JP2006245025A - 電子機器の放熱構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 筐体内部の発熱部材から生じる熱を効率的に筐体外部に放熱する電子機器の放熱構造を提供する。
【解決手段】 筐体２２内部の発熱部材１８から生じる熱を筐体２２外部に放熱する電子機器１０の放熱構造において、回路素子と一体化して形成された放熱基板１２と発熱部材１８とを熱的に接続させ、放熱基板１２を筐体２２外部に露出する位置に設ける。発熱部材１８が発生した熱は、発熱部材１８から接触部２６を通じて放熱基板１２に伝導され、回路素子の発生した熱とともに露出面２４から筐体の外部に放熱される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、放熱技術に関し、特に電子機器の放熱技術に関する。

近年、携帯電話等の電子機器は、ますます高性能、高機能化してきているが、これに伴い機器内部で使用する電子部品の消費電力も増加する傾向にある。特に、高度な画像処理を行う高性能ＬＳＩ等は消費電力が大きく、また、こうした電子部品に電力を供給する電池ユニットの発熱量も増大している。

従来、電子機器の放熱対策としては、金属製のヒートシンクやファンを用いた放熱構造がとられてきたが、携帯電話等の電子機器は小型化の要求が強いため、スペース的な制約があり、十分な放熱構造をとることが難しいという問題があった。

特許文献１では、冷却装置を設置することが困難な携帯型通信端末の放熱構造として、筐体内部に実装された電子部品の表面に筐体の外部に延設された放熱部を設ける放熱構造が提案されている。
特開２００１−２３０５７８号公報

しかしながら、特許文献１の放熱構造では、輻射熱を考慮する必要があるため、部品配置に制約がある。また、電子部品から放熱部まで延設部を有しているため、筐体の小型化に限界がある。さらに、延設部からの輻射熱により、筐体内へ熱が逆流し、放熱効率が悪いという問題がある。

そこで、本発明は筐体内部の発熱部材から生じる熱を効率的に筐体外部に放熱する電子機器の放熱構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の電子機器の放熱構造は、筐体内部の発熱部材から生じる熱を筐体外部に放熱する電子機器の放熱構造であって、回路素子と一体化して形成された放熱基板と前記発熱部材とを熱的に接続させ、放熱基板を筐体外部に露出する位置に設けることを特徴とする。

この態様によると、発熱部材で発生した熱は、発熱部材から放熱基板に伝導され、放熱基板において回路素子で発生した熱とともに露出面から筐体の外部に放熱される。また、発熱部材用に別途放熱板を設置する必要がなくなるため、電子機器の低コスト化および小型化に有効である。

本発明によれば、筐体内部の発熱部材から生じる熱を効率的に筐体外部に放熱する電子機器の放熱構造を提供することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態にかかる電子機器の放熱構造の構成を示す断面図である。図１に示すように、電子機器１０の筐体２２内部には、プリント基板１６、放熱基板１２と回路部３２とが一体化した回路装置２０、発熱部材１８が設けられる。回路装置２０は、放熱基板１２の反対側の面に設けられたはんだを介してプリント基板１６と電気的に接続される。

図２は、回路装置の構成を示す断面図である。図２において矢印は熱の流れを示す。回路装置２０は、放熱基板１２上に回路部３２を形成することによって一体化して構成される。回路部３２は、回路素子１４と、回路素子１４を覆う絶縁層３０と、はんだ２８とを備える。回路素子１４は、能動素子および受動素子を含む。絶縁層３０は、回路素子１４間や、回路素子１４とはんだ２８とを電気的に接続する導電領域を備える。放熱基板１２は、例えば銅やアルミニウム等の熱伝導性の優れた金属部材であってよい。

図２に示すように、放熱基板１２に一体化して形成された回路素子１４で発生した熱は、放熱基板１２に伝導して放熱されるため、回路素子１４の温度上昇を抑えることができる。

図１に示すように、回路装置２０の放熱基板１２は、回路部３２が形成される面と反対側の面が、筐体２２の外部に露出される。以下、筐体２２の外部に露出した面を露出面２４と呼ぶ。放熱基板１２の露出面２４には、筐体２２との境界が目立たないように表面研磨が施されてもよい。また、放熱基板１２の露出面２４には、筐体２２との境界が目立たないように塗装等の表面処理が施されてもよい。なお、塗装等の表面処理としては、例えば、放熱基板１２の露出面２４に、アクリル系樹脂をスプレーコーティングすることにより約２〜１５μｍ程度の塗装膜を設ける方法が用いられる。

発熱部材１８と放熱基板１２は互いに一部が接触する位置に設けられることにより、熱的に接続される。なお、熱的に接続するとは、発熱部材１８と放熱基板１２との間で熱伝導が可能な状態になることをいう。接触面積は、熱の伝導効率を高めるため、広くとることが望ましい。発熱部材１８と放熱基板１２の固定は、振動等の衝撃により接触部２６が離れることがないように、金具等で固定する方法や、筐体２２によって押さえつけることによって固定する方法が用いられる。

