説明

熱伝導部品

【課題】 はんだ付けによってプリント配線板上に実装可能な熱伝導部品を提供すること。
【解決手段】 熱伝導部品1は、塑性変形する熱伝導体2、および支持体3を備えている。支持体3は、熱伝導体2の外周を取り囲んで熱伝導体2を保持する矩形枠状の保持部5と、保持部5の四隅から延出された脚部6とを備えている。脚部6は、プリント配線板に対してはんだ付けされる部分で、脚部6の下面には、あらかじめはんだメッキが施されている。保持部5の対角線上には帯7が形成されていて、この帯7の中央に吸着部8が形成されている。吸着部8は、表面実装装置などの自動実装装置を使って熱伝導部品1をプリント配線板に実装する際に、自動実装装置の吸引ノズルによって吸着される部分である。

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、発熱しやすい電子部品と放熱部品との間に介装される熱伝導部品に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、シリコーン樹脂などの樹脂材料を基材にして、その基材中にアルミナ粉末などの熱伝導性フィラーを分散させてなる、柔軟性の高い熱伝導体が利用されている。
【0003】この種の熱伝導体は、例えば、あらかじめ電子部品の大きさに合わせた寸法に加工され、発熱源となる電子部品の上に貼り付けられる。そして、その電子部品と放熱板や筐体パネル(以下、これらを放熱部材という)との間に熱伝導材が挟み込まれて、電子部品および放熱部材から受ける圧力により、熱伝導材が電子部品に密着する形状に変形する。
【0004】したがって、このような熱伝導体を利用すれば、電子部品と熱伝導体との間において熱移動を妨げるような隙間が生じにくくなるため、電子部品で発生した熱を熱伝導体側へ良好に逃がすことができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、プリント配線板に実装される電子部品は、その殆どがはんだ付けされるものであり、特に、近年は、表面実装装置などを利用して自動実装されるケースが増えてきている。
【0006】しかしながら、上記熱伝導体は、はんだ付け可能なものではなく、表面実装装置による自動実装には適さないものであった。そのため、電子部品をプリント配線板に実装した後に手作業で熱伝導体を電子部品に貼着するなど、その装着工程を電子部品とは別工程にせざるを得ず、組立工数が増大する一因となっていた。
【0007】本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、はんだ付けによってプリント配線板上に実装可能な熱伝導部品を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段、および発明の効果】上記目的を達成するためになされた本発明の熱伝導部品は、プリント配線板に実装された電子部品と該電子部品の近傍に配置された放熱部材との間に介在して、前記電子部品から発生する熱を前記放熱部材へと伝導する熱伝導部品であって、前記電子部品と前記放熱部材との間に挟み込まれた際に受ける圧力により、前記電子部品に密着する形状に変形する熱伝導体と、該熱伝導体を保持する保持部、および該保持部から延出された脚部を有する支持体とを備え、前記脚部が、前記プリント配線板に対してはんだ付け可能に構成されていて、該はんだ付けに伴って、前記保持部に保持された前記熱伝導体が前記電子部品と前記放熱部材との間となる位置に配置されることを特徴とする。
【0009】この熱伝導部品において、熱伝導体は、外力が作用すると容易に変形するもので、例えば、ベースとなる柔軟な樹脂材料中に熱伝導率の高い熱伝導性フィラーを添加したものを用いることができる。
【0010】ベースとなる樹脂材料については特に限定されず、例えば、弾性変形する合成ゴムやゲル状樹脂組成物、あるいは、塑性変形するパテ状樹脂組成物であってもよい。本発明で用いるのに好適な合成ゴムの具体例としては、例えば、シリコーン樹脂系、クロロプレン系、エチレン・プロピレン共重合体系、アクリル系等のゴム弾性を有する樹脂組成物を挙げることができる。また、ゲル状樹脂組成物シリコーンゲル、エポキシ系ゲルなどを挙げることができる。パテ状樹脂組成物としては、シリコーン系のもの、粘土類などを挙げることができる。
【0011】熱伝導性フィラーは、熱伝導率が高いものであれば何でもよいが、例えば、アルミナ、水酸化アルミニウム、マグネシア、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ベリリアなどを用いることができる。
【0012】支持体は、少なくとも脚部がはんだ付け可能であれば、各部の材質については特に限定されるものではないが、銅系材料(例えば、リン青銅、ベリリウム銅、黄銅)に錫メッキや、はんだメッキを施したもの、鉄(SPCC)、リン青銅、カーボンスチール等を利用し得る。これらの金属材料は、例えばプレス加工などによって保持部および脚部が形成される。保持部を樹脂材料で形成して、金属製の脚部を取り付けてもよい。
【0013】熱伝導体や支持体の具体的な寸法および形状は、電子部品の寸法や電子部品−放熱部材間の距離によって変わるため、一概には特定できないが、少なくとも、支持体の脚部と熱伝導体との位置関係は、支持体の脚部をプリント配線板にはんだ付けすると、熱伝導体が電子部品と放熱部材との間に挟み込み可能な位置に配置されるように構成される。
【0014】このように構成された熱伝導部品によれば、熱伝導体が支持体の保持部に保持されていて、その保持部で熱伝導体を保持した状態のまま、支持体の脚部をプリント配線板に対してはんだ付けでき、これにより、熱伝導体が電子部品と放熱部材との間に挟み込み可能な位置に配置される。
