JP2009295626A - 電子機器の放熱構造 - Google Patents

Abstract

【課題】マザーボード上に取り外し可能に取り付けられるカード上に、マザーボード上に取り付けられたヒートシンクに接続された発熱電子部品が実装される電子機器において、カードを容易に交換可能とする。
【解決手段】発熱電子部品５を実装したカード６がコネクタを介してマザーボード４に着脱可能に結合されている。発熱電子部品５には、受熱ブロック８と熱伝導部材１２を介してヒートシンク９が接続されている。マザーボード４に取り外し可能に取り付けられた板状支持部材１３にヒートシンク９とカード６が固定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は電子機器の放熱構造に関し、特に、発熱量の大きいＣＰＵのような発熱電子部品を搭載する小型のカードがマザーボードにコネクタを介して着脱可能に接続された電子機器の放熱構造に関する。

電子機器には、動作に伴って発熱する半導体素子などの電子部品が搭載されており、過熱による破損を防ぐために、放熱構造が設けられる場合が多い。種々の電子部品の中でも、ＣＰＵは、特に近年の高クロック周波数化に伴い、最も発熱量の大きい電子部品となっている。したがって、ＣＰＵに対しては、大面積の放熱フィンを持つ大型のヒートシンクを取り付けることが望ましい。

一方、ＣＰＵは、性能を向上させる必要が生じた時などに交換可能とするために、マザーボードに直接実装するのではなく、マザーボードに対して着脱が可能な小型のカード（ＣＰＵカード）に実装することが望まれるようになってきている。しかし、ＣＰＵカードは一般に小型であるため、ＣＰＵに対応する十分な放熱性能を有する前述のような大型のヒートシンクをＣＰＵカードに搭載することは困難である。

したがって、ＣＰＵカードに搭載されるＣＰＵに対しては、ヒートシンクをＣＰＵカード外に配置し、ＣＰＵとヒートシンクを熱伝導部材によって熱的に接続した放熱構造を設ける必要がある。しかし、この場合、放熱構造のために、ＣＰＵカードの着脱が困難になるという問題がある。すなわち、ＣＰＵには、熱伝導部材に効率的に伝熱するために、熱伝導部材を少なくとも間接的に接触させるのが好ましいので、熱伝導部材を移動させてからでなければ、ＣＰＵカードを着脱できなくなる。

発熱部品に対してヒートシンクを備えながら、その発熱部品を容易に交換可能とする技術が特許文献１に開示されている。特許文献１では、発熱素子からヒートパイプのような熱伝導部材によって大型のヒートシンクに熱を伝達する構成をとっている。そして、熱伝導部材とヒートシンクの間に、熱伝導部材を着脱可能とする接続部を設けることによって、発熱部品を交換する際、熱伝導部材を接続部で外すことにより交換が容易になるようにしている。

また、特許文献２には、メイン基板上にサブ基板が搭載された電子機器における放熱構造が開示されている。特許文献２では、サブ基板をメイン基板上にスプリングを介して支持する構成としている。それによって、メイン基板に設けられた発熱素子とサブ基板に設けられた発熱素子との両方に、両者の間で高さや傾斜に誤差があったとしても、共通のヒートシンクに接続された受熱部材をそれぞれ無理なく密着させ、両者を良好に冷却可能としている。

特開平９−３２６５７９号公報 特開２００７−３４６９９号公報

上述の特許文献１，２に開示された装置では、大型のヒートシンクは、電子部品を搭載する基板とは別に、機器内に支持されている。したがって、装置の大型化を招き、あるいは、所定の大きさの装置内にヒートシンクを設置可能とするためには、基板の大きさが制限されることになる。また、基板上にヒートシンクを配置しても、ヒートシンクが基板上の広い面積を占有することになり、やはり、電子部品や配線を形成するのに利用できる面積が制限されて、配線密度の低下、あるいは基板の大面積化が必要となってしまう。特に、マザーボードには、合理的な配置により、配線密度の高い小さな基板で、高機能を実現することが求められ、ヒートシンクを配置することによって、大面積化や配線密度の低下を生じるのは、マザーボードに要求される特性に逆行するものである。

また、特許文献２に開示される装置では、メイン基板に対してサブ基板が可動であるため、装置に振動や衝撃が加わった場合、メイン基板に対してサブ基板が移動しようとする。このため、サブ基板上の発熱部品には、それに接触させられた受熱部材から応力が加わる。したがって、特に発熱部品が半導体デバイスである場合、応力が加わって特性の変動が生じたり、信頼性の低下を招いたりしないようにすることが望まれる。

