JP6543226B2

JP6543226B2 - Electronic device

Info

Publication number: JP6543226B2
Application number: JP2016152727A
Authority: JP
Inventors: 心哉河喜多; 河合　義夫; 義夫河合
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Astemo Ltd
Priority date: 2016-08-03
Filing date: 2016-08-03
Publication date: 2019-07-10
Anticipated expiration: 2036-08-03
Also published as: JP2018022764A

Description

本発明は、電子装置に関する。 The present invention relates to electronic devices.

発熱素子を内包した電子装置を自動車や建設機械、鉄道車両へ搭載する場合、搭載面積が限られるため、電子装置の小型化が求められる。電子装置が小型化すると、単位面積当たりの発熱量が増加するため、高放熱化が求められる。 In the case of mounting an electronic device containing a heater element on a car, a construction machine, or a railway vehicle, the mounting area is limited, and therefore, downsizing of the electronic device is required. When the size of the electronic device is reduced, the amount of heat generation per unit area is increased, so high heat dissipation is required.

このような電子装置として、導電性の放熱経路を基板の厚さ方向に設けて、基板の一面側の発熱部品で生じた熱を、基板の他面側に放熱するものがある。特許文献１では、基板の一面は、発熱素子と放熱経路の始端である導電性接合材とを接続し、基板の他面は、放熱経路の終端が絶縁層まで延び、絶縁層を介して外部の放熱部材と接続される。この特許文献１では、導電性の放熱経路を発熱素子と対向する基板の全領域に設けている。 As such an electronic device, there is one in which a conductive heat radiation path is provided in the thickness direction of the substrate, and the heat generated in the heat generating component on one surface side of the substrate is dissipated to the other surface side of the substrate. In Patent Document 1, one surface of the substrate connects the heat generating element and the conductive bonding material which is the beginning end of the heat dissipation path, and the other end of the substrate extends to the insulating layer at the end of the heat dissipation path It is connected with the heat dissipation member of In Patent Document 1, the conductive heat radiation path is provided in the entire area of the substrate facing the heating element.

特開２０１４−１３１０８１号公報JP, 2014-131081, A

上述した特許文献は、導電性の放熱経路を発熱素子と対向する基板の全領域に設けているので、基板コストが高くなるという課題がある。 Patent Document described above, since the heat dissipation path of the conductive is provided on the entire area of the heating element facing the substrate, there is a problem that the substrate cost is increased.

本発明による電子装置は、発熱素子の熱を伝導する四角形状のヒートスプレッダと、貫通サーマルビアが形成されたサーマルビア領域と、前記貫通サーマルビアが形成されていない複数個のはんだ領域とを有し、前記はんだ領域が前記ヒートスプレッダとはんだにより接続された基板と、を備え、前記ヒートスプレッダの搭載位置と対向する前記基板上の第１領域は、前記発熱素子の搭載位置と対向する前記基板上の第２領域を内包し、前記第２領域は、全域が前記サーマルビア領域であり、前記第２領域を除いた前記第１領域内の前記ヒートスプレッダの角部分に対応する領域は、前記はんだ領域である。 The electronic device according to the present invention has a rectangular heat spreader for conducting the heat of the heating element, a thermal via region in which the through thermal via is formed, and a plurality of solder regions in which the through thermal via is not formed. A substrate on which the solder area is connected to the heat spreader by a solder, and a first area on the substrate facing the mounting position of the heat spreader is a first area on the substrate facing the mounting position of the heat generating element. The second region includes the two regions, the entire region is the thermal via region, and the region corresponding to the corner portion of the heat spreader in the first region excluding the second region is the solder region .

本発明によれば、基板コストを低く抑え、放熱性を向上させた電子装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide an electronic device in which the substrate cost is reduced and the heat dissipation property is improved.

第１の実施形態による電子装置の外観斜視図である。FIG. 1 is an external perspective view of an electronic device according to a first embodiment. 第１の実施形態による電子装置の樹脂製カバーを外した外観斜視図である。It is the appearance perspective view which removed the resin covers of the electronic device by a 1st embodiment. 図２のＡ−Ａ部の断面図である。It is sectional drawing of the AA part of FIG. 第１の実施形態による基板の上面図である。1 is a top view of a substrate according to a first embodiment; 比較例１の断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of Comparative Example 1; 比較例１の基板の上面図である。FIG. 7 is a top view of a substrate of Comparative Example 1; 第１の実施形態による発熱素子の温度を比較したグラフである。It is the graph which compared the temperature of the heater element by 1st Embodiment. 第２の実施形態による基板の上面図である。FIG. 5 is a top view of a substrate according to a second embodiment. 第２の実施形態による発熱素子の温度を比較したグラフである。It is the graph which compared the temperature of the heating element by 2nd Embodiment. 第３の実施形態による基板の上面図である。FIG. 7 is a top view of a substrate according to a third embodiment. 第３の実施形態による発熱素子の温度を比較したグラフである。It is the graph which compared the temperature of the heater element by 3rd Embodiment. 第４の実施形態による基板の上面図である。FIG. 7 is a top view of a substrate according to a fourth embodiment. 第４の実施形態による発熱素子の温度を比較したグラフである。It is the graph which compared the temperature of the heater element by 4th Embodiment. 第５の実施形態による基板の上面図である。FIG. 10 is a top view of a substrate according to a fifth embodiment. 第５の実施形態による発熱素子の温度を比較したグラフである。It is the graph which compared the temperature of the heater element by 5th Embodiment. 第６の実施形態による基板の上面図である。FIG. 21 is a top view of a substrate according to a sixth embodiment; 第６の実施形態による発熱素子の温度を比較したグラフである。It is the graph which compared the temperature of the heater element by 6th Embodiment. 第７の実施形態による基板の上面図である。FIG. 21 is a top view of a substrate according to a seventh embodiment; 第７の実施形態による発熱素子の温度を比較したグラフである。It is the graph which compared the temperature of the heater element by 7th Embodiment.

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態による電子装置１の外観斜視図である。
図１に示すように、電子装置１は、金属製ベース２と、樹脂製カバー３で、箱形を形成している。金属製ベース２と、樹脂製カバー３は四隅をねじ（図示せず）で固定されるとともに、金属製ベース２と、樹脂製カバー３の接触部が防水接着剤（図示せず）で接着されている。外部と電子装置１間で電力や制御信号の送受信は、コネクタピン４を介して行われる。 First Embodiment
FIG. 1 is an external perspective view of an electronic device 1 according to a first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the electronic device 1 forms a box shape by the metal base 2 and the resin cover 3. The metal base 2 and the resin cover 3 are fixed at the four corners by screws (not shown), and the contact portion between the metal base 2 and the resin cover 3 is bonded with a waterproof adhesive (not shown) ing. Transmission and reception of power and control signals between the external device and the electronic device 1 are performed via the connector pins 4.

図２は、第１の実施形態による電子装置１において、樹脂製カバー３をはずした状態の外観斜視図である。図３は、図２のＡ−Ａ部の断面図である。
図２に示すように、コネクタピン４は、基板６に設けられる。基板６には、発熱部品５が搭載されている。発熱部品５は、図３に示すように、発熱素子５ａと、発熱素子５ａが搭載されたヒートスプレッダ５ｂと、リード端子５ｃと、封止樹脂５ｄからなる。発熱素子５ａは、例えば、パワートランジスタ、ＩＧＢＴ、各種ＩＣなどの半導体素子である。ヒートスプレッダ５ｂは、基板６の一面６ａにはんだ８で接続されており、発熱素子５ａの熱はヒートスプレッダ５ｂにより基板６の一面６ａへ伝導される。発熱素子５ａおよびヒートスプレッダ５ｂは封止樹脂５ｄで封止される。発熱素子５ａからのリード端子５ｃは、基板の一面６ａにはんだ８で接続され、電力や信号等を送受信するのに用いられる。 FIG. 2 is an external perspective view of the electronic device 1 according to the first embodiment with the resin cover 3 removed. FIG. 3 is a cross-sectional view of an AA part of FIG.
As shown in FIG. 2, the connector pins 4 are provided on the substrate 6. A heat generating component 5 is mounted on the substrate 6. As shown in FIG. 3, the heat-generating component 5 comprises a heat-generating element 5a, a heat spreader 5b on which the heat-generating element 5a is mounted, a lead terminal 5c and a sealing resin 5d. The heating element 5a is, for example, a semiconductor element such as a power transistor, an IGBT, or various ICs. The heat spreader 5b is connected to the one surface 6a of the substrate 6 by the solder 8, and the heat of the heat generating element 5a is conducted to the one surface 6a of the substrate 6 by the heat spreader 5b. The heating element 5a and the heat spreader 5b are sealed by a sealing resin 5d. The lead terminal 5c from the heating element 5a is connected to the one surface 6a of the substrate by the solder 8 and is used to transmit and receive power, signals and the like.

