JP2001196514A - ヒートシンク付き表面実装パワートランジスタを製造する方法および装置 - Google Patents
ヒートシンク付き表面実装パワートランジスタを製造する方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 回路基板への表面実装部品の取り付けと、表
面実装部品へのヒートシンクの取り付けを単一ステップ
で行うことができる表面実装発熱部品用ヒートシンクを
提供する。 【解決手段】 表面実装パワートランジスタにヒートシ
ンクを取り付けるために、回路基板上のパワートランジ
スタと半田パッドとの間にヒートシンクの実装板を置
く。ヒートシンクの実装板に複数の開口を設け、半田リ
フロー工程中に半田パッドの半田がその開口を通過す
る。実装板はパワートランジスタと回路基板の間で固着
される。ヒートシンクの実装板は、実装板に対してほぼ
直角に延在する延長部分に熱的に結合され、その延長部
分は１つ以上のフィンを備えた放熱面に結合される。
面実装部品へのヒートシンクの取り付けを単一ステップ
で行うことができる表面実装発熱部品用ヒートシンクを
提供する。 【解決手段】 表面実装パワートランジスタにヒートシ
ンクを取り付けるために、回路基板上のパワートランジ
スタと半田パッドとの間にヒートシンクの実装板を置
く。ヒートシンクの実装板に複数の開口を設け、半田リ
フロー工程中に半田パッドの半田がその開口を通過す
る。実装板はパワートランジスタと回路基板の間で固着
される。ヒートシンクの実装板は、実装板に対してほぼ
直角に延在する延長部分に熱的に結合され、その延長部
分は１つ以上のフィンを備えた放熱面に結合される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】（発明の分野）本発明は一般
に、発熱電気回路部品にヒートシンクを取り付けるため
の方法と装置に関するものである。
に、発熱電気回路部品にヒートシンクを取り付けるため
の方法と装置に関するものである。
【０００２】（関連技術の説明）電界効果トランジスタ
等の発熱部品は、部品から発生する熱エネルギーを除去
するためにヒートシンクを必要とすることが多い。ヒー
トシンクを空気流中に置いてヒートシンクの放熱をよく
するために、これら発熱部品の取り付け構造には一般
に、ヒートシンクおよび部品が取り付けられる搭載面ま
たは回路基板から嵩上げされたフィン付きヒートシンク
が含まれ、搭載面に発熱部品自体を取り付けずに、通常
はヒートシンクの嵩上げ表面に取り付ける。しかし、電
界効果電力トランジスタの場合は、トランジスタの片側
にヒートシンクを取り付けた状態で、トランジスタを回
路基板上に縦向きに取り付けることにより、ヒートシン
クを空気流中に置くことができる。別の構成では、電界
効果トランジスタが回路基板または搭載面上に水平に取
り付け、ヒートシンクは、電界効果トランジスタの反対
側表面に取り付けられて空気流中に置かれるか、あるい
は電界効果トランジスタの裏側にあたる回路基板の裏面
に取り付けられる。
等の発熱部品は、部品から発生する熱エネルギーを除去
するためにヒートシンクを必要とすることが多い。ヒー
トシンクを空気流中に置いてヒートシンクの放熱をよく
するために、これら発熱部品の取り付け構造には一般
に、ヒートシンクおよび部品が取り付けられる搭載面ま
たは回路基板から嵩上げされたフィン付きヒートシンク
が含まれ、搭載面に発熱部品自体を取り付けずに、通常
はヒートシンクの嵩上げ表面に取り付ける。しかし、電
界効果電力トランジスタの場合は、トランジスタの片側
にヒートシンクを取り付けた状態で、トランジスタを回
路基板上に縦向きに取り付けることにより、ヒートシン
クを空気流中に置くことができる。別の構成では、電界
効果トランジスタが回路基板または搭載面上に水平に取
り付け、ヒートシンクは、電界効果トランジスタの反対
側表面に取り付けられて空気流中に置かれるか、あるい
は電界効果トランジスタの裏側にあたる回路基板の裏面
に取り付けられる。
【０００３】発熱部品にヒートシンクを取り付けるため
の方法には、部品取り付けステップとは別に、ヒートシ
ンク取り付けステップが必要である。そして、ヒートシ
ンクと部品の個別の貼付位置が各ステップに必要であ
り、結果的に比較的高いプロフィル構造になる。
の方法には、部品取り付けステップとは別に、ヒートシ
ンク取り付けステップが必要である。そして、ヒートシ
ンクと部品の個別の貼付位置が各ステップに必要であ
り、結果的に比較的高いプロフィル構造になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】（発明の概要）本発明
の目的は回路基板への表面実装部品の取り付けと、表面
実装部品へのヒートシンクの取り付けを単一ステップで
行うことができる表面実装発熱部品用ヒートシンクを提
供することである。別の目的は低形状のヒートシンクを
提供することである。もう一つの目的は実装面における
フットプリントの占有面積を最小にするヒートシンクを
提供することである。更に別の目的は、ヒートシンクと
実装面に取り付けられる他の部品の間における空間的干
渉を最小にすることである。更に別の目的は表面実装ヒ
ートシンクを提供することである。
の目的は回路基板への表面実装部品の取り付けと、表面
実装部品へのヒートシンクの取り付けを単一ステップで
行うことができる表面実装発熱部品用ヒートシンクを提
供することである。別の目的は低形状のヒートシンクを
提供することである。もう一つの目的は実装面における
フットプリントの占有面積を最小にするヒートシンクを
提供することである。更に別の目的は、ヒートシンクと
実装面に取り付けられる他の部品の間における空間的干
渉を最小にすることである。更に別の目的は表面実装ヒ
