JP2009026871A - 電子装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 応力により電子部品がダメージを受けるおそれのない電子装置を実現する。
【解決手段】 ICチップ3が実装された回路基板2をハウジング本体8の内部に収容する。ICチップ3の表面には熱伝導性シリコーンゲル5が塗布されている。次に、ヒートシンク6をハウジング本体8に形成された開口部8jから挿入し、ICチップ3の表面に取付ける。回路基板2をハウジング本体8の内部に収容した後にヒートシンク6をICチップ3に取付けることができるため、ICチップ3の傾きや実装高さの誤差などに起因して回路基板2およびヒートシンク6からの応力がICチップ3に対して作用するおそれがない。
【選択図】 図3
【解決手段】 ICチップ3が実装された回路基板2をハウジング本体8の内部に収容する。ICチップ3の表面には熱伝導性シリコーンゲル5が塗布されている。次に、ヒートシンク6をハウジング本体8に形成された開口部8jから挿入し、ICチップ3の表面に取付ける。回路基板2をハウジング本体8の内部に収容した後にヒートシンク6をICチップ3に取付けることができるため、ICチップ3の傾きや実装高さの誤差などに起因して回路基板2およびヒートシンク6からの応力がICチップ3に対して作用するおそれがない。
【選択図】 図3
Description
この発明は、ハウジングに収容された回路基板に実装された電子部品から発生する熱をハウジングを介して放熱する電子装置の製造方法に関する。
図12は、従来の電子装置の要部を示す説明図である。回路基板2の表面には、ICチップ3が実装されている。ICチップ3と回路基板表面との間には、アンダーフィル(封止材料)4が充填されている。ICチップ3の表面には、アルミニウムまたは銅により形成されたヒートシンク(熱伝導部材)21が熱伝導性シリコーンゲル(熱伝導性材料)5によって取付けられている。ヒートシンク21の表面は、ハウジング20の裏面20aと接触している。
そして、ICチップ3から発生した熱は、熱伝導性シリコーンゲル5を介してヒートシンク21へ伝導し、さらにヒートシンク21からハウジング20に伝導して放熱される。
特開2003−152368号公報(第16段落、図1)
そして、ICチップ3から発生した熱は、熱伝導性シリコーンゲル5を介してヒートシンク21へ伝導し、さらにヒートシンク21からハウジング20に伝導して放熱される。
しかし、従来の電子装置は、回路基板2をハウジング20の内部に組付ける場合に、回路基板2が反っていたり、ICチップ3の実装高さのばらつきがあったりすると、ICチップ3に対して回路基板2およびヒートシンク21から応力が作用し、ICチップ3にクラックが入るおそれがある。また、回路基板2をハウジング20に取付けた後で、環境温度の変化により回路基板2に反りが発生した場合も同様に上記応力が作用し、ICチップ3にクラックが入るおそれがある。
つまり、従来の電子装置では、応力によりICチップがダメージを受けるおそれがある。
つまり、従来の電子装置では、応力によりICチップがダメージを受けるおそれがある。
そこでこの発明は、応力により電子部品がダメージを受けるおそれのない電子装置を実現することを目的とする。
この発明の第1の特徴は、発熱する電子部品(3)が実装された回路基板(2)と、前記電子部品の表面に配置された熱伝導性材料(5)と、この熱伝導性材料によって前記電子部品の表面に取付けられており、前記電子部品から発生する熱を放熱させるための熱伝導部材(6)と、前記回路基板が収容されたハウジング(9)と、を備えた電子装置(1)の製造方法において、前記電子部品の表面に前記熱伝導性材料が配置された前記回路基板と、前記電子装置を前記ハウジングの内部に収容した際に前記熱伝導部材の表面と対向する部位に形成され、前記熱伝導部材を挿入可能な開口部(8j)が形成された前記ハウジングとを用意し、前記電子部品が実装された回路基板を前記ハウジングの内部に収容する第1工程と、前記熱伝導部材を前記ハウジングの外部から前記開口部を介して前記電子部品の表面に配置する第2工程と、を有することにある。
回路基板をハウジングの内部に収容した後に、熱伝導部材をハウジングの外部から開口部を介して電子部品の表面に配置することができるため、電子部品の傾きや実装高さの誤差などに起因して回路基板および熱伝導部材からの応力が電子部品に対して作用するおそれがない。
従って、応力により電子部品がダメージを受けるおそれのない電子装置を実現することができる。
従って、応力により電子部品がダメージを受けるおそれのない電子装置を実現することができる。
また、この発明の第2の特徴は、発熱する電子部品(3)が実装された回路基板(2)と、前記電子部品の表面に配置された熱伝導性材料(5)と、この熱伝導性材料によって前記電子部品の表面に取付けられており、前記電子部品から発生する熱を放熱させるための熱伝導部材(6)と、前記回路基板が収容されたハウジング(9)と、を備えた電子装置(1)の製造方法において、底面に前記熱伝導性材料が配置された前記熱伝導部材と、前記電子装置を前記ハウジングの内部に収容した際に前記熱伝導部材の表面と対向する部位に形成され、前記熱伝導部材を挿入可能な開口部(8j)が形成された前記ハウジングとを用意し、前記電子部品が実装された回路基板を前記ハウジングの内部に収容する第1工程と、前記熱伝導部材を前記ハウジングの外部から前記開口部を介して前記電子部品の表面に配置する第2工程と、を有することにある。
回路基板をハウジングの内部に収容した後に、熱伝導部材をハウジングの外部から開口部を介して電子部品の表面に配置することができるため、電子部品の傾きや実装高さの誤差などに起因して回路基板および熱伝導部材からの応力が電子部品に対して作用するおそれがない。
従って、応力により電子部品がダメージを受けるおそれのない電子装置を実現することができる。
また、熱伝導性材料を熱伝導部材の底面に配置してから熱伝導部材を電子部品の表面に配置するため、熱伝導性材料の性状が最適なときに熱伝導部材を電子部品の表面に配置することができる。例えば、空気と接触してから相当時間経過後に硬化する性質の熱伝導性材料を用いる場合は、予め電子部品の表面に塗布しておく方法では、回路基板をハウジングの内部に収容するのに時間がかかると、熱伝導性材料が硬化してしまうおそれがあるが、熱伝導性材料を熱伝導部材の底面に塗布してから熱伝導部材を電子部品の表面に配置する方法によれば、熱伝導性材料が硬化する前に熱伝導部材を電子部品の表面に配置することができる。
従って、応力により電子部品がダメージを受けるおそれのない電子装置を実現することができる。
また、熱伝導性材料を熱伝導部材の底面に配置してから熱伝導部材を電子部品の表面に配置するため、熱伝導性材料の性状が最適なときに熱伝導部材を電子部品の表面に配置することができる。例えば、空気と接触してから相当時間経過後に硬化する性質の熱伝導性材料を用いる場合は、予め電子部品の表面に塗布しておく方法では、回路基板をハウジングの内部に収容するのに時間がかかると、熱伝導性材料が硬化してしまうおそれがあるが、熱伝導性材料を熱伝導部材の底面に塗布してから熱伝導部材を電子部品の表面に配置する方法によれば、熱伝導性材料が硬化する前に熱伝導部材を電子部品の表面に配置することができる。
また、この発明の第3の特徴は、前述の第1または第2の特徴において、前記熱伝導性材料(5)よりも低い弾性率を有するとともに前記熱伝導部材(6)の自重によって変形する性質のシート状部材(10)によって前記開口部(8j)の裏面が覆われた前記ハウジング(9)を用意し、前記第2工程は、前記熱伝導部材を前記ハウジングの外部から前記開口部を介して前記シート状部材の上に載置し、その熱伝導部材が載置された前記シート状部材を前記熱伝導部材の自重によって前記電子部品(3)の表面に向けて変形させることにより、前記熱伝導部材を前記シート状部材を介して前記電子部品の表面に配置する工程であることにある。
