JP4849987B2

JP4849987B2 - ヒートシンク

Info

Publication number: JP4849987B2
Application number: JP2006205325A
Authority: JP
Inventors: 秀之近澤; 浩二山本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2006-07-27
Filing date: 2006-07-27
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2026-07-27
Also published as: JP2008034565A

Description

本発明は基板に実装されている実装部品が発生する熱を外部へ逃すヒートシンクに関する。

液晶テレビ等の表示装置は、映像処理能力の増加に伴って映像処理用の半導体素子の発熱量が多くなっている。この半導体素子が発生する熱を冷却するには、ファンによる冷却が効果的である。しかし、ファンによる冷却では騒音及び耐久性に難点があるため、ファンを用いることなく、半導体素子に放熱板を接触させて冷却し、半導体素子の発熱量に応じて放熱板の表面積、サイズ、放熱板材質を異ならせることにより冷却能力が決定される。しかし、薄型表示装置では薄型化及び高密度部品実装がなされるため、取付けられるフィン付き放熱板の大きさ、ひいては放熱量には限界があり、放熱量をより一層多くすることができる対策が要望されていた。

また、特許文献１に記載されているように、発熱素子が実装されている回路基板が取付けられる取付部、並置される複数のフィン挿通孔及び複数のピン孔を有する台板と、前記ピン孔に嵌入される複数の突起部を有し、前記発熱素子に接触して該発熱素子が発生する熱を逃す導熱板と、前記フィン挿通孔に挿通される複数の放熱フィンを有する放熱体とを備え、前記突起部をピン孔に嵌入することにより導熱板及び台板の間で放熱体を挾着し、前記突起部の先端をカシメることにより導熱板及び放熱体を固定するように構成されたヒートシンクが知られている。
特許第３２７３５０５号公報

ところが、特許文献１のように構成されたヒートシンクにあっては、カシメ加工により導熱板及び放熱体が台板に固定されており、また、発熱素子に導熱板が接触するに過ぎないため、基板に実装されている発熱素子の種類に対応して放熱量を変えることができず、複数種類のヒートシンクが必要であった。
また、台板のフィン挿通孔が並置される方向と交差する側には導熱板側へ延出された延出片を有するだけであるため、ヒートシンク周りの空気の自然対流が良好でなかった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的は基板に実装されている実装部品に接触し、該実装部品が発生する熱を逃すべき導熱板を、台板に螺子により取外しを可能に取付けることにより、基板に実装されている実装部品の発熱量に対応して放熱体及び導熱板を備える構成と、放熱体がなく、導熱板を備える構成とに使い分けることができるヒートシンクを提供することにある。

また、他の目的は台板に、前記導熱板側へ延出され且つフィン挿通孔が並置される方向と交差する方向へ貫通する排気孔が開設されている延出片を設けることにより、放熱フィンの周りと、基板の周りとに上方への自然対流を発生させることができるヒートシンクを提供することにある。

また、他の目的は台板に、導熱板に対応する実装部品と異なる実装部品に接触し、該実装部品が発生する熱を逃すべき導熱片を設けることにより、実装部品が発生する熱を、導熱板から逃す放熱経路と、導熱板及び放熱体から逃す放熱経路と、台板から逃す放熱経路との三つの放熱経路から放熱することが可能なヒートシンクを提供することにある。

本発明に係るヒートシンクは、基板に実装されている実装部品に接触し、該実装部品が発生する熱を逃すべき導熱板と、並置される複数のフィン挿通孔を有し、前記導熱板が取付けられる台板と、放熱板部と、前記フィン挿通孔に挿通される複数の放熱フィンと、を有し、前記放熱板部が前記導熱板及び台板の間で挾着される放熱体とを備えるヒートシンクにおいて、前記導熱板は、一面が前記放熱板部と面接触し、他面が前記実装部品に面接触するように変形された第１の導熱片と、前記実装部品と異なる第２の実装部品に対向する開口部を有し、前記台板は、前記開口部に挿通され、前記第２の実装部品に面接触するように変形された第２の導熱片を有していることを特徴とする。