また、受熱部材は、一般に、熱拡散効果を得るため、および接触熱抵抗を低減するために、一定の大きさと熱容量を有し、したがって、一定の質量を有している。一方、特許文献２に開示される装置では、サブ基板上の発熱部品に接触させられる受熱部材は、サブ基板と一緒に動くことができる。したがって、装置に振動や衝撃が加わると、ヒートシンクに対して受熱部材が移動しようとし、受熱部材とヒートシンクをつなぐ熱伝導部材に応力がかかる。熱伝導部材としては、ヒートパイプなどの、熱伝導性を高めた部材が用いられ、一般に、強度はあまり高くない。このため、熱伝導部材に応力が加わって損傷するなどの問題が生じないようにすることが望まれる。

本発明の主要な目的は、マザーボード上に取り外し可能に取り付けられるカード上に、ヒートシンクに接続された発熱電子部品が実装される電子機器において、カードを容易に交換可能とする新規な構成を有する電子機器の放熱構造を提供することにある。また、本発明の他の目的は、振動や衝撃が加わっても、発熱電子部品や、それとヒートシンクとの間に配置された熱伝導部材に応力が加わるのを抑制することができる電子機器の放熱構造を提供することにある。本発明のさらに他の目的は、ヒートシンクのために、装置が大型化したり、メインボードの面積または利用可能な領域が制限されたりするのを抑制することができる電子機器の放熱構造を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明による電子機器の放熱構造は、発熱電子部品を実装したカードがコネクタを介してマザーボードに着脱可能に結合された電子機器の放熱構造において、ヒートシンクと、発熱電子部品に接触させられた受熱ブロックと、受熱ブロックとヒートシンクとに結合された熱伝導部材と、ヒートシンクとカードとに固定され、ヒートシンクとカードとに固定された状態を保ったままマザーボードから取り外すことができるようにマザーボードに取り付けられた板状支持部材と、を有することを特徴とする。

この構成によれば、ヒートシンクとカードとが板状支持部材に固定されているので、これらを、板状支持部材をマザーボードから取り外すことにより一括してマザーボードから取り外すことができる。また、板状支持部材を介して結合されたヒートシンクとカードとを、一括して取り付けることができる。この際、ヒートシンクとカードが板状支持部材を介して結合されているので、ヒートシンクとカードの相対位置が変化するのを抑制することができる。また、電子機器に衝撃や振動が加わった際にも、ヒートシンクとカードの相対位置が変化するのを抑制することができる。したがって、発熱電子部品や熱伝導部材に応力が加わるのを抑制することができる。

本発明の電子機器の放熱構造には、板状支持部材とマザーボードとに結合され、板状支持部材をマザーボードの表面から離して支持する第１の柱状支持部材を設けるのが好ましい。それによって、マザーボードの、板状支持部材が取り付けられた領域に一定の高さの電子部品などを配置することが可能となる。

カードは、通常、カードの裏面がマザーボードの表面から離れて支持される。この場合、カードの裏面とマザーボードの表面との間に結合されてカードを支持する第２の柱状支持部材をさらに設けるのが好ましい。それによって、カードをより安定して支持し、電子機器に衝撃や振動が加わった際、カードがヒートシンクに対して動くのを抑制することができる。

特に、第２の柱状支持部材は、カードの、板状支持部材が結合された領域に結合するのが好ましい。それにより、板状支持部材と第２の柱状支持部材とによって、カードを協働して支持し、安定させることができる。また、板状支持部材に求められる支持力が軽減されるので、板状支持部材とカードとの結合面積を減らすことができる。

板状支持部材は、カードより剛性の高い部材とするのが好ましい。それによって、カードの着脱時にカードが変形するのを抑制して発熱電子部品などに応力が加わるのを抑制することができる。

熱伝導部材としては、ヒートパイプを好適に用いることができる。本発明の放熱構造によれば、カードの着脱時や電子機器に衝撃や振動が加わった時に、熱伝導部材に応力が加わるのを抑制できるので、比較的強度の低いヒートパイプを用いても、それへの損傷などの悪影響を抑制することができる。

