JP2005142350A - 電子部品の放熱構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 製造の手間及び時間を低減すると共に、放熱を効率的に行う。
【解決手段】 基板２に取り付けられた発熱性の電子部品３の熱を、基板２や電子部品３等を収容する金属製の筐体４に伝熱して放熱する電子部品の放熱構造１において、筐体４に、電子部品３の上端面５に弾性的に押し付けられる伝熱部６をプレス加工にて一体的に窪ませて形成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、基板に取り付けられた発熱性の電子部品の熱を、基板や電子部品等を収容する金属製の筐体に伝熱して放熱する電子部品の放熱構造に関するものである。

例えば光伝送モジュールのように、金属製の筐体内に、基板やこの基板に取り付けられた電子部品（光部品やＩＣ等）を収容する場合、電子部品が発熱するので、この熱を外部に放熱する必要がある。

従来、電子部品の熱を放熱するに際しては、電子部品と筐体との間に、シリコーンオイルコンパウンド等の放熱グリスにて形成された放熱シートを介設して、熱を電子部品から放熱シートを介して筐体へと伝熱し、外部へ放熱するようになっていた。

しかし、放熱シートは、熱伝導率が悪く、且つ弾性力が少ないために筐体や電子部品の取付誤差等の機械的な誤差を充分に吸収できない。そのため、放熱シートと筐体間に隙間ができる等して、放熱性が悪く、電子部品に熱こもり現象が生じる問題があった。

そこで上記問題を解決するために、図１３に示すように、電子部品７１に昇温時の熱変形により膨張・変形して筐体７２に接触する感熱変形体７３を設け、電子部品７１の熱を筐体７２に逃がして放熱するようにした放熱構造７４があった（例えば特許文献１参照）。

上記構造によれば、筐体７２や電子部品７１の取付誤差を吸収することが可能となり、熱こもり現象が発生せず、効率的な放熱が可能となる。

特開２００２−１２４２２４号公報

しかしながら、上述の放熱構造７４では、従来の放熱シートを設ける構造と同様に電子部品７１と筐体７２間に伝熱用部材（感熱変形体７３）を別部材として設けなければならないので、その取付け・製造に手間及び時間を要するといった問題があった。

そこで本発明は、上記課題を解決すべく案出されたものであり、その目的は、製造の手間及び時間を低減できると共に、放熱を効率的に行うことができる電子部品の放熱構造を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、基板に取り付けられた発熱性の電子部品の熱を、上記基板や電子部品等を収容する金属製の筐体に伝熱して放熱する電子部品の放熱構造において、上記筐体に、上記電子部品の上端面に弾性的に押し付けられる伝熱部をプレス加工にて一体的に窪ませて形成したものである。

そして、上記伝熱部が傾斜して形成され、その伝熱部が上記電子部品の上端面に押圧されることで変形してその上端面に面接触するものが好ましい。

また、上記伝熱部は、平面視矩形状に形成され、そのうち三辺が上記筐体から切断され残りの一辺が上記筐体に接続されて片持ち支持されたものが好ましい。

さらに、上記伝熱部は、平面視矩形状に形成され、そのうち向かい合う二辺が上記筐体から切断され残りの二辺が上記筐体に接続されて両端が支持されたものであってもよい。

また、上記伝熱部が、一の上記電子部品の上端面に対して複数形成されたものが好ましい。

さらに、上記伝熱部の上部に、導電性材料を上記筐体と面一となるように充填したものが好ましい。

本発明によれば、製造の手間及び時間を低減できると共に、放熱を効率的に行うことができるといった優れた効果を発揮する。

以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１は本発明に係る電子部品の放熱構造の好適な第一の実施の形態を示した断面図、図２は本発明に係る電子部品の放熱構造の装着状態を示した断面図、図３は本発明に係る電子部品の放熱構造の好適な第一の実施の形態を示した斜視図である。

本実施の形態に係る電子部品の放熱構造は、大都市圏の通信網や高速ルータ網で用いられる光伝送モジュール等に適用されるものである。

図示するように、かかる電子部品の放熱構造１は、基板２に取り付けられた発熱性の電子部品（光部品やＩＣ等）３の熱を、筐体４に伝熱して放熱するように構成されている。筐体４は、例えば厚さ０．６ｍｍ程度の金属板にて形成されており、基板２や電子部品３等を収容すべくこれらを囲繞して設けられている。基板２の上方の筐体４は、基板２に取り付けられた電子部品３の上端面５と所定の間隔を隔てて配置されている。

