| 【発明の名称】 |
電子装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】梶川 真秀
【氏名】松村 健一
【氏名】前田 真一
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| 【要約】 |
【課題】電力トランジスタの配置を利用し、プリント基板上にヒ−トシンクから加工残査を落下させない電子装置を提供すること【解決手段】電力トランジスタ２、ヒ−トシンク７、プリント基板６からなる電子装置において、ヒ−トシンク７に形成された有底の加工残査除去穴１の開口部を電力トランジスタで閉じるように配置する。ヒ−トシンク７をプリント基板６に取り付ける際、その取り付け用雌ネジ穴５１より、残査１０が分離されるが、分離された残査１０は、その閉空間に封じ込まれた状態になり、外部に落下することはない。従って、短絡故障の原因をつくることのない、信頼性の高い電子装置を提供することができる。
【解決手段】電力トランジスタ２、ヒ−トシンク７、プリント基板６からなる電子装置において、ヒ−トシンク７に形成された有底の加工残査除去穴１の開口部を電力トランジスタで閉じるように配置する。ヒ−トシンク７をプリント基板６に取り付ける際、その取り付け用雌ネジ穴５１より、残査１０が分離されるが、分離された残査１０は、その閉空間に封じ込まれた状態になり、外部に落下することはない。従って、短絡故障の原因をつくることのない、信頼性の高い電子装置を提供することができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】電子機器が搭載され回路配線の設けられた回路基板と、該回路基板上に配置され、電力トランジスタを取り付けたヒ−トシンクとを有する電子装置において、前記ヒ−トシンクは、該ヒートシンクを前記回路基板上に配設して固定するため、該ヒートシンクの前記回路基板に対する接触面に略垂直に設けられた雌ネジ部と、該雌ネジ部の製造過程で発生する加工残査を取り除くため、前記電力トランジスタの取付け面側から該雌ネジ部先端部まであけられた有底の加工残査除去穴とを有し、前記電力トランジスタが前記加工残査除去穴を塞ぐように前記ヒ−トシンクに固定されていることを特徴とする電子装置。
【請求項２】電子機器が搭載され回路配線の設けられた回路基板と、該回路基板上に配置され、電力トランジスタを取り付けたヒ−トシンクとを有する電子装置において、前記ヒ−トシンクは、該ヒートシンクを前記回路基板上に配設して固定するため、該ヒートシンクの前記回路基板に対する接触面に略垂直に設けられた雌ネジ部と、該雌ネジ部の製造過程で発生する加工残査を取り除くため、前記電力トランジスタの取付け面側から該雌ネジ部先端部を通ってその取付け面と反対側の面まで貫通した加工残査除去穴とを有し、前記雌ネジ部に螺合し、前記ヒートシンクを前記回路基板に固定するための固定ネジを、前記雌ネジ部の長さよりも短い長さとしたことを特徴とする電子装置。
【請求項３】前記雌ネジ部先端部は、ネジの形成されていない不完全ネジ部であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多数の回路配線が設けられた回路基板に電力トランジスタとその熱を拡散させるヒ−トシンクとを搭載した電子装置に関する。特に電力トランジスタの組み付け時あるいは組み付け後に、ネジ切り加工等において形成される加工残査を回路基板上に落下させず、短絡故障を発生させないようにした電子装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子制御機器あるいは電力制御機器には、多くの電子機器、電子部品およびヒ−トシンクを必要とする電力トランジスタが搭載されており、その電極間のピッチは益々小さくなる傾向にある。その中で、機械加工された前述のヒ−トシンクには、僅かな金属粉やネジ加工等において形成される加工残査が付着している場合があり、その残査が落下すると、電極間で短絡等を引き起こし、故障につながる可能性があった。
