JP2010080587A - Heat sink mounting structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヒートシンクの取付構造に係わり、より詳細には、パワーデバイスを実装したプリント基板にヒートシンクを位置ずれなく容易に取付できるようにした構成に関する。 The present invention relates to a heat sink mounting structure, and more particularly to a configuration in which a heat sink can be easily mounted on a printed circuit board on which a power device is mounted without misalignment.
従来のヒートシンクの取付構造として、プリント基板のヒートシンク取付用穴位置に依存しないでヒートシンクを取付可能にしたものがある。 As a conventional heat sink mounting structure, there is one in which a heat sink can be mounted without depending on the position of the heat sink mounting hole on the printed circuit board.
具体的には、図4に示すように、ヒートシンク本体aと取付部bとに分離され、更に取付部bは、ヒートシンク本体aの溝部cに移動可能に係止する係止部材dと、係止部材dと移動可能に係合する固定部材eとで構成され、係止部材dと固定部材eの位置を調整して、プリント基板側の取付位置の穴に固定部材eのばね付クリップfを押し付けてヒートシンク本体aを取り付けるように構成されている(例えば、特開2007−317723号公報参照)。 Specifically, as shown in FIG. 4, the heat sink main body a and the mounting portion b are separated, and the mounting portion b further includes a locking member d that is movably locked to the groove portion c of the heat sink main body a, and an engagement member b. The fixing member e is movably engaged with the stopper member d. The positions of the locking member d and the fixing member e are adjusted, and the spring-loaded clip f of the fixing member e is inserted into the mounting position hole on the printed circuit board side. The heat sink main body a is attached by pressing (see, for example, JP-A-2007-317723).
このものにおいては、プリント基板に対しヒートシンク本体aを位置決めするのではなく、プリント基板の穴に、移動可能な固定部材eのばね付クリップfを押し付ける構成になっており、しかも、係止部材dおよび固定部材eが移動可能とされているためプリント基板とヒートシンク本体aとに位置ずれが生じることになる。 In this structure, the heat sink main body a is not positioned with respect to the printed circuit board, but the spring-loaded clip f of the movable fixing member e is pressed into the hole of the printed circuit board. Further, since the fixing member e is movable, the positional deviation occurs between the printed circuit board and the heat sink body a.
また、プリント基板の穴に対し、係止部材dおよび固定部材eを移動させながらばね付クリップfを位置合わせする必要があるため、こうしたプリント基板にヒートシンクの位置合わせをしたのちに取り付けるという作業が容易に行えなかった。
そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、パワーデバイスを実装したプリント基板にヒートシンクを位置ずれなく容易に取付できるようにしたヒートシンクの取付構造を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a heat sink mounting structure that allows a heat sink to be easily mounted on a printed circuit board on which a power device is mounted without misalignment. There is to do.
上述した目的を達成できるように構成するため、本発明は以下に示す特徴を備えている。 In order to achieve the above-described object, the present invention has the following features.
パワーデバイスが実装されたプリント基板と、ヒートシンクと、同ヒートシンクに突設された複数のポストと、同ポストに設けられた取付部と、同取付部に取り付けられた弾性部材とからなり、
前記プリント基板は、前記ポストにて前記ヒートシンクに位置決めされるとともに、前記弾性部材にて前記ヒートシンクに押圧固定してなることを特徴としている。
It consists of a printed circuit board on which a power device is mounted, a heat sink, a plurality of posts protruding from the heat sink, an attachment portion provided on the post, and an elastic member attached to the attachment portion.
The printed circuit board is positioned on the heat sink by the post and is press-fixed to the heat sink by the elastic member.
また、前記プリント基板の各コーナには切欠部が設けられ、同切欠部に対応した位置に前記ポストが突設されてなることを特徴としている。 Each corner of the printed circuit board is provided with a notch, and the post protrudes at a position corresponding to the notch.
また、前記取付部が、前記ポストの上部に設けられ、前記弾性部材をねじ締め固定するねじ孔からなることを特徴としている。 In addition, the attachment portion is provided at an upper portion of the post and includes a screw hole for screwing and fixing the elastic member.
また、前記弾性部材の先端部に係止部が突設される一方、前記プリント基板に、前記係止部を係止する係止孔が設けられてなることを特徴としている。 In addition, a locking portion protrudes from a tip portion of the elastic member, and a locking hole for locking the locking portion is provided in the printed board.
