JP2021132155A - Heat transport device and electronic apparatus - Google Patents

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Abstract

To provide a heat transport device having an excellent heat dissipation, capable of reducing a thickness, and applying no stress to a substrate.SOLUTION: A heat transport device 11 comprises: a first radiator plate 38 expanded along a back face 20b in a main substrate 20, and contacted to a position corresponding to a chip 34 in the back face 20b; a second radiator plate 40 expanded along a mounting face 20a and contacted to a front face of the chip 34; and a connection tool 42 passing through a through hole 41 of the main substrate 20, and fixing the first radiator plate 38 and the second radiator plate 40 so that a gap between the first radiator plate 38 and the second radiator plate 40 has a predetermined width W. The connection tool 42 comprises: a bolt 44 in which a male screw hole 58 formed in the second radiator plate 40 passes through a male screw part 44b; and a stud 46 built so as to be fixed to the first radiator plate 38 to pass the through hole 41, and to which the male screw part 44b is screwed. The second radiator plate 40 is fixed by an end face 46b of the stud 46 and a head part 44a of the bolt 44.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、発熱体の熱を輸送する熱輸送装置、および該熱輸送装置を備える電子機器に関する。 The present invention relates to a heat transport device for transporting heat of a heating element and an electronic device including the heat transport device.

電子機器ではCPUなどの発熱体を備えており、その消費電力によっては放熱する必要がある。特許文献1にはCPUで発生する熱を放熱板によって放熱する発明が開示されている。特許文献1の放熱板はヒートパイプとヒートスプレッダーとを含む一枚板であり、CPUの上面に接している。 Electronic devices are equipped with a heating element such as a CPU, and it is necessary to dissipate heat depending on the power consumption thereof. Patent Document 1 discloses an invention in which heat generated by a CPU is dissipated by a heat sink. The heat sink of Patent Document 1 is a single plate including a heat pipe and a heat spreader, and is in contact with the upper surface of the CPU.

一方、ノート型PCやタブレット端末などの携帯用電子機器はさらなる小型化および薄型化が求められている。携帯用電子機器では基板の小型化のために、PoP(Package on Package)構造を用いられることが考えられる。PoP構造では、例えばロジック系のサブパッケージとメモリ系のサブパッケージとを積層して基板上に実装することで実装面積を減らすとともに、配線長を短縮することができる。 On the other hand, portable electronic devices such as notebook PCs and tablet terminals are required to be further miniaturized and thinned. In portable electronic devices, it is conceivable that a PoP (Package on Package) structure is used in order to reduce the size of the substrate. In the PoP structure, for example, the mounting area can be reduced and the wiring length can be shortened by stacking the logic-based subpackage and the memory-based subpackage and mounting them on the substrate.

PoP構造パッケージにおける下層のサブパッケージについては上層のサブパッケージで覆われてしまうことから放熱性が劣る。特に、下層のサブパッケージを発熱量の大きいCPUとするためには何らかの熱輸送手段を設けることが望ましい。このため、特許文献2では、PoPの下層サブパッケージにおける電子部品に対して、その上方露呈面に放熱部材を接触させて放熱することが提案されている。 The lower layer subpackage in the PoP structure package is covered with the upper layer subpackage, so that the heat dissipation is inferior. In particular, it is desirable to provide some kind of heat transport means in order to make the lower layer subpackage a CPU having a large amount of heat generation. Therefore, Patent Document 2 proposes that a heat radiating member is brought into contact with an upper exposed surface of an electronic component in a lower layer subpackage of PoP to dissipate heat.

特開2000−349479号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-349479 特開2014−116602号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-116602

特許文献2に記載の発明では、下層サブパッケージの電子部品に放熱部材を接触させているが、該放熱部材は下層サブパッケージと上層サブパッケージとの狭い隙間に介在させなければならず製造が困難である。また、既存のPoP構造に対してはこのような放熱部材を後付けで取り付けることはできない。 In the invention described in Patent Document 2, the heat radiating member is brought into contact with the electronic component of the lower layer subpackage, but the heat radiating member must be interposed in a narrow gap between the lower layer subpackage and the upper layer subpackage, which makes manufacturing difficult. Is. Further, such a heat radiating member cannot be retrofitted to the existing PoP structure.

発熱量が大きい発熱体を十分に放熱させるためには、放熱板を2枚設けることが考えられる。例えば、図11の比較例に示すように基板500の上面に発熱体のチップ502が実装されている場合に第1放熱板504および第2放熱板506を設ける。第1放熱板504は、基板500におけるチップ502の裏面500aに沿って広がり、裏面500aにおけるチップ502に対応する位置に接触する。第2放熱板506は、実装面500bに沿って広がり、チップ502の表面に接触する。第1放熱板504および第2放熱板506は、それぞれ基板500に対してスタッド508a,508bによって固定される。このように第1放熱板504と第2放熱板506とを用いることにより、チップ502がPoP構造であっても適切に放熱させることができる。 In order to sufficiently dissipate heat from a heating element having a large amount of heat generation, it is conceivable to provide two heat radiating plates. For example, when the heating element chip 502 is mounted on the upper surface of the substrate 500 as shown in the comparative example of FIG. 11, the first heat radiating plate 504 and the second heat radiating plate 506 are provided. The first heat radiating plate 504 extends along the back surface 500a of the chip 502 on the substrate 500 and comes into contact with the position corresponding to the chip 502 on the back surface 500a. The second heat radiating plate 506 spreads along the mounting surface 500b and comes into contact with the surface of the chip 502. The first heat radiating plate 504 and the second heat radiating plate 506 are fixed to the substrate 500 by studs 508a and 508b, respectively. By using the first heat radiating plate 504 and the second heat radiating plate 506 in this way, heat can be appropriately dissipated even if the chip 502 has a PoP structure.

しかしながら、図11に示す例では第1放熱板504が裏面500aに対してスタッド508aで固定されるとともに、第2放熱板506が実装面500bに対してスタッド508bで固定されていることから、高さ方向に2つのスタッド508a,508bが介在して高さ方向寸法が大きくなり薄型化の要請に反する。 However, in the example shown in FIG. 11, the first heat radiating plate 504 is fixed to the back surface 500a by the stud 508a, and the second heat radiating plate 506 is fixed to the mounting surface 500b by the stud 508b. Two studs 508a and 508b are interposed in the longitudinal direction to increase the dimension in the height direction, which is contrary to the demand for thinning.

また、第1放熱板504および第2放熱板506をチップ502の上面およびその裏面相当部に対して適切に接触させるためには、各スタッド508a,508bをチップ502の近傍に配置することが望ましいが、これらのスタッド508a,508bは基板500に固定されることから該基板500には曲げストレスが加わり、チップ502の半田付け部に剥離などの接触不良が発生する懸念がある。 Further, in order to appropriately contact the first heat radiating plate 504 and the second heat radiating plate 506 with the upper surface of the chip 502 and the corresponding portion corresponding to the back surface thereof, it is desirable to arrange the studs 508a and 508b in the vicinity of the chip 502. However, since these studs 508a and 508b are fixed to the substrate 500, bending stress is applied to the substrate 500, and there is a concern that poor contact such as peeling may occur at the soldered portion of the chip 502.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、良好な放熱性を有し、薄型化が可能で、しかも基板に対してストレスを与えることのない熱輸送装置および電子機器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a heat transport device and an electronic device which have good heat dissipation, can be made thinner, and do not give stress to a substrate. The purpose is to do.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の第1態様に係る熱輸送装置は、基板上に実装された発熱体の熱を輸送する熱輸送装置であって、前記基板における前記発熱体の実装面と逆の裏面に沿って広がり、前記裏面における前記発熱体に対応する位置に熱接触する第1放熱板と、前記実装面に沿って広がり、前記発熱体の表面に熱接触する第2放熱板と、前記基板に形成されたスルーホールを通り、前記第1放熱板と前記第2放熱板との隙間が所定幅になるように前記第1放熱板と前記第2放熱板とを固定する接続具と、を備える。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the heat transport device according to the first aspect of the present invention is a heat transport device that transports heat of a heating element mounted on a substrate, and the heat transport device in the substrate. A first heat sink that spreads along the back surface opposite to the mounting surface of the heating element and makes thermal contact with the position corresponding to the heating element on the back surface, and spreads along the mounting surface to heat the surface of the heating element. The first heat radiating plate and the second heat radiating plate pass through a through hole formed in the substrate and the second heat radiating plate in contact with each other so that the gap between the first heat radiating plate and the second heat radiating plate has a predetermined width. It is provided with a connector for fixing the plate.