基板６は、発熱部品５を搭載した基板６の一面６ａから他面６ｂまで貫通した導電性の放熱経路、所謂、貫通サーマルビア９を備えている。貫通サーマルビア９は、コア材にプリプレグを接着して所望の厚さに成形することで基板６を形成した後、ドリルやレーザで貫通孔を作成し、この貫通孔の内面に銅などのめっきで電気伝導性を付与することにより形成される。なお、貫通サーマルビア９は中空とする。 The substrate 6 is provided with a conductive heat radiation path, that is, a so-called through thermal via 9 penetrating from one surface 6 a of the substrate 6 on which the heat generating component 5 is mounted to the other surface 6 b. The through thermal via 9 is made by bonding a prepreg to a core material and forming the substrate 6 by forming a desired thickness, and then forming a through hole with a drill or a laser, and plating the inner surface of the through hole with copper or the like Formed by imparting electrical conductivity. The through thermal vias 9 are hollow.

発熱部品５に生じた熱は、基板６の一面６ａに伝導された後、貫通サーマルビア９、電気絶縁性の放熱材７を介して金属製ベース２へと伝導され、金属製ベース２から外部へ放熱される。 The heat generated in the heat-generating component 5 is conducted to the one surface 6 a of the substrate 6 and then conducted to the metal base 2 through the through thermal via 9 and the electrically insulating heat dissipating material 7, and the metal base 2 to the outside Heat is dissipated.

図４は、第１の実施形態による基板６の一面６ａの上面図である。図４において、貫通サーマルビア９を○印で示し、ヒートスプレッダ５ｂと基板６の一面６ａとのはんだ領域１０を斜線で示す。基板６の一面６ａは、ヒートスプレッダ５ｂをはんだ８で接続するはんだ領域１０と、はんだ８が無いサーマルビア領域１１に分割される。端子接続用パッド１２は、リード端子５ｃとはんだ８で接続される。図中、点線で示す四角は発熱素子５ａの搭載位置ｈであり、２点鎖線で示す四角はヒートスプレッダ５ｂの搭載位置Ｈである。 FIG. 4 is a top view of one surface 6 a of the substrate 6 according to the first embodiment. In FIG. 4, the through thermal vias 9 are indicated by ○, and the solder area 10 between the heat spreader 5 b and the one surface 6 a of the substrate 6 is indicated by hatching. One surface 6 a of the substrate 6 is divided into a solder area 10 connecting the heat spreader 5 b with the solder 8 and a thermal via area 11 without the solder 8. The terminal connection pad 12 is connected to the lead terminal 5 c by the solder 8. In the drawing, a square indicated by a dotted line is a mounting position h of the heat generating element 5a, and a square indicated by a two-dot chain line is a mounting position H of the heat spreader 5b.

このような電子装置１は、以下の方法で製造される。
まず基板６上の所望の位置にスクリーン印刷等によりはんだ８を供給し、その上に発熱部品５をマウントする。発熱部品５をマウント後、リフロー炉などではんだ８を溶融させ、基板６と発熱部品５のリード端子５ｃやヒートスプレッダ５ｂを基板６上に接続する。 Such an electronic device 1 is manufactured by the following method.
First, solder 8 is supplied to a desired position on the substrate 6 by screen printing or the like, and the heat generating component 5 is mounted thereon. After mounting the heat generating component 5, the solder 8 is melted in a reflow furnace or the like, and the substrate 6 and the lead terminals 5 c of the heat generating component 5 and the heat spreader 5 b are connected on the substrate 6.

基板６に発熱部品５を搭載後、コネクタピン４をフローはんだ付けやロボットはんだ付け、またはプレスフィットなどで基板６に接続する。放熱材７がディスペンス等で供給された金属製ベース２に、発熱部品５とコネクタピン４を搭載した基板６を組み付ける。基板６は、金属製ベース２に固定してもいいし、樹脂製カバー３に固定してもよい。 After mounting the heat generating component 5 on the substrate 6, the connector pins 4 are connected to the substrate 6 by flow soldering, robot soldering, press fitting, or the like. The substrate 6 on which the heat-generating component 5 and the connector pin 4 are mounted is assembled to the metal base 2 to which the heat dissipating material 7 is supplied by dispensing or the like. The substrate 6 may be fixed to the metal base 2 or may be fixed to the resin cover 3.

なお、基板６に備えられた中空の貫通サーマルビア９上にはんだ８を供給すると、はんだ８を溶融させた場合に、中空の貫通サーマルビア９内にも、はんだ８が流入し、はんだ８を印刷した基板６の一面６ａから基板６の他面６ｂへはんだ８の突起が形成される可能性がある。 When the solder 8 is supplied onto the hollow through thermal vias 9 provided on the substrate 6, the solder 8 flows into the hollow through thermal vias 9 when the solder 8 is melted, and the solder 8 is melted. A protrusion of the solder 8 may be formed from the one surface 6 a of the printed substrate 6 to the other surface 6 b of the substrate 6.

上記のように貫通サーマルビア９を介してはんだ８が基板６の他面２ｂに流出することで突起が形成されている場合、基板６を組み付ける際、突起と金属製ベース２とが接触することがある。これらが接触した場合、外部の電磁ノイズが金属製ベース２、基板６の他面６ｂ側に流出したはんだ８の突起、貫通サーマルビア９等を介して発熱部品５に伝播され、発熱部品５が誤作動する可能性がある。そのためヒートスプレッダ５ｂを基板６の一面６ａにはんだ８で接続する場合に、貫通サーマルビア９が存在しないはんだ領域１０に接続し、はんだ領域１０と、はんだ８で接続しない貫通サーマルビア９が存在するサーマルビア領域１１とを互いに分離する。これにより、はんだ８が貫通サーマルビア９内に流入するのを防いで、外部の電磁ノイズが発熱部品５に伝播されるのを防止する。 As described above, when the projections are formed by the solder 8 flowing out to the other surface 2 b of the substrate 6 through the through thermal vias 9, the projections and the metal base 2 make contact when the substrate 6 is assembled. There is. When these come in contact, external electromagnetic noise is propagated to the heat generating component 5 through the projections of the solder 8 that has flowed out to the metal base 2 and the other surface 6 b of the substrate 6, the through thermal vias 9, etc. There is a possibility of malfunction. Therefore, when the heat spreader 5b is connected to the one surface 6a of the substrate 6 by the solder 8, the thermal is connected to the solder area 10 where the through thermal vias 9 do not exist and the solder areas 10 and the through thermal vias 9 not connected with the solder 8 The via regions 11 are separated from each other. As a result, the solder 8 is prevented from flowing into the through thermal via 9, and the external electromagnetic noise is prevented from being transmitted to the heat generating component 5.

図４に示すように、はんだ領域１０を４箇所設けることで、はんだ領域１０の面積を低減する。そして、はんだ領域１０と隣接するサーマルビア領域１１には、貫通サーマルビア９を配置する。また、はんだ領域１０の周囲を囲むように貫通サーマルビア９を配置する。これにより、リフロー炉ではんだ８を溶融させる際に気化するフラックスがはんだ８内に残留しにくくなる。これにより、貫通サーマルビア９を備えた基板６を用いて、低コストで放熱性に優れた電子装置１を提供する。 As shown in FIG. 4, the area of the solder area 10 is reduced by providing four solder areas 10. Then, the through thermal via 9 is disposed in the thermal via region 11 adjacent to the solder region 10. Further, the through thermal vias 9 are disposed so as to surround the solder area 10. As a result, the flux vaporized when melting the solder 8 in the reflow furnace hardly remains in the solder 8. As a result, using the substrate 6 provided with the through thermal vias 9, an electronic device 1 excellent in heat dissipation can be provided at low cost.

