JP2014103134A - 放熱構造 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の放熱構造では、伝熱シートを薄くすると発熱部品と伝熱シートと放熱板の密着性を確保するために、爪付スペーサの円柱部高さを小さくする必要がある。しかし、爪付スペーサの円柱部高さを小さくすると伝熱シートが薄いため伝熱シートが変形できない。結果として、放熱板と基板が撓むことになる。ここで、放熱板の剛性は基板よりも大きい。よって、基板が大きく撓み、基板に大きなストレスがかかり断線不良を誘発するおそれがある。
【解決手段】表面に発熱部品３，４，５が実装された基板と、前記基板に係止され、前記発熱部品に押圧を加える放熱板９と、を有する放熱構造１であって、前記放熱板９には、前記放熱板９の端部を分断するスリット３６が形成され、前記スリット３６の始点は、前記スリット３６の終点から前記放熱板が前記発熱部品から受ける押圧の中心へ向かう範囲に存在する、放熱構造とした。
【選択図】図１

Description

本発明は放熱構造に関する。より詳しくは、半導体等の発熱部品周辺に形成され、発熱部品の熱を外部に伝えるための放熱構造に関する。

近年電子機器の小型化、および電子部品の集積化が進んでいる。

電子機器の小型化、及び電子部品の集積化に伴い、電子機器に使用される電子部品の放熱対策が重要となる。一般的に電子機器が小型になればなるほど放熱スペースが減少し、電子部品の集積度が上がる。

従来、電子部品の放熱構造としては以下のものが知られている（特許文献１参照）。

以下に、従来の電子部品の放熱構造について、図面を参照しながら説明する。

図１０および図１１は従来の放熱構造を表す図である。図１０（ａ）は、従来の放熱構造５０の正面図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示す放熱構造５０のＡ−Ａ線における断面図であり、図１０（ｃ）は、図１０（ａ）に示す放熱構造５０のＢ−Ｂ線における断面図であり、図１１（ａ）は、図１０（ｂ）に示す放熱構造５０のＥ部の拡大図であり、図１１（ｂ）は、図１０（ａ）に示す放熱構造５０のＣ−Ｃ線における断面図であり、図１１（ｃ）は、図１０（ａ）に示す放熱構造５０のＤ−Ｄ線における断面図である。図１２は、表側放熱板の外形を示す平面図である。図１３は、基板と発熱部品と伝熱シートの外形を示す平面図である。図１４は従来の爪付スペーサの外形を示す正面図である。従来の図１４（ａ）は、爪付スペーサ４０の外形を示す正面図であり、図１４（ｂ）は、爪付スペーサ４０の底面図であり、図１４（ｃ）は、爪付スペーサ４０の天面図であり、図１４（ｄ）は、爪付スペーサ４０の側面図であり、図１４（ｅ）は、図１４（ｃ）に示す爪付スペーサ４０のＡ−Ａ線における断面図であり、図１４（ｆ）は、図１４（ａ）に示す爪付スペーサ４０のＢ−Ｂ線における断面図である。

先ず、従来の放熱構造５０の概要を説明する。

放熱構造５０は、基板３０に実装された発熱する電子部品である発熱部品３，４，５の熱を放熱するため、伝熱シートをそれらの部品に貼り付け、その上側から表側放熱板６１を４個の爪付スペーサ４０で基板３０に係止することで、基板３０と伝熱シートと放熱板を密着させ、発熱部品から放熱板に熱を放熱する構造になっている。

次に、従来の電子部品の放熱構造の構成について説明する。

基板３０は、板厚Ｔｋが１．６ｍｍで、図１３に示すように、表側面に、発熱部品３が実装され、発熱部品３の左側隣に発熱部品４が、発熱部品３の上側隣に発熱部品５が実装されている。発熱部品４と発熱部品５は、メモリチップ等で構成され、１ｍｍ程度の部品高さとなっており、発熱部品３は、ＬＳＩ等で、２ｍｍ程度の部品高さとなっている。

基板３０には、直径Ｄｋ（約４ｍｍ）の係止孔１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが開けられている。

伝熱シート６、伝熱シート７、伝熱シート８は、図１３に示すように、それぞれ発熱部品３、発熱部品４、発熱部品５よりも外形が小さい直方体形状をしており、その厚さは１〜５ｍｍの範囲で選択され、硬度がＪＩＳ Ｋ ７３１２（タイプＣ）で３〜４０度の柔らかいクッション性のある素材で、熱伝導性は１〜１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）のものを使用する。

表側放熱板６１は、図１２に示すように、板厚Ｔｈが１．６ｍｍのアルミ板で造られており、その外周近傍に直径約４ｍｍの係止孔６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄが開けられている。