ートシンクを提供することである。
【０００５】本発明は別々のヒートシンク実装ステップ
の必要性を取り除き、回路基板に実装用貫通孔を施すこ
となく発熱部品の低形状表面実装を可能にする。また、
本発明は例えば隣接回路板間が狭い場合でも、よりコン
パクトな回路が形成されるように低形状のヒートシンク
を提供する。また、本発明では、回路基板への部品の実
装およびヒートシンクの実装用の単一表面しか半田付け
を必要としないので、複数取り付け位置の必要性がなく
なる。
の必要性を取り除き、回路基板に実装用貫通孔を施すこ
となく発熱部品の低形状表面実装を可能にする。また、
本発明は例えば隣接回路板間が狭い場合でも、よりコン
パクトな回路が形成されるように低形状のヒートシンク
を提供する。また、本発明では、回路基板への部品の実
装およびヒートシンクの実装用の単一表面しか半田付け
を必要としないので、複数取り付け位置の必要性がなく
なる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記および他の発明の目
的、特徴は、発熱部品の実装面とその部品を実装する回
路基板との間に延在する実装板を備えたヒートシンクに
よって実現される。ヒートシンクの実装板は、実装板を
貫通する半田案内開口を有する。回路基板上または発熱
部品上には半田パッドが形成されており、半田リフロー
処理中に液体半田が半田案内孔を通過して回路基板にヒ
ートシンクの実装板が半田付けされ、ヒートシンクの実
装板に発熱部品が半田付けされるように、その半田パッ
ドに対して実装パッドが位置決めされる。
的、特徴は、発熱部品の実装面とその部品を実装する回
路基板との間に延在する実装板を備えたヒートシンクに
よって実現される。ヒートシンクの実装板は、実装板を
貫通する半田案内開口を有する。回路基板上または発熱
部品上には半田パッドが形成されており、半田リフロー
処理中に液体半田が半田案内孔を通過して回路基板にヒ
ートシンクの実装板が半田付けされ、ヒートシンクの実
装板に発熱部品が半田付けされるように、その半田パッ
ドに対して実装パッドが位置決めされる。
【０００７】ヒートシンクの実装板は熱的に放熱要素に
接続される。放熱要素は従来のフィン付きヒートシンク
構造とすることができる。しかし、発明の様々な好まし
い実施例によって低形状の放熱要素が提供される。特
に、それぞれの好ましい実施例における放熱要素は部品
が実装される回路基板と実質的に平行線に延在してお
り、回路基板の表面から低い形状で部品とヒートシンク
を組み合わせることができる。その結果、回路の小型化
が容易になる。
接続される。放熱要素は従来のフィン付きヒートシンク
構造とすることができる。しかし、発明の様々な好まし
い実施例によって低形状の放熱要素が提供される。特
に、それぞれの好ましい実施例における放熱要素は部品
が実装される回路基板と実質的に平行線に延在してお
り、回路基板の表面から低い形状で部品とヒートシンク
を組み合わせることができる。その結果、回路の小型化
が容易になる。
【０００８】本発明のためにここで使用される用語につ
いて、発熱部品は冷却されるべき任意の部品を指し、回
路基板あるいは実装位置は部品が実装される任意の位置
あるいは表面を指す。
いて、発熱部品は冷却されるべき任意の部品を指し、回
路基板あるいは実装位置は部品が実装される任意の位置
あるいは表面を指す。
【０００９】
【発明実施の形態】（好ましい実施例の詳細説明）図１
において、パワートランジスタ１０は、ハウジング１２
と表面実装ハウジング１２から延在する３つのリード１
４を有する。パワートランジスタ１０は電界効果トラン
ジスタ（ＦＥＴ）であるが、本発明の目的において、そ
れは任意の発熱部品あるいは冷却すべき部品であっても
よい。パワートランジスタ１０は回路基板１６上に実装
される。図では、パワートランジスタ１０は、回路基板
１６上の半田パッド１８にトランジスタリード１４を半
田付けすることによって回路基板１６に表面実装され
る。半田パッド１８は表面のリードまたは回路リード２
０を介して回路基板１６上の他の部品（図示せず）に接
続され、それらとパワートランジスタによって電気回路
が形成される。パワートランジスタ１０は表面実装され
るので、回路基板１６に対して実質的に平行な状態で平
らに実装される。これにより、トランジスタリード１４
の表面実装が容易になると共に、回路基板１６上の部品
の隙間が小さくなって部品を使用する電子装置の小型化
も容易になる。パワートランジスタ１０の実装面には金
属板１５が設けられ、金属板１５には、その一端に沿っ
てハウジングから延在するタブ１７が設けられる。図で
は、タブ１７はリード１４の反対側端部から延在してい
るが、別の端部から延在してもよい。
において、パワートランジスタ１０は、ハウジング１２
と表面実装ハウジング１２から延在する３つのリード１
４を有する。パワートランジスタ１０は電界効果トラン
ジスタ（ＦＥＴ）であるが、本発明の目的において、そ
れは任意の発熱部品あるいは冷却すべき部品であっても
よい。パワートランジスタ１０は回路基板１６上に実装
される。図では、パワートランジスタ１０は、回路基板
１６上の半田パッド１８にトランジスタリード１４を半
田付けすることによって回路基板１６に表面実装され
る。半田パッド１８は表面のリードまたは回路リード２
０を介して回路基板１６上の他の部品（図示せず）に接
続され、それらとパワートランジスタによって電気回路
が形成される。パワートランジスタ１０は表面実装され
るので、回路基板１６に対して実質的に平行な状態で平
らに実装される。これにより、トランジスタリード１４
の表面実装が容易になると共に、回路基板１６上の部品
の隙間が小さくなって部品を使用する電子装置の小型化
も容易になる。パワートランジスタ１０の実装面には金