熱伝導部材をハウジングの外部から開口部を介してシート状部材の上に載置するだけで自動的に熱伝導部材を電子部品の表面に配置することができる。
また、シート状部材は熱伝導部材の自重によって変形する性質を有するため、回路基板の歪み、あるいは、実装誤差などによって電子部品の表面が傾いている場合であっても、シート状部材は、その傾きに追従して変形するので、熱伝導部材をその底面が電子部品の表面に沿うように取付けることができる。
また、シート状部材は熱伝導部材の自重によって変形する性質を有するため、回路基板の歪み、あるいは、実装誤差などによって電子部品の表面が傾いている場合であっても、シート状部材は、その傾きに追従して変形するので、熱伝導部材をその底面が電子部品の表面に沿うように取付けることができる。
また、この発明の第4の特徴は、前述の第1または第2の特徴において、前記熱伝導性材料(5)よりも低い弾性率を有するとともに前記熱伝導部材(6)の自重によって変形する性質のシート状部材(10)の中央が取付けられた前記熱伝導部材を用意し、前記第2工程は、前記熱伝導部材の底部の一部が前記開口部(8j)に挿入され、前記シート状部材の少なくとも両端が前記開口部の周辺のハウジング表面に仮止めされた状態を作ってから前記シート状部材を前記電子部品(3)の表面に向けて変形させることにより、前記熱伝導部材を前記シート状部材を介して前記電子部品の表面に配置する工程であることにある。
熱伝導部材を開口部へ挿入するときは、シート状部材は開口部周辺のハウジング表面に仮止めされた状態となるため、予めシート状部材を開口部の裏面に取り付けておく作業が不要である。また、熱伝導部材と熱伝導性材料との間にシート状部材が介在されないため、電子部品と熱伝導部材との間の熱伝導率を高めることができる。さらに、熱伝導部材と電子部品との接着力を高めることもできる。
また、この発明の第5の特徴は、前述の第3の特徴において、前記シート状部材(10)の少なくとも両端は、前記開口部(8j)の周辺のハウジング(9)に取付けられており、前記シート状部材のうち変形可能な部分(10a,10b)の面積および前記シート状部材の弾性率の少なくとも一方を変更することにより、前記第2工程における前記シート状部材の変形量を調整することにある。
前述の第3の特徴の第2工程におけるシート状部材の変形量を調整することができるため、熱伝導部材の底面が電子部品の表面に到達するために必要な距離を、熱伝導部材の大きさ(主に高さ)および重量に応じて調整することができる。
従って、上記の距離が不足して熱伝導部材が電子部品に届かない事態、あるいは、上記の距離が過剰で熱伝導部材が電子部品に衝突する事態が発生するおそれがない。
従って、上記の距離が不足して熱伝導部材が電子部品に届かない事態、あるいは、上記の距離が過剰で熱伝導部材が電子部品に衝突する事態が発生するおそれがない。
また、この発明の第6の特徴は、前述の第4の特徴において、前記第2工程において前記シート状部材(10)の少なくとも両端は、前記開口部(8j)の周辺のハウジング表面に仮止めされ、前記シート状部材のうち変形可能な部分(10a,10b)の面積および前記シート状部材の弾性率の少なくとも一方を変更することにより、前記第2工程における前記シート状部材の変形量を調整することにある。
前述の第4の特徴の第2工程におけるシート状部材の変形量を調整することができるため、熱伝導部材の底面が電子部品の表面に到達するために必要な距離を、熱伝導部材の大きさ(主に高さ)および重量に応じて調整することができる。
従って、上記の距離が不足して熱伝導部材が電子部品に届かない事態、あるいは、上記の距離が過剰で熱伝導部材が電子部品に衝突する事態が発生するおそれがない。
従って、上記の距離が不足して熱伝導部材が電子部品に届かない事態、あるいは、上記の距離が過剰で熱伝導部材が電子部品に衝突する事態が発生するおそれがない。
また、この発明の第7の特徴は、前述の第3ないし第6のいずれか1つの特徴において、前記シート状部材(10)は金属製材料により形成されてなることにある。
シート状部材が金属製材料により形成されてなるため、電子部品から発生した熱をシート状部材を介して熱伝導部材およびハウジングに伝導させて放熱することができる。
従って、シート状部材がゴムなど、金属製材料よりも熱伝導率の低い材料により形成されてなる構造よりも放熱効率を高めることができる。
従って、シート状部材がゴムなど、金属製材料よりも熱伝導率の低い材料により形成されてなる構造よりも放熱効率を高めることができる。
また、この発明の第8の特徴は、前述の第1ないし第7のいずれか1つの特徴において、前記第2工程により前記熱伝導部材(6)の側面と前記開口部(8j)の内壁面(8b)とが接触した状態になることにある。
熱伝導部材が開口部の内壁面と接触しているため、熱伝導部材に伝導した熱を開口部の内壁面に伝導させ、ハウジングから放熱することができる。
従って、熱伝導部材に伝導した熱を弾性部材のみに伝導させる構造よりも放熱効率を高めることができる。
従って、熱伝導部材に伝導した熱を弾性部材のみに伝導させる構造よりも放熱効率を高めることができる。
また、この発明の第9の特徴は、前述の第1ないし第8のいずれか1つの特徴において、前記開口部(8j)の内壁面(8b)には、内側に突出した第1突出部(8m)が形成されており、前記熱伝導部材(6)の上端には、前記第1突出部に係止可能な第2突出部(6c)が形成されており、前記第2工程において前記開口部から挿入された前記熱伝導部材は、前記第2突出部が前記第1突出部に係止されることにより、前記電子部品(3)上における配置位置が制限され、前記電子部品の表面に配置される工程であることにある。
熱伝導部材の下降位置を制限することができるため、シート状部材の変形量が過剰であるなど、シート状部材が所期の効果を発揮できなくなっている場合であっても、熱伝導部材が電子部品に衝突してダメージを与えるおそれがない。
また、この発明の第10の特徴は、前述の第1ないし第8のいずれか1つの特徴において、前記開口部(8j)の少なくとも両端には、前記熱伝導部材(6)の自重によって変形可能な薄肉の薄肉部(8d)が形成されており、前記熱伝導部材の上端には、前記薄肉部の表面に係止可能な係止部(6d)が形成されており、前記第2工程は、前記熱伝導部材を前記ハウジング(9)の外部から前記開口部に挿入し、前記係止部を前記薄肉部に係止し、前記薄肉部を変形させて前記電子部品(3)の表面に到達させることにより、前記電子部品の表面に配置する工程であることにある。
薄肉部は熱伝導部材の下降位置を制限することができるため、シート状部材の変形量が過剰であるなど、シート状部材が所期の効果を発揮できなくなっている場合であっても、熱伝導部材が電子部品に衝突してダメージを与えるおそれがない。
また、薄肉部は熱伝導部材の自重によって変形するため、シート状部材の弾性力を補うことができる。
また、薄肉部は熱伝導部材の自重によって変形するため、シート状部材の弾性力を補うことができる。
また、この発明の第11の特徴は、前述の第1ないし第10のいずれか1つの特徴において、前記ハウジング(9)の一部を削除することにより前記開口部(8j)を形成する際の前記削除された部分を前記熱伝導部材(6)として用いることにある。
ハウジングに開口部を形成するときにハウジングから削除されたものを熱伝導部材として用いることができるため、熱伝導部材を別途製造する必要がないので、電子装置の製造コストを低減することができる。