また、表側放熱板６１には、スリット６３ａとスリット６３ｂが、設けられている。

爪付スペーサ４０は、材質は弾性変形可能な樹脂材料、例えばナイロン６６等で成型されており、図４に示すように、直径Ｄｈ高さＨｈの円柱部１５の両端に同一形状の矢じり部１６ａ、１６ｂが形成されている。矢じり部１６ａは、中央柱１７ｃの先端から両側にハの字状に一対の、第１嵌合爪部１７ａ及び第２嵌合爪部１７ｂが形成され、同様に、矢じり部１６ｂは、中央柱１８ｃの先端から両側にハの字状に一対の、第１嵌合爪部１８ａ及び第２嵌合爪部１８ｂが形成されている。矢じり部１６ａ、１６ｂは、弾性変形可能な樹脂材料で形成されているため、それらの一対の嵌合爪部の幅Ｗｔ１，Ｗｔ２は、伸縮自在になっている。

次に、本発明の従来の電子部品の放熱構造の組立方法について説明する。

先ず、基板３０上に実装された発熱部品３、発熱部品４、発熱部品５の天面に、伝熱シート６、伝熱シート７、伝熱シート８をそれぞれ貼り付ける。次に、基板３０の係止孔１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに、それぞれ爪付スペーサ４０の矢じり部１６ａを、差込、第１嵌合爪部１７ａと第２嵌合爪部１７ｂが係止孔から飛び出しロックされるまで押さえ込んで、爪付スペーサ４０を矢じり部１６で基板３０に係止する。

次に、表側放熱板６１を、その係止孔６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄに、それぞれ爪付スペーサ４０の矢じり部１６ｂを差し込み、第１嵌合爪部１８ａと第２嵌合爪部１８ｂで、それらの係止孔の内周に引っ掛けてロック状態にして、爪付スペーサ４０に表側放熱板６１を係止する。

伝熱シート６の厚さは、爪付スペーサ４０の矢じり部１６ａと矢じり部１６ｂの嵌合爪部の間の距離Ｈｔ１から、表側放熱板６１の板厚Ｔｎと基板３０の板厚Ｔｋと発熱部品３の高さを引いた値より大きく設定され、基板３０と伝熱シート６と発熱部品３の密着性が確保される。

伝熱シート７と伝熱シート８も、同様な方法で設定され、基板３０と発熱部品との密着性が確保される。

次に、従来の電子部品の放熱構造の放熱の作用について説明する。基板３０上の発熱部品３、発熱部品４、発熱部品５で発生した熱は、以下の３つの経路で空気へと放熱される。第一の経路は、それらの天面より伝熱シート６、伝熱シート７、伝熱シート８を介して表側放熱板６１に伝えられ、空気へと放熱される。第二の経路は、発熱部品３、発熱部品４、発熱部品５の基板３０の実装面から、基板に伝えられ、基板から空気へ放熱される。

表側放熱板６１は、発熱部品３と発熱部品４の間にスリット６３ａが配置されているため、発熱部品３から伝熱シートを介して表側放熱板６１に移動した熱が、表側放熱板６１を伝わって、隣の発熱部品４付近の表側放熱板６１に伝達されるのをスリット６３ａで分断しているため、発熱部品３と発熱部品４の熱の干渉を避けることができ、発熱部品４の耐熱温度が低い場合には有効となっている。

特開２００６−１９４０３号公報

上記従来の技術においては、コストダウンの為には伝熱シートの厚みを薄くすることが望ましい。伝熱シートを薄くすることは、伝熱シートの熱抵抗が減ることにもなる。つまり、伝熱シートを薄くすることは熱伝導性の観点からも望ましい。もし可能ならば、伝熱シートを廃止することも考えられる。

ここで、伝熱シートを薄くすると発熱部品と伝熱シートと放熱板の密着性を確保するために、爪付スペーサ４０の円柱部高さＨｈを小さくする必要がある。しかし、爪付スペーサ４０の円柱部高さＨｈを小さくすると伝熱シートが薄いため伝熱シートが変形できない。結果として、放熱板と基板３０が撓むことになる。ここで、放熱板の剛性は基板３０よりも大きい。よって、基板３０が大きく撓み、基板３０に大きなストレスがかかり断線不良を誘発するおそれがある。

また、伝熱シートを薄くすると、発熱部品の高さを伝熱シートのクッション性で吸収できない。すると、隣り合う発熱部品間で、発熱部品の放熱板への反力が、隣の発熱部品の放熱板からの押圧力に影響を与える。よって１つの放熱板で、隣り合う発熱部品を押圧し、放熱板と伝熱シートと発熱部品を密着させることが困難になる課題を有していた。従来の表側放熱板６１のスリット６３ａでは、放熱板内の熱の移動は分断できる。しかし、スリット６３ａが隣接する発熱部品間にしか形成されてない。よって、前記した隣の発熱部品への反力を低減する効果が小さい。

つまり、上記従来の技術においては、伝熱シートを薄くする、あるいは廃止することができなかった。

また、上記従来の技術においては、コストダウンの為には放熱板の厚みを薄くすることが望ましい。

ここで、放熱板の板厚Ｔｈを薄くした場合、爪付スペーサの嵌合爪部と円柱部の端面との隙間Ｈｐ（図１４（ａ）参照）に対するガタが大きくなる。すると、そのガタの分だけ、伝熱シートを圧縮できなくなる。

つまり、上記従来の技術においては、放熱板の薄型化が困難であった。

また、上記従来の技術においては、発熱部品の発熱量が増加した場合、基板の裏側にも放熱板が必要になる。基板の表側の放熱板のみでは、十分に発熱部品を冷却できないおそれがあるからである。