熱伝導部材としては、ヒートパイプのような棒状の部材が好適に用いられる。一方、受熱ブロックやヒートシンクとしては、通常、矩形の平面形状を有するものが用いられる。そこで、熱伝導部材は、受熱ブロックやヒートシンク中を、その矩形の辺に対して斜めに延びるように構成するのが好ましい。それによって、熱伝導部材と受熱ブロックやヒートシンクとの接触面積を広くし、伝熱の効率を向上させることができる。

第１の柱状支持部材を用い、板状支持部材を、カードの、マザーボードとは反対側の面に結合した構成とした場合、カードと板状支持部材の間と、板状支持部材と第１の柱状支持部材の間に、互いに厚さの等しいスペーサを配置してもよい。それによって、実装される発熱電子部品の厚さの異なるカードに対して、スペーサの高さを調整するだけで、その他は同一の構成の放熱構造を用いることが可能となる。

板状支持部材に結合され、受熱ブロックを発熱電子部品に押し付ける板状弾性部材をさらに設けるものも好ましい。それによって、受熱ブロックと発熱電子部品との間の接触熱抵抗を減らすことができる。

ヒートシンクは、その放熱フィンに嵌合し板状支持部材に結合された嵌合部材によって、板状支持部材に結合することができる。このような嵌合部材を用いることによって、ヒートシンクと板状支持部材との結合の、振動などに対する耐性をさらに高くすることができる。

受熱ブロックの、発熱電子部品に接触させられた面と反対側の面に他のヒートシンクを結合してもよい。それによって、放熱性能をさらに向上させることができる。

本発明によれば、板状支持部材を介在させることによって、カードをヒートシンクと一括して着脱可能とすることができ、カードを容易に交換可能とすることができる。また、着脱時や、電子機器に振動や衝撃が加わった時に、発熱電子部品や熱伝導部材に応力が加わるのを抑制することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１〜４は、本発明の一実施形態の放熱構造を備える電子機器１を示す模式図である。図１は、全体の斜視図であり、仮想的に透けて見えているかのうように筐体２の内部を示している。図２は、図１の電子機器１の種々の部品が搭載されたマザーボード４の平面図である。図３は、マザーボード４を図２の右側から見た図、図４は、マザーボード４を図２の下側から見た図である。なお、本実施形態では、便宜上、図３，４での上下関係を説明に用いる場合があるが、この上下関係は重力の方向と一致していなくてよい。

図１に示すように、本実施形態の電子機器１は、筐体２内にマザーボード４が保持された構成を有している。マザーボード４の表面には、種々の電子部品２２ａ，２２ｂなどが実装されており、この表面に沿って冷却風を発生できるように、送風ファン３が筐体２の側面に取り付けられている。

マザーボード４上には、他の電子部品２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄに比して特に発熱量の大きい発熱電子部品５が搭載されたカード６も取り付けられている。発熱電子部品５は、代表的にはＣＰＵであり、この場合、カード６は、いわゆるＣＰＵカードである。カード６上には、発熱電子部品５に加え、それに関係する他の電子部品２２ｃ，２２ｄが実装されていてよい。

図３，４に示すように、カード６は、その下面に取り付けられたコネクタ７ａがマザーボード４の表面に取り付けられたコネクタ７ｂに接続されて、マザーボード４と電気的に接続されている。コネクタ７ａ，７ｂは、それぞれほぼ直方体形状を有しており、互いに上下にぴったり重なって、重なったコネクタ７ａ，７ｂの上面でカード６の下面を支えることによって、カード６をマザーボード４と平行に支持するのにも役立っている。

発熱電子部品５の発熱量は非常に大きく、発熱電子部品５に対しては、過熱を回避して信頼性を確保するために、送風ファン３の送風による冷却のみでなく、さらなる放熱構造を設けることが望まれる。このために、矩形平板状のベース部１１上に互いに平行に延びる矩形平板状の複数の放熱フィン１０が突出するように形成された構造を有するヒートシンク９が設けられている。

ヒートシンク９は、高い放熱性能を確保するため大型であり、冷却対象である発熱電子部品５を搭載するカード６上に搭載するのには適していない。そこで、ヒートシンク９は、マザーボード４上の、カード６が取り付けられるのとは別の領域上に取り付けられている。

ヒートシンク９をこのような領域に取り付けるために、板状支持部材１３と第１の柱状支持部材１４が用いられている。板状支持部材１３は、ヒートシンク９のベース部１１の底面より少し広い矩形部を有し、この矩形部の上面上にヒートシンク９が固定されている。第１の柱状支持部材１４は、板状支持部材１３の、ヒートシンク９のベース部１１が取り付けられた矩形部の底面の四隅に係止部材１７によって取り付けられている。第１の柱状支持部材１４の下端は、係止部材１８によってマザーボード４に取り付けられている。

