JP4473923B2 - 電子機器 - Google Patents

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Description

本発明は、放熱構造を備えた電子機器に関する。
多くの電子機器は、集積回路部品の冷却を促進する放熱構造を備える。
特許文献1は、ヒートシンクを備えた放熱構造を開示している。この放熱構造では、LSIパッケージの上面に、熱伝導性のゴムシートを介してヒートシンクを設置している。ヒートシンクを固定する板金部材は、LSIパッケージのすぐ傍で回路基板に固定されている。
特開平10−173113号公報
ところで、誤って電子機器を机の上や床に落とすと、その衝撃で電子機器内の回路基板が歪み、回路基板に実装された集積回路部品が破損するおそれがある。
本発明の目的は、集積回路部品の補強を図ることができる電子機器を得ることにある。
本発明の一つの形態に係る電子機器は、筐体と、上記筐体に収容された回路基板と、 上記回路基板に実装され、上記回路基板の中心から偏心した集積回路部品と、上記回路基板に実装された第1の電子部品と、上記回路基板に実装された第2の電子部品と、上記集積回路部品に対向し、上記集積回路部品に熱接続された放熱用部材と、上記放熱用部材に対向した本体部と上記回路基板に取り付けられて上記本体部を支持する第1の脚部および第2の脚部とを有し上記放熱用部材を固定する板金部材とを具備している。上記第1の脚部は、上記本体部から上記第1の電子部品を超えて延び、上記集積回路部品からみて上記第1の電子部品よりも外側の位置で上記回路基板に固定されている。上記第2の脚部は、上記本体部から上記第2の電子部品を超えて延び、上記集積回路部品からみて上記第2の電子部品よりも外側の位置で上記回路基板に固定されている。上記第1の脚部および上記第2の脚部のうち、上記集積回路部品の偏心側とは反対側に延びた一方の脚部は、上記集積回路部品の偏心側に延びた脚部に比べて、上記本体部から長く延びている。
本発明によれば、集積回路部品の補強を図ることができる。
以下に本発明の実施の形態を、デジタルメディアプレーヤーに適用した図面に基づいて説明する。
図1ないし図12は、本発明の一つの実施形態に係る電子機器としてのデジタルメディアプレーヤー1を開示している。図1に示すように、デジタルメディアプレーヤー1は、扁平箱形の筐体2を備えている。筐体2は、上壁3、周壁4、および下壁5を有している。周壁4は、前壁4a、左側壁4b、右側壁4c、および後壁4dを含んでいる。
図1に示すように、前壁4aには、メモリカード11が差し込まれる差込口部12が設けられている。この差込口部12の奥には、メモリカードスロット13(図4参照)が実装されている。メモリカード11の一例は、SDメモリカード(Secure Digital memory card)である。なお、メモリカード11の種類は上記例に限定されるものではなく、種々のメモリカードが適用可能である。また前壁4aには、電源ボタン14やリセットボタン15が設けられている。
図1に示すように、左側壁4bには、複数の放熱孔部16が格子状に設けられている。なお、右側壁4cにも同様に、複数の放熱孔部16が格子状に設けられている。
図2に示すように、後壁4dには、電源コネクタ17、LAN(Local Area Network)コネクタ18、HDMI(High-Definition Multimedia Interface)コネクタ19、AV(Audio and Visual)コネクタ20、およびUSB(Universal Serial Bus)コネクタ21が設けられている。デジタルメディアプレーヤー1は、例えばHDMIコネクタ19に接続されるケーブルによってテレビなどの表示装置に接続される。デジタルメディアプレーヤー1は、メモリカード11に記憶された例えば映像データをテレビなどに表示する再生機である。
図3に示すように、筐体2は、回路基板23を収容している。図6に示すように、回路基板23は、平面視で例えば四辺形状、さらに言えば略正方形状をしている。図3に示すように、回路基板23の外形形状は、筐体2の内部空間の水平断面形状と略同じ大きさをしている。
図6に示すように、回路基板23は、4つの隅部24,25,26,27を有している。この隅部24,25,26,27は、それぞれ、ねじ28(図3参照)が挿通される挿通孔部29が設けられている。