このような熱輸送装置では、第1放熱板と第2放熱板とにより良好な放熱性を有する。また、第1放熱板と第2放熱板とを固定する接続具は、基板に形成されたスルーホールを通っていることから実装面側と裏面側とで共通であることから薄型化が可能で、しかも基板に対してストレスを与えることがない。 In such a heat transport device, the first heat radiating plate and the second heat radiating plate have better heat radiating properties. Further, since the connector for fixing the first heat radiating plate and the second heat radiating plate passes through the through hole formed in the substrate, it is common to the mounting surface side and the back surface side, so that the thickness can be reduced. Moreover, it does not give stress to the substrate.

前記接続具は、前記第1放熱板および前記第2放熱板のいずれか一方に形成された雄ネジ孔を雄ネジ部が通るボルトと、他方に固定されて前記スルーホールを通って立設し、前記雄ネジ部が螺合されるスタッドと、を備え、前記第1放熱板および前記第2放熱板のうち前記雄ネジ孔の形成された一方は、前記スタッドの端面と前記ボルトのヘッド部とによって挟持されて固定されてもよい。 The connector is erected through a bolt through which a male screw portion passes through a male screw hole formed in either one of the first heat radiation plate and the second heat radiation plate, and a bolt fixed to the other through the through hole. A stud to which the male screw portion is screwed is provided, and one of the first heat radiating plate and the second heat radiating plate in which the male screw hole is formed has an end face of the stud and a head portion of the bolt. It may be sandwiched and fixed by and.

前記接続具は、前記第1放熱板および前記第2放熱板のいずれか一方に形成された雄ネジ孔を雄ネジ部が通るボルトと、他方に形成された支柱孔を通って立設し、前記支柱孔に対して抜け止めされ、前記雄ネジ部が螺合されるスタッドと、を備え、前記第1放熱板および前記第2放熱板のうち前記雄ネジ孔が形成された一方は、前記スタッドの端面と前記ボルトのヘッド部とによって挟持されて固定されてもよい。 The connector is erected by passing a male screw hole formed in either one of the first heat radiating plate and the second heat radiating plate through a bolt through which the male screw portion passes and a support hole formed in the other. A stud that is prevented from coming off from the support column hole and into which the male screw portion is screwed is provided, and one of the first heat radiating plate and the second heat radiating plate on which the male screw hole is formed is said to be It may be sandwiched and fixed by the end face of the stud and the head portion of the bolt.

前記第1放熱板および前記第2放熱板のうち前記雄ネジ孔が形成された一方に対して、一端が前記発熱体と熱接触する部分に固定され、前記ボルトが前記スタッドに螺合することにより他端が前記ヘッド部によって押圧されて弾性変位する板バネを備えていると、良好な熱接続状態となる。 One end of the first heat radiating plate and the second heat radiating plate on which the male screw hole is formed is fixed to a portion that is in thermal contact with the heating element, and the bolt is screwed into the stud. If the other end is provided with a leaf spring that is elastically displaced by being pressed by the head portion, a good thermal connection state is obtained.

前記第1放熱板は、前記裏面における前記発熱体に対応する位置に熱接触し、前記スタッドが設けられる第1厚み部分と、前記第1厚み部分の側面に固定され、前記第1厚み部分よりも薄い第2厚み部分と、を備えてもよい。第2厚み部分は第1厚み部分よりも厚く、スタッドの支持に好適である。 The first heat radiating plate is thermally contacted at a position corresponding to the heating element on the back surface, and is fixed to a first thickness portion on which the stud is provided and a side surface of the first thickness portion, and from the first thickness portion. It may also include a thin second thickness portion. The second thickness portion is thicker than the first thickness portion and is suitable for supporting the stud.

前記第2放熱板は、前記発熱体に熱接触する接触部が凸形状になっていていると良好な熱接続状態となる。 The second heat radiating plate is in a good thermal connection state when the contact portion that makes thermal contact with the heating element has a convex shape.

前記発熱体はPoP構造であっても、好適な放熱性が得られる。 Even if the heating element has a PoP structure, suitable heat dissipation can be obtained.

また、本発明の第2態様に係る電子機器は、発熱体を備える電子機器であって、前記発熱体が実装された基板と、前記基板における前記発熱体の実装面と逆の裏面に沿って広がり、前記裏面における前記発熱体に対応する位置に熱接触する第1放熱板と、前記実装面に沿って広がり、前記発熱体の表面に熱接触する第2放熱板と、前記基板に形成されたスルーホールを通り、前記第1放熱板と前記第2放熱板との隙間が所定幅になるように前記第1放熱板と前記第2放熱板とを固定する接続具と、を備える。 Further, the electronic device according to the second aspect of the present invention is an electronic device including a heating element, along a substrate on which the heating element is mounted and a back surface opposite to the mounting surface of the heating element on the substrate. A first heat radiating plate that spreads and makes thermal contact with a position corresponding to the heating element on the back surface, and a second heat radiating plate that spreads along the mounting surface and makes thermal contact with the surface of the heating element are formed on the substrate. It is provided with a connector for fixing the first heat radiating plate and the second heat radiating plate so that the gap between the first heat radiating plate and the second heat radiating plate becomes a predetermined width through the through hole.

本発明の上記態様によれば、良好な放熱性を有し、薄型化が可能で、しかも基板に対してストレスを与えることのない熱輸送装置および電子機器を提供することを目的とする。 According to the above aspect of the present invention, it is an object of the present invention to provide a heat transport device and an electronic device which have good heat dissipation, can be made thin, and do not give stress to a substrate.

図1は、一実施形態に係る電子機器を閉じて収納形態とした状態を示した斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a state in which the electronic device according to the embodiment is closed and stored. 図2は、図1に示す電子機器を開いて使用形態とした状態を模式的に示した斜視図である。FIG. 2 is a perspective view schematically showing a state in which the electronic device shown in FIG. 1 is opened and used. 図3は、図2に示す電子機器の内部構造を模式的に示した平面図である。FIG. 3 is a plan view schematically showing the internal structure of the electronic device shown in FIG. 図4は、筐体部材とその内部に設けられる構成部品との分解斜視図である。FIG. 4 is an exploded perspective view of the housing member and the components provided inside the housing member. 図5は、筐体部材とその内部に設けられる構成部品との斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of the housing member and the components provided inside the housing member. 図6は、PoP構造であるチップの断面側面図である。FIG. 6 is a cross-sectional side view of a chip having a PoP structure. 図7は、補助具の斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of the auxiliary tool. 図8は、熱輸送装置の断面側面図である。FIG. 8 is a cross-sectional side view of the heat transport device. 図9は、第1変形例に係る熱輸送装置の断面側面図である。FIG. 9 is a cross-sectional side view of the heat transport device according to the first modification. 図10は、第2変形例に係る熱輸送装置の断面側面図である。FIG. 10 is a cross-sectional side view of the heat transport device according to the second modification. 図11は、比較例に係る熱輸送装置の断面側面図である。FIG. 11 is a cross-sectional side view of the heat transport device according to the comparative example.

以下に、本発明にかかる熱輸送装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the heat transport device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.

図1は、本発明の一実施形態に係る電子機器10を閉じて収納形態とした状態を示した斜視図である。図2は、図1に示す電子機器10を開いて使用形態とした状態を模式的に示した斜視図である。図3は、図2に示す電子機器10の内部構造を模式的に示した平面図である。電子機器10は、本発明の一実施形態にかかる熱輸送装置11を内部に備えている。 FIG. 1 is a perspective view showing a state in which the electronic device 10 according to the embodiment of the present invention is closed and stored. FIG. 2 is a perspective view schematically showing a state in which the electronic device 10 shown in FIG. 1 is opened and used. FIG. 3 is a plan view schematically showing the internal structure of the electronic device 10 shown in FIG. The electronic device 10 includes a heat transport device 11 according to an embodiment of the present invention.