本実施形態では、発熱部品５にはリード形状の端子を有するＡＳＩＣを用い、組成がＳｎ（錫）−３．０Ａｇ（銀）−０．５Ｃｕ（銅）（単位：ｗｔ％）であるはんだを用いてＡＳＩＣの端子とヒートスプレッダ５ｂを基板６に接続した。基板６として、７６ｍｍ×７６ｍｍ、厚さ１．６ｍｍで、基板６に水平な方向の等価熱伝導率が２３Ｗ／ｍＫ、基板６に垂直な方向の等価熱伝導率が０．６８Ｗ／ｍＫのＦＲ４（プリント基板）を用いた。金属製ベース２として、熱伝導率が９６Ｗ／ｍＫで組成がＡＤＣ１２の鍛造品を用いた。コネクタピン４として熱伝導率が２６０Ｗ／ｍＫの銅を用いた。図４において、隣接するはんだ領域１０の間の距離Ｌは、サーマルビア領域１１の基板６に水平な方向の熱伝導率を、サーマルビア領域１１の基板に垂直な方向の熱伝導率で除した値と、基板６の厚さｔとの積以上である。 In this embodiment, a solder having a composition of Sn (tin) -3.0Ag (silver) -0.5Cu (copper) (unit: wt%) is used as the heat-generating component 5 using an ASIC having a lead-shaped terminal. The terminals of the ASIC and the heat spreader 5 b were connected to the substrate 6 by using this. FR4: 76 mm × 76 mm, thickness 1.6 mm as substrate 6, equivalent thermal conductivity in the horizontal direction to substrate 6 is 23 W / mK, equivalent thermal conductivity in the direction perpendicular to substrate 6 is 0.68 W / m K (Printed substrate) was used. As a metal base 2, a forged product having a thermal conductivity of 96 W / mK and a composition of ADC 12 was used. Copper having a thermal conductivity of 260 W / mK was used as the connector pin 4. In FIG. 4, the distance L between the adjacent solder regions 10 is obtained by dividing the thermal conductivity of the thermal via region 11 in the direction horizontal to the substrate 6 by the thermal conductivity of the thermal via region 11 in the direction perpendicular to the substrate It is not less than the product of the value and the thickness t of the substrate 6.

本実施形態では、発熱部品５のヒートスプレッダ５ｂの面積は１２ｍｍ×１２ｍｍである。図４に示すように、ヒートスプレッダ５ｂと対向する基板６の一面６ａにおいて、ヒートスプレッダ５ｂの搭載位置Ｈの角部分に、４．５ｍｍ×４．５ｍｍのはんだ接続領域１０を４箇所、合計８１ｍｍ^２（ヒートスプレッダ面積の５６％）の面積ではんだ接続した。 In the present embodiment, the area of the heat spreader 5b of the heat-generating component 5 is 12 mm × 12 mm. As shown in FIG. 4, in one aspect 6a of the substrate 6 facing the heat spreader 5b, the corner portion of the mounting position H of the heat spreader 5b, a 4.5 mm × 4.5 mm solder connection area 10 of the four positions, a total of 81 mm ² ( The solder connection was made in the area of 56% of the heat spreader area.

次に、本実施形態の比較例について説明する。本実施形態では、図４に示した構造の電子装置１に対する比較例１として、図５に断面図を、図６に基板の上面図を示す電子装置１Ａについて説明する。図６において、点線で示す四角は発熱素子５ａの搭載位置ｈであり２点鎖線で示す四角はヒートスプレッダ５ｂの搭載位置Ｈである。ヒートスプレッダ５ｂの搭載位置Ｈは１２ｍｍ×１２ｍｍの面積を有する。この比較例１の電子装置１Ａでは、ヒートスプレッダ５ｂの搭載位置Ｈの中央に、斜線で示す９ｍｍ×９ｍｍのはんだ領域１０を設けた。なお、第１の実施形態の電子装置１と比較例１の電子装置１Ａとは、発熱部品５のヒートスプレッダ５ｂと対向する基板６の一面６ａ上のはんだ領域１０の形状は異なるものの、合計面積は同じ８１ｍｍ^２とした。またその他の構成、発熱素子５ａの発熱量も同じとした。 Next, a comparative example of the present embodiment will be described. In the present embodiment, as a comparative example 1 to the electronic device 1 having the structure shown in FIG. 4, an electronic device 1A whose sectional view is shown in FIG. 5 and whose top view of the substrate is shown in FIG. In FIG. 6, a square indicated by a dotted line is a mounting position h of the heat generating element 5a, and a square indicated by a two-dot chain line is a mounting position H of the heat spreader 5b. The mounting position H of the heat spreader 5 b has an area of 12 mm × 12 mm. In the electronic device 1A of this comparative example 1, a solder area 10 of 9 mm × 9 mm indicated by hatching is provided at the center of the mounting position H of the heat spreader 5 b. The electronic device 1 of the first embodiment and the electronic device 1A of Comparative Example 1 are different in the shape of the solder area 10 on the surface 6 a of the substrate 6 facing the heat spreader 5 b of the heat generating component 5, but the total area is The same 81 mm ² was used. Further, the other configurations and the amount of heat generation of the heater element 5a are also the same.

図７は、発熱素子５ａの温度を比較したグラフである。第１の実施形態の電子装置１と比較例１の電子装置１Ａについて、発熱素子５ａを１０Ｗ発熱させた場合の発熱素子５ａの温度を比較した。比較条件として、１０５℃の空気が風速０．５ｍ／ｓで流れる風洞を用いて、この風洞内に電子装置１、１Ａを置いて発熱素子５ａの温度をそれぞれ測定した。なお、電子装置１、１Ａを置いた部分の風洞断面は５００ｍｍ×５００ｍｍの正方形断面とした。 FIG. 7 is a graph comparing the temperatures of the heater elements 5a. In the electronic device 1 of the first embodiment and the electronic device 1A of the comparative example 1, the temperature of the heat-generating element 5a when the heat-generating element 5a was caused to generate 10 W was compared. As a comparison condition, using a wind tunnel in which air at 105 ° C. flows at a wind speed of 0.5 m / s, the electronic devices 1 and 1A were placed in the wind tunnel to measure the temperature of the heating element 5a. In addition, the wind tunnel cross section of the part which put the electronic devices 1 and 1A was taken as the square cross section of 500 mm x 500 mm.

図７に示すように、第１の実施形態の電子装置１における発熱素子５ａの温度は、比較例１の電子装置１Ａにおける発熱素子５ａの温度より４．５℃低い。これにより、第１の実施形態の電子装置１は、比較例１の電子装置１Ａに比べて、発熱素子５ａの温度上昇を抑制し、高い放熱が可能となっていることが分かる。すなわち、第１の実施形態の電子装置１では、はんだ領域１０を四箇所に分割し、ヒートスプレッダ５ｂの搭載位置の角部分にそれぞれ設けると共に、互いに隣り合うはんだ領域１０の間に、はんだ接続しないサーマルビア領域１１を設けた。そのため、同じ面積のはんだ領域１０を分割せずにヒートスプレッダの中央に配置した比較例１の電子装置１Ａに比べて、各はんだ領域１０の中央から近接する貫通サーマルビア９までの距離を短くすると共に、各はんだ領域１０に近接する貫通サーマルビア９の本数を多くすることができる。その結果、図７に示すように、発熱素子５ａの温度上昇を抑制できた。 As shown in FIG. 7, the temperature of the heating element 5 a in the electronic device 1 of the first embodiment is lower by 4.5 ° C. than the temperature of the heating element 5 a in the electronic device 1 A of Comparative Example 1. Thus, it can be seen that the electronic device 1 of the first embodiment suppresses the temperature rise of the heat-generating element 5a compared to the electronic device 1A of the comparative example 1 and enables high heat dissipation. That is, in the electronic device 1 according to the first embodiment, the solder area 10 is divided into four parts and provided at the corner portions of the mounting position of the heat spreader 5b, and thermal is not connected between the solder areas 10 adjacent to each other. Via region 11 was provided. Therefore, as compared with the electronic device 1A of Comparative Example 1 in which the solder areas 10 of the same area are not divided but arranged at the center of the heat spreader, the distance from the centers of the respective solder areas 10 to the penetrating thermal vias 9 is shortened. The number of through thermal vias 9 adjacent to each solder area 10 can be increased. As a result, as shown in FIG. 7, the temperature rise of the heater element 5a could be suppressed.