図3に示すように、筐体2は、回路基板23の挿通孔部29に対向する固定部30を有している。固定部30は、ねじ28が螺合するねじ穴部31が設けられている。回路基板23の挿通孔部29を通ったねじ28が筐体2のねじ穴部31に係合することで、回路基板23が筐体2に固定されている。
図3、図5ないし図8に示すように、回路基板23には、集積回路部品33、並びに第1および第2の電子部品34,35が実装されている。第1の電子部品34は、本発明でいう「電子部品」の一例である。第2の電子部品35は、本発明でいう「他の電子部品」の一例である。
集積回路部品33は、例えば、回路基板23に実装された種々の電子部品のなかで発熱量が相対的に大きく、放熱対象となる部品である。集積回路部品33は、例えばCPUなどが該当する。本実施形態に係る集積回路部品33は、例えば映像の処理などを行うグラフィック系の部品である。
図3に示すように、集積回路部品33は、例えばBGA(Ball Grid Array)タイプの半導体パッケージである。集積回路部品33は、基板33a、シリコンダイ33b、モールド樹脂33c、および複数のバンプ33dを有している。なお集積回路部品33の種類は、BGAタイプに限定されるものではない。
図6に示すように、集積回路部品33は、回路基板23の中央部に実装されている。ここで、互いに対角となる隅部24,25,26,27同士を結ぶ二つの対角線L1,L2の交点Cを、回路基板23の中心とすると、集積回路部品33の一部(例えば端部)が回路基板23の中心(すなわち交点C)に重なる。
第1および第2の電子部品34,35は、集積回路部品33が実装された回路基板23の基板面23aと同じ基板面23aに実装されている。第2の電子部品35は、例えば、集積回路部品33に対して第1の電子部品34とは反対側に実装されている。
第1および第2の電子部品34,35の種類や大きさは特に限定されない。第1および第2の電子部品34,35は、例えば、他の集積回路部品、トランジスタ、またはダイオードなどの能動素子であってもよく、またはコンデンサやコイルなどの受動素子であってもよい。
図3に示すように、筐体2は、ヒートシンク41と、板金部材42とを収容している。ヒートシンク41は、本発明でいう「放熱用部材」の一例である。ヒートシンク41は、基部44と、この基部44に立設された複数のピン45とを有している。図6に示すように、複数のピン45は、互いの間に縦横それぞれ間隔を空けて格子状に設けられている。ヒートシンク41は、平面視において正方形状をしている。
図3に示すように、ヒートシンク41は、その基部44を集積回路部品33に向けて、集積回路部品33に対向している。ヒートシンク41と集積回路部品33との間には、熱伝導部材47が介在されている。熱伝導部材47は、例えばクールシート(熱伝導シート)である。ヒートシンク41は、熱伝導部材47を介して、集積回路部品33に熱接続されている。なお熱伝導部材47は、クールシートの代わりに、熱伝導グリスであってもよい。
デジタルメディアプレーヤー1を使用すると、集積回路部品33が発熱する。発熱した熱の一部は、熱伝導部材47を介してヒートシンク41に伝えられ、ヒートシンク41にて放熱される。
図3および図4に示すように、板金部材42は、ヒートシンク41を固定する部材である。板金部材42は、本体部50と、第1および第2の脚部51,52とを有する。本体部50は、回路基板23とは反対側からヒートシンク41に対向している。第1および第2の脚部51,52は、それぞれ本体部50から延びるとともに、回路基板23に取り付けられて本体部50を支持している。
図5に示すように、本体部50は、例えばヒートシンク41よりも一回り大きな板状に形成されている。本体部50は、例えば回路基板23のセンターコア部54と同じ、若しくはセンターコア部54よりも一回り大きな大きさを有している。なおセンターコア部54とは、集積回路部品33を一回り大きくした領域を指し、例えば集積回路部品33とその集積回路部品33のすぐ隣に配置された電子部品55にかかる領域のことである。このセンターコア部54には、集積回路部品33に関する回路(いわゆるメイン回路)が高密度に配線されている。つまり、板金部材42に覆われる領域の内側に、集積回路部品33に関する配線および関連部品の大部分が高密度に実装されている。
