JP2010118710A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の削減を図ることができる電子機器を得る。
【解決手段】電子機器１は、筐体２と、筐体２に収容され、発熱部品３３が実装された回路基板２３と、発熱部品３３に熱接続され、複数のピン４５を有した放熱用部材４１と、複数のピン４５が並ぶ方向に互いに分かれて、それぞれピン４５とピン４５との間に挿入される一対の突出部７２が設けられ、これら突出部７２は放熱用部材４１との間に隙間を有し、放熱用部材４１が一対の突出部７２の間で位置ずれ可能な板金部材４２とを具備した。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、放熱構造を備えた電子機器に関する。

多くの電子機器は、集積回路部品の冷却を促進する放熱構造を備える。
特許文献１は、ヒートシンクを備えた放熱構造を開示している。この放熱構造では、ＬＳＩパッケージの上面に、熱伝導性のゴムシートを介してヒートシンクを設置している。ヒートシンクを固定する板金部材は、ＬＳＩパッケージのすぐ傍で回路基板に固定されている。
特開平１０−１７３１１３号公報

ところで、近年の電子機器は、さらなる部品点数の削減が要望されている。

本発明の目的は、部品点数の削減を図ることができる電子機器を得ることにある。

本発明の一つの形態に係る電子機器は、筐体と、上記筐体に収容され、発熱部品が実装された回路基板と、上記発熱部品に熱接続され、複数のピンを有した放熱用部材と、上記複数のピンが並ぶ方向に互いに分かれて、それぞれ上記ピンとピンとの間に挿入される一対の突出部が設けられ、これら突出部は上記放熱用部材との間に隙間を有し、上記放熱用部材が上記一対の突出部の間で位置ずれ可能な板金部材とを具備した。

本発明によれば、部品点数の削減を図ることができる。

以下に本発明の実施の形態を、デジタルメディアプレーヤーに適用した図面に基づいて説明する。
図１ないし図１２は、本発明の一つの実施形態に係る電子機器としてのデジタルメディアプレーヤー１を開示している。図１に示すように、デジタルメディアプレーヤー１は、扁平箱形の筐体２を備えている。筐体２は、上壁３、周壁４、および下壁５を有している。周壁４は、前壁４ａ、左側壁４ｂ、右側壁４ｃ、および後壁４ｄを含んでいる。

図１に示すように、前壁４ａには、メモリカード１１が差し込まれる差込口部１２が設けられている。この差込口部１２の奥には、メモリカードスロット１３（図４参照）が実装されている。メモリカード１１の一例は、ＳＤメモリカード(Secure Digital memory card)である。なお、メモリカード１１の種類は上記例に限定されるものではなく、種々のメモリカードが適用可能である。また前壁４ａには、電源ボタン１４やリセットボタン１５が設けられている。

図１に示すように、左側壁４ｂには、複数の放熱孔部１６が格子状に設けられている。なお、右側壁４ｃにも同様に、複数の放熱孔部１６が格子状に設けられている。

図２に示すように、後壁４ｄには、電源コネクタ１７、ＬＡＮ(Local Area Network)コネクタ１８、ＨＤＭＩ(High-Definition Multimedia Interface)コネクタ１９、ＡＶ(Audio and Visual)コネクタ２０、およびＵＳＢ(Universal Serial Bus)コネクタ２１が設けられている。デジタルメディアプレーヤー１は、例えばＨＤＭＩコネクタ１９に接続されるケーブルによってテレビなどの表示装置に接続される。デジタルメディアプレーヤー１は、メモリカード１１に記憶された例えば映像データをテレビなどに表示する再生機である。

図３に示すように、筐体２は、回路基板２３を収容している。図６に示すように、回路基板２３は、平面視で例えば四辺形状、さらに言えば略正方形状をしている。図３に示すように、回路基板２３の外形形状は、筐体２の内部空間の水平断面形状と略同じ大きさをしている。

図６に示すように、回路基板２３は、４つの隅部２４，２５，２６，２７を有している。この隅部２４，２５，２６，２７は、それぞれ、ねじ２８（図３参照）が挿通される挿通孔部２９が設けられている。