（第２の実施形態）
図８は、第２の実施形態による基板の上面図である。なお、電子装置１の外観斜視図は、第１の実施形態で示した図１と同様であり、電子装置１の樹脂製カバー３を外した外観斜視図は、第１の実施形態で示した図２と同様であり、断面図は、第１の実施形態で示した図３と同様であるので、その説明を省略する。 Second Embodiment
FIG. 8 is a top view of a substrate according to the second embodiment. The external appearance perspective view of the electronic device 1 is the same as FIG. 1 shown in the first embodiment, and the external appearance perspective view of the electronic device 1 with the resin cover 3 removed is shown in the first embodiment. The cross-sectional view is the same as FIG. 2 and the same as FIG. 3 shown in the first embodiment, so the description thereof is omitted.

また、図８で示す、貫通サーマルビア９、はんだ領域１０、サーマルビア領域１１、発熱素子５ａの搭載位置ｈ、ヒートスプレッダ５ｂの搭載位置Ｈの表記は、第１の実施形態で示した図４と同様であるので、同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。 The through thermal vias 9, the solder area 10, the thermal via area 11, the mounting position h of the heater element 5a, and the mounting position H of the heat spreader 5b shown in FIG. 8 are the same as those in FIG. The same parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

第２の実施形態で用いた電子装置１の発熱部品５のヒートスプレッダ５ｂの面積は１２ｍｍ×１２ｍｍであり、ヒートスプレッダ５ｂと対向する基板６の一面６ａに、ヒートスプレッダ５ｂの角部分に対応して３．６５ｍｍ×３．６５ｍｍのはんだ領域１０を４箇所、合計５３．２９ｍｍ^２の面積ではんだ接続した。隣接するはんだ領域１０の間の距離Ｌは、サーマルビア領域１１の基板６に水平な方向の熱伝導率を、サーマルビア領域１１の基板６に垂直な方向の熱伝導率で除した値と、基板６の厚さｔとの積以上である。 The area of the heat spreader 5b of the heat generating component 5 of the electronic device 1 used in the second embodiment is 12 mm × 12 mm, corresponding to the corner portion of the heat spreader 5b on one surface 6a of the substrate 6 facing the heat spreader 5b. Four 65 mm × 3.65 mm solder areas 10 were soldered together in a total area of 53.29 mm ² . The distance L between the adjacent solder regions 10 is a value obtained by dividing the thermal conductivity of the thermal via region 11 in the direction horizontal to the substrate 6 by the thermal conductivity of the thermal via region 11 in the direction perpendicular to the substrate 6; It is more than the product of the thickness t of the substrate 6.

次に、本実施形態の比較例について説明する。本実施形態では、図８に示した構造の電子装置１に対する比較例２として、図６で示した比較例１の電子装置１Ａと同様に、ヒートスプレッダ５ｂの中央にはんだ領域１０を設けた構造の電子装置を採用した。比較例２の電子装置では、ヒートスプレッダ５ｂの中央に７．３ｍｍ×７．３ｍｍのはんだ領域１０を設けた。なお、第２の実施形態の電子装置１と比較例２の電子装置とは、発熱部品５のヒートスプレッダ５ｂと基板６間のはんだ領域１０の形状は異なるものの、合計面積は同じ５３．２９ｍｍ^２（ヒートスプレッダ面積の３７％）とした。またその他の構成、発熱素子５ａの発熱量も同じとした。第２の実施形態と比較例２とについて、温度測定条件は、第１の実施形態、比較例１と同じとした。 Next, a comparative example of the present embodiment will be described. In this embodiment, as a comparative example 2 to the electronic device 1 having the structure shown in FIG. 8, a solder area 10 is provided at the center of the heat spreader 5b as in the electronic device 1A of the comparative example 1 shown in FIG. An electronic device was adopted. In the electronic device of Comparative Example 2, a solder area 10 of 7.3 mm × 7.3 mm was provided at the center of the heat spreader 5 b. The electronic device 1 of the second embodiment and the electronic device of Comparative Example 2 have the same total area of 53.29 mm ² although the shape of the solder region 10 between the heat spreader 5 b of the heat generating component 5 and the substrate 6 is different. 37% of the heat spreader area). Further, the other configurations and the amount of heat generation of the heater element 5a are also the same. The temperature measurement conditions of the second embodiment and the comparative example 2 are the same as those of the first embodiment and the comparative example 1.

図９は、発熱素子５ａの温度を比較したグラフである。第２の実施形態の電子装置１と比較例２の電子装置について、発熱素子５ａを１０Ｗ発熱させた場合の発熱素子５ａの温度を比較した。図９に示すように、第２の実施形態の電子装置１における発熱素子５ａの温度は、比較例２の電子装置における発熱素子５ａの温度より３．７℃低い。これにより、第２の実施形態の電子装置１は、比較例２の電子装置に比べて、発熱素子５ａの温度上昇を抑制し、高い放熱が可能となっていることが分かる。
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、基板６のコストを低く抑え、電子装置１に搭載される発熱部品５の放熱性を向上できる。 FIG. 9 is a graph comparing the temperatures of the heater elements 5a. Regarding the electronic device 1 of the second embodiment and the electronic device of the comparative example 2, the temperature of the heat-generating element 5a when the heat-generating element 5a was heated by 10 W was compared. As shown in FIG. 9, the temperature of the heating element 5a in the electronic device 1 of the second embodiment is lower by 3.7 ° C. than the temperature of the heating element 5a in the electronic device of the comparative example 2. Thus, it can be seen that the electronic device 1 of the second embodiment suppresses the temperature rise of the heat-generating element 5a compared to the electronic device of the comparative example 2 and enables high heat dissipation.
According to the present embodiment, as in the first embodiment, the cost of the substrate 6 can be reduced, and the heat dissipation of the heat-generating component 5 mounted on the electronic device 1 can be improved.

（第３の実施形態）
図１０は、第３の実施形態による基板の上面図である。なお、電子装置１の外観斜視図は、第１の実施形態で示した図１と同様であり、電子装置１の樹脂製カバー３を外した外観斜視図は、第１の実施形態で示した図２と同様であり、断面図は、第１の実施形態で示した図３と同様であるので、その説明を省略する。 Third Embodiment
FIG. 10 is a top view of the substrate according to the third embodiment. The external appearance perspective view of the electronic device 1 is the same as FIG. 1 shown in the first embodiment, and the external appearance perspective view of the electronic device 1 with the resin cover 3 removed is shown in the first embodiment. The cross-sectional view is the same as FIG. 2 and the same as FIG. 3 shown in the first embodiment, so the description thereof is omitted.

また、図１０で示す、貫通サーマルビア９、はんだ領域１０、サーマルビア領域１１、発熱素子５ａの搭載位置ｈ、ヒートスプレッダ５ｂの搭載位置Ｈの表記は、第１の実施形態で示した図４と同様であるので、同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。 In addition, the notation of through thermal via 9, solder area 10, thermal via area 11, mounting position h of heating element 5 a, and mounting position H of heat spreader 5 b shown in FIG. 10 corresponds to FIG. 4 shown in the first embodiment. The same parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

第３の実施形態で用いた電子装置１の発熱部品５のヒートスプレッダ５ｂの面積は１２ｍｍ×１２ｍｍであり、ヒートスプレッダ５ｂと対向する基板６の一面６ａに、ヒートスプレッダ５ｂの角部分に対応して２．８ｍｍ×２．８ｍｍのはんだ領域１０を４箇所、合計３１．３９ｍｍ^２の面積ではんだ接続した。隣接するはんだ領域１０の間の距離Ｌは、サーマルビア領域１１の基板６に水平な方向の熱伝導率を、サーマルビア領域１１の基板６に垂直な方向の熱伝導率で除した値と、基板６の厚さｔとの積以上である。 The area of the heat spreader 5b of the heat generating component 5 of the electronic device 1 used in the third embodiment is 12 mm × 12 mm, corresponding to the corner portion of the heat spreader 5b on one surface 6a of the substrate 6 facing the heat spreader 5b. Four solder areas 10 of 8 mm × 2.8 mm were soldered in a total area of 31.39 mm ² . The distance L between the adjacent solder regions 10 is a value obtained by dividing the thermal conductivity of the thermal via region 11 in the direction horizontal to the substrate 6 by the thermal conductivity of the thermal via region 11 in the direction perpendicular to the substrate 6; It is more than the product of the thickness t of the substrate 6.

