JP2009044046A - 電子部品の熱伝達構造 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品の昇温と放熱を両立させることが可能な電子部品の熱伝達構造を提供する。
【解決手段】電子回路基板（１）に実装された電子部品（２）に直接または間接的に接触する伝熱部材（３）と、前記伝熱部材（３）に取り付けられるヒータ（５）と、前記伝熱部材（３）に取り付けられるヒートシンク（７）とを備えると共に、前記ヒータ（５）から前記伝熱部材（３）を介して前記電子部品（２）に至るまでの距離を、前記ヒータ（５）から前記伝熱部材（３）を介して前記ヒートシンク（７）に至るまでの距離に比して短く設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品の熱伝達構造に関し、より詳しくは、電子部品をヒータで加熱して昇温させる一方、ヒートシンクによって電子部品を放熱させるようにした電子部品の熱伝達構造に関する。

電子回路基板に実装された電子部品（発熱部品）にヒートシンクを接触させることにより、当該電子部品を効率的に放熱させるようにした技術が従来知られている（例えば特許文献１参照）。
特開平５−２４３４３９号公報

ところで、極低温の環境下で電子機器を起動する場合、当該電子機器に搭載された電子部品が所定温度（安定した動作が保証される温度。以下「動作保証温度」という）まで昇温するのに時間を要するため、起動時間が長くなる。即ち、極低温下における電子機器の起動時間を短縮するには、電子部品を迅速に昇温させる必要がある。一方、電子部品が昇温した後は、動作保証温度を越えないように放熱する必要があり、昇温とは相反する機能が要求される。

従って、本発明の目的は上記した課題を解決し、電子部品の昇温と放熱を両立させることが可能な電子部品の熱伝達構造を提供することにある。

上記した課題を解決するため、本発明に係る電子部品の熱伝達構造にあっては、電子回路基板に実装された電子部品に直接または間接的に接触する伝熱部材と、前記伝熱部材に取り付けられるヒータと、前記伝熱部材に取り付けられるヒートシンクとを備えると共に、前記ヒータから前記伝熱部材を介して前記電子部品に至るまでの距離が、前記ヒータから前記伝熱部材を介して前記ヒートシンクに至るまでの距離に比して短く設定されるように構成した。

本発明に係る電子部品の熱伝達構造にあっては、電子部品に直接または間接的に接触する伝熱部材にヒータとヒートシンクを取り付けるように構成したので、電子部品をヒータで加熱して昇温させることができると共に、ヒートシンクによって電子部品を効率的に放熱させることができる。また、ヒータから伝熱部材を介して電子部品に至るまでの距離を、ヒートシンクに至るまでの距離に比して短く設定するように構成したので、ヒータとヒートシンクを同一の伝熱部材に取り付けた場合であっても、ヒータが発した熱の大部分を電子部品の加熱に供することが可能となり、電子部品の昇温と放熱を効率的かつ簡素な構造で両立させることができる。

以下、本発明に係る電子部品の熱伝達構造を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る電子部品の熱伝達構造を示す断面図である。図で符号１は、電子回路基板を示す。電子回路基板１は、図示しない電子機器に搭載される。電子回路基板１の部品実装面１ａには、電子部品（発熱部品）２が実装される。また、電子回路基板１の部品実装面１ａには、伝熱部材３が図示しないネジ、あるいは半田付けによって取り付けられる。尚、図では部品実装面１ａを電子回路基板１の一方の面としているが、両面であってもよい。

伝熱部材３は、アルミニウムなどの金属材から成形され、断面視において階段状を呈する。即ち、伝熱部材３は、第１の上面３ａと、第１の上面３ａよりも高い第２の上面３ｂとを有する。伝熱部材３は、電子部品２を覆うようにして電子回路基板１の部品実装面１ａに取り付けられる。従って伝熱部材３は、電磁波のシールドが必要な場合はシールドカバーとして機能させることも可能である。

電子部品２の上面は、伝熱シート４を介して伝熱部材３、より詳しくは、第１の上面３ａの裏面３ｃに接触させられる。電子部品２は伝熱シート４を介して伝熱部材３に間接的に接触させられることにより、伝熱部材３との間で熱の授受が可能とされる。尚、本実施例では電子部品２と伝熱部材３との間に伝熱シート４を介挿したが、電子部品２の上面を伝熱部材３に直接接触させるようにしてもよい。