ところで、かかる電子部品の放熱構造１は、筐体４に、電子部品３の上端面５に弾性的に押し付けられる伝熱部６をプレス加工にて一体的に窪ませて形成したことを特徴とする。

伝熱部６は、平面視矩形状に形成され、そのうち三辺が筐体４から切断され、残りの一辺が筐体４に接続されて片持ち支持されるように形成されている。伝熱部６は、筐体４に繋がる連結部７と、電子部品３に当接する当接部８とから構成されている。連結部７は、筐体４から鈍角に折り曲げられている。連結部７の先端に繋がる当接部８は、電子部品３の上端面５と略同形の平面状に形成され、その先端部が下側（基板２側）に向くように傾斜して配置されている。当接部８の基端側は、筐体４を装着した際に、基板２の上端面５と同等の高さとなるように形成されている。

伝熱部６の上部には、導電性材料９が筐体４と面一となるように充填されている。導電性材料９は、粘性を有する材料からなり、筐体４の伝熱部６周囲に形成された開口部１１を覆うように充填されている。

上記構成によれば、当接部８は、筐体４を基板２の上部に装着する際に、その先端部が電子部品３の上端面５に押し上げられて、当接部８はその基端部を中心に上方へと回動し、最終的に電子部品３の上端面５に対して平行となり、電子部品３の上端面５に面接触することとなる。このとき、当接部８は、伝熱部６のバネ力に抗して押し上げられるので、電子部品３に対して若干の力で押圧しながら当接することとなる。これによって、筐体４や電子部品３の取付誤差が発生しても、これを吸収して、伝熱部６を電子部品３に確実に当接させることができ、放熱効率を低下させることはない。

また、伝熱部６は、筐体４と一体的に金属板にて形成されているので、伝熱性が高く、効率的な放熱を行うことができる。

さらに、上記構成によれば、伝熱部６をプレス加工で筐体４と一体的に形成しているので、伝熱部６を別部材として形成して取り付ける必要はなく、製造の手間及び時間を低減できると共に、製造コストの削減も達成できる。これは、取り付ける電子部品３の個数が多いほど顕著に現れる。また、伝熱部６が機械的なバネ構造となり、弾性を持たせているので、その構成が単純であり、製造も容易となる。

また、伝熱部６の上部に導電性材料９を充填したことによって、筐体４に形成された開口部１１を覆うことができるので、光伝送モジュール内部から、電磁波が外部に漏れるのを防止できる。

図４は本発明に係る電子部品の放熱構造の好適な第二の実施の形態を示した斜視図である。

かかる電子部品の放熱構造１５は、伝熱部１６が、一の電子部品（図示せず）の上端面に対して複数（本実施の形態では縦５×横５の２５箇所）形成されている。各伝熱部１６は、図１乃至図３の伝熱部６と同様の構造であり、これを小さくしたものである。

このように、伝熱部１６を小さくして、一の電子部品の上部に複数配置したことによって、伝熱部１６の当接部８が電子部品を押し付ける応力が分散される。すなわち、上記構成によれば、万一筐体と電子部品の取付誤差が大きい場合であっても、各伝熱部１６で当接部８が電子部品にそれぞれ当接するので、電子部品は上端全面からバランスよく押圧され、電子部品に対して局部的に応力がかかることはない。

また、伝熱部１６の開口部１１の面積は、上述の伝熱部６よりも小さくなるので、導電性材料を充填しない場合で比較すると、電磁波の漏れを小さくすることができる。

なお、本実施の形態においても、伝熱部１６の上部に導電性材料（図示せず）を充填するようにしてもよい。

本実施の形態では、当接部８と電子部品との接触面積が低下するが、接触面積と伝熱量は比例しないので、接触面積の低下ほど伝熱量は低下しない。

図５は本発明に係る電子部品の放熱構造の好適な第三の実施の形態を示した断面図、図６は本発明に係る電子部品の放熱構造の装着状態を示した断面図、図７は本発明に係る電子部品の放熱構造の好適な第三の実施の形態を示した斜視図である。