ここで、基板の裏側に放熱板を付けるためには、基板に固定部を数箇所設ける必要がある。すると、基板の配線パターンの設計に制約が発生する。また、取り付けのための固定部材が発生しコスト増加する。

つまり、上記従来の技術においては、発熱部品の発熱量の増加に対する対応が困難であった。

前記従来の課題を解決する為に、本発明の放熱構造は表面に発熱部品が実装された基板と、前記基板に係止され、前記発熱部品に押圧を加える放熱板と、を有する放熱構造であって、前記放熱板には、前記放熱板の端部を分断するスリットが形成され、前記スリットの始点は、前記スリットの終点から前記放熱板が前記発熱部品から受ける押圧の中心へ向かう範囲に存在する、放熱構造とした。

また、本発明の放熱構造は、表面に複数の発熱部品が実装された基板と、前記基板に係止され、前記複数の発熱部品に押圧を加える放熱板と、を有する放熱構造であって、前記放熱板には、前記放熱板が前記発熱部品から受ける押圧の中心を分断する箇所にスリットが形成されている、放熱構造ともした。

また、本発明の放熱構造は、胴体と、前記胴体から隙間を空けて配置される係止部と、を備える係止部品と、前記係止部品の係止部が挿入される穴を有し、前記穴に前記係止部品の前記係止部が挿入された際に前記穴の周囲が前記胴体と前記係止部とに挟持される放熱板と、を有する放熱構造であって、前記穴の周囲には前記放熱板から隆起するフランジが形成されている、放熱構造ともした。

また、本発明の放熱構造は、表面および裏面に発熱部品が実装され、さらに第一の孔が形成された基板と、前記基板の片面の発熱部品の放熱を行い、さらに第二の孔が形成された第一の放熱板と、前記基板の他面の発熱部品の放熱を行い、さらに第三の孔が形成された第二の放熱板と、前記第一の孔に挿入され、前記基板を係止する第一の嵌合爪と、前記第一の孔を貫通し、前記第一の嵌合爪より狭い幅を有し、前記第一の放熱板を係止する第二の嵌合爪と、前記第二の放熱板を係止する第三の嵌合爪と、を有する放熱構造ともした。

本発明の放熱構造によれば、ができる。

実施の形態１にかかる、放熱構造を表す図 実施の形態１にかかる、放熱構造を表す図 実施の形態１にかかる、放熱構造の放熱板を表す図 実施の形態１にかかる、放熱構造の放熱板を表す図 実施の形態２にかかる、放熱構造を表す図 実施の形態２にかかる、放熱構造を表す図 実施の形態２にかかる、爪付スペーサを表す図 実施の形態２にかかる、爪付スペーサを表す図 実施の形態２にかかる、裏側放熱板を表す図 従来の放熱構造を表す図 従来の放熱構造を表す図 従来の表側放熱板の外形を示す平面図 従来の基板と発熱部品と伝熱シートの外形を示す平面図 従来の爪付スペーサの外形を示す正面図

以下本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
以下図面を参照しながら、実施の形態１について説明する。

＜概要の説明＞
図１から図４を適宜参照しながら実施の形態１における電子部品の放熱構造１の概要を説明する。また、実施の形態１においては実施の形態１における放熱構造１は放熱板の形状に特徴がある。よって従来技術の基板および従来技術のスペーサを適宜適用可能である。よって必要に応じて図１３および図１４も参照しながら説明を行う。

図１は実施の形態１にかかる、放熱構造を表す図である。図１（ａ）は、本発明の実施例１における電子部品の放熱構造の正面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す電子部品の放熱構造のＡ−Ａ線における断面図である。図１（ｃ）は、図１（ａ）に示す電子部品の放熱構造１のＢ−Ｂ線における断面図である。

図２は実施の形態１にかかる、放熱構造を表す図である。図２（ａ）は、図１（ｂ）に示す電子部品の放熱構造１のＥ部の拡大図である。図２（ｂ）は、図１（ａ）に示す電子部品の放熱構造１のＣ−Ｃ線における断面図である。図２（ｃ）は、図１（ａ）に示す電子部品の放熱構造１のＤ−Ｄ線における断面図である。

図３は実施の形態１にかかる、放熱構造の放熱板を表す図である。図３（ａ）は、表側放熱板９の外形を示す平面図である。図３（ｂ）は、図１（ａ）に示す表側放熱板９のＡ−Ａ線における断面図である。図３（ｃ）は、図１（ａ）に示す表側放熱板９のＢ−Ｂ線における断面図である。図３（ｄ）は、図１（ｂ）に示す表側放熱板９のＥ部の拡大図である。

図４は実施の形態１にかかる、放熱構造の放熱板を表す図である。図４（ａ）は、図１（ａ）に示す表側放熱板９のＣ−Ｃ線における断面図である。図４（ｂ）は、図１（ａ）に示す表側放熱板９のＤ−Ｄ線における断面図である。