図5に示すように、板金部材42は、回路基板23の中央部に実装されている。互いに対角となる隅部24,25,26,27同士を結ぶ二つの対角線L1,L2の交点Cを、回路基板23の中心とすると、板金部材42は回路基板23の中心(すなわち交点C)に重なる。
図3に示すように、板金部材42の本体部50とヒートシンク41との間には、柔軟性部材58が介在されている。柔軟性部材58は、ヒートシンク41の複数のピン45の先端部45aと板金部材42との間に挟まれている。柔軟性部材58の一例は、スポンジ部材である。本体部50は、柔軟性部材58を介して、ヒートシンク41を集積回路部品33に向けて押さえている。これにより、ヒートシンク41の位置が固定されている。
図3および図5に示すように、板金部材42の第1の脚部51は、本体部50から、例えば複数の第1の電子部品34を超えて延びている。第1の脚部51は、集積回路部品33からみて第1の電子部品34よりも外側(回路基板23の周縁側)の位置で回路基板23に固定されている。
同様に、第2の脚部52は、本体部50から、例えば複数の第2の電子部品35を超えて延びている。第2の脚部52は、集積回路部品33からみて第2の電子部品35よりも外側(回路基板23の周縁側)の位置で回路基板23に固定されている。なお第2の脚部52は、本発明でいう「他の脚部」の一例である。
第1および第2の脚部51,52は、本体部50に対して、互いに反対方向に延びている。第1の脚部51は、本体部50から回路基板23の一つの隅部26側に延びている。第2の脚部52は、本体部50から、上記隅部26とは対角となる隅部24側に延びている。板金部材42は、回路基板23の互いに対角となる隅部25,27同士を結ぶ対角線L2を跨いでいる。
図6に示すように、集積回路部品33は、例えば、回路基板23の中心(交点C)に対して偏心した位置に実装されている。本実施形態に係る集積回路部品33は、回路基板23の中心に対して、隅部24側に偏って配置されている。
図5に示すように、板金部材42の第1および第2の脚部51,52のうち、集積回路部品33の偏心側とは反対側に延びた一方の脚部(第1の脚部51)は、集積回路部品33の偏心側に延びた脚部(第2の脚部52)に比べて、上記本体部50から長く延びている。
図3ないし図5に示すように、第1および第2の脚部51,52は、それぞれ延伸部61と、固定部62とを有する。延伸部61は、本体部50と同じ厚さの板状に形成され、本体部50から水平方向に延びている。延伸部61は、その基端部が本体部50と同じ幅を有するとともに、本体部50から離れるに従いその幅が細くなっている。
固定部62は、延伸部61の先端部から回路基板23を向いて延びている。固定部62の先端部62aは、回路基板23と平行になるように折れ曲がっている。この先端部62aには、例えばねじ穴部63が設けられている。
図3および図6に示すように、回路基板23は、板金部材42のねじ穴部63に連通する挿通孔部64を有する。回路基板23の裏側から挿通孔部64を通されたねじ65がねじ穴部63に係合すると、板金部材42が回路基板23に固定される。
以上を換言すると、板金部材42の形状は、センターコア部54から挿通孔部64へ向けて引き伸ばした形状となっている。図7に示すように、複数の第1の電子部品34は、集積回路部品33と、第1の脚部51が固定される挿通孔部64との間に実装されている。図8に示すように、複数の第2の電子部品35は、集積回路部品33と、第2の脚部52が固定される挿通孔部64との間に実装されている。
図5に示すように、柔軟性部材58は、例えば平面視で長方形状をしている。柔軟性部材58の幅は、ヒートシンク41の幅に比べて小さい。柔軟性部材58は、例えばヒートシンク41の中央部のみを覆っている。
本体部50は、柔軟性部材58に対向した(接した)中央部50aと、この中央部50aの両側に設けられ、柔軟性部材58を外れた一対の側部50bとを有する。この側部50bには、それぞれ第1の開口部71が設けられている。第1の開口部71は、柔軟性部材58の長手方向に沿って、柔軟性部材58と平行となる長方形状をしている。ヒートシンク41の一部は、第1の開口部71を通じて板金部材42の外側に露出している。
図5および図10に示すように、板金部材42は、第1の爪部72を有する。第1の爪部72は、例えば第1の開口部71の長手方向の縁部71aに設けられている。換言すれば、一枚の板材から第1の爪部72となる部分を切り起した領域が第1の開口部71を形成している。第1の爪部72は、第1の開口部71を通じて板金部材42の外側に露出している。
