МОНТАЖНАЯ ПАНЕЛЬ ДЛЯ ЭЛЕКТРОННОГО КОМПОНЕНТА Российский патент 2011 года по МПК H05K1/18 H05K1/11 

Ссылка на родственные заявки

Данная заявка заявляет приоритет в соответствии с заявкой на японский патент номер 2007-56247, поданной 6 марта 2007 года, раскрытие которой приведено здесь полностью в качестве ссылочного материала.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к монтажной панели для установки электронного компонента, включающая в себя хорошо рассеивающую тепло подложку, включающую в себя металлическую пластину и рисунок схемы, сформированный на тонком изолирующем слое, расположенном на верхней поверхности металлической пластины; электронный компонент, установленный на поверхности хорошо рассеивающей тепло подложки, и один вывод для внешнего подключения, который расположен на хорошо рассеивающей тепло подложке и который обеспечивает электрическое соединение между электронным компонентом и внешним устройством.

Уровень техники

В монтажных панелях, предназначенных для установки электронных компонентов, таких как светодиоды, которые генерируют относительно большое количество тепла, необходимо предпринимать соответствующие меры для рассеивания тепла. Например, известны монтажные панели, в которых используется металлическая подложка, обладающая высокой теплопроводностью, для установки электронных компонентов, таких как светодиодные элементы, электрически соединенные с рисунком (разводной) схемы, сформированным на верхней поверхности металлической подложки. В одном известном примере подложки, имеющей характеристики хорошего рассеяния тепла, на верхней поверхности металлической пластины предусмотрен тонкий изолирующий слой, и заданный рисунок схемы сформирован на изолирующем слое (см., например, японский промышленный образец регистрационный номер 1261413).

На Фиг.6 показан вид в перспективе, иллюстрирующий пример монтажной панели для электронного компонента, предложенный ранее настоящим заявителем. Как показано на Фиг.6, обычная монтажная панель 1 для электронного компонента состоит из хорошо рассеивающей тепло подложки 2, в которой используется металлическая пластина 2a, такая как пластина из алюминия, обладающая высокой теплопроводностью; излучающий свет модуль 3, выполняющий функцию электронного компонента и установленный, по существу, на центральном участке хорошо рассеивающей тепло подложки 2; и выводы 4 для внешнего подключения, которые расположены на противоположных конечных участках хорошо рассеивающей тепло подложки 2, для обеспечения хорошего электрического соединения с внешним устройством (не показано).

Хорошо рассеивающая тепло подложка 2 имеет заданный рисунок схемы (не показан), сформированный на верхней поверхности металлической пластины 2a с изолирующим слоем 5 между ними. Излучающий свет модуль 3 состоит из множества светодиодных элементов 6, расположенных на хорошо рассеивающей тепло подложке 2, и пропускающей свет смолы 7, которая покрывает светодиодные элементы 6.

Обычно в каждом из выводов 4 для внешнего подключения используют охватывающий соединитель. При установке охватываемого соединителя (не показан) в охватывающий соединитель электрическое питание подают извне к светодиодным элементам 6 через рисунок схемы.

Однако, когда охватывающий соединитель используют как каждый из выводов 4 для внешнего подключения, его подключение выполняют путем соединения с охватываемым соединителем, и поэтому обеспечение электрической надежности в течение длительного времени использования становится проблематичным. Кроме того, описанные выше соединители могут представлять собой помеху миниатюризации и уменьшению толщины и также являются дорогостоящими.

Учитывая приведенное выше, предусматривается возможность непосредственной припайки проволочного вывода и подключения его к рисунку схемы на хорошо рассеивающей тепло подложке без использования обычных соединителей. Однако в таком случае во время припайки проволочного вывода к разводке схемы, расположенного на тонком изолирующем слое, который расположен на хорошо рассеивающей тепло подложке, тепло, необходимое для пайки легко отбирается металлической пластиной, составляющей хорошо рассеивающую тепло подложку, и поэтому требуется дополнительное время для повышения температуры соединения проводного вывода в точке плавления припоя. С другой стороны, если нагревать всю монтажную панель для электронного компонента для уменьшения времени, требуемого для повышения температуры в месте соединения проводного вывода в точке плавления припоя, другие компоненты, такие как электронные компоненты будут перегреты и повреждены.

