JP2000174179A - 発熱素子の放熱構造 - Google Patents

発熱素子の放熱構造

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント基板に実装された発熱素子の熱を、
効率良く放熱するとともに、放熱器取り付けの作業性を
向上させる。 【解決手段】 プリント基板の貫通孔の上に発熱素子
(IC、トランジスタ等)を載置し、プリント基板側の
面にシリコングリスを塗布する。段差の付いた放熱器の
突起部をプリント基板の貫通孔に挿入し、発熱素子の下
部にシリコングリスを介して密着させる。その結果、発
熱素子から発する熱は、シリコングリスを介し、放熱器
の突起に伝わり、更に放熱器全体に伝わる。一方、余剰
なシリコングリスは放熱器の突起部基台に設けられた段
差に留まり、基板上等の他の部位に漏れだすことはな
い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、発熱する電子部品
の発する熱を放熱する放熱構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電子機器装置のプリント基板上に
は、ICをはじめ数多くの電子部品が実装されている。
これらの電子部品の中には発熱するものがある。そのた
め、これらの発熱する電子部品(以下発熱素子と称す)
から、発熱された熱を効率良く放熱する必要があった。
【0003】そこで、従来は、図3に示すように、発熱
素子1が載置されるプリント基板3上の位置に貫通孔7
を設け、また、当該貫通孔7よりその径が僅かに小さ
く、プリント基板3とほぼ同じ厚みの突起部5が設けら
れた放熱器4を介して、発熱体1の発した熱を放熱して
いた。より具体的には、放熱器4の突起部5をプリント
基板3に設けた貫通孔7に挿入する。この際に、発熱素
子1のプリント基板3に向かい合う面、あるいは、放熱
器の突起部5の上部に、発熱素子1および突起部5の各
接触面の接触状態を均質化するために、ゲル状の接合剤
であるシリコングリス2を塗布する。このシリコングリ
ス2を塗布したことによって形成されるシリコングリス
層20を介して、放熱器4をプリント基板3に取り付け
て、放熱器4の突起部5の先端を発熱素子1に接合す
る。
【0004】このような構成により、発熱素子1から発
せられた熱は、シリコングリス層20を介して放熱器4
の突起部5に熱伝導されるとともに、放熱器全体に拡散
して放熱されていた。
【0005】しかしながら、図3の構成では、放熱器4
の突起部5をプリント基板3上の貫通孔7に挿入する際
に、発熱素子1のプリント基板3側の面と放熱器4の突
起部5の上部に塗布するシリコングリス2の量を微妙に
調節する必要があり、取付け作業が煩雑になるという問
題があった。つまり、シリコングリスの量が少なすぎる
と所定の放熱効果が得られず、また、多すぎると余剰の
シリコングリス2がプリント基板3と放熱器4の隙間か
ら漏れ出し、作業者の手やプリント基板3上の部品等に
付着して作業性を低下させることになるため、放熱効果
と取付けに対する作業性とを勘案しながらシリコングリ
スの量を調節する必要があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題に鑑みなされたもので、放熱効果を低減することな
く、シリコングリスの漏出を防止して、取付けに対する
作業性を向上することができる発熱素子の放熱構造を提
供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に記載の発明は、プリント基板に設けた貫
通孔上に載置された発熱素子に対して、当該プリント基
板の前記発熱素子を載置した面とは相対する面側から前
記貫通孔に挿入されて、ゲル状の接合剤を介して前記発
熱素子に接する突起部と、当該突起部を設けた基台とを
備え、当該突起部を介して前記発熱素子が発した熱を外
部に放熱する発熱素子の放熱構造であって、前記基台
は、前記プリント基板に向かい合う表面上に、前記プリ
ント基板に接触する第一の面と、前記第一の面より前記
プリント基板から離れた位置に設けられた、少なくとも
一つの段差面とを有したことを特徴とする。
【0008】上記課題を解決するために、請求項2に記
載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記段差
面は、前記プリント基板に接触する前記第一の面と、前
記第一の面の前記突起部と相対する側に設けた第二の段
差面とからなることを特徴とする。
【0009】上記課題を解決するために、請求項3に記
載の発明は、請求項1、又は請求項2に記載の発明にお
いて、前記段差面は、前記プリント基板に接触する前記
第一の面と、前記第一の面の前記突起部側に設けた第三
