JP2001077569A - 放熱構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は発熱体と対向する放熱板とで形成さ
れる隙間が変動する放熱構造において、サービス修理時
の作業性を高め、かつ隙間の変動により発生する応力を
吸収できる薄型の放熱構造を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 この課題を解決するために本発明は、熱
伝導性グリス８と発熱体１の表面との間をフイルム状の
シート１０で仕切り、発熱体１と熱伝導性グリス８とが
直接接触しない構造としたものである。このために放熱
板７を取り外すと、発熱体１とシート１０との間で分離
するため熱伝導性グリス８が露出しない。従って、点検
・修理等の場合に熱伝導性グリス８が手や服を汚すこと
がなく、作業性が良好である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は発熱体を有する機器
の放熱構造に関するものであり、特にノートパソコンに
搭載するＣＰＵを冷却するのに適した構造の放熱構造を
提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】ノートパソコンでは、中央処理装置（以
下ＣＰＵという）と放熱板とを熱的に接続して、ＣＰＵ
で発生する熱を放熱板に伝え、放熱板部をファンなどで
冷却している。従来よりノートパソコン等の電子機器で
使用されている発熱体と放熱板との熱接続の一例を図３
で説明する。

【０００３】図３は、ＣＰＵと放熱板との熱接続の熱媒
体として熱伝導性グリスを使用した場合の放熱構造体の
断面図である。

【０００４】図３において、ＣＰＵ１は配線基板２上に
固定され、配線基板２は下筐体３に設けた取付ボス４に
ビス５によって固定されている。ＣＰＵ１の上部はキー
ボード６によって蓋がされている。キーボード６は、キ
ーボード基板７によって支えられている。キーボード基
板７はアルミニウム等の金属板であり、放熱板として利
用することが可能である。キーボード基板７を放熱板と
して利用するためには、ＣＰＵ１とキーボード基板７と
の隙間Ｇの間に良熱伝導材料を充填することが必要であ
る。

【０００５】隙間Ｇはキー入力時には狭くなり、入力が
終わると、もとの隙間Ｇに戻る運動を繰り返す。従って
隙間Ｇを埋めるために剛性の高い良熱伝導材料を使用す
ると、入力時の応力が直接ＣＰＵ１、配線基板２等に伝
達し、機械的な歪みとなり、接続不良等の故障を引き起
こす。このため隙間Ｇを埋める材料として熱伝導性グリ
ス８が使用されることが多い。熱伝導性グリス８は、キ
ーボード基板７が押されて隙間Ｇが狭くなると隙間Ｇか
らはみ出ることにより、キー入力の押圧力を直接ＣＰＵ
１、配線基板２に作用しないようにしている。

【０００６】図３の放熱構造は、新たな放熱板材料を必
要としないため、薄型、軽量化が達成される。しかも、
ＣＰＵ１で発生した熱は熱伝導性グリス８を介して、広
面積のキーボード基板７に伝達し、キートップ等より外
気に発散するので冷却効果が大きい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３に
示す構造の放熱構造においては、サービス修理時にキー
ボード６を外す場合、熱伝導性グリス８が露出するた
め、作業者の手や衣服に付着しやすく、極めて作業性が
悪い課題があった。熱伝導性グリスに替えて熱伝導性の
シリコンゴム等の弾性体を利用すれば作業者の手や衣服
を汚すことは避けられるが、隙間Ｇの変動を吸収する効
果が劣り、断線、接続不良等信頼性に問題が残る。

【０００８】本発明は発熱体表面と対向する放熱板とで
形成される隙間が変動する放熱構造において、サービス
修理時の作業性を高め、かつ隙間の変動を吸収できる薄
型の放熱構造を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、熱伝導性グリスと発熱体表面との間をフイ
ルム状のシートで仕切り、発熱体と熱伝導性グリスとが
直接接触しない構造としたものである。このために放熱
板を取り外すと、発熱体とシートの間で分離するため熱
伝導性グリスが露出しないので点検・修理等の作業性が
良好である。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、発熱体と、振動運動する放熱板と、前記発熱体と前
記放熱板とが対向して配置されて形成された隙間と、前
記隙間に充填された熱伝導性グリスとよりなり、前記発
熱体と前記熱伝導性グリスとの間、または前記放熱板と
前記熱伝導性グリスとの間にフィルム状のシートで仕切
りを設けたことを特徴とするものであり、サービス修理
時に放熱板を外しても熱伝導性グリスが露出することが
ないので、キーボード・配線基板・ＣＰＵ等の点検・修
理作業が容易であるという作用を有する。

