JP3225642U - プリント基板用ヒートシンクアセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】プリント基板用ヒートシンクアセンブリを提供する。【解決手段】プリント基板１１０と、ヒートシンク１２０と、メタルバックプレート１３０と、ヒートパイプ１４０と、押さえブロック１５０とを含む。プリント基板は、表面と、裏面とを備え、かつ表面に少なくとも１つの発熱領域を有する。ヒートシンクは、発熱領域に設けられる。メタルバックプレートは、プリント基板の裏面から間隔を空けて設けられる。ヒートパイプは、第１端部と、屈曲部と、第２端部と、を備え、第１端部がヒートシンクに接続され、第２端部がメタルバックプレートに接触し、屈曲部がプリント基板の一側縁で第１端部および第２端部に接続される。押さえブロックは、メタルバックプレートに固定されると共にメタルバックプレートに第２端部を押し付ける。【選択図】図３

Description

技術領域

本考案は、プリント基板の放熱配置に関し、特に、プリント基板用ヒートシンクアセンブリに関する。

プリント基板、特に、コンピュータのマザーボードには、高電力で動作する電子チップが設けられている。電子チップが動作不能になるのを防ぎ、かつ発生した高熱により更に他の電子部品にも影響を与えないように、これら電子チップをヒートシンクで放熱する必要がある。

マザーボードの機械的強度を高めてヒートシンクの設置を容易にさせるために、従来のコンピュータのマザーボード裏面には、金属板が装備されている。この金属板は、追加の空冷放熱表面を提供できるが、金属板と放熱する必要のある電子チップとの直接接触がなく、ボルトや銅ポストのみでヒートシンクに熱を伝導して放熱させるため、放熱強化への顕著な効果を奏していない。

ヒートパイプでヒートシンクと金属板を接続する設計もある。ただし、ヒートパイプは、複数のセクションに分割してから他の金属ブロックで接続して、異なる面にあるヒートシンクおよび金属板に接続することがよくある。また、湾曲したヒートパイプを通すため、マザーボードには、開口部が備えられていなければならない。開口部を通るヒートパイプの設置は、ヒートパイプの形態を制限し、そうでなければ、ヒートパイプは開口部を通らず、ヒートシンクと金属板を接続できなくなる。同時に、ヒートパイプと金属板の接続は、接触熱抵抗が高すぎて熱伝導に影響するという問題が発生しやすい。

上記の問題に鑑みて、本考案は、プリント基板と、ヒートシンクと、メタルバックプレートと、ヒートパイプと、押さえブロックと、を含むプリント基板用ヒートシンクアセンブリとして提案される。

プリント基板は、表面と、裏面と、を備え、かつ表面に少なくとも１つの発熱領域を有する。ヒートシンクは、発熱領域に設けられる。メタルバックプレートは、プリント基板の裏面から間隔を空けて設けられる。ヒートパイプは、第１端部と、屈曲部と、第２端部と、を備え、第１端部がヒートシンクに接続され、第２端部がメタルバックプレートに接触し、屈曲部がプリント基板の一側縁で第１端部および第２端部に接続される。押さえブロックは、メタルバックプレートに固定されると共にメタルバックプレートに第２端部を押し付ける。

少なくとも１つの実施形態では、プリント基板用ヒートシンクアセンブリは、複数の接続ポストをさらに含み、プリント基板とメタルバックプレートとの間が複数の接続ポストで接続されている。

少なくとも１つの実施形態では、メタルバックプレートは、プリント基板の裏面のすべてを覆っている。

少なくとも１つの実施形態では、メタルバックプレートは、プリント基板の裏面の一部を覆っている。

少なくとも１つの実施形態では、プリント基板上のメタルバックプレートの投影は、プリント基板上のヒートシンクの投影と重なる。

少なくとも１つの実施形態では、第２端部は、扁平状であり、押さえブロックおよびメタルバックプレートにそれぞれ接触する第１接触面および第２接触面を有する。

少なくとも１つの実施形態では、第１接触面と押さえブロックとの間に伝熱媒体が設けられ、および／または第２接触面とメタルバックプレートとの間に伝熱媒体が設けられる。

少なくとも１つの実施形態では、押さえブロックおよび第２端部は、メタルバックプレートとプリント基板との間に位置する。

少なくとも１つの実施形態では、押さえブロックは、固定部と、固定部から延びる押付部と、を有し、固定部がメタルバックプレートに固定され、押付部が第２端部に押し付けられる。