の段差面とからなることを特徴とする。
【0010】
【作用】上記構成によれば、発熱素子は、プリント基板
に設けられた貫通孔の上に載置され、プリント基板面に
ハンダ付けされる。放熱器は、プリント基板に設けた貫
通孔に挿嵌される突起部と、この突起部を一体的に保持
する基台からなり、さらに、基台のプリント基板と向き
合う表面上には、段差面が形成されている。この放熱器
は、発熱素子のプリント基板に向かい合う面か、あるい
は、放熱器の突起部の上部にシリコングリスを塗布した
後に、その突起部がプリント基板に設けられた貫通孔に
挿入され、この突起部の基台の最もプリント基板に近接
する位置に設けられた第一の面においてプリント基板に
接触される。その結果、シリコングリス層が発熱素子、
及びプリント基板と放熱器の突起部との間に形成され
る。
【0011】ここで、発熱素子から発する熱は、シリコ
ングリス層を介して放熱器の突起部に伝わり、更に放熱
器全体に熱伝導する。一方、余剰のシリコングリスは、
プリント基板に設けられた貫通孔と放熱器の突起部の隙
間から漏出するが、プリント基板と放熱器に設けられた
段差面とにより形成された隙間に溜まり、プリント基板
上に流れ出すことはない。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を図1
を参照して詳細に説明する。図1は、放熱器40が、リ
ード線8を持つIC等の発熱素子1が実装されたプリン
ト基板3に取り付けられた本発明の放熱構造の断面図で
ある。ここで、プリント基板3には、発熱素子1をプリ
ント基板3上にハンダ付けすることによって装着するた
めのランド9を含む回路を構成するパターンが形成され
ると共に、IC等の発熱素子1が載置されるべき位置
に、プリント基板面を図中X方向から見た時に、角型、
または円形等の任意の形状の貫通孔7が設けられてい
る。この貫通孔7は、図示する如く、発熱素子1がプリ
ント基板3に載置された状態において、この発熱素子1
によって、少なくともその一部(好ましくは全面)が塞
がれるように、貫通孔7を形成する位置、ならびに孔径
が決められている。
【0013】40は放熱器で、プリント基板3に形成さ
れた貫通孔7に挿入し、発熱素子1が発する熱をシャー
シ12に熱伝導を行わしめて放熱する貫通孔7と同型の
突起部5とこの突起部5を一体的に保持する基台6とか
らなる。基台6は、プリント基板3に向かい合う表面上
において、段差面61、62が形成されており、かかる
段差面のうち、プリント基板3に、より近接する位置に
設けられた第一の面61によって放熱器40とプリント
基板3とが接触する。従って、この接触された状態にお
いて第二の段差面62とプリント基板3との間には、上
記第一の面61と第二の段差面62との段差に応じた空
隙Pが形成されることとなる。この空隙P内には、ラン
ド90、あるいは空隙P内に収納可能な小型部品等を含
む回路が載置できる。
【0014】10は、放熱器40がシャーシ12に密着
されるまでの間、放熱器40をプリント基板3に固定す
るための絶縁性粘着テープであるマイラーテープであ
り、組み立て手順によっては省略することができる。1
1は放熱器をシャーシ12に密着させるための熱伝導率
の高い弾性体であるシリコンシートである。また、20
は後述する組立てによって形成されるシリコングリス層
である。
【0015】次に、上記構成部品を以下のように組立て
る。まず、プリント基板3の配線パターン上のランド9
に発熱素子1を載置し、リード線8をハンダ付けする。
次に、発熱素子1のプリント基板に向かい合う面か放熱
器40の突起部5の上面にシリコングリスを塗布した後
に、放熱器40の突起部5を貫通孔7に挿嵌し、放熱器
40をマイラーテープ10でプリント基板3に固着す
る。その後、プリント基板3が、このプリント基板3を
収納すべき図示しない筐体の所定の位置に固定された
後、放熱器40とシャーシ12との間にシリコンシート
11が敷設され、このシリコンシート11を介して放熱
器40とシャーシ12とが密着される。
【0016】上記構成において、発熱素子1から発する
熱はシリコングリス層20を介して放熱器40の突起部
5に伝わり、そこから基台6を含む放熱器全体に伝導
し、更にシリコンシート11を介してシャーシ12に伝
導して筐体外部に放熱される。この時、余剰のシリコン
グリスは、プリント基板3に設けられた貫通孔7と放熱
器40の突起部5の隙間から基台6の表面に流出する
が、基台6には第二の段差面62が設けられており、こ
の段差面62とプリント基板3とによって、空隙Pが形
成されるので、流れ出した余剰のシリコングリスは、こ
の空隙Pに溜まることになり、放熱器外部に漏れだすこ
とを防止できる。
【0017】次に、本発明の第二の実施の形態を図2を