図1及び図2に示すように、電子機器10は、2つの筐体部材12A及び12Bと、背表紙部材14と、ディスプレイ16とを備える。筐体部材12A及び12Bは、カバー18で覆われている。カバー18は、例えばポリウレタンである。本実施形態では電子機器10として本のように二つ折りに折り畳み可能なタブレット型PCを例示する。電子機器10は携帯電話、スマートフォン又は電子手帳等であってもよい。 As shown in FIGS. 1 and 2, the electronic device 10 includes two housing members 12A and 12B, a spine member 14, and a display 16. The housing members 12A and 12B are covered with a cover 18. The cover 18 is, for example, polyurethane. In this embodiment, a tablet PC that can be folded in half like a book is illustrated as an electronic device 10. The electronic device 10 may be a mobile phone, a smartphone, an electronic personal organizer, or the like.

ディスプレイ16は、例えばタッチパネル式である。ディスプレイ16は、筐体部材12A,12Bを折り畳んだ際に一緒に折り畳み可能な構造である。ディスプレイ16は、例えば柔軟性の高いペーパー構造を持った有機EL(Electro Luminescence)等のフレキシブルディスプレイであり、筐体部材12A,12Bの開閉動作に伴って開閉する。ディスプレイ16は、折り畳み構造ではない液晶型で筐体部材12A,12Bのいずれか一方に設けられていてもよい。 The display 16 is, for example, a touch panel type. The display 16 has a structure that can be folded together when the housing members 12A and 12B are folded. The display 16 is, for example, a flexible display such as an organic EL (Electroluminescence) having a highly flexible paper structure, and opens and closes as the housing members 12A and 12B are opened and closed. The display 16 is a liquid crystal type that does not have a foldable structure, and may be provided on either one of the housing members 12A and 12B.

各筐体部材12A,12Bは、それぞれ背表紙部材14に対応する辺以外の3辺に側壁を起立形成した矩形の板状部材である。各筐体部材12A,12Bは、例えばステンレスやマグネシウム、アルミニウム等の金属板や炭素繊維等の強化繊維を含む繊維強化樹脂板で構成される。筐体部材12A,12Bの内面側には、支持プレートを介してディスプレイ16が固定される。筐体部材12A,12B間は、一対のヒンジ機構19,19を介して連結される。ヒンジ機構19は、筐体部材12A,12B間を図1に示す収納形態と図2に示す使用形態とに折り畳み可能に連結している。図3中に1点鎖線で示す線Oは、筐体部材12A,12Bの折り畳み動作の中心となる折曲中心Oを示している。 Each of the housing members 12A and 12B is a rectangular plate-shaped member in which side walls are formed upright on three sides other than the side corresponding to the spine cover member 14, respectively. Each housing member 12A and 12B is composed of, for example, a metal plate such as stainless steel, magnesium or aluminum, or a fiber reinforced resin plate containing reinforcing fibers such as carbon fiber. The display 16 is fixed to the inner surface side of the housing members 12A and 12B via a support plate. The housing members 12A and 12B are connected via a pair of hinge mechanisms 19 and 19. The hinge mechanism 19 foldably connects the housing members 12A and 12B to the storage form shown in FIG. 1 and the usage form shown in FIG. The line O indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 3 indicates the bending center O which is the center of the folding operation of the housing members 12A and 12B.

図3に示すように、筐体部材12Aの内面12Aaには、熱輸送装置11、メイン基板20、通信モジュール22およびSSD(Solid State Drive)24などが取付固定される。メイン基板20および熱輸送装置11は筐体部材12Aの内面12Aaにおいて広い面積を占めている。筐体部材12Aの隅には冷却ファン26が設けられている。筐体部材12Bの内面12Baには、サブ基板28、アンテナ30及びバッテリ装置32等が取付固定される。 As shown in FIG. 3, a heat transport device 11, a main board 20, a communication module 22, an SSD (Solid State Drive) 24, and the like are attached and fixed to the inner surface 12Aa of the housing member 12A. The main substrate 20 and the heat transport device 11 occupy a large area on the inner surface 12Aa of the housing member 12A. A cooling fan 26 is provided at a corner of the housing member 12A. A sub-board 28, an antenna 30, a battery device 32, and the like are attached and fixed to the inner surface 12Ba of the housing member 12B.

図4は、筐体部材12Aとその内部に設けられる構成部品との分解斜視図である。図5は、筐体部材12Aとその内部に設けられる構成部品との斜視図である。以下の説明において、図4、図5におけるメイン基板20が配置される方向を上、筐体部材12Aが配置される方向を下とする。 FIG. 4 is an exploded perspective view of the housing member 12A and the components provided inside the housing member 12A. FIG. 5 is a perspective view of the housing member 12A and the components provided inside the housing member 12A. In the following description, the direction in which the main substrate 20 is arranged in FIGS. 4 and 5 is upward, and the direction in which the housing member 12A is arranged is downward.

図4および図5に示すように、メイン基板20の上面である実装面20aにはPoP構造のチップ34、チップセット36などが実装されている。チップ34は電子機器10に搭載された電子部品のうちで熱量が最大の発熱体である。熱輸送装置11はメイン基板20上に実装されたチップ34の熱を輸送するものであるが、メイン基板20に実装された他の発熱体(PoP構造に限らない)に対しても適用可能である。 As shown in FIGS. 4 and 5, a PoP-structured chip 34, a chipset 36, and the like are mounted on the mounting surface 20a, which is the upper surface of the main board 20. The chip 34 is a heating element having the largest amount of heat among the electronic components mounted on the electronic device 10. The heat transport device 11 transports the heat of the chip 34 mounted on the main board 20, but it can also be applied to other heating elements (not limited to the PoP structure) mounted on the main board 20. be.

図6は、PoP構造であるチップ34の断面側面図である。チップ34は下層サブパッケージ34aと、上層サブパッケージ34bとから構成されている。下層サブパッケージ34aと上層サブパッケージ34bとの間の隙間は狭く、チップ34の高さ方向寸法は十分に小さい。 FIG. 6 is a cross-sectional side view of the chip 34 having a PoP structure. The chip 34 is composed of a lower layer subpackage 34a and an upper layer subpackage 34b. The gap between the lower subpackage 34a and the upper subpackage 34b is narrow, and the height dimension of the chip 34 is sufficiently small.

下層サブパッケージ34aは、下層基板34aaと、半導体部品34abとを備える。下層基板34aaの下面には複数のハンダボール34acが設けられており、該ハンダボール34acがメイン基板20のパターンに対して電気的に接続される。半導体部品34abは、例えばCPU(Central Processing Unit)である。下層基板34aaと半導体部品34abとの間は複数のワイヤー34adによって接続されており信号伝達が行われる。半導体部品34abおよびワイヤー34adは樹脂34aeによって封止されている。 The lower layer subpackage 34a includes a lower layer substrate 34aa and a semiconductor component 34ab. A plurality of solder balls 34ac are provided on the lower surface of the lower layer substrate 34aa, and the solder balls 34ac are electrically connected to the pattern of the main substrate 20. The semiconductor component 34ab is, for example, a CPU (Central Processing Unit). The lower layer substrate 34aa and the semiconductor component 34ab are connected by a plurality of wires 34ad, and signal transmission is performed. The semiconductor component 34ab and the wire 34ad are sealed with the resin 34ae.

