説明

ヒートシンクの取付構造

【課題】ヒートシンクを正確な位置に容易に取り付けることができ、実装密度を向上させることが可能なヒートシンクの取付構造を提供する。
【解決手段】プリント基板110上に配置された電子部品120を冷却するヒートシンク130の取付構造であって、前記プリント基板110上に立設された複数の支柱部140と、前記支柱部140の間に架け渡された梁部150と、を備え、前記梁部150は、前記ヒートシンク130を懸架して位置決めをする懸架部154を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プリント基板に実装されたLSIパッケージなどの電子部品を冷却するヒートシンクの取付構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、LSIをはじめとする電子部品の集積度の向上に伴い、電子部品の発熱量が増加している。電子部品が高速で安定的に動作するためには、一定温度以下の環境のもとで使用する必要がある。電子部品を冷却する方法として、ヒートシンクを電子部品に取り付けて、電子部品からヒートシンクへ熱を放散させて冷却する方法が知られている。
【0003】
ヒートシンクを取り付ける方法として、例えば、特許文献1では、プリント基板上に設けられた固定部と、ヒートシンクをプリント基板側へと押圧するヒートシンク押さえを備え、電子部品上に配置されたヒートシンクの上からヒートシンク押さえを配置し、ヒートシンク押さえの両端部を固定部にはめ込むことで、ヒートシンクをプリント基板側へ押圧して、固定する方法が提案されている。
また、特許文献2では、プリント基板上に設けられた固定部から立設された片持ち梁構造のヒートシンク取り付け装置によって、ヒートシンクをプリント基板側へと押圧して、固定する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2001−119182号公報
【特許文献2】特開2010−219250号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、LSIパッケージをプリント基板上に高密度に実装するために、LSIパッケージの近傍にも、電子部品や配線を実装し、実装密度を高めることが要求されている。そのため、上述の方法で設けられている固定部を実装密度が低い領域に設ける必要があるが、特許文献1の方法では、固定部とヒートシンクまでの距離を長くすると、十分な押圧を得ることが困難となる。また、特許文献2の方法では、固定部とヒートシンクまでの距離が長くなると、ヒートシンクの取り付け構造が片持ち梁の構造となっているので、十分な力で押圧することが難しくなる問題があった。
【0006】
また、LSIパッケージ上に配置されるヒートシンクを正確な位置に配置する必要があるが、上述した特許文献1の方法では、押圧することによってのみヒートシンクを固定しているので、ヒートシンクを正確な位置に容易に取り付けることが困難であった。また、特許文献2の方法では、片持ち梁の梁の長さや高さを変更することが必要であり、容易にヒートシンクの位置決めをすることが難しかった。
【0007】
この発明は前述した事情に鑑みてなされたものであって、ヒートシンクを正確な位置に容易に取り付けることができ、実装密度を向上させることが可能なヒートシンクの取付構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前述の課題を解決するために、本発明のヒートシンクの取付構造は、プリント基板上に配置された電子部品を冷却するヒートシンクの取付構造であって、前記プリント基板上に立設された複数の支柱部と、前記支柱部の間に架け渡された梁部と、を備え、前記梁部は、前記ヒートシンクを懸架して位置決めをする懸架部を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【0009】
本発明のヒートシンクの取付構造によれば、プリント基板上に立設された複数の支柱部と支柱部の間に架け渡された梁部を備えているので、実装密度が低い領域に支柱部を設けて、ヒートシンクを固定することができる。そのため、電子部品の周囲にも実装可能となり、実装密度を向上させることができる。
また、ヒートシンクを懸架するための懸架部を備えているので、ヒートシンクを所定の位置に、正確かつ容易に配置することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明のヒートシンク取り付け構造の第一の実施形態を示す図である。
【図2】本発明のヒートシンク取り付け構造の第二の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下に、本発明の実施の形態について添付した図面を参照して説明する。
本発明の実施形態は、プリント基板上に配置された電子部品の上にヒートシンクを固定するヒートシンクの取付構造に関するものである。
