JP2016063064A

JP2016063064A - 放熱構造体、放熱構造体付き回路基板、および、テレビ装置

Info

Publication number: JP2016063064A
Application number: JP2014189718A
Authority: JP
Inventors: 幸二前田; Koji Maeda; 稔之藤田; Toshiyuki Fujita; 佐藤　秀之; Hideyuki Sato; 秀之佐藤; 靖神谷; Yasushi Kamiya
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2014-09-18
Filing date: 2014-09-18
Publication date: 2016-04-25

Abstract

【課題】高さの異なる回路部品が搭載されている回路基板に対しても放熱フィンの配置の自由度が高く冷却効率が良好で、かつ、回路基板の接地電極との接続箇所についても配列の自由度が高い放熱構造体、放熱構造体付き回路基板、および、テレビ装置を提供する。【解決手段】放熱構造体１は、基部１０と複数の放熱フィン２０とが一体に押出成型された放熱部材２と、放熱部材２を回路基板４に固定するための取付部材３とを有している。基部１０は、放熱構造体１が回路基板４に取り付けられた際に、回路基板４に搭載した回路部品５１，５２，５３の高さに応じて放熱フィン２０の配列方向に対して回路基板４との間隙幅が大きい凹部１１と間隙幅が小さい凸部１２を有している。取付部材３は基部１０に接する当接部と基部１０から離間した離間部を有しており、基部１０の凹部１１に取り付けられる。【選択図】図４

Description

本発明は、放熱構造体、放熱構造体付き回路基板、および、テレビ装置に関し、詳しくは、押出成型によって形成された放熱部材を有する放熱構造体、この放熱構造体を備えた放熱構造体付き回路基板、および、この放熱構造体付き回路基板を有するテレビ装置に関する。

テレビ装置には、多くの回路基板が用いられており、回路基板には集積回路やコンデンサ、抵抗などの種々の回路部品が搭載されている。テレビ装置の高精細化に伴い、テレビ装置に用いられる放送信号や映像信号の処理のための回路部品の消費電力も大きくなっており、回路部品から発生する熱を効率よく放熱する必要がある。

このため、回路基板に搭載した回路部品の上側に放熱フィン付きの放熱板を設け、この放熱板によって回路部品を自然冷却することが行われている。そして、回路基板には通常高さの異なる種々の回路部品が搭載されているため、放熱板の基部には各電子部品の高さに応じて凹凸を形成する必要がある。このため、例えば、アルミ等の熱伝導率が高い導電性金属を絞り加工することによって、部品の高さに合わせた放熱板の基部を作製し、この基部の回路部品側とは反対側に複数の放熱フィンを固着(植設)することによって放熱板を作製していた。

しかしながら、放熱板の基部に放熱フィンを固着して放熱板を作製する場合、個々の放熱フィンの形状は基部に形成した凹凸に応じて異なる形状の放熱フィンを準備する必要がある。そして、上記の放熱板では、多くの金型を必要とするとともに固着に時間がかかり、生産性が悪くコストもかかっていた。このため、例えば、特許文献１には、アルミ等の押出材によりベース部と放熱フィン部とを押出し成形し、ベース部の一部に曲げ加工が可能な程度に肉厚を薄くした加工部を設け、この加工部にプレス加工にて舌片を一体に形成した放熱器が開示されている。

特許第２９０１４８６号公報

特許文献１に開示された放熱器では、ベース部と放熱フィン部とが押し出し成形によって一体に作成されているため、個々の放熱フィンをベース部に埴設する必要がなく、１つの金型で作製することができる。しかしながら、特許文献１には、高さの異なる回路部品が搭載されている回路基板の上側に取り付ける場合の対策については記載されていない。また、回路基板に取り付けるための舌片を設けた肉薄部には、強度の点から放熱フィンを設けることができないといった制約があった。さらに、外部への電磁輻射を軽減するために、放熱器は回路基板に対して接地されることが好ましいが、特許文献１に記載のものには、接地をどのようにするかといった点についても開示されていない。