かかる電子部品の放熱構造２５の伝熱部２６は、平面視矩形状に形成され、そのうち向かい合う二辺が筐体４から切断され、残りの二辺が筐体４に接続されて両端が支持されるように形成されている。伝熱部２６は、筐体４に繋がる一対の連結部２７と、電子部品３に当接する当接部２８とから構成されている。連結部２７は、筐体４から下方に湾曲して、略垂直に垂下している。連結部２７の垂直方向長さは、電子部品３の上端面５と筐体４間の距離と略同等の長さとなっている。当接部２８は、各連結部２７の下端間を架け渡されて一体に構成されている。当接部２８は、その中間部が下方に１ｍｍ程度弾性的に撓んで傾斜して形成されており、筐体４を装着した際に、電子部品３が、当接部２８をその中心側から相対的に押し上げるようになっている。

上記構成によれば、当接部２８は、筐体４を基板２の上部に装着する際に、その中間部から電子部品３の上端面５に当接して、当接部２８はその中間部より弾性的に押し上げられる。そして、最終的に電子部品３の上端面５に対して当接部２８全体が平行となり、電子部品３の上端面５に面接触することとなる。

このとき、当接部２８は、伝熱部２６のバネ力（撓み力）に抗して押し上げられるので、電子部品３に対して若干の力で押圧しながら当接することとなる。これによって、筐体４や電子部品３の取付誤差が発生しても、これを吸収して、伝熱部２６を電子部品３に確実に当接させることができる。従って、図１乃至図３の実施の形態と同様に、放熱効率を低下させることはなく、放熱を効率的に行うことができる。

また、製造の手間及び時間を低減できるといった作用効果も、図１乃至図３の実施の形態と同様に得ることができる。

さらに、図２のように伝熱部２６の上部に、開口部２９を塞ぐように導電性材料を充填すれば、光伝送モジュール内部から、電磁波が外部に漏れるのを防止できる。

図８は本発明に係る電子部品の放熱構造の好適な第四の実施の形態を示した斜視図である。なお、本図では、筐体の本体部は図示せず、伝熱部３６のみを図示している。

本実施の形態では、伝熱部３６の屈曲部分の外側に、溝３７が形成されている。溝３７は、伝熱部３６の幅方向に延出して形成され、筐体（図示せず）と連結部７間と、連結部７と当接部８間のそれぞれに形成されている。

溝３７は、伝熱部３６をプレス加工する型に突状部を形成して、プレスすることで一体的に形成される。

このように、伝熱部３６の屈曲部分に溝３７を形成したことによって、屈曲部分が曲がりやすくなり、連結部７及び当接部８が回動しやすくなるので、電子部品にかかる応力を低減することができる。

図９は本発明に係る電子部品の放熱構造の好適な第五の実施の形態を示した斜視図である。なお、本図では、筐体の本体部は図示せず、伝熱部４６のみを図示している。

本実施の形態では、伝熱部４６の当接部８の上面に、幅方向に延びる溝４７が所定ピッチで複数形成されている。この溝４７も図８の溝３７と同様に伝熱部４６をプレス加工する型に突状部を形成して、プレスすることで一体的に形成される。なお、本実施の形態においても、伝熱部４６の屈曲部分の外側に、溝３７が形成されている。

上記構成によれば、伝熱部４６の当接部８が溝４７の下部に薄板部４８を備えるので曲がりやすくなり、電子部品にかかる応力を低減できると共に、当接部８と電子部品との接触度を高めることができ、伝熱効率を向上させることができる。

図１０は本発明に係る電子部品の放熱構造の好適な第六の実施の形態を示した斜視図である。なお、本図では、筐体の本体部は図示せず、伝熱部５６のみを図示している。

本実施の形態では、伝熱部５６の当接部８に、その長さ方向に延びるスリット５７が所定ピッチで複数形成されており、当接部８が櫛状に形成されている。このスリット５７は、伝熱部５６をプレス加工する際に一体的に形成される。なお、本実施の形態においても、伝熱部５６の屈曲部分の外側に、溝３７が形成されている。

上記構成によれば、伝熱部５６の当接部８が、スリット５７間の複数の幅狭部５８にて構成されるので、各幅狭部５８が曲がりやすく、当接部８全体で曲げ応力が小さくなるため、電子部品にかかる応力を低減できると共に、当接部８と電子部品の接触度を高めることができ、伝熱効率を向上させることができる。