【0015】したがって、電子部品をプリント配線板に実装した後に手作業で熱伝導体を電子部品に貼着しなくても、電子部品等とともに同じ工程で熱伝導体を実装できるようになり、組立工数の削減を図ることができる。
【0016】次に、請求項2に記載の熱伝導部品は、前記熱伝導体が、弾性変形して前記電子部品に密着するものであることを特徴とする。
【0017】このような熱伝導部品であれば、熱伝導体が弾性変形して電子部品に密着するので、例えば、熱伝導体と電子部品側との距離が多少変動しても、熱伝導体と電子部品および放熱部材との密着状態が維持され、伝熱能力の低下を招くことがない。
【0018】次に、請求項3に記載の熱伝導部品は、前記熱伝導体が、塑性変形して前記電子部品に密着するものであることを特徴とする。
【0019】このような熱伝導部品であれば、熱伝導体が塑性変形して電子部品に密着しているので、一旦変形させてしまえば、その後は、電子部品に対して余計な圧力が加わり続けることはなく、圧力による負荷を嫌う電子部品に対して適用する場合に好適である。
【0020】次に、請求項4に記載の熱伝導部品は、前記保持部が、前記熱伝導体の周囲を保持可能な枠状部分を有するものであることを特徴とする。
【0021】このような熱伝導部品によれば、枠状部分で熱伝導体の周囲を保持しているので、熱伝導体が柔軟な材質であるにもかかわらず、熱伝導体外周部の寸法安定性が高くなり、プリント配線板上における実装密度の向上を図ることができる。
【0022】次に、請求項5に記載の熱伝導部品は、前記脚部が、バネ性を有し、前記電子部品と前記放熱部材との間に挟み込まれた際に受ける圧力によって弾性変形することを特徴とする。
【0023】この熱伝導部品によれば、電子部品と放熱部材との間に挟み込まれる際に、脚部が弾性変形した状態になるため、はんだ付け箇所に応力が集中せず、はんだ付け箇所の損傷を未然に防ぐことができる。
【0024】次に、請求項6に記載の熱伝導部品は、自動実装装置の吸引ノズルで吸引するための吸着部を有することを特徴とする。
【0025】この熱伝導部品によれば、自動実装装置の吸引ノズルを吸着部に当接させて吸引し、吸引ノズルによって熱伝導部品をピックアップし、その熱伝導部品をプリント配線板上に搭載することができる。したがって、自動実装装置を利用して熱伝導部品をプリント配線板に実装できるようになる。
【0026】なお、吸着部は、吸引ノズルによって熱伝導部品をピックアップできるように構成されたものであれば、具体的形態については限定されないが、通常は、熱伝導部品の重量中心に近い箇所に設けられ、吸引時に受ける負荷では歪まない程度の強度が付与されているとよい。
【0027】次に、請求項7に記載の熱伝導部品は、前記熱伝導体が、導電性を有することを特徴とする。
【0028】熱伝導体に導電性を付与するための手段は、特に限定されないが、例えば、金属粉末やカーボン粉末などの導電性フィラーを、熱伝導体中に含有させることにより、所期の導電性を付与することができる。
【0029】この熱伝導部品によれば、熱伝導体が導電性を有するので、外部から到来する電磁波や、電子部品から放射される電磁波を遮断する効果がある。
【0030】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について一例を挙げて説明する。
【0031】図1に示すように、熱伝導部品1は、熱伝導体2、および支持体3を備えている。
【0032】熱伝導体2は、塑性変形する柔軟なパテ状樹脂組成物によって形成されたもので、より具体的には、150重量部のアルミナ粉末と、100重量部のシリコーンとを混合して得られたパテ状組成物をシート状に加工して、そのシートから所要サイズの矩形板を切り出したものである。
【0033】支持体3は、リン青銅製で、熱伝導体2の外周を取り囲んで熱伝導体2を保持する矩形枠状の保持部5と、保持部5の四隅から延出された脚部6とを備えている。脚部6は、プリント配線板に対してはんだ付けされる部分で、脚部6の下面には、あらかじめはんだメッキが施されている。
【0034】また、保持部5の対角線上には帯7が形成されていて、この帯7の中央に吸着部8が形成されている。吸着部8は、表面実装装置などの自動実装装置を使って熱伝導部品1をプリント配線板に実装する際に、自動実装装置の吸引ノズルによって吸着される円板状の部分で、吸引ノズルでのピックアップ時にバランスが崩れにくいように、熱伝導部品1の重心を通る鉛直線上に配置されている。
【0035】以上のように構成された熱伝導部品1によれば、例えば図2(a)に示すように、プリント配線板Pに対して表面実装することができる。脚部6の高さは、電子部品Eの寸法に応じて最適なものが選ばれており、これにより、熱伝導体2と電子部品Eは、ごく僅かに接触するか、ごく僅かな間隙をなすような位置関係に配置されている。熱伝導部品1の脚部6は、はんだ付け可能なので、電子部品Eとともに、リフロー方式ではんだ付けすることができる。
【0036】熱伝導部品1がプリント配線板Pにはんだ付けされた後は、プリント配線板Pを放熱板Rの近傍に配設して、図2(b)に示すように、熱伝導部品1をプリント配線板Pと放熱板Rの間に挟み込む。
【0037】この時、熱伝導体2は、塑性変形を伴って電子部品Eおよび放熱板Rに密着するので、電子部品Eと熱伝導体2との間、放熱板Rと熱伝導体2との間には、熱伝導性能を損なうような隙間が生じず、電子部品Eにおいて発生した熱は、熱伝導部品1を介して良好に放熱板Rへと伝達されるようになる。