図10に示すように、第1の爪部72は、本体部50からヒートシンク41に向いて突出し、ヒートシンク41のピン45とピン45との間に入り込んでいる。第1の爪部72は、ヒートシンク41の基部44との間に隙間Sを空けている。図12に示すように、第1の爪部72は、主部72aと、先端部72bとを有する。主部72aは、ピン45とピン45との間に位置し、ピン45に向かい合っている。第1の爪部72の主部72aは、ヒートシンク41の位置を固定する。
図11および図12に示すように、先端部72bは、ヒートシンク41の基部44の側方に位置しており、主部72aがピン45に向かい合う方向に対して直交する方向にてヒートシンク41の基部44に対向している。第1の爪部72の先端部72bは、ヒートシンク41が集積回路部品33からはずれることを防止する。
図5および図9に示すように、板金部材42には、一対の第2の開口部74が設けられている。第2の開口部74は、柔軟性部材58の長手方向の前後に設けられている。板金部材42は、第2の爪部75を有する。第2の爪部75は、例えば第2の開口部74の縁部74aに設けられている。換言すれば、一枚の板材から第2の爪部75となる部分を切り起した領域が第2の開口部74を形成している。
図9に示すように、一対の第2の爪部75は、その間に柔軟性部材58を挟むように、柔軟性部材58の長手方向の両側から柔軟性部材58に対向している。第2の爪部75は、柔軟性部材58の位置を固定するとともに、柔軟性部材58がヒートシンク41の上からはずれることを防止する。
このような構成のデジタルメディアプレーヤー1によれば、集積回路部品33の補強を図ることができる。すなわち、板金部材42の第1の脚部51が本体部50から第1の電子部品34を超えて延び、集積回路部品33からみて第1の電子部品34よりも外側の位置で回路基板23に固定されている。つまり、板金部材42の脚部51が、集積回路部品33の周辺(集積回路部品33の傍)ではなく、集積回路部品33から離れたところで回路基板23に固定されている。すなわち、板金部材42の第1および第2の脚部51,52が互いに比較的離れた位置で回路基板23に固定されている。
第1および第2の脚部52が互いに比較的離れた位置で回路基板23に固定されていると、回路基板23の比較的広範な領域が板金部材42によって支持され、回路基板23が歪みにくく(すなわち撓みにくく)なっている。つまり、板金部材42は、ヒートシンク41を固定する固定部品として機能するだけでなく、回路基板23に対する補強板(バックプレート)としても機能する。
これにより、デジタルメディアプレーヤー1を誤って机の上や床などに落としたとしても、その衝撃によっては回路基板23が歪みにくくなっており、回路基板23に実装された集積回路部品33が破損しにくくなっている。つまり、デジタルメディアプレーヤー1は、対落下衝撃性、および対信頼性が向上している。これは、例えば強度が弱いプラスチック製の筐体を有する電子機器に適用された場合にさらに効果を発揮する。
さらに、板金部材42の脚部51が、集積回路部品33の周辺(集積回路部品33の傍)ではなく、集積回路部品33から離れたところで回路基板23に固定されると、集積回路部品33の周辺部に固定用の挿通孔やねじ穴を設けなくて済む。そのため、挿通孔やねじ穴に妨げられることなく配線レイアウトを設計することができ、集積回路部品33の配線や関連部品を高密度に配置することができる。
板金部材42の第2の脚部52が本体部50から第2の電子部品35を超えて延び、集積回路部品33からみて第2の電子部品35よりも外側の位置で回路基板23に固定されていると、回路基板23のさらに広範な領域が板金部材42によって補強されることになる。そのため、回路基板23がさらに歪みにくくなり、集積回路部品33がより破損しにくくなる。
板金部材42がヒートシンク41のピン45とピン45との間に入り込んだ第1の爪部72を有すると、他の部材を用いることなく、この第1の爪部72によりヒートシンク41の位置を固定することができる。これは放熱構造の単純化、部品点数の削減などに寄与する。