属板１５が設けられ、金属板１５には、その一端に沿っ
てハウジングから延在するタブ１７が設けられる。図で
は、タブ１７はリード１４の反対側端部から延在してい
るが、別の端部から延在してもよい。
【００１０】本発明によれば、実装板２２は回路基板１
６とパワートランジスタ１０の間に置かれる。図の実施
例では、実装板２２はパワートランジスタハウジング１
２の実装面と同じプロフィル形状である。具体的に、実
装板２２は金属板１５と同じ形状である。実装板２２は
複数の開口２４を有し、図の例では、開口は実装板に規
則的に配置されている。
６とパワートランジスタ１０の間に置かれる。図の実施
例では、実装板２２はパワートランジスタハウジング１
２の実装面と同じプロフィル形状である。具体的に、実
装板２２は金属板１５と同じ形状である。実装板２２は
複数の開口２４を有し、図の例では、開口は実装板に規
則的に配置されている。
【００１１】垂直部分または延長部分２８が実装板２２
から垂直に延在する。延長部分２８は、タブ１７を受け
るために形成されたチャンネル２７を有する。パワート
ランジスタ１０のタブ１７はチャンネル２７に挿入さ
れ、チャンネル２７は、実装工程完了まで所定位置でト
ランジスタ１０を保持するためにクリンプ（ｃｒｉｍ
ｐ）される。タブ１７のチャンネル２７のクリンプは、
実装板２２へのパワートランジスタの仮実装と呼ばれ
る。
から垂直に延在する。延長部分２８は、タブ１７を受け
るために形成されたチャンネル２７を有する。パワート
ランジスタ１０のタブ１７はチャンネル２７に挿入さ
れ、チャンネル２７は、実装工程完了まで所定位置でト
ランジスタ１０を保持するためにクリンプ（ｃｒｉｍ
ｐ）される。タブ１７のチャンネル２７のクリンプは、
実装板２２へのパワートランジスタの仮実装と呼ばれ
る。
【００１２】延長部分２８は、パワートランジスタ１０
の動作中に発生する熱を放散するように任意に構成され
た放熱要素（例えば、図２参照）の方へ延在する。例え
ば、放熱要素は従来のフィン付き構造でもよい。その他
の形状も可能である。実装板２２と放熱要素に伴う延長
部分２８は銅などの熱伝導性材料で形成される。実装パ
ッドおよび放熱要素は、押出し成型が可能な形状が好ま
しい。
の動作中に発生する熱を放散するように任意に構成され
た放熱要素（例えば、図２参照）の方へ延在する。例え
ば、放熱要素は従来のフィン付き構造でもよい。その他
の形状も可能である。実装板２２と放熱要素に伴う延長
部分２８は銅などの熱伝導性材料で形成される。実装パ
ッドおよび放熱要素は、押出し成型が可能な形状が好ま
しい。
【００１３】回路基板１６の表面には、実装パッド２２
およびパワートランジスタ１０を回路基板１６に半田付
けするための半田パッド２６が設けられる。半田パッド
２６は一般に、実装板２２と同じ表面積および寸法でも
よいが、半田パッド２６の半田量を増やすために実装パ
ッド２２よりも面積をわずかに大きくすることが望まし
い。あるいは、パワートランジスタ１０を所定位置に半
田付けするだけの場合に必要な厚さより、はんだパッド
２６を厚くすることも可能である。
およびパワートランジスタ１０を回路基板１６に半田付
けするための半田パッド２６が設けられる。半田パッド
２６は一般に、実装板２２と同じ表面積および寸法でも
よいが、半田パッド２６の半田量を増やすために実装パ
ッド２２よりも面積をわずかに大きくすることが望まし
い。あるいは、パワートランジスタ１０を所定位置に半
田付けするだけの場合に必要な厚さより、はんだパッド
２６を厚くすることも可能である。
【００１４】パワートランジスタ１０は、半田パッド２
６の下方に延在するように回路基板１６の表面に形成さ
れた接地リード２９によって接地接続される。
６の下方に延在するように回路基板１６の表面に形成さ
れた接地リード２９によって接地接続される。
【００１５】アセンブリ工程で、回路リード２０および
接地リード２９を電気回路に接続するための各位置に形
成することによって回路基板１６は用意される。また、
半田パッド１８と大型半田パッド２６は回路基板１６上
に形成される。半田は周知の半田付け法に従って回路基
板１６に印刷される。例えば、半田パッド１８および２
６用の開口を有するマスクが回路基板１６上に置かれ
る。半田材料を一様に伸ばして均一な平坦面を形成する
ためにスクイージまたはドクターブレードが使用され
る。実装板２２よりわずかに大きい面積の半田パッド２
６を形成するために、マスクは実装板２２より大きな開
口を備えている。あるいは、マスク形状を半田パッド２
６の領域で厚くすれば、半田パッド２６での半田供給が
厚めになって半田パッド２６の半田量を増加させること
ができる。
接地リード２９を電気回路に接続するための各位置に形
成することによって回路基板１６は用意される。また、
半田パッド１８と大型半田パッド２６は回路基板１６上
に形成される。半田は周知の半田付け法に従って回路基
板１６に印刷される。例えば、半田パッド１８および２
６用の開口を有するマスクが回路基板１６上に置かれ
る。半田材料を一様に伸ばして均一な平坦面を形成する
ためにスクイージまたはドクターブレードが使用され
る。実装板２２よりわずかに大きい面積の半田パッド２
６を形成するために、マスクは実装板２２より大きな開
口を備えている。あるいは、マスク形状を半田パッド２
６の領域で厚くすれば、半田パッド２６での半田供給が
厚めになって半田パッド２６の半田量を増加させること
ができる。
【００１６】回路基板構造を形成した後、チャンネル２
７内でクリンプしてパワートランジスタ１０を所定位置
に保持する実装板２２は半田パッド２６上に置かれる。
トランジスタリード１４は並べられて回路の半田パッド
１６の上に置かれる。位置決めステップに続いて、オー