次に、本実施形態の比較例について説明する。本実施形態では、図１０に示した構造の電子装置１に対する比較例３として、図６で示した比較例１の電子装置１Ａと同様に、ヒートスプレッダ５ｂの中央にはんだ領域１０を設けた構造の電子装置を採用した。比較例３の電子装置では、ヒートスプレッダ５ｂの中央に５．６ｍｍ×５．６ｍｍのはんだ領域１０を設けた。なお、第３の実施形態の電子装置１と比較例３の電子装置とは、発熱部品５のヒートスプレッダ５ｂと基板６間の、はんだ領域１０の形状は異なるものの、合計面積は同じ３１．３９ｍｍ^２（ヒートスプレッダ面積の２２％）とした。またその他の構成、発熱素子５ａの発熱量も同じとした。第３の実施形態と比較例３とについて、温度測定条件は、第１の実施形態、比較例１と同じとした。 Next, a comparative example of the present embodiment will be described. In this embodiment, as a comparative example 3 to the electronic device 1 having the structure shown in FIG. 10, the solder region 10 is provided at the center of the heat spreader 5b as in the electronic device 1A of the comparative example 1 shown in FIG. An electronic device was adopted. In the electronic device of Comparative Example 3, a solder area 10 of 5.6 mm × 5.6 mm was provided at the center of the heat spreader 5 b. The electronic device 1 of the third embodiment and the electronic device of Comparative Example 3 have the same total area of 31.39 mm ² although the shape of the solder area 10 between the heat spreader 5 b of the heat generating component 5 and the substrate 6 is different. (22% of the heat spreader area). Further, the other configurations and the amount of heat generation of the heater element 5a are also the same. The temperature measurement conditions of the third embodiment and the comparative example 3 are the same as those of the first embodiment and the comparative example 1.

図１１は、発熱素子５ａの温度を比較したグラフである。第３の実施形態の電子装置１と比較例３の電子装置について、発熱素子５ａを１０Ｗ発熱させた場合の発熱素子５ａの温度を比較した。図１１に示すように、第３の実施形態の電子装置１における発熱素子５ａの温度は、比較例３の電子装置における発熱素子５ａの温度より０．６℃低い。これにより、第３の実施形態の電子装置１は、比較例３の電子装置に比べて、発熱素子５ａの温度上昇を抑制し、高い放熱が可能となっていることが分かる。
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、基板６のコストを低く抑え、電子装置１に搭載される発熱部品５の放熱性を向上できる。 FIG. 11 is a graph comparing the temperatures of the heater elements 5a. For the electronic device 1 of the third embodiment and the electronic device of Comparative Example 3, the temperature of the heat-generating element 5a was compared when the heat-generating element 5a was heated by 10 W. As shown in FIG. 11, the temperature of the heating element 5a in the electronic device 1 of the third embodiment is 0.6 ° C. lower than the temperature of the heating element 5a in the electronic device of the comparative example 3. Thus, it can be seen that the electronic device 1 of the third embodiment suppresses the temperature rise of the heat-generating element 5a compared to the electronic device of the comparative example 3 and enables high heat dissipation.
According to the present embodiment, as in the first embodiment, the cost of the substrate 6 can be reduced, and the heat dissipation of the heat-generating component 5 mounted on the electronic device 1 can be improved.

（第４の実施形態）
図１２は、第４の実施形態による基板の上面図である。なお、電子装置１の外観斜視図は、第１の実施形態で示した図１と同様であり、電子装置１の樹脂製カバー３を外した外観斜視図は、第１の実施形態で示した図２と同様であり、断面図は、第１の実施形態で示した図３と同様であるので、その説明を省略する。 Fourth Embodiment
FIG. 12 is a top view of the substrate according to the fourth embodiment. The external appearance perspective view of the electronic device 1 is the same as FIG. 1 shown in the first embodiment, and the external appearance perspective view of the electronic device 1 with the resin cover 3 removed is shown in the first embodiment. The cross-sectional view is the same as FIG. 2 and the same as FIG. 3 shown in the first embodiment, so the description thereof is omitted.

また、図１２で示す、貫通サーマルビア９、はんだ領域１０、サーマルビア領域１１、発熱素子５ａの搭載位置ｈ、ヒートスプレッダ５ｂの搭載位置Ｈの表記は、第１の実施形態で示した図４と同様であるので、同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。 The through thermal vias 9, the solder area 10, the thermal via area 11, the mounting position h of the heater element 5a, and the mounting position H of the heat spreader 5b shown in FIG. 12 are the same as those in FIG. The same parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

第４の実施形態で用いた電子装置１の発熱部品５のヒートスプレッダ５ｂの面積は１２ｍｍ×１２ｍｍであり、ヒートスプレッダ５ｂと対向する基板６の一面６ａに、ヒートスプレッダ５ｂの角部分に対応して３．６５ｍｍ×５．３５ｍｍのはんだ領域１０と１．７ｍｍ×３．６５ｍｍのはんだ領域１０とを合わせた、Ｌ字形状のはんだ領域１０を４箇所、合計１０２．９３ｍｍ^２の面積ではんだ接続した。隣接するはんだ領域１０の間の距離Ｌは、サーマルビア領域１１の基板６に水平な方向の熱伝導率を、サーマルビア領域１１の基板６に垂直な方向の熱伝導率で除した値と、基板６の厚さｔとの積以上である。 The area of the heat spreader 5b of the heat generating component 5 of the electronic device 1 used in the fourth embodiment is 12 mm × 12 mm, corresponding to the corner portion of the heat spreader 5b on one surface 6a of the substrate 6 facing the heat spreader 5b. Four L-shaped solder areas 10 in which 65 mm × 5.35 mm solder areas 10 and 1.7 mm × 3.65 mm solder areas 10 were combined were soldered in a total area of 102.93 mm ² . The distance L between the adjacent solder regions 10 is a value obtained by dividing the thermal conductivity of the thermal via region 11 in the direction horizontal to the substrate 6 by the thermal conductivity of the thermal via region 11 in the direction perpendicular to the substrate 6; It is more than the product of the thickness t of the substrate 6.

次に、本実施形態の比較例について説明する。本実施形態では、図１２に示した構造の電子装置１に対する比較例４として、図６で示した比較例１の電子装置１Ａと同様に、ヒートスプレッダ５ｂの中央にはんだ領域１０を設けた構造の電子装置を採用した。比較例４の電子装置では、ヒートスプレッダ５ｂの中央に１０．１４ｍｍ×１０．１４ｍｍのはんだ領域１０を設けた。なお、第４の実施形態の電子装置１と比較例４の電子装置とは、発熱部品５のヒートスプレッダ５ｂと基板６間のはんだ領域１０の形状は異なるものの、合計面積はほぼ同じ１０２．８２ｍｍ^２（ヒートスプレッダ面積の７１％）とした。またその他の構成、発熱素子５ａの発熱量も同じとした。第４の実施形態と比較例４について、温度測定条件は、第１の実施形態、比較例１と同じとした。 Next, a comparative example of the present embodiment will be described. In this embodiment, as a comparative example 4 to the electronic device 1 of the structure shown in FIG. 12, a solder area 10 is provided at the center of the heat spreader 5b as in the electronic device 1A of the comparative example 1 shown in FIG. An electronic device was adopted. In the electronic device of Comparative Example 4, a solder area 10 of 10.14 mm × 10.14 mm was provided at the center of the heat spreader 5 b. Although the shape of the solder area 10 between the heat spreader 5b of the heat generating component 5 and the substrate 6 is different between the electronic device 1 of the fourth embodiment and the electronic device of the comparative example 4, the total area is almost the same 102.82 mm ² (71% of the heat spreader area). Further, the other configurations and the amount of heat generation of the heater element 5a are also the same. The temperature measurement conditions in the fourth embodiment and the comparative example 4 are the same as those in the first embodiment and the comparative example 1.