第1の爪部72の先端部72bが当該爪部72の主部72aとは異なる方向からヒートシンク41に対向すると、ヒートシンク41の位置が複数の方向から規制され、ヒートシンク41が位置ずれを起こしにくくなる。これによりヒートシンク41が集積回路部品33から外れることを防止することができる。
板金部材42とヒートシンク41との間に柔軟性部材58を備えると、集積回路部品33の部品公差を吸収することができる。またこの柔軟性部材58を有することで、板金部材42として比較的ばね性が低いものをも使用することができる。ばね性が低い板金部材42が使用できると、板金部材42の補強板としての機能が発揮されやすく、集積回路部品33がより破損しにくくなる。
集積回路部品33が回路基板23の中心部(すなわち概ね基板の中心)に配置されていると、板金部材42も回路基板23の中心を覆うように設置されるので、板金部材42によって回路基板23の全体が補強されやすくなる。これにより、回路基板23がさらに歪みにくくなり、集積回路部品33がより破損しにくくなる。これは、回路基板23の互いに対角となる隅部25,27同士を結ぶ対角線L2を板金部材42が跨いでいる場合も同じである。
集積回路部品33は、回路基板23のレイアウトの都合上、回路基板23の中心に一致させて配置できないことも多い。このような偏心した位置に実装された集積回路部品33に対して第1およい第2の脚部51,52の長さが互いに同じ板金部材42を用いると、回路基板23の特定の領域だけが補強されることになる。しかしながら、集積回路部品33の偏心側とは反対側に延びた脚部51が、集積回路部品33の偏心側に延びた脚部52に比べて本体部50から長く延びていると、回路基板23の全体(全領域)がバランス良く補強されることになる。これは、集積回路部品33の破損のおそれをさらに小さくする。
板金部材42の第1の開口部71がヒートシンク41を露出させていると、ヒートシンク41から熱がより放出されやすく。すなわちヒートシンク41の放熱性能が向上する。またこの第1の開口部71を通じて第1の爪部72が露出されると、第1の爪部72によるヒートシンク41の固定位置や固定状態を確認することができる。
以上、本発明の一つの実施形態に係るデジタルメディアプレーヤー1について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。本発明は、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
例えば、板金部材は、3つ以上の脚部を有するものでもよい。本発明でいう「放熱用部材」は、ヒートシンクに限定されるものではなく、例えばヒートパイプのような熱輸送部材であってもよい。本発明が適用可能な電子機器は、デジタルメディアプレーヤーに限らない。本発明は、DVDプレーヤーなどの映像端末電子機器やその他の電子機器にも適用することができる。
本発明の一つの実施形態に係るデジタルメディアプレーヤーの斜視図。 図1中に示されたデジタルメディアプレーヤーの後壁を示す斜視図。 図1中に示されたデジタルメディアプレーヤーの断面図。 図3中に示された回路基板と板金部材の斜視図。 図3中に示された回路基板と板金部材の平面図。 図3中に示された回路基板の平面図。 図6中に示された回路基板のF7線で囲まれた領域を拡大した平面図。 図6中に示された回路基板のF8線で囲まれた領域を拡大した平面図。 図5中に示された回路基板と板金部材のF9−F9線に沿う断面図。 図5中に示された回路基板と板金部材のF10−F10線に沿う断面図。 図5中に示された回路基板と板金部材のF11−F11線に沿う断面図。 図11中に示された回路基板と板金部材のF12−F12線に沿う断面図。
符号の説明
L2…対角線、C…交点、1…デジタルメディアプレーヤー、2…筐体、23…回路基板、33…集積回路部品、34,35…電子部品、41…ヒートシンク、42…板金部材、45…ピン、50…本体部、50a…中央部、50b…側部、58…柔軟性部材、71…開口部、72…爪部。

Claims (9)

  1. 筐体と、
    上記筐体に収容された回路基板と、
    上記回路基板に実装され、上記回路基板の中心から偏心した集積回路部品と、
    上記回路基板に実装された第1の電子部品と、
    上記回路基板に実装された第2の電子部品と、
    上記集積回路部品に対向し、上記集積回路部品に熱接続された放熱用部材と、
    上記放熱用部材に対向した本体部と、上記回路基板に取り付けられて上記本体部を支持する第1の脚部および第2の脚部とを有し、上記放熱用部材を固定する板金部材と、を具備しており、