図３に示すように、筐体２は、回路基板２３の挿通孔部２９に対向する固定部３０を有している。固定部３０は、ねじ２８が螺合するねじ穴部３１が設けられている。回路基板２３の挿通孔部２９を通ったねじ２８が筐体２のねじ穴部３１に係合することで、回路基板２３が筐体２に固定されている。

図３、図５ないし図８に示すように、回路基板２３には、集積回路部品３３、並びに第１および第２の電子部品３４，３５が実装されている。第１の電子部品３４は、本発明でいう「電子部品」の一例である。第２の電子部品３５は、本発明でいう「他の電子部品」の一例である。

集積回路部品３３は、例えば、回路基板２３に実装された種々の電子部品のなかで発熱量が相対的に大きく、放熱対象となる部品である。集積回路部品３３は、例えばＣＰＵなどが該当する。本実施形態に係る集積回路部品３３は、例えば映像の処理などを行うグラフィック系の部品である。

図３に示すように、集積回路部品３３は、例えばＢＧＡ(Ball Grid Array)タイプの半導体パッケージである。集積回路部品３３は、基板３３ａ、シリコンダイ３３ｂ、モールド樹脂３３ｃ、および複数のバンプ３３ｄを有している。なお集積回路部品３３の種類は、ＢＧＡタイプに限定されるものではない。

図６に示すように、集積回路部品３３は、回路基板２３の中央部に実装されている。ここで、互いに対角となる隅部２４，２５，２６，２７同士を結ぶ二つの対角線Ｌ１，Ｌ２の交点Ｃを、回路基板２３の中心とすると、集積回路部品３３の一部（例えば端部）が回路基板２３の中心（すなわち交点Ｃ）に重なる。

第１および第２の電子部品３４，３５は、集積回路部品３３が実装された回路基板２３の基板面２３ａと同じ基板面２３ａに実装されている。第２の電子部品３５は、例えば、集積回路部品３３に対して第１の電子部品３４とは反対側に実装されている。

第１および第２の電子部品３４，３５の種類や大きさは特に限定されない。第１および第２の電子部品３４，３５は、例えば、他の集積回路部品、トランジスタ、またはダイオードなどの能動素子であってもよく、またはコンデンサやコイルなどの受動素子であってもよい。

図３に示すように、筐体２は、ヒートシンク４１と、板金部材４２とを収容している。ヒートシンク４１は、本発明でいう「放熱用部材」の一例である。ヒートシンク４１は、基部４４と、この基部４４に立設された複数のピン４５とを有している。図６に示すように、複数のピン４５は、互いの間に縦横それぞれ間隔を空けて格子状に設けられている。ヒートシンク４１は、平面視において正方形状をしている。

図３に示すように、ヒートシンク４１は、その基部４４を集積回路部品３３に向けて、集積回路部品３３に対向している。ヒートシンク４１と集積回路部品３３との間には、熱伝導部材４７が介在されている。熱伝導部材４７は、例えばクールシート（熱伝導シート）である。ヒートシンク４１は、熱伝導部材４７を介して、集積回路部品３３に熱接続されている。なお熱伝導部材４７は、クールシートの代わりに、熱伝導グリスであってもよい。

デジタルメディアプレーヤー１を使用すると、集積回路部品３３が発熱する。発熱した熱の一部は、熱伝導部材４７を介してヒートシンク４１に伝えられ、ヒートシンク４１にて放熱される。

図３および図４に示すように、板金部材４２は、ヒートシンク４１を固定する部材である。板金部材４２は、本体部５０と、第１および第２の脚部５１，５２とを有する。本体部５０は、回路基板２３とは反対側からヒートシンク４１に対向している。第１および第２の脚部５１，５２は、それぞれ本体部５０から延びるとともに、回路基板２３に取り付けられて本体部５０を支持している。

