JP2004288830A

JP2004288830A - 電子機器の熱伝導構造

Info

Publication number: JP2004288830A
Application number: JP2003078304A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Nakagawa; 信雄中川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-03-20
Filing date: 2003-03-20
Publication date: 2004-10-14

Abstract

【課題】電気部品の発熱を基板フレームまたはカバー部材に伝導させることができると共に、振動による電気部品の破壊や熱伝導系統の破壊を防止することが可能で、熱伝導性能および耐振性能に優れた電子機器の熱伝導構造を得ることにある。
【解決手段】電気部品３が実装された基板２を収納してカバー部材４で密閉されて基板２への外的影響を防止する基板フレーム１と、前記電気部品３の発熱を前記基板フレーム１またはカバー部材２に伝導させる熱伝導部材とを備えた電子機器の熱伝導構造において、電気部品３上にシリコン材５を介して実装された第１の熱伝導板６と、この熱伝導板６に接続された熱伝導性のフレキシブル部材からなる振動吸収部材７と、この振動吸収部材７に接続され且つ前記基板フレーム１またはカバー部材４に接続された第２の熱伝導板８とを備えたものである。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、特に宇宙用電子機器やロケット用電子機器などの密閉型電子機器において、熱伝導対策および振動対策が強く要求される電子機器の熱伝導構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の分野における電子機器の熱伝導構造としては、アルミまたは銅の熱伝導板を電気部品上に接着し、その熱伝導板を延長する形で基板フレームに接着する構成としているのが一般的である。また、特許文献１および特許文献２には発熱対策を施した電子機器の熱伝導構造が開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示された電子機器の熱伝導構造では、基板フレームのカバー部材となるシールド板の一部を曲げて部品の高さよりも多少低くなるようにして部品との接触部をタイトに接触させることで熱伝導性を確保する構成としたり、前記シールド板の部品に位置する部分を絞り加工で形成して部品の上部に接触させる構成としている。
【０００４】
また、特許文献２に開示された電子機器の熱伝導構造では、ばね部材で部品の発熱をシールド板に熱伝導させるべく、そのばね部材の反発力を利用して前記シールド板と部品との間に圧着させた構成としている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３２４９８９公報
【特許文献２】
特開平８−１８２６３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電子機器の熱伝導構造は以上のように構成されているので、特許文献１の場合、シールド板の一部が部品にタイトに接触するため、部品に圧力がかかるという課題があった。特にこの種の利用分野においては、振動対策が重要であるにもかかわらず、特許文献１では、シールド板の振動によって部品の接触面にかなりの圧力がかかるため、部品の破壊や部品実装基板の破壊を招くという課題があった。
【０００７】
特許文献２の場合は、特許文献１に比べて振動をばね部材で吸収できる利点はあるが、この種の分野における振動は地上の一般的な振動とは異なり、ロケット打ち上げ時には、ランダムな振動が全方向にわたって数Ｇ以上となるため、ばね部材の共振などによって部品に圧力がかかり、部品が破壊するという課題があった。また熱伝導を高めるためには、ばね部材の断面積を広げる必要があるが、その断面積を広げるとばね部材の反発力が大きくなるため、前記部品には益々大きな力がかかるという課題があった。
【０００８】
以上のように特許文献１および特許文献２のそれぞれに開示された電子機器の熱伝導構造は、いずれも電気部品からの発熱を基板フレームやカバー部材（シールド板）に伝導させる熱伝導部品が振動時に電気部品に大きな圧力が作用するため、電気部品が破壊するという課題があった。