Сущность изобретения

Цель настоящего изобретения состоит в создании монтажной панели для электронного компонента, имеющей внешний соединительный вывод, к которому можно непосредственно припаивать проволочный вывод. При использовании такой монтажной панели для электронного компонента, в которой исключается использование обычного соединителя в качестве внешнего соединительного вывода, можно улучшить надежность и увеличить срок службы, а также можно уменьшить размеры и толщину.

Для достижения описанной выше цели монтажная панель для электронного компонента в соответствии с настоящим изобретением включает в себя хорошо рассеивающую тепло подложку, включающую в себя металлическую пластину, и разводку схемы, сформированную на верхней поверхности металлической пластины; электронный компонент, который установлен на хорошо рассеивающей тепло подложке и электрически соединен с разводкой схемы; и один из выводов для внешнего подключения, который расположен на хорошо рассеивающей тепло подложке и обеспечивает электрическое соединение между электронным компонентом и внешним устройством. Вывод для внешнего подключения сформирован из материала, имеющего меньшую теплопроводность, чем теплопроводность металлической пластины, и имеет по меньшей мере один внешний электрод, к которому припаивают проволочный вывод.

В одном варианте выполнения металлическая пластина, составляющая хорошо рассеивающую тепло подложку, сформирована из алюминиевой пластины, имеющей хорошую теплопроводность.

Кроме того, вывод для внешнего подключения может состоять из одного или двух независимых выводов подключения.

Когда вывод для внешнего подключения состоит из двух выводов, эти два вывода могут быть расположены на хорошо рассеивающей тепло подложке и разнесены друг от друга.

Кроме того, в другом варианте выполнения, электронный компонент включает в себя излучающий свет модуль, включающий в себя множество светодиодных элементов, расположенных на хорошо рассеивающей тепло подложке, и пропускающую свет смолу, в которую заключены светодиодные элементы.

Краткое описание чертежей

На Фиг.1 показан вид в перспективе, иллюстрирующий монтажную панель для электронного компонента в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения;

на Фиг.2A показан вид сверху вывода для внешнего подключения, установленного на монтажной панели электронного компонента, как показано на Фиг.1;

на Фиг.2B показан вид в разрезе, вдоль линии A-A, обозначенной на Фиг.2A;

на Фиг.3 показан вид в разрезе другого варианта выполнения, в котором вывод для внешнего подключения привинчен к хорошо рассеивающей тепло подложке;

на Фиг.4 показан вид в перспективе, иллюстрирующий состояние, в котором проводник вывода соединен с выводом для внешнего подключения;

на Фиг.5 показан вид в перспективе, иллюстрирующий монтажную панель электронного компонента в соответствии с другим вариантом выполнения настоящего изобретения, и

на Фиг.6 показан вид в перспективе, иллюстрирующий пример обычной монтажной панели для электронного компонента.

Осуществление изобретения

Предпочтительные варианты выполнения настоящего изобретения более подробно поясняются ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Как показано на Фиг.1, монтажная панель 10 для электронного компонента в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения включает в себя удлиненную хорошо рассеивающую тепло подложку 11 в виде пластины; излучающий свет модуль 12, включающий в себя электронный компонент и установленный, по существу, на центральном участке хорошо рассеивающей тепло подложки 11, и пару выводов 13 для внешнего подключения, которые расположены с правой и с левой сторон излучающего свет модуля 12 и обеспечивают электрическое соединение с внешним устройством.