【０００３】ヒ−トシンクは熱伝導率のよいアルミ材等を加工して形成され、従来より、様々な工夫がなされている。その構成を図６に示し、加工及び取付け方法を説明する。まず、所定形状に加工されたヒートシンク７にネジ穴４１、５１が形成され、固定ネジ４がネジ穴４１に螺合されることによって、発熱を伴う電子機器である電力トランジスタ２がヒ−トシンク７にネジ締め固定される。次に、固定ネジ５がネジ穴５１に螺合されることにより、ヒ−トシンク７がプリント基板６にネジ締め固定される。その後電力トランジスタ２の足２１、２２がプリント基板６のプリント配線に半田付けされる。
【０００４】ヒートシンク７の加工工程において、ネジ穴４１の加工においては、貫通孔にネジ切り加工が施されるため、加工屑を圧縮空気の吹き付けや真空吸引等により容易に除去するすることができる。又、通しネジ穴のため、端面の面取りも容易である。しかし、ヒートシンク７をプリント基板６に固定するためのネジ穴５１は、ヒートシンク７のプリント基板６との接触面に垂直に形成されるため、ヒートシンク７の高さが長く貫通孔とすることができない。このため、ネジ径が小さいこともあって加工屑の除去が容易でない。そこで、このネジ穴５１の穴開け加工及びネジ切り加工における加工屑を容易に除去可能とするために、このネジ穴５１に垂直に加工残査除去穴１を形成して、圧縮空気の吹き付けや真空吸引等により加工屑を除去している。
【０００５】
【発明が解決しようする課題】しかしながら、上記のように加工残査除去穴１を設けても、加工残査除去穴１とネジ穴５１との交差部の境界には、依然としてバリ１０など加工残査が残存しており、この角部の面取りができない。そのため、ヒートシンク７をプリント基板６に取り付ける際の衝撃、固定ネジ５との接触、あるいは取付け後の振動等によって分離し、分離した残査がその加工残査除去穴１からプリント基板６上に落下するという問題があった。特に、常に振動を伴うことが条件である車輌用制御装置では、その可能性が大きく、加工残査が落下することのない電子装置が要求されている。
【０００６】本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、電子部品の組み付け後あるいは組み付け過程で、ヒ−トシンク内の加工残査が落下するメカニズムに着目し、固定ネジが加工残査に接触しない構造、あるいはその電力トランジスタによって、その加工残査除去穴を封じる構造をとることによって、電子機器組み付け後も、振動等によって加工残査が落下しない電子装置を提供することを目的とする。これにより、電子装置の信頼性の向上を図るものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用および効果】この目的を達成するために、請求項１に記載の電子装置に搭載されているヒ−トシンクにおいて、ヒートシンクの回路基板に対する接触面に略垂直に固定のための雌ネジ部を形成し、この雌ネジ部の製造過程で発生する加工残査を取り除くため、電力トランジスタの取付け面側から雌ネジ部先端部まであけられた有底の加工残査除去穴を形成し、電力トランジスタで加工残査除去穴を塞ぐようにしている。よって、ヒ−トシンクが回路基板に固定ネジで固定されると、加工残査除去穴は完全に閉じており、外部と連通していない。したがって、固定ネジでネジ締めする際、雌ネジ部と加工残査除去穴との境界にあるバリ等の加工残査が、固定ネジに接触し分離されても、分離された加工残査は、加工残査除去穴に留まり、外部の回路基板上に落下することはない。このように、本発明によれば、より故障の少ない電子装置となり、装置の信頼性を向上させることができる。特に、車輌などの振動の激しい環境下で使用されても、加工残査が回路基板に落下することがないため、信頼性の高い制御装置とすることができる。
【０００８】また、請求項２に記載の電子装置では、上記のような構造の雌ネジ部に対して、電力トランジスタの取付け面側から雌ネジ部先端部を通ってその取付け面と反対側の面まで貫通した加工残査除去穴を形成し、雌ネジ部に螺合しヒートシンクを回路基板に固定するための固定ネジを、雌ネジ部の長さよりも短い長さとしたことを特徴としている。よって、雌ネジ部と加工残査除去穴との境界に形成されるバリ等の加工残査が、ネジ締め時に固定ネジに接触して分離されることがない。このため、加工残査除去穴が開口してしていても、加工残査の回路基板への落下が防止され、電子装置の信頼性を向上させることができる。