この発明にあっては、螺子を取外すことにより、導熱板を取外すことができ、導熱板による放熱体の挾着を解除することができるため、放熱体及び導熱板を備える構成と、放熱体がなく、導熱板を備える構成との２種類のヒートシンクを得ることができ、しかも、実装部品が発生する熱を、第１の導熱片を経て導熱板から逃す放熱経路と、第１の導熱片を経て導熱板及び放熱体から逃す放熱経路と、第２の導熱片を経て台板から逃す放熱経路との三つの放熱経路から放熱することが可能である。従って、放熱量が異なる複数の実装部品が実装されている基板に対応してヒートシンクを使い分けることができ、汎用性をより一層高めることができ、コストを低減できる。

また、本発明に係るヒートシンクは、前記台板は、前記導熱板側へ延出され、且つ前記フィン挿通孔が並置される方向と交差する方向へ貫通する排気孔が開設されている延出片を有することを特徴とする。

この発明にあっては、延出片が上側となるように取付けられることにより、放熱フィンが横方向の配置となり、放熱フィン間の空間が上下に開放されるとともに、排気孔が上下に開放されるため、放熱フィンの周りと、基板の周りとに上方への自然対流を発生させることが可能であり、放熱性を高めることができる。

以上詳述したように本発明によれば、放熱体及び導熱板を備える構成と、放熱体がなく、導熱板を備える構成との２種類のヒートシンクを得ることができるため、基板に実装されている実装部品の発熱量に対応してヒートシンクを使い分けることができ、汎用性を高めることができ、コストを低減できる。

また、本発明によれば、延出片が上側となるように取付けられることにより、放熱フィンが横方向の配置となり、放熱フィン間の空間が上下に開放されるとともに、排気孔が上下に開放されるため、放熱フィンの周りと、基板の周りとに上方への自然対流を発生させることが可能であり、放熱性を高めることができる。

また、本発明によれば、実装部品が発生する熱を、第１の導熱片を経て導熱板から逃す放熱経路と、第１の導熱片を経て導熱板及び放熱体から逃す放熱経路と、第２の導熱片を経て台板から逃す放熱経路との三つの放熱経路から放熱することが可能であるため、放熱量が異なる複数の実装部品が実装されている基板に対応してヒートシンクを使い分けることができ、汎用性を高めることができる。

以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係るヒートシンクの構成を示す模式的分解斜視図、図２はヒートシンクの第１の構成を示す模式的斜視図、図３はヒートシンクの第２の構成を示す模式的斜視図、図４はヒートシンクの構成を示す正面図、図５はヒートシンクの構成を示す側面図、図６は台板の構成を示す正面図、図７は台板の構成を示す背面図、図８は台板の構成を示す側面図、図９は台板の構成を示す平面図、図１０は台板の構成を示す底面図である。

図示したヒートシンクは、第１の基板Ａに実装されている複数の実装部品ａの一つに面接触し、実装部品ａが発生する熱を逃すべき導熱板１と、並置される複数のフィン挿通孔２１を有し、導熱板１が取付けられる台板２と、フィン挿通孔２１に挿通される複数の放熱フィン３１を有し、導熱板１及び台板２の間で挾着される放熱体３と、導熱板１を台板２に取外しを可能に取付けるビス等の螺子４とを備える（図４参照）。

台板２は略四角形をなし、第１の基板Ａに対応する大きさに成形された鉄板等の金属板からなり、四隅部には第１の基板Ａが装着されている電気機器に取付けられる突起状の取付部２２が設けられており、電気機器に取付けられたときに上側となる一辺には導熱板１側となる一面側へ延出された延出片２３が折曲げ成形されており、該延出片２３に、フィン挿通孔２１が並置される方向と直交する方向（交差する方向）へ貫通する排気孔２４が開設されている（図４〜図９参照）。