図５に示すように、本体部５０は、例えばヒートシンク４１よりも一回り大きな板状に形成されている。本体部５０は、例えば回路基板２３のセンターコア部５４と同じ、若しくはセンターコア部５４よりも一回り大きな大きさを有している。なおセンターコア部５４とは、集積回路部品３３を一回り大きくした領域を指し、例えば集積回路部品３３とその集積回路部品３３のすぐ隣に配置された電子部品５５にかかる領域のことである。このセンターコア部５４には、集積回路部品３３に関する回路（いわゆるメイン回路）が高密度に配線されている。つまり、板金部材４２に覆われる領域の内側に、集積回路部品３３に関する配線および関連部品の大部分が高密度に実装されている。

図５に示すように、板金部材４２は、回路基板２３の中央部に実装されている。互いに対角となる隅部２４，２５，２６，２７同士を結ぶ二つの対角線Ｌ１，Ｌ２の交点Ｃを、回路基板２３の中心とすると、板金部材４２は回路基板２３の中心（すなわち交点Ｃ）に重なる。

図３に示すように、板金部材４２の本体部５０とヒートシンク４１との間には、柔軟性部材５８が介在されている。柔軟性部材５８は、ヒートシンク４１の複数のピン４５の先端部４５ａと板金部材４２との間に挟まれている。柔軟性部材５８の一例は、スポンジ部材である。本体部５０は、柔軟性部材５８を介して、ヒートシンク４１を集積回路部品３３に向けて押さえている。これにより、ヒートシンク４１の位置が固定されている。

図３および図５に示すように、板金部材４２の第１の脚部５１は、本体部５０から、例えば複数の第１の電子部品３４を超えて延びている。第１の脚部５１は、集積回路部品３３からみて第１の電子部品３４よりも外側（回路基板２３の周縁側）の位置で回路基板２３に固定されている。

同様に、第２の脚部５２は、本体部５０から、例えば複数の第２の電子部品３５を超えて延びている。第２の脚部５２は、集積回路部品３３からみて第２の電子部品３５よりも外側（回路基板２３の周縁側）の位置で回路基板２３に固定されている。なお第２の脚部５２は、本発明でいう「他の脚部」の一例である。

第１および第２の脚部５１，５２は、本体部５０に対して、互いに反対方向に延びている。第１の脚部５１は、本体部５０から回路基板２３の一つの隅部２６側に延びている。第２の脚部５２は、本体部５０から、上記隅部２６とは対角となる隅部２４側に延びている。板金部材４２は、回路基板２３の互いに対角となる隅部２５，２７同士を結ぶ対角線Ｌ２を跨いでいる。

図６に示すように、集積回路部品３３は、例えば、回路基板２３の中心（交点Ｃ）に対して偏心した位置に実装されている。本実施形態に係る集積回路部品３３は、回路基板２３の中心に対して、隅部２４側に偏って配置されている。

図５に示すように、板金部材４２の第１および第２の脚部５１，５２のうち、集積回路部品３３の偏心側とは反対側に延びた一方の脚部（第１の脚部５１）は、集積回路部品３３の偏心側に延びた脚部（第２の脚部５２）に比べて、上記本体部５０から長く延びている。

図３ないし図５に示すように、第１および第２の脚部５１，５２は、それぞれ延伸部６１と、固定部６２とを有する。延伸部６１は、本体部５０と同じ厚さの板状に形成され、本体部５０から水平方向に延びている。延伸部６１は、その基端部が本体部５０と同じ幅を有するとともに、本体部５０から離れるに従いその幅が細くなっている。

固定部６２は、延伸部６１の先端部から回路基板２３を向いて延びている。固定部６２の先端部６２ａは、回路基板２３と平行になるように折れ曲がっている。この先端部６２ａには、例えばねじ穴部６３が設けられている。

図３および図６に示すように、回路基板２３は、板金部材４２のねじ穴部６３に連通する挿通孔部６４を有する。回路基板２３の裏側から挿通孔部６４を通されたねじ６５がねじ穴部６３に係合すると、板金部材４２が回路基板２３に固定される。