【0012】
本発明の第一の実施形態のヒートシンクの取付構造100は、図1で示すように、プリント基板110と、プリント基板110の上に配置された電子部品120と、電子部品120の上に配置されたヒートシンク130と、プリント基板110の上に立設された2本の支柱部140と、2本の支柱部140の間に架け渡された梁部150と、ヒートシンク130の上方に配置されヒートシンク130と当接して押圧する押圧手段160と、を備えている。なお、梁部150には、ヒートシンク130を懸架する懸架部154が設けられている。
【0013】
プリント基板110は、基板表面に電子部品120が固定され、その電子部品120間が基板上の配線で接続されて電子回路を形成する板状の部品である。プリント基板110には、支柱部140を固定するための固定孔111が形成されている。この固定孔111は貫通孔である。本実施形態では、固定孔111は、電子部品や配線の実装密度が低い領域に設けられる。
【0014】
電子部品120は、例えばLSIパッケージである。電子部品120は、プリント基板110上の配線とはんだ112によって接合され、電子部品120と配線が電気的に接続されている。接合には、銀や銅などの導電性ペーストなどが用いられても良い。
【0015】
ヒートシンク130は、電子部品120から熱を吸熱するベース部131と、電子部品120から吸熱した熱を空気中へ放熱するフィン部132と、を備えている。ヒートシンク130は、電子部品120の上面にベース部131が接触し、発熱する電子部品120からベース部131へと熱を放散させる。そして、ベース部131が受け取った熱は、フィン部132を介して空気中へと放熱され、電子部品120が冷却されることとなる。
【0016】
ヒートシンク130は、例えば、アルミニウムや銅などの熱伝導率の高い金属材料で構成されていればよい。
また、フィン部132は、棒状、板状、蛇腹状などの形状がある。フィン部132の形状によって、空気と接触する表面積が異なり、ヒートシンク130の冷却効率が変化する。必要な冷却効率に応じて、適当な形状を選択すれば良い。
【0017】
そして、本実施形態のヒートシンク130は、懸架部150に設けられた懸架部154に懸架される2つの保持部133を有している。保持部133は、ベース部131の上面の両端部にそれぞれの保持部133の基端が接続され、懸架部154に向かって斜め上方に延在している。保持部133の先端は懸架部154と係合して懸架されるようになっている。なお、保持部133の先端は懸架部154に係合し懸架される形状であればどのような形状でも良い。
【0018】
支柱部140は、ネジが形成された基端が固定孔111に挿通され、プリント基板110の表面と裏面からナット141で固定されている。このようにして支柱部140は、プリント基板110の上に立設される。本実施形態では、電子部品120を挟んで2本の支柱部140が設けられている。
【0019】
梁部150は、それぞれの支柱部140の先端に接続され水平方向に延在する水平部151と、水平部151の一端と接続されるとともに斜め下方向に延在する斜め部152と、2つの斜め部152の他端と接続される中央水平部153と、を備えている。中央水平部153には、懸架部154が2つ設けられている。
【0020】
懸架部154はフック形状をしており、2つの懸架部154が互いに対抗する向きに配置されている。懸架部154は、保持部133と係合し、ヒートシンク130を懸架できるようになっている。懸架部154は、ヒートシンク130を懸架可能であれば、フック形状でなくても良い。例えば、保持部の先端がリング状の場合は、懸架部は棒状でも良く、保持部の先端の形状に合わせて懸架可能な形状の懸架部を適宜選択する。
【0021】
押圧手段160は、ヒートシンク130と当接する押圧部161と押圧部161を下方へと押し下げる押圧ボルト162を備えている。押圧手段160は、梁部150と接続され支持されるようになっている。押圧ボルト162を締めることによって、押圧部161が下方へと移動して、ヒートシンク130の複数のフィン部132と接触し、ヒートシンク130をプリント基板110側へ押圧できるようになっている。
【0022】
このように構成された本実施形態のヒートシンク130の取付方法について、以下に説明する。
まず、プリント基板110上の所定の配線と電子部品120をはんだ112で接合し、電気的に接続されるようにするとともに、プリント基板110の上に電子部品120を固定する。次に、2本の支柱部140を固定孔111に挿通してプリント基板110の裏表面からナット141で固定し、支柱部140の間に梁部150を架け渡す。ヒートシンク130の保持部133を懸架部154に係合させ、ヒートシンク130を電子部品120の上の所定の位置に配置する。そして、押圧手段160を中央水平部153の長手中央部に支持させ、押圧ボルト162を締めて、押圧部161がヒートシンク130と当接するまで押圧手段160を下方に下げる。