Хорошо рассеивающая тепло подложка 11 включает в себя металлическую пластину 11a, такую как алюминиевая пластина, обладающая высокой теплопроводностью; разводку 15 схемы (см. Фиг.2B), сформированную с приданием ей заданной формы на верхней поверхности металлической пластины 11a, с изолирующим слоем 14, расположенным между ними. При использовании такой хорошо рассеивающей тепло подложки 11 тепло, генерируемое электронным компонентом, составляющим излучающий свет модуль 12, эффективно рассеивается.

Разводка 15 схемы может быть сформирована путем печати разводки схемы с использованием электропроводной пасты на изолирующем слое 14, который расположен на металлической пластине 11a. Кроме того, изолирующий слой 14 может быть сформирован как изолирующее покрытие путем печати или путем нанесения тонкого изолирующего листа на верхнюю поверхность металлической пластины 11a. Разводка 15 схемы может быть получена путем непосредственного нанесения тонкого изолирующего листа, имеющего разводку 15 схемы, предварительно сформированную на нем, на верхнюю поверхность металлической пластины 11a.

Излучающий свет модуль 12 включает в себя множество светодиодных элементов 16, расположенных в продольном направлении хорошо рассеивающей тепло подложки 11, и пропускающую свет смолу 17, в которую заключены светодиодные элементы 16. В данном варианте выполнения излучающий свет модуль 12 сформирован в виде удлиненного прямоугольного параллелепипеда, продолжающегося в продольном направлении на хорошо рассеивающей тепло подложке 11.

Как показано на Фиг.1, один вывод 13 для внешнего подключения расположен с каждой левой и правой стороны излучающего свет модуля 12. В случае, когда используются электронные компоненты с очень малыми размерами, такие как светодиодные элементы 16, размер, хорошо рассеивающий тепло подложки 11, на которой установлены электронные компоненты, также будет малым, благодаря чему установка выводов 13 для внешнего подключения в разнесенных местах положения с обеих сторон излучающего свет модуля 12 способствует операции пайки.

Как показано на Фиг.2A и 2B, каждый вывод 13 для внешнего подключения представляет собой компонент, обладающей меньшей теплопроводностью, чем теплопроводность металлической пластины 11a, составляющей хорошо рассеивающую тепло подложку 11, и каждый вывод для внешнего подключения состоит из подложки 18 из смолы, которая изготовлена из такой смолы, как эпоксидный стеклопластик, и сформирована с приданием ей формы прямоугольного параллелепипеда. Электрод 20 на верхней поверхности в качестве внешнего электрода сформирован на верхней поверхности подложки 18 из смолы, и один конец проволочного вывода 19, продолжающийся от внешнего устройства, припаян к электроду 20 на верхней поверхности (см. Фиг.4). Когда выводы 13 для внешнего подключения расположены с обеих сторон излучающего свет модуля 12 как в данном варианте выполнения, один из электродов 20 на верхней поверхности сформирован как электрод-катод, и другой электрод 20 на верхней поверхности сформирован как электрод-анод.

Как показано на Фиг.2B, электрод 21 на нижней поверхности, предназначенный для обеспечения электрического соединения с разводкой 15 схемы на верхней поверхности металлической пластины 11a, сформирован на нижней поверхности подложки 18 из смолы. Как и электроды 20 на верхней поверхности, один из электродов 21 на нижней поверхности сформирован как электрод-катод, и другой электрод 21 на нижней поверхности сформирован как электрод-анод.

Кроме того, в данном варианте выполнения, как показано на Фиг.2A и 2B, электрод 20 на верхней поверхности электрически соединен с электродом 21 на нижней поверхности через электрод 22 в сквозном отверстии, расположенный таким образом, что он продолжается через подложку 18 из смолы. В настоящем варианте выполнения в качестве подложки 18 из смолы используется печатная плата, ламинированная медной фольгой с обеих ее сторон. Электрод 20 на верхней поверхности и электрод 21 на нижней поверхности могут быть сформированы путем вытравливания медной фольги с обеих сторон с заданной формой разводки и могут быть соединены через электрод 22 в сквозном отверстии.