【０００９】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、電気部品の発熱を基板フレームまたはカバー部材に伝導させることができると共に、振動による電気部品の破壊や熱伝導系統の破壊を防止することが可能で、熱伝導性能および耐振性能に優れた電子機器の熱伝導構造を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電子機器の熱伝導構造は、電子機器の基板と、この基板を収納してカバー部材で密閉され前記基板への外的影響を防止する基板フレームと、前記基板に実装された電気部品と、この電気部品の発熱を前記基板フレームまたは前記カバー部材に伝導させる熱伝導部材とを備えた電子機器の熱伝導構造において、前記電気部品上にシリコン材を介して搭載された第１の熱伝導板と、この熱伝導板に接続された熱伝導性のフレキシブル部材からなる振動吸収部材と、この振動吸収部材に接続され且つ前記基板フレームまたは前記カバー部材に接続固定された第２の熱伝導板とを備えたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による熱伝導構造を備えた電子機器をカバー分離状態で示す斜視図、図２は図１の要部を拡大して示す分解斜視図、図３は図１の電子機器の組立状態を示す斜視図、図４は図３の縦断側面図である。
この実施の形態１による電子機器は、ケース状の基板フレーム１と、この基板フレーム１内に収められた基板２と、この基板２上に実装された電気部品３と、前記基板フレーム１を密閉して前記基板２への外的影響を前記基板フレーム１とで防止するカバー部材４とを備えている。
【００１２】
前記電気部品３上にはシリコン材５を介して第１の熱伝導板（第１の熱伝導部材）６が一体的に結合されている。ここで、前記シリコン材５は熱伝導性を高めるシリコン接着剤であり、そのシリコン接着剤により前記電気部品３上に第１の熱伝導板６が接着されており、該接着後の前記シリコン接着剤が硬化して前記電気部品３と第１の熱伝導板６との間に介在する熱伝導性が高い振動吸収性のシリコン材５となるものである。また、第１の熱伝導板６の部分的縁部には半田付け等による結合部位Ａで熱伝導性のフレキシブル部材からなる屈曲自在で伸縮自在な振動吸収部材７が一体的に接続されている。
【００１３】
その振動吸収部材７として、この実施の形態１では蛇腹形状の熱伝導箔を適用している。このような蛇腹形状の熱伝導箔からなる振動吸収部材７は伸縮性を有しており、その伸縮方向の先端には半田付け等による結合部位Ｂで第２の熱伝導板（第２の熱伝導部材）８が一体的に接続されている。なお、前記第１および第２の熱伝導板６，８は、例えばアルミや銅などの材質からなり、これと同様にして、前記振動吸収部材７は、例えばアルミ箔や銅箔などの熱伝導性が高い材質で構成されている。そして、前記第２の熱伝導板８は前記カバー部材４に止着されている。その止着手段として、図示例では、ボルト９とナット１０により行っているが、カバー部材４に第２の熱伝導板８を一体的に結合できる止着手段であればよい。また、前記第２の熱伝導板８は、基板フレーム１に止着してもよい。
【００１４】
次に、上記実施の形態１による電子機器の組立について説明する。
まず、基板フレーム１にセット前の基板２上に電気部品３を実装する。次いで、その基板２を前記基板フレーム１内に取り付け固定する。その基板フレーム１を取り付け対象物体に実装の後、蛇腹形状の振動吸収部材７および第２の熱伝導板８が既に一体的に接続されている第１の熱伝導板６を前記基板２上の電気部品３に実装する。この場合、第１の熱伝導板６は、図２に示すようにシリコン材５を用いて電気部品３の上面に接着する。その後、図３および図４に示すようにカバー部材４を基板フレーム１の開口端に実装する。この際、カバー部材４には前記第２の熱伝導板８がねじ止め手段（ボルト９，ナット１０）で止着される。これにより、前記基板フレーム１はカバー部材４で密閉される。したがって、基板フレーム１内の基板２は外的影響が防止される。
【００１５】
次に動作について説明する。
電気部品３からの発熱は、シリコン材５を介して第１の熱伝導板６に伝導された後、図４中の矢印で示すように、振動吸収部材７から第２の熱伝導板８を経てカバー部材４に伝導され、そのカバー部材４から外部に放熱される。そして、基板フレーム１およびカバー部材４等が振動を受けると、その振動は、フレキシブルな蛇腹形状の振動吸収部材７によって吸収される。これにより、電気部品３の熱伝導系統や電気部品３が振動で破壊するようなことがなくなる。
【００１６】
以上説明した実施の形態１によれば、基板２に実装された電気部品３上にシリコン材５で第１の熱伝導板６を接着し、この第１の熱伝導板６と、基板フレーム１のカバー部材４または基板フレーム４に止着する第２の熱伝導板８とを蛇腹形状の振動吸収部材７で一体的に接続するように構成したので、電気部品３の発熱をシリコン材５の接着面から第１の熱伝導板６と振動吸収部材７および第２の熱伝導板８を経由してカバー部材４もしくは基板フレーム１から放熱させることができ、良好な熱伝導（放熱）性能を得ることができるという効果がある。しかも、蛇腹形状の振動吸収部材７によって振動に対する十分なフレキシブル特性を得ることができ、このため、電気部品３の熱伝導系統および電気部品３が振動で破壊するのを防止することが可能となり、上述のように熱伝導性能が良好で耐振性能に優れた電子機器を得ることができるという効果がある。
【００１７】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２による電子機器の熱伝導構造を示す斜視図であり、図１から図４との同一部分には同一符号を付して説明する。