本発明は、これらの実情に鑑みてなされたものであり、高さの異なる回路部品が搭載されている回路基板に対しても放熱フィンの配置の自由度が高く冷却効率が良好で、かつ、回路基板の接地電極との接続箇所についても配列の自由度が高い放熱構造体、放熱構造体付き回路基板、および、テレビ装置を提供することをその目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、回路基板に搭載した回路部品の上側に配置され、前記回路基板の接地電極に電気的に接続される放熱構造体であって、該放熱構造体は基部と複数の放熱フィンとが一体に押出成型された放熱部材と、該放熱部材と前記回路基板とを固定する取付部材とを有し、前記基部は、前記放熱構造体が前記回路基板に取り付けられた際に、前記放熱フィンの配列方向に対して前記回路基板との間隙幅が大きい凹部と該間隙幅が小さい凸部を有し、前記取付部材は、前記基部の前記凹部に取り付けられるとともに、前記基部に接する当接部と前記基部から離間した離間部を有していることを特徴としたものである。

本発明の第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記取付部材は板状部材からなり、該取付部材の前記離間部と前記基部の凹部との間に、ガスケットが配置されていることを特徴としたものである。

本発明の第３の技術手段は、放熱構造体付き回路基板であって、第１または第２の技術手段の放熱構造体を設けたことを特徴としたものである。

本発明の第４の技術手段は、第３の技術手段において、前記放熱構造体の取付部材の前記離間部が前記回路基板の前記接地電極と電気的に接続されていることを特徴としたものである。

本発明の第５の技術手段は、テレビ装置であって、第３または第４の技術手段の放熱構造体付き回路基板を有することを特徴としたものである。

本発明によれば、高さの異なる回路部品が搭載されている回路基板に対しても放熱フィンの配置の自由度が高く冷却効率が良好で、かつ、回路基板の接地電極との接続箇所についても配列の自由度が高い放熱構造体、放熱構造体付き回路基板、および、テレビ装置を得ることができる。

本発明の一実施形態に係る放熱構造体を基部側から見た斜視図である。本発明の一実施形態に係る放熱構造体を基部側から見た図である。本発明の一実施形態に係る放熱構造体を側面から見た図である。本発明の一実施形態に係る放熱構造体を回路基板に取り付けた放熱構造体付き回路基板を側面から見た図である。図４に示した放熱構造体付き回路基板を別の側面から見た図である。本発明の一実施形態に係る放熱構造体における放熱部材と取付部材の固着構造の一例を示す図である。本発明の一実施形態に係る放熱構造体における放熱部材と取付部材の固着構造の他の例を示す図である。本発明の一実施形態に係る放熱構造体における放熱部材と取付部材の固着構造のさらに他の例を示す図である。

（実施例１）
以下、図面を参照しながら、本発明の放熱構造体、放熱構造体付き回路基板、および、テレビ装置に係る好適な実施の形態について説明する。以下の説明において、異なる図面においても同じ符号を付した構成は同様のものであるとして、その説明を省略する場合がある。
図１は、本発明の一実施形態に係る放熱構造体を基部側から見た斜視図であり、図２は、本発明の一実施形態に係る放熱構造体を基部側から見た図である。また、図３は、本発明の一実施形態に係る放熱構造体を側面から見た図である。

放熱構造体１は、基部１０と複数の放熱フィン２０とを有する放熱部材２と、放熱部材２に固着された取付部材３とを有している。放熱部材２は、回路基板に搭載された回路部品の上側に配置され、回路部品からの熱を放熱させるためのものであり、取付部材３は、放熱部材２を回路基板に取り付けるためのものである。放熱部材２は、例えば、アルミ等の熱伝導率が高い導電性金属を一体に押出成型することにより作製される。押出成型の押出方向は図１に示すＹ軸方向となる。また、取付部材３は、鉄あるいはステンレスなどの金属板を所定形状にプレス加工することにより作製することができる。