実施の形態１にかかる、電子部品の放熱構造１は、図１３における基板３０に実装された発熱する電子部品の発熱部品３，４，５の熱を放熱するものである。具体的には、図１に示される伝熱シート６，７，８、を発熱部品３，４，５に貼り付け、その上側から表側放熱板９を４個の爪付スペーサ４０（図１４を参照）で基板３０に係止することで、基板３０と伝熱シートと放熱板を密着させ、発熱部品から放熱板に熱を放熱する構造になっている。

＜構成の説明＞
実施の形態１における電子部品の放熱構造の構成について説明する。

図１において、基板３０は、板厚Ｔｋが１．６ｍｍの基板である。図１３に示すように、基板３０の表側面には、発熱部品３が実装されている。発熱部品３の左側隣に発熱部品４が、発熱部品３の上側隣に発熱部品５が実装されている。

図１において、発熱部品４と発熱部品５は、メモリチップ等の記憶素子である。発熱部品４，５の部品高さは１ｍｍ程度である。発熱部品３は、集積回路素子である。発熱部品３の部品高さは２ｍｍ程度である。

図１に示されるように基板３０には、直径Ｄｋ（４ｍｍ程度）の係止孔１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが開けられている。

図１３に示すように、伝熱シート６、伝熱シート７、伝熱シート８は、それぞれ発熱部品３、発熱部品４、発熱部品５よりも外形が小さい直方体形状をしている。伝熱シート６，７，８の厚みは０．５〜３ｍｍの範囲に収まるように設計されている。伝熱シート６，７，８の硬度はＪＩＳ Ｋ ７３１２（タイプＣ）で３〜４０度の柔らかいクッション性のある素材である。伝熱シート６，７，８の熱伝導性は１〜１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。

図３に示すように、表側放熱板９は、厚Ｔｈが１ｍｍ程度の熱伝導率１００〜２００Ｗ／（ｍ／Ｋ）のアルミ板をプレス成形して造られている。表側放熱板９の外周近傍には直径Ｄｏの係止孔１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄが形成されている。前記係止孔の外周には、図３（ｄ）に示すように、孔の周りにバーリングが形成されている。バーリングとは板状部材をプレス加工することによって、板状部材に形成されたフランジである。表側放熱板の板厚を含むバーリング高さＨｂは、基板３０の厚さ１．６ｍｍとほぼ等しい。

また、表側放熱板９には、スリット１１ａが、その端部が係止孔１３ａを中心とした直径の１．２倍と３倍の円で囲まれた領域から始まり、もう一方の端部が係止孔１３ｂを中心とした直径の１．２倍と３倍の円で囲まれた領域に位置するように繋がって設けられている。

また、表側放熱板９には、スリット１１ｂが、その端部が係止孔１３ａを中心とした直径の１．２倍と３倍の円で囲まれた領域から始まり、もう一方の端部が係止孔１３ｄを中心とした直径の１．２倍と３倍の円で囲まれた領域に位置するように繋がって設けられている。

また、表側放熱板９には、係止孔１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄのバーリングの凸側とは反対側に凸になるように絞り部３４、絞り部３５が形成され、図２（ｅ）、図２（ｆ）に示すようにＨｏだけ凸になっている、また、表側放熱板９の中央部には、球面状の球面凸部３３が それらのバーリングの凸側とは反対側に凸になるように形成され、図２（ｃ）に示すようにＨｃだけ凸になっている。

図１４に示すように、爪付スペーサ４０は、材質は弾性変形可能な樹脂材料、例えばナイロン６６等で成型されている。爪付スペーサ４０には直径Ｄｈ、高さＨｈの円柱部１５の両端に同一形状の矢じり部１６ａ、１６ｂが形成されている。矢じり部１６ａは、中央柱１７ｃの先端から両側にハの字状に一対の、第１嵌合爪部１７ａ及び第２嵌合爪部１７ｂが形成されている。同様に、矢じり部１６ｂは、中央柱１８ｃの先端から両側にハの字状に一対の、第１嵌合爪部１８ａ及び第２嵌合爪部１８ｂが形成されている。矢じり部１６ａ、１６ｂは、弾性変形可能な樹脂材料で形成されているため、それらの一対の嵌合爪部の幅Ｗｔ１，Ｗｔ２は、伸縮自在である。

＜組み立て方法の説明＞
次に、本発明の実施例１の電子部品の放熱構造の組立方法について説明する。

先ず、基板３０上に実装された発熱部品３、発熱部品４、発熱部品５の天面に、伝熱シート６、伝熱シート７、伝熱シート８をそれぞれ貼り付ける。次に、基板３０の係止孔１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに、それぞれ爪付スペーサ４０の矢じり部１６ａを差し込む。すると、爪付スペーサ４０の矢じり部１６ａの一対の嵌合爪部の幅Ｗｔ１の幅は、基板３０の係止孔１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの直径Ｄｋより大きいが、係止孔に押し込まれる動作で、ハの字状に一対の第１嵌合爪部１８ａと第２嵌合爪部１８ｂが弾性変形して幅Ｗｔ１が直径Ｄｋまで小さくなり、それらの係止孔に潜り込み、それらの爪部が、係止孔から出ると、それらの嵌合爪部の復元力により幅Ｗｔ１が直径Ｄｋより大きくなり、爪付スペーサ４０は、矢じり部１６ａでロックされ、基板３０の係止孔１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに係止される。