また、この発明の第12の特徴は、前述の第1または第2の特徴において、前記熱伝導部材(6)の両側面の各上端は、先端がそれぞれ外方へ伸びた板状のバネ(6e)に形成されており、前記ハウジング(9)の裏面(8h)のうち前記開口部(8j)の周辺には、前記バネの各先端を係止する係止部(13)がそれぞれ配置されており、前記第2工程は、前記バネの先端間の間隔を縮めた状態で前記熱伝導部材を前記ハウジングの外部から前記開口部に挿入し、前記バネの先端間の間隔を縮めた状態を解除することにより、前記先端間の間隔を前記バネの復元力によって広げ、前記各先端を前記係止部にそれぞれ係止し、前記熱伝導部材を前記電子部品(3)の表面に配置する工程であることにある。
熱伝導部材自身が弾性部材の役割をも果たすため、弾性部材を別途製造する必要がないので製造コストを削減することができる。また、熱伝導部材を開口部から挿入し、各バネの先端を係止部に係止するだけで熱伝導部材自身がバネの作用をするため、熱伝導部材配置後に弾性部材を配置する作業が不要である。
なお、上記括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
<第1実施形態>
この発明に係る実施形態について図を参照して説明する。図1は、この実施形態に係る電子装置の内部構造を示す説明図である。図2は、図1に示す電子装置の要部の説明図である。図3は、ヒートシンクの取付工程を示す説明図であり、(a)はヒートシンクを取付ける前の電子装置の内部構造を示す説明図、(b)はハウジングの開口部の説明図、(c)はハウジングの開口部からヒートシンクを挿入したところの説明図である。なお、図12に示した従来の電子装置と同じ構成については同じ符号を用いる。
この発明に係る実施形態について図を参照して説明する。図1は、この実施形態に係る電子装置の内部構造を示す説明図である。図2は、図1に示す電子装置の要部の説明図である。図3は、ヒートシンクの取付工程を示す説明図であり、(a)はヒートシンクを取付ける前の電子装置の内部構造を示す説明図、(b)はハウジングの開口部の説明図、(c)はハウジングの開口部からヒートシンクを挿入したところの説明図である。なお、図12に示した従来の電子装置と同じ構成については同じ符号を用いる。
[電子装置の構造]
図1に示すように、電子装置1は、ハウジング9を備えており、ハウジング本体8の内部に回路基板2が収容されている。ハウジング本体8は、アルミニウムまたは鉄系の比較的熱伝導効率の高い素材により、箱状に形成されている。回路基板2は、ガラスエポキシまたはセラミックなどの素材により板状に形成されている。
ハウジング本体8の内部角部には、回路基板2を固定するための取付部8cが設けられており、回路基板2の端部は、ネジやボルトなどの固定部材11によって取付部8cに固定されている。
図1に示すように、電子装置1は、ハウジング9を備えており、ハウジング本体8の内部に回路基板2が収容されている。ハウジング本体8は、アルミニウムまたは鉄系の比較的熱伝導効率の高い素材により、箱状に形成されている。回路基板2は、ガラスエポキシまたはセラミックなどの素材により板状に形成されている。
ハウジング本体8の内部角部には、回路基板2を固定するための取付部8cが設けられており、回路基板2の端部は、ネジやボルトなどの固定部材11によって取付部8cに固定されている。
回路基板2の表面2aには、ICチップ3、抵抗RおよびコンデンサCなどの電子部品が実装されており、裏面2bにも抵抗Rが実装されている。ICチップ3は、ベアチップ実装方法におけるフリップチップ実装方法により、回路基板2の表面2aにフェイスダウン実装方法により実装される。ICチップ3は、例えば、パワーICまたは複合ICなど、熱を発生するもので、効率良い放熱を必要とするものである。
図2に示すように、ICチップ3と回路基板2の表面2aとの間には、アンダーフィル4が充填されている。
ヒートシンク6の表面6aと対向するハウジング本体8の裏面8hには、凹部8aが形成されている。この凹部8aは、ハウジング本体8に開口形成された開口部8j(図3)の外側開口面を蓋8iによって閉塞することにより形成される。開口部8jは、ハウジング本体8の外部からヒートシンク6を挿入してICチップ3の上に配置するためのものである。開口部8jは、ヒートシンク6の表面6aと対向するハウジング本体8の裏面8hに開口形成されている。
ヒートシンク6の表面6aと対向するハウジング本体8の裏面8hには、凹部8aが形成されている。この凹部8aは、ハウジング本体8に開口形成された開口部8j(図3)の外側開口面を蓋8iによって閉塞することにより形成される。開口部8jは、ハウジング本体8の外部からヒートシンク6を挿入してICチップ3の上に配置するためのものである。開口部8jは、ヒートシンク6の表面6aと対向するハウジング本体8の裏面8hに開口形成されている。
開口部8jはヒートシンク6を底面から挿通できる大きさに形成されており、開口部8jの横断面形状は、ヒートシンク6の横断面形状と合致している。例えば、ヒートシンク6は直方体形状である。
開口部8jから挿入され、ICチップ3の上に配置されたヒートシンク6の上端は凹部8a内に挿入されており、その上端側面は凹部8aの内壁面8bと接触している。ヒートシンク6の表面6aと蓋8iの裏面9aとの間には、コイル状の複数のバネ7が配置されている。各バネ7は、そのバネ力によってヒートシンク6をICチップ3の方に付勢している。ハウジング9を構成する蓋8iは、ハウジング本体8と同じ材料により形成されている。各バネ7は鋼などの熱伝導率の高い材料により形成されている。
開口部8jから挿入され、ICチップ3の上に配置されたヒートシンク6の上端は凹部8a内に挿入されており、その上端側面は凹部8aの内壁面8bと接触している。ヒートシンク6の表面6aと蓋8iの裏面9aとの間には、コイル状の複数のバネ7が配置されている。各バネ7は、そのバネ力によってヒートシンク6をICチップ3の方に付勢している。ハウジング9を構成する蓋8iは、ハウジング本体8と同じ材料により形成されている。各バネ7は鋼などの熱伝導率の高い材料により形成されている。
ヒートシンク6の底面6bは、シート10の上に配置されており、シート10は、薄い層厚の熱伝導性シリコーンゲル5によってICチップ3の表面に取付けられている。シート10は熱伝導性シリコーンゲル5よりも弾性率が低く、ヒートシンク6と熱伝導性シリコーンゲル5との間に介在されており、かつ、シート10の少なくとも両端がICチップ3の配置されている側のハウジング本体8の裏面に取り付けられてなる。
つまり、ヒートシンク6は、各バネ7の付勢力によって熱伝導性シリコーンゲル5およびシート10を介してICチップ3の上に押圧されている。
シート10は、ヒートシンク6を開口部8jからICチップ3の上に配置する際に使用するもので、弾性を有する熱伝導性材料、例えば、銅系、シリコンゴム、シリコンゲル、カーボンなどの材料によりシート状に形成されている。
シート10は、ヒートシンク6を開口部8jからICチップ3の上に配置する際に使用するもので、弾性を有する熱伝導性材料、例えば、銅系、シリコンゴム、シリコンゲル、カーボンなどの材料によりシート状に形成されている。
図3(b)に示すように、ヒートシンク6を開口部8jから挿入する前のシート10は、開口部8jを閉塞するようにハウジング本体8の裏面8hに配置されている。また、図3(c)に示すように、シート10の端部10cのみがハウジング本体8の裏面8hに接着されている。シート10の中央には、ヒートシンク6を載置する載置部10aが形成されており、その載置部10aの表面にヒートシンク6の裏面6bが密着している。シート10は、ヒートシンク6の自重によって下方に伸び、載置部10aの裏面が熱伝導性シリコーンゲル5に接着される弾性率を有する。