取付部２２は導熱板１側となる一面側へ延出された基片と、該基片の先端から一面と平行的に折曲げられた先片とを有する突起からなり、先片に一面と直交する方向へ貫通する取付孔２５が開設されている。

フィン挿通孔２１は複数の長孔からなり、使用時に上下方向中央部となる位置に、その長手方向が上下となるように横方向へ並設されている。

また、台板２の中間部には導熱板１が接触する実装部品ａと異なる実装部品ａと面接触する導熱片２６が一体成形されている。この導熱片２６は略コ字形をなすスリット内の部片が略Ｌ字形に折曲げ成形されている。また、台板２のフィン挿通孔２１の近傍には複数の螺子孔２７が開設されており（図６、図７参照）、台板２の他面側には他面と平行的に並置される二つの第２の基板Ｂ，Ｂが取付けられる複数の取付片２８が折曲げ成形されており、取付片２８の夫々に螺子孔２９が開設されている。

導熱板１は台板２に対応する大きさのアルミニウム板からなり、第１の基板Ａに実装されている第１の実装部品ａに面接触する第１の導熱片１１と、第２の実装部品ａに面接触する二つの第２の導熱片１２，１２とを有する。第１及び第２の導熱片１１，１２は略コ字形をなすスリット内の部片が略Ｌ字形に折曲げ成形されており、先端の一面が実装部品ａ，ａと面接触するように扁平になっている。また、導熱板１の中間部には複数の取付孔及び前記導熱片２６が挿通される開口部１３が開設されている。

放熱体３は、第１の導熱片１１の先部の他面に面接触する放熱板部３２と、該放熱板部３２の一面に並べて突設された放熱フィン３１とを有し、該放熱フィン３１がフィン挿通孔２１に挿通されたとき、放熱板部３２の一面が台板２の一面と面接触し、また、導熱板１が台板２に取付けられたとき、第１の導熱片１１の先部の他面が放熱板部３２の他面に面接触し、第１の導熱片１１と台板２との間で放熱板部３２を挾着するように構成されている。

第２の基板Ｂ，Ｂの周縁部には取付片２８の螺子孔２９に対応する挿通孔が開設されている。

以上のように構成されたヒートシンクは、図２のように放熱体３及び導熱板１を備える第１の構成と、図３のように放熱体３がなく、導熱板１を備える第２の構成との２種類にできる。

第１の構成のヒートシンクは（図２参照）、放熱体３の放熱フィン３１を台板２の一面側からフィン挿通孔２１に挿通し、導熱板１の第１の導熱片１１を放熱体３の放熱板部３２に対向させた状態で導熱板１を台板２の一面に載置し、導熱板１の取付孔に挿通される螺子４を螺子孔２７に緊締することにより導熱板１を台板２に固定するとともに、導熱片１１と台板２との間で放熱板部３２を挾着する。

このように組立てられたヒートシンクは、第１の基板Ａが装着されている薄型テレビ等の電気機器における第１の基板Ａと対向する位置に、延出片２３が上側となるように取付けられる。この取付けは、台板２の四つの取付部２２の取付孔２５に挿通される螺子を、電気機器の第１の基板Ａの外周りに開設されている螺子孔に緊締することにより行われる。

