JP2007194291A - 基板への放熱板の取り付け構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】極めて容易に放熱板を基板に取り付けたり、取り外したりすることができる基板への放熱板の取り付け構造を提供する。
【解決手段】配線基板1の縁に第1欠落部と第2欠落部とが形成され、放熱板3に第1屈曲部31と第2屈曲部32とが形成されている。第1屈曲部31には、第1欠落部の両側壁に係合する一対の第3欠落部と第4欠落部とが形成される。一方、第2屈曲部32には、第2欠落部の一方の側壁に係合する第5欠落部と第2屈曲部32の他方の側壁に当接する突起部とが形成される。そして、放熱板3が発熱部品であるパワーICに接触した状態で、第3欠落部と第4欠落部とが第1欠落部の両側壁に係合し、さらに、第5欠落部が第2欠落部の一方の側壁に係合され、突起部が第2欠落部の他方の側壁に当接させる。
【選択図】図1

Description

本発明は、発熱部品が一面に設けられた基板への放熱板の取り付け構造に関し、より具体的には、極めて容易に放熱板を基板に取り付けたり、取り外したりすることができる取り付け構造に関する。
近年の集積回路(IC)の高集積化に伴って、複数の機能ブロックを1チップに搭載した1チップICなどが実用化されている。ICを高集積化することによって、アセンブリー工程の大幅な短縮、またダウンサイジングなどが極めて容易となる。ところが、高集積化の結果としてICの熱が集中することから、効率的な放熱機構が必要である。
特許文献1には、パワーICなどの発熱部品が放熱板及び金具をプリント配線基板へ取り付けた状態でネジ止めされた構成のIC放熱板取付装置が開示されている。このようなIC放熱板取付装置によれば、発熱部品が放熱板に密着させられるので、パワーICで発生する熱を放熱することができる。
しかしながら、発熱部品と放熱板とをネジによって固定する必要があることから、取り付け作業に時間を要し、製造効率が悪いという問題があった。そこで、ネジを用いずに、放熱板を基板に固定する種々の技術が提案されている。
特許文献2には、放熱板にプリント回路基板表面に略直交する少なくとも1つの脚部を形成し、プリント回路基板に放熱板の脚部の少なくとも一部分が貫通する第1係合溝を形成し、プリント回路基板の少なくともいずれか一方の面で、かつ第1係合溝に隣接する部分に半田付けランドを形成し、放熱板の脚部の少なくとも一部分を第1係合溝に貫通させた状態で脚部と半田付けランドとを半田付けすることにより、放熱板をプリント回路基板へ取り付ける技術が開示されている。このような構造とすることにより、放熱板とプリント回路基板とが半田付けにより固定されるので、リサイクル装置により放熱板とプリント回路基板とを分離することが可能となる。
また、特許文献3には、電子部品を取り付ける取付部と、取付部の少なくとも三方向から突出され先端に爪部が形成された弾性を有する脚部とを有し、爪部に対応させて切欠きが形成されたプリント配線板に爪部が係合させられてプリント配線板に取り付ける技術が開示されている。このような構造とすることにより、爪部をプリント配線板の切欠部に係合させるだけで取付部に設けられた電子部品をプリント配線板の所定位置に取り付けることができる。
また、特許文献4には、押圧部材の脚片が、放熱用基板の長孔に挿通され、脚片が弾性によって拡開し、押圧部材の押圧部が電子部品のモールド樹脂を放熱用基板に向かって押さえつける構成が開示されている。このような構造とすることにより、電子部品を放熱用基板と押圧部材との弾性係合により簡単に挟持固定できるので、従来のネジ止めによる電子部品の取り付けと比べて作業性が大幅に向上する。
特開昭63−299367号公報 特開平11−220277号公報 実開平6−9170号公報 実開平5−31295号公報
しかしながら、特許文献2に開示された技術では、脚部と半田付けランドとを半田付けする必要があり、製造コストが増大するという問題がある。また、特許文献3に開示された技術では、電子部品が取り付けられた取付部をプリント配線板へ容易に取り付けることができるが、爪部が切欠きに強固に係合されているので、取付部をプリント配線板から取り外すには爪部を拡開する必要があり、作業性が悪い。さらに、特許文献4に開示された技術では、押圧部材の脚片の弾性によって簡単に挟持固定できるが、振動によって脚片が放熱用基板の長孔から外れてしまう虞がある。また、経年によって押圧部材(脚片)の弾性係数が変化し、脚片が放熱用基板の長孔から外れてしまう虞がある。