また、総てのバネ7が作用したときのバネ全体の弾性率は、熱伝導性シリコーンゲル5の弾性率よりも低く設定されている。つまり、ICチップ3に対してそれを押し上げる応力が作用した場合であっても、ヒートシンク6が各バネ7の付勢力に抗して凹部8a内を上方へ変位することにより上記の応力を緩和することができるように構成されている。例えば、回路基板2の反りにより、ICチップ3の姿勢が傾いたり、ICチップ3の実装高さが高い方にずれたりしていることにより上記応力がICチップ3に作用した場合であっても、その応力を緩和することができる。
また、ICチップ3から発生した熱は、熱伝導性シリコーンゲル5を介してシート10に伝導し、さらにシート10からヒートシンク6に伝導し、ヒートシンク6から各バネ7を介して蓋8iに伝導して放熱される。さらに、ヒートシンク6に伝導した熱は、ヒートシンク6の上端と接触している凹部8aの内壁面8bに伝導して放熱される。
[ヒートシンク6の取付方法]
次に、ヒートシンク6の取付方法について図3を参照して説明する。
図3(a)に示すように、回路基板2が内部に固定され、各開口部8jの裏面側開口面がシート10によって閉塞されたハウジング本体8を用意する。回路基板2の表面2aに実装されたICチップ3の表面には、予め熱伝導性シリコーンゲル5が塗布されている。
次に、ヒートシンク6の取付方法について図3を参照して説明する。
図3(a)に示すように、回路基板2が内部に固定され、各開口部8jの裏面側開口面がシート10によって閉塞されたハウジング本体8を用意する。回路基板2の表面2aに実装されたICチップ3の表面には、予め熱伝導性シリコーンゲル5が塗布されている。
そして、ヒートシンク6をハウジング本体8の外部から開口部8jに挿入し、シート10の載置部10aの上の載置する。すると、図3(c)に示すように、シート10の取付部10cと載置部10aとを接続する接続部10bが、ヒートシンク6の自重によって下方に伸び、図1に示すように、シート10の載置部10aの裏面が熱伝導性シリコーンゲル5に接着される。
つまり、ヒートシンク6をハウジング本体8の開口部8jから挿入し、シート10の載置部10aの上に載置するだけで自動的にヒートシンク6を熱伝導性シリコーンゲル5によってICチップ3の表面に取付けることができる。
上述のように、シート10はヒートシンク6の自重によって撓む弾性を有する。このため、回路基板2の歪み、あるいは、実装誤差などによってICチップ3の表面が傾いている場合であっても、シート10は、その傾きに追従して変形するので、ヒートシンク6をその底面6bがICチップ3の表面に沿うように取付けることができる。
上述のように、シート10はヒートシンク6の自重によって撓む弾性を有する。このため、回路基板2の歪み、あるいは、実装誤差などによってICチップ3の表面が傾いている場合であっても、シート10は、その傾きに追従して変形するので、ヒートシンク6をその底面6bがICチップ3の表面に沿うように取付けることができる。
また、ヒートシンク6を載置したときにおけるシート10の伸び量(変形量)の最大値、つまり載置部10aの下降到達点は、端部10cの接着面積を変更し、接続部10bの長さを変更することによって調整することができる。端部10cのハウジング本体8の裏面8hに対する接着幅L(図3(c))を短くすると、接続部10bの長さが長くなるため、載置部10aの下降到達点が下方へ移動し、下降距離Hが長くなる。また逆に、端部10cの接着幅Lを長くすると、接続部10bの長さが短くなるため、載置部10aの下降到達点が上方へ移動し、下降距離Hが短くなる。
また、ヒートシンク6を載置したときにおけるシート10の伸び量(変形量)の最大値、つまり載置部10aの下降到達点は、シート10の弾性率を変更することによっても調整することができる。弾性率の低いシート10に変更すると、接続部10bの延びが長くなるため、載置部10aの下降到達点が下方へ移動し、下降距離Hが長くなる。また逆に、弾性率の高いシート10に変更すると、接続部10bの延びが短くなるため、載置部10aの下降到達点が上方へ移動し、下降距離Hが短くなる。
つまり、シート10の端部10cのうち変形可能な部分の面積およびシート10の弾性率の少なくとも一方を変更することにより、載置部10aの下降距離Hを調整することができる。
従って、ICチップ3の厚さ、または、実装高さが変更された場合、あるいは、ICチップ3の表面が傾斜している場合であっても、ヒートシンク6を熱伝導性シリコーンゲル5を介してICチップ3の上にバランス良く配置することができる。
従って、ICチップ3の厚さ、または、実装高さが変更された場合、あるいは、ICチップ3の表面が傾斜している場合であっても、ヒートシンク6を熱伝導性シリコーンゲル5を介してICチップ3の上にバランス良く配置することができる。
次に、複数のバネ7をヒートシンク6の表面6aに均等に配置し、蓋8iによって開口部8jを閉塞する(図1)。蓋8iは、ハウジング本体8の表面のうち、開口部8jの周縁に接着剤またはボルトやネジなどの取付手段によって取付ける。これにより、各バネ7は、蓋8iとヒートシンク6との間で圧縮された状態となり、各バネ7の復元力によってヒートシンク6がICチップ3の表面に向けて押圧された状態になる。
これにより、ヒートシンク6がシート10の載置部10aの表面に密着され、載置部10aが熱伝導性シリコーンゲル5を押圧するため、ヒートシンク6が載置部10aおよび熱伝導性シリコーンゲル5を介してICチップ3の上に固定される。
また、ICチップ3、シート10およびヒートシンク6の密着度が高まり、ICチップ3から発生した熱のヒートシンク6に対する伝導率が高くなる。また、ヒートシンク6に伝導した熱を各バネ7を通じて蓋8iに伝導させ、蓋8iを通じてハウジング本体8から放熱することができる。さらに、ヒートシンク6の配置姿勢が崩れるおそれがない。
また、ICチップ3、シート10およびヒートシンク6の密着度が高まり、ICチップ3から発生した熱のヒートシンク6に対する伝導率が高くなる。また、ヒートシンク6に伝導した熱を各バネ7を通じて蓋8iに伝導させ、蓋8iを通じてハウジング本体8から放熱することができる。さらに、ヒートシンク6の配置姿勢が崩れるおそれがない。
また、ヒートシンク6の上端は、凹部8aの中に突出した状態になり、ヒートシンク6の上端の側面が凹部8aの内壁面8bと接触した状態になる。これにより、ヒートシンク6に伝導した熱を内壁面8bを通じてハウジング本体8に伝導させることができるため、放熱効率を高めることができる。さらに、各バネ7は鋼などの熱伝導率の高い材料により形成されているため、ヒートシンク6の熱を各バネ7を介してハウジング9に効率良く伝導して放熱することができる。
[第1実施形態の効果]
(1)上述のように、第1実施形態の電子装置1は、回路基板2をハウジング本体8の内部に収容した後に、ヒートシンク6をハウジング本体8の外部から開口部8jを介してICチップ3の表面に配置することができるため、ICチップ3の傾きや実装高さの誤差などに起因して回路基板2およびヒートシンク6からの応力がICチップ3に対して作用するおそれがない。
(1)上述のように、第1実施形態の電子装置1は、回路基板2をハウジング本体8の内部に収容した後に、ヒートシンク6をハウジング本体8の外部から開口部8jを介してICチップ3の表面に配置することができるため、ICチップ3の傾きや実装高さの誤差などに起因して回路基板2およびヒートシンク6からの応力がICチップ3に対して作用するおそれがない。