なお、今回は、矢じり部１６ａで説明をしたが、矢じり部１６ｂも同一形状のため、同様の動作が可能で、どちらを基板３０に固定しても同等の状態となる。

次に、表側放熱板９を、その係止孔１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄに、それぞれ爪付スペーサ４０の矢じり部１６ｂを差し込み、第１嵌合爪部１８ａと第２嵌合爪部１８ｂで、それらの係止孔の内周に引っ掛けてロック状態にして、爪付スペーサ４０に表側放熱板９を係止する。

表側放熱板９の球面凸部３３は、発熱部品３の天面の発熱中心に最も接近するような位置に形成されている。また、表側放熱板９の絞り部３４，絞り部３５は、発熱部品４、発熱部品５と対面し表側放熱板９との隙間が小さくなるように形成されている。

また、表側放熱板９には、発熱部品３の周囲から係止孔１３ｂ、１３ｃの間を通り外周につながるスリット３６ａ、３６ｂと、発熱部品３の周囲から係止孔１３ｃ、１３ｄの間を通り外周につながるスリット３６ｃ、３６ｄが形成され、スリット３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄは、発熱部品３の発熱中心を中心として放射状の方向に形成されている。これは言い方を変えれば、スリットの始点が、スリットの終点から表側放熱板９が発熱部品から受ける押圧の中心へ向かう範囲に存在するとも言える。

これらのスリットを入れることで、表側放熱板９の剛性を、基板３０の剛性の半分以下に低減できるため、表側放熱板９が容易に撓み、その分基板３０のそりが抑えられ、基板３０の配線パターンの断線を防止できる。

表側放熱板９の係止孔１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、バーリング加工がされているため、爪付スペーサ４０の矢じり部１６ａの挿入側にＲがついているため、矢じり部１６ａが挿入力が低減されスムーズに矢じり部１６ａが係止孔に装着可能になる。

伝熱シート６の厚さは、爪付スペーサ４０の矢じり部１６ａと矢じり部１６ｂの嵌合爪部の間の距離Ｈｔ１から、表側放熱板９のバーリング高さＨｂと基板３０の板厚Ｔｋと球面凸部３３の凸量Ｈｃと発熱部品３の高さを引いた値より１．２倍から２倍程度厚く設定されることで、球面凸部３３と伝熱シートと発熱部品３の密着性が確保される。

同様に、伝熱シート７の厚さは、爪付スペーサ４０の嵌合爪部の間の距離Ｈｔ１から、表側放熱板９のバーリング高さＨｂと基板３０の板厚Ｔｋと絞り部３４の段差Ｈｏと発熱部品４の高さを引いた値より１．２倍から２倍程度厚く設定されることで、絞り部３４と伝熱シート７と発熱部品４の密着性が確保される。伝熱シート８の厚さの設定についても、上記と同様に行われ、絞り部３５と伝熱シート８と発熱部品５の密着性が確保される。

ここで、表側放熱板９にスリット１１ａを、係止孔１３ａ近傍から発熱部品３と発熱部品４の間を通り係止孔１３ｂ近傍まで形成していることにより、発熱部品３の表側放熱板９への伝熱シート６を介した反力が、スリット１１ａがあるために、隣の発熱部品４を伝熱シート７を介して押圧する絞り部３４に影響を及ぼす量を大幅に減少させることができるため、発熱部品３と発熱部品４の伝熱シートをそれぞれ独立してそれらの硬度と厚さを設定できるため、伝熱シートの最適化が容易になる。

＜作用効果＞
次に、本発明の実施例１の電子部品の放熱構造の放熱の作用について説明する。

基板３０上の発熱部品３、発熱部品４、発熱部品５で発生した熱は、以下の３つの経路で空気へと放熱される。第一の経路は、それらの天面より伝熱シート６、伝熱シート７、伝熱シート８を介して表側放熱板９に伝えられ、空気へと放熱される。第二の経路は、発熱部品３、発熱部品４、発熱部品５の基板３０の実装面から、基板に伝えられ、基板から空気へ放熱される。第三の経路は、発熱部品３の基板裏位置から、伝熱シート５１を介して裏側放熱板２０に伝えられ空気へ放熱される。

＜実施の形態１のまとめ＞
実施の形態１においては、表面に発熱部品が実装された基板と、前記基板に係止され、前記発熱部品に押圧を加える放熱板と、を有する放熱構造であって、前記放熱板には、前記放熱板の端部を分断するスリットが形成され、前記スリットの始点は、前記スリットの終点から前記放熱板が前記発熱部品から受ける押圧の中心へ向かう範囲に存在する、放熱構造を説明した。

この構成によって放熱板の剛性を低下させることができるため、発熱部品を放熱板を撓ませて、伝熱シートと発熱部品を押圧しても、剛性を低下させているため、基板が撓むことがなく基板に過剰なストレスがかかるのを防止でき、基板の回路の断線不良を防止できる。

また、実施の形態１においては、表面に複数の発熱部品が実装された基板と、前記基板に係止され、前記複数の発熱部品に押圧を加える放熱板と、を有する放熱構造であって、前記放熱板には、前記放熱板が前記発熱部品から受ける押圧の中心を分断する箇所にスリットが形成されている、放熱構造を説明した。

