JP4498163B2 - 電子機器の放熱装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えばデジタルテレビジョン放送受信装置等の電子機器に係り、特にその発熱する回路部品に対して放熱を行なうための放熱装置の改良に関する。

周知のように、近年では、テレビジョン放送のデジタル化が推進されている。例えば、日本国内においては、ＢＳ（Broadcasting Satellite）デジタル放送及び１１０度ＣＳ（Communication Satellite）デジタル放送等の衛星デジタル放送だけでなく、地上デジタル放送も開始されている。

このようなデジタルテレビジョン放送を受信するデジタル放送受信装置にあっては、特に映像系のデジタルデータに対して高速処理を行なうことが要求されており、その高速処理を実行するＬＳＩ（large scale integration）等の回路部品が発熱することから、放熱対策を施すことが肝要となる。

特許文献１には、シールドケースの回路基板面と平行な平面に孔を形成し、この孔の周縁部に、回路基板に実装された発熱部品と接触する金属製別個片を取着させる構成が開示されている。この場合、金属製別個片は、シールドケースの平面と平行に突出された一対の突起により孔の周縁部を厚み方向に挟むことで、シールドケースに取着される。

特許文献２にも、シールドケースの回路基板面と平行な平面に孔を形成し、この孔の周縁部に、回路基板に実装された発熱部品と接触する蓋体を取着させる構成が開示されている。この場合、蓋体は、シールドケースの孔の周縁部に対して、弾性力を用いたカム構造により取着されている。

特許文献３には、柔軟性を有するゲル状のパッドを介して、発熱部品にシールドケースと兼用のヒートシンクを接触させる構成が開示されている。この場合、ヒートシンクは、自身の発生する弾性力により発熱部品に圧接されている。特許文献４，５には、放熱部材を板ばねまたはコイルばねにより発熱部品に圧接させる構成が開示されている。
特開平９−６４５８２号公報 米国特許第６４４５５８３号明細書 米国特許第５０６０１１４号明細書 特開２００２−３５９３３０号公報 米国特許第５３８４９４０号明細書

そこで、この発明は上記事情を考慮してなされたもので、簡易な構成で十分な放熱効果が得られ実用に適する電子機器の放熱装置を提供することを目的とする。

この発明に係る電子機器の放熱装置は、平板状の回路基板と；回路基板の一方の面に、一方の面が取着された回路部品と；回路部品の回路基板に取着されている面と反対側の面に付着された熱伝導シートと；熱伝導シートに接触される基板と、基板の端部から該基板面に対して垂直に延出される側板と、側板の端部から延出される放熱板とが一体的に形成されたヒートシンクと；回路基板面とほぼ平行に設置される平面板と、平面板の周縁部から延出される側面板と、平面板の所定位置から側面板と同方向に突出されヒートシンクの側板が取着される固定板とを一体的に形成したもので、ヒートシンクを含めて回路基板面を覆うシールドケースとを備えるようにしたものである。

上記した構成によれば、シールドケースにヒートシンクを取着し、シールドケースで回路基板面を覆ったとき、ヒートシンクが熱伝導シートに接触されるようにしたので、簡易な構成で十分な放熱効果が得られ実用に適するものとなる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、この実施の形態で説明するテレビジョン放送受信装置１１の映像信号処理系を概略的に示している。すなわち、デジタルテレビジョン放送受信用のアンテナ１２で受信したデジタルテレビジョン放送信号は、入力端子１３を介してチューナ部１４に供給される。

このチューナ部１４は、入力されたデジタルテレビジョン放送信号から所望のチャンネルの信号を選局し復調している。そして、このチューナ部１４から出力された信号は、デコーダ部１５に供給されて、例えばＭＰＥＧ（moving picture experts group）２デコード処理が施された後、セレクタ１６に供給される。