ブンなどを用いて部品および回路基板を加熱することに
よって、半田リフロー処理が行われる。半田パッド２６
は液状化し、ある部分はパッドから開口２４を通ってパ
ワートランジスタ１０の下側にある金属板１５の実装面
へ流れ、また、ある部分は半田回路基板１６と実装板２
２の間に留まり、そして冷却すると、パワートランジス
タ１０は実装板２２に半田付けされ、実装板は回路基板
１６に順次半田付けされる。半田パッドから流れた半田
の一部は開口２４内で吸収されるので、実装板より幾分
大き目の半田パッドによって余剰半田量が施される。
７内でクリンプしてパワートランジスタ１０を所定位置
に保持する実装板２２は半田パッド２６上に置かれる。
トランジスタリード１４は並べられて回路の半田パッド
１６の上に置かれる。位置決めステップに続いて、オー
ブンなどを用いて部品および回路基板を加熱することに
よって、半田リフロー処理が行われる。半田パッド２６
は液状化し、ある部分はパッドから開口２４を通ってパ
ワートランジスタ１０の下側にある金属板１５の実装面
へ流れ、また、ある部分は半田回路基板１６と実装板２
２の間に留まり、そして冷却すると、パワートランジス
タ１０は実装板２２に半田付けされ、実装板は回路基板
１６に順次半田付けされる。半田パッドから流れた半田
の一部は開口２４内で吸収されるので、実装板より幾分
大き目の半田パッドによって余剰半田量が施される。
【００１７】また、この半田リフロー工程においてトラ
ンジスタリード１４は回路の半田パッド１８に半田付け
される。回路基板上におけるその他の部品の半田接続
も、このリフローステップにおいて同時に行われる。し
たがって、回路基板１６へのパワートランジスタ１０の
電気的な実装と同時に、ヒートシンクの実装板２２が所
定位置に取り付けられる。
ンジスタリード１４は回路の半田パッド１８に半田付け
される。回路基板上におけるその他の部品の半田接続
も、このリフローステップにおいて同時に行われる。し
たがって、回路基板１６へのパワートランジスタ１０の
電気的な実装と同時に、ヒートシンクの実装板２２が所
定位置に取り付けられる。
【００１８】好ましい実施例では、実装板２２とその関
連した放熱要素は銅製であって、半田案内孔２４は一般
に、直径０．０４０インチ（１．０２ミリ）である。こ
のサイズの開口を通してリフロー工程の液状半田が実装
板２２からトランジスタの表面まで容易に流れることが
確認されている。粘度の異なる半田や粘性材料を使用す
る場合は、必要に応じて半田案内孔２４のサイズの変更
が考慮される。半田パッド２６の代替品として、熱活性
粘着性材料などの接着剤を使用することが可能である。
半田案内孔２４は格子状に配列される。その他の配列、
例えばジグザク状に、開口を配列することもできる。開
口２４は円形の穴であるが、スロット状、チャンネル状
等、必要に応じてその他の形状も可能である。
連した放熱要素は銅製であって、半田案内孔２４は一般
に、直径０．０４０インチ（１．０２ミリ）である。こ
のサイズの開口を通してリフロー工程の液状半田が実装
板２２からトランジスタの表面まで容易に流れることが
確認されている。粘度の異なる半田や粘性材料を使用す
る場合は、必要に応じて半田案内孔２４のサイズの変更
が考慮される。半田パッド２６の代替品として、熱活性
粘着性材料などの接着剤を使用することが可能である。
半田案内孔２４は格子状に配列される。その他の配列、
例えばジグザク状に、開口を配列することもできる。開
口２４は円形の穴であるが、スロット状、チャンネル状
等、必要に応じてその他の形状も可能である。
【００１９】一回のみのリフロー動作によって、単一ス
テップで全部品の実装、ボンディングが行われる。その
結果、アセンブリは小型で低形状になる、そして個別の
ステップがなくなるので、組立作業が迅速化される。実
装板２２とその下の半田パッド２６のサイズは、トラン
ジスタや冷却を必要とするその他の発熱部品に適応する
ように構成される。
テップで全部品の実装、ボンディングが行われる。その
結果、アセンブリは小型で低形状になる、そして個別の
ステップがなくなるので、組立作業が迅速化される。実
装板２２とその下の半田パッド２６のサイズは、トラン
ジスタや冷却を必要とするその他の発熱部品に適応する
ように構成される。
【００２０】図２には、実装板２２上で垂直延長部分２
８から実装板とほぼ平行に延在する放熱要素３０が示さ
れている。所定位置における放熱要素３０は、パワート
ランジスタ１０上に間隔を空けて配置されるので、ヒー
トシンクアセンブリによる回路基板の占有表面積はパワ
ートランジスタ自体の占有面積より大きくならず、ま
た、回路基板１６上のヒートシンクアセンブリの高さは
トランジスタより少し高くなるだけである。放熱要素３
０は熱伝導材シートを２本の平行線に沿って折り曲げて
略Ｕ字形に形成された板であって、Ｕ字の一方の脚は開
口２４を有する実装板２２である。放熱要素３０は図２
に示される実装板２２とほぼ同じサイズであるが、異な
るサイズにすることもできる。ほとんどの用途で十分な
放熱表面が得られるように、放熱要素は少なくともトラ
ンジスタ１０と同じ大きさに形成される。
８から実装板とほぼ平行に延在する放熱要素３０が示さ
れている。所定位置における放熱要素３０は、パワート
ランジスタ１０上に間隔を空けて配置されるので、ヒー
トシンクアセンブリによる回路基板の占有表面積はパワ
ートランジスタ自体の占有面積より大きくならず、ま
た、回路基板１６上のヒートシンクアセンブリの高さは
トランジスタより少し高くなるだけである。放熱要素３
０は熱伝導材シートを２本の平行線に沿って折り曲げて
略Ｕ字形に形成された板であって、Ｕ字の一方の脚は開
口２４を有する実装板２２である。放熱要素３０は図２
に示される実装板２２とほぼ同じサイズであるが、異な
