JP2008060225A - ヒートシンク、及びそれを用いたディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板に搭載された電子部品の発熱を放熱するために使用されるヒートシンクにおいて、構成部品点数が少なく、組立性の良い、放熱効果の優れたヒートシンクを目的とする。
【解決手段】外周の一部に弾性部１ａを設け、その反対側の外周部に基板４への掛止部１ｂを設けたヒートシンク１で、基板４への取り付け時は、フレーム５に弾性部１ａを係止させ、圧接させながら一方向に押して、掛止部１ｂを基板４に掛止することで、部品点数少なく、容易に電子部品３に圧着固定することができる。また、ヒートシンク当接部５ａから、フレーム５への放熱も行うことができ、放熱効果を高めることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディスク装置等に用いられている集積回路（ＩＣ）や大規模集積回路（ＬＳＩ）等の電子部品からの発熱を放熱するために取り付けられるヒートシンクに関するものである。

近年、ＤＶＤに情報信号を記録再生可能なＤＶＤレコーダーにおいて、ＨＤＤからのダビング機能の高速化が求められているが、高速化によるディスクの回転数の増加、つまり、ディスクを回転するスピンドルモーターの回転数の増加により、スピンドルモーターの駆動回路の発熱量が増加し、サーマルシャットダウンが発生しやすくなっている。そこで、サーマルシャットダウンの発生を防ぐために、電子部品にヒートシンクを取り付けて放熱することが行われてきている。

以下に従来のヒートシンクについて説明する。従来、ヒートシンクは、ヒートシンクの４隅をネジにより基板に固定支持させた構成となっており、ネジは、２段付きネジを使用し、ネジの外周に巻いたコイルバネを、ネジの先端に螺合したナットとヒートシンクの間で挟むことにより、コイルバネの弾性力によりヒートシンクを基板上に搭載された電子部品に均等な力で加圧密着させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献1参照。）。
特開平５−２４３４３９号公報

しかしながら、上記の従来の構成では、コイルバネや２段付きネジをヒートシンクの４隅に使用しており、構成部品の部品点数が多く、組立性が悪いという問題点を有していた。

本発明は上記従来の問題点を解決するもので、構成部品が少なく、基板への組立性も良く、放熱性にも優れたヒートシンク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ヒートシンクは、基板に搭載された電子部品の発熱を放熱するために用いられるヒートシンクであって、外周の一部に弾性部を構成し、弾性部に対向する外周部に基板への掛止部を構成し、基板を固定する構造物に弾性部を、圧接しながら一方向に押すことで、掛止部を基板に掛止させて、電子部品に圧着固定されるように構成されている。

本発明の請求項１に記載の発明は、基板に搭載された電子部品の発熱を放熱するために用いられるヒートシンクであって、外周の一部に弾性部を構成し、弾性部に対向する外周部に基板への掛止部を構成し、基板を固定する構造物に弾性部を、圧接しながら一方向に押すことで、掛止部を基板に掛止させて、電子部品に圧着固定されることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、弾性部及び掛止部は放熱対象となる電子部品を挟む位置に構成することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、ヒートシンクの取り付け方向に平行な切り欠き部をさらに設け、ヒートシンクを基板と構造物に取り付ける際に、切り欠き部を構造物の一部に係合させて位置決めすることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、ヒートシンクと電子部品との間に熱伝導性のゴム部材を介在させ、ゴム部材は、ヒートシンクにより加圧保持されることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１記載のヒートシンクを備えたことを特徴とするディスク装置である。

上記構成のヒートシンクによれば、構成部品が少なく、基板への組立性も良く、放熱性にも優れるという優れた効果が得られる。

本発明の請求項１に記載の発明は、ヒートシンクを一方向への押し込みにより取り付け可能であり、組立性を良くすることができ、また、ヒートシンクを構造物に圧接させた状態で取り付けることで、ヒートシンクから構造物への放熱が行われ、放熱効果を上げることができるという作用を有する。

請求項２に記載の発明は、電子部品の両側で保持する為、ヒートシンクを電子部品に安定して密着させることができるという作用を有する。

請求項３に記載の発明は、ヒートシンクに位置決め用の切り欠き部を設けることで、組立の際の位置決めを容易に行うことができ、組立性を向上できるという作用を有する。

請求項４に記載の発明は、熱伝導性の良い放熱ゴムを介在させることで、放熱効果を向上することができ、また、ヒートシンクによる電子部品への加圧力のばらつきを吸収して、電子部品を保護することができるという作用を有する。

請求項５に記載の発明は、ディスク装置に当該ヒートシンクを使用することで、ディスク装置の組立性を向上でき、また、放熱効果を上げることができ、更なるディスク回転の高速化につなげることができるという作用を有する。