放熱部材２の基部１０は、回路基板に搭載した回路部品の高さに応じて、回路基板に取り付けられた際に回路基板との間隙の大きい凹部１１と間隙の小さな凸部１２を有している。基部１０と複数の放熱フィン２０とは図１に示すＹ軸方向に押出成型によって作成されるため、Ｙ軸方向に見て、回路基板に搭載された最も高い回路部品に合わせて凹部１１が形成され、基部１０の凹部１１と凸部１２はＹ軸方向に同じ高さを有している。また、基部１０には放熱フィン２０に効率よく伝熱するためにほぼ均一の肉厚を有している。

このため、放熱フィン２０は基部１０の任意の箇所に設けることができ、放熱フィン２０の配置位置の自由度を確保している。各放熱フィン２０は、押出成型によって形成されるためＹ軸方向に平行に形成される。放熱フィン２０の高さは、回路基板から見て同じ高さとすることが一般的であるが、回路基板に搭載する回路部品の発熱量に応じてＺ軸方向に高さを異ならせたり、さらに、Ｘ軸方向の間隔を異ならせたりしてもよい。基部１０には孔１３が設けられている。この孔１３は、放熱構造体１を回路基板に取り付けた際に、少なくとも回路基板に搭載した回路部品が位置する箇所に設けられており、基部１０と回路部品との間に介在させた放熱シートを目視できるようにするためのものである。

取付部材３は、放熱部材２の基部１０の凹部１１に取付けられ、放熱部材２とともに放熱構造体１を構成する。取付部材３は、基部１０の凹部１１に接する当接部３１と基部１０から離間した離間部３２を有しており、当接部３１において放熱部材２に対してネジ４０などによって固定されている。放熱部材２と取付部材３との固着構造の詳細については後述する。取付部材３には、放熱構造体１を回路基板に対して取り付けるための取付部３３が一体に形成されており、取付部３３にはネジを挿通するための孔３４が設けられている。

取付部材３の離間部３２は、放熱構造体１を回路基板に取り付けた際に回路基板の接地電極とのコンタクトをとるために設けられており、基部１０の凹部１１から回路基板方向へ突出させた部位を構成している。これは、回路基板上に放熱構造体１を取り付ける際に、回路基板に設けたコンタクト部材（ばね部材）の高さによっては、基部１０の凸部１２に接触可能であるが、凹部１１には届かない場合が生じる。このため、基部１０の凹部１１に設けた取付部材３の形状を回路基板側に突出させて離間部３２を有するように形成することによって、凹部１１の個所においても回路基板の接地電極とのコンタクトが取れるようにしている。これにより、基部１０として凹部１１と凸部１２を有する放熱構造体１を用いる場合であっても、回路基板側の接地電極の配列の自由度を増加させることができる。

次に、本発明に係る放熱構造体付き回路基板について説明する。図４は、本発明の一実施形態に係る放熱構造体を回路基板に取り付けた放熱構造体付き回路基板を側面から見た図であり、図５は、図４に示した放熱構造体付き回路基板を別の側面から見た図である。

放熱構造体１は、取付部材３に設けた取付部３３を回路基板４に対してネジ４２によってねじ止め固着される。回路基板４には、高さの異なる回路部品５１，５２，５３が搭載されているとともに、放熱構造体１を接地するためのコンタクト部材７０が設けられている。コンタクト部材７０は、回路基板４の接地電極を形成した位置に半田等によって固着されている。放熱構造体１の基部１０には、先述したように、回路基板４に搭載した回路部品５１，５２，５３のそれぞれの高さに応じて、凹部１１と凸部１２とが形成されている。また、それぞれの回路部品５１，５２，５３と基部１０との間には、回路部品５１，５２，５３から放熱部材２への熱伝導を良好にするために放熱シート６１，６２，６３が設けられる。なお、放熱シート６１，６２，６３は、先述したように、基部１３に設けた孔１３から目視可能になっている。