また、近年、電子機器の廃棄物の増加に伴い、各種部品を再利用する動きが高まってきており、放熱板の基板への取り付け及び取り外しが容易にでき、かつ取り付け状態が安定な基板への放熱板の取り付け構造の提供が要望されていた。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、発熱部品が一面に設けられた基板の縁に第1欠落部と第2欠落部とを形成し、放熱板に第1屈曲部と第2屈曲部とを形成し、第1屈曲部に第1欠落部の両側壁に係合する一対の第3欠落部と第4欠落部とを形成するとともに、第2屈曲部に第2欠落部の一方の側壁に係合する第5欠落部と第2欠落部の他方の側壁に当接する突起部とを形成し、放熱板が発熱部品に接触した状態で、第3欠落部と第4欠落部とが第1欠落部の両側壁に係合し、さらに、第5欠落部が第2欠落部の一方の側壁に係合され、突起部が第2欠落部の他方の側壁に当接させる構成とすることにより、ネジを用いることなく、極めて容易に放熱板を基板へ取り付けることができ、また、逆の手順を行なうことによって、極めて容易に放熱板を基板から取り外すことができる基板への放熱板の取り付け構造の提供を目的とする。
また本発明は、発熱部品側へ凸起した凸起部を放熱板に形成し、凸起部が発熱部品と接触する構成とすることにより、発熱部品の形状、基板との関係など、様々な状況において、放熱板に設ける凸起部の形状を適宜設計することで効率的な放熱を行なえる基板への放熱板の取り付け構造の提供を目的とする。
さらに本発明は、基板の他面から基板を放熱板に押圧する構成とすることにより、製造ばらつきによって発熱部品と放熱板との間に間隙が生じた場合であっても、基板の他面から基板を放熱板に押圧することによって、その間隙を解消して発熱部品と放熱板との接触をさらに向上させることができる基板への放熱板の取り付け構造の提供を目的とする。
さらにまた本発明は、放熱板が取り付けられた基板を収容するための箱体に、基板側へ凸起した凸起部を形成し、その凸起部が基板を他面から放熱板に押圧する構成とすることにより、基板を箱体に収容するときに、凸起部が基板を他面から放熱板に押圧して、発熱部品と放熱板との接触を向上させることができる基板への放熱板の取り付け構造の提供を目的とする。
さらにまた本発明は、凸起部と基板との間に圧力を緩衝するための緩衝材を設ける構成とすることにより、基板の他面から基板を放熱板に押圧する圧力による基板又は放熱部品のクラックの発生を防止することができ、また、緩衝材として熱伝導率に優れた材料を用いることで、基板の熱を箱体へ伝導させて放熱することができる基板への放熱板の取り付け構造の提供を目的とする。
本発明に係る基板への放熱板の取り付け構造は、発熱部品が一面に設けられた基板への放熱板の取り付け構造において、前記基板の縁に第1欠落部と第2欠落部とが形成され、前記放熱板に第1屈曲部と第2屈曲部とが形成され、前記第1欠落部の両側壁に係合する一対の第3欠落部と第4欠落部とが前記第1屈曲部に形成され、前記第2欠落部の一方の側壁に係合する第5欠落部と前記第2欠落部の他方の側壁に当接する突起部とが前記第2屈曲部に形成され、前記放熱板が前記発熱部品に接触した状態で、前記第3欠落部と前記第4欠落部とが前記第1欠落部の両側壁に係合され、前記第5欠落部が前記第2欠落部の一方の側壁に係合され、前記突起部が前記第2欠落部の他方の側壁に当接されていることを特徴とする。
本発明にあっては、基板の部に第1欠落部と第2欠落部とが形成され、放熱板に第1屈曲部と第2屈曲部とが形成されている。第1屈曲部には、第1欠落部の両側壁に係合する一対の第3欠落部と第4欠落部とが形成される。一方、第2屈曲部には、第2欠落部の一方の側壁に係合する第5欠落部と第2欠落部の他方の側壁に当接する突起部とが形成される。そして、放熱板が発熱部品に接触した状態で、第3欠落部と第4欠落部とが第1欠落部の両側壁に係合し、さらに、第5欠落部が第2欠落部の一方の側壁に係合され、突起部が第2欠落部の他方の側壁に当接させる。これにより、ネジを用いることなく、極めて容易に放熱板を基板へ取り付けることができる。また、逆の手順を行なうことによって、極めて容易に放熱板を基板から取り外すことができる。