上層サブパッケージ34bは、上層基板34baと、半導体部品34bbとを備える。上層祈願34baの下面にはハンダボール34bcが設けられており、該ハンダボール34bcが下層基板34aaのパターンに対して電気的に接続される。半導体部品34bbは、例えばメモリである。上層基板34baと半導体部品34bbとの間は複数のワイヤー34bdによって接続されており信号伝達が行われる。半導体部品34bbおよびワイヤー34bdは樹脂34bedによって封止されている。このようなチップ34は、下層サブパッケージ34aと上層サブパッケージ34bとが積層構造となっていることにより、メイン基板20を小型化することができる。 The upper layer subpackage 34b includes an upper layer substrate 34ba and a semiconductor component 34bb. A solder ball 34 bc is provided on the lower surface of the upper layer prayer 34 ba, and the solder ball 34 bc is electrically connected to the pattern of the lower layer substrate 34 aa. The semiconductor component 34bb is, for example, a memory. The upper layer substrate 34ba and the semiconductor component 34bb are connected by a plurality of wires 34bb, and signal transmission is performed. The semiconductor component 34bb and the wire 34bd are sealed with the resin 34bed. In such a chip 34, the main substrate 20 can be miniaturized because the lower layer subpackage 34a and the upper layer subpackage 34b have a laminated structure.

図4および図5に戻り、熱輸送装置11は、実装面20aと逆の裏面20bに沿って広がり、裏面20bにおけるチップ34の裏側に対応する位置に熱接触する第1放熱板38と、実装面20aに沿って広がり、チップ34の表面に熱接触する第2放熱板40と、メイン基板20に形成されたスルーホール41を通り、第1放熱板38と第2放熱板40との隙間が所定幅W(図8参照)になるように第1放熱板38と第2放熱板40とを固定する接続具42とを備える。なお、熱接触とは伝熱可能なように接触することであり、直接的な接触以外にも伝熱体や伝熱用グリースなどを介して接触することを含む。 Returning to FIGS. 4 and 5, the heat transport device 11 is mounted with a first heat sink 38 that extends along the back surface 20b opposite to the mounting surface 20a and is in thermal contact with a position corresponding to the back side of the chip 34 on the back surface 20b. A gap between the first heat radiating plate 38 and the second heat radiating plate 40 passes through the second heat radiating plate 40 that spreads along the surface 20a and makes thermal contact with the surface of the chip 34 and the through hole 41 formed in the main substrate 20. A connector 42 for fixing the first heat radiating plate 38 and the second heat radiating plate 40 so as to have a predetermined width W (see FIG. 8) is provided. The thermal contact is a contact so as to be able to transfer heat, and includes not only direct contact but also contact via a heat transfer body, heat transfer grease, or the like.

スルーホール41及び接続具42は、チップ34の近くに3つずつほぼ等間隔で設けられている。熱輸送装置11の第1放熱板38および第2放熱板40は、平面視でメイン基板20よりも大きく設定されている。なお、メイン基板20では、チップ34を含む多くの電子部品が実装面20aに実装されているが、設計条件により裏面20bにもある程度の部品が実装されていてもよい。 Three through holes 41 and three connecting tools 42 are provided near the chip 34 at substantially equal intervals. The first heat radiating plate 38 and the second heat radiating plate 40 of the heat transport device 11 are set to be larger than the main substrate 20 in a plan view. In the main board 20, many electronic components including the chip 34 are mounted on the mounting surface 20a, but some components may be mounted on the back surface 20b depending on the design conditions.

接続具42はボルト44とスタッド46とを備える。第2放熱板40には補助具48がカシメ固定されている。補助具48は第2放熱板40に固定される部材であるが、図4では理解を容易にするために補助具48と第2放熱板40とを分離して示している。ボルト44、スタッド46および補助具48については後述する。 The connector 42 includes a bolt 44 and a stud 46. An auxiliary tool 48 is caulked and fixed to the second heat radiating plate 40. The auxiliary tool 48 is a member fixed to the second heat radiating plate 40, but in FIG. 4, the auxiliary tool 48 and the second heat radiating plate 40 are shown separately for easy understanding. The bolt 44, the stud 46 and the auxiliary tool 48 will be described later.

第1放熱板38は、メイン基板20を介してチップ34と熱接続するヒートパイプ50と、ヒートパイプ50と熱接続して熱を放熱させるヒートスプレッダー54とを備えている。 The first heat radiating plate 38 includes a heat pipe 50 that is thermally connected to the chip 34 via the main substrate 20 and a heat spreader 54 that is thermally connected to the heat pipe 50 to dissipate heat.

ヒートパイプ50は、例えば両端部を接合して内側に密閉空間を形成した金属管を潰した構成であり、その密閉空間内に封入した作動流体の相変化を利用して熱を高効率に輸送可能な熱輸送装置である。ヒートパイプ50は、一部がメイン基板20の裏面20bにおけるチップ34の裏側と熱接続するように配置され、端部50aが冷却ファン26の送風口に接続された冷却ファン26と熱伝達可能に接続されている。ヒートパイプ50は、伝熱板52を介してメイン基板20と熱接続するが、メイン基板20と直接的に接していてもよい。 The heat pipe 50 has, for example, a structure in which a metal pipe having both ends joined to form a closed space inside is crushed, and heat is efficiently transported by utilizing the phase change of the working fluid sealed in the closed space. It is a possible heat transport device. A part of the heat pipe 50 is arranged so as to be thermally connected to the back side of the chip 34 on the back surface 20b of the main substrate 20, and the end portion 50a can transfer heat to the cooling fan 26 connected to the air outlet of the cooling fan 26. It is connected. The heat pipe 50 is thermally connected to the main substrate 20 via the heat transfer plate 52, but may be in direct contact with the main substrate 20.

冷却ファン26は、端部50aの近傍に配置され、筐体部材12Aの一側面における通気孔12Aaおよび他の側面における通気孔12Abのいずれか一方から吸気して他方に排気し、ヒートパイプ50の熱を放出させる。 The cooling fan 26 is arranged in the vicinity of the end portion 50a, and takes in air from one of the ventilation holes 12Aa on one side surface of the housing member 12A and the ventilation holes 12Ab on the other side surface and exhausts the air to the other side of the heat pipe 50. Dissipate heat.

ヒートスプレッダー54は、ヒートパイプ50における端部50a以外の部分を囲って固定されている第1厚み部分54aと、該第1厚み部分54aのほぼ全周を囲ってその側面に固定されている第2厚み部分54bとを有する。ヒートパイプ50と第1厚み部分54aとは同じ厚みである(図8参照)。第2厚み部分54bは第1厚み部分54aよりも薄い(図8参照)。ヒートスプレッダー54における端部50aが配置される側の辺は、ほぼ第1厚み部分54aだけで形成されている。 The heat spreader 54 has a first thickness portion 54a fixed so as to surround a portion of the heat pipe 50 other than the end portion 50a, and a first thickness portion 54a fixed to the side surface thereof so as to surround substantially the entire circumference of the first thickness portion 54a. It has two thickness portions 54b. The heat pipe 50 and the first thickness portion 54a have the same thickness (see FIG. 8). The second thickness portion 54b is thinner than the first thickness portion 54a (see FIG. 8). The side of the heat spreader 54 on the side where the end portion 50a is arranged is formed of substantially only the first thickness portion 54a.

第1厚み部分54aは第2厚み部分54bよりも厚いため、突出する端部50aを安定して支持可能である。ヒートパイプ50、第1厚み部分54aおよび第2厚み部分54bは内面12Aaに沿って広がっており、上下方向には重ならない。第1厚み部分54aはヒートパイプ50と同等かそれ以上の面積を有する。第2厚み部分54bは、第1厚み部分54aよりも面積が広い。 Since the first thickness portion 54a is thicker than the second thickness portion 54b, the protruding end portion 50a can be stably supported. The heat pipe 50, the first thickness portion 54a and the second thickness portion 54b extend along the inner surface 12Aa and do not overlap in the vertical direction. The first thickness portion 54a has an area equal to or larger than that of the heat pipe 50. The second thickness portion 54b has a larger area than the first thickness portion 54a.