以上を換言すると、板金部材４２の形状は、センターコア部５４から挿通孔部６４へ向けて引き伸ばした形状となっている。図７に示すように、複数の第１の電子部品３４は、集積回路部品３３と、第１の脚部５１が固定される挿通孔部６４との間に実装されている。図８に示すように、複数の第２の電子部品３５は、集積回路部品３３と、第２の脚部５２が固定される挿通孔部６４との間に実装されている。

図５に示すように、柔軟性部材５８は、例えば平面視で長方形状をしている。柔軟性部材５８の幅は、ヒートシンク４１の幅に比べて小さい。柔軟性部材５８は、例えばヒートシンク４１の中央部のみを覆っている。

本体部５０は、柔軟性部材５８に対向した（接した）中央部５０ａと、この中央部５０ａの両側に設けられ、柔軟性部材５８を外れた一対の側部５０ｂとを有する。この側部５０ｂには、それぞれ第１の開口部７１が設けられている。第１の開口部７１は、柔軟性部材５８の長手方向に沿って、柔軟性部材５８と平行となる長方形状をしている。ヒートシンク４１の一部は、第１の開口部７１を通じて板金部材４２の外側に露出している。

図５および図１０に示すように、板金部材４２は、第１の爪部７２を有する。第１の爪部７２は、例えば第１の開口部７１の長手方向の縁部７１ａに設けられている。換言すれば、一枚の板材から第１の爪部７２となる部分を切り起した領域が第１の開口部７１を形成している。第１の爪部７２は、第１の開口部７１を通じて板金部材４２の外側に露出している。

図１０に示すように、第１の爪部７２は、本体部５０からヒートシンク４１に向いて突出し、ヒートシンク４１のピン４５とピン４５との間に入り込んでいる。第１の爪部７２は、ヒートシンク４１の基部４４との間に隙間Ｓを空けている。図１２に示すように、第１の爪部７２は、主部７２ａと、先端部７２ｂとを有する。主部７２ａは、ピン４５とピン４５との間に位置し、ピン４５に向かい合っている。第１の爪部７２の主部７２ａは、ヒートシンク４１の位置を固定する。

図１１および図１２に示すように、先端部７２ｂは、ヒートシンク４１の基部４４の側方に位置しており、主部７２ａがピン４５に向かい合う方向に対して直交する方向にてヒートシンク４１の基部４４に対向している。第１の爪部７２の先端部７２ｂは、ヒートシンク４１が集積回路部品３３からはずれることを防止する。

図５および図９に示すように、板金部材４２には、一対の第２の開口部７４が設けられている。第２の開口部７４は、柔軟性部材５８の長手方向の前後に設けられている。板金部材４２は、第２の爪部７５を有する。第２の爪部７５は、例えば第２の開口部７４の縁部７４ａに設けられている。換言すれば、一枚の板材から第２の爪部７５となる部分を切り起した領域が第２の開口部７４を形成している。

図９に示すように、一対の第２の爪部７５は、その間に柔軟性部材５８を挟むように、柔軟性部材５８の長手方向の両側から柔軟性部材５８に対向している。第２の爪部７５は、柔軟性部材５８の位置を固定するとともに、柔軟性部材５８がヒートシンク４１の上からはずれることを防止する。

このような構成のデジタルメディアプレーヤー１によれば、集積回路部品３３の補強を図ることができる。すなわち、板金部材４２の第１の脚部５１が本体部５０から第１の電子部品３４を超えて延び、集積回路部品３３からみて第１の電子部品３４よりも外側の位置で回路基板２３に固定されている。つまり、板金部材４２の脚部５１が、集積回路部品３３の周辺（集積回路部品３３の傍）ではなく、集積回路部品３３から離れたところで回路基板２３に固定されている。すなわち、板金部材４２の第１および第２の脚部５１，５２が互いに比較的離れた位置で回路基板２３に固定されている。