【0023】
このような構成の場合、電子部品120から発生する熱は、熱伝導度の良好なヒートシンク130に伝熱され、ヒートシンク130から周囲の空気へと放熱されることとなる。
【0024】
本実施形態のヒートシンクの取付構造100によれば、2本の支柱部140と梁部150を備えているので、実装密度が低い領域に支柱部140を設けることができる。そのため、電子部品120の周囲には支柱部140を固定するための固定孔111が必要ないので、他の電子部品や配線を実装することが可能となり、実装密度を向上させることができる。
【0025】
また、本実施形態では、ヒートシンク130を懸架するための懸架部154を備えているので、従来のヒートシンクの取付構造と比較して、ヒートシンク130を正確かつ容易に配置することが可能である。
【0026】
また、本実施形態では、両持ち梁構造の梁部150に支持された押圧手段160によってヒートシンク130をプリント基板110側へ押圧する構成となっているので、ヒートシンク130を電子部品120上に強く固定することができる。また、電子部品120とヒートシンク130が強く接触するので、電子部品120の熱を十分に放熱し、冷却効率を向上させることができる。
【0027】
また、本実施形態では、梁部150は、水平部151と斜め部152と中央水平部153を備えており、電子部品120の周囲の空間を、従来のヒートシンクの取付構造と比較して広くすることができるので、電子部品や配線の実装密度を向上させることができる。
【0028】
さらに、本実施形態では、懸架部154をフック形状としているので、ヒートシンク130の取り付けや取り外しを容易に行うことができ、作業効率を向上させることができる。
【0029】
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。
なお、プリント基板110、電子部品120、ヒートシンク130、支柱部140については、第一の実施形態と同様の構成であるので、同一の符号で記載して、詳細な記載を省略する。
本発明の第二の実施形態のヒートシンクの取付構造200は、図2で示すように、プリント基板110と、プリント基板110の上に配置された電子部品120と、電子部品120の上に配置されたヒートシンク130と、プリント基板110の上に立設された2本の支柱部140と、2本の支柱部140の間に架け渡され懸架部154を有する梁部250と、梁部250の上方に支柱部140の間に架け渡された第二の梁部270と、第二の梁部270に支持されプリント基板110側へ押圧する押圧手段260と、を備えている。
【0030】
梁部250は、一端が2本の支柱部140の長手中央近傍に接続され、支柱部140から斜め上方に延在する斜め部251と、斜め部251の他端に接続され水平方向に延在する中央水平部252と、を備えている。中央水平部252には、懸架部253が2つ設けられている。
【0031】
懸架部253はフック形状をしており、2つの懸架部253が互いに対抗する向きに配置されている。懸架部253は、保持部133と係合し、ヒートシンク130を懸架できるようになっている。懸架部253は、ヒートシンク130を懸架可能であれば、フック形状でなくても良い。例えば、保持部の先端がリング状の場合は、懸架部は棒状でも良く、保持部の先端の形状に合わせて適宜懸架可能な形状の懸架部を選択する。
【0032】
第二の梁部270は、2本の支柱部140の先端から斜め上方に向かって延在している。
押圧手段260は、第二の梁部270に支持され、第二の梁部270の長手中央部に配置されている。押圧手段260は、中央水平部252と当接する押圧部261と、押圧部を下方へと押し下げる押圧ボルト262を備えている。押圧手段260は、押圧ボルト262を締めることによって、押圧部261が下方へと下がり、中央水平部252を押圧するようになっている。
【0033】
このように構成された本実施形態のヒートシンクの取付方法について、以下に説明する。
まず、プリント基板110上の所定の配線と電子部品120をはんだ112で接合し、電気的に接続されるようにするとともに、プリント基板110上に電子部品120を固定する。次に、2本の支柱部140を固定孔111に挿通してプリント基板110の裏表面からナット141で固定し、支柱部140の間に梁部250と第二の梁部270を架け渡す。ヒートシンク130の保持部133を懸架部253に係合させ、ヒートシンク130を電子部品120の上の所定の位置に配置する。そして、押圧手段260を第二の梁部270の長手中央部に支持させ、押圧ボルト262を締めて、押圧部261が梁部250と当接するまで押圧手段を下方に下げる。
【0034】
このような構成の場合、電子部品120から発生する熱は、熱伝導度の良好なヒートシンク130に伝熱され、ヒートシンク130から周囲の空気へと放熱されることとなる。
【0035】