ヒートパイプ50と第1厚み部分54aとは、例えばプレスや圧入によって固定され、接触している。ヒートパイプ50と第1厚み部分54aとの圧入は、例えば金属管と第1厚み部分54aの母材とをローラの転動によって同時に加圧し、金属管を潰してヒートパイプ50を形成するのと同時にその側面に対して第1厚み部分54aを圧入することができる。 The heat pipe 50 and the first thickness portion 54a are fixed and in contact with each other by, for example, pressing or press fitting. In the press fitting of the heat pipe 50 and the first thickness portion 54a, for example, the metal pipe and the base material of the first thickness portion 54a are simultaneously pressurized by the rolling of a roller, and the metal pipe is crushed to form the heat pipe 50. At the same time, the first thickness portion 54a can be press-fitted into the side surface thereof.

第1厚み部分54aと第2厚み部分54bとは、例えばプレスや圧入によって固定され、接触している。第1厚み部分54aと第2厚み部分54bとの境界は、ほぼ全周に亘って連続的に設けられた櫛歯状の噛み合い部で結合していてもよい。第2厚み部分54bの隅には、冷却ファン26を避ける切欠き50が形成されている。 The first thickness portion 54a and the second thickness portion 54b are fixed and in contact with each other by, for example, pressing or press fitting. The boundary between the first thickness portion 54a and the second thickness portion 54b may be connected by a comb-teeth-shaped meshing portion continuously provided over substantially the entire circumference. A notch 50 that avoids the cooling fan 26 is formed in the corner of the second thick portion 54b.

伝熱板52およびヒートスプレッダー54は伝熱性の高い金属板であって、例えばアルミニウム、銅、ステンレスまたはこれらの合金である。ヒートスプレッダー54の第1厚み部分54aと第2厚み部分54bとは、同じ材質でもよいし異なる材質でもよい。第2厚み部分54bよりも厚い第1厚み部分54aをアルミニウムにすると軽量化を図ることができる。第1厚み部分54aよりも薄い第2厚み部分54bを銅にすると高い伝熱性によって熱を広く拡散することができる。 The heat transfer plate 52 and the heat spreader 54 are metal plates having high heat transfer properties, such as aluminum, copper, stainless steel, or alloys thereof. The first thickness portion 54a and the second thickness portion 54b of the heat spreader 54 may be made of the same material or different materials. If the first thickness portion 54a, which is thicker than the second thickness portion 54b, is made of aluminum, weight reduction can be achieved. When the second thickness portion 54b, which is thinner than the first thickness portion 54a, is made of copper, heat can be widely diffused due to its high heat conductivity.

ヒートパイプ50は一部が伝熱板52を介してメイン基板20の裏面20bと熱接触してヒートスプレッダー54および冷却ファン26に伝熱する。ヒートスプレッダー54は十分に広い面積であり、ヒートパイプ50から受熱して放熱させる。また、ヒートパイプ50の端部50aが冷却ファン26から風を受けることにより、さらに冷却効果が高まる。ただし、熱条件によっては冷却ファン26を省略してもよい。 A part of the heat pipe 50 is in thermal contact with the back surface 20b of the main substrate 20 via the heat transfer plate 52, and heat is transferred to the heat spreader 54 and the cooling fan 26. The heat spreader 54 has a sufficiently large area, and receives heat from the heat pipe 50 to dissipate heat. Further, the cooling effect is further enhanced by receiving the wind from the cooling fan 26 at the end portion 50a of the heat pipe 50. However, the cooling fan 26 may be omitted depending on the thermal conditions.

第2放熱板40はヒートスプレッダーであり、例えば第2厚み部分54bと同厚で同材を適用することができる。第2放熱板40は、平面視で第1放熱板38とほぼ同じ形状となっており適度に広い面積を有する。第2放熱板40は下向きに凸形状の凸部56を備える。凸部56は、例えばプレス成型によって形成され、上方に開口する緩やかな略円錐台形状であって、底部56aおよびテーパ部56bを備える。凸部56の下面である底部56aはチップ34の上面に熱接触する。底部56aには補助具48がカシメ固定される。第2放熱板40には、凸部56の周囲に3つの雄ネジ孔58が形成されている。雄ネジ孔58は、スルーホール41およびスタッド46と同軸上にある。 The second heat sink 40 is a heat spreader, and for example, the same material can be applied with the same thickness as the second thickness portion 54b. The second heat radiating plate 40 has substantially the same shape as the first heat radiating plate 38 in a plan view, and has an appropriately large area. The second heat radiating plate 40 includes a convex portion 56 having a convex shape downward. The convex portion 56 is formed by, for example, press molding, and has a gently substantially truncated cone shape that opens upward, and includes a bottom portion 56a and a tapered portion 56b. The bottom portion 56a, which is the lower surface of the convex portion 56, makes thermal contact with the upper surface of the chip 34. Auxiliary tool 48 is caulked and fixed to the bottom portion 56a. The second heat radiating plate 40 is formed with three male screw holes 58 around the convex portion 56. The male screw hole 58 is coaxial with the through hole 41 and the stud 46.

第2放熱板40は内面12Aaに設けられた複数のボス47bに対してビス49によって固定される。第1放熱板38は、上記のように接続具42によって第2放熱板40に固定される。メイン基板20は内面12Aaに設けられた複数のボス47Aaに対して図示しないビスによって固定されるが、第1放熱板38および第2放熱板40に対しては直接的には固定されていない。 The second heat radiating plate 40 is fixed to a plurality of bosses 47b provided on the inner surface 12Aa by screws 49. The first heat radiating plate 38 is fixed to the second heat radiating plate 40 by the connector 42 as described above. The main substrate 20 is fixed to a plurality of bosses 47Aa provided on the inner surface 12Aa by screws (not shown), but is not directly fixed to the first heat radiating plate 38 and the second heat radiating plate 40.

第2放熱板40は内面12Aaに設けられた複数のボス47bに対してビス49によって固定される。第1放熱板38は、上記のとおり補助具48によって第2放熱板40に固定される。メイン基板20は、内面12Aaに設けられた複数のボス47aに対して図示しないビスによって固定されるが、基本的に第1放熱板38および第2放熱板40に対しては直接固定されない。 The second heat radiating plate 40 is fixed to a plurality of bosses 47b provided on the inner surface 12Aa by screws 49. The first heat radiating plate 38 is fixed to the second heat radiating plate 40 by the auxiliary tool 48 as described above. The main substrate 20 is fixed to a plurality of bosses 47a provided on the inner surface 12Aa by screws (not shown), but is basically not directly fixed to the first heat radiating plate 38 and the second heat radiating plate 40.

図7は、補助具48の斜視図である。補助具48は円板60と、3つのアーム62とを備える。補助具48は、例えばステンレス板をカットしてプレス成型することにより構成される。円板60は、凸部56(図8参照)の底部56aより僅かに小さい円形であり、該底部56aに熱接触して固定される部分である。円板60は、例えば周方向で各アーム62の中間部分の3か所が底部56aに対してカシメ固定される。 FIG. 7 is a perspective view of the auxiliary tool 48. The auxiliary tool 48 includes a disk 60 and three arms 62. The auxiliary tool 48 is configured by, for example, cutting a stainless steel plate and press-molding it. The disk 60 has a circular shape slightly smaller than the bottom portion 56a of the convex portion 56 (see FIG. 8), and is a portion fixed by thermal contact with the bottom portion 56a. The disk 60 is caulked and fixed to the bottom portion 56a at three points in the middle portion of each arm 62 in the circumferential direction, for example.

アーム62は、円板60の径方向の略中間部から緩い角度で斜め上方に突出する傾斜部62aと、該傾斜部62aから水平に突出する水平部62bと、該水平部62bから小さい下向き段差を介してさらに突出するボルト座62cとを備える。3つのアーム62は等間隔で放射状に形成されている。 The arm 62 has an inclined portion 62a projecting diagonally upward from a substantially intermediate portion in the radial direction of the disk 60, a horizontal portion 62b projecting horizontally from the inclined portion 62a, and a small downward step from the horizontal portion 62b. It is provided with a bolt seat 62c that further protrudes through. The three arms 62 are formed radially at equal intervals.