板状支持部材１３は、ヒートシンク９のベース部１１が取り付けられた矩形部からカード６の上面上へと延びる部分をさらに有し、係止部材１６によってカード６に固定されている。カード６の、板状支持部材１３が取り付けられた部分の裏側には、第２の柱状支持部材１５が取り付けられている。第２の柱状支持部材１５は、コネクタ７ａ，７ｂの高さの合計に相当する高さを有しており、コネクタ７ａ，７ｂと協働して、カード６をマザーボード４に平行に支持するのに役立っている。

係止部材１６は、カード６を貫通して第２の柱状支持部材１５内まで延び、第２の柱状支持部材１５をカード６に固定するのにも役立っている。第２の柱状支持部材１５の下端は、係止部材１９によってマザーボード４に取り付けられている。

発熱電子部品５の上面には、発熱電子部品５の発生熱を効率的に取り出す働きをする受熱ブロック８が接触させられている。板状支持部材１３には、係止部材２０によって板状弾性部材２４が取り付けられており、板状弾性部材２４は、板状支持部材１３から受熱ブロック８の上面上に延びている。板状弾性部材２４は、その弾性力によって、受熱ブロック８を発熱電子部品５の上面に押し付け、それによって、受熱ブロック８と発熱電子部品５との間の密着性を高めて接触熱抵抗を低減する働きをしている。

受熱ブロック８とヒートシンク９の間には、受熱ブロック８からヒートシンク９に効率的に熱を伝達する働きをする熱伝導部材１２が延びている。熱伝導部材１２は、図に示す例では棒状の構造を有しており、ヒートパイプから構成するのが好適である。熱伝導部材１２の両端部は、受熱ブロック８とヒートシンク９の内部にそれぞれ延びている。

受熱ブロック８は、発熱電子部品５の上面に、それとの間の接触熱抵抗を低減するために、熱伝導接着剤、熱伝導グリース、または熱伝導シートを介して接触させるのが好ましい。特に、熱伝導接着剤を介在させるのが、最も好ましい。

受熱ブロック８と発熱電子部品５との間に熱伝導接着剤を用いる場合、同じ熱伝導接着剤を用いて同時に、ヒートシンク９の底面と板状支持部材１３の上面との間も接着して固定するのが好ましい。それによって、熱伝導部材１２を介して結合されている受熱ブロック８とヒートシンク９とを、熱伝導部材１２に無理な応力をかけることなく同時に固定することができる。

この際、熱伝導接着剤は、高い熱伝導率を確保することに重点が置かれ、必ずしも接着強度が強くない。そこで、放熱フィン１０の一枚が嵌り込んだスロットを有する嵌合部材２５を板状支持部材１３に、ねじなどの係止部材２１によって固定して、ヒートシンク９と板状支持部材１３との間の結合の強度を高めて、振動や衝撃への耐性を高めている。図２に示すように、図示の例では、１枚の放熱フィン１０の一端側と、他の１枚の放熱フィン１０の他端側とに１つずつ、全部で２つの嵌合部材２５が設けられている。

受熱ブロック８と発熱電子部品５との間の熱伝導接着剤は、接触熱抵抗を減らすために、できるだけ薄い層を形成するようにするのが好ましい。そのためには、熱伝導接着剤を受熱ブロック８と発熱電子部品５の間に塗布した後、受熱ブロック８を、発熱電子部品５に押し付けながら接合面に平行な方向に繰り返し往復運動あるいは回転反復運動させるのが好ましい。それによって、熱伝導接着剤を接合部周辺に押し出して、受熱ブロック８と発熱電子部品５の間に、一様な薄い熱伝導接着剤の層を形成することができる。

本実施形態における嵌合部材２５は、上記のような処理をする上で好ましい。すなわち、嵌合部材２５は、受熱ブロック８と発熱電子部品５の接着と同時に行われるヒートシンク９と板状支持部材１３の接着後に取り付けることができるので、上記のような往復運動や回転反復運動を妨げることがない。