本発明に係る基板への放熱板の取り付け構造は、前記発熱部品側へ凸起した凸起部が前記放熱板に形成され、前記凸起部が前記発熱部品と接触するようにしてあることを特徴とする。
本発明にあっては、放熱板に発熱部品側へ凸起した凸起部を形成し、凸起部が発熱部品と接触するようにする。これにより、発熱部品の形状、基板との関係など、様々な状況において、放熱板に設ける凸起部の形状を適宜設計することで効率的な放熱を行なえる。
本発明に係る基板への放熱板の取り付け構造は、前記基板を該基板の他面側から前記放熱板に押圧する手段をさらに備えることを特徴とする。
本発明にあっては、基板の他面から基板を放熱板に押圧することで、発熱部品と放熱板との接触をさらに向上させる。つまり、製造ばらつきによって発熱部品と放熱板との間に間隙が生じた場合であっても、基板の他面から基板を放熱板に押圧することによって、その間隙を解消することができる。換言すれば、マージンが広くなり、製造効率を向上させることができる。
本発明に係る基板への放熱板の取り付け構造は、前記放熱板が取り付けられた基板を収容する箱体を備え、前記基板側へ凸起した凸起部が前記箱体に形成され、該凸起部が前記基板を該基板の他面側から前記放熱板に押圧するようにしてあることを特徴とする。
本発明にあっては、放熱板が取り付けられた基板を収容するための箱体に、基板側へ凸起した凸起部を形成する。そして、その凸起部が基板を他面から放熱板に押圧する。基板を箱体に収容するときに、凸起部が基板を他面から放熱板に押圧することから、発熱部品と放熱板との接触を向上させることができる。基板は、箱体で覆ってシールドするのが一般的であるので、製造工程が増えることはない。
本発明に係る基板への放熱板の取り付け構造は、前記凸起部と前記基板との間に前記凸起部による圧力を緩衝するための緩衝材が設けられていることを特徴とする。
本発明にあっては、凸起部と基板との間に圧力を緩衝するための緩衝材を設ける。上述したように、基板の他面から基板を放熱板に押圧することによって、発熱部品と放熱板との間に生じる間隙を解消することができるが、その押圧による圧力によって基板又は放熱部品にクラックが生じる虞がある。そこで、緩衝材を設けることでクラックの発生を防止することができる。また、緩衝材として熱伝導率に優れた材料を用いることで、基板の熱を箱体へ伝導させて放熱することができる。
本発明によれば、発熱部品が一面に設けられた基板の縁に第1欠落部と第2欠落部とを形成し、放熱板に第1屈曲部と第2屈曲部とを形成し、第1屈曲部に第1欠落部の両側壁に係合する一対の第3欠落部と第4欠落部とを形成するとともに、第2屈曲部に第2欠落部の一方の側壁に係合する第5欠落部と第2欠落部の他方の側壁に当接する突起部とを形成し、放熱板が発熱部品に接触した状態で、第3欠落部と第4欠落部とが第1欠落部の両側壁に係合し、さらに、第5欠落部が第2欠落部の一方の側壁に係合され、突起部が第2欠落部の他方の側壁に当接させる構成としたので、ネジを用いることなく、極めて容易に放熱板を基板へ取り付けることができ、また、逆の手順を行なうことによって、極めて容易に放熱板を基板から取り外すことができる。
本発明によれば、発熱部品側へ凸起した凸起部を放熱板に形成し、凸起部が発熱部品と接触する構成としたので、発熱部品の形状、基板との関係など、様々な状況において、放熱板に設ける凸起部の形状を適宜設計することで効率的な放熱を行なえる。
本発明によれば、基板の他面から基板を放熱板に押圧する構成としたので、製造ばらつきによって発熱部品と放熱板との間に間隙が生じた場合であっても、基板の他面から基板を放熱板に押圧することによって、その間隙を解消して発熱部品と放熱板との接触をさらに向上させることができる。したがって、マージンが広くなり、製造効率を向上させることができる。