ボルト座62cには、ボルト44が回転可能に設けられている。ボルト座62cの上面にはヘッド部44aが設けられ、雄ネジ部44bは孔62d(図8参照)を通ってボルト座62cよりも下方に突出している。雄ネジ部44bにはワッシャ64が脱落しないように嵌め込まれている。 A bolt 44 is rotatably provided on the bolt seat 62c. A head portion 44a is provided on the upper surface of the bolt seat 62c, and the male screw portion 44b projects downward from the bolt seat 62c through the hole 62d (see FIG. 8). The washer 64 is fitted into the male screw portion 44b so as not to fall off.

図8は、熱輸送装置11の断面側面図である。図8〜図10では、3本のアーム62のうち2本の中心に沿った断面を示している。 FIG. 8 is a cross-sectional side view of the heat transport device 11. 8 to 10 show a cross section along the center of two of the three arms 62.

図8に示すように、スタッド46は、第1厚み部分54aに設けられた圧入孔38aに対して圧入・固定されて上方に向かって立設している。スタッド46の第1放熱板38の上面からの突出量は規定の所定幅Wである。スタッド46はメイン基板20のスルーホール41を貫通している。なお、スタッド46が貫通するスルーホール41は、メイン基板20における回路パターンの一部として銅メッキ処理されていてもよいし、あるいは銅メッキ処理のない単なるスタッド46を通すだけの孔としてもよい。スルーホール41に銅メッキ処理がなされている場合には、スルーホール41およびスタッド46の少なくとも一方に絶縁被膜が設けられていてもよい。 As shown in FIG. 8, the stud 46 is press-fitted and fixed to the press-fitting hole 38a provided in the first thickness portion 54a and stands upward. The amount of protrusion of the stud 46 from the upper surface of the first heat radiating plate 38 is a specified predetermined width W. The stud 46 penetrates the through hole 41 of the main board 20. The through hole 41 through which the stud 46 penetrates may be copper-plated as a part of the circuit pattern on the main substrate 20, or may be a hole through which the stud 46 without the copper plating is simply passed. When the through hole 41 is copper-plated, an insulating coating may be provided on at least one of the through hole 41 and the stud 46.

スタッド46は圧入孔38aに対して、例えばセレーション構造で結合されており、上下動不能でかつ回転不能に固定されている。スタッド46は、第2厚み部分54bと比較して厚い第1厚み部分54aに固定されていることから、固定しやすくかつ安定している。スルーホール41はスタッド46よりも大径であって、両者の間にはわずかな隙間が形成される。スタッド46には雌ネジ部46aが形成されている。 The stud 46 is connected to the press-fitting hole 38a by, for example, a serration structure, and is fixed so as not to move up and down and to be non-rotatable. Since the stud 46 is fixed to the first thickness portion 54a, which is thicker than the second thickness portion 54b, it is easy to fix and stable. The through hole 41 has a larger diameter than the stud 46, and a slight gap is formed between the two. A female screw portion 46a is formed on the stud 46.

ボルト44の雄ネジ部44bは、第2放熱板40に形成された雄ネジ孔58を通ってスタッド46の雌ネジ部46aに螺合している。雄ネジ孔58が形成された第2放熱板40は、ボルト座62cおよびワッシャ64を介し、スタッド46の端面46bとボルト44のヘッド部44aとによって挟持されて固定され、第1放熱板38と第2放熱板40との距離は所定幅Wになる。これにより、第2放熱板40の下向きの凸部56は、テーパ部56bがわずかに弾性変形し、底部56aがチップ34の上面に対して弾性的に当接する。 The male screw portion 44b of the bolt 44 is screwed into the female screw portion 46a of the stud 46 through the male screw hole 58 formed in the second heat radiating plate 40. The second heat radiating plate 40 on which the male screw hole 58 is formed is sandwiched and fixed by the end face 46b of the stud 46 and the head portion 44a of the bolt 44 via the bolt seat 62c and the washer 64, and is fixed to the first heat radiating plate 38. The distance from the second heat radiating plate 40 is a predetermined width W. As a result, in the downward convex portion 56 of the second heat radiating plate 40, the tapered portion 56b is slightly elastically deformed, and the bottom portion 56a elastically contacts the upper surface of the chip 34.

また、アーム62は仮想線で示すように、ボルト44がスタッド46に螺合していない自然状態ではやや上方に位置しているが、ボルト44がスタッド46に螺合することにより弾性変形して押し下げられ、ボルト座62cはワッシャ64を介して第2放熱板40の上面に当接する。すなわち、アーム62の一端は、第2放熱板40におけるチップ34と熱接触する底部56aに固定され、他端は、ボルト44がスタッド46に螺合することによりヘッド部44aによって押圧されて弾性変位する。このようにアーム62は板バネとして作用する。アーム62はバネワッシャのように作用することから、ボルト44はスタッド46から抜けにくくなる。また、アーム62の板バネとしての作用により、円板60はチップ34に対してより一層押し付けられて隙間が発生しにくくなり、伝熱性が向上する。アーム62は等間隔で3本設けられていることから、バランスよく底部56aを押圧することができる。 Further, as shown by the virtual line, the arm 62 is located slightly upward in the natural state where the bolt 44 is not screwed to the stud 46, but is elastically deformed when the bolt 44 is screwed to the stud 46. Pushed down, the bolt seat 62c comes into contact with the upper surface of the second heat radiating plate 40 via the washer 64. That is, one end of the arm 62 is fixed to the bottom portion 56a that is in thermal contact with the tip 34 of the second heat sink 40, and the other end is elastically displaced by being pressed by the head portion 44a by screwing the bolt 44 into the stud 46. do. In this way, the arm 62 acts as a leaf spring. Since the arm 62 acts like a spring washer, the bolt 44 is difficult to come off from the stud 46. Further, due to the action of the arm 62 as a leaf spring, the disk 60 is further pressed against the tip 34 to make it difficult for a gap to be generated, and the heat transfer property is improved. Since three arms 62 are provided at equal intervals, the bottom portion 56a can be pressed in a well-balanced manner.

ところで、PoP構造であるチップ34の下層サブパッケージ34a(図6参照)は、発熱量の大きいCPUであるが、上層サブパッケージ34bに覆われていることから単体では放熱性に劣る。これに対して、本実施形態にかかる熱輸送装置11および電子機器10においては、第1放熱板38および第2放熱板40によって良好な放熱性を実現し、チップ34が過度に昇温することを防止している。すなわち、第1放熱板38はメイン基板20の裏面20bにおけるチップ34の裏側に対応する位置に熱接触し、チップ34の熱をハンダボール34ac、メイン基板20および伝熱板52を介して受熱して放熱する。第1放熱板38は、チップ34の裏面部にヒートパイプ50が設けられており、しかもその回りには比較的厚い第1厚み部分54aが接続されていることから伝熱性が高い。さらに第1厚み部分54aの側面には広い第2厚み部分54bが接続されていることから放熱性が高い。 By the way, the lower layer subpackage 34a (see FIG. 6) of the chip 34 having a PoP structure is a CPU having a large amount of heat generation, but since it is covered with the upper layer subpackage 34b, it is inferior in heat dissipation by itself. On the other hand, in the heat transport device 11 and the electronic device 10 according to the present embodiment, good heat dissipation is realized by the first heat radiating plate 38 and the second heat radiating plate 40, and the temperature of the chip 34 rises excessively. Is being prevented. That is, the first heat radiating plate 38 makes thermal contact with the position corresponding to the back side of the chip 34 on the back surface 20b of the main substrate 20, and receives the heat of the chip 34 via the solder ball 34ac, the main substrate 20, and the heat transfer plate 52. To dissipate heat. The first heat radiating plate 38 has a heat transfer property because a heat pipe 50 is provided on the back surface portion of the chip 34 and a relatively thick first thickness portion 54a is connected around the heat pipe 50. Further, since a wide second thickness portion 54b is connected to the side surface of the first thickness portion 54a, heat dissipation is high.