また、ヒートシンク９のベース部１１に貫通穴を形成した場合、貫通穴は、上記の往復運動や回転反復運動時に接着剤によって塞がれてしまう恐れがある。したがって、ベース部１１を、それに形成した貫通穴を通る係止部材によって板状支持部材１３に取り付ける構成とするのは困難である。一方、このような困難は、嵌合部材２５を用いた構成では生じない。

以上説明した本実施形態によれば、ヒートシンク９とカード６とが、板状支持部材１３によって結合されているので、ヒートシンク９とカード６とを一括して取り外すことができる。この取り外しは、例えば、第１、第２の柱状支持部材１４，１５をマザーボード４上に固定している係止部材１８，１９を外すことによって実行できる。ヒートシンク９とカード６とを一括して取り外すことによって、熱伝導部材１２などが邪魔になることもなく、カード６を容易に交換することができる。カード６を取り付ける時にも、板状支持部材１３によってカード６とヒートシンク９を一体に結合したものをマザーボード４上に取り付けることができる。

この際、着脱作業時に、カード６とヒートシンク９の位置関係が板状支持部材１３によって維持されるので、熱伝導部材１２や発熱電子部品２２に応力が加わって、これらの部品に悪影響が生じるのを抑制することができる。また、板状支持部材１３は、カード６よりも剛性の高い部材とするのが好ましい。それによって、着脱時に加わる外力によってカード６が変形するのも抑制して、発熱電子部品２２に応力が加わるのをさらに効果的に抑制することができる。

例えば、カード６は、エポキシ樹脂を主材料とし、電気配線回路として使用するためにパターニングされた銅箔層が表面あるいは内部に形成されたものである。これに対して、板状部材１３の材料としては、厚さ３ｍｍ程度の比較的硬質で軽量なアルミニウム合金等（例えばジュラルミン等）が適している。

また、ヒートシンク９は、第１の柱状支持部材１３によってマザーボード４から一定の間隔をおいて支持されている。したがって、マザーボード４の、ヒートシンク９が配置された領域を、第１の柱状支持部材１３が配置されたわずかな領域以外では、一定の厚みのある電子部品２２ａの実装領域として使用することが可能であり、実装密度を高く維持できる。また、マザーボード４の、ヒートシンク９が配置された領域は、表面配線の形成領域などとしても利用可能である。

また、熱伝導部材１２を用いることにより、ヒートシンク９を、その冷却対象である発熱電子部品５からある程度離れた所に配置することができ、ヒートシンク９の配置の自由度が高まる。そこで、ヒートシンク９を、背の高い電子部品２２ｂの配置された領域を避けて配置することができ、マザーボード４の電子部品２２ａ，２２ｂの配置などに、ヒートシンク９を設けることによって制約が生じるのを抑えることができる。

また、本実施形態では、ヒートシンク９と、発熱電子部品２２が実装されたカード６とが板状支持部材１３を介して互いに結合されている。したがって、電子機器１に衝撃や振動が加わったとしても、ヒートシンク９と発熱電子部品２２との相対的位置に変動が生じるのを抑制することができる。その結果、発熱電子部品２２に接触するように保持された受熱ブロック８とヒートシンク９との相対的位置の変動も抑えられ、両者間に結合された熱伝導部材１２に応力が加わるのを抑制することができる。このため、熱伝導部材１２として、ヒートパイプのような強度のあまり高くない部材を用いても、その耐久性や信頼性を高めることができる。また、受熱ブロック８から発熱電子部品２２に応力が加わるのも抑制でき、それによって、発熱電子部品２２の信頼性を向上させることができる。

なお、上記の実施形態は本発明を例示するものであり、特許請求の範囲に記載する本発明の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、受熱ブロック８を発熱電子部品５に熱伝導接着剤によって取り付けた場合、受熱ブロック８と発熱電子部品５との間の接触熱抵抗を十分に低く抑えられ、また機械的な接合の信頼性も十分に確保されれば、板状弾性部材２４は省略してもよい。

また、板状支持部材３とカード６との結合強度を十分に確保できれば、第２の柱状支持部材１５も省略してもよい。第２の柱状支持部材１５を設けた構成には、板状支持部材３に求められるカード６に対する結合強度を軽減できるという利点がある。すなわち、第２の柱状支持部材１５を設ければ、カード６のマザーボード４に対する固定強度が高まり、マザーボード４に取り付けられたヒートシンク９に対してカード６が変位しにくくなる。したがって、板状支持部材３とカード６の結合強度がそれほど高くなくても、ヒートシンク９とカード６の位置が相対的に変化して熱伝導部材１２に応力が加わるのを抑制することができる。