少なくとも１つの実施形態では、固定部の厚さは、押付部の厚さより厚く、押付部とメタルバックプレートとの間に押付空間を有し、第２端部が押付空間に位置する。

少なくとも１つの実施形態では、プリント基板は、プリント基板の側縁に位置するスロットを備え、スロットが側縁において開口し、屈曲部がスロットを挿通する。

ヒートシンクが発熱領域で吸熱した後、放熱性能で放熱するのに加え、ヒートパイプを通じて熱エネルギーをメタルバックプレートに伝達することができ、メタルバックプレートの大表面積を利用して空冷放熱させることで、放熱効果を高める。さらに、押さえブロックをメタルバックプレートとヒートパイプに結合することによって、取付過程も簡素化され、押さえブロックをメタルバックプレートに結合する信頼性を高める。

本考案の実施形態の立体分解図である。 本考案の実施形態の立体図である。 本考案の実施形態の断面図である。 本考案の実施形態の断面分解図である。 本考案の別の実施形態の立体分解図である。 本考案の更なる実施形態の立体分解図である。

図１、図２および図３を参照する。本考案の実施形態に係るプリント基板用ヒートシンクアセンブリ１００は、プリント基板１１０と、ヒートシンク１２０と、メタルバックプレート１３０と、ヒートパイプ１４０と、押さえブロック１５０と、を含む。

図１および図３に示すように、プリント基板１１０は、表面１１０ａと、裏面１１０ｂと、を備える。表面１１０ａは、少なくとも１つの発熱領域１１２を有する。前記発熱領域１１２は、高電力で動作する電子チップなどの発熱素子を設けるために用いられる。前記電子チップとしては、中央処理装置、グラフィックスプロセッサ、システムロジックチップまたはオンボード（Ｏｎ−ｂｏａｒｄ）メモリモジュールが挙げられるが、これらに限定されない。前記プリント基板１１０は、マザーボードとすることができるが、他の用途を有する回路として除外されない。

図１、図２および図３に示すように、ヒートシンク１２０は、表面１１０ａの発熱領域１１２に設けられ、発熱素子に接触して発熱素子から発せられた熱を吸収し、発熱素子を放熱・冷却するために用いられる。ヒートシンク１２０の形態は限定されず、複数の放熱フィンを有するフィンヒートシンクであってもよいし、水冷システムの水冷ヘッドであってもよい。
メタルバックプレート１３０は、プリント基板１１０の裏面１１０ｂに対応して設けられ、プリント基板１１０の裏面１１０ｂから間隔を空けて配置されている。メタルバックプレート１３０は、一般にプリント基板１１０と平行のままである。本考案の実施形態では、プリント基板用ヒートシンクアセンブリ１００は、銅ポストなどの複数の接続ポスト１１６をさらに含み、プリント基板１１０とメタルバックプレート１３０との間は複数の接続ポスト１１６で接続され、メタルバックプレート１３０を裏面１１０ｂと離間して設ける。

図１、図２および図３に示すように、ヒートパイプ１４０は、第１端部１４１と、屈曲部１４３と、第２端部１４２と、を備える。第１端部１４１は、ヒートシンク１２０に接続され、第２端部１４２がメタルバックプレート１３０に接触し、屈曲部１４３がプリント基板１１０の一側縁で第１端部１４１および第２端部１４２に接続される。

図１に示すように、第１端部１４１、屈曲部１４３および第２端部１４２を結合して成るヒートパイプ１４０は、Ｕ字形を呈し、屈曲部１４３がプリント基板１１０の側縁を迂回し、第１端部１４１および第２端部１４２を各々プリント基板１１０の表面１１０ａおよび裏面１１０ｂに位置させることができる。ヒートシンク１２０には、通し穴が設けられ、通し穴の孔径が第１端部１４１の外径より略小さく、第１端部１４１が通し穴に挿入された後、締まりばめ方式でヒートシンク１２０に結合させることができる。ヒートシンク１２０にはクランプ機構を設けて、挟持方式で第１端部１４１を挟持することもができる。

図４に示すように、ヒートパイプ１４０は、先にヒートシンク１２０に結合され、Ｕ字形の開口部をプリント基板１１０の側縁に向かせ、ヒートシンク１２０を発熱領域１１２に配置し、同時に第２端部１４２をメタルバックプレート１３０に向けて移動させると、第２端部１４２をメタルバックプレート１３０とプリント基板１１０との間に位置させることができる。

