JP3663616B2 - ヒートシンクの熱伝導ラバー体 - Google Patents

ヒートシンクの熱伝導ラバー体 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器で使用する電子部品、たとえばIC(半導体集積回路)と、そのICを放熱するためのヒートシンクとを結合するためのヒートシンクの熱伝導ラバー体に関するものである。
【0002】
特に、本発明は、締結部品を使用せずに電子部品にヒートシンクを取り付けることを可能として、電子機器の小型化が容易なヒートシンクの熱伝導ラバー体に関するものである。
【0003】
【従来の技術】
電子機器で使用する電子部品、たとえば、ICは、基板上に搭載するのが一般的である。そして、近年の高速化の要求に伴い電子部品、たとえば、ICの発熱量は増加しており、電子部品、たとえば、ICを如何に冷却するかが、重要な課題となっている。
【0004】
図7は、従来より一般に使用されている従来例の構成説明図である。
図において、IC1は、基板2上に搭載されている。
発熱量の大きいIC1を冷却するさいには、IC1の上に熱伝導率の良い、熱伝導ラバー3を付け、その上にヒートシンク4を置いて放熱をおこなう。
【0005】
IC1と熱伝導ラバー3とヒートシンク4とを密着させるためには、以下の構造が採用されている。
基板2上には穴5が設けられている。そして、ヒートシンク4を押さえつけるためのバネ板6に設けられたネジ穴7と、基板上の穴5とを、スペーサ8を介してネジ9で固定する。
【0006】
バネ板6の突起11は、ヒートシンク4に対して、IC1を押し付けるようになっている。
即ち、バネ板6は、熱伝導ラバー3が、IC1とヒートシンク4とから剥がれないようにするために、押さえ付ける働きをしている。
【0007】
この押え付ける力は、熱伝導ラバー3が、IC1とヒートシンク4とから離れると、IC1の熱がヒートシンク4へ伝導出来なくなる為必要である。
IC1の熱がヒートシンク4へ伝導出来なくなると、IC1の温度が上昇し、IC1の破壊、或いは、IC1の信頼性が低下する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような装置において、基板2に穴5を設け、また、締結部品を使用する事は、電子部品の実装に制約を設け、電子機器の小型化を阻害し、安価にする事が出来ない。
【0009】
本発明は、上記の課題を解決するものである。
本発明の目的は、締結部品を使用せずに電子部品にヒートシンクを取り付けることを可能として、電子機器の小型化が容易なヒートシンクの熱伝導ラバー体を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明では、
(1)電子部品とヒートシンクとの間に設けられ電子部品の熱をヒートシンクに伝達するヒートシンクの熱伝導ラバー体において、
前記電子部品に吸着しこの電子部品と空気室を構成する第1の吸盤部と、前記ヒートシンクに吸着しこのヒートシンクと空気室を構成する第2の吸盤部と、前記第1の吸盤部と前記第2の吸盤部とを連結し前記第1の吸盤部と前記第2の吸盤部との位置変位を吸収するくびれ部とを具備したことを特徴とするヒートシンクの熱伝導ラバー体。
(2)シリコンゴムよりなるヒートシンクの熱伝導ラバー体が使用された事を特徴とする(1)記載のヒートシンクの熱伝導ラバー体。
(3)第1,第2の吸盤部として円形状の吸盤部が使用された事を特徴とする(1)又は(2)記載のヒートシンクの熱伝導ラバー体。
を構成したものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。
図1は本発明の一実施例の要部構成斜視説明図、図2は図1の要部詳細説明図、図3は図1の側面図、図4は図1の実際使用例の説明図、図5は図4の動作説明図、図6は図4の動作説明図である。
図において、図7と同一記号の構成は同一機能を表す。
以下、図7と相違部分のみ説明する。
【0012】
図において、 基板2上には、IC1を主要部品とした電子部品が搭載されている。
ヒートシンク4には、IC1とヒートシンク4とを結合したときのアッセンブリを、筐体21で支えるために、ガイド挿入用のレール41,42が設けられている。
【0013】
熱伝導ラバー22体は、IC1とヒートシンク4とを熱的に結合させるためにある。
図2に、熱伝導ラバー体22を、図1の矢視Xから見た側面図を示す。
熱伝導ラバー体22は、IC1とヒートシンク4とを、熱的に結合するために、吸盤型の形状をなす第1,第2の吸盤部221,222とを両側に有している。
【0014】
また、IC1とヒートシンク4が、位置ずれを起こしたときの力を元に戻すために、第1,第2の吸盤部221,222とを連結するくびれ部223を有する。
くびれ部223は、第1,第2の吸盤部221,222の外形直径よりも小さな外形直径を有し、熱伝導ラバー体22全体形状からすると、丁度くびれた形を成している。
【0015】