また、アナログテレビジョン放送受信用のアンテナ１７で受信したアナログテレビジョン放送信号は、入力端子１８を介してチューナ部１９に供給される。このチューナ部１９は、入力されたアナログテレビジョン放送信号から所望のチャンネルの信号を選局し復調している。そして、このチューナ部１９から出力された信号は、Ａ／Ｄ（analog／digital）変換部２０によりデジタル化された後、上記セレクタ１６に出力される。

また、アナログ映像信号用の外部入力端子２１に供給されたアナログの映像信号は、Ａ／Ｄ変換部２２に供給されてデジタル化された後、上記セレクタ１６に出力される。さらに、デジタル映像信号用の外部入力端子２３に供給されたデジタルの映像信号は、そのまま上記セレクタ１６に供給される。

上記セレクタ１６は、４種類の入力デジタル映像信号から１つを選択して、映像信号処理部２４に供給している。この映像信号処理部２４は、入力されたデジタル映像信号に所定の信号処理を施して映像表示部２５での映像表示に供させている。この映像表示部２５としては、例えば、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等でなるフラットパネルディスプレイが採用される。

ここで、このテレビジョン放送受信装置１１は、上記した各種の受信動作を含む種々の動作を制御部２６によって統括的に制御されている。この制御部２６は、ＣＰＵ（central processing unit）等を内蔵したマイクロプロセッサであり、図示しないリモートコントローラを含む操作部２７からの操作情報を受けて、その操作内容が反映されるように各部をそれぞれ制御している。

この場合、制御部２６は、主として、そのＣＰＵが実行する制御プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）２８と、該ＣＰＵに作業エリアを提供するためのＲＡＭ（random access memory）２９と、各種の設定情報及び制御情報等が格納される不揮発性メモリ３０とを利用している。

図２は、上記したテレビジョン放送受信装置１１の映像信号処理系が構成された回路基板３１を示している。すなわち、この回路基板３１には、映像信号処理系を構成するための各種の回路部品及び回路パターン等が実装されている。そして、この回路基板３１に実装された各種の回路部品のうち、特に前記デコーダ部１５を構成するＬＳＩ３２に対しては、デジタルデータの高速処理による発熱があるため、放熱対策が必要となる。

この放熱対策としては、略四角形の平板状に形成されたＬＳＩ３２のうち、回路基板３１に対向している面と反対側の面に柔軟性を有する熱伝導シート３３を介して、ヒートシンク３４を密着させる構造となっている。そして、回路基板３１は、そのＬＳＩ３２が実装されている面を、ヒートシンク３４をも含めてシールドケース３５で覆うことにより、各種回路部品が電磁シールドされている。

図３は、ヒートシンク３４の取り付け構造を示している。このヒートシンク３４は、略四角形の平板状に形成された基板３４ａと、この基板３４ａの対向する両端部から基板３４ａ面に対して垂直でそれぞれ同方向に延出される一対の側板３４ｂ，３４ｃと、これら側板３４ｂ，３４ｃの先端部からそれぞれ基板３４ａと平行で互いに外向きに延出される放熱板３４ｄ，３４ｅと、基板３４ａの所定位置から側板３４ｂ，３４ｃと平行に突出される複数（図示の場合は２つ）の放熱板３４ｆ，３４ｇとを、熱伝導性を有する例えば金属材料等を押し出し成型することにより、一体的に形成したものである。そして、このヒートシンク３４の一対の側板３４ｂ，３４ｃには、相互に対向する所定位置にそれぞれ係止孔３４ｂ１，３４ｃ１が形成されている。

また、上記シールドケース３５は、略四角形の平板状に形成された平面板３５ａと、この平面板３５ａの４つの端部から平面板３５ａ面に対して垂直でそれぞれ同方向に延出される４枚の側面板３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，３５ｅとを、例えば金属材料等をプレス成型することにより、一体的に形成したものである。そして、このシールドケース３５は、その各側面板３５ｂ〜３５ｅによる開口端部を回路基板３１面に接触させて取り付けられることにより、回路基板３１に実装された各種の回路部品を覆うようにしている。