図１、図３および図４に示すように、押さえブロック１５０は、メタルバックプレート１３０とプリント基板１１０との間に位置する。ヒートパイプ１４０の第２端部１４２は、扁平状であり、押さえブロック１５０およびメタルバックプレート１３０にそれぞれ接触する第１接触面１４２１および第２接触面１４２２を有する。同時に、第１接触面１４２１と押さえブロック１５０との間に伝熱媒体１４４が設けられ、および／または第２接触面１４２２とメタルバックプレート１３０との間に伝熱媒体１４４が設けられる。前記伝熱媒体１４４としては、熱伝導性テープまたは熱伝導性ペーストが挙げられるが、これらに限定されない。

図１、図３および図４に示すように、押さえブロック１５０は、固定部１５２と、固定部１５２から延びる押付部１５４と、を備え、固定部１５２がメタルバックプレート１３０を固定するために用いられ、押付部１５４が第２端部１４２を押し付けるために用いられる。固定部１５２の厚さは、押付部１５４の厚さより厚く、押付部１５４とメタルバックプレート１３０との間に押付空間を有し、第２端部１４２が押付空間に位置する。

図４に示すように、設置時に、押さえブロック１５０の固定部１５２をボルト１５６であらかじめ通して、押さえブロック１５０をメタルバックプレート１３０に結合してもよいが、ボルト１５６の仮締めすることで、押付部１５４とメタルバックプレート１３０との間の押付空間を拡大させる。次に、第２端部１４２を押付部１５４とメタルバックプレート１３０との間に挿入し、ボルト１５６の本締めをした後、押さえブロック１５０の固定部１５２をメタルバックプレート１３０に固定し、押付部１５４で第２端部１４２をメタルバックプレート１３０に押し付け、ヒートパイプ１４０とメタルバックプレート１３０との間に熱伝導経路を形成させる。
押さえブロック１５０および第２端部１４２の位置は、メタルバックプレート１３０の外側面が非突出状態に維持されるようにメタルバックプレート１３０とプリント基板１１０との間に位置することが好ましい。ただし、押さえブロック１５０および第２端部１４２は、メタルバックプレート１３０の外側面に位置することは除外されない。

さらに、図１、図２、図３および図４に示すように、プリント基板１１０は、プリント基板１１０の側縁に位置するスロット１１４を備え、スロット１１４が側縁で開口している。設置時、屈曲部１４３は、水平移動によりスロット１１４に入り、屈曲部１４３がスロット１１４を通させることができ、屈曲部１４３を側縁の外に突出させることがない。これにより、屈曲部１４３の位置が突出構造によって制限されることなく、屈曲部１４３は、プリント基板１１０のいずれか縁端に配置されることができる。例えばポートアセンブリの近傍に位置する。同時に、スロット１１４は、単一の穴部よりもヒートパイプ１４０を設置するのが容易であり、ヒートパイプ１４０の第１端部１４１および第２端部１４２の長さを制限しない。Ｕ字形のヒートパイプ１４０を単一の穴部に通すと、第１端部１４１および第２端部１４２の長さが必ず制限され、そうでなければ、組み立て時、ヒートパイプ１４０を通すことができないことで、第１端部１４１および第２端部１４２がプリント基板１１０の両側に各々設けられる配置を形成する。

本実施形態では、メタルバックプレート１３０の形状は、プリント基板１１０の形状とほぼ同じで、すなわち、メタルバックプレート１３０はプリント基板１１０の裏面１１０ｂのすべてを覆う。この大型のメタルバックプレート１３０は、最大の空冷表面積を提供できる。

図５に示すように、別の実施形態では、メタルバックプレート１３０の面積は、プリント基板１１０の面積より小さいため、メタルバックプレート１３０がプリント基板１１０の裏面１１０ｂの一部のみを覆う。この場合において、ヒートシンク１２０およびメタルバックプレート１３０は、対応して配置でき、プリント基板１１０上のメタルバックプレート１３０の投影がプリント基板１１０上のヒートシンク１２０の投影と重なるように対応して配置されてもよい。この場合において、ヒートパイプ１４０の設計は、ヒートパイプ１４０の形状がより一般的なＵ字形になり、第１端部１４１の長さが第２端部１４２の長さと等しいように簡素化させることができる。

図６に示すように、更なる実施形態では、メタルバックプレート１３０の面積は、プリント基板１１０の面積よりも小さいが、プリント基板１１０上のメタルバックプレート１３０の投影がプリント基板１１０上のヒートシンク１２０の投影と完全に重なるわけではない。特に、メタルバックプレート１３０は、凹状の切欠きブおよび開口部を有する不規則な形状であり得る。
凹状の切欠き部および開口部は、プリント基板１１０の裏面１１０ｂ上の発熱スポットがメタルバックプレート１３０によって覆われないように、プリント基板１１０の裏面１１０ｂの一部を露出させることができる。また、メタルバックプレート１３０またはヒートシンク１２０が１つに限定されず、プリント基板用ヒートシンクアセンブリ１００には複数のメタルバックプレート１３０あるいは複数のヒートシンク１２０を配置してもよく、複数のメタルバックプレート１３０の間または複数のヒートシンク１２０の間はヒートパイプ１４０を互い接続し、その後ヒートパイプ１４０によって複数のメタルバックプレート１３０または複数のヒートシンク１２０のうちのいずれかを接続することができる。