カード６と板状支持部材３との必要結合強度を軽減することによって、カード６と板状支持部材３との接触面積を小さくすることができる。それによって、カード６の表面の、電子部品２２ｃ，２２ｄの実装や配線の形成に利用できる領域を広く確保し、実装密度を高めることができる。また、カード６が、板状支持部材３との接触面積を確保するために大型化されるのを抑制することができる。特に、図示する例では、板状支持部材３は、カード６の、図２の右側の上下の角部の、係止部材１６が取り付けられた部分のみでカード６に重なっており、重なりが最小限に抑えられている。

各部材の配置も、図示のものに限られることはないが、発熱電子部品５とヒートシンク９とは、図示のように、送風ファン３の送風方向に見て重ならないように配置するのが好ましい。それによって、発熱電子部品５とヒートシンク９にそれぞれ、他方で加熱されていない比較的低温のままの冷却風を供給して、効率的な放熱を可能とすることができる。

また、ヒートシンク９は、発熱量の比較的大きい他の電子部品が配置される領域を避けて配置するのが好ましい。それによって、その電子部品およびヒートシンク９での放熱の効率を向上させることができる。

熱伝導部材１２は、図１，２に示すように、受熱ブロック８内において、受熱ブロック８の矩形の平面形状の対角線に沿って斜めに延びる配置とするのが好ましい。それによって、受熱ブロック８と熱伝導部材１２の接触面積を広くして接触熱抵抗を小さくし、伝熱の効率を向上させることができる。

受熱ブロック８は、発熱電子部品５の周囲の比較的背の高い他の電子部品２２ｄなどのために、面積をそれほど大きく取れない場合が多く、発熱電子部品５の外形に近い比較的小さな長方形とする必要がある場合が多い。そのため、熱伝導部材１２と受熱ブロック８との接触面積は小さくなりがちであり、上記のように、受熱ブロック８に対して、熱伝導部材１２を斜めに配置する効果は大きい。例えば、受熱ブロック８の平面形状が正方形の場合、その対角線に沿って熱伝導部材１２を配置することによって、正方形の辺に平行に真っ直ぐに熱伝導部材１２を配置する場合に比べて、接触面積を約√２倍に増やすことができ、接触熱抵抗を約１／√２に低減できる。

ヒートシンク９側でも、熱伝導部材１２がヒートシンク９のベース部１１内を、ベース部１１の矩形の外形の対角線に沿って斜めに延びる配置とするのが好ましい。それによって、ヒートシンク９と熱伝導部材１２の接触面積を広くして接触熱抵抗を小さくすることができる。また、熱伝導部材１２が各放熱フィン１０の直下を通るので、発熱電子部品５から、主要な放熱部として機能する各放熱フィン１０までの間の熱抵抗を低減して、各放熱フィン１０に効率的に熱を逃がし、放熱効率を向上させることができる。

図３，４に示す例では、板状支持部材３はカード６上に直接接触しているが、図５に示すように、カード６との間にスペーサ２３ａを介して配置してもよい。発熱電子部品５の高さに応じた高さのスペーサ２３ａを用いることにより、板状支持部材１３、受熱ブロック８、ヒートシンク９、および熱伝導部材１２の構成を変更することなく、種々の高さの発熱電子部品５に対応した構成を容易に実現することができる。また、第１の柱状支持部材１４上にも、スペーサ２３ａと同じ高さのスペーサ２３ｂを配置することによって、第１の柱状支持部材１４としても、種々の高さの発熱電子部品５に対して共通の部材を用いることができる。高さ調節のために、スペーサを複数枚重ねて配置してもよい。

また、図６に示すように、受熱ブロック８の上面上に小型のヒートシンク２６をさらに配置してもよい。ヒートシンク２６を配置することによって、受熱ブロック８からの放熱を増やし、全体として、放熱特性を向上させることができる。さらに、受熱ブロック８とヒートシンク２６で熱伝導部材１２を包み込む構造になるため、受熱ブロック８とヒートシンク２６で構成される受熱部と熱伝導部材１２との間の接触熱抵抗を低減でき、放熱特性を一層改善する効果が得られる。