【0038】以上説明したように、この熱伝導部品1によれば、電子部品Eのはんだ付けを行う際に、同時にはんだ付けを行ってプリント配線板P上に固定することができる。したがって、電子部品Eのはんだ付けを行った後に、別途熱伝導体を貼り付ける工程を必要とするものに比べ、組立工数を削減することができる。
【0039】また、この熱伝導部品1は、矩形枠状の保持部5で熱伝導体の周囲を保持する構造になっているので、熱伝導体2が塑性変形しても保持部5の外側へ熱伝導体2がはみ出してしまうことがない。したがって、熱伝導部品1のごく近傍に他の部品を配置しても、熱伝導体2の変形に伴って他の部品を圧迫するようなことはないので、プリント配線板P上における実装密度の向上を図ることができる。
【0040】さらに、この熱伝導部品1において、脚部6はバネ性を有し、図2(b)に示したように、熱伝導体2が電子部品Eと放熱板Rとの間に挟み込まれた際に、弓なりに弾性変形した状態になる。したがって、挟み込む際に過剰気味に荷重が作用したとしても、その荷重がはんだ付け箇所に集中せず、はんだ付け箇所の損傷を招くことがない。
【0041】以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記以外の形態でも実施可能であり、上記の具体的形態に限定されるものではない。
【0042】例えば、上記熱伝導部品1では、支持体3の下面側に熱伝導体2を貼着してあったが、熱伝導体2の保持形態については限定されない。具体例を挙げれば、例えば、図3(a)に示すように、支持体3の上面側に熱伝導体2を貼着してもよい。この場合、熱伝導体2の表面に薄いガラスクロス2aを張り付けておけば、そのガラスクロス2aが上記吸着部8と同様に機能するので、自動実装装置の吸引ノズルによるピックアップも可能となる。また、図3(b)に示すように、熱伝導体2は、支持体3の下面に貼着しておいて、熱伝導体2の表面に上述の如きガラスクロス2aを張り付け、これら熱伝導体2とガラスクロス2aとの間に、支持体3の一部を挟み込むように構成してもよい。
【0043】また、上記熱伝導部品1では、特定形状の脚部6を具体的に図示したが、脚部6の具体的な形状についても特に限定されない。例えば、図4(a)に示すような、ジグザグに曲折した脚部6aを設けてもよいし、図4(b)に示すような、くの字型に曲がった脚部6bを設けてもよい。これらの脚部6a、6bは、いずれも上記脚部6よりもバネ定数が小さくて曲がりやすいので、はんだ付け箇所を損傷させるような応力が発生しにくい。また、例えば、図4(c)に示すような、コイルスプリング状の脚部6cを設けてもよいし、図4(d)に示すような、多段式の伸縮可能な脚部6dを設けてもよい。この脚部6dは、コイルスプリングを内蔵しており、外部からの圧力に応じて伸縮する。これらの脚部6c、6dも、伸縮してはんだ付け箇所への応力の集中を防ぐので、はんだ付け箇所を損傷させることがない。
【0044】さらに、上記熱伝導部品1では、熱伝導体2が、放熱板Rに直接密着するようになっていたが、図5(a)、同図(b)に示すように、熱伝導体2と放熱板Rとの間にバネ材11を介在させて、放熱板Rでバネ材11を押圧することにより、バネ材11によって熱伝導体2を電子部品E側へと付勢し、熱伝導体2と電子部品Eとをより強く密着させるようにしてもよい。
【0045】また、上記熱伝導部品1では、塑性変形する熱伝導体2を採用していたが、これに代えて、弾性変形する熱伝導体を採用してもよく、この場合、熱伝導体と電子部品との密着性をさらに高めることができる。但し、圧力が作用するのを嫌う電子部品もあるので、その場合は、塑性変形する熱伝導体の方がよい。
【0046】また、上記熱伝導部品1の場合、熱伝導体2は、導電性を有しない(電気絶縁性を有する)ものであったが、導電性を有する熱伝導体を採用してもよい。熱伝導体に導電性を付与するための手段は、特に限定されないが、例えば、金属粉末やカーボン粉末などの導電性フィラーを、熱伝導体中に含有させることにより、所期の導電性を付与することができる。このような熱伝導体を設ければ、外部から到来する電磁波や、電子部品から放射される電磁波を遮断する効果が得られる。
【0047】さらに、上記熱伝導部品1において、熱伝導体2の放熱板R側に接触する面には、特に何も設けていないが、この面を網で覆ってもよい。このような構造にすると、熱伝導体2の表面を網で保護することができる。放熱板Rとの接触時には、熱伝導体2が塑性変形して網目を通り抜けて放熱板Rに密着するので、熱伝導性能も殆ど損なわれることはない。なお、網に代えて、多数の小さな穴を開けたフィルムを配設しても、同様の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態として例示した熱伝導部品の斜視図である。
【図2】 本発明の実施形態として例示した熱伝導部品の取付状態を示し、(a)はプリント配線板に実装した状態を示す縦断面図、(b)はプリント配線板と放熱板との間に挟み込んだ状態を示す縦断面図である。
【図3】 (a)は支持体の上面側に熱伝導体を貼着した例を示す従断面図、(b)は熱伝導体とガラスクロスとの間に支持体の一部を挟み込むように構成した例を示す従断面図である。
【図4】 (a)〜(d)はそれぞれ脚部の具体的な形状について例示する部分従断面図である。
【図5】 熱伝導体と放熱板との間に介在させるバネ材を示し、(a)はその斜視図、(b)は熱伝導体上に配置した状態を示す従断面図である。
【符号の説明】
1・・・熱伝導部品、2・・・熱伝導体、3・・・支持体、5・・・保持部、6・・・脚部、7・・・帯、8・・・吸着部、E・・・電子部品、P・・・プリント配線板、R・・・放熱板。