図１３は、発熱素子５ａの温度を比較したグラフである。第４の実施形態の電子装置１と比較例４の電子装置について、発熱素子５ａを１０Ｗ発熱させた場合の発熱素子５ａの温度を比較した。図１３に示すように、第４の実施形態の電子装置１における発熱素子５ａの温度は、比較例４の電子装置における発熱素子５ａの温度より２．０℃低い。これにより、第４の実施形態の電子装置１は、比較例４の電子装置に比べて、発熱素子５ａの温度上昇を抑制し、高い放熱が可能となっていることが分かる。
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、基板６のコストを低く抑え、電子装置１に搭載される発熱部品５の放熱性を向上できる。 FIG. 13 is a graph comparing the temperatures of the heater elements 5a. With respect to the electronic device 1 of the fourth embodiment and the electronic device of Comparative Example 4, the temperatures of the heat-generating element 5a were compared when the heat-generating element 5a was caused to generate 10 W of heat. As shown in FIG. 13, the temperature of the heating element 5 a in the electronic device 1 of the fourth embodiment is 2.0 ° C. lower than the temperature of the heating element 5 a in the electronic device of Comparative Example 4. Thus, it can be seen that the electronic device 1 of the fourth embodiment suppresses the temperature rise of the heating element 5a compared to the electronic device of the comparative example 4 and enables high heat radiation.
According to the present embodiment, as in the first embodiment, the cost of the substrate 6 can be reduced, and the heat dissipation of the heat-generating component 5 mounted on the electronic device 1 can be improved.

（第５の実施形態）
図１４は、第５の実施形態による基板の上面図である。なお、電子装置１の外観斜視図は、第１の実施形態で示した図１と同様であり、電子装置１の樹脂製カバー３を外した外観斜視図は、第１の実施形態で示した図２と同様であり、断面図は、第１の実施形態で示した図３と同様であるので、その説明を省略する。 Fifth Embodiment
FIG. 14 is a top view of the substrate according to the fifth embodiment. The external appearance perspective view of the electronic device 1 is the same as FIG. 1 shown in the first embodiment, and the external appearance perspective view of the electronic device 1 with the resin cover 3 removed is shown in the first embodiment. The cross-sectional view is the same as FIG. 2 and the same as FIG. 3 shown in the first embodiment, so the description thereof is omitted.

また、図１４で示す、貫通サーマルビア９、はんだ領域１０、サーマルビア領域１１、発熱素子５ａの搭載位置ｈ、ヒートスプレッダ５ｂの搭載位置Ｈの表記は、第１の実施形態で示した図４と同様であるので、同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。 The through thermal vias 9, the solder area 10, the thermal via area 11, the mounting position h of the heater element 5a, and the mounting position H of the heat spreader 5b shown in FIG. 14 are the same as in FIG. The same parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

第５の実施形態で用いた電子装置１の発熱部品５のヒートスプレッダ５ｂの面積は１２ｍｍ×１２ｍｍであり、ヒートスプレッダ５ｂと対向する基板６の一面６ａに、ヒートスプレッダ５ｂの角部分に対応して、略二等辺三角形状のはんだ領域１０を４箇所、合計３６．００ｍｍ^２の面積ではんだ接続した。隣接するはんだ領域１０の間の距離Ｌは、サーマルビア領域１１の基板６に水平な方向の熱伝導率を、サーマルビア領域１１の基板６に垂直な方向の熱伝導率で除した値と、基板６の厚さｔとの積以上である。 The area of the heat spreader 5b of the heat generating component 5 of the electronic device 1 used in the fifth embodiment is 12 mm × 12 mm, substantially corresponding to the corner portion of the heat spreader 5b on one surface 6a of the substrate 6 facing the heat spreader 5b. Solder connection was made at an area of 36.00 mm ² in total, with four solder areas 10 in the shape of an isosceles triangle. The distance L between the adjacent solder regions 10 is a value obtained by dividing the thermal conductivity of the thermal via region 11 in the direction horizontal to the substrate 6 by the thermal conductivity of the thermal via region 11 in the direction perpendicular to the substrate 6; It is more than the product of the thickness t of the substrate 6.

次に、本実施形態の比較例について説明する。本実施形態では、図１４に示した構造の電子装置１に対する比較例５として、図６で示した比較例１の電子装置１Ａと同様に、ヒートスプレッダ５ｂの中央にはんだ領域１０を設けた構造の電子装置を採用した。比較例５の電子装置では、ヒートスプレッダ５ｂの中央に、６．００ｍｍ×６．００ｍｍのはんだ領域１０を設けた。なお、第５の実施形態の電子装置１と比較例５の電子装置とは、発熱部品５のヒートスプレッダ５ｂと基板６間のはんだ領域１０の形状は異なるものの、合計面積は同じ３６．００ｍｍ^２とした。また、その他の構成、発熱素子５ａの発熱量も同じとした。第５の実施形態と比較例５について、温度測定条件は、第１の実施形態、比較例１と同じとした。 Next, a comparative example of the present embodiment will be described. In this embodiment, as a comparative example 5 to the electronic device 1 having the structure shown in FIG. 14, a solder area 10 is provided at the center of the heat spreader 5b as in the electronic device 1A of the comparative example 1 shown in FIG. An electronic device was adopted. In the electronic device of Comparative Example 5, a solder area 10 of 6.00 mm × 6.00 mm was provided at the center of the heat spreader 5 b. The electronic device 1 of the fifth embodiment and the electronic device of Comparative Example 5 differ in the shape of the solder area 10 between the heat spreader 5b of the heat generating component 5 and the substrate 6, but the total area is the same 36.00 mm ² did. Further, the other configurations and the amount of heat generation of the heater element 5a are also the same. The temperature measurement conditions in the fifth embodiment and the comparative example 5 are the same as those in the first embodiment and the comparative example 1.

図１５は、発熱素子５ａの温度を比較したグラフである。第５の実施形態の電子装置１と比較例５の電子装置について、発熱素子５ａを１０Ｗ発熱させた場合の発熱素子５ａの温度を比較した。図１５に示すように、第５の実施形態の電子装置１における発熱素子５ａの温度は、比較例５の電子装置における発熱素子５ａの温度より２．１℃低い。これにより、第５の実施形態の電子装置１は、比較例５の電子装置に比べて、発熱素子５ａの温度上昇を抑制し、高い放熱が可能となっていることが分かる。
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、基板６のコストを低く抑え、電子装置１に搭載される発熱部品５の放熱性を向上できる。 FIG. 15 is a graph comparing the temperatures of the heater elements 5a. Regarding the electronic device 1 of the fifth embodiment and the electronic device of the comparative example 5, the temperature of the heat-generating element 5a was compared when the heat-generating element 5a was caused to generate 10 W of heat. As shown in FIG. 15, the temperature of the heating element 5a in the electronic device 1 of the fifth embodiment is 2.1 ° C. lower than the temperature of the heating element 5a in the electronic device of the comparative example 5. Thereby, it is understood that the electronic device 1 of the fifth embodiment suppresses the temperature rise of the heat-generating element 5a compared to the electronic device of the comparative example 5, and enables high heat radiation.
According to the present embodiment, as in the first embodiment, the cost of the substrate 6 can be reduced, and the heat dissipation of the heat-generating component 5 mounted on the electronic device 1 can be improved.

（第６の実施形態）
図１６は、第６の実施形態による基板の上面図である。なお、電子装置１の外観斜視図は、第１の実施形態で示した図１と同様であり、電子装置１の樹脂製カバー３を外した外観斜視図は、第１の実施形態で示した図２と同様であり、断面図は、第１の実施形態で示した図３と同様であるので、その説明を省略する。 Sixth Embodiment
FIG. 16 is a top view of the substrate according to the sixth embodiment. The external appearance perspective view of the electronic device 1 is the same as FIG. 1 shown in the first embodiment, and the external appearance perspective view of the electronic device 1 with the resin cover 3 removed is shown in the first embodiment. The cross-sectional view is the same as FIG. 2 and the same as FIG. 3 shown in the first embodiment, so the description thereof is omitted.