本発明によれば、パワーデバイスを実装したプリント基板にヒートシンクを位置ずれなく容易に取付できるようにしたヒートシンクの取付構造を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the attachment structure of the heat sink which enabled it to attach easily to a printed circuit board which mounted the power device without position shift can be provided.
次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明によるヒートシンク取付構造の分解斜視図であり、図2は本発明によるヒートシンク取付構造の説明図で、(A)は斜視図、(B)は要部断面図、(C)は図2(A)に示すB矢視図であり、図3は本発明によるヒートシンク取付構造の他の実施例を示す要部説明図で、(A)は他の実施例の第一例を示す断面図、(A)’は他の実施例の第二例を示す断面図、(B)は他の実施例の第三例を示す断面図である。 FIG. 1 is an exploded perspective view of a heat sink mounting structure according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory view of the heat sink mounting structure according to the present invention, (A) is a perspective view, (B) is a cross-sectional view of the main part, 2A is a view taken in the direction of arrow B shown in FIG. 2A, FIG. 3 is an explanatory view of a main part showing another embodiment of the heat sink mounting structure according to the present invention, and FIG. 3A shows a first example of the other embodiment. Sectional drawing, (A) ′ is a sectional view showing a second example of another embodiment, and (B) is a sectional view showing a third example of the other embodiment.
本発明によるヒートシンクの取付構造は以下に詳述するようになっている。 The heat sink mounting structure according to the present invention is described in detail below.
すなわち、図1と図2(A)とに示すように、SMD(Surface Mount Device)1や、銅材からなるヒートスプレッダ1’a上に設置されたチップ部品1’等からなるパワーデバイスが、熱伝動性の高いセラミック製のプリント基板2上に実装されている。
That is, as shown in FIG. 1 and FIG. 2 (A), a power device comprising an SMD (Surface Mount Device) 1 or a
そして、パワーデバイスはその電力に応じて熱を発生し、その放熱性が充分でないと熱破壊に到ることがある。また、モータ駆動回路はパワーデバイスを複数個使用したHブリッジ回路を使用しており、個々のパワーデバイスの放熱構造を良好にして効率よく放熱させる必要がある。 And a power device generates heat according to the electric power, and if the heat dissipation property is not sufficient, it may lead to thermal destruction. The motor drive circuit uses an H-bridge circuit using a plurality of power devices, and it is necessary to efficiently dissipate heat by improving the heat dissipation structure of each power device.
そのため、パワーデバイス実装済のプリント基板2で発生する熱を空気中に放熱できるようにヒートシンク3が用いられており、また、ヒートシンク3にはプリント基板2に接合する接合面3bに放熱グリス3aが塗布されることで、プリント基板2で発生した熱を更に効果的に放熱できるようになっている。
Therefore, the
また、ヒートシンク3は、図1に示すように、接合面3bと、接合面3bの側部から下方に向けた段部3dと、段部3cの下端から水平に延びる下部水平面3dとを有した構成で、図1に示すA矢視図で凸形状に形成されている。
Further, as shown in FIG. 1, the
プリント基板2の側部には、ヒートシンク3の段部3cに対応する位置にリードフレーム9が立設されており、このリードフレーム9は、その基端部9aがヒートシンク3の段部3cに接触しないようにプリント基板2を複数のポスト4で位置決めすることで、電気的に短絡しないように構成されている。
A