(2)また、ヒートシンク6の表面6aと、その表面6aと対向するハウジング本体8の裏面8hに形成された凹部8aの底面8kとの間に熱伝導性シリコーンゲル5より低い弾性率の複数のバネ7が介在されてなる。また、熱伝導性シリコーンゲル5より低い弾性率のシート10が、ヒートシンク6と熱伝導性シリコーンゲル5との間に介在されており、かつ、シート10の少なくとも両端がICチップ3の配置されている側のハウジング本体8の裏面8hに取り付けられてなる。
このため、環境温度の変化により回路基板2の基板面に発生した反りに起因する応力がICチップ3に及んだ場合であっても、ヒートシンク6がバネ7およびシート10の各弾性力に抗しながらハウジング本体8の裏面8hに向けて変位する(逃げる)ことができるため、回路基板2からICチップ3に作用する応力およびハウジング9からヒートシンク6を介してICチップ3に作用する応力を緩和することができる。
従って、応力によりICチップ3がダメージを受けるおそれのない電子装置を実現することができる。
このため、環境温度の変化により回路基板2の基板面に発生した反りに起因する応力がICチップ3に及んだ場合であっても、ヒートシンク6がバネ7およびシート10の各弾性力に抗しながらハウジング本体8の裏面8hに向けて変位する(逃げる)ことができるため、回路基板2からICチップ3に作用する応力およびハウジング9からヒートシンク6を介してICチップ3に作用する応力を緩和することができる。
従って、応力によりICチップ3がダメージを受けるおそれのない電子装置を実現することができる。
(3)さらに、ヒートシンク6をハウジング9の外部から開口部8jに挿入してシート10の上に載置するだけで自動的にヒートシンク6をICチップ3の表面に配置することができる。
(4)さらに、シート10はヒートシンク6の自重によって変形する性質を有するため、回路基板2の歪み、あるいは、実装誤差などによってICチップ3の表面が傾いている場合であっても、シート10は、その傾きに追従して変形するので、ヒートシンク6をその底面がICチップ3の表面に沿うように取付けることができる。
(5)さらに、ICチップ3に作用する応力をバネ7およびシート10によって緩和することができることから、熱伝導性シリコーンゲル5の厚さを薄くすることができるため、その分、熱伝導性シリコーンゲル5における熱伝導率を高めることができるので、放熱効果を高めることができる。
(6)さらに、ヒートシンク6の上端が、凹部8aの内部に配置されているため、ヒートシンク6が上方へ変位するために必要な隙間をハウジング本体8の裏面8hとヒートシンク6の表面6aとの間に形成する必要がないのでハウジング9の厚さを薄くすることができる。
(7)さらに、ヒートシンク6が凹部8aの内壁面8bと接触しているため、ヒートシンク6に伝導した熱を内壁面8bに伝導させ、ハウジング9から放熱することができる。
従って、ヒートシンク6に伝導した熱をバネ7のみに伝導させる構造よりも放熱効率を高めることができる。
従って、ヒートシンク6に伝導した熱をバネ7のみに伝導させる構造よりも放熱効率を高めることができる。
(8)さらに、バネ7は、熱伝導性シリコーンゲル5よりも熱伝導率が高いため、ヒートシンク6とハウジング本体8との間にバネ7を介在させることにより、放熱効率が低下するおそれがない。
(9)さらに、シート10を金属製材料により形成することにより、ICチップ3から発生した熱をシート10を介してヒートシンク6およびハウジング9に伝導させて放熱することができる。
<第2実施形態>
次に、この発明の第2実施形態について図4を参照して説明する。
図4は、この第2実施形態に係る電子装置の構造の要部を示す説明図である。なお、以下に説明する各実施形態では、第1実施形態の電子装置1と同じ部分の説明を省略し、同じ構成については同じ符号を用いて説明する。
次に、この発明の第2実施形態について図4を参照して説明する。
図4は、この第2実施形態に係る電子装置の構造の要部を示す説明図である。なお、以下に説明する各実施形態では、第1実施形態の電子装置1と同じ部分の説明を省略し、同じ構成については同じ符号を用いて説明する。
凹部8aは、その底部8kの幅よりも開口面の幅の方が狭くなるように形成されている。つまり、内壁面8bが、開口面に近付くにつれて径が小さくなるテーパ面を形成している。また、ヒートシンク6の上端には鍔状に突出形成された突出部6cが形成されており、その突出部6cの側面は、上端に近付くにつれて径が大きくなるテーパ面を形成している。
ヒートシンク6をハウジング本体8の開口部8jから挿入し、シート10の載置部10aに載置すると、載置部10aはヒートシンク6の自重によって下降する。このとき、ヒートシンク6は、自身の突出部6cが凹部8aの内壁面8bの開口側に形成された突出部8mと重なったときに下降を停止する。
ヒートシンク6の下降停止位置は、ヒートシンク6が載置された載置部10aが熱伝導性シリコーンゲル5に充分に接着され、かつ、ICチップ3にヒートシンク6の過度の荷重が掛からない程度の位置に設定されている。ヒートシンク6の下降停止位置は、突出部6c,8mの各テーパ面の傾斜角度を変更することによって調整することができる。
ヒートシンク6の下降停止位置は、ヒートシンク6が載置された載置部10aが熱伝導性シリコーンゲル5に充分に接着され、かつ、ICチップ3にヒートシンク6の過度の荷重が掛からない程度の位置に設定されている。ヒートシンク6の下降停止位置は、突出部6c,8mの各テーパ面の傾斜角度を変更することによって調整することができる。
このように、ヒートシンク6の下降位置を制限することができる。このため、シート10の端部10cの接着幅Lが不足していたり、接続部10bの弾性率が不足しているなど、シート10が所期の効果を発揮できなくなっている場合であっても、ヒートシンク6が下降時にICチップ3にダメージを与えるおそれがない。
また、この第2実施形態の電子装置は、凹部8aおよびヒートシンク6の形状以外は前述の第1実施形態の電子装置1と同じ構造であるため、第1実施形態の効果(1)ないし(9)と同じ効果を奏することができる。
また、この第2実施形態の電子装置は、凹部8aおよびヒートシンク6の形状以外は前述の第1実施形態の電子装置1と同じ構造であるため、第1実施形態の効果(1)ないし(9)と同じ効果を奏することができる。
<第3実施形態>
次に、この発明の第3実施形態について図5を参照して説明する。
図5は、この第3実施形態に係る電子装置の構造の要部を示す説明図である。
次に、この発明の第3実施形態について図5を参照して説明する。
図5は、この第3実施形態に係る電子装置の構造の要部を示す説明図である。
この電子装置は、発熱量が大きいICチップに対応して比較的大型で重量のあるヒートシンクを備える構成である。凹部8aの開口面の周縁には、薄板状の薄板部8dが形成されている。ヒートシンク6の上端には鍔状に形成された鍔部6dが形成されており、鍔部6dは薄板部8dの上に係止されている。
ヒートシンク6をハウジング本体8の開口部8jから挿入し、シート10の載置部10aに載置すると、載置部10aはヒートシンク6の自重によって下降する。このとき、ヒートシンク6は、自身の鍔部6dが凹部8aの薄板部8dと重なったときに下降を停止する。
ヒートシンク6をハウジング本体8の開口部8jから挿入し、シート10の載置部10aに載置すると、載置部10aはヒートシンク6の自重によって下降する。このとき、ヒートシンク6は、自身の鍔部6dが凹部8aの薄板部8dと重なったときに下降を停止する。
ヒートシンク6の下降停止位置は、ヒートシンク6が載置された載置部10aが熱伝導性シリコーンゲル5に充分に接着され、かつ、ICチップ3にヒートシンク6の過度の荷重が掛からない程度の位置に設定されている。