【０００９】また、請求項３の発明では、雌ネジ部の先端部分をネジの形成されていない不完全ネジ部としているので、雌ネジ部と加工残査除去穴との境界にネジ切り加工によるバリ等の加工残査が形成されず、且つ、固定ネジが加工残査除去穴内に突出することがない。したがって、請求項２の発明と同様に、固定ネジでネジ締めする際に、雌ネジ部と加工残査除去穴との境界におけるバリ等の加工残査が分離されることがなく、加工残査の回路基板への落下が防止され、電子装置の信頼性を向上させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。尚、本発明は下記実施例に限定されるものではない。また、図１乃至図５の同一部分には、同一の番号が付されている。
（第１実施例）図１、図５は第１実施例の装置を示す構成図である。本発明による電子装置は、回路基板であるプリント基板６に電子回路を搭載した電子装置である。図５に示すように、電子装置はプリント基板６上のプリント配線上にＭＰＵ６１、ＩＣ６２、外部機器と信号を交換するためのコネクタ６３、電力トランジスタ２とそのヒートシンク７等が配設されている。本発明は、この電子装置のうちで、電力トランジスタ２の熱を拡散するためのヒートシンク７の構造に関するものである。図１に示すように、プリント基板６には、発熱を伴う電子機器である電力トランジスタ２を固定し、熱を拡散させるためのヒートシンク７が配設されている。ヒートシンク７には、電力トランジスタ２を固定するためのネジ穴４１がプリント基板６に平行に形成されている。このネジ穴４１は通しネジ穴にして、ネジ切り加工時の加工屑の除去を容易にしている。そのネジ穴４１に固定ネジ４を螺合することで、電力トランジスタ２がヒートシンク７に面接触して固定される。
【００１１】一方、ヒートシンク７のプリント基板６に対する接触面７１には、その面７１に垂直にヒートシンク７をプリント基板６に固定するためのネジ穴５１（雌ネジ部）が形成されている。このネジ穴５１に固定ネジ５を螺合することで、ヒートシンク７がプリント基板６に固定される。さらに、このネジ穴５１が開口する加工残査除去穴１がプリント基板６に平行に形成されている。この加工残査除去穴１は貫通しておらず、底１１を有している。この加工残査除去穴１はネジ穴５１のネジ切り加工時の屑を排出させるための穴である。そして、この加工残査除去穴１の開口１２は電力トランジスタ２で完全に封止されている。
【００１２】このヒ−トシンク７は、熱伝導性、コスト、加工性の面から一般にアルミダイキャストで製造されるが、アルミ材は、加工性が良い反面、鉄材等と比較して塑性が高いため、切削加工、ネジ切り加工では、一部バリ等の加工残査が残り易い。上記のヒートシンク７の製造においては、上記のように所定形状に成形及び穴開け加工をした後、ネジ切り加工が施されて、真空吸引等により加工屑が除去される。尚、ネジ穴４１と加工残査除去穴１に関しては開口部の面取り加工が行なわれる。
【００１３】ネジ切り加工により、加工残査除去穴１とネジ穴５１との交差部にバリ１０が発生する。プリント基板６へのヒ−トシンク７の取付け時に、固定ネジ５が、バリ１０等の加工残査を押し出し、プリント基板６上に落下させる危険性がある。本実施では、図１に示すように、発熱を伴う電力用トランジスタ２とヒ−シンク７で加工残査除去穴１を閉空間とし、加工残査を封じ込める構成としているので、固定ネジ５が交差部のバリ１０を押し出し分離させても、バリ１０はプリント基板６上へ落下しない。従って、本実施例によれば、プリント基板６における短絡故障を防止して信頼性をより向上させることができ、車輌などの振動の激しい環境で使用される制御機器に最適な装置とすることができる。