るサイズにすることもできる。ほとんどの用途で十分な
放熱表面が得られるように、放熱要素は少なくともトラ
ンジスタ１０と同じ大きさに形成される。
【００２１】図３にはヒートシンクの代替実施例が示さ
れており、放熱要素３２は実装パッド２２とほぼ平行に
配置されているが、図２の実施例と比較して横方向の広
がりが大きい。図３のヒートシンクは図２の実施例より
大きい放熱表面を有する。しかし、要素３２には横方向
の延長部分３３があるので、回路構成の妨げになるかも
しれない。
れており、放熱要素３２は実装パッド２２とほぼ平行に
配置されているが、図２の実施例と比較して横方向の広
がりが大きい。図３のヒートシンクは図２の実施例より
大きい放熱表面を有する。しかし、要素３２には横方向
の延長部分３３があるので、回路構成の妨げになるかも
しれない。
【００２２】放熱要素が回路基板１６が図３とは異なる
構成を必要とするときのために、図４に放熱要素３４の
代替構成が示されており、この放熱要素３４は、図３に
示されるものとは逆方向に折り曲げられ、横側から見る
とＺ形になっている。要素３４には、両側部の延長部分
３５が含まれる。放熱要素３４および延長部分３５は、
回路基板１６上におけるトランジスタまたは他の要素１
０の片側に隣接した位置の領域上に延在する。いくつか
の回路基板構成において、図３よりも図４の実施例が適
している場合があるが、逆もまた同様である。いずれの
場合も同じ材料シートが使用され、それぞれ異なる方向
に折り曲げて形成される。
構成を必要とするときのために、図４に放熱要素３４の
代替構成が示されており、この放熱要素３４は、図３に
示されるものとは逆方向に折り曲げられ、横側から見る
とＺ形になっている。要素３４には、両側部の延長部分
３５が含まれる。放熱要素３４および延長部分３５は、
回路基板１６上におけるトランジスタまたは他の要素１
０の片側に隣接した位置の領域上に延在する。いくつか
の回路基板構成において、図３よりも図４の実施例が適
している場合があるが、逆もまた同様である。いずれの
場合も同じ材料シートが使用され、それぞれ異なる方向
に折り曲げて形成される。
【００２３】図３、図４の実施例では、放熱要素３２、
３４の延長部分３３、３５はパワートランジスタからの
垂直延長部分２８に対して横方向になっている。そのよ
うな横向きの延長部分のために、デバイス実装回路基板
上の部品間の余裕がなくなるようであれば、図５に示さ
れるヒートシンクを設けることができる。図５の実施例
では、放熱要素３６は実装パッド２２の上方で垂直延長
部分２８とは逆方向に延在する。放熱要素３６は、図５
の形状にするために平面状シートを折り返すことによっ
て形成することができる。また、図５のヒートシンクは
押出し成型で形成することもできる。更にまた、シート
材料をスタンピングして折り返すことによって形成する
こともできる。
３４の延長部分３３、３５はパワートランジスタからの
垂直延長部分２８に対して横方向になっている。そのよ
うな横向きの延長部分のために、デバイス実装回路基板
上の部品間の余裕がなくなるようであれば、図５に示さ
れるヒートシンクを設けることができる。図５の実施例
では、放熱要素３６は実装パッド２２の上方で垂直延長
部分２８とは逆方向に延在する。放熱要素３６は、図５
の形状にするために平面状シートを折り返すことによっ
て形成することができる。また、図５のヒートシンクは
押出し成型で形成することもできる。更にまた、シート
材料をスタンピングして折り返すことによって形成する
こともできる。
【００２４】本発明で開示されるヒートシンクは、銅な
どの熱伝導材シートで形成することができるような簡単
な構造である。図２、図３、図４の実施例はすべて、他
の部材を全く組み合わせずに単にシートの切断、穴あ
け、折り曲げだけで形成される。図５の場合は、この実
施例を達成するために、放熱表面３６の組立ステップま
たは押出し成型工程が必要であろう。発熱部品１０から
の熱を実装パッド２２、垂直延長部分２８を介して放熱
要素３０〜３６に放散させるために、他の多くの放熱要
素構成、例えば多重フィン付き表面等を提供し得ると考
えられる。もちろん、部品自体１０からと同様に、パッ
ド２２や延長部分２８からも熱が放散される。放熱要素
の高さが回路基板から高いほど、高い放熱効果が得られ
る。それは隙間空間の問題がない場合には有効である。
しかし、最小の高さ条件が存在する場合、図の各実施例
は、表面実装トランジスタだけよりも回路基板表面から
わずかに高くするだけで放熱効果を発揮する。
どの熱伝導材シートで形成することができるような簡単
な構造である。図２、図３、図４の実施例はすべて、他
の部材を全く組み合わせずに単にシートの切断、穴あ
け、折り曲げだけで形成される。図５の場合は、この実
施例を達成するために、放熱表面３６の組立ステップま
たは押出し成型工程が必要であろう。発熱部品１０から
の熱を実装パッド２２、垂直延長部分２８を介して放熱
要素３０〜３６に放散させるために、他の多くの放熱要
素構成、例えば多重フィン付き表面等を提供し得ると考
えられる。もちろん、部品自体１０からと同様に、パッ
ド２２や延長部分２８からも熱が放散される。放熱要素
の高さが回路基板から高いほど、高い放熱効果が得られ
る。それは隙間空間の問題がない場合には有効である。
しかし、最小の高さ条件が存在する場合、図の各実施例
は、表面実装トランジスタだけよりも回路基板表面から
わずかに高くするだけで放熱効果を発揮する。
【００２５】上記実施例の放熱要素は、スペースに余裕
があれば、発熱個所で様々な従来のヒートシンク構造の
取り付け面として使用することができる。それら従来の
ヒートシンク構造にはフィン付き構造も含まれる。代替
手段として、本発明のヒートシンクの最上部に、従来の
ヒートシンク構造を一体的に形成することが可能であ