Как показано на Фиг.2B, электрод 21 на нижней поверхности каждого из выводов 13 для внешнего подключения соединен с разводкой 15 схемы, сформированной на верхней поверхности металлической пластины 11a, слоем припоя (не показан), расположенным между ними, и таким образом электрически соединен с рисунком 15 схемы. Кроме того, электрод 21 на нижней поверхности каждого из выводов 13 для внешнего подключения может быть соединен с разводкой 15 схемы хорошо рассеивающей тепло подложки 11 с помощью эвтектического соединения или с использованием проводящей пасты без применения слоя припоя.

Кроме того, как показано на Фиг.3, пара участков 25 на фланцах, сформированных в результате уменьшения толщины подложки 18 из смолы на их внешней кромке, может быть предусмотрена на каждом из выводов 13 для внешнего подключения. Вывод 13 для внешнего подключения может быть привинчен к хорошо рассеивающей тепло подложке 11 с помощью винтов 28. В этом случае используют отверстия 26, предусмотренные на участках 25 фланца и продолжающиеся через них, и отверстия 27 с внутренней резьбой, предусмотренные в хорошо рассеивающей тепло подложке 11. Благодаря креплению вывода 13 для внешнего подключения на участках 25 фланцев электрод 21 на нижней поверхности вводится в контакт с разводкой 15 схемы хорошо рассеивающей тепло подложки 11 и, таким образом, электрод 21 на нижней поверхности и рисунок 15 схемы электрически соединяются друг с другом. Следует отметить, что выводы 13 для внешнего подключения, закрепленные с помощью винтов 28, в меньшей степени подвержены воздействию тепла. В соответствии с этим можно выбрать недорогостоящий материал из широкого разнообразия материалов.

На Фиг.4 показано состояние, в котором проволочный вывод 19 припаян к одному из внешних выводов 13 для внешнего подключения, расположенных на верхней поверхности хорошо рассеивающей тепло подложки 11 монтажной панели 10 для электронных компонентов в соответствии с данным вариантом выполнения. На оконечном участке проволочного вывода 19 удалено покрытие и оконечный открытый участок соединен с электродом 20 на верхней поверхности, который сформирован на верхней поверхности вывода 13 для внешнего подключения с помощью припоя 23 и, таким образом, в результате проволочный вывод 19 электрически соединен с рисунком 15 схемы хорошо рассеивающей тепло подложки 11. В соответствии с этим электричество подают извне в каждый из светодиодных элементов 16 излучающего свет модуля 12.

Теплопроводность вывода 13 для внешнего подключения в соответствии с настоящим вариантом выполнения меньше, чем теплопроводность металлической пластины 11a, составляющей хорошо рассеивающее тепло подложку 11. Следовательно, во время пайки проволочного вывода 19 необходимое тепло для пайки не будет поглощаться стороной металлической пластины 11a через вывод 13 для внешнего подключения. В соответствии с этим проволочный вывод 19 может быть легко припаян к электроду 20 на верхней поверхности. Кроме того, материал, составляющий пакет, можно выбрать из широкого разнообразия материалов, имеющих меньшую теплопроводность, чем у металлической пластины. Кроме того, электрическая надежность может поддерживаться в течение более длительного периода времени с использованием упомянутой выше конфигурации.

Предпочтительно припой 23, используемый для соединения проволочного вывода 19 с электродом 20, на верхней поверхности вывода 13 для внешнего подключения имеет более низкую температуру плавления, чем у припоя (слоя припоя), используемого для закрепления вывода 13 для внешнего подключения на хорошо рассеивающей тепло подложке 11.