放熱基板１２と発熱部材１８と間には熱伝導性が優れた樹脂や接着剤を挟んでもよい。この場合は、熱の伝導効率を保ちつつ、振動等の衝撃により接触部２６が離れる可能性を低くすることができ、また金具等の締め付けによる圧力を緩和することができる。

図３は、本実施形態にかかる放熱構造の放熱作用を示す図である。図３において、矢印は熱の流れを示す。図３に示すように、発熱部材１８で発生した熱は、発熱部材１８と熱的に接続された放熱基板１２に伝導される。放熱基板１２と発熱部材１８と間に熱伝導性が優れた樹脂や接着剤を挟んだ場合には、これらの部材を介して熱が伝導される。

発熱部材１８から放熱基板１２に伝導した熱と、回路素子１４で発生した熱は、放熱基板１２から筐体２２の外部に放熱される。放熱基板１２の露出面２４は、筐体２２の外部に露出しているため、筐体２２内部に熱が籠もることがなく、効率的に筐体２２の外部に放熱することができる。

上記の放熱作用により、発熱部材１８周辺の温度上昇を抑えることができる。これにより、発熱部材１８の近傍まで他の電子部品を配置することができ、電子部品の高密度実装が可能となる。また、発熱部材１８と放熱基板１２が直接、熱的に接続されているので、放熱効率が良く、電子機器１０の小型化に有効である。さらに、発熱部材１８用に別途放熱板を設置する必要がなくなるため、電子機器１０の低コスト化および小型化に有効である。

特に、多数の機能を集積化した大規模な回路部３２に対して本発明にかかる放熱構造を適用した場合には、回路部３２の実装面積と同等の面積を有する放熱基板１２を設けることができるので、放熱効率の改善効果が大きい。

発熱部材１８は、電池ユニットであってよい。携帯電話等の小型電子機器において、電池ユニットが筐体内で占める体積は非常に大きいので、本発明の実施形態にかかる放熱構造を適用することで、電子部品の実装可能領域を大幅に増やすことができる。

また、電池ユニットに対して本発明の実施形態にかかる放熱構造を適用した場合は、電池の放電寿命が延び、電子機器の長時間動作が可能となる。なお、発熱部材１８は、発熱量の大きいスピーカアンプ等の回路素子や、液晶駆動用回路部等であってもよい。

図４は、回路装置の変形例の構成を示す断面図である。図４において矢印は熱の流れを示す。回路装置５０は、放熱基板５４上に回路部５８を形成することによって一体化して構成される。回路部５８は、絶縁層５６と、回路素子５２と、電極６０とを備える。回路素子５２は、能動素子および受動素子を含む。絶縁層５６は、回路素子５２間や、回路素子５２と電極６０とを電気的に接続する導電領域を備える。

絶縁層５６は、回路素子５２の放熱効率を高めるために、熱伝導性フィラーを添加した材料を用いてもよい。放熱基板５４は、例えば銅やアルミニウム等の熱伝導性の優れた金属部材であってよい。回路装置５０は、電極６０を介してプリント基板と電気的に接続される。

図４に示すように、回路素子５２で発生した熱は、絶縁層５６から放熱基板５４に伝導して放熱されるため、回路素子５２の温度上昇を抑えることができる。図１に示す電子機器１０において、回路装置２０を図４に示す回路装置５０に置き換えた場合においても、発熱部材１８から放熱基板５４に伝導した熱と、回路素子５２で発生した熱とを、効率的に筐体の外部に放熱することができる。

本発明の実施形態にかかる電子機器の放熱構造の構成を示す断面図である。 回路装置の構成を示す断面図である。 本実施形態にかかる放熱構造の放熱作用を示す図である。 回路装置の変形例の構成を示す断面図である。

符号の説明

１０ 電子機器、 １２ 放熱基板、 １４ 回路素子、 １６ プリント基板、 １８ 発熱部材、 ２０ 回路装置、 ２２ 筐体、 ２４ 露出面、 ２６ 接触部、 ２８ はんだ、 ３０ 絶縁層、 ３２ 回路部。

Claims (4)

1. 筐体内部の発熱部材から生じる熱を筐体外部に放熱する電子機器の放熱構造であって、
   回路素子と一体化して形成された放熱基板と、前記発熱部材とを熱的に接続させ、
   前記放熱基板を筐体外部に露出する位置に設けること、
   を特徴とする電子機器の放熱構造。
2. 前記放熱基板は、金属部材で形成されることを特徴とする請求項１に記載の電子機器の放熱構造。
3. 前記放熱基板と前記発熱部材が熱伝導性部材を介して熱的に接続することを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器の放熱構造。
4. 前記発熱部材は、電池ユニットであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の電子機器の放熱構造。

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