この場合は、熱伝導ラバー体22はシリコンゴムよりなる。また、第1,第2の吸盤部221,222は、円形状をなしている。
【0016】
以上の構成において、熱伝導ラバー体22の取り付け方法は、
(1)IC1の表面に、熱伝導ラバー体22を押し付け、IC1に熱伝導ラバー体22を吸着させる。
(2)熱伝導ラバー体22にヒートシンク4を押し付けて、ヒートシンク4と熱伝導ラバー体22とを吸着させる。
【0017】
次に、図3に示す如く、熱伝導ラバー体22をIC1に押し付けると、第1の吸盤部221が変形して、第1の吸盤部221とIC1の表面101との間の空気Aが密閉される。
【0018】
この後、変形した第1の吸盤部221は、元の形に戻ろうとするが、元の形は、第1の吸盤部221とIC1の表面101との間の密閉された空気Aの密度が小さくなる形状であるため、空気Aの空気圧が小さくなる。
【0019】
吸盤内の空気Aの空気圧が小さくなるため、第1の吸盤部221を変形しようとする力が、外の大気圧に押されて、第1の吸盤部221の変形を阻止しようとする。
【0020】
このため、第1の吸盤部221とICの表面101とは、密着を保ったまま結合される。
これは、ヒートシンク4と第2の吸盤部222との結合でも同様である。
【0021】
図4に、基板2とヒートシンク4とを結合した熱伝導ラバー体22の筐体21への実際の実装例を示す。
図4において、IC1とヒートシンク4とは、熱伝導ラバー体22を介して組み立てられている。
【0022】
ここで、筐体21は、基板2とヒートシンク4を実装するためのものである。筐体21には、基板2とヒートシンク4とを支えるためのガイド211,212,213,214が付いている。
カバー23は、筐体21のふたである。
【0023】
以上の構成において、基板2とヒートシンク4との、筐体21への取り付け方法は、
(1)基板2の端面201,202を筐体21のガイド211,212へ、また、ヒートシンク4の端面401,402を筐体21のガイド213,214へそれぞれ挿入する。
(2)筐体21にカバー23を取付けて、組み立てる。
【0024】
図5,図6に、IC1とヒートシンク4とが、筐体21内で、位置的な変化をした場合の、熱伝導ラバー体22の働きについて示す。
図5,図6は、筐体21内に実装された基板2、ヒートシンク4、熱伝導ラバー体22を基板2の板厚方向から見た図を示す。
【0025】
図5に示すように、振動・衝撃等により、IC1とヒートシンク4とが、お互いに離れる方向に力F1が加わったとすると、ICの表面101、ヒートシンク4の表面403に密着している吸盤部221,222が変形し、吸盤内にある空気Aの圧力が低くなる。
【0026】
変形しようとする力は外の大気圧に押されて吸盤部221,222の変形を阻止しようとする。そして、熱伝導ラバー体22は、自発的にIC1とヒートシンク4との変形を元に戻す働きをする。
【0027】
図6に示すように、振動・衝撃等により、IC1とヒートシンク4とが、お互いにくっつく方向に、力F2が加わったとすると、熱伝導ラバー体22のくびれ部223が変形するが、熱伝導ラバー体22の弾性による反発のために、熱伝導ラバー体22は、変形を元に戻そうとする。
つまり、熱伝導ラバー体22は、自発的にIC1とヒートシンク4との変形を元に戻す働きをする。
【0028】
この結果、
(1)第1,第2の吸盤部221,222を有する熱伝導ラバー体22は、密着させると、吸盤部221,222で付ける物体表面と、吸盤内との間に密閉された空気Aの空気圧と、吸盤外の大気圧との差により、熱伝導ラバー体22と吸盤部221,222で付ける物体とは、結合する事が出来る。
【0029】
従って、電子部品1と熱伝導ラバー体22とヒートシンク4とは、常に密着して結合する事ができる。
これは、熱伝導ラバー体22が自発的に電子部品1やヒートシンク4と結合する働きをする。
【0030】
この結果、常に、熱伝導ラバー3を密着させる目的で付けていた、締結部品(ネジ9、スペーサ8、バネ板6など)や基板2の穴5は必要なくなり、電子機器を安価にする事が出来る熱伝導ラバー体22が得られる。
【0031】
(2)また、基板2に開ける穴5が必要なくなったため、電子機器の小型化が出来る熱伝導ラバー体22が得られる。
【0032】
(3)ヒートシンク4が電子部品1から離れていくような何らかの力が加わった場合、吸盤部221,222内の空気圧がさらに低くなるため、第1,第2の吸盤部221,222を有する熱伝導ラバー体22は、自発的に電子部品1とヒートシンク4との位置変形を、元に戻す働きをする事が出来、堅牢な電子機器を提供する事が出来ると共に、常に、IC1からの熱をヒートシンク4に伝導出来、IC1の温度が上昇して、IC1の破壊、或いは、IC1の信頼性が低下することを防止することが出来る熱伝導ラバー体22が得られる。
【0033】