また、図１６で示す、貫通サーマルビア９、はんだ領域１０、サーマルビア領域１１、発熱素子５ａの搭載位置ｈ、ヒートスプレッダ５ｂの搭載位置Ｈの表記は、第１の実施形態で示した図４と同様であるので、同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。 The through thermal vias 9, the solder area 10, the thermal via area 11, the mounting position h of the heater element 5a, and the mounting position H of the heat spreader 5b shown in FIG. 16 are the same as those in FIG. The same parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

第６の実施形態で用いた電子装置１の発熱部品５のヒートスプレッダ５ｂの面積は１２ｍｍ×１２ｍｍであり、ヒートスプレッダ５ｂと対向する基板６の一面６ａに、ヒートスプレッダ５ｂの角部分に対応して２．８ｍｍ×２．８ｍｍのはんだ領域１０を４箇所、および角部分のはんだ領域１０の二箇所に挟まれる部分に間に２．８ｍｍ×１．９ｍｍのはんだ領域１０を４箇所、および、中央部に１．９ｍｍ×１．９ｍｍのはんだ領域１０を１箇所、合計５６．２５ｍｍ^２の面積ではんだ接続した。隣接するはんだ領域１０の間の距離Ｌは、サーマルビア領域１１の基板６に水平な方向の熱伝導率を、サーマルビア領域１１の基板６に垂直な方向の熱伝導率で除した値と、基板６の厚さｔとの積以上である。 The area of the heat spreader 5b of the heat generating component 5 of the electronic device 1 used in the sixth embodiment is 12 mm × 12 mm, corresponding to the corner portion of the heat spreader 5b on one surface 6a of the substrate 6 facing the heat spreader 5b. Four solder areas 10 of 8 mm × 2.8 mm, and four solder areas 10 of 2.8 mm × 1.9 mm between the two parts of the solder area 10 in the corner, and in the central part One 1.9 mm × 1.9 mm solder area 10 was soldered in a total area of 56.25 mm ² . The distance L between the adjacent solder regions 10 is a value obtained by dividing the thermal conductivity of the thermal via region 11 in the direction horizontal to the substrate 6 by the thermal conductivity of the thermal via region 11 in the direction perpendicular to the substrate 6; It is more than the product of the thickness t of the substrate 6.

次に、本実施形態の比較例について説明する。本実施形態では、図１６に示した構造の電子装置１に対する比較例６として、図６で示した比較例１の電子装置１Ａと同様に、ヒートスプレッダ５ｂの中央にはんだ領域１０を設けた構造の電子装置を採用した。比較例６の電子装置では、ヒートスプレッダ５ｂの中央に７．５０ｍｍ×７．５０ｍｍのはんだ領域１０を設けた。なお、第６の実施形態の電子装置１と比較例６の電子装置とは、発熱部品５のヒートスプレッダ５ｂと基板６間のはんだ領域１０の形状は異なるものの、合計面積は同じ５６．２５ｍｍ^２とした。またその他の構成、発熱素子５ａの発熱量も同じとした。第６の実施形態と比較例６について、温度測定条件は、第１の実施形、比較例１と同じとした。 Next, a comparative example of the present embodiment will be described. In this embodiment, as a comparative example 6 to the electronic device 1 having the structure shown in FIG. 16, a solder area 10 is provided at the center of the heat spreader 5b as in the electronic device 1A of the comparative example 1 shown in FIG. An electronic device was adopted. In the electronic device of Comparative Example 6, a solder area 10 of 7.50 mm × 7.50 mm was provided at the center of the heat spreader 5 b. The electronic device 1 of the sixth embodiment and the electronic device of Comparative Example 6 are different in the shape of the solder area 10 between the heat spreader 5b of the heat generating component 5 and the substrate 6, but the total area is the same 56.25 mm ² did. Further, the other configurations and the amount of heat generation of the heater element 5a are also the same. The temperature measurement conditions of the sixth embodiment and the comparative example 6 are the same as those of the first embodiment and the comparative example 1.

図１７は、発熱素子５ａの温度を比較したグラフである。第６の実施形態の電子装置１と比較例６の電子装置について、発熱素子５ａを１０Ｗ発熱させた場合の発熱素子５ａの温度を比較した。図１７に示すように、第６の実施形態の電子装置１における発熱素子５ａの温度は、比較例６の電子装置における発熱素子５ａの温度より２．９℃低い。これにより、第６の実施形態の電子装置１は、比較例６の電子装置に比べて、発熱素子５ａの温度上昇を抑制し、高い放熱が可能となっていることが分かる。
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、基板６のコストを低く抑え、電子装置１に搭載される発熱部品５の放熱性を向上できる。 FIG. 17 is a graph comparing the temperatures of the heater elements 5a. Regarding the electronic device 1 of the sixth embodiment and the electronic device of the comparative example 6, the temperature of the heat-generating element 5a was compared when the heat-generating element 5a was caused to generate 10 W of heat. As shown in FIG. 17, the temperature of the heating element 5 a in the electronic device 1 of the sixth embodiment is 2.9 ° C. lower than the temperature of the heating element 5 a in the electronic device of Comparative Example 6. Thus, it can be seen that the electronic device 1 of the sixth embodiment suppresses the temperature rise of the heat-generating element 5a compared to the electronic device of the comparative example 6, and enables high heat dissipation.
According to the present embodiment, as in the first embodiment, the cost of the substrate 6 can be reduced, and the heat dissipation of the heat-generating component 5 mounted on the electronic device 1 can be improved.

（第７の実施形態）
図１８は、第７の実施形態による基板の上面図である。なお、電子装置１の外観斜視図は、第１の実施形態で示した図１と同様であり、電子装置１の樹脂製カバー３を外した外観斜視図は、第１の実施形態で示した図２と同様であり、断面図は、第１の実施形態で示した図３と同様であるので、その説明を省略する。 Seventh Embodiment
FIG. 18 is a top view of the substrate according to the seventh embodiment. The external appearance perspective view of the electronic device 1 is the same as FIG. 1 shown in the first embodiment, and the external appearance perspective view of the electronic device 1 with the resin cover 3 removed is shown in the first embodiment. The cross-sectional view is the same as FIG. 2 and the same as FIG. 3 shown in the first embodiment, so the description thereof is omitted.

また、図１８で示す、貫通サーマルビア９、はんだ領域１０、サーマルビア領域１１、発熱素子５ａの搭載位置ｈ、ヒートスプレッダ５ｂの搭載位置Ｈの表記は、第１の実施形態で示した図４と同様であるので、同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。 Also, the notation of through thermal via 9, solder area 10, thermal via area 11, mounting position h of heating element 5 a, and mounting position H of heat spreader 5 b shown in FIG. 18 corresponds to FIG. 4 shown in the first embodiment. The same parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

第７の実施形態で用いた電子装置１の発熱部品５のヒートスプレッダ５ｂの面積は１２ｍｍ×１２ｍｍであり、ヒートスプレッダ５ｂと対向する基板６の一面６ａに、ヒートスプレッダ５ｂの角部分に対応して扇形のはんだ領域１０を４箇所、および角部分のはんだ領域１０の二箇所に挟まれる部分に間に半楕円形上のはんだ領域１０を４箇所、および、中央部に円形のはんだ領域１０を１箇所、合計４４．１６ｍｍ^２の面積ではんだ接続した。隣接するはんだ領域１０の間の距離Ｌは、サーマルビア領域１１の基板６に水平な方向の熱伝導率を、サーマルビア領域１１の基板６に垂直な方向の熱伝導率で除した値と、基板６の厚さｔとの積以上である。 The area of the heat spreader 5b of the heat generating component 5 of the electronic device 1 used in the seventh embodiment is 12 mm × 12 mm, and fan-shaped corresponding to the corner portion of the heat spreader 5b on one surface 6a of the substrate 6 facing the heat spreader 5b. Four solder areas 10, and four semi-elliptical solder areas 10 between the two parts of the solder area 10 in the corner, and one circular solder area 10 in the center, Solder connection was made in a total area of 44.16 mm ² . The distance L between the adjacent solder regions 10 is a value obtained by dividing the thermal conductivity of the thermal via region 11 in the direction horizontal to the substrate 6 by the thermal conductivity of the thermal via region 11 in the direction perpendicular to the substrate 6; It is more than the product of the thickness t of the substrate 6.