本発明の実施の形態について、図１から図６を用いて説明する。

（実施の形態１）
まず、図１から図４を用いて本実施の形態１の構成について説明する。図１及び図２は本発明の実施の形態１におけるヒートシンクをディスク装置に取り付けた状態の平面図と断面図である。図１はＡ−Ａ部の断面を示し、図２はＢ−Ｂ部の断面を示している。図３は、本実施の形態におけるヒートシンクの平面図を示す。図４は、本実施の形態におけるヒートシンクをディスク装置に取り付けた状態の斜視図を示す。図１から図４において、１はヒートシンクで、ヒートシンクの材料としては熱伝導性の高い板金やアルミニウムが好ましく、本実施の形態では板金を用いている。１ａはヒートシンク１の弾性部で、本実施の形態では、板バネを用いている。１ｂは、基板に掛止するための掛止部で、本実施の形態では、コの字曲げのフックを用いている。１ｃは、基板の端面に係止するための係止部で、ヒートシンク１の取り付け時のＹ方向の位置規制と、止めビスを締め付ける際の回り止めとして用いられる。本実施の形態では、９０°に曲げ加工されている。１ｄは切り欠き部で、ヒートシンク１の取り付け時のＸ方向の位置決めのために用いられ、Ｙ方向に平行に設ける。２は、放熱ゴムで、例えば、熱伝導性の高いシリコンゴムが好ましく、本実施の形態ではシリコンゴムを用いている。３はディスクの回転に使用されるスピンドルモーターの駆動回路（ドライブＩＣ）、４は基板で、ドライブＩＣ３が搭載されており、後述するフレームに止めビスで固定される。５は基板４を固定するフレームで、例えば、板金または樹脂により構成される。特に板金は、熱伝導性が高いので好ましく、本実施の形態では、板金を用いている。５ａは、ヒートシンク１の取り付け時にヒートシンク１の弾性部１ａが当接する部分。５ｂは、フレームの突起部で、ヒートシンク１の取り付け方向である図中のＹ方向に平行に設け、ヒートシンク１の取り付け時に、ヒートシンク１の切り欠き部１ｄに係合し、Ｘ方向への位置決めと止めビスを締め付ける際の回り止めとして用いられる。６は基板４とヒートシンク１をフレーム５に共に締結固定するための止めビスで、装置の振動や落下によるヒートシンク１の基板４からの外れを防止し、且つ、基板４のフレーム５からの外れを防止する。

なお、ヒートシンク１のディスク装置への取り付け状態では、必ず、ヒートシンク１の弾性部１ａがたわみ、ヒートシンク１を放熱ゴム２に加圧する力が発生し、ヒートシンク１を放熱ゴム２に密着させる構成にする必要がある。そのためには、ヒートシンク１の掛止部１ｂの基板４の下面に当接する面から、ヒートシンク１の放熱ゴム２と当接する面までの高さを、基板４の厚みとドライブＩＣ３の厚みと放熱ゴム２の厚みを足した値と同じか、あるいは小さい値で設定し、且つ、弾性部１ａのヒートシンク当接部５ａと当接する面の高さが、ヒートシンク当接部５ａのヒートシンク１と当接する面より、取り付け前の時点で必ず高くなるように設定する必要がある。

次に、それぞれの構成要素の組立方法について図５を用いて説明する。図５は、実施の形態１におけるヒートシンクの組立の過程を示す図１のＡ−Ａ断面図で、ＳＴＥＰ１からＳＴＥＰ３の順に組み立てられる。

まず、ＳＴＥＰ１では、基板４がフレーム５の所定の位置に載置され、基板４上に実装されたドライブＩＣ３の上に放熱ゴム２が載置された状態である。この状態から、ヒートシンク１の弾性部１ａをヒートシンク当接部５ａの内側に差し込み、Ｙ方向に押していく。この時、ヒートシンク１の切り欠き部１ｄに、フレーム５の突起部５ｂが係合するように、位置決めしながらヒートシンク１を取り付ける。この時、放熱ゴム２にヒートシンク１が接触しないようにすることで、放熱ゴム２の位置ずれを防ぐことができる。ＳＴＥＰ１の状態からヒートシンク１をＹ方向に差し込んでいき、ヒートシンク１の掛止部１ｂが基板４の下面に引っ掛かる位置まで達すると、ＳＴＥＰ２の状態に達する。この状態では、ヒートシンク１の弾性部１ａは、ヒートシンク当接部５ａに当接し、弾性変形しながらヒートシンク当接部５ａを加圧し始める。ＳＴＥＰ２から更にＹ方向にヒートシンク１を押していくと、掛止部１ｂが基板４に掛止され、ＳＴＥＰ３の状態で停止し、ヒートシンク１が放熱ゴム２に圧着固定される。その後、図１から図３のように止めビス６で、ヒートシンク１と基板４とフレーム５を共に締結固定する。

以上のように本実施の形態１によれば、ヒートシンク１に弾性部１ａと掛止部１ｂと切り欠き部１ｄを設けることにより、ヒートシンク１の基板４への取り付け時に、切り欠き部１ｄにフレーム５の突起部５ｂが係合するように位置決めし、弾性部１ａをヒートシンク当接部５に圧接させながら、掛止部１ｂを基板４の下面に掛止するように、Ｙ方向に押し込むことで、ヒートシンク１を放熱ゴム２と電子部品３に圧着固定することができ、一方向のみの押し込みで容易に組立を実現できる。また、ヒートシンク１の熱がヒートシンク当接部５ａからフレーム５に伝達され、ヒートシンク１の放熱効果を高めることができ、ヒートシンク１の小型化、あるいは更なるディスク回転の高速化につなげることができる。