本発明によれば、放熱板が取り付けられた基板を収容するための箱体に、基板側へ凸起した凸起部を形成し、その凸起部が基板を他面から放熱板に押圧する構成としたので、基板を箱体に収容するときに、凸起部が基板を他面から放熱板に押圧することから、発熱部品と放熱板との接触を向上させることができる。基板は、箱体で覆ってシールドするのが一般的であるので、製造工程が増えることはない。
本発明によれば、凸起部と基板との間に圧力を緩衝するための緩衝材を設ける構成としたので、基板の他面から基板を放熱板に押圧する圧力による基板又は放熱部品のクラックの発生を防止することができる。また、緩衝材として熱伝導率に優れた材料を用いることで、基板の熱を箱体へ伝導させて放熱することができる等、優れた効果を奏する。
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1に係る基板への放熱板の取り付け構造を示す斜視図であり、同図(a)は基板表面の斜視図、同図(b)は基板裏面の斜視図である。図2は本発明の実施の形態1に係る基板への放熱板の取り付け構造を説明するための分解斜視図である。
図中1は平面視が矩形状の配線基板であり、配線基板1の対向する2辺の中央には、矩形状の第1欠落部11aと第2欠落部11bとが形成されている。配線基板1の一面(表面)には、抵抗、コンデンサ及びリレーなどの電子部品21,21,…が配置され、他面(裏面)には、発熱部品としてのパワーIC22が配置されている。また配線基板1の裏面には、配線基板1をケーブルで接続するためのケーブル接続コネクタ23,23,…が配置されている。
一方、図中3は、放熱特性が優れた金属製の放熱板であり、放熱板3の対向する2辺には、直角に屈曲した形状の異なる第1屈曲部31と第2屈曲部32とが形成されている。第1屈曲部31及び第2屈曲部32は、例えば金属平板をプレス加工することによって形成することができる。
また、放熱板3の中央には、平面視が矩形状の凸起部33が形成されており、凸起部33がパワーIC22に密着することによって、パワーIC22によって生じた熱を放熱する。効率的な放熱を行なえるように、パワーIC22の形状、配線基板1との関係などを考慮して、凸起部33の形状を決定する。
第1屈曲部31は概観が矩形状であって、両側の側辺中央には、一対の矩形状の第3欠落部31aと第4欠落部31bとが形成されている。第3欠落部31a及び第4欠落部31bは、凸起部33からの高さが等しくなるように形成されている。なお、第3欠落部31a,第4欠落部31b間の距離L1は、第1欠落部11aの幅W1と一致する(L1=W1)。
一方、第2屈曲部32は概観が台形状であって、一方の側辺中央には、矩形状の第5欠落部32aが形成されている。第5欠落部32aの凸起部33からの高さは、第3欠落部31a及び第4欠落部31bの高さと等しくなるように形成されている。また、第2屈曲部32には、半球形の突起部32bが設けられている。突起部32bの根元部分の凸起部33からの高さは、第5欠落部32aの高さと等しくなるように形成されている。なお、第5欠落部32a,突起部32b間の距離L2は、第2欠落部11bの幅W2と一致する(L2=W2)。
次に、放熱板3の配線基板1への取り付け方法について説明する。
図3乃至図5は本発明の実施の形態1に係る基板への放熱板の取り付け方法を説明するための説明図である。なお、図3乃至図5において、(a)は上面図、(b)、(c)及び(d)は各側面図である。
まず、図3に示すように、放熱板3の第1屈曲部31に形成された第3欠落部31aと第4欠落部31bとを、配線基板1に形成された第1欠落部11aの両側壁にそれぞれ係合させる。このとき、放熱板3に形成された凸起部33は、配線基板1の裏面に配置されたパワーIC22とは非接触状態である(図3(b))。
次いで、図4に示すように、上述のようにして係合させた箇所を支点に放熱板3を回転させる。この回転の際、第2欠落部11bの一方の側壁が第5欠落部32aのスライド時のガイド役となり、第5欠落部32aを円滑に所定位置までスライドさせることができる(図4(d))。なお、凸起部33とパワーIC22とが非接触状態であることから、パワーIC22に与える外的ダメージはない。