このヒートシンクの取付けにより、導熱板１の第１の導熱片１１が第１の実装部品ａと面接触し、二つの第２の導熱片１２，１２が二つの第２の実装部品ａ，ａと面接触し、台板２の導熱片２６が第３の実装部品ａと面接触し、第１の実装部品ａが発生した熱は、第１の導熱片１１、導熱板１及び放熱体３の放熱フィン３１に導熱され、放熱フィン３１から外部に放熱され、第１の実装部品ａを冷却することができる。また、第２の実装部品ａが発生した熱は、第２の導熱片１２、導熱板１に導熱され、導熱板１から外部に放熱され、第２の実装部品ａを冷却することができる。また、第３の実装部品ａが発生した熱は、導熱片２６、台板２に導熱され、台板２から外部に放熱され、第３の実装部品ａを冷却することができる。また、放熱フィン３１は横方向に並置され、放熱フィン３１間の空間が上下に開放されるとともに、延出片２３に開設されている排気孔２４が上下に開放されるため、放熱フィン３１の周りと、第１の基板Ａの周り（第１の基板Ａと台板２との間の空間）とに上方への自然対流を発生させることができ、放熱性を高めることができる。

第２の構成のヒートシンクは（図３参照）、導熱板１を台板２の一面に載置し、導熱板１の取付孔に挿通される螺子４を螺子孔２７に緊締することにより導熱板１を台板２に固定する。

このように組立てられたヒートシンクは上述と同様に電気機器に取付けられる。このヒートシンクの取付けにより、導熱板１の第１の導熱片１１が第１の実装部品ａと面接触し、二つの第２の導熱片１２が二つの第２の実装部品ａと面接触し、台板２の導熱片２６が第３の実装部品ａと面接触し、第１の実装部品ａが発生した熱は、第１の導熱片１１、導熱板１に導熱され、導熱板１から外部に放熱され、第１の実装部品ａを冷却することができる。また、第２の実装部品ａが発生した熱は、第２の導熱片１２、導熱板１に導熱され、導熱板１から外部に放熱され、第２の実装部品ａを冷却することができる。また、第３の実装部品ａが発生した熱は、導熱片２６、台板２に導熱され、台板２から外部に放熱され、第３の実装部品ａを冷却することができる。

また、第１及び第２の構成のヒートシンクは、台板２の取付片２８に第２の基板Ｂ，Ｂが取付けられる。この取付けは、第２の基板Ｂ，Ｂを台板２の他面側の挿通孔に挿通される螺子５を螺子孔２９に緊締することにより取外しを可能に取付ける。

尚、本発明に係るヒートシンクは、液晶テレビ等の液晶電気機器に使用される他、プラズマ電気機器、ＥＬディスプレイ等の電気機器にも使用される。

本発明に係るヒートシンクの構成を示す模式的分解斜視図である。本発明に係るヒートシンクの第１の構成を示す模式的斜視図である。本発明に係るヒートシンクの第２の構成を示す模式的斜視図である。本発明に係るヒートシンクの構成を示す正面図である。本発明に係るヒートシンクの構成を示す側面図である。本発明に係るヒートシンクの台板の構成を示す正面図である。台板の構成を示す背面図である。台板の構成を示す側面図である。台板の構成を示す平面図である。台板の構成を示す底面図である。

符号の説明

１導熱板
２台板
２１フィン挿通孔
２３延出片
２４排気孔
２６導熱片
３放熱体
３１放熱フィン
４螺子
Ａ基板

Claims

基板に実装されている実装部品に接触し、該実装部品が発生する熱を逃すべき導熱板と、
並置される複数のフィン挿通孔を有し、前記導熱板が取付けられる台板と、
放熱板部と、前記フィン挿通孔に挿通される複数の放熱フィンと、を有し、前記放熱板部が前記導熱板及び台板の間で挾着される放熱体と
を備えるヒートシンクにおいて、
前記導熱板は、一面が前記放熱板部と面接触し、他面が前記実装部品に面接触するように変形された第１の導熱片と、前記実装部品と異なる第２の実装部品に対向する開口部を有し、
前記台板は、前記開口部に挿通され、前記第２の実装部品に面接触するように変形された第２の導熱片を有していることを特徴とするヒートシンク。
前記台板は、前記導熱板側へ延出され、且つ前記フィン挿通孔が並置される方向と交差する方向へ貫通する排気孔が開設されている延出片を有する請求項１記載のヒートシンク。