伝熱部材３の第１の上面３ａにおいて電子部品２と対向する部位には、ヒータ５がネジ６によって取り付けられる。ヒータ５は、具体的にはシート状のヒータ本体５ａと、ヒータ本体５ａに固着された取付用板金５ｂとを有し、当該取付用板金５ａがネジ６によって伝熱部材３の第１の上面３ａに固定される。

また、伝熱部材３の第２の上面３ｂには、ヒートシンク７がネジ８によって取り付けられる。ヒートシンク７は、図示の如く第２の上面３ｂよりも平面積が大きく形成され、その一部が第１の上面３ａ（ヒータ５）の上方に張り出すように配置される。

ヒータ５は、図示しない制御回路に電気的に接続され、電子機器（電子回路基板１が搭載される電子機器）の起動時に通電されて発熱する。ヒータ５が発した熱は、伝熱部材３の第１の上面３ａと伝熱シート４を介して電子部品２に伝達される。これにより、電子部品２は加熱され、動作保証温度まで短時間で昇温させられる。尚、ヒータ５への通電は電子部品２の温度、外気温、あるいは電子機器の内部温度等に応じて制御されるが、その手法については本発明の主旨と直接の関係を有しないため、詳細な説明は省略する。

一方、電子部品２が発した熱は、伝熱シート４、伝熱部材３の第１の上面３ａ、第２の上面３ｂを介してヒートシンク７に伝達されて外部に放出される。即ち、電子部品２が動作保証温度まで昇温してヒータ５による加熱が終了した後は、電子部品２はヒートシンク７を介して放熱され、その温度が動作保証温度の範囲に維持される。

ここで、図示の如く、ヒータ５から伝熱部材３を介して電子部品２に至るまでの距離（熱伝達距離）は、ヒータ５から伝熱部材３を介してヒートシンク７に至るまでの距離に比して短く設定される。換言すれば、ヒータ５から電子部品２に至るまでの熱抵抗は、ヒータ５からヒートシンク７に至るまでの熱抵抗に比して小さく設定される。そのため、ヒータ５が発した熱の大部分は電子部品２の加熱に供され、電子部品２を効率的に加熱、昇温させることができる。

このように、本発明にあっては、電子部品２に直接または間接的に接触する伝熱部材３にヒータ５とヒートシンク７を取り付けるように構成したので、電子部品２をヒータ５で加熱して昇温させることができると共に、ヒートシンク７によって電子部品２を効率的に放熱させることができる。

また、ヒータ５から伝熱部材３を介して電子部品２に至るまでの距離が、ヒートシンク７に至るまでの距離に比して短く設定されるように構成したので、ヒータ５とヒートシンク７を同一の伝熱部材３に取り付けた場合であってもヒータ５の熱の大部分を電子部品２の加熱に供することが可能となり、電子部品２の昇温と放熱を効率的かつ簡素な構造で両立させることができる。

さらに、ヒートシンク７が取り付けられる第２の上面３ｂを、ヒータ５が取り付けられる第１の上面３ａよりも高くしたことから、ヒートシンク７の一部を第１の上面３ａの上方に張り出させることができる。即ち、伝熱部材３の上方の空間を有効に利用することができるため、構造全体の平面積の増加を伴うことなく、ヒートシンク７の平面積を取付面たる第２の上面３ｂよりも増大させて放熱効果を向上させることができる。

本発明に係る電子部品の熱伝達構造を示す断面図である。

符号の説明

１：電子回路基板、２：電子部品、３：伝熱部材、３ａ：第１の上面、３ｂ：第２の上面、４：伝熱シート、５：ヒータ、７：ヒートシンク

Claims (1)

1. 電子回路基板に実装された電子部品に直接または間接的に接触する伝熱部材と、
   前記伝熱部材に取り付けられるヒータと、
   前記伝熱部材に取り付けられるヒートシンクと、
   を備えると共に、前記ヒータから前記伝熱部材を介して前記電子部品に至るまでの距離が、前記ヒータから前記伝熱部材を介して前記ヒートシンクに至るまでの距離に比して短く設定されることを特徴とする電子部品の熱伝達構造。

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