さらに、このシールドケース３５には、回路基板３１に取り付けられた状態で、その平面板３５ａの所定位置から、上記ヒートシンク３４の側板３４ｂ，３４ｃとそれぞれ面対向するように突出される２枚の固定板３５ｆ，３５ｇが形成されている。そして、このシールドケース３５の各固定板３５ｆ，３５ｇには、ヒートシンク３４の側板３４ｂ，３４ｃに形成された係止孔３４ｂ１，３４ｃ１に嵌合可能な突部３５ｆ１，３５ｇ１が形成されている。

このため、ヒートシンク３４の側板３４ｂ，３４ｃに形成された係止孔３４ｂ１，３４ｃ１に、シールドケース３５の固定板３５ｆ，３５ｇに形成された突部３５ｆ１，３５ｇ１をそれぞれ嵌合させることにより、ヒートシンク３４とシールドケース３５とを一体化することができる。このような状態で、シールドケース３５を回路基板３１に取り付けることにより、ヒートシンク３４の基板３４ａが熱伝導シート３３に密着されて、放熱構造が完成される。

上記した実施の形態によれば、ヒートシンク３４とシールドケース３５とを一体化し、シールドケース３５を回路基板３１に取り付けたときに、ヒートシンク３４が熱伝導シート３３に密着されるようにしたので、ヒートシンク３４を板ばねまたはコイルばね等を用いてＬＳＩ３２に圧接させる構成が不要となり、簡易な構成で十分な放熱効果を得ることができるようになる。

また、シールドケース３５の平面板３５ａから垂直に突出される固定板３５ｆ，３５ｇの突部３５ｆ１，３５ｇ１を、ヒートシンク３４の側板３４ｂ，３４ｃに形成された係止孔３４ｂ１，３４ｃ１に嵌合させる構成であるため、ヒートシンク３４をシールドケース３５に取り付けるための部材が、シールドケース３５の平面板３５ａから外方に突出することがなく、この点でも、構成の簡易化を図り小型化を図ることができる。

なお、上記した実施の形態では、ヒートシンク３４の側板３４ｂ，３４ｃに係止孔３４ｂ１，３４ｃ１を形成し、シールドケース３５の固定板３５ｆ，３５ｇに突部３５ｆ１，３５ｇ１を形成するようにしたが、これに限らず、ヒートシンク３４の側板３４ｂ，３４ｃに突部を形成し、シールドケース３５の固定板３５ｆ，３５ｇに係止孔を形成するようにしても良いことはもちろんである。

さらに、係止孔３４ｂ１，３４ｃ１としては、側板３４ｂ，３４ｃを貫通する孔でなくても、突部３５ｆ１，３５ｇ１が嵌合可能な凹部が形成されていれば良いものであることはもちろんである。

また、図４に示すように、シールドケース３５の平面板３５ａのうち、ヒートシンク３４の取り付け位置に対応する部分に、平面板３５ａの一部を残して切り欠き部３５ｈを形成し、その残した平面板３５ａの一部をＬ字状に折り曲げて一対の固定板３５ｆ，３５ｇを形成することもできる。このような構成によれば、切り欠き部３５ｈを介してヒートシンク３４が外部に露出されるので、放熱効果を高めることができる。

さらに、図５に示すように、シールドケース３５の平面板３５ａに、シールド効果を損なわない範囲で、複数の透孔３５ｉを形成すれば、より一層放熱効果を高めることが可能となる。

図６は、この発明の他の実施の形態を示している。図６において、図３と同一部分に同一符号を付して説明すると、シールドケース３５の平面板３５ａから突出される固定板３５ｆ，３５ｇが、ヒートシンク３４の側板３４ｂ，３４ｃに圧接されて挟み込まれるように設定し、固定板３５ｆ，３５ｇの弾性力によって、ヒートシンク３４を保持するようにしたものである。