この構成によって、発熱部品同士の互いの放熱板への反力が、相手側の放熱板の発熱部品への押圧力に影響を及ぼさなくなる。よってｍ複数の発熱部品を１つの放熱板で独立して押圧することができる。結果として、それぞれの伝熱シートの厚みをスリットが無い場合に比べてより薄くすることができる。つまり、発熱部品から放熱板への放熱性の良化と伝熱シートのコストダウンをすることができる。

また、実施の形態１においては、放熱板と発熱部品の間には熱伝導部材が配置され、前記放熱板は前記熱伝導部材に対して突起する球面上の凸部を有する、放熱構造を説明した。

この構成によって、放熱板を固定する複数のスペーサの位置が、発熱中心に対して対象の位置になくても、球面のため発熱部品の発熱中心に隙間最小部が位置する。よって、高温である中央部の放熱が効率よくできる。

また、実施の形態１においては、胴体と、前記胴体から隙間を空けて配置される係止部と、を備える係止部品と、前記係止部品の係止部が挿入される穴を有し、前記穴に前記係止部品の前記係止部が挿入された際に前記穴の周囲が前記胴体と前記係止部とに挟持される放熱板と、を有する放熱構造であって、前記穴の周囲には前記放熱板から隆起するフランジが形成されている、放熱構造を説明した。

この構成によって、係止孔に爪付スペーサを係止したときのガタを減らすことができる。よって、その分の伝熱シートの薄化が可能となる。結論として、放熱板の薄型化が可能になる。放熱板のコストを低減することができる。

（実施の形態２）
以下図面を参照しながら、実施の形態２について説明する。

＜概要の説明＞
図１から図９を適宜参照しながら実施の形態１における電子部品の放熱構造１の概要を説明する。

図５は、実施の形態２にかかる、放熱構造を表す図である。図５（ａ）は、本発明の実施例２における電子部品の放熱構造５０の正面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す電子部品の放熱構造５０のＡ−Ａ線における断面図である。図５（ｃ）は、図５（ａ）に示す電子部品の放熱構造５０のＢ−Ｂ線における断面図である。

図６は実施の形態２にかかる、放熱構造を表す図である。図６（ａ）は、図５（ａ）に示す電子部品の放熱構造５０のＣ−Ｃ線における断面図である。図６（ｂ）は、図５（ａ）に示す電子部品の放熱構造５０のＤ−Ｄ線における断面図である。図６（ｃ）は、図５（ａ）に示す電子部品の放熱構造５０のＥ−線における断面図である。図６（ｄ）は、図５（ｂ）に示す電子部品の放熱構造５０のＦ部の拡大図である。

図７は実施の形態２にかかる、爪付スペーサを表す図である。図７（ａ）は、爪付スペーサ１４の外形を示す正面図であり。図７（ｂ）は、爪付スペーサ１４の底面図であり。図７（ｃ）は、爪付スペーサ１４の天面図である。図７（ｄ）は、爪付スペーサ１４の側面図である。

図８は実施の形態２にかかる、爪付スペーサを表す図である。図８（ａ）は、図７（ｃ）に示す爪付スペーサ１４のＡ−Ａ線における断面図である。図８（ｂ）は、図７（ａ）に示す爪付スペーサ１４のＢ−Ｂ線における断面図である。

図９は実施の形態２にかかる、裏側放熱板を表す図である。

本発明の実施例２に係る電子部品の放熱構造５０の概要は、実施例１の発熱部品３の発熱量が大きく表側放熱板９のみでは発熱部品３を冷やしきれないときに、電子部品の放熱構造１の構成から、４本の爪付スペーサ４０を全て爪付スペーサ１４に置き換え、発熱部品３付近の基板３０の裏側に伝熱シート５１を貼り付け、爪付スペーサ１４で、裏側放熱板２０を係止することで、基板３０と伝熱シート５１と裏側放熱板２０を密着することで、発熱部品３の発生した熱を、表側放熱板９に加え、裏側放熱板２０でも放熱する構成となっている。

＜構成の説明＞
実施の形態２にかかる電子部品の放熱構造５０の構成について説明する。

電子部品の放熱構造５０の構成は、基板３０、発熱部品３，４，５、表側放熱板９、伝熱シート６、伝熱シート７、伝熱シート８は、電子部品の放熱構造１と同じものを使用しそれぞれの関係も同一になっている。

爪付スペーサ１４は、爪付スペーサ４０をベースとして、図７（ａ）に示すように、矢じり部１６ｂの中央柱１８ｃの先端部に中央柱１９ｃが立設されている。中央柱１９ｃの先端にはハの字状に一対の第１嵌合爪部１９ａ及び第２嵌合爪部１９ｂが形成されている。中央柱１９ｃと第１嵌合爪部１９ａと第２嵌合爪部１９ｂで、矢じり部１６ｃを形成している。矢じり部１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、弾性変形可能な樹脂材料で形成されている。よって、それらの一対の嵌合爪部の幅Ｗｔ１，Ｗｔ２、Ｗｔ３は、伸縮自在になっている。矢じり部１６ｃの嵌合爪部の幅Ｗｔ３は、矢じり部１６ｂの嵌合爪部の幅Ｗｔ２より小さくできている。