В описанных выше вариантах выполнения приведено описание случая, в котором каждый из выводов 13 для внешнего подключения сформирован из подложки 18 из смолы (печатная плата) ламинированной медной фольгой с обеих сторон. Однако выводы 13 для внешнего подключения не ограничиваются подложкой 18 из смолы. В качестве изолирующей подложки можно использовать подложку, сформированную, например, на керамике или стекле, имеющую меньшую теплопроводность, чем у хорошо рассеивающей тепло подложки 11. Кроме того, также можно использовать подложку MID, имеющую более низкую теплопроводность, чем у хорошо рассеивающей тепло подложки 11. В этом случае не требуется электрод в сквозном отверстии.

На Фиг.5 показан другой вариант выполнения настоящего изобретения. На монтажной панели 30 для электронного компонента в соответствии с данным вариантом выполнения вывод 33 для внешнего подключения расположен только с одной стороны излучающего свет модуля 12, и электрод 34 на верхней стороне, состоящий из катодного электрода 34a и анодного электрода 34b, сформирован на верхней поверхности вывода 33 для внешнего подключения. Как и в отношении электрода 34 на верхней поверхности, электрод на нижней поверхности, сформированный на нижней поверхности вывода 33 для внешнего подключения, также состоит из катодного электрода и анодного электрода. Анодный и катодный электроды на верхней поверхности и на нижней поверхности электрически соединены с электродами в сквозных отверстиях, составляющих анод и катод соответственно. Когда хорошо рассеивающая тепло подложка 11 имеет достаточно большой размер, становится возможным сформировать катодные и анодные электроды в выводе 33 для внешнего подключения, как в данном варианте выполнения. На Фиг.5, те же компоненты, что и у монтажной панели 10 для электронных компонентов, описанного выше варианта выполнения, обозначены теми же номерами ссылочных позиций, и их подробное описание здесь не приведено.

Как и для описанных выше двух вариантов выполнения, вывод для внешнего подключения может быть расположен на каждом из противоположных оконечных участков хорошо рассеивающей тепло подложки или только на одном оконечном участке хорошо рассеивающей тепло подложки в соответствии с размером и компоновкой электронных компонентов.

В каждом из описанных выше двух вариантов выполнения приведено описание излучающего свет модуля, включающего в себя множество светодиодных элементов, используемых в качестве примерных электронных компонентов, для которых требуется структура, рассеивающая тепло, но электронные компоненты в соответствии с настоящим изобретением не ограничиваются этим.

В настоящем изобретении компонент, имеющий меньшую теплопроводность, чем у металлической пластины, составляющей хорошо рассеивающую тепло подложку, используется в качестве вывода - внешнего электрода для подачи электроэнергии извне в электронные компоненты, установленные на хорошо рассеивающей тепло подложке. Поэтому проволочный вывод может быть соединен способом пайки. Таким образом, обычный вывод не требуется устанавливать на хорошо рассеивающей тепло подложке. В соответствии с этим может быть достигнуто уменьшение размера и толщины монтажной панели для электронных компонентов, и стоимость монтажной панели для электронных компонентов может быть уменьшена.

Хотя выше были описаны предпочтительные варианты выполнения настоящего изобретения, настоящее изобретение не ограничивается этими вариантами выполнения. Следует отметить, что различные модификации и изменения могут быть выполнены в отношении этих вариантов выполнения.