    上記第1の脚部は、上記本体部から上記第1の電子部品を超えて延び、上記集積回路部品からみて上記第1の電子部品よりも外側の位置で上記回路基板に固定され、上記第2の脚部は、上記本体部から上記第2の電子部品を超えて延び、上記集積回路部品からみて上記第2の電子部品よりも外側の位置で上記回路基板に固定され、
    上記第1の脚部および上記第2の脚部のうち、上記集積回路部品の偏心側とは反対側に延びた一方の脚部は、上記集積回路部品の偏心側に延びた脚部に比べて、上記本体部から長く延びたことを特徴とする電子機器。
  2. 請求項1に記載の電子機器において、
    上記放熱用部材は、複数のピンを有したヒートシンクであり、
    上記板金部材は、上記本体部から上記ヒートシンクに向いて突出し、上記ピンとピンとの間に入り込んだ爪部を有したことを特徴とする電子機器。
  3. 請求項2に記載の電子機器において、
    上記板金部材の爪部は、上記ピンとピンとの間に位置した主部と、上記主部が上記ピンに向かい合う方向に対して直交する方向にて上記放熱用部材に対向した先端部とを有したことを特徴とする電子機器。
  4. 請求項1に記載の電子機器において、
    上記板金部材の本体部と上記放熱用部材との間に介在された柔軟性部材を備えたことを特徴とする電子機器。
  5. 請求項1に記載の電子機器において、
    上記回路基板の互いに対角となる隅部同士を結ぶ二つの対角線の交点に、上記集積回路部品の一部が重なることを特徴とする電子機器。
  6. 請求項1に記載の電子機器において、
    上記板金部材は、上記回路基板の互いに対角となる隅部同士を結ぶ対角線を跨いでいることを特徴とする電子機器。
  7. 請求項4に記載の電子機器において、
    上記板金部材の本体部は、上記柔軟性部材に対向した中央部と、上記柔軟性部材を外れた側部とを有しており、上記側部には、上記放熱用部材の一部を露出させる開口部が設けられていることを特徴とする電子機器。
  8. 筐体と、
    上記筐体に収容され、第1の端部と、この第1の端部とは反対側に位置する第2の端部とを有した回路基板と、
    上記回路基板に実装され、上記第2の端部よりも上記第1の端部の近くに配置された集積回路部品と、
    上記回路基板に実装された第1の電子部品と、
    上記回路基板に実装された第2の電子部品と、
    上記集積回路部品に対向し、上記集積回路部品に熱接続された放熱用部材と、
    上記放熱用部材に対向した板状部分と、上記板状部分の端部に設けられ上記回路基板に取り付けられた第1の固定部および第2の固定部とを有して上記放熱用部材を固定する板金部材と、を具備しており、
    上記板状部分は、上記集積回路部品に対向する領域から上記第1の電子部品および上記第2の電子部品に其々対向する領域に広がり、上記第1の固定部は、上記第1の電子部品と上記第1の端部との間に位置し、上記第2の固定部は、上記第2の電子部品と上記第2の端部との間に位置し、
    上記板状部分は、上記集積回路部品に対向する領域から、上記第1の端部側よりも上記第2の端部側に大きく延びたことを特徴とする電子機器。
  9. 筐体と、
    上記筐体に収容され、第1の端部と、この第1の端部とは反対側に位置する第2の端部とを有した回路基板と、
    上記回路基板に実装され、上記第2の端部よりも上記第1の端部の近くに配置された集積回路部品と、
    上記回路基板に実装された第1の電子部品と、
    上記回路基板に実装された第2の電子部品と、
    上記集積回路部品に対向し、上記集積回路部品に熱接続された放熱用部材と、
    上記集積回路部品と上記第1の電子部品と上記第2の電子部品とに対向する領域を有するとともに上記第1の端部側よりも上記第2の端部側に大きく延びた対向部分と、上記第1の電子部品と上記第1の端部との間に位置して上記対向部分と上記回路基板とを接続した第1の接続部と、上記第2の電子部品と上記第2の端部との間に位置して上記対向部分と上記回路基板とを接続した第2の接続部とを有し、上記放熱用部材を固定する板金部材と、
    を具備したことを特徴とする電子機器。
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