裏側放熱板２０は、アルミ板をプレス成形して造られている。裏側放熱板２０の板厚は０．５ｍｍ〜１ｍｍの範囲に収まるように設計される。図９（ａ）に示すように、その外周近傍に直径Ｄｕの係止孔２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄが開けられている。係止孔２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを中心に同一の円錐台形状の絞り部２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが形成されている。裏側放熱板２０の中央部には、円錐台形状の絞り部２４ｅが形成されている。裏側放熱板２０の絞り部２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅは、図９（ｂ）に示すように、裏側放熱板２０の同一方向に高さＨｓで形成されている。係止孔２１ｃには、孔の周りにＵの字のスリット２２が形成されている。

＜組み立て方法の説明＞
次に、本発明の実施例２の電子部品の放熱構造５０の組立方法について説明する。

先ず、図５に示すように、基板３０上に実装された発熱部品３、発熱部品４、発熱部品５の天面に、伝熱シート６、伝熱シート７、伝熱シート８をそれぞれ貼り付ける。

次に、基板３０の係止孔１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに、それぞれ爪付スペーサ１４の矢じり部１６ｃ側を差し込み、矢じり部１６ｂの第１嵌合爪部１８ａ及び第２嵌合爪部１８ｂが、それらの係止孔を通り抜け、第１嵌合爪部１８ａ及び第２嵌合爪部１８ｂでロックされ抜けなくなるまで押し込み爪付スペーサを、基板３０の係止孔１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに固定する。

爪付スペーサ１４の矢じり部１６ｃの一対の嵌合爪部の幅Ｗｔ３の幅は、基板３０の係止孔１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの直径Ｄｋより小さく、矢じり部１６ｂの一対の嵌合爪部の幅Ｗｔ２は、その直径Ｄｋより大きくなっている。よって、矢じり部１６ｂが、係止孔１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに押し込まれると、ハの字状に一対の第１嵌合爪部１８ａと第２嵌合爪部１８ｂが弾性変形して幅Ｗｔ２が直径Ｄｋまで小さくなる。それらの係止孔に入り、それらの爪部が、係止孔から出ると、それらの嵌合爪部の復元力により幅Ｗｔ２が直径Ｄｋより大きくなり、爪付スペーサ１４は、矢じり部１６ｂでロックされ、基板３０にそれらの係止孔に係止される。

次に、表側放熱板９を、その係止孔１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄに、それぞれ爪付スペーサ１４の矢じり部１６ａを差し込み、第１嵌合爪部１７ａと第２嵌合爪部１７ｂで、それらの係止孔の内周に引っ掛けてロック状態にして、爪付スペーサ１４に表側放熱板９を係止する。この作用で表側放熱板９と伝熱シート６、伝熱シート７、伝熱シート８と基板３０が密着される。

次に、基板３０の裏側の発熱部品３の近傍に伝熱シート５１を貼り付ける。そして、裏側放熱板２０を、その係止孔２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに、それぞれ爪付スペーサ１４の矢じり部１６ｃを差し込む。そして、第１嵌合爪部１９ａと第２嵌合爪部１９ｂで、それらの係止孔の内周に引っ掛けてロック状態にして、爪付スペーサ１４に裏側放熱板２０を係止する。

伝熱シート５１の厚さは、爪付スペーサ１４の矢じり部１６ｂと矢じり部１６ｃの嵌合爪の距離Ｈｔ２（図６（ａ）参照）の１．２〜２倍の範囲で設定される。基板３０と伝熱シート５１と裏側放熱板２０は密着状態になっている。

図５、図６、図９に示すように、裏側放熱板２０の絞り部２４ｅは、発熱部品３の近傍にあり、そこに伝熱シート５１が挟まれている。ここで、係止孔２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄで、２１ｃは、伝熱シート５１の貼り位置に近接している。また、スリット２２を、係止孔２１の回りにＵ字状に配置し、その一方の端部を、絞り部２４ｅを中心として、係止孔２１ｃを通る円より外側に形成し、係止孔２１ｃと伝熱シート５１の間を通りもう一方の端部をまた、伝熱シート５１の中心として、係止孔２１ｃを通る円より外側に出るように形成する。このようにして、伝熱シート５１を裏側放熱板２０が押さえる反力が、係止孔２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの爪付スペーサに均等にかかるように調整している。このスリット２２を設けない場合は、係止孔２１ｃの爪付スペーサに与える反力が、他の係止孔２１ａ、２１ｂ、２１ｄより大きくなるため爪付スペーサの矢じり部１６ｃのロック強度を越える。結果として矢じり部が破壊されてしまう。これを防止するためにスリットを設けているのである。