セラミック製のプリント基板2上には、SMD(Surface Mount Device)1や、ヒートスプレッダ1’a上に設置されたチップ部品1’が搭載されるとともに、プリント基板2の各コーナには切欠部2aが夫々設けられている。
On the printed
一方、ヒートシンク3の接合面3bには、プリント基板2の各コーナに設けた切欠部2aに対応する位置にポスト4が立設されており、このポスト4には、プリント基板2をヒートシンク3に押圧固定する弾性部材6を取り付けるための取付部が設けられている。
On the other hand, a
なお、上述した切欠部2aに代えて、図示はしないが、ポスト4に切欠部を設けるように構成してもよく、その場合には、ポスト4に設けられた切欠部によってプリント基板2の各コーナを位置決めできるようになる。
Although not shown, the
ここで、プリント基板2にヒートシンク3を容易に、且つ正確に取り付けるヒートシンクの取付構造の一実施例について、図1と、図2(A)、図2(B)および図2(C)とに基づいて詳細に説明する。
Here, an embodiment of a heat sink mounting structure for easily and accurately mounting the
弾性部材6は板ばねからなる部材であって、図1および図2(B)に示すように、弾性部材6の平坦な基端部6bには固定ねじ10を通すための通し孔6aが設けられ、基端部6bから先端部6cにかけては逆U字状に湾曲形成され、先端部6cは略平坦に形成されて、弾性を有してプリント基板2を押圧固定できる形状になっている。
The
弾性部材6の基端部6bが、通し孔6aを通した固定ねじ10をねじ孔7からなる取付部に螺着して取り付けられることにより、図2(A)および図2(B)に示すように、板ばねからなる弾性部材6の先端部6cで、プリント基板2はヒートシンク3に押圧固定されている。
2A and 2B, the
弾性部材6の先端部6cは、ポスト4の周縁部、あるいはセラミック製のプリント基板2の周縁部を押圧しないで、プリント基板2の周縁部の少許内側をヒートシンク3に向けて押圧する構成になっている。
The
セラミック製のプリント基板2は、熱伝動性が高い反面硬くて割れやすいことから、弾性部材6の基端部6bが、ねじ孔7からなる取付部に取り付けられた際、基端部6bから逆U字状に形成されることで弾性を有している先端部6cが、ポスト4の周縁部、あるいはセラミック製のプリント基板2の周縁部を押圧しないで、プリント基板2の周縁部の少許内側をヒートシンク3に向けて押圧する構成になっている。
The printed
これにより、例えば、セラミック製のプリント基板2と、ヒートシンク3のポスト4との間に高さ方向の段差があって、プリント基板2がポスト4の上方に突出していたとしても、板ばねからなる弾性部材6は、逆U字状に折曲形成したことでプリント基板2とヒートシンク3との境界を避けているため、先端部6cでプリント基板2のとくに周縁部が擦られるということがなくなるので、大きい外力が作用して該箇所が欠けてしまうといった損傷の恐れがなくなる。
Thereby, for example, even if there is a step in the height direction between the ceramic printed
その際、プリント基板2の切欠部2aと、切欠部2aに対応する位置に設けられたポスト4との間には、図2(A)および図2(B)に示すような隙間aが設けられていることから、プリント基板2にヒートシンク3の接合面3bを接合する際、切欠部2aがポスト4に接触した状態でポスト4間に挟まれることがないので、プリント基板2を変形させたり損傷させてしまうことがない。
At that time, a gap a as shown in FIGS. 2A and 2B is provided between the
また、切欠部2aの動きはポスト4間で規制されることになって、ヒートシンク3はプリント基板2に対し適正に位置決めできるようにするため、次のように構成されている。
Further, the movement of the
プリント基板2の側部のリードフレーム9は、図2(A)および図2(C)に示すように、その基端部9aとプリント基板2に接合したヒートシンク3の接合面3bの周縁部(=段部3cの上端位置)との隙間bと、プリント基板2の切欠部2aおよびポスト4間の隙間aとの関係が、「隙間a<隙間b」となる位置に立設されている。
As shown in FIGS. 2A and 2C, the
これにより、プリント基板2の切欠部2aがポスト4に接触する位置まで移動したとしても、この移動範囲となる隙間aに較べて、基端部9aとヒートシンク3の接合面3bの周縁部(=段部3cの上端位置)との隙間bが大きいため、切欠部2aの動きがポスト4間で規制されたことによる副次的効果として、リードフレーム9の基端部9aがヒートシンク3に接触してしまう恐れがなくなり、したがって、リードフレーム9の基端部がヒートシンク3に電気的に短絡することがない。
Thereby, even if the
次に、プリント基板2に対するヒートシンクの取付構造の他の実施例について、他の第一例を示す図3(A)と、他の第二例を示す図3(A)’と、他の第三例を示す図3(B)とに基づいて詳細に説明する。
Next, regarding another embodiment of the heat sink mounting structure for the printed
弾性部材6の基端部6bが、他の第一例として図3(A)に示すように、ねじ孔7からなる取付部に取り付けられた際、先端部6cが、ポスト4の周縁部、あるいはセラミック製のプリント基板2の周縁部を押圧しないで、プリント基板2の周縁部の少許内側をヒートシンク3に向けて押圧する構成になっている。