さらに、図5に示すように、放熱板3の回転をさらに行なうことで第5欠落部32aのスライドが完了する。このとき、放熱板3の第2屈曲部32に形成された第5欠落部32aが、配線基板1に形成された第2欠落部11bの一方の側壁に強固に係合されるとともに、突起部32bが第2欠落部11bに嵌り込み、第2欠落部11bの他方の側壁に当接される(図5(d))。突起部32bが第2欠落部11bに嵌り込むことによって、凸起部33がパワーIC22と接触状態となる(図5(b))。
このように、放熱板3を配線基板1へ取り付けることによって、放熱板3に形成された凸起部33が配線基板1の裏面に配置されたパワーIC22と接触することになり、パワーIC22で発生した熱を放熱板3へ伝導させて効率的に放熱することができる。
放熱板3の配線基板1への取り付けは、放熱板3の第1屈曲部31を配線基板1の第1欠落部11aに係合させた後、放熱板3を回転させることで、第2屈曲部32を配線基板1の第2欠落部11bに係合させることから、ネジを用いることなく、極めて容易に取り付けることができる。
また、突起部32bが第2欠落部11bの他方の側壁へ当接することによって、放熱板3の横方向の移動が防止され、第3欠落部31a、第4欠落部31b及び第5欠落部32aの係合によって、放熱板3の縦方向の移動が防止されるので、放熱板3の配線基板1への取り付け状態が極めて強固であり、放熱板3のずれが生じることはない。
さらに、上述した取り付け方法を逆の手順、つまり、突起部32を第2欠落部11bから引き上げ、第1屈曲部31と第1欠落部11aとの係合箇所を支点に放熱板3を回転させ、極めて容易に放熱板3を配線基板1から取り外すことができる。近年、電子機器の廃棄物の増加に伴い、各種部品を再利用する動きが高まってきており、本発明の構造を適用することで、極めて容易に放熱板3を配線基板1から取り外し、取り外した放熱板3を再利用することができる。
(実施の形態2)
図6は本発明の実施の形態2に係る基板への放熱板の取り付け構造を説明するための分解斜視図である。
図中5はシールドケース、図中6はシールドケース5の蓋部であり、シールドケース5及び蓋部6が、放熱板3が取り付けられた配線基板1を収容する箱体として機能し、配線基板1へのノイズの混入を遮蔽する。シールドケース5には、放熱板3が取り付けられた配線基板1を載置するための載置台にネジ孔51が設けられている。また、配線基板1の四隅には貫通孔15が設けられており、ネジ55を貫通孔15を介してネジ孔51にネジ止めすることで、配線基板1をシールドケース5に固定する。
シールドケースの蓋部6は、図7に示すように、中央部に凸起部61が形成され、また対向する側面には一対の貫通孔62,62が設けられており、この貫通孔62を介してネジ65をシールドケース5にネジ止めすることによって蓋部6をシールドケース5に固定する。
したがって、図8に示すように、凸起部61が放熱シート7を介して配線基板1を基板表面側から放熱板3に押圧することになり、パワーIC22の放熱板3への接触がさらに向上し、パワーIC22の放熱効率が向上する。また、製造ばらつきによってパワーIC22と放熱板3との間に間隙が生じた場合であっても、配線基板1の表面から配線基板1を放熱板3に押圧することによって、その間隙を解消することができるので、マージンが広くなり、製造効率を向上させることができる。なお、凸起部61は、例えば金属板をプレス加工することによって形成することができる。
また、凸起部61と配線基板1との間に圧力を緩衝するためのゴム製の放熱シート7を設けたので、押圧による配線基板1又はパワーIC22にクラックが発生することを防止することができる。また、放熱シート7として熱伝導率に優れた材料を用いることで、配線基板1の熱をシールドケースの蓋部6へ伝導させて放熱することができる。
なお、実施の形態では突起部32bが半球形状を有する形態について説明したが、図9に示すように、突起部32bの側面視が台形状を有していても良く、第5欠落部32aのスライドが完了したときに、突起部32bが第2欠落部11bに嵌り込み、第2欠落部11bの他方の側壁に当接されれば良く、その形状について限定されるものではない。