【特許請求の範囲】
【請求項1】プリント配線板に実装された電子部品と該電子部品の近傍に配置された放熱部材との間に介在して、前記電子部品から発生する熱を前記放熱部材へと伝導する熱伝導部品であって、前記電子部品と前記放熱部材との間に挟み込まれた際に受ける圧力により、前記電子部品に密着する形状に変形する熱伝導体と、該熱伝導体を保持する保持部、および該保持部から延出された脚部を有する支持体とを備え、前記脚部が、前記プリント配線板に対してはんだ付け可能に構成されていて、該はんだ付けに伴って、前記保持部に保持された前記熱伝導体が前記電子部品と前記放熱部材との間となる位置に配置されることを特徴とする熱伝導部品。
【請求項2】前記熱伝導体が、弾性変形して前記電子部品に密着するものであることを特徴とする請求項1に記載の熱伝導部品。
【請求項3】前記熱伝導体が、塑性変形して前記電子部品に密着するものであることを特徴とする請求項1に記載の熱伝導部品。
【請求項4】前記保持部が、前記熱伝導体の周囲を保持可能な枠状部分を有するものであることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の熱伝導部品。
【請求項5】前記脚部が、バネ性を有し、前記電子部品と前記放熱部材との間に挟み込まれた際に受ける圧力によって弾性変形することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の熱伝導部品。
【請求項6】自動実装装置の吸引ノズルで吸引するための吸着部を有することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の熱伝導部品。
【請求項7】前記熱伝導体が、導電性を有することを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の熱伝導部品。

【図1】
image rotate


【図2】
image rotate


【図3】
image rotate


【図5】
image rotate


【図4】
image rotate


【公開番号】特開2001−44676(P2001−44676A)
【公開日】平成13年2月16日(2001.2.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願平11−218690
【出願日】平成11年8月2日(1999.8.2)
【出願人】(000242231)北川工業株式会社 (268)
【Fターム(参考)】