第１および第２の脚部５２が互いに比較的離れた位置で回路基板２３に固定されていると、回路基板２３の比較的広範な領域が板金部材４２によって支持され、回路基板２３が歪みにくく（すなわち撓みにくく）なっている。つまり、板金部材４２は、ヒートシンク４１を固定する固定部品として機能するだけでなく、回路基板２３に対する補強板（バックプレート）としても機能する。

これにより、デジタルメディアプレーヤー１を誤って机の上や床などに落としたとしても、その衝撃によっては回路基板２３が歪みにくくなっており、回路基板２３に実装された集積回路部品３３が破損しにくくなっている。つまり、デジタルメディアプレーヤー１は、対落下衝撃性、および対信頼性が向上している。これは、例えば強度が弱いプラスチック製の筐体を有する電子機器に適用された場合にさらに効果を発揮する。

さらに、板金部材４２の脚部５１が、集積回路部品３３の周辺（集積回路部品３３の傍）ではなく、集積回路部品３３から離れたところで回路基板２３に固定されると、集積回路部品３３の周辺部に固定用の挿通孔やねじ穴を設けなくて済む。そのため、挿通孔やねじ穴に妨げられることなく配線レイアウトを設計することができ、集積回路部品３３の配線や関連部品を高密度に配置することができる。

板金部材４２の第２の脚部５２が本体部５０から第２の電子部品３５を超えて延び、集積回路部品３３からみて第２の電子部品３５よりも外側の位置で回路基板２３に固定されていると、回路基板２３のさらに広範な領域が板金部材４２によって補強されることになる。そのため、回路基板２３がさらに歪みにくくなり、集積回路部品３３がより破損しにくくなる。

板金部材４２がヒートシンク４１のピン４５とピン４５との間に入り込んだ第１の爪部７２を有すると、他の部材を用いることなく、この第１の爪部７２によりヒートシンク４１の位置を固定することができる。これは放熱構造の単純化、部品点数の削減などに寄与する。

第１の爪部７２の先端部７２ｂが当該爪部７２の主部７２ａとは異なる方向からヒートシンク４１に対向すると、ヒートシンク４１の位置が複数の方向から規制され、ヒートシンク４１が位置ずれを起こしにくくなる。これによりヒートシンク４１が集積回路部品３３から外れることを防止することができる。

板金部材４２とヒートシンク４１との間に柔軟性部材５８を備えると、集積回路部品３３の部品公差を吸収することができる。またこの柔軟性部材５８を有することで、板金部材４２として比較的ばね性が低いものをも使用することができる。ばね性が低い板金部材４２が使用できると、板金部材４２の補強板としての機能が発揮されやすく、集積回路部品３３がより破損しにくくなる。

集積回路部品３３が回路基板２３の中心部（すなわち概ね基板の中心）に配置されていると、板金部材４２も回路基板２３の中心を覆うように設置されるので、板金部材４２によって回路基板２３の全体が補強されやすくなる。これにより、回路基板２３がさらに歪みにくくなり、集積回路部品３３がより破損しにくくなる。これは、回路基板２３の互いに対角となる隅部２５，２７同士を結ぶ対角線Ｌ２を板金部材４２が跨いでいる場合も同じである。

集積回路部品３３は、回路基板２３のレイアウトの都合上、回路基板２３の中心に一致させて配置できないことも多い。このような偏心した位置に実装された集積回路部品３３に対して第１およい第２の脚部５１，５２の長さが互いに同じ板金部材４２を用いると、回路基板２３の特定の領域だけが補強されることになる。しかしながら、集積回路部品３３の偏心側とは反対側に延びた脚部５１が、集積回路部品３３の偏心側に延びた脚部５２に比べて本体部５０から長く延びていると、回路基板２３の全体（全領域）がバランス良く補強されることになる。これは、集積回路部品３３の破損のおそれをさらに小さくする。

板金部材４２の第１の開口部７１がヒートシンク４１を露出させていると、ヒートシンク４１から熱がより放出されやすく。すなわちヒートシンク４１の放熱性能が向上する。またこの第１の開口部７１を通じて第１の爪部７２が露出されると、第１の爪部７２によるヒートシンク４１の固定位置や固定状態を確認することができる。