裏側放熱板２０の係止孔２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの直径Ｄｕは、基板３０の係止孔１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの直径Ｄｋより小さく設定している。また、爪付スペーサ１４の中央柱１８ｃの幅Ｗｔ５より小さく設定している。よって、裏側放熱板２０の装着時に裏側放熱板２０を爪付スペーサ１４の矢じり部１６ｃに押し込む際に中央柱１８ｃの幅Ｗｔ５が直径Ｄｕより大きい。すると、中央柱１８ｃがストッパーになり、裏側放熱板２０が、Ｈｔ３より基板に接近することがない。結果として、基板３０の裏側に配置された電子部品（図示しない）と装着時に当接し、その部品を損傷させるのを防止している。

＜放熱の作用の説明＞
次に、本発明の実施例２の電子部品の放熱構造５０の放熱の作用について説明する。

基板３０上の発熱部品３、発熱部品４、発熱部品５で発生した熱は、以下の３つの経路で空気へと放熱される。第一の経路は、それらの天面より伝熱シート６、伝熱シート７、伝熱シート８を介して表側放熱板９に伝えられ、空気へと放熱される。第二の経路は、発熱部品３、発熱部品４、発熱部品５の基板３０の実装面から、基板３０に伝えられ、基板３０から空気へと放熱される。第三の経路は、発熱部品３の基板裏位置から、伝熱シート３７を介して裏側放熱板２０に伝えられ空気へ放熱される。

＜実施の形態２のまとめ＞
実施の形態２においては、表面および裏面に発熱部品が実装され、さらに第一の孔が形成された基板と、前記基板の片面の発熱部品の放熱を行い、さらに第二の孔が形成された第一の放熱板と、前記基板の他面の発熱部品の放熱を行い、さらに第三の孔が形成された第二の放熱板と、前記第一の孔に挿入され、前記基板を係止する第一の嵌合爪と、前記第一の孔を貫通し、前記第一の嵌合爪より狭い幅を有し、前記第一の放熱板を係止する第二の嵌合爪と、前記第二の放熱板を係止する第三の嵌合爪と、を有する放熱構造について説明した。

この構成によって、裏側の放熱板を係止することができるため、基板に爪付スペーサ用の係止孔を新たに設ける必要がなくなる。また、基板の配線パターンの設計に制約を与えることがない。また、爪付スペーサを新たに追加することがない。つまり、爪付スペーサの部品点数の削減とそれに伴うコスト増を抑えることができる。

本発明の放熱構造は、一例として、電子部品などを放熱する放熱構造として有用である。

１ 放熱構造
３，４，５ 発熱部品
６，７，８ 伝熱シート
９ 表側放熱板
１１ａ、１１ｂ スリット
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ 係止孔
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ 係止孔
１４ 爪付スペーサ
１５ 円柱部
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ 矢じり部
１７ａ、１８ａ、１９ａ 第１嵌合爪部
１７ｂ、１８ｂ、１９ｂ 第２嵌合爪部
１７ｃ、１８ｃ、１９ｃ 中央柱
２０ 裏側放熱板
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ 係止孔
２２ スリット
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ 絞り部
３０ 基板
３３ 凸部
３４，３５ 絞り部
３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ スリット
３７ 伝熱シート
４０ 爪付スペーサ
５０ 放熱構造
５１ 伝熱シート
６０ 放熱構造
６１ 表側放熱板
６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ 係止孔
６３ａ、６３ｂ スリット

Claims (5)

1. 表面に発熱部品が実装された基板と、
   前記基板に係止され、前記発熱部品に押圧を加える放熱板と、
   を有する放熱構造であって、
   前記放熱板には、
   前記放熱板の端部を分断するスリットが形成され、
   前記スリットの始点は、前記スリットの終点から前記放熱板が前記発熱部品から受ける押圧の中心へ向かう範囲に存在する、
   放熱構造。
2. 表面に複数の発熱部品が実装された基板と、
   前記基板に係止され、前記複数の発熱部品に押圧を加える放熱板と、
   を有する放熱構造であって、
   前記放熱板には、
   前記放熱板が前記発熱部品から受ける押圧の中心を分断する箇所にスリットが形成されている、
   放熱構造。
3. 前記放熱板と前記発熱部品の間には熱伝導部材が配置され、
   前記放熱板は前記熱伝導部材に対して突起する球面上の凸部を有する、
   請求項１または２記載の放熱構造。
4. 胴体と、前記胴体から隙間を空けて配置される係止部と、を備える係止部品と、
   前記係止部品の係止部が挿入される穴を有し、前記穴に前記係止部品の前記係止部が挿入された際に前記穴の周囲が前記胴体と前記係止部とに挟持される放熱板と、
   を有する放熱構造であって、
   前記穴の周囲には前記放熱板から隆起するフランジが形成されている、
   放熱構造。
5. 表面および裏面に発熱部品が実装され、さらに第一の孔が形成された基板と、
   前記基板の片面の発熱部品の放熱を行い、さらに第二の孔が形成された第一の放熱板と、
   前記基板の他面の発熱部品の放熱を行い、さらに第三の孔が形成された第二の放熱板と、
   前記第一の孔に挿入され、前記基板を係止する第一の嵌合爪と、前記第一の孔を貫通し、前記第一の嵌合爪より狭い幅を有し、前記第一の放熱板を係止する第二の嵌合爪と、前記第二の放熱板を係止する第三の嵌合爪と、
   を有する放熱構造。

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