薄板部8dはヒートシンク6の下降位置を制限するとともに、上下方向に撓む弾性を有する。このため、シート10の端部10cの接着幅Lが不足していたり、シート10の弾性が不足していたりするなど、シート10が所期の効果を発揮できなくなっている場合であっても、ヒートシンク6が下降時にICチップ3にダメージを与えるおそれがない。
薄板部8dはヒートシンク6の下降位置を制限するとともに、上下方向に撓む弾性を有する。このため、シート10の端部10cの接着幅Lが不足していたり、シート10の弾性が不足していたりするなど、シート10が所期の効果を発揮できなくなっている場合であっても、ヒートシンク6が下降時にICチップ3にダメージを与えるおそれがない。
また、ヒートシンク6の鍔部6dを薄板状に形成し、薄板部8dおよび鍔部6dの各弾性率の少なくとも一方を変更することにより、ヒートシンク6の重量が掛かったときの弾性力を調整することができる。また、この第3実施形態の電子装置は、凹部8aおよびヒートシンク6の形状、大きさおよび重量以外は前述の第1実施形態の電子装置1と同じ構造であるため、第1実施形態の効果(1)ないし(6)ならびに(8)および(9)と同じ効果を奏することができる。さらに、ヒートシンク6の鍔部6dが凹部8aの薄板部8dと接触しているため、ヒートシンク6に伝導した熱をハウジング9から放熱することができる。従って、ヒートシンク6に伝導した熱をバネ7のみに伝導させる構造よりも放熱効率を高めることができる。
<第4実施形態>
次に、この発明の第4実施形態について図6を参照して説明する。
図6は、この第4実施形態に係る電子装置の構造の要部を示す説明図である。
次に、この発明の第4実施形態について図6を参照して説明する。
図6は、この第4実施形態に係る電子装置の構造の要部を示す説明図である。
シート10は、中央部が開口形成されており、その周縁10dがヒートシンク6の表面6aに予め取付けられている。シート10は蓋8iとハウジング本体8との間に挟まれることにより固定されており、ヒートシンク6はシート10の周縁10dから延びる接続部10eによって吊り下げられている。
一方の手で摘むことができるような突起部などをヒートシンク6の表面6aに設けておき、その突起部を摘んでヒートシンク6の底面を開口部8jに挿入した状態を作る。
一方の手で摘むことができるような突起部などをヒートシンク6の表面6aに設けておき、その突起部を摘んでヒートシンク6の底面を開口部8jに挿入した状態を作る。
そして、他方の手でシート10をハウジング本体8の表面に押さえ付けて仮止めし、突起部を摘んでいる手をゆっくりと放す。すると、ヒートシンク6は下降するが、シート10の接続部10eの弾性によってICチップ3の上に衝撃なく接着される。ヒートシンク6の接着が終了したら、バネ7および蓋9を取付けるが、シート10を挾んだ状態で蓋9をハウジング本体8に取付けても良いし、シート10の接続部10eを切断し、シート10をハウジング本体8の表面に残さないようにしても良い。
上記のように、第4実施形態の電子装置によれば、シート10をハウジング本体8の裏面8hに取り付けておく作業が不要である。また、ヒートシンク6と熱伝導性シリコーンゲル5との間にシート10の載置部10aが介在されないため、ICチップ3とヒートシンク6との間の熱伝導率を高めることができる。さらに、ヒートシンク6とICチップ3との接着力を高めることもできる。また、上記の第4実施形態の電子装置は、ヒートシンク6およびシート10の構造以外は前述の第1実施形態の電子装置1と同じ構造であるため、第1実施形態の効果(1)、(2)および(4)ないし(9)と同じ効果を奏することができる。
<第5実施形態>
次に、この発明の第5実施形態について図7を参照して説明する。
図7は、この第5実施形態に係る電子装置の構造の要部を示す説明図である。
次に、この発明の第5実施形態について図7を参照して説明する。
図7は、この第5実施形態に係る電子装置の構造の要部を示す説明図である。
凹部8aには、熱伝導性のゴム12が介在されている。ゴム12は、高温時は低弾性で低温時は高弾性であるゴムの特性を活かすことができる。つまり、回路基板2をハウジング本体8に収容するときは、ICチップ3は発熱しておらず、ゴム12は低温で高弾性の状態である。このため、回路基板2の歪みなどを起因とするICチップ3に対する応力を、ヒートシンク6がゴム12の弾性力に抗しながら上方へ変位することにより緩和することができる。また、回路基板2に実装された回路が動作中であり、ICチップ3が発熱しているときは、ヒートシンク6の熱がゴム12に伝導し、ゴム12が高温で低弾性に変化する。このため、ゴム12によって適度の押圧力がヒートシンク6に掛かるため、ヒートシンク6およびICチップ3の密着度を高めることができる。
上記の第5実施形態の電子装置によれば、ゴム12の厚さおよび素材を変更することにより、ICチップ3に及ぶ応力の大きさの変化に応じてゴム12の弾性率を調整することができる。また、上記の第5実施形態の電子装置は、バネ7に代えてゴムが凹部に介在された構造以外は前述の第1実施形態の電子装置1と同じ構造であるため、バネ7をゴム12に読み替える第1実施形態の効果(1)ないし(7)および(9)と同じ効果を奏することができる。
<第6実施形態>
次に、この発明の第6実施形態について図8を参照して説明する。
図8は、この第6実施形態に係る電子装置におけるシート10の構造を示す説明図である。
次に、この発明の第6実施形態について図8を参照して説明する。
図8は、この第6実施形態に係る電子装置におけるシート10の構造を示す説明図である。
シート10の載置部10aが複数回折り返され、蛇腹状に形成されている。このように形成することにより、接続部10bの長さを調節することができる。また、載置部10aの弾性力を調節することもできる。さらに、載置部10aにおける折り返しの回数を変更することにより、接続部10bの長さおよび載置部10aの弾性力を微調整することができる。このシート10の構造は、前述の第4実施形態を除く第1ないし第5実施形態の電子装置に適用することができ、各実施形態の効果を喪失させるものではない。
<第7実施形態>
次に、この発明の第7実施形態について図9を参照して説明する。
図9は、この第7実施形態に係る電子装置の説明図であり、(a)は要部の説明図、(b)はシート10の構造を示す説明図である。
次に、この発明の第7実施形態について図9を参照して説明する。
図9は、この第7実施形態に係る電子装置の説明図であり、(a)は要部の説明図、(b)はシート10の構造を示す説明図である。
図1に示したように、回路基板2に大きさの異なるICチップ3が実装される場合は、ヒートシンク6はICチップ3の大きさに対応して大きさおよび重量が異なる。このような場合は、同じシート10によっては総てのヒートシンク6の取付けに対応することができない場合が起こりうる。そこで、シート10にスリット10fを形成することにより、シート10の弾性率を調節し、重量の異なるヒートシンク6に対応する。
図9(b)に示すように、シート10は四角形に形成されており、その中央に四角形の載置部10aが形成されている。シート10の外周を形成する各辺と、載置部10aの外周を形成する各辺との間にスリット10fがそれぞれ形成されている。隣接するスリット10f間には接続部10bが形成されている。つまり、載置部10aは、各接続部10bによってシート10の端部10cと接続されている。
スリット10fの大きさを変更することによって接続部10bの短手方向の幅(断面積)を調節し、接続部10bの延びる長さ、つまり載置部10aに載置されたヒートシンク6の下降量の最大値を調節することができる。また、スリット10fの大きさを変更することによって載置部10aの大きさを調節し、ヒートシンク6の大きさに対応することができる。例えば、相対的に重量の重いヒートシンク6の配置に適用する場合は、接続部10bの短手方向の幅が広くなるように各スリット10fを形成し、逆に、重量の軽いヒートシンク6の場合は、接続部10bの短手方向の幅が狭くなるように各スリット10fを形成する。