以上、本発明に係る基板への放熱板の取り付け構造について、具体的な実施の形態を示して説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。当業者であれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上述した実施の形態に係る発明の構成及び機能に様々な変更又は改良を加えることが可能である。本発明の主旨は、発熱部品が一面に設けられた基板に放熱板を極めて容易に取り付けたり、及び取り外したりすることができ、かつ取り付け状態が極めて安定な構造を提供するものであり、発熱部品はパワーICに限定されるものではないし、また、放熱板の形状も放熱フィンが設けられた形状など、その形状について限定されるものではない。
本発明の実施の形態1に係る基板への放熱板の取り付け構造を示す斜視図である。 本発明の実施の形態1に係る基板への放熱板の取り付け構造を説明するための分解斜視図である。 本発明の実施の形態1に係る基板への放熱板の取り付け方法を説明するための説明図である。 本発明の実施の形態1に係る基板への放熱板の取り付け方法を説明するための説明図である。 本発明の実施の形態1に係る基板への放熱板の取り付け方法を説明するための説明図である。 本発明の実施の形態2に係る基板への放熱板の取り付け構造を説明するための分解斜視図である。 シールドケースの蓋部の形状を示す斜視図である。 本発明の実施の形態2に係る基板への放熱板の取り付け構造を説明するための断面図である。 突起部の形状の他の一例を示す平面図である。
符号の説明
1 配線基板
3 放熱板
5 シールドケース
6 蓋部
7 放熱シート
11a 第1欠落部
11b 第2欠落部
22 パワーIC(発熱部品)
31 第1屈曲部
32 第2屈曲部
31a 第3欠落部
31b 第4欠落部
32a 第5欠落部
32b 突起部
33 凸起部
61 凸起部

Claims (5)

  1. 発熱部品が一面に設けられた基板への放熱板の取り付け構造において、
    前記基板の縁に第1欠落部と第2欠落部とが形成され、
    前記放熱板に第1屈曲部と第2屈曲部とが形成され、
    前記第1欠落部の両側壁に係合する一対の第3欠落部と第4欠落部とが前記第1屈曲部に形成され、
    前記第2欠落部の一方の側壁に係合する第5欠落部と前記第2欠落部の他方の側壁に当接する突起部とが前記第2屈曲部に形成され、
    前記放熱板が前記発熱部品に接触した状態で、前記第3欠落部と前記第4欠落部とが前記第1欠落部の両側壁に係合され、前記第5欠落部が前記第2欠落部の一方の側壁に係合され、前記突起部が前記第2欠落部の他方の側壁に当接されていること
    を特徴とする基板への放熱板の取り付け構造。
  2. 前記発熱部品側へ凸起した凸起部が前記放熱板に形成され、
    前記凸起部が前記発熱部品と接触するようにしてあること
    を特徴とする請求項1に記載の基板への放熱板の取り付け構造。
  3. 前記基板を該基板の他面側から前記放熱板に押圧する手段をさらに備えること
    を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の基板への放熱板の取り付け構造。
  4. 前記放熱板が取り付けられた基板を収容する箱体を備え、
    前記基板側へ凸起した凸起部が前記箱体に形成され、
    該凸起部が前記基板を該基板の他面側から前記放熱板に押圧するようにしてあること
    を特徴とする請求項3に記載の基板への放熱板の取り付け構造。
  5. 前記凸起部と前記基板との間に、前記凸起部による圧力を緩衝するための緩衝材が設けられていること
    を特徴とする請求項4に記載の基板への放熱板の取り付け構造。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010135263A (ja) * 2008-12-08 2010-06-17 Mitsubishi Electric Corp 点灯装置及びこの点灯装置を備える照明器具
JP2020191402A (ja) * 2019-05-23 2020-11-26 キヤノン株式会社 電源装置及び画像形成装置

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