る。その結果、図１に示される実装板付きの従来型ヒー
トシンクが得られる。
があれば、発熱個所で様々な従来のヒートシンク構造の
取り付け面として使用することができる。それら従来の
ヒートシンク構造にはフィン付き構造も含まれる。代替
手段として、本発明のヒートシンクの最上部に、従来の
ヒートシンク構造を一体的に形成することが可能であ
る。その結果、図１に示される実装板付きの従来型ヒー
トシンクが得られる。
【００２６】これまで、表面実装部品用のヒートシンク
と、単一ステップで部品を回路基板に取り付けて部品と
ヒートシンクのアセンブリを製作する方法について記述
した。このようにして得られるアセンブリはコンパクト
になり、それを組み込んだ装置全体のサイズが小さくな
る。回路基板、ヒートシンクおよび部品を組み合わせた
アセンブリを取り付けると、直接回路基板上に部品を実
装した場合より強度が増す。このようなすべての特徴
は、ただ一回のアセンブリ用リフロー工程で達成され
る。
と、単一ステップで部品を回路基板に取り付けて部品と
ヒートシンクのアセンブリを製作する方法について記述
した。このようにして得られるアセンブリはコンパクト
になり、それを組み込んだ装置全体のサイズが小さくな
る。回路基板、ヒートシンクおよび部品を組み合わせた
アセンブリを取り付けると、直接回路基板上に部品を実
装した場合より強度が増す。このようなすべての特徴
は、ただ一回のアセンブリ用リフロー工程で達成され
る。
【００２７】発明の範囲内において適切に変更、修正を
実施することが可能であり、当業者がその他の変更、修
正を考え出すことも可能であるが、それらは本発明に包
含されるものである。
実施することが可能であり、当業者がその他の変更、修
正を考え出すことも可能であるが、それらは本発明に包
含されるものである。
【００２８】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 （１）実装領域に粘着性材料を施した実装パッドを設け
た回路基板を有し、熱伝導性材料で形成され、かつ複数
の粘着材料通過開口を画定した実装板を有し、該実装板
は回路基板の実装パッド上に位置決めされる第１主面を
有し、前記実装板と熱的に結合され、前記回路基板上か
ら間隔を置いた放熱要素を有し、前記第１主面の反対側
の第２主面で前記実装板上に実装された熱発熱部品を有
する、ヒートシンクアセンブリ。 （２）前記粘着性材料が電気半田である（１）記載のヒ
ートシンクアセンブリ。 （３）前記粘着性材料が熱接着剤である（１）記載のヒ
ートシンクアセンブリ。 （４）前記放熱要素が、前記第１主面の反対側方向で前
記実装板にほぼ垂直な延長部分と、前記実装板とほぼ平
行で前記実装板から離れた部分とを含む（１）記載のヒ
ートシンクアセンブリ。 （５）前記部分が前記実装板に重なった（４）記載のヒ
ートシンクアセンブリ。 （６）前記部分に横側延長部分を含む（４）記載のヒー
トシンクアセンブリ。 （７）前記実装板、前記延長部分および前記部分がＵ字
形を形成する（４）記載のヒートシンクアセンブリ。 （８）前記実装板、前記延長部分および前記部分はＺ字
形を形成する（４）記載のヒートシンクアセンブリ。 （９）更に、発熱部品から延在するタブを受容するため
に、前記実装板の縁に沿って設けられたチャンネルを有
する（１）記載のヒートシンクアセンブリ。
る。 （１）実装領域に粘着性材料を施した実装パッドを設け
た回路基板を有し、熱伝導性材料で形成され、かつ複数
の粘着材料通過開口を画定した実装板を有し、該実装板
は回路基板の実装パッド上に位置決めされる第１主面を
有し、前記実装板と熱的に結合され、前記回路基板上か
ら間隔を置いた放熱要素を有し、前記第１主面の反対側
の第２主面で前記実装板上に実装された熱発熱部品を有
する、ヒートシンクアセンブリ。 （２）前記粘着性材料が電気半田である（１）記載のヒ
ートシンクアセンブリ。 （３）前記粘着性材料が熱接着剤である（１）記載のヒ
ートシンクアセンブリ。 （４）前記放熱要素が、前記第１主面の反対側方向で前
記実装板にほぼ垂直な延長部分と、前記実装板とほぼ平
行で前記実装板から離れた部分とを含む（１）記載のヒ
ートシンクアセンブリ。 （５）前記部分が前記実装板に重なった（４）記載のヒ
ートシンクアセンブリ。 （６）前記部分に横側延長部分を含む（４）記載のヒー
トシンクアセンブリ。 （７）前記実装板、前記延長部分および前記部分がＵ字
形を形成する（４）記載のヒートシンクアセンブリ。 （８）前記実装板、前記延長部分および前記部分はＺ字
形を形成する（４）記載のヒートシンクアセンブリ。 （９）更に、発熱部品から延在するタブを受容するため
に、前記実装板の縁に沿って設けられたチャンネルを有
する（１）記載のヒートシンクアセンブリ。
【００２９】（１０）発熱部品と共にヒートシンクを実
装する方法であって、 粘着性材料のパッドを回路基板の実装領域に形成するス
テップと、ヒートシンクの実装板の第１主面に発熱部品
を置くステップと、前記回路基板の前記成形領域におけ
る粘着性材料の前記パッドに、ヒートシンクの実装板の
第２主面を置くステップと、前記回路基板、前記実装板
および前記発熱部品を互いに接着するために粘着性材料
を液状化して前記実装板の開口を通して流し込むステッ
プと、を備えた方法。 （１１）更に、前記粘着性材料のパッド上に前記実装板
の前記第２主面を置く前記ステップの前に前記実装板の
前記第１主面に前記発熱部品を固定するステップを含む
（１０）記載の方法。 （１２）前記発熱部品上のタブに前記実装板のチャンネ
ルをクリンプ（ｃｒｉｍｐ）することによって前記固定
ステップが実行される（１１）記載の方法。 （１３）表面実装された発熱部品用のヒートシンクであ
って、粘着性材料を通す複数の開口を画定するほぼ平坦