回路基板４に設けたコンタクト部材７０は、本実施形態では取付部材３の離間部３２に接触させている。また、基部１０と取付部材３の離間部３２との間隙には、導電性のガスケット８０を介在させている。これにより、取付部材３と放熱部材２との電気抵抗を小さくし、放熱構造体１全体が良好に接地電位となるようにしている。

次に、放熱部材と取付部材の固着構造について３つの例について説明する。まず、図６は、本発明の一実施形態に係る放熱構造体における放熱部材と取付部材の固着構造の一例を示す図である。放熱部材２の基部１０にはネジ孔１４が切られており、取付部材３の当接部３１にはネジ孔１４に対応する位置に孔３５が設けられている。そして、取付部材３は座金４１を介してネジ４０によって基部１０にねじ止め固着される。

（実施例２）
次に、図７は、本発明の一実施形態に係る放熱構造体における放熱部材と取付部材の固着構造の他の例を示す図である。図７に示す固着構造では、放熱部材の基部１０のネジ孔１４を設ける位置には、押出成型による突出部１５が放熱フィン２５と平行して形成されている。そして、ネジ孔１４は基部１０と突出部１５の内部に形成されている。図６に示す固着構造と同様に、取付部材３は座金４１を介してネジ４０によって基部１０にねじ止め固着される。この固着構造では、ネジ孔１４の長さを充分に確保できるため、取付部材３を強固に基部１０に固着することができる。

（実施例３）
さらに、図８は、本発明の一実施形態に係る放熱構造体における放熱部材と取付部材の固着構造のさらに他の例を示す図である。取付部材３を取り付ける基部１０の取付位置には、基部１０を放熱フィン２０側からパンチでへこませることにより、へこみ部１６を形成するとともに、基板１０の放熱フィン２０側とは反対側に突起部１７を形成している。そして、取付部材３の当接部３１に設けた孔３５に突出部１７を挿通し、突起部１７の周辺を加締め加工する。そして、加締め加工によって形成された加締め部１８と基部１０との間で取付部材３を挟持することにより、取付部材３を基部１０に固着する。この場合、突起部１７の基部１０からの高さは、取付部材３の厚みよりも大きくする必要がある。

以上、本発明の放熱構造体は種々の回路基板に用いることができる。また、本発明の放熱構造体付き回路基板は、テレビ装置に用いると好適である。

１…放熱構造体、２…放熱部材、３…取付部材、４…回路基板、１０…基部、１１…凹部、１２…凸部、１３…孔、１４…ネジ孔、１５…突出部、１６…へこみ部、１７…突起部、１８…加締め部、２０…放熱フィン、３１…当接部、３２…離間部、３３…取付部、３４，３５…孔、４０…ネジ、４１…座金、４２…ネジ、５１，５２，５３…回路部品、６１，６２，６３…放熱シート、７０…コンタクト部材、８０…ガスケット。

Claims

回路基板に搭載した回路部品の上側に配置され、前記回路基板の接地電極に電気的に接続される放熱構造体であって、
該放熱構造体は基部と複数の放熱フィンとが一体に押出成型された放熱部材と、該放熱部材と前記回路基板とを固定する取付部材とを有し、
前記基部は、前記放熱構造体が前記回路基板に取り付けられた際に、前記放熱フィンの配列方向に対して前記回路基板との間隙幅が大きい凹部と該間隙幅が小さい凸部を有し、
前記取付部材は、前記基部の前記凹部に取り付けられるとともに、前記基部に接する当接部と前記基部から離間した離間部を有していることを特徴とする放熱構造体。
前記取付部材は板状部材からなり、該取付部材の前記離間部と前記基部の凹部との間に、ガスケットが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の放熱構造体。
請求項１または２に記載の放熱構造体を設けたことを特徴とする放熱構造体付き回路基板。
前記放熱構造体の前記取付部材の前記離間部が前記回路基板の前記接地電極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の放熱構造体付き回路基板。
請求項３または４に記載の放熱構造体付き回路基板を有するテレビ装置。