図１１及び図１２は本発明に係る電子部品の放熱構造の好適な第七の実施の形態を示した斜視図である。なお、本図では、筐体の本体部は図示せず、伝熱部６６のみを図示している。

本実施の形態では、伝熱部６６の当接部８に、電子部品の上端面と平行となるように屈曲された平板部６７が形成されている。この平板部６７は、平面視矩形状に形成され、そのうち三辺が当接部８から切断され、残りの一辺（当接部８の先端側の一辺）が当接部８に接続されて、当接部８に片持ち支持されるように形成されている。

なお、本実施の形態においても、伝熱部６６の屈曲部分の外側に、溝３７が形成されている。

上記構成によれば、伝熱部６６の当接部８に、電子部品の上端面に平行な平板部６７を形成したことによって、筐体と電子部品間の距離が大きい場合であっても、電子部品と平板部６７とは面接触することができる。従って、電子部品と当接部８との接触面積を大きく確保することができ、伝熱効率を確保することができる。

また、筐体の取付時には、当接部８が電子部品によって相対的に押し上げられるが、このとき、当接部８は、平板部６７を形成したことによって、平板部６７両側の幅狭部６８で接続されているので、曲がりやすくなり、電子部品にかかる応力を低減できる。

なお、上述の図８乃至図１２に示した実施の形態では、伝熱部３６、４６、５６、６６が片持ち支持形状である形態について説明したが、図５乃至図７に示すような両端が支持された形態の伝熱部２６に適用できるのは勿論である。

本発明に係る電子部品の放熱構造の好適な第一の実施の形態を示した断面図である。 本発明に係る電子部品の放熱構造の装着状態を示した断面図である。 本発明に係る電子部品の放熱構造の好適な第一の実施の形態を示した斜視図である。 本発明に係る電子部品の放熱構造の好適な第二の実施の形態を示した斜視図である。 本発明に係る電子部品の放熱構造の好適な第三の実施の形態を示した断面図である。 本発明に係る電子部品の放熱構造の装着状態を示した断面図である。 本発明に係る電子部品の放熱構造の好適な第三の実施の形態を示した斜視図である。 本発明に係る電子部品の放熱構造の好適な第四の実施の形態を示した斜視図である。 本発明に係る電子部品の放熱構造の好適な第五の実施の形態を示した斜視図である。 本発明に係る電子部品の放熱構造の好適な第六の実施の形態を示した斜視図である。 本発明に係る電子部品の放熱構造の好適な第七の実施の形態を示した斜視図である。 本発明に係る電子部品の放熱構造の好適な第七の実施の形態を示した斜視図である。 従来の電子部品の放熱構造を示した断面図である。

符号の説明

１ 電子部品の放熱構造
２ 基板
３ 電子部品
４ 筐体
５ （電子部品の）上端面
６ 伝熱部
９ 導電性材料
１６ 伝熱部
２６ 伝熱部
３６ 伝熱部
４６ 伝熱部
５６ 伝熱部
６６ 伝熱部

Claims (6)

1. 基板に取り付けられた発熱性の電子部品の熱を、上記基板や電子部品等を収容する金属製の筐体に伝熱して放熱する電子部品の放熱構造において、上記筐体に、上記電子部品の上端面に弾性的に押し付けられる伝熱部をプレス加工にて一体的に窪ませて形成したことを特徴とする電子部品の放熱構造。
2. 上記伝熱部が傾斜して形成され、その伝熱部が上記電子部品の上端面に押圧されることで変形してその上端面に面接触する請求項１記載の電子部品の放熱構造。
3. 上記伝熱部は、平面視矩形状に形成され、そのうち三辺が上記筐体から切断され残りの一辺が上記筐体に接続されて片持ち支持された請求項１又は２記載の電子部品の放熱構造。
4. 上記伝熱部は、平面視矩形状に形成され、そのうち向かい合う二辺が上記筐体から切断され残りの二辺が上記筐体に接続されて両端が支持された請求項１又は２記載の電子部品の放熱構造。
5. 上記伝熱部が、一の上記電子部品の上端面に対して複数形成された請求項１から４いずれかに記載の電子部品の放熱構造。
6. 上記伝熱部の上部に、導電性材料を上記筐体と面一となるように充填した請求項１から５いずれかに記載の電子部品の放熱構造。
   

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