【００１４】（第２実施例）図２に第２実施例の構成を示す。第１実施例と異なるところは、加工残査除去穴１が貫通されていること、および固定ネジ５が加工残査除去穴１内に突出できない構造としていることである。すなわち、上述の様に加工残査除去穴１は、新たにネジ穴５１との交差部にバリ１０を発生させている可能性があるが、ネジ穴５１の先端部５２はネジ切り加工が施されていないため（不完全ネジ部）、固定ネジ５は加工残査除去穴１内には突出することはない。よって、バリ１０を押し上げ、分離させることはない。従って、たとえバリ１０が残存していても、組み付け作業等によって、バリ１０をプリント基板６上に落下させることはなく、第１実施例と同等の効果がある。
【００１５】尚、この実施例の変形例として、ネジ穴５１には先端部までネジ切り加工を施すが、固定ネジ５の長さをネジ穴５１の長さよりも短くするようにしても良い。これにより、固定ネジ５の頭部が加工残査除去穴１に突出しないようにして、角部のバリがネジ締めで剥離しないようにしても良い。
【００１６】（第３実施例）図３に第３実施例の構成を示す。第１実施例と異なるところは、第２実施例同様、固定ネジ５が加工残査除去穴１内に突出できない構造としていることである。すなわち、第１実施例では、固定ネジ５がバリ１０を押し出し、分離されたバリ１０などの加工残査をその加工残査除去穴１内に封じ込めていた。従って、電力トランジスタ２とヒ−トシンク７の間に僅かに間隙がある場合は、その個所から分離されたバリ１０が落下する可能性がある。本実施例では、ネジ穴５１の先端の不完全ネジ部５２によって固定ネジ５は、加工残査除去穴１内に突出することはない。よって、バリ１０を押し上げ、分離させることはない。従って、電力トランジスタ２とヒ−トシンク７との間に僅かに間隙があっても、バリ１０等の加工残査を落下させることはなく、より信頼性の高い電子装置を提供することができる。尚、本実施例においても、第２実施例の変形例と同様に、固定ネジ５の長さをネジ穴５１の長さよりも短くするようにすることで、固定ネジ５の頭部が加工残査除去穴１に突出しないようにして、角部のバリ１０がネジ締めで剥離しないようにしても良い。
【００１７】以上、本発明を表わす実施例を示したが、他にさまざまな変形例が考えられる。例えば、第１実施例では、加工残査除去穴１は、途中のネジ穴５１の先端部まで穴あけ加工されて貫通させていないが、第２実施例と同様、一旦、ヒートシンク７の裏面まで貫通加工をし、その後裏面を板で閉じる構成としても良い。第２実施例では、加工残査除去穴１を貫通穴として設けたが、図４の組み付け側面図に示すように、ネジ穴５１の先端部を削り取るように溝８を形成しても良い。また、その溝８の方向は、電力トランジスタ２の取付け面に平行であってもよいし、垂直であってもよい。この構造であれば、ネジ穴５１の角部の面取り加工も可能となる。
【００１８】また、第２実施例では、固定ネジ５による加工残査の落下はないが、加工残査が残留していた場合、激しい振動などで、落下する可能性がある。従って、熱伝導性のゴム等で加工残査除去穴１を充填し、加工残査の落下を完全に防止する事もできる。また、同じく第２実施例では、加工残査除去穴１の一方の開口を電力トランジスタ２で閉じる構成としたが、その両側に電力トランジスタ２を配設して、それより、両側の開口を封止しても良い。その他、様々な変形例が考えられるが、本発明の主旨である、残されたバリ等の加工残査を固定ネジの接触によって分離させない構造、あるいは分離された加工残査を封じ込める構造であれば、任意の構造を用いることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４２６０
【氏名又は名称】株式会社デンソー
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）１月１５日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】藤谷 修
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２０４９６９ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）７月３０日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２０４９２ |
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