参照して詳細に説明する。図2は、放熱器41を発熱素
子1が実装されたプリント基板3に取り付けた、本発明
における第二の実施形態となる放熱構造の断面図であ
る。なお、第一の実施の形態と重複する構成部分に対し
ては、同一の番号を付与し、その説明は省略する。
【0018】放熱器41の突起部5の基台6には、プリ
ント基板3に向かい合う表面上において、段差面61、
62に加えて第三の段差面63が突起部5と第一の面6
1との間に形成されている。ここで、段差面63は、第
一の面61において放熱器41とプリント基板3とが接
触するように、プリント基板3に対して、第一の面61
よりプリント基板3から離れた位置に段差をもって形成
される。従って、この接触された状態において第三の段
差面63とプリント基板3との間には、上記第一の面6
1と第三の段差面63との段差に応じた大きさの空隙Q
が形成されることとなる。
【0019】上記の放熱器41を用いた構成において、
発熱素子1から発する熱は、第一の実施形態と同様、シ
リコングリス層20を介して放熱器41の突起部5に伝
わり、そこから放熱器全体に伝導し、更にシリコンシー
ト11を介してシャーシ12に伝導して筐体外部に放熱
される。この時、余剰のシリコングリスは、プリント基
板3に設けられた貫通孔7と放熱器41の突起部5の隙
間から基台6の表面に流出するが、放熱器41の基台6
に設けられた第三の段差面63とプリント基板3によっ
て形成される空隙Qに溜まることになり、放熱器外部に
漏洩することはない。
【0020】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、シリコン
グリス層から漏出した余剰のシリコングリスは、放熱器
の基台に設けた第二、または、第三の段差面とプリント
基板との間に形成される空隙に溜まり、基板上に広く漏
れ出すことを抑止できるので組み立て時に塗布するシリ
コングリスの量の管理を簡略化することができ、放熱器
を取り付けるための作業性が向上するという効果が得ら
れる。
【0021】また、空隙部が形成されることにより、こ
の空隙部においては、プリント基板上に配線パターンや
ランド、スルーホール等を設けることができ、プリント
基板面積を有効に利用できるという付属的な効果が得ら
れる。
【0022】さらに、空隙部が形成されることにより、
従来の方法に比べて同じ体積の放熱器であっても、筐体
内部の空気に対する接触面積が拡大して、筐体内部での
放熱効果が増すという付属的な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の発熱素子の放熱構造の第一の実施形態
を示す断面図である。
【図2】本発明の発熱素子の放熱構造の第二の実施形態
を示す断面図である。
【図3】従来の発熱素子の放熱構造を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1.発熱素子 2.シリコングリス 20.シリコングリス 3.プリント基板 4.放熱器 40.放熱器 41.放熱器 5.突起部 6.基台 61.第一の面 62.第二の段差面 63.第三の段差面 7.貫通孔 8.リード線 9.ランド 90.ランド 10.マイラーテープ 11.シリコンシート 12.シャーシ P.空隙 Q.空隙

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プリント基板に設けた貫通孔上に載置さ
    れた発熱素子に対して、当該プリント基板の前記発熱素
    子を載置した面とは相対する面側から前記貫通孔に挿入
    されて、ゲル状の接合剤を介して前記発熱素子に接する
    突起部と、当該突起部を設けた基台とを備え、当該突起
    部を介して前記発熱素子が発した熱を外部に放熱する発
    熱素子の放熱構造であって、 前記基台は、前記プリント基板に向かい合う表面上に、
    前記プリント基板に接触する第一の面と、前記第一の面
    より前記プリント基板から離れた位置に設けられた、少
    なくとも一つの段差面とを有したことを特徴とする発熱
    素子の放熱構造。
  2. 【請求項2】 前記段差面は、前記プリント基板に接触
    する前記第一の面と、前記第一の面の前記突起部と相対
    する側に設けた第二の段差面とからなることを特徴とす
    る請求項1に記載の発熱素子の放熱構造。
  3. 【請求項3】 前記段差面は、前記プリント基板に接触
    する前記第一の面と、前記第一の面の前記突起部側に設
    けた第三の段差面とからなることを特徴とする請求項
    1、又は請求項2に記載の発熱素子の放熱構造。
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