(4)ヒートシンク4が電子部品1に近づいていくような何らかの力が加わった場合、熱伝導ラバー体22の弾性力が、ヒートシンク4を電子部品1から離す方向に、ヒートシンク4を押し戻す働きをする事が出来、堅牢な電子機器を提供する事が出来ると共に、常に、IC1からの熱をヒートシンク4に伝導出来、IC1の温度が上昇して、IC1の破壊、或いは、IC1の信頼性が低下することを防止することが出来る熱伝導ラバー体22が得られる。
【0034】
(5)また、シリコンゴムよりなるヒートシンクの熱伝導ラバー体22が使用されれば、熱伝導特性が良好で、しかも、温度特性が良好な熱伝導ラバー体22が得られる。
【0035】
(6)また、第1,第2の吸盤部221,222として、円形状の吸盤部が使用されれば、吸着操作が容易で、取り扱い操作性が良好な熱伝導ラバー体22が得られる。
【0036】
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項1によれば、次のような効果がある。
(1)第1,第2の吸盤部を有する熱伝導ラバー体は、密着させると、吸盤部で付ける物体表面と、吸盤内との間に密閉された空気の空気圧と、吸盤外の大気圧との差により、熱伝導ラバー体と吸盤部で付ける物体とは結合する事が出来る。
【0038】
従って、電子部品と熱伝導ラバー体とヒートシンクとは、常に密着して結合する事ができる。
これは、熱伝導ラバー体が自発的に電子部品やヒートシンクと結合する働きをする。
【0039】
この結果、常に、熱伝導ラバーを密着させる目的で付けていた、締結部品(ネジ、スペーサ、バネなど)や基板の穴は必要なくなり、電子機器を安価にする事が出来る熱伝導ラバー体が得られる。
【0040】
(2)また、基板に開ける穴が必要なくなったため、電子機器の小型化が出来る熱伝導ラバー体が得られる。
【0041】
(3)ヒートシンクが電子部品から離れていくような何らかの力が加わった場合、吸盤部内の空気圧がさらに低くなるため、第1,第2の吸盤部を有する熱伝導ラバー体は、自発的に電子部品とヒートシンクとの位置変形を元に戻す働きをする事が出来ると共に、常に、ICからの熱をヒートシンクに伝導出来、ICの温度が上昇して、ICの破壊、或いは、ICの信頼性が低下することを防止することが出来る熱伝導ラバー体が得られる。
【0042】
(4)ヒートシンクが電子部品に近づいていくような何らかの力が加わった場合、熱伝導ラバー体の弾性力が、ヒートシンクを電子部品から離す方向にヒートシンクを押し戻す働きをする事が出来、堅牢な電子機器を提供する事が出来ると共に、常に、ICからの熱をヒートシンクに伝導出来、ICの温度が上昇して、ICの破壊、或いは、ICの信頼性が低下することを防止することが出来る熱伝導ラバー体が得られる。
【0043】
本発明の請求項2によれば、シリコンゴムよりなるヒートシンクの熱伝導ラバー体が使用されたので、熱伝導特性が良好で、しかも、温度特性が良好な熱伝導ラバー体が得られる。
【0044】
本発明の請求項3によれば、第1,第2の吸盤部として円形状の吸盤部が使用されたので、吸着操作が容易で、取り扱い操作性が良好な熱伝導ラバー体が得られる。
【0045】
従って、本発明によれば、締結部品を使用せずに電子部品にヒートシンクを取り付けることを可能として、電子機器の小型化が容易なヒートシンクの熱伝導ラバー体を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の要部構成斜視説明図である。
【図2】図1の要部詳細説明図である。
【図3】図1の側面図である。
【図4】本発明の実際の使用例の要部構成説明図である。
【図5】図4の動作説明図である。
【図6】図4の動作説明図である。
【図7】従来より一般に使用されている従来例の要部構成説明図である。
【符号の説明】
1 IC
101 表面
2 基板
201 端面
202 端面
4 ヒートシンク
41 レール
42 レール
401 端面
402 端面
21 筐体
211 ガイド
212 ガイド
213 ガイド
214 ガイド
22 熱伝導ラバー体
221 第1の吸盤部
222 第2の吸盤部
223 くびれ部
23 カバー

Claims (3)

  1. 電子部品とヒートシンクとの間に設けられ電子部品の熱をヒートシンクに伝達するヒートシンクの熱伝導ラバー体において、
    前記電子部品に吸着しこの電子部品と空気室を構成する第1の吸盤部と、
    前記ヒートシンクに吸着しこのヒートシンクと空気室を構成する第2の吸盤部と、
    前記第1の吸盤部と前記第2の吸盤部とを連結し前記第1の吸盤部と前記第2の吸盤部との位置変位を吸収するくびれ部と
    を具備したことを特徴とするヒートシンクの熱伝導ラバー体。
  2. シリコンゴムよりなるヒートシンクの熱伝導ラバー体が使用された事
    を特徴とする請求項1記載のヒートシンクの熱伝導ラバー体。
  3. 第1,第2の吸盤部として円形状の吸盤部が使用された事
    を特徴とする請求項1又は請求項2記載のヒートシンクの熱伝導ラバー体。
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