この実施形態の電子装置は上記の構造であるため、同じ回路基板上に大きさまたは重量の異なるヒートシンク6を配置する場合であっても、シート10にスリットを形成して各ヒートシンク6の配置に対応することができるので、ヒートシンク毎にシート10を製造する必要がないので製造コストを削減することができる。このシート10の構造は、前述の第4実施形態を除く第1ないし第6実施形態の電子装置に適用することができ、各実施形態の効果を喪失させるものではない。
なお、幅の広いスリット10fを1つ形成する代わりに幅の狭いスリット10fを複数形成しても良い。また、スリットに代えて貫通孔を形成しても良い。さらに、シート10はメッシュ状でも良く、網目の粗さを変更することにより、弾性率を調整することもできる。
なお、幅の広いスリット10fを1つ形成する代わりに幅の狭いスリット10fを複数形成しても良い。また、スリットに代えて貫通孔を形成しても良い。さらに、シート10はメッシュ状でも良く、網目の粗さを変更することにより、弾性率を調整することもできる。
<第8実施形態>
次に、この発明の第8実施形態について図10を参照して説明する。
図10は、この第8実施形態に係る電子装置の要部を示す説明図である。
次に、この発明の第8実施形態について図10を参照して説明する。
図10は、この第8実施形態に係る電子装置の要部を示す説明図である。
ヒートシンク6がゴム14によってハウジング本体8と接続されている。ヒートシンク6は、ハウジング本体8に開口部8j(凹部8a)を形成したときにハウジング本体8から削除されたものである。つまり、開口部8jをプレス加工によって打ち抜いて形成する場合は、その打抜き片をヒートシンク6として利用する。
先ず開口部8jの向かい合う2辺を打ち抜く。次に、その打ち抜いた辺を跨ぐようにしてゴム14の両端をハウジング本体8の表面に取付ける作業を打ち抜いた2辺に対してそれぞれ行う。つまり、ヒートシンク6として打ち抜く部分とハウジング本体8とをゴム14によって繋ぎ止める。そして、残りの向かい合う2辺を打ち抜く。次に、その打ち抜いた辺を跨ぐようにしてゴム14の両端をハウジング本体8の裏面8hに取付ける作業を打ち抜いた2辺に対してそれぞれ行う。
このように、ハウジング本体8に開口部8jを形成するときにハウジング本体8から削除されたものをヒートシンク6として利用するため、ヒートシンク6を別途製造する必要がなく、電子装置の製造コストを低減することができる。このヒートシンク6の製造方法は、前述の第2および第3実施形態を除く第1ないし第7実施形態の電子装置に適用することができ、各実施形態の効果を喪失させるものではない。なお、ゴム14は紐状でも良いし、シート状でも良い。
<第9実施形態>
次に、この発明の第9実施形態について図11を参照して説明する。
図11は、この第9実施形態に係る電子装置の説明図であり、(a)は変形前のヒートシンクの説明図、(b)は変形後のヒートシンクの説明図、(c)は要部を示す説明図である。
次に、この発明の第9実施形態について図11を参照して説明する。
図11は、この第9実施形態に係る電子装置の説明図であり、(a)は変形前のヒートシンクの説明図、(b)は変形後のヒートシンクの説明図、(c)は要部を示す説明図である。
ヒートシンク6の両側面の相対向する上端からは、薄肉で板状のバネ6eがそれぞれ外方へ延出している。各バネ6eはヒートシンク6の一部を加工して形成される。各バネ6eはウィング状に形成されており、図11(b)に示すように、各バネ6eの先端が上方を向くように変形させ、各バネ6eの先端間が近付いた状態にすることができる。この状態になると、ヒートシンク6をハウジング本体8の開口部8jから挿入可能になる。
また、ハウジング本体8の裏面8hには、各バネ6eの先端を係止するための係止部13がそれぞれ配置されている。
例えば各バネ6eの先端を指などで摘んで上記の状態を維持しながらヒートシンク6を開口部8jから挿入する。そして、各バネ6eの先端が開口部8jを通過したときに、各バネ6eの先端を摘んでいた指を先端から放すと、各バネ6eは復元力によって元の形状に復帰しようとし、各バネ6eの先端が係止部13にそれぞれ係止される。
例えば各バネ6eの先端を指などで摘んで上記の状態を維持しながらヒートシンク6を開口部8jから挿入する。そして、各バネ6eの先端が開口部8jを通過したときに、各バネ6eの先端を摘んでいた指を先端から放すと、各バネ6eは復元力によって元の形状に復帰しようとし、各バネ6eの先端が係止部13にそれぞれ係止される。
このとき、既にヒートシンク6の底面がシート10を介して熱伝導性シリコーンゲル5を押圧しているため、各バネ6eが元の形状に復帰しようとするバネ力がヒートシンク6を下降させる力に変化し、ヒートシンク6がシート10を介して熱伝導性シリコーンゲル5を押圧する。これにより、ヒートシンク6、シート10、熱伝導性シリコーンゲル5およびICチップ3が相互に密着した状態になる。
このように、第9実施形態の電子装置によれば、ヒートシンク6自身がバネ7の役割をも果たすため、バネ7を別途製造する必要がないので製造コストを削減することができる。また、ヒートシンク6を開口部8jから挿入し、各バネ6eの先端を係止部13に係止するだけでヒートシンク6自身がバネ7の作用をするため、ヒートシンク配置後にバネ7を配置する作業が不要である。さらに、開口部8jを閉塞する蓋の製造および取付が不要であるため、電子装置の製造コストをより一層削減することができ、かつ、製造効率をより一層高めることができる。なお、ヒートシンク6を配置する際に特にシート10を使用しなくても良い。また、蓋で開口部8jを閉塞しても良い。
<他の実施形態>
(1)前述の各実施形態では、フリップチップ実装方法により実装されたICチップにヒートシンクが配置された構造に本発明を適用した場合を説明したが、本発明は、CSP(Chip Size Package)、PSOP(Power Small Outline Package)、PQFP(Power Quad Flat Package)およびBGA(Ball Grid Array)などの多種パッケージにも適用することができる。
(1)前述の各実施形態では、フリップチップ実装方法により実装されたICチップにヒートシンクが配置された構造に本発明を適用した場合を説明したが、本発明は、CSP(Chip Size Package)、PSOP(Power Small Outline Package)、PQFP(Power Quad Flat Package)およびBGA(Ball Grid Array)などの多種パッケージにも適用することができる。
(2)バネ7は、板バネなど、コイル状以外の形状のバネでも良い。また、ゴムなどの弾性体を点在させた構造でも良い。
(3)第5実施形態において、蓋8iおよびゴム12を一体形成することもできる。また、蓋8iおよびゴム12からなる部分をゴムによって一体形成し、そのゴムの弾力によって開口部に栓をする方法でも良い。
(3)第5実施形態において、蓋8iおよびゴム12を一体形成することもできる。また、蓋8iおよびゴム12からなる部分をゴムによって一体形成し、そのゴムの弾力によって開口部に栓をする方法でも良い。
(4)前述の各実施形態では、予め熱伝導性シリコーンゲル5をICチップ3の表面に塗布してからヒートシンク6をICチップ3の表面に取付ける方法を説明したが、ヒートシンク6の底面に熱伝導性シリコーンゲル5を塗布してからヒートシンク6をICチップ3の表面に取付ける方法でも良い。