図３，４には、板状支持部材１３は、全体が平坦な構造を有している例を示したが、図７に示すように、ヒートシンク９とカード６の間に段差を設けた構成としてもよい。例えば、マザーボード４の、ヒートシンク９が配置される領域に実装される電子部品２２ａの厚さが余り厚くない場合には、それに合わせて、図７のように、第１の柱状支持部材１４の高さを低くして、板状支持部材１３に段差を設けるのが好ましい。それによって、電子機器１の筐体２内のスペースをより有効に利用でき、例えば、より大きな放熱フィン１０を有することにより、より高い放熱性能を有するヒートシンク９を設置することが可能になる。

本発明の一実施形態の放熱構造を有する電子機器の全体の斜視図であり、電子機器の筐体が透けているかのように内部も示している。 図１の電子機器の内部の電子部品が実装された配線基板の平面図である。 図２の右方向から見た側面図である。 図２に下方向から見た側面図である。 図１〜４に示す実施形態の変形例の、図３に対応する側面図である。 他の変形例の配線基板の斜視図である。 さらに他の変形例の、図３に対応する側面図である。

符号の説明

１ 電子機器
２ 筐体
３ 送風ファン
４ マザーボード
５ 発熱電子部品
６ （発熱電子部品を実装した）カード
７ａ，７ｂ コネクタ
８ 受熱ブロック
９，２６ ヒートシンク
１０ 放熱フィン
１１ ベース部
１２ 熱伝導部材
１３ 板状支持部材
１４ 第１の柱状支持部材
１５ 第２の柱状支持部材
１６〜２１ 係止部材
２２ａ〜２２ｄ 電子部品
２３ａ，２３ｂ スペーサ
２４ 板状弾性部材
２５ 嵌合部材

Claims (12)

1. 発熱電子部品を実装したカードがコネクタを介してマザーボードに着脱可能に結合された電子機器の放熱構造において、
   ヒートシンクと、
   前記発熱電子部品に接触させられた受熱ブロックと、
   前記受熱ブロックと前記ヒートシンクとに結合された熱伝導部材と、
   前記ヒートシンクと前記カードとに固定され、前記ヒートシンクと前記カードとに固定された状態を保ったまま前記マザーボードから取り外すことができるように前記マザーボードに取り付けられた板状支持部材と、
   を有することを特徴とする電子機器の放熱構造。
2. 前記板状支持部材と前記マザーボードとに結合され、前記板状支持部材を前記マザーボードの表面から離して支持する第１の柱状支持部材をさらに有す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. 前記カードは、その裏面が前記マザーボードの表面から離れて支持されており、前記カードの裏面と前記マザーボードの表面との間に結合されて前記カードを支持する第２の柱状支持部材をさらに有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. 前記第２の柱状支持部材は、前記カードの、前記板状支持部材が結合された領域に結合されていることを特徴とする、請求項３に記載の電子機器の放熱構造。
5. 前記板状支持部材が前記カードより剛性の高い部材であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の電子機器の放熱構造。
6. 前記熱伝導部材がヒートパイプであることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の電子機器の放熱構造。
7. 前記受熱ブロックは矩形の平面形状を有し、前記熱伝導部材は棒状であり、前記受熱ブロック内を前記受熱ブロックの矩形の辺に対して斜めに延びていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の電子機器の放熱構造。
8. 前記ヒートシンクは矩形の平面形状を有し、前記熱伝導部材は棒状であり、前記ヒートシンク内を前記ヒートシンクの矩形の辺に対して斜めに延びていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の電子機器の放熱構造。
9. 前記板状支持部材と前記マザーボードとに結合され、前記板状支持部材を前記マザーボードの表面から離して支持する第１の柱状支持部材をさらに有し、
   前記板状支持部材は、前記カードの、前記マザーボードとは反対側の面に結合され、
   前記カードと前記板状支持部材の間と、前記板状支持部材と前記第１の柱状支持部材の間に、互いに厚さの等しいスペーサがそれぞれ配置されていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の電子機器の放熱構造。
10. 前記板状支持部材に結合され、前記受熱ブロックを前記発熱電子部品に押し付ける板状弾性部材をさらに有することを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の電子機器の放熱構造。
11. 前記ヒートシンクの放熱フィンに嵌合し前記板状支持部材に結合された嵌合部材をさらに有することを特徴とする、請求項１から１０のいずれか１項に記載の電子機器の放熱構造。
12. 前記受熱ブロックの、前記発熱電子部品に接触させられた面と反対側の面に結合された他のヒートシンクを有することを特徴とする、請求項１から１１のいずれか１項に記載の電子機器の放熱構造。

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