また、電子部品３を挟んだ両側でヒートシンク１を保持することにより、ヒートシンク１の電子部品３への安定した圧着が実現でき、振動にも強い構成とすることができる。

（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２におけるヒートシンクをディスク装置に取り付けた状態の平面図と断面図である。同図において実施の形態１と同一の構成要素には同一番号を付与し、説明を省略する。図６において、２から５は図１の構成と同様なものである。図１の構成と異なるのはヒートシンク７の基板４への掛止部７ｂがヒートシンク７の後部２箇所に構成された点である。Ｃ−Ｃ断面は、２つある掛止部７ｂの一方のみを示しているが、もう一方の掛止部７ｂも同一断面形状である。掛止部７ｂを２箇所にすることで、ヒートシンク７の基板４への保持力が向上し、止めビスによる固定が不要になる。

なお、弾性部７ａと２箇所の掛止部７ｂにより、ヒートシンク７を基板４に確実に固定するために、掛止部７ｂの基板４の下面に当接する面から、ヒートシンク７の放熱ゴム２と当接する面までの高さを、基板４の厚みとドライブＩＣ３の厚みと放熱ゴム２の厚みを足した値と同じか、あるいは小さい値で設定し、且つ、弾性部７ａのヒートシンク当接部５ａと当接する面の高さが、ヒートシンク当接部５ａのヒートシンク７と当接する面より、取り付け前の時点で必ず高くなるように設定する必要がある。なお、掛止部２箇所の形状は、同一にしているが、それぞれ別の形状であってもよい。

以上のような構成の本実施の形態２のヒートシンク７の組立方法は、図５と同様なものであり、掛止部２箇所を基板４の下面に掛止することと、止めビスでの締め付け作業が不要になることが異なる。

以上のように本実施の形態２によれば、ヒートシンク７に基板４への掛止部７ｂを２箇所設けて、基板４への固定を強固にすることで、ヒートシンク７を基板４に固定するための止めビスを不要にすることができ、止めビスを締め付ける組み立て工数が減り、安価な構成にすることができる。

なお、以上の説明では、放熱ゴム２を用いているが、放熱ゴム２を使用せず、直接、ヒートシンク１あるいはヒートシンク７をドライブＩＣ３に圧着固定する構成としても良い。この場合、ヒートシンクの弾性部１ａあるいは７ａ、及び掛止部１ｂあるいは７ｂの高さ寸法は、放熱ゴム２の厚みを考慮して設定し直す必要がある。なお、以上の説明では、ディスク装置のドライブＩＣ３にヒートシンク１あるいはヒートシンク７を取り付けた例を説明しているが、その他の製品の電子部品に使用しても良い。なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではない。

本発明にかかるヒートシンクは、発熱を伴う電子部品を搭載した基板を使用した電気製品に有用であり、特に、ＰＣ用ＤＶＤドライブやＤＶＤレコーダーなどの高速でディスクを回転させることが必要なディスク装置に適している。

実施の形態１におけるヒートシンクの取付け状態を示す平面図と断面図 実施の形態１におけるヒートシンクの取付け状態を示す平面図と断面図 実施の形態１におけるヒートシンクの平面図 実施の形態１におけるヒートシンクの取付け状態を示す斜視図 実施の形態１におけるヒートシンクの組立の過程を示す断面図 実施の形態２におけるヒートシンクの取付け状態を示す平面図と断面図

符号の説明

１ ヒートシンク
１ａ 弾性部
１ｂ 掛止部
１ｃ 係止部
１ｄ 切り欠き部
２ 放熱ゴム
３ ドライブＩＣ
４ 基板
５ フレーム
５ａ ヒートシンク当接部
５ｂ 突起部
６ 止めビス

Claims (5)

1. 基板に搭載された電子部品の発熱を放熱するために用いられるヒートシンクであって、外周の一部に弾性部を構成し、前記弾性部に対向する外周部に基板への掛止部を構成し、基板を固定する構造物に前記弾性部を、圧接しながら一方向に押すことで、前記掛止部を基板に掛止させて、電子部品に圧着固定されることを特徴とするヒートシンク。
2. 前記弾性部及び前記掛止部は放熱対象となる電子部品を挟む位置に構成することを特徴とする、請求項１に記載のヒートシンク。
3. 前記ヒートシンクの取り付け方向に平行な切り欠き部を更に設け、前記切り欠き部を構造物の一部に係合させて位置決めすることを特徴とする、請求項１に記載のヒートシンク。
4. ヒートシンクと電子部品との間に熱伝導性のゴム部材を介在させ、前記ゴム部材は、前記ヒートシンクにより加圧保持されることを特徴とする、請求項１に記載のヒートシンク。
5. 請求項１記載のヒートシンクを備えたことを特徴とするディスク装置。

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