このような構成によれば、係止孔３４ｂ１，３４ｃ１や突部３５ｆ１，３５ｇ１等を形成する必要がなく、構成を簡易化し組立作業性も向上させることが可能となる。

図７（ａ），（ｂ）は、この発明のさらに他の実施の形態を示している。図７（ａ），（ｂ）において、図６と同一部分には同一符号を付して説明する。まず、図７（ａ）に示すように、シールドケース３５の固定板３５ｆ，３５ｇをヒートシンク３４の側板３４ｂ，３４ｃに圧接させて、シールドケース３５とヒートシンク３４とを一体化した状態において、固定板３５ｆ，３５ｇの先端とヒートシンク３４の基板３４ａとの間には、間隔ｄ１が形成されている。また、熱伝導シート３３は、無負荷状態での厚みがｄ２（＞ｄ１）となっている。

このような状態で、シールドケース３５を回路基板３１に取り付けてゆくと、ヒートシンク３４の基板３４ａが熱伝導シート３３に接触する。そして、熱伝導シート３３がヒートシンク３４によって所定量押圧されたところで、シールドケース３５の固定板３５ｆ，３５ｇがヒートシンク３４の側板３４ｂ，３４ｃをすべり、固定板３５ｆ，３５ｇの先端がヒートシンク３４の基板３４ａに近づき、その間隔ｄ１が小さくなる。

そして、固定板３５ｆ，３５ｇの先端がヒートシンク３４の基板３４ａに接触し、その間隔ｄ１が０になると、以後、ヒートシンク３４が熱伝導シート３３をさらに押圧して、その厚みを薄くする。

このようにして、シールドケース３５の各側面板３５ｂ〜３５ｅによる開口端部が回路基板３１面に接触されると、図７（ｂ）に示すように、熱伝導シート３３の厚みがｄ３（＜ｄ２）となって、熱伝導シート３３が一定の圧力を持って、ＬＳＩ３２とヒートシンク３４とに接触されるようになる。

これにより、ＬＳＩ３２の発生した熱が、熱伝導シート３３を介して効率的にヒートシンク３４に伝達されるようになり、放熱効果を向上させることができるようになる。

また、ヒートシンク３４は、シールドケース３５の固定板３５ｆ，３５ｇに、熱伝導シート３３の弾性力によって固定されるので、より一層安定に支持されることになる。

さらに、シールドケース３５の固定板３５ｆ，３５ｇは、その先端がヒートシンク３４に直接押し付けられるので、シールドケース３５とヒートシンク３４との電気的な接続を安定に保つことができるようになる。このため、ヒートシンク３４をシールドケース３５の一部として作用させることができ、電磁シールドの効果を高めることができる。

図８（ａ），（ｂ）は、この発明のさらに他の実施の形態を示している。図８（ａ），（ｂ）において、図７（ａ），（ｂ）と同一部分には同一符号を付して説明すると、ヒートシンク３４の側板３４ｂ，３４ｃに長孔３４ｂ２，３４ｃ２を形成し、シールドケース３５の固定板３５ｆ，３５ｇに、この長孔３４ｂ２，３４ｃ２に遊嵌される突部３５ｆ２，３５ｇ２を形成している。

このような構成によれば、図７に示した実施の形態と同様な取り付け動作を実現することができるとともに、ヒートシンク３４の側板３４ｂ，３４ｃに形成された長孔３４ｂ２，３４ｃ２に、シールドケース３５の固定板３５ｆ，３５ｇに形成された突部３５ｆ２，３５ｇ２が遊嵌されているので、ヒートシンク３４をシールドケース３５とを確実に一体化することが可能となり、組立作業性を向上させることができる。

なお、図６乃至図８に示した各実施の形態においても、シールドケース３５の固定板３５ｆ，３５ｇを図４に示した構成としたり、シールドケース３５の平面板３５ａに図５に示すような複数の透孔３５ｉを形成したりすることができることはもちろんである。

すなわち、この発明は上記した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を種々変形して具体化することができる。また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良いものである。さらに、異なる実施の形態に係る構成要素を適宜組み合わせても良いものである。