構成の実装板と、前記実装板に対してほぼ直角に延在す
る延長部分と、前記延長部分に取り付けられた放熱要素
とを有し、前記放熱要素、前記延長面および前記実装板
が熱伝導性であるヒートシンク。
装する方法であって、 粘着性材料のパッドを回路基板の実装領域に形成するス
テップと、ヒートシンクの実装板の第１主面に発熱部品
を置くステップと、前記回路基板の前記成形領域におけ
る粘着性材料の前記パッドに、ヒートシンクの実装板の
第２主面を置くステップと、前記回路基板、前記実装板
および前記発熱部品を互いに接着するために粘着性材料
を液状化して前記実装板の開口を通して流し込むステッ
プと、を備えた方法。 （１１）更に、前記粘着性材料のパッド上に前記実装板
の前記第２主面を置く前記ステップの前に前記実装板の
前記第１主面に前記発熱部品を固定するステップを含む
（１０）記載の方法。 （１２）前記発熱部品上のタブに前記実装板のチャンネ
ルをクリンプ（ｃｒｉｍｐ）することによって前記固定
ステップが実行される（１１）記載の方法。 （１３）表面実装された発熱部品用のヒートシンクであ
って、粘着性材料を通す複数の開口を画定するほぼ平坦
構成の実装板と、前記実装板に対してほぼ直角に延在す
る延長部分と、前記延長部分に取り付けられた放熱要素
とを有し、前記放熱要素、前記延長面および前記実装板
が熱伝導性であるヒートシンク。
【００３０】（１４）回路基板上のパワートランジスタ
と半田パッドとの間にヒートシンクの実装板を置くこと
によって、表面実装パワートランジスタにヒートシンク
が取り付けられる。半田リフロー工程中に半田パッドの
半田を通過させる複数の開口がヒートシンクの実装板に
設けられ、実装板はパワートランジスタと回路基板の間
で固着される。ヒートシンクの実装板は、実装板に対し
てほぼ直角に延在する延長部分に熱的に結合され、その
延長部分は１つ以上のフィンを備えた放熱面に結合され
る。
と半田パッドとの間にヒートシンクの実装板を置くこと
によって、表面実装パワートランジスタにヒートシンク
が取り付けられる。半田リフロー工程中に半田パッドの
半田を通過させる複数の開口がヒートシンクの実装板に
設けられ、実装板はパワートランジスタと回路基板の間
で固着される。ヒートシンクの実装板は、実装板に対し
てほぼ直角に延在する延長部分に熱的に結合され、その
延長部分は１つ以上のフィンを備えた放熱面に結合され
る。
【図１】回路基板と電力トランジスタの間に配置された
本発明によるヒートシンクの実装板を示す分解組立図。
本発明によるヒートシンクの実装板を示す分解組立図。
【図２】本発明によるヒートシンクの第１実施例を示す
透視図。
透視図。
【図３】本発明によるヒートシンクの第２実施例を示す
透視図。
透視図。
【図４】本発明によるヒートシンクの第３実施例を示す
透視図。
透視図。
【図５】第４実施例を示す透視図。
１０ パワートランジスタ １２ ハウジング １４ トランジスタリード １５ 金属板 １６ 回路基板 １７ タブ １８ 半田パッド ２０ 回路リード ２２ 実装板 ２４ 開口 ２６ 半田パッド ２７ チャンネル ２８ 垂直延長部分 ２９ 接地リード
Claims (2)
- 【請求項１】 実装領域に粘着性材料を施した実装パッ
ドを設けた回路基板を有し、 熱伝導性材料で形成され、かつ複数の粘着性材料通過開
口を画定した実装板を有し、該実装板は前記回路基板の
実装パッド上に位置決めされる第１主面を有し、 前記実装板と熱的に結合され、かつ前記回路基板から間
隔を置いた放熱要素を有し、 前記第１主面の反対側の第２主面で前記実装板上に実装
された熱発熱部品を有する、ヒートシンクアセンブリ。 - 【請求項２】 発熱部品と共にヒートシンクを実装する
方法であって、 粘着性材料のパッドを回路基板の実装領域に形成するス
テップと、 ヒートシンクの実装板の第１主面に発熱部品を置くステ
ップと、 前記回路基板の前記成形領域における粘着性材料の前記
パッドに、ヒートシンクの実装板の第２主面を置くステ
ップと、 前記回路基板、前記実装板および前記発熱部品を互いに
接着するために粘着性材料を液状化して前記実装板の開
口を通して流し込むステップと、を備えた方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US17387399P | 1999-12-30 | 1999-12-30 | |
| US173873 | 1999-12-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001196514A true JP2001196514A (ja) | 2001-07-19 |
Family
ID=22633874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000402295A Abandoned JP2001196514A (ja) | 1999-12-30 | 2000-12-28 | ヒートシンク付き表面実装パワートランジスタを製造する方法および装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1113495B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001196514A (ja) |
| AT (1) | ATE357742T1 (ja) |