ヒートシンク１２０が発熱領域１１２で吸熱した後、放熱性能で放熱するのに加え、ヒートパイプ１４０を通じて熱エネルギーをメタルバックプレート１３０に伝達することができ、メタルバックプレート１３０に大表面積を利用して空冷放熱させることで、放熱効果を高める。さらに、押さえブロック１５０をメタルバックプレート１３０とヒートパイプ１４０に結合することによって、取付過程も簡素化され、押さえブロック１５０をメタルバックプレート１３０に結合する信頼性を高める。

１００ プリント基板用ヒートシンクアセンブリ
１１０ プリント基板
１１０ａ 表面
１１０ｂ 裏面
１１２ 発熱領域
１１４ スロット
１１６ 接続ポスト
１２０ ヒートシンク
１３０ メタルバックプレート
１４０ ヒートパイプ
１４１ 第１端部
１４２ 第２端部
１４２１ 第１接触面
１４２２ 第２接触面
１４３ 屈曲部
１４４ 伝熱媒体
１５０ 押さえブロック
１５２ 固定部
１５４ 押付部
１５６ ボルト

Claims (11)

1. 表面と、裏面と、を備え、かつ前記表面に少なくとも１つの発熱領域を有するプリント基板と、
   前記発熱領域に設けられたヒートシンクと、
   前記プリント基板の裏面から間隔を空けて設けられたメタルバックプレートと、
   第１端部と、屈曲部と、第２端部と、を備え、前記第１端部が前記ヒートシンクに接続され、前記第２端部が前記メタルバックプレートに接触し、前記屈曲部が前記プリント基板の一側縁で前記第１端部および前記第２端部に接続されるヒートパイプと、
   前記メタルバックプレートに固定されると共に前記メタルバックプレートに第２端部を押し付ける押さえブロックと、を含む、
   プリント基板用ヒートシンクアセンブリ。
2. 複数の接続ポストをさらに含み、前記プリント基板と前記メタルバックプレートとの間が前記複数の接続ポストで接続されている、請求項１に記載のプリント基板用ヒートシンクアセンブリ。
3. 前記メタルバックプレートは、前記プリント基板の裏面のすべてを覆っている、請求項１に記載のプリント基板用ヒートシンクアセンブリ。
4. 前記メタルバックプレートは、前記プリント基板の裏面の一部を覆っている、請求項１に記載のプリント基板用ヒートシンクアセンブリ。
5. 前記プリント基板上の前記メタルバックプレートの投影は、前記プリント基板上の前記ヒートシンクの投影と重なる、請求項４に記載のプリント基板用ヒートシンクアセンブリ。
6. 前記第２端部は、扁平状であり、前記押さえブロックおよび前記メタルバックプレートにそれぞれ接触する第１接触面および第２接触面を有する、請求項１に記載のプリント基板用ヒートシンクアセンブリ。
7. 前記第１接触面と前記押さえブロックとの間に伝熱媒体が設けられ、および／または前記第２接触面と前記メタルバックプレートとの間に伝熱媒体が設けられる、請求項６に記載のプリント基板用ヒートシンクアセンブリ。
8. 前記押さえブロックおよび前記第２端部は、前記メタルバックプレートと前記プリント基板との間に位置する、請求項１に記載のプリント基板用ヒートシンクアセンブリ。
9. 前記押さえブロックは、固定部と、前記固定部から延びる押付部と、を有し、前記固定部が前記メタルバックプレートに固定され、前記押付部が第２端部に押し付けられる、請求項１に記載のプリント基板用ヒートシンクアセンブリ。
10. 前記固定部の厚さは、前記押付部の厚さより厚く、前記押付部と前記メタルバックプレートとの間に押付空間を有し、前記第２端部が前記押付空間に位置する、請求項９に記載のプリント基板用ヒートシンクアセンブリ。
11. 前記プリント基板は、前記プリント基板の側縁に位置するスロットを備え、前記スロットが側縁において開口し、前記屈曲部が前記スロットを挿通する、請求項１に記載のプリント基板用ヒートシンクアセンブリ。

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