この発明の実施の形態を示すもので、テレビジョン放送受信装置の映像信号処理系を説明するために示すブロック構成図。 同実施の形態における映像信号処理系が構成された回路基板を説明するために示す分解斜視図。 同実施の形態におけるヒートシンクの取り付け構造を説明するために示す側断面図。 同実施の形態における変形例を説明するために示す分解斜視図。 同実施の形態における他の変形例を説明するために示す分解斜視図。 この発明の他の実施の形態を示すもので、ヒートシンクの取り付け構造を説明するために示す側断面図。 この発明のさらに他の実施の形態を示すもので、ヒートシンクの取り付け構造を説明するために示す側断面図。 この発明のさらに他の実施の形態を示すもので、ヒートシンクの取り付け構造を説明するために示す側断面図。

符号の説明

１１…テレビジョン放送受信装置、１２…アンテナ、１３…入力端子、１４…チューナ部、１５…デコーダ部、１６…セレクタ、１７…アンテナ、１８…入力端子、１９…チューナ部、２０…Ａ／Ｄ変換部、２１…外部入力端子、２２…Ａ／Ｄ変換部、２３…外部入力端子、２４…映像信号処理部、２５…映像表示部、２６…制御部、２７…操作部、２８…ＲＯＭ、２９…ＲＡＭ、３０…不揮発性メモリ、３１…回路基板、３２…ＬＳＩ、３３…熱伝導シート、３４…ヒートシンク、３５…シールドケース。

Claims (7)

1. 平板状の回路基板と、
   前記回路基板の一方の面に、一方の面が取着された回路部品と、
   前記回路部品の前記回路基板に取着されている面と反対側の面に付着された熱伝導シートと、
   前記熱伝導シートに接触される基板と、前記基板の端部から該基板面に対して垂直に延出される側板と、前記側板の端部から延出される放熱板とが一体的に形成されたヒートシンクと、
   前記回路基板面とほぼ平行に設置される平面板と、前記平面板の周縁部から延出される側面板と、前記平面板の所定位置から前記側面板と同方向に突出され前記ヒートシンクの側板が取着される固定板とを一体的に形成したもので、前記ヒートシンクを含めて前記回路基板面を覆うシールドケースとを具備することを特徴とする電子機器の放熱装置。
2. 前記シールドケースは、前記平面板の一部を折り曲げることにより前記固定板を形成していることを特徴とする請求項１記載の電子機器の放熱装置。
3. 前記シールドケースの平面板には、前記固定板に取着された前記ヒートシンクを外部に露出させるための切り欠き部が形成されることを特徴とする請求項１記載の電子機器の放熱装置。
4. 前記シールドケースは、ほぼ平行に形成された一対の固定板を有し、
   前記ヒートシンクは、前記各固定板とそれぞれ面対向する側板を有し、
   前記各側板に形成された凹部及び突部のいずれか一方と、前記各固定板に形成された突部及び凹部の他方とを嵌合することにより、前記シールドケースに前記ヒートシンクを取着することを特徴とする請求項１記載の電子機器の放熱装置。
5. 前記シールドケースは、ほぼ平行に形成された一対の固定板を有し、
   前記ヒートシンクは、前記一対の固定板間を挟む一対の側板を有し、
   前記側板と前記固定板とを圧接させることにより、前記シールドケースに前記ヒートシンクを取着することを特徴とする請求項１記載の電子機器の放熱装置。
6. 前記ヒートシンクは、前記シールドケースで前記回路基板面を覆ったとき、前記熱伝導シートに圧接されることを特徴とする請求項１記載の電子機器の放熱装置。
7. 前記ヒートシンクは、前記シールドケースで前記回路基板面を覆ったとき、前記シールドケースの固定板の先端部で押圧されることにより、前記熱伝導シートに圧接されることを特徴とする請求項６記載の電子機器の放熱装置。

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