以上、本発明の一つの実施形態に係るデジタルメディアプレーヤー１について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。本発明は、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。

例えば、板金部材は、３つ以上の脚部を有するものでもよい。本発明でいう「放熱用部材」は、ヒートシンクに限定されるものではなく、例えばヒートパイプのような熱輸送部材であってもよい。本発明が適用可能な電子機器は、デジタルメディアプレーヤーに限らない。本発明は、ＤＶＤプレーヤーなどの映像端末電子機器やその他の電子機器にも適用することができる。

本発明の一つの実施形態に係るデジタルメディアプレーヤーの斜視図。 図１中に示されたデジタルメディアプレーヤーの後壁を示す斜視図。 図１中に示されたデジタルメディアプレーヤーの断面図。 図３中に示された回路基板と板金部材の斜視図。 図３中に示された回路基板と板金部材の平面図。 図３中に示された回路基板の平面図。 図６中に示された回路基板のＦ７線で囲まれた領域を拡大した平面図。 図６中に示された回路基板のＦ８線で囲まれた領域を拡大した平面図。 図５中に示された回路基板と板金部材のＦ９−Ｆ９線に沿う断面図。 図５中に示された回路基板と板金部材のＦ１０−Ｆ１０線に沿う断面図。 図５中に示された回路基板と板金部材のＦ１１−Ｆ１１線に沿う断面図。 図１１中に示された回路基板と板金部材のＦ１２−Ｆ１２線に沿う断面図。

Ｌ２…対角線、Ｃ…交点、１…デジタルメディアプレーヤー、２…筐体、２３…回路基板、３３…集積回路部品、３４，３５…電子部品、４１…ヒートシンク、４２…板金部材、４５…ピン、５０…本体部、５０ａ…中央部、５０ｂ…側部、５８…柔軟性部材、７１…開口部、７２…爪部。

Claims (9)

1. 筐体と、
   上記筐体に収容され、発熱部品が実装された回路基板と、
   上記発熱部品に熱接続され、複数のピンを有した放熱用部材と、
   上記複数のピンが並ぶ方向に互いに分かれて、それぞれ上記ピンとピンとの間に挿入される一対の突出部が設けられ、これら突出部は上記放熱用部材との間に隙間を有し、上記放熱用部材が上記一対の突出部の間で位置ずれ可能な板金部材と、
   を具備したことを特徴とする電子機器。
2. 請求項１に記載の電子機器において、
   上記板金部材と上記放熱用部材との間に挟まれた柔軟性部材を更に備えたことを特徴とする電子機器。
3. 請求項２に記載の電子機器において、
   上記放熱用部材は、上記ピンが立設された基部を有し、
   上記突出部は、上記ピンに対向した主部と、上記基部に対向した先端部とを有したことを特徴とする電子機器。
4. 請求項３に記載の電子機器において、
   上記先端部は、上記一対の突出部が並ぶ方向とは異なる方向から上記放熱用部材に対向したことを特徴とする電子機器。
5. 請求項４に記載の電子機器において、
   上記突出部の主部及び先端部は、それぞれ放熱用部材との間に隙間を有したことを特徴とする電子機器。
6. 請求項５に記載に電子機器において、
   上記先端部が上記放熱用部材に対向する方向において、上記突出部に並んだ他の突出部を更に有し、この他の突出部は、上記先端部とは反対方向から上記放熱用部材に対向した先端部を有したことを特徴とする電子機器。
7. 請求項６に記載に電子機器において、
   上記他の突出部の先端部は、上記放熱用部材との間に隙間を有し、上記放熱用部材が上記突出部の先端部と上記他の突出部の先端部との間で位置ずれ可能なことを特徴とする電子機器。
8. 請求項７に記載に電子機器において、
   上記柔軟性部材は、上記複数のピンの頭部と上記板金部材との間に挟まれたことを特徴とする電子機器。
9. 請求項８に記載の電子機器において、
   上記板金部材は、上記回路基板に固定されたことを特徴とする電子機器。

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