As shown in FIG. 3A as another first example, when the
これにより、例えば、セラミック製のプリント基板2と、ヒートシンク3のポスト4との間に高さ方向の段差があって、プリント基板2がポスト4の上方に突出していたとしても、上述した一実施例の場合と同様に、板ばねからなる弾性部材6でプリント基板2のとくに周縁部が擦られるということがなくなるので、大きい外力が作用して該箇所が欠けてしまうといった損傷の恐れがなくなる。
Thus, for example, even if there is a step in the height direction between the ceramic printed
また、弾性部材6の基端部6bが、ねじ孔7からなる取付部に取り付けられる際、弾性部材6の基端部6bに設けられた係止片6b’がポスト4に設けられた係止溝4aに係止することで、取付部に対して弾性部材6の位置決めができるようにしている。
Further, when the
これにより、取付部をなすねじ孔7に対する基端部6bの通し孔6aの位置合わせがしやすくなるので、固定ねじ10をねじ孔7に螺着して基端部6bをねじ締め固定する作業を容易に、且つ正確に行えるようになるとともに、弾性部材6の姿勢を規制して、プリント基板2の周縁部の少許内側の所定位置を正確に押圧できるようになる。
This facilitates the positioning of the through
また、他の第二例として図3(A)’に示すように、弾性部材6の先端部6cに突設された係止部6dが、プリント基板2の周縁部の少許内側に穿設された係止孔2bに係止できるようにして、該箇所(係止孔2bの位置)をヒートシンク3に押圧できるように構成してもよく、これによって、プリント基板2は、その周縁部と弾性部材6の先端部6cとが係止部6dと係止孔2bとで位置決めされた状態でヒートシンク3に押圧固定できることになる。
As another second example, as shown in FIG. 3 (A) ′, a locking
または、他の第三例として図3(B)に示すように、略U字状に折曲された弾性部材6の基端部6bが、ポスト4の側部に設けられた凹陥状の保持孔8からなる取付部に収容されて保持されることにより、先端部6cに突設された係止部6dが、プリント基板2の周縁部の少許内側に穿設された係止孔2bに係止できるようにして、該箇所(係止孔2bの位置)をヒートシンク3に押圧するように構成してもよい。
Alternatively, as shown in FIG. 3B as another third example, the
これにより、弾性部材6の基端部6bをねじ締めにより固定する作業を省くことができるとともに、上述した他の第二例と同様に係止部6dを係止孔2bに係止することで、プリント基板2は、その周縁部が位置決めされた状態でヒートシンク3に押圧固定できることになる。
Thereby, the work of fixing the
また、弾性部材6の基端部6bが、保持孔8からなる取付部に収容されて保持される際、基端部6bに設けられた係止片6b’が、ポスト4に設けられた係止溝4aに係止することで、保持孔8からなる取付部に対して弾性部材6を位置決めできるようになる。
Further, when the
これにより、弾性部材6の基端部6bを保持部8で保持する作業が容易に、且つ正確に行えるようになるとともに、弾性部材6の姿勢を規制して、弾性部材6の係止部6dをプリント基板2の係止孔2bに位置決めしやすくなり、該箇所(係止孔2bの位置)を正確に押圧できるようになる。
As a result, the operation of holding the
更に、弾性部材6によってプリント基板2をヒートシンク3に押圧固定するように構成したことで、プリント基板2をヒートシンク3に固定するのに熱硬化型の接着剤を用いる必要がなくなり、汎用的な放熱グリス3aを使用することで硬化時間を不要とするといった副次的効果を奏することになる。
Further, since the printed
1 SMD(Surface Mount Device)
1’ チップ部品
1’a ヒートスプレッダ
2 プリント基板
2a 切欠部
2b 係止孔
3 ヒートシンク
3a 放熱グリス
3b 接合面
3c 段部
3d 下部水平面
4 ポスト
4a 係止溝
6 弾性部材
6a 通し孔
6b 基端部
6b’ 係止片
6c 先端部
6d 係止部
7 ねじ孔
8 保持孔
9 リードフレーム
9a 基端部
10 固定ねじ
1 SMD (Surface Mount Device)
1 'chip component
Claims (4)
前記プリント基板は、前記ポストにて前記ヒートシンクに位置決めされるとともに、前記弾性部材にて前記ヒートシンクに押圧固定してなることを特徴とするヒートシンクの取付構造。 It consists of a printed circuit board on which a power device is mounted, a heat sink, a plurality of posts protruding from the heat sink, an attachment portion provided on the post, and an elastic member attached to the attachment portion.
The printed circuit board is positioned on the heat sink by the post, and is pressed and fixed to the heat sink by the elastic member.
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