この実施の形態２では、上記実施の形態１による振動吸収部材７と第２の熱伝導板８の熱伝導性能および耐振強度をさらに高める構造としたものである。
すなわち、この実施の形態１による振動吸収部材７および第２の熱伝導板８は、それぞれ蛇腹形状をなして平行する２枚の熱伝導箔７ａ，７ｂおよび８ａ，８ｂと、それらの熱伝導箔７ａ，７ｂ間および８ａ，８ｂ間に介在されて各熱伝導箔７ａ，７ｂ相互および８ａ，８ｂ相互を接着しているフレキシブルな粘着性のシリコン材１１とからなる一体化構成としたものである。
【００１８】
このような構成の実施の形態２によれば、振動吸収部材７および第２の熱伝導板８がそれぞれ２枚の熱伝導箔７ａ，７ｂおよび８ａ，８ｂによる二重構造となっており、しかも、それらの熱伝導箔７ａ，７ｂ間および８ａ，８ｂ間には硬化後も弾力性を保つシリコン材１１を介在させたことにより、前記振動吸収部材７および第２の熱伝導板８の熱伝導面積が拡大して熱伝導性能をさらに高めることができるという効果がある。また、振動に対しては、前記各熱伝導箔７ａ，７ｂおよび８ａ，８ｂが互いに平行する蛇腹形状をなし、それらの間に介在させたシリコン材１１によってフレキシブルな前記各熱伝導箔７ａ，７ｂおよび８ａ，８ｂが一種のゴムのような弾力性を保つため、上記実施の形態１の場合と同様に振動を吸収することができると共に、振動吸収部材７および第２の熱伝導板８の強度が大きくなるという効果がある。
【００１９】
実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３による電子機器の熱伝導構造を示す斜視図である。この実施の形態３では、上記実施の形態１による蛇腹形状の振動吸収部材７に代わる振動吸収部材としてリボン形状の熱伝導箔１２を適用し、この熱伝導箔１２を両サイド（第１および第２）の熱伝導板６，８に半田付け等で一体的に接続したものである。
このような構成とした実施の形態３にあっても、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、電気部品が実装された基板を基板フレーム内に収め、その基板フレームをカバー部材で密閉して前記基板への外的影響を防止する電子機器の熱伝導構造において、前記電気部品上にシリコン材を介して第１の熱伝導板を実装し、この熱伝導板に熱伝導性のフレキシブル部材からなる振動吸収部材を接続すると共に、その振動吸収部材と前記基板フレームまたは前記カバー部材とを第２の熱伝導板で接続するように構成したので、前記電気部品の発熱をシリコン材から第１の熱伝導板と振動吸収部材および第２の熱伝導板を経由してカバー部材もしくは基板フレームから放熱させることができ、良好な熱伝導性能を得ることができるという効果がある。しかも、前記振動吸収部材は振動に対する十分なフレキシブル特性を有するので、振動による電気部品の破壊や熱伝導系統の破壊を防止することが可能となり、上述のように熱伝導性能が良好で耐振性能に優れた電子機器を得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による熱伝導構造を備えた電子機器をカバー分離状態で示す斜視図である。
【図２】図１の要部を拡大して示す分解斜視図である。
【図３】図１の電子機器の組立状態を示す斜視図である。
【図４】図３の縦断側面図である。
【図５】この発明の実施の形態２による電子機器の熱伝導構造を示す斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態３による電子機器の熱伝導構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
１基板フレーム、２基板、３電気部品、４カバー部材、５シリコン材、６第１の熱伝導板（第１の熱伝導部材）、７振動吸収部材、７ａ，７ｂ２枚の熱伝導箔、８第２の熱伝導板（第２の熱伝導部材）、８ａ，８ｂ２枚の熱伝導箔、９ボルト、１０ナット、１１シリコン材、１２熱伝導箔。

Claims

電子機器の基板と、この基板を収納してカバー部材で密閉され前記基板への外的影響を防止する基板フレームと、前記基板に実装された電気部品と、この電気部品の発熱を前記基板フレームまたは前記カバー部材に伝導させる熱伝導部材とを備えた電子機器の熱伝導構造において、
前記電気部品上にシリコン材を介して実装された第１の熱伝導板と、この熱伝導板に接続された熱伝導性のフレキシブル部材からなる振動吸収部材と、この振動吸収部材に接続され且つ前記基板フレームまたは前記カバー部材に接続固定された第２の熱伝導板とを備えたことを特徴とする電子機器の熱伝導構造。
振動吸収部材は、蛇腹形状の熱伝導箔からなっていることを特徴とする請求項１記載の電子機器の熱伝導構造。
振動吸収部材は、平行する２枚の熱伝導箔と、これらの熱伝導箔相互間に介在させたフレキシブルな粘着性のシリコン材とからなっていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電子機器の熱伝導構造。
振動吸収部材は、リボン形状の熱伝導箔からなっていることを特徴とする請求項１記載の電子機器の熱伝導構造。