【００１１】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１に記載の発明において、シートの厚さが５μｍ〜５０
μｍであることを特徴とするものであり、熱伝導性を低
下させることなく、かつ発熱体とシートとの密着性を阻
害することがないので、放熱効率がよい。

【００１２】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
２に記載の発明において、放熱板が、発熱体と対向する
面に熱伝導性グリスを保持するための窪みを有すること
を特徴とするものであり、熱伝導性グリスを発熱体側に
保持しやすいので、放熱板と発熱体とを分離したときに
熱伝導性グリスが露出するのを防止する効果が大であ
る。

【００１３】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
２に記載の発明において、放熱板周辺部を接着層、また
は粘着層を介して前記放熱板とシートとを密着すること
を特徴とするものであり、放熱板と発熱体とを分離した
ときに熱伝導性グリスが露出するのを完全に防止するこ
とができる。

【００１４】以下、本発明の実施の形態について、図
１、図２を用いて説明する。

【００１５】（実施の形態１）図１は、本発明の一実施
の形態における放熱構造体の断面図である。

【００１６】図１において符号１〜８、およびＧは、従
来技術を説明する図３で説明したものと同一物であるの
で再度の説明を省略し、新しい符号のみを説明する。

【００１７】９はキーボード基板７を下筐体３に固定す
るための嵌合部、１０は熱伝導性グリス８とＣＰＵ１と
の間を仕切るフィルム状のシートである。シート１０は
薄いシートであり、熱伝導性グリス８とＣＰＵ１とが直
接接触しないようにしている。

【００１８】図１において、嵌合部９を外すと、キーボ
ード６と下筐体３とを分離することができる。従来の図
３の放熱構造の場合には、上記操作を行うと熱伝導性グ
リス８は、キーボード基板７側とＣＰＵ１側の両側に付
着していた。これに対して、実施の形態１における構成
の放熱構造ではＣＰＵ１とシート１０との間で分離する
ので、ＣＰＵ１の表面はきれいである。従って、配線基
板２の点検はビス５を外すことによって容易に行うこと
ができる。また、キーボード６側は熱伝導性グリス８ご
と取り外されるが、熱伝導性グリス８の表面はシート８
で覆われているので、手や衣服を汚すことなくキーボー
ド６の点検ができる。

【００１９】シート１０は、熱伝導性グリス８の粘着力
によってキーボード６側に保持されて取り外されるので
作業上の問題は少ないが、シート１０の先端を図１の１
１の位置に折り返し、キーボード基板７との当接面を接
着剤、粘着剤、テープ等で固定すれば、さらに作業性を
改善することができる。このようにシート１０の先端部
分をキーボード基板７に固定した場合には、再組立ての
ときの作業が容易になる利点がある。

【００２０】シート１０の材質は、ＣＰＵ１と直接接触
するので、耐熱温度１２０℃以上の材料が望ましい。金
属箔は耐熱性・熱伝導性に優れ、シート１０として使用
できる。金箔、アルミニウム箔等が利用できるが、剛性
が高いため一度表面に皺が入るとＣＰＵ１との密着性が
低下するので、金属箔を利用する場合には表面に皺がで
きないように注意する必要がある。

【００２１】プラスチック材料は、耐熱性・熱伝導性の
点では金属シートに劣るがＣＰＵ１との密着性に優れて
いるので、シート１０としては適した材料である。耐熱
性プラスチックとして、代表的にはポリイミド（ＰＩ）
が適している。商品名カプトンテープとして市販されて
いる接着テープは最も使いやすい材料の一つである。カ
プトンテープを使用する場合には、熱伝導性グリス８が
付着していないシート１０の端部には接着剤が塗布され
ているので、端部をキーボード基板７に固定することが
容易である。プラスチックの熱伝導性は低いが、厚みを
５μｍ〜３０μｍ程度のシートを使用すれば、放熱性を
損なうことがない。このようなプラスチック材料とし
て、ポリサルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルホン
（ＰＥＳ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリフェニ
レンサルファイド（ＰＰＳ）等の耐熱性高分子フィルム
が使用できる。