次に、本実施形態の比較例について説明する。本実施形態では、図１８に示した構造の電子装置１に対する比較例７として、図６で示した比較例１の電子装置１Ａと同様に、ヒートスプレッダ５ｂの中央にはんだ領域１０を設けた構造の電子装置を採用した。比較例７の電子装置では、ヒートスプレッダ５ｂの中央に、６．６５ｍｍ×６．６５ｍｍのはんだ領域１０を設けた。なお、第７の実施形態の電子装置１と比較例７の電子装置とは、発熱部品５のヒートスプレッダ５ｂと基板６間のはんだ領域１０の形状は異なるものの、合計面積は同じ４４．１６ｍｍ^２とした。またその他の構成、発熱素子５ａの発熱量も同じとした。第７の実施形態と比較例７とについて、温度測定条件は、第１の実施形、比較例１と同じとした。 Next, a comparative example of the present embodiment will be described. In this embodiment, as a comparative example 7 to the electronic device 1 having the structure shown in FIG. 18, a solder area 10 is provided at the center of the heat spreader 5b as in the electronic device 1A of the comparative example 1 shown in FIG. An electronic device was adopted. In the electronic device of Comparative Example 7, a solder area 10 of 6.65 mm × 6.65 mm was provided at the center of the heat spreader 5b. The electronic device 1 of the seventh embodiment and the electronic device of the comparative example 7 are different in the shape of the solder area 10 between the heat spreader 5b of the heat generating component 5 and the substrate 6, but the total area is the same 44.16 mm ² did. Further, the other configurations and the amount of heat generation of the heater element 5a are also the same. The temperature measurement conditions of the seventh embodiment and the comparative example 7 are the same as those of the first embodiment and the comparative example 1.

図１９は、発熱素子５ａの温度を比較したグラフである。第７の実施形態の電子装置１と比較例７の電子装置について、発熱素子５ａを１０Ｗ発熱させた場合の発熱素子５ａの温度を比較した。図１９に示すように、第７の実施形態の電子装置１における発熱素子５ａの温度は、比較例７の電子装置における発熱素子５ａの温度より２．６℃低い。これにより、第７の実施形態の電子装置１は、比較例７の電子装置に比べて、発熱素子５ａの温度上昇を抑制し、高い放熱が可能となっていることが分かる。
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、基板６のコストを低く抑え、電子装置１に搭載される発熱部品５の放熱性を向上できる。 FIG. 19 is a graph comparing the temperatures of the heater elements 5a. Regarding the electronic device 1 of the seventh embodiment and the electronic device of the comparative example 7, the temperature of the heat-generating element 5a was compared when the heat-generating element 5a was caused to generate 10 W of heat. As shown in FIG. 19, the temperature of the heating element 5a in the electronic device 1 of the seventh embodiment is lower by 2.6 ° C. than the temperature of the heating element 5a in the electronic device of the comparative example 7. Thereby, it is understood that the electronic device 1 of the seventh embodiment suppresses the temperature rise of the heat-generating element 5a compared to the electronic device of the comparative example 7 and enables high heat radiation.
According to the present embodiment, as in the first embodiment, the cost of the substrate 6 can be reduced, and the heat dissipation of the heat-generating component 5 mounted on the electronic device 1 can be improved.

また、第１〜第７の実施形態によれば、はんだ領域１０とサーマルビア領域を設けることで、はんだ接続に用いるフラックス成分が気化した後、はんだ領域１０に残存せず、外部に逃げやすくなる。そのため、はんだ領域１０のボイドを低減でき、放熱性とはんだ接続部の信頼性を向上できる。 Further, according to the first to seventh embodiments, by providing the solder area 10 and the thermal via area, after the flux component used for the solder connection is vaporized, it does not remain in the solder area 10 and easily escapes to the outside. . Therefore, the void of the solder area 10 can be reduced, and the heat dissipation and the reliability of the solder connection can be improved.

以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）電子装置１は、発熱素子５ａの熱を伝導するヒートスプレッダ５ｂと、貫通サーマルビア９が形成されたサーマルビア領域１１と、貫通サーマルビア９が形成されていない複数個のはんだ領域１０とを有し、はんだ領域１０がヒートスプレッダ５ｂとはんだにより接続された基板６と、を備えた。これにより、基板コストを低く抑え、放熱性を向上させた電子装置１を提供できる。 According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) The electronic device 1 includes the heat spreader 5b for conducting the heat of the heating element 5a, the thermal via region 11 in which the through thermal via 9 is formed, and the plurality of solder regions 10 in which the through thermal via 9 is not formed. , And the solder area 10 is soldered to the heat spreader 5b. Thus, it is possible to provide the electronic device 1 in which the substrate cost is reduced and the heat dissipation property is improved.

（変形例）
本発明は、以上説明した第１〜第７の実施形態を次のように変形して実施することができる。
（１）基板６の一面６ａに接続されるヒートスプレッダ５ｂが四角形状の場合を例に説明したが、円形などその他の形状であってもよい。この場合も、基板６は、はんだ領域１０を複数個有し、その他の領域は貫通サーマルビアが形成されたサーマルビア領域１１とすればよい。 (Modification)
The present invention can be implemented by modifying the first to seventh embodiments described above as follows.
(1) Although the case where the heat spreader 5b connected to the one surface 6a of the substrate 6 has a square shape has been described as an example, the shape may be another shape such as a circle. Also in this case, the substrate 6 may have a plurality of solder regions 10, and the other regions may be thermal via regions 11 in which through thermal vias are formed.

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限り、本発明の技術思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。また、上述の各実施形態と変形例を組み合わせた構成としてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and other forms considered within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention as long as the features of the present invention are not impaired. . In addition, the above-described embodiments and the modification may be combined.

１・・・電子装置
２・・・金属製ベース
３・・・樹脂製カバー
４・・・コネクタピン
５・・・発熱部品
５ａ・・・発熱素子、
５ｂ・・・ヒートスプレッダ
５ｃ・・・端子
５ｄ・・・封止樹脂
６・・・基板
７・・・電気絶縁性の放熱材
８・・・はんだ
９・・・貫通サーマルビア
１０・・・はんだ領域
１１・・・サーマルビア領域
１２・・・端子接続用パッド Reference Signs List 1 electronic device 2 metal base 3 resin cover 4 connector pin 5 heat generation component 5 a heat generation element
5b · · · Heat spreader 5c · · · Terminal 5d · · · Sealing resin 6 · · · Substrate 7 · · · · · · heat insulating material of electrical insulation 8 · · · solder 9 · · · through thermal via 10 · · · solder area 11: Thermal via area 12: Pad for terminal connection

Claims

A square-shaped heat spreader that conducts the heat of the heating element;
A substrate having a thermal via region in which a through thermal via is formed and a plurality of solder regions in which the through thermal via is not formed, the solder region being connected to the heat spreader by a solder;
Equipped with
A first region on the substrate facing the mounting position of the heat spreader includes a second region on the substrate facing the mounting position of the heat generating element,
In the electronic device , the entire area of the second area is the thermal via area, and an area corresponding to a corner of the heat spreader in the first area excluding the second area is the solder area .

In the electronic device according to claim 1 ,
The electronic device whose area of the said solder area | region is 22% or more and 71% or less of the area of the said heat spreader.

In the electronic device according to claim 1 or 2 ,
The distance between the solder areas adjacent to each other is a value obtained by dividing the thermal conductivity of the thermal via area in the direction horizontal to the substrate by the thermal conductivity of the thermal via area in the direction perpendicular to the substrate. An electronic device that is greater than or equal to the product of the thickness of the substrate.

In the electronic device according to claim 1 or 2 ,
The region corresponding to the side portions of the heat spreader of second first region excluding the region, the electronic device is the thermal via region.