…放熱シート取付部（放熱部材取付部），４２…電子装置，４４…ブロック形状部（延出部），４６…電子装置，４８…柱状部（延出部），５０…電子装置，５２…舌片部（延出部）

Claims

電子装置の外郭を形成すると共に放熱部材の一端面が当接するケースと、
前記ケース内に配置され、かつ電子部品が実装された部品配置部と前記放熱部材の他端面が当接している放熱部材取付部との間が前記ケースに当接している回路基板と、
を備えた電子装置。
前記回路基板における前記ケースに当接している部位が前記ケースに固定されている請求項１記載の電子装置。
前記ケースは、第１ケースと第２ケースとを有して構成された分割構造とされていると共に、前記回路基板は前記第１ケースに当接しており、
前記回路基板における前記第１ケースに当接している部位が、前記第１ケースと前記第２ケースとの間に挟持されている請求項１又は請求項２記載の電子装置。
前記ケースには、該ケースの内部に向けて延出する延出部が設けられており、
前記延出部が、前記放熱部材取付部における前記放熱部材が当接している面と反対側の面に当接している請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電子装置。