【００２２】シート１０は熱伝導性グリス８の両面に設
けることも可能である。即ち、熱伝導性グリス８をシー
ト１０で上下より挟み込みサンドイッチ構造として、Ｃ
ＰＵ１、シート１０、熱伝導性グリス８、シート１０、
キーボード基板７のように熱伝導させることもできる。

【００２３】さらには、シート１０を平坦な袋状とし
て、袋の内部に熱伝導性グリス８を充填して用いること
も可能である。

【００２４】（実施の形態２）図２は実施の形態２にお
ける本発明の放熱構造の断面図である。

【００２５】図２の符号において、図１と同一物には同
一の符号を付与し、再度の説明は省略する。１２はＣＰ
Ｕ１を覆う放熱カバーであり、アルミニウムよりなる。
放熱カバー１２は配線基板２とともに、ビス５によって
下筐体３に固定されている。放熱カバー１２の中央部、
ＣＰＵ１と対向する部分には窪み１３が設けられ、熱伝
導性グリス８を保持しやすい形状にしている。１４はシ
リコンゴム等の熱伝導性弾性体であり、放熱カバー１２
とキーボード基板７とを熱的に接続している。

【００２６】シート１０は実施の形態１と同様に、ＣＰ
Ｕ１と熱伝導性グリス８との間に挿入される。ＣＰＵ１
で発生した熱は、シート１０、熱伝導性グリス８、放熱
カバー１２、シリコンゴム１４、キーボード基板７を経
由して、外気に放出される。

【００２７】実施の形態２における放熱構造は、キーボ
ード６からの押圧力を放熱カバー１２が受け、放熱カバ
ー１２はボス４で支えているので、ＣＰＵ１には押圧力
がかかりにくい構造であり、さらに放熱カバー１２の撓
みを熱伝導性グリス８によって吸収している。従って、
キー入力による歪みが配線基板２やＣＰＵ１に及ぶこと
が少ないので信頼性に優れている。

【００２８】また、点検・修理の場合にもビス９、ビス
５を外すことによって、キーボード６、シリコンゴム１
４、放熱カバー１２、配線基板２とに分解することがで
きる。熱伝導性グリス８はシート１０に保護され、放熱
カバー１２内に収納されているので、熱伝導性グリス８
が点検・修理作業を阻害することは全くない。

【００２９】実施の形態１で説明したように、シート１
０の端部を放熱カバー１２にテープ等によって止めれば
さらに、再組み立て性が向上することはいうまでもな
い。

【００３０】実施の形態１、２においては発熱体として
ＣＰＵを例として説明したが、他の発熱電子部品に適用
できることは言うまでもない。

【００３１】また、振動する放熱板の一例としてキーボ
ード入力による振動を説明したが、モータ駆動による振
動等であってもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、点検・
修理時にキーボード、放熱カバー、ＣＰＵ、配線基板等
を分解しても、熱伝導性グリスが露出せず、作業者の手
や衣服に熱伝導性グリスが付着して作業能率を低下させ
ることがなく、かつ熱伝導性グリスによって振動運動を
吸収することができるので信頼性がよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における放熱構造を示す
断面図

【図２】本発明の一実施の形態における放熱構造を示す
断面図

【図３】従来例の形態による放熱構造を示す断面図

【符号の説明】

１ 発熱体（ＣＰＵ） ２ 配線基板 ６ キーボード ７ キーボード基板 ８ 熱伝導性グリス １０ シート １３ 窪み Ｇ 隙間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 哲幸 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5E322 AA11 AB06 AB11 EA11 FA04 FA05 FA06 5F036 AA01 BB21

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発熱体と、振動運動する放熱板と、前記発
   熱体と前記放熱板とが対向して配置されて形成された隙
   間と、前記隙間に充填された熱伝導性グリスとよりな
   り、前記発熱体と前記熱伝導性グリスとの間、または前
   記放熱板と前記熱伝導性グリスとの間にフィルム状のシ
   ートで仕切りを設けたことを特徴とする放熱構造。
2. 【請求項２】シートの厚さが５μｍ〜５０μｍであるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の放熱構造体。
3. 【請求項３】放熱板が、発熱体と対向する面に熱伝導性
   グリスを保持するための窪みを有することを特徴とする
   請求項２に記載の放熱構造体。
4. 【請求項４】放熱板周辺部を接着層、または粘着層を介
   して前記放熱板とシートとを密着することを特徴とする
   請求項２に記載の放熱構造体。