第二の実施形態のヒートシンクの取付構造200によれば、2本の支柱部140と梁部250を備えているので、実装密度が低い領域に支柱部140を設けることができる。そのため、電子部品120の周囲には支柱部140を固定するための固定孔111が必要ないので、他の電子部品を実装することが可能となり、実装密度を向上させることができる。また、ヒートシンク130を懸架するための懸架部253を備えているので、従来のヒートシンクの取付構造と比較して、ヒートシンク130を正確かつ容易に配置することが可能である。
【0036】
また、本実施形態では、両持ち梁構造の第二の梁部270によって支持された押圧手段260によって、ヒートシンク130を懸架した梁部250が押圧される構成となっている。そのため、梁部250とともにヒートシンク130をプリント基板側110へ強く押圧することができ、ヒートシンク130をより強く固定することが可能となる。また、電子部品120とヒートシンク130が強く接触するので、電子部品120の熱を十分に放熱し、冷却効率を向上させることができる。
【0037】
また、本実施形態では、押圧手段260がヒートシンク130を直接押圧せず、梁部250を介してヒートシンク130を押圧しているので、押圧時の圧力でフィン部132が破損することを防止できる。
【0038】
また、本実施形態では、押圧部261が直接フィン部132に接しないので、フィン部132が空気と接触する面積を減少させることなく、ヒートシンク130を取り付けることが可能である。また、押圧部261が空気の対流を阻害することがないので、冷却効率を低下させることなく、ヒートシンク130を取り付けることが可能である。
【0039】
また、本実施形態では、梁部250が、支柱部140から斜め上方に向けて延在する斜め部251を備えているので、押圧手段260によって梁部250が押圧されたときに、より強い力が加わり、ヒートシンク130を強固に固定することができる。
【0040】
さらに、本実施形態では、懸架部253をフック形状としているので、ヒートシンク130の取り付けや取り外しを容易に行うことができ、作業効率を向上させることができる。
【0041】
以上、本発明の一実施形態であるヒートシンクの取付構造について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【0042】
上記実施の形態では、押圧手段を備えた場合について説明したが、押圧手段を備えていなくても良い。
【0043】
また、上記実施の形態では、2本の支柱部を備えた場合について説明したが、支柱部を3本以上備えていても良い。
【0044】
また、上記の実施形態では、梁部は2つの懸架部を有する場合を説明したが、懸架部は1つでも、3つ以上有していても良い。
【0045】
また、上記の実施形態では、梁部の長手中央部に押圧手段が支持されるように配置したが、ヒートシンクの上方であれば、どの位置に配置しても良い。
【0046】
また、上記実施の形態では、固定孔に挿通された支柱部が、プリント基板の裏表面からナットで固定される場合を説明したが、支柱部は、はんだや接着剤で固定されても良い。このような構成の場合、固定孔を設ける必要がないので、プリント基板の裏面にも実装をすることが可能である。
【符号の説明】
【0047】
100 ヒートシンクの取付構造
110 プリント基板
120 電子部品
130 ヒートシンク
140 支柱部
150 梁部
160 押圧手段
200 ヒートシンクの取付構造
250 梁部
260 押圧手段
270 第二の梁部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
プリント基板上に配置された電子部品を冷却するヒートシンクの取付構造であって、
前記プリント基板上に立設された複数の支柱部と、前記支柱部の間に架け渡された梁部と、を備え、
前記梁部は、前記ヒートシンクを懸架して位置決めをする懸架部を有することを特徴とするヒートシンクの取付構造。
【請求項2】
前記ヒートシンクを前記プリント基板側に押圧する押圧手段を備えることを特徴とする請求項1記載のヒートシンクの取付構造。
【請求項3】
前記押圧手段は、前記ヒートシンクと当接することを特徴とする請求項2に記載のヒートシンクの取付構造。
【請求項4】
前記梁部の上方に、前記支柱部の間に架け渡された第二の梁部を備え、
前記押圧手段は、前記第二の梁部に支持されており、前記梁部を前記プリント基板側へ梁部を押圧することを特徴とする請求項2に記載のヒートシンクの取付構造。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2013−55176(P2013−55176A)
【公開日】平成25年3月21日(2013.3.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−191405(P2011−191405)
【出願日】平成23年9月2日(2011.9.2)
【出願人】(000004237)日本電気株式会社 (19,353)
【Fターム(参考)】