この方法を採用した場合も前述の各実施形態と同じ効果を奏することができる。また、熱伝導性シリコーンゲル5をヒートシンク6の底面に塗布してからヒートシンク6をICチップ3の表面に取付けるため、熱伝導性シリコーンゲル5の性状が最適なときにヒートシンク6をICチップ3の表面に取付けることができる。例えば、空気と接触してから相当時間経過後に硬化する性質の熱伝導性材料を用いる場合は、熱伝導性材料が硬化する前にヒートシンク6をICチップ3の表面に取付けることができる。
(5)前述の各実施形態において記載した各種の材料、各部材の形状および大きさなどは、一例であり、本発明の効果を奏することができる範囲内で変更することができる。
1・・電子装置、2・・回路基板、3・・ICチップ(電子部品)、
4・・アンダーフィル、5・・熱伝導性シリコーンゲル(熱伝導性材料)、
6・・ヒートシンク(熱伝導部材)、7・・バネ(弾性部材)、8j・・開口部、
8i・・蓋、9・・ハウジング、10・・シート(シート状部材)。
4・・アンダーフィル、5・・熱伝導性シリコーンゲル(熱伝導性材料)、
6・・ヒートシンク(熱伝導部材)、7・・バネ(弾性部材)、8j・・開口部、
8i・・蓋、9・・ハウジング、10・・シート(シート状部材)。
Claims (12)
- 発熱する電子部品が実装された回路基板と、
前記電子部品の表面に配置された熱伝導性材料と、
この熱伝導性材料によって前記電子部品の表面に取付けられており、前記電子部品から発生する熱を放熱させるための熱伝導部材と、
前記回路基板が収容されたハウジングと、を備えた電子装置の製造方法において、
前記電子部品の表面に前記熱伝導性材料が配置された前記回路基板と、前記電子装置を前記ハウジングの内部に収容した際に前記熱伝導部材の表面と対向する部位に形成され、前記熱伝導部材を挿入可能な開口部が形成された前記ハウジングとを用意し、
前記電子部品が実装された回路基板を前記ハウジングの内部に収容する第1工程と、
前記熱伝導部材を前記ハウジングの外部から前記開口部を介して前記電子部品の表面に配置する第2工程と、
を有することを特徴とする電子装置の製造方法。 - 発熱する電子部品が実装された回路基板と、
前記電子部品の表面に配置された熱伝導性材料と、
この熱伝導性材料によって前記電子部品の表面に取付けられており、前記電子部品から発生する熱を放熱させるための熱伝導部材と、
前記回路基板が収容されたハウジングと、を備えた電子装置の製造方法において、
底面に前記熱伝導性材料が配置された前記熱伝導部材と、前記電子装置を前記ハウジングの内部に収容した際に前記熱伝導部材の表面と対向する部位に形成され、前記熱伝導部材を挿入可能な開口部が形成された前記ハウジングとを用意し、
前記電子部品が実装された回路基板を前記ハウジングの内部に収容する第1工程と、
前記熱伝導部材を前記ハウジングの外部から前記開口部を介して前記電子部品の表面に配置する第2工程と、
を有することを特徴とする電子装置の製造方法。 - 前記熱伝導性材料よりも低い弾性率を有するとともに前記熱伝導部材の自重によって変形する性質のシート状部材によって前記開口部の裏面が覆われた前記ハウジングを用意し、
前記第2工程は、
前記熱伝導部材を前記ハウジングの外部から前記開口部を介して前記シート状部材の上に載置し、その熱伝導部材が載置された前記シート状部材を前記熱伝導部材の自重によって前記電子部品の表面に向けて変形させることにより、前記熱伝導部材を前記シート状部材を介して前記電子部品の表面に配置する工程であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電子装置の製造方法。 - 前記熱伝導性材料よりも低い弾性率を有するとともに前記熱伝導部材の自重によって変形する性質のシート状部材の中央が取付けられた前記熱伝導部材を用意し、
前記第2工程は、
前記熱伝導部材の底部の一部が前記開口部に挿入され、前記シート状部材の少なくとも両端が前記開口部の周辺のハウジング表面に仮止めされた状態を作ってから前記シート状部材を前記電子部品の表面に向けて変形させることにより、前記熱伝導部材を前記シート状部材を介して前記電子部品の表面に配置する工程であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電子装置の製造方法。 - 前記シート状部材の少なくとも両端は、前記開口部の周辺のハウジングに取付けられており、
前記シート状部材のうち変形可能な部分の面積および前記シート状部材の弾性率の少なくとも一方を変更することにより、前記第2工程における前記シート状部材の変形量を調整することを特徴とする請求項3に記載の電子装置の製造方法。 - 前記第2工程において前記シート状部材の少なくとも両端は、前記開口部の周辺のハウジング表面に仮止めされ、
前記シート状部材のうち変形可能な部分の面積および前記シート状部材の弾性率の少なくとも一方を変更することにより、前記第2工程における前記シート状部材の変形量を調整することを特徴とする請求項4に記載の電子装置の製造方法。 - 前記シート状部材は金属製材料により形成されてなることを特徴とする請求項3ないし請求項6のいずれか1つに記載の電子装置の製造方法。
- 前記第2工程により前記熱伝導部材の側面と前記開口部の内壁面とが接触した状態になることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1つに記載の電子装置の製造方法。
- 前記開口部の内壁面には、内側に突出した第1突出部が形成されており、
前記熱伝導部材の上端には、前記第1突出部に係止可能な第2突出部が形成されており、
前記第2工程において前記開口部から挿入された前記熱伝導部材は、前記第2突出部が前記第1突出部に係止されることにより、前記電子部品上における配置位置が制限され、前記電子部品の表面に配置される工程であることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1つに記載の電子装置の製造方法。 - 前記開口部の少なくとも両端には、前記熱伝導部材の自重によって変形可能な薄肉の薄肉部が形成されており、
前記熱伝導部材の上端には、前記薄肉部の表面に係止可能な係止部が形成されており、
前記第2工程は、
前記熱伝導部材を前記ハウジングの外部から前記開口部に挿入し、前記係止部を前記薄肉部に係止し、前記薄肉部を変形させて前記電子部品の表面に到達させることにより、前記電子部品の表面に配置する工程であることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1つに記載の電子装置の製造方法。 - 前記ハウジングの一部を削除することにより前記開口部を形成する際の前記削除された部分を前記熱伝導部材として用いることを特徴とする請求項1ないし請求項10のいずれか1つに記載の電子装置の製造方法。
- 前記熱伝導部材の両側面の各上端は、先端がそれぞれ外方へ伸びた板状のバネに形成されており、
前記ハウジングの裏面のうち前記開口部の周辺には、前記バネの各先端を係止する係止部がそれぞれ配置されており、
前記第2工程は、
前記バネの先端間の間隔を縮めた状態で前記熱伝導部材を前記ハウジングの外部から前記開口部に挿入し、前記バネの先端間の間隔を縮めた状態を解除することにより、前記先端間の間隔を前記バネの復元力によって広げ、前記各先端を前記係止部にそれぞれ係止し、前記熱伝導部材を前記電子部品の表面に配置する工程であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電子装置の製造方法。
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