一方、チップ34の上面には第2放熱板40の凸部56が当接しており、しかもテーパ部56bおよびアーム62の弾性によって適度に強く押し付けられていることから隙間がなくて伝熱性が高い。このようにして、熱輸送装置11および電子機器10では、メイン基板20に実装された発熱体であるチップ34に対して、上面側と下面側とから受熱および放熱することができ、チップ34が過度に昇温することを防止できる。したがって、チップ34として消費電力の大きい部品を適用することができる。 On the other hand, the convex portion 56 of the second heat radiating plate 40 is in contact with the upper surface of the chip 34, and is pressed appropriately strongly by the elasticity of the tapered portion 56b and the arm 62, so that there is no gap and the heat transfer property is high. .. In this way, in the heat transport device 11 and the electronic device 10, heat can be received and dissipated from the upper surface side and the lower surface side with respect to the chip 34 which is a heating element mounted on the main substrate 20, and the chip 34 can receive heat. It is possible to prevent the temperature from rising excessively. Therefore, a component having a large power consumption can be applied as the chip 34.

また、第1放熱板38と第2放熱板40とはスタッド46によって適切な所定幅Wに維持されているが、該スタッド46はメイン基板20のスルーホール41に対して隙間をもって遊嵌していることから、メイン基板20にはストレスが加わらず、ハンダボール34acとメイン基板20との間での接触不良が発生しにくい。スタッド46とスルーホール41との隙間は、両者間に力が働かない程度の公差に設定してもよく、実質的にゼロでもよい。また、スタッド46はメイン基板20にストレスを加えないことから、チップ34の近傍に配置することができ、これにより第1放熱板38および第2放熱板40をチップ34に対して適切に熱接触させることができる。 Further, the first heat radiating plate 38 and the second heat radiating plate 40 are maintained at an appropriate predetermined width W by the studs 46, but the studs 46 are loosely fitted to the through holes 41 of the main board 20 with a gap. Therefore, no stress is applied to the main board 20, and poor contact between the solder balls 34ac and the main board 20 is unlikely to occur. The gap between the stud 46 and the through hole 41 may be set to a tolerance such that no force acts between the stud 46 and the through hole 41, or may be substantially zero. Further, since the stud 46 does not apply stress to the main substrate 20, it can be arranged in the vicinity of the chip 34, whereby the first heat radiating plate 38 and the second heat radiating plate 40 are appropriately thermally contacted with the chip 34. Can be made to.

さらに、図11を参照して説明したように、第1放熱板504および第2放熱板506がメイン基板500の両面から突出するスタッド508a,508bによって固定されているとすると、熱輸送装置の高さ方向寸法が大きくなってしまい、電子機器の薄型化要請に反する。これに対して本実施形態にかかる熱輸送装置11では、第1放熱板38と第2放熱板40とは、スルーホール41を貫通するスタッド46で支持されていることから、高さ方向寸法が小さく、電子機器10を薄型化することができる。 Further, as described with reference to FIG. 11, assuming that the first heat radiating plate 504 and the second heat radiating plate 506 are fixed by the studs 508a and 508b protruding from both sides of the main substrate 500, the height of the heat transport device is high. The vertical dimension becomes large, which violates the demand for thinner electronic devices. On the other hand, in the heat transport device 11 according to the present embodiment, since the first heat radiating plate 38 and the second heat radiating plate 40 are supported by the studs 46 penetrating the through hole 41, the dimensions in the height direction are large. It is small and the electronic device 10 can be made thin.

図9は、第1変形例にかかる熱輸送装置11Aの断面側面図である。図10は第2変形例にかかる熱輸送装置11Bの断面側面図である。熱輸送装置11A,11Bにおいて上記の熱輸送装置11と同様の構成要素については同符号を付してその詳細な説明を省略する。 FIG. 9 is a cross-sectional side view of the heat transport device 11A according to the first modification. FIG. 10 is a cross-sectional side view of the heat transport device 11B according to the second modification. In the heat transport devices 11A and 11B, the same components as those of the heat transport device 11 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

図9に示すように、第1変形例にかかる熱輸送装置11Aでは、上記のスタッド46に代えてスタッド46Aが設けられている。スタッド46Aの下端には抜け止めのフランジ46cが設けられている。スタッド46Aは、第1放熱板38に形成された支柱孔38aaを通って立設しており、雌ネジ部46aに対して雄ネジ部44bが螺合される。スタッド46Aは、支柱孔38aaに対してフランジ46cによって抜け止めされている。 As shown in FIG. 9, in the heat transport device 11A according to the first modification, the stud 46A is provided in place of the stud 46 described above. A retaining flange 46c is provided at the lower end of the stud 46A. The stud 46A is erected through the support column hole 38aa formed in the first heat radiating plate 38, and the male screw portion 44b is screwed into the female screw portion 46a. The stud 46A is prevented from coming off by the flange 46c with respect to the support hole 38aa.

支柱孔38aaは上記の圧入孔38a(図8参照)と同じ位置に形成されているが、スタッド46Aは支柱孔38aaよりも小径であり、圧入固定されない。また、スタッド46および支柱孔38aaは断面が非円形(例えば六角形)であって、スタッド46Aは第1放熱板38に対して回り止めがなされている。すなわち、スタッド46Aは、フランジ46cによる抜け止め規制の範囲内で上下動可能であり、かつ第1放熱板38に対して回転不能に設けられている。このような熱輸送装置11Aにおいては、上記の熱輸送装置11と同様に、第1放熱板38と第2放熱板40との距離が所定幅Wに維持される。したがって、第1放熱板38は伝熱板52を介してメイン基板20の裏面20bに当接するとともに、第2放熱板40はチップ34の上面に当接することから、受熱および放熱性に優れる。また、スタッド46Aはスルーホール41を貫通することから、メイン基板20にはストレスが加わらない。 The strut hole 38aa is formed at the same position as the press-fitting hole 38a (see FIG. 8), but the stud 46A has a smaller diameter than the strut hole 38aa and is not press-fitted and fixed. Further, the stud 46 and the support hole 38aa have a non-circular cross section (for example, a hexagon), and the stud 46A is prevented from rotating with respect to the first heat radiating plate 38. That is, the stud 46A can move up and down within the range of the retaining regulation by the flange 46c, and is provided so as not to rotate with respect to the first heat radiating plate 38. In such a heat transport device 11A, the distance between the first heat radiating plate 38 and the second heat radiating plate 40 is maintained at a predetermined width W, similarly to the heat transport device 11 described above. Therefore, the first heat radiating plate 38 abuts on the back surface 20b of the main substrate 20 via the heat transfer plate 52, and the second heat radiating plate 40 abuts on the upper surface of the chip 34, so that the heat receiving and heat radiating properties are excellent. Further, since the stud 46A penetrates the through hole 41, no stress is applied to the main substrate 20.

図10に示すように、第2変形例にかかる熱輸送装置11Bの構成要素は、基本的に上記の熱輸送装置11と同じであるが、第1放熱板38と第2放熱板40との位置が逆になっている。つまり、第1放熱板38はチップ34の上面に当接し、第2放熱板40は凸部56がメイン基板20の裏面20bにおけるチップ34の裏側相当部分に当接している。そして、第1放熱板38に固定されるスタッド46は下向きに突出し、ボルト44は雄ネジ部44bが上向きとなってスタッド46の雌ネジ部46aに螺合している。このような熱輸送装置11Bにおいても熱輸送装置11と同様の作用が得られる。 As shown in FIG. 10, the components of the heat transport device 11B according to the second modification are basically the same as those of the above heat transport device 11, but the first heat sink 38 and the second heat sink 40 The position is reversed. That is, the first heat radiating plate 38 is in contact with the upper surface of the chip 34, and the convex portion 56 of the second heat radiating plate 40 is in contact with the back side corresponding portion of the chip 34 on the back surface 20b of the main substrate 20. The stud 46 fixed to the first heat radiating plate 38 projects downward, and the bolt 44 is screwed into the female screw portion 46a of the stud 46 with the male screw portion 44b facing upward. In such a heat transport device 11B, the same operation as that of the heat transport device 11 can be obtained.