| DE (1) | DE60034014T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012235082A (ja) * | 2011-04-18 | 2012-11-29 | Toyota Industries Corp | 放熱装置及び放熱装置の製造方法 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6997241B2 (en) | 2001-01-13 | 2006-02-14 | Enertron, Inc. | Phase-change heat reservoir device for transient thermal management |
| US7191820B2 (en) | 2001-01-26 | 2007-03-20 | Enertron, Inc. | Phase-change heat reservoir device for transient thermal management |
| EP2946886B1 (en) | 2014-03-28 | 2017-02-22 | Black & Decker Inc. | Electronic switch and control module for a power tool |
| US10541588B2 (en) | 2017-05-24 | 2020-01-21 | Black & Decker Inc. | Electronic power module for a power tool having an integrated heat sink |
| JP6937845B2 (ja) | 2017-12-14 | 2021-09-22 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
| US11908771B2 (en) | 2021-11-12 | 2024-02-20 | Infineon Technologies Ag | Power semiconductor device with dual heat dissipation structures |
| CN115623670B (zh) * | 2022-12-16 | 2023-04-07 | 深圳依源科技有限公司 | 散热装置及电源 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0691174B2 (ja) * | 1988-08-15 | 1994-11-14 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置 |
| US4961125A (en) * | 1989-08-18 | 1990-10-02 | Thermalloy Incorporated | Apparatus and method of attaching an electronic device package and a heat sink to a circuit board |
| JPH1093270A (ja) * | 1996-09-19 | 1998-04-10 | Nec Corp | 表面実装素子の放熱構造 |
| DE69728153D1 (de) * | 1997-12-16 | 2004-04-22 | St Microelectronics Srl | Leiterplattenanordnung bestehend aus einem in einem Kunststoffgehäuse verpackten Leistungshalbleiterbauelement, dessen interne Wärmesenke mit einer externen Wärmesenke gelötet ist |
-
2000
- 2000-12-22 AT AT00311681T patent/ATE357742T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-12-22 DE DE60034014T patent/DE60034014T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-12-22 EP EP00311681A patent/EP1113495B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-12-28 JP JP2000402295A patent/JP2001196514A/ja not_active Abandoned
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012235082A (ja) * | 2011-04-18 | 2012-11-29 | Toyota Industries Corp | 放熱装置及び放熱装置の製造方法 |
| US8995129B2 (en) | 2011-04-18 | 2015-03-31 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Heat radiator and manufacturing method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1113495A2 (en) | 2001-07-04 |
| DE60034014T2 (de) | 2007-12-13 |
| ATE357742T1 (de) | 2007-04-15 |
| EP1113495B1 (en) | 2007-03-21 |
| EP1113495A3 (en) | 2001-10-24 |
| DE60034014D1 (de) | 2007-05-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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