Настоящее изобретение относится к монтажной панели для установки электронного компонента. Технический результат - создание монтажной панели для электронного компонента, имеющей внешний соединительный вывод, к которому можно непосредственно припаивать проволочный вывод. При использовании такой монтажной панели для электронного компонента, в которой исключается использование обычного соединителя в качестве внешнего соединительного вывода, можно улучшить надежность и увеличить срок службы, а также можно уменьшить размеры и толщину. Монтажная панель для электронного компонента в соответствии с настоящим изобретением включает в себя хорошо рассеивающую тепло подложку, включающую в себя металлическую пластину и разводку схемы, сформированную на верхней поверхности металлической пластины; электронный компонент, который установлен на хорошо рассеивающей тепло подложке и электрически соединен с разводкой схемы; и вывод для внешнего подключения, который расположен на хорошо рассеивающей тепло подложке и обеспечивает электрическое соединение между монтажной панелью для электронного компонента и внешним устройством. Вывод для внешнего подключения сформирован из материала, имеющего меньшую теплопроводность, чем теплопроводность металлической пластины, и имеет, по меньшей мере, один внешний электрод, к которому припаян проволочный вывод. 10 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Монтажная панель для электронного компонента, содержащая: хорошо рассеивающую тепло подложку, включающую в себя металлическую пластину и разводку схемы, сформированную на верхней поверхности металлической пластины; электронный компонент, который установлен на хорошо рассеивающей тепло подложке и электрически соединен с разводкой схемы; и один вывод для внешнего подключения, который расположен на хорошо рассеивающей тепло подложке и обеспечивает электрическое соединение между электронным компонентом и внешним устройством, причем вывод для внешнего подключения сформирован из материала, имеющего меньшую теплопроводность, чем теплопроводность металлической пластины, вывод для внешнего подключения имеет, по меньшей мере, один электрод на верхней поверхности, к которому припаян проволочный вывод.

2. Монтажная панель для электронного компонента по п.1, в которой вывод для внешнего подключения включает в себя, по меньшей мере, один электрод на нижней поверхности, электрически соединенный с разводкой схемы хорошо рассеивающей тепло подложки, причем электрод на нижней поверхности электрически соединен с электродом на верхней поверхности.

3. Монтажная панель для электронного компонента по п.1, в которой вывод для внешнего подключения включает в себя электрод на верхней поверхности, сформированный на его верхней поверхности, электрод на нижней поверхности, сформированный на его нижней поверхности, и электрод в сквозном отверстии, расположенный в упомянутом выводе для внешнего подключения и электрически соединенный с электродами на верхней поверхности и на нижней поверхности.

4. Монтажная панель для электронного компонента по п.1, в которой электронный компонент содержит излучающий свет модуль, включающий в себя: множество светодиодных элементов, электрически соединенных с разводкой схемы и расположенных на хорошо рассеивающей тепло подложке; и пропускающую свет смолу, в которую заключены светодиодные элементы.

5. Монтажная панель для электронного компонента по п.1, включающая в себя слой изоляции, расположенный между разводкой схемы, хорошо рассеивающей тепло подложки и металлической пластиной.

6. Монтажная панель для электронного компонента по п.1, в которой металлическая пластина представляет собой алюминиевую пластину.

7. Монтажная панель для электронного компонента по п.1, в которой вывод для внешнего подключения закреплен на хорошо рассеивающей тепло подложке с помощью одного из следующего: припой, эвтектическое соединение, проводящая паста или элемент крепления.

8. Монтажная панель для электронного компонента по п.1, в которой припой для закрепления проволочного вывода на внешнем электроде имеет более низкую температуру плавления, чем температура плавления припоя, используемого для закрепления вывода для внешнего подключения на хорошо рассеивающей тепло подложке.

9. Монтажная панель для электронного компонента по п.1, в которой вывод для внешнего подключения расположен на оконечном участке хорошо рассеивающей тепло подложки.

10. Монтажная панель для электронного компонента по п.4, в которой вывод для внешнего подключения состоит из двух независимых выводов, каждый из которых включает в себя электрод на верхней поверхности, электрод на нижней поверхности и электрод в сквозном отверстии, соединяющий электроды на верхней поверхности и электроды на нижней поверхности.

11. Монтажная панель для электронного компонента по п.2, в которой каждый из электрода на верхней поверхности и электрода на нижней поверхности содержит катодный электрод и анодный электрод, причем катодный электрод и анодный электрод на верхней поверхности, и электроды на нижней поверхности электрически соединены с помощью анодных и катодных электродов в сквозных отверстиях соответственно.