換言すれば、ボルト44の雄ネジ部44bは、第1放熱板38および第2放熱板40のいずれか一方に形成された雄ネジ孔58を通り、スタッド46は、他方に固定されてメイン基板20のスルーホール41を通って立設し、雄ネジ部44bが螺合される構成となっていればよい。 In other words, the male screw portion 44b of the bolt 44 passes through the male screw hole 58 formed in either the first heat radiation plate 38 or the second heat radiation plate 40, and the stud 46 is fixed to the other and is fixed to the main substrate. It suffices that the male screw portion 44b is screwed into the erection through the through hole 41 of 20.

本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that the present invention can be freely modified without departing from the gist of the present invention.

10 電子機器
11,11A,11B 熱輸送装置
20 メイン基板
20a 実装面
20b 裏面
34 チップ(発熱体)
34a 下層サブパッケージ
34b 上層サブパッケージ
38a 圧入孔
38aa 支柱孔
38 第1放熱板
40 第2放熱板
41 スルーホール
42 接続具
44 ボルト
44a ヘッド部
44b 雄ネジ部
46,46A スタッド
46a 雌ネジ部
46b 端面
46c フランジ
48 補助具
50 ヒートパイプ
52 伝熱板
54 ヒートスプレッダー
54a 第1厚み部分
54b 第2厚み部分
56 凸部
56a 底部
56b テーパ部
58 雄ネジ孔
60 円板
62 アーム(板バネ)
62a 傾斜部
62b 水平部
62c ボルト座
W 所定幅
10 Electronic equipment 11, 11A, 11B Heat transport device 20 Main board 20a Mounting surface 20b Back surface 34 Chip (heating element)
34a Lower layer subpackage 34b Upper layer subpackage 38a Press-fit hole 38aa Strut hole 38 First heat dissipation plate 40 Second heat dissipation plate 41 Through hole 42 Connector 44 Bolt 44a Head part 44b Male thread part 46, 46A Stud 46a Female thread part 46b End face 46c Flange 48 Auxiliary tool 50 Heat pipe 52 Heat transfer plate 54 Heat spreader 54a First thickness part 54b Second thickness part 56 Convex part 56a Bottom 56b Tapered part 58 Male screw hole 60 Disc 62 Arm (leaf spring)
62a Inclined part 62b Horizontal part 62c Bolt seat W Predetermined width

Claims (8)

基板上に実装された発熱体の熱を輸送する熱輸送装置であって、
前記基板における前記発熱体の実装面と逆の裏面に沿って広がり、前記裏面における前記発熱体に対応する位置に熱接触する第1放熱板と、
前記実装面に沿って広がり、前記発熱体の表面に熱接触する第2放熱板と、
前記基板に形成されたスルーホールを通り、前記第1放熱板と前記第2放熱板との隙間が所定幅になるように前記第1放熱板と前記第2放熱板とを固定する接続具と、
を備えることを特徴とする熱輸送装置。
A heat transport device that transports the heat of a heating element mounted on a substrate.
A first heat sink that spreads along the back surface of the substrate opposite to the mounting surface of the heating element and is in thermal contact with a position corresponding to the heating element on the back surface.
A second heat sink that spreads along the mounting surface and makes thermal contact with the surface of the heating element.
A connector for fixing the first heat sink and the second heat sink so that the gap between the first heat sink and the second heat sink becomes a predetermined width through a through hole formed in the substrate. ,
A heat transport device comprising.
請求項1に記載の熱輸送装置において、
前記接続具は、
前記第1放熱板および前記第2放熱板のいずれか一方に形成された雄ネジ孔を雄ネジ部が通るボルトと、
他方に固定されて前記スルーホールを通って立設し、前記雄ネジ部が螺合されるスタッドと、
を備え、
前記第1放熱板および前記第2放熱板のうち前記雄ネジ孔の形成された一方は、前記スタッドの端面と前記ボルトのヘッド部とによって挟持されて固定されることを特徴とする熱輸送装置。
In the heat transport device according to claim 1,
The connector is
A bolt through which the male screw portion passes through a male screw hole formed in either the first heat radiating plate or the second heat radiating plate.
A stud that is fixed to the other side and stands up through the through hole, and the male screw portion is screwed into the stud.
With
One of the first heat radiating plate and the second heat radiating plate in which the male screw hole is formed is sandwiched and fixed by the end face of the stud and the head portion of the bolt. ..
請求項1に記載の熱輸送装置において、
前記接続具は、
前記第1放熱板および前記第2放熱板のいずれか一方に形成された雄ネジ孔を雄ネジ部が通るボルトと、
他方に形成された支柱孔を通って立設し、前記支柱孔に対して抜け止めされ、前記雄ネジ部が螺合されるスタッドと、
を備え、
前記第1放熱板および前記第2放熱板のうち前記雄ネジ孔が形成された一方は、前記スタッドの端面と前記ボルトのヘッド部とによって挟持されて固定されることを特徴とする熱輸送装置。
In the heat transport device according to claim 1,
The connector is
A bolt through which the male screw portion passes through a male screw hole formed in either the first heat radiating plate or the second heat radiating plate.
A stud that is erected through a support hole formed on the other side, is prevented from coming off from the support hole, and the male screw portion is screwed into the stud.
With
One of the first heat radiating plate and the second heat radiating plate in which the male screw hole is formed is sandwiched and fixed by the end face of the stud and the head portion of the bolt. ..
請求項2または3に記載の熱輸送装置において、
前記第1放熱板および前記第2放熱板のうち前記雄ネジ孔が形成された一方に対して、一端が前記発熱体と熱接触する部分に固定され、前記ボルトが前記スタッドに螺合することにより他端が前記ヘッド部によって押圧されて弾性変位する板バネを備えることを特徴とする熱輸送装置。
In the heat transport device according to claim 2 or 3.
One end of the first heat radiating plate and the second heat radiating plate on which the male screw hole is formed is fixed to a portion that is in thermal contact with the heating element, and the bolt is screwed into the stud. A heat transport device comprising a leaf spring whose other end is elastically displaced by being pressed by the head portion.
請求項2〜4のいずれか1項に記載の熱輸送装置において、
前記第1放熱板は、
前記裏面における前記発熱体に対応する位置に熱接触し、前記スタッドが設けられる第1厚み部分と、
前記第1厚み部分の側面に固定され、前記第1厚み部分よりも薄い第2厚み部分と、
を備えることを特徴とする熱輸送装置。
In the heat transport device according to any one of claims 2 to 4.
The first heat radiating plate is
A first-thickness portion on the back surface that is in thermal contact with a position corresponding to the heating element and is provided with the stud.
A second thickness portion fixed to the side surface of the first thickness portion and thinner than the first thickness portion,
A heat transport device comprising.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱輸送装置において、
前記第2放熱板は、前記発熱体に熱接触する接触部が凸形状になっていることを特徴とする熱輸送装置。
In the heat transport device according to any one of claims 1 to 5.
The second heat radiating plate is a heat transport device characterized in that a contact portion that makes thermal contact with the heating element has a convex shape.
請求項1〜6のいずれか1項に記載の熱輸送装置において、
前記発熱体はPoP構造であることを特徴とする熱輸送装置。
In the heat transport device according to any one of claims 1 to 6.
A heat transport device characterized in that the heating element has a PoP structure.
発熱体を備える電子機器であって、
前記発熱体が実装された基板と、
前記基板における前記発熱体の実装面と逆の裏面に沿って広がり、前記裏面における前記発熱体に対応する位置に熱接触する第1放熱板と、
前記実装面に沿って広がり、前記発熱体の表面に熱接触する第2放熱板と、
前記基板に形成されたスルーホールを通り、前記第1放熱板と前記第2放熱板との隙間が所定幅になるように前記第1放熱板と前記第2放熱板とを固定する接続具と、
を備えることを特徴とする電子機器。
An electronic device equipped with a heating element
The substrate on which the heating element is mounted and
A first heat sink that spreads along the back surface of the substrate opposite to the mounting surface of the heating element and is in thermal contact with a position corresponding to the heating element on the back surface.
A second heat sink that spreads along the mounting surface and makes thermal contact with the surface of the heating element.
A connector for fixing the first heat sink and the second heat sink so that the gap between the first heat sink and the second heat sink becomes a predetermined width through a through hole formed in the substrate. ,
An electronic device characterized by being equipped with.
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