JP5454149B2 - Heat sink mounting structure and heat sink mounting method - Google Patents
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Description
本発明は発熱部品にヒートシンクを取り付けるヒートシンク取付構造に関する。 The present invention relates to a heat sink mounting structure for mounting a heat sink to a heat generating component.
従来、表面実装用ICチップなどの発熱部品1には、放熱のためにその上部にヒートシンク2を取り付ける必要がある。図7は、従来のヒートシンク取付構造を示す側面図である。平面一枚板のヒートシンク2を発熱部品1に当接させて、プリント基板3の裏面側からネジ止めする場合(図7(a))、ネジ止めのときにヒートシンク2がネジ4を取り付ける側に傾いてしまうため、発熱部品1にヒートシンク2が密着しなくなる可能性がある。それを回避するために、下記特許文献に記載の発明のように、ヒートシンク2とプリント基板3との間にスペーサーを配置することで、ネジ止めの際にヒートシンク2が傾かないようにヒートシンク2を支持する方法があるが、その方法では手作業でスペーサーを配置しなければならないので作業効率が悪い。また、図7(b)のように、ヒートシンク2に凹部を規定することによって、ヒートシンク2のネジ止め部分とプリント基板3との隙間をなくす方法もあるが、折り曲げられていることによってヒートシンク2の熱伝導性が下がってしまううえ、ヒートシンク2の製造で曲げ加工(プレス加工など)が必要なため、ヒートシンク2のコストが上がってしまうという問題がある。
Conventionally, it is necessary to attach a heat sink 2 to an upper part of the
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ヒートシンクをプリント基板へ効率良く且つ確実に取り付けることができるヒートシンク取付構造を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a heat sink mounting structure capable of efficiently and reliably mounting a heat sink to a printed board.
本発明の好ましい実施形態によるヒートシンク取付構造は、プリント基板と、該プリント基板の第1の面に実装される発熱部品と、該発熱部品へ取り付けられるヒートシンクと、該プリント基板の該第1の面に実装される1又は複数の第1の表面実装部品とを備え;該プリント基板は、第2の面からネジが挿通される1又は複数の挿通孔が規定され、該ヒートシンクは、該ネジが螺合される1又は複数のネジ孔が規定され、該ネジによって該発熱部品へ取り付けられ、該第1の表面実装部品が該ヒートシンクを支持する。 A heat sink mounting structure according to a preferred embodiment of the present invention includes a printed circuit board, a heat generating component mounted on the first surface of the printed circuit board, a heat sink mounted on the heat generating component, and the first surface of the printed circuit board. One or a plurality of first surface-mounted components mounted on the printed circuit board; the printed circuit board has one or more insertion holes through which screws are inserted from a second surface; and the heat sink includes the screws One or more screw holes to be screwed are defined and attached to the heat generating component by the screw, and the first surface mount component supports the heat sink.
発熱部品と同一面に実装される第1の表面実装部品がヒートシンクを支持する。これによって、ネジによってヒートシンクを発熱部品へ取り付ける際、ヒートシンクが傾くことがないので、確実にヒートシンクが発熱部品へ取り付けられる。また、ヒートシンクの支持部品を半田リフローによって実装可能な表面実装部品とすることで、実装効率が向上する。 A first surface mount component mounted on the same surface as the heat generating component supports the heat sink. Accordingly, when the heat sink is attached to the heat generating component with screws, the heat sink does not tilt, so that the heat sink is reliably attached to the heat generating component. In addition, mounting efficiency is improved by using a surface mounting component that can be mounted by solder reflow as the support component of the heat sink.
好ましい実施形態においては、上記挿通孔が、上記発熱部品と上記第1の表面実装部品とで規定される軸上にあり、該発熱部品と該第1の表面実装部品との間に規定される。 In a preferred embodiment, the insertion hole is on an axis defined by the heat generating component and the first surface mount component, and is defined between the heat generating component and the first surface mount component. .
挿通孔が発熱部品と第1の表面実装部品とで規定される軸上にあり、発熱部品と第1の表面実装部品と間に規定されることによって、ネジによってヒートシンクを発熱部品へ取り付ける際、ヒートシンクがネジを取り付ける側に傾くことがない。 When the heat sink is attached to the heat generating component with screws by the insertion hole being on the axis defined by the heat generating component and the first surface mounting component, and being defined between the heat generating component and the first surface mounting component, The heat sink does not tilt toward the screw mounting side.
好ましい実施形態においては、上記第1の面の上記軸の両側にそれぞれ第2の表面実装部品がさらに実装され、該第2の表面実装部品が上記ヒートシンクをさらに支持する。 In a preferred embodiment, a second surface mount component is further mounted on each side of the shaft of the first surface, and the second surface mount component further supports the heat sink.
発熱部品と第1の表面実装部品とで規定される軸の両側に第2の表面実装部品をさらに実装することで、第2の表面実装部品が上記軸の両側からヒートシンクを支持するので、ネジによってヒートシンクを発熱部品へ取り付ける際、ヒートシンクが上記軸に垂直な方向に傾くことがない。 Since the second surface mount component supports the heat sink from both sides of the shaft by further mounting the second surface mount component on both sides of the shaft defined by the heat generating component and the first surface mount component, Therefore, when the heat sink is attached to the heat-generating component, the heat sink does not tilt in the direction perpendicular to the axis.
好ましい実施形態においては、上記挿通孔が、上記発熱部品と上記第1の表面実装部品とで規定される三角形の周上又はその内側に規定される。 In a preferred embodiment, the insertion hole is defined on the circumference of a triangle defined by the heat-generating component and the first surface-mounted component or on the inside thereof.
これによって、ヒートシンクは発熱部品と第1の表面実装部品とによって三点支持されるので、発熱部品へより安定的に実装され、かつ、1つのネジでヒートシンクを発熱部品へ取り付けることができる。 Accordingly, since the heat sink is supported at three points by the heat generating component and the first surface mounting component, the heat sink can be more stably mounted on the heat generating component, and the heat sink can be attached to the heat generating component with one screw.
好ましい実施形態においては、上記発熱部品と上記ヒートシンクとの間に挟み込まれる絶縁シートをさらに備え、上記第1の表面実装部品の高さが、該発熱部品の高さと該絶縁シートの厚みとを足した長さと略同一である。 In a preferred embodiment, an insulating sheet sandwiched between the heat generating component and the heat sink is further provided, and the height of the first surface mounting component is determined by adding the height of the heat generating component and the thickness of the insulating sheet. It is almost the same as the length.
発熱部品の高さよりも第1の表面実装部品の高さが高い場合、発熱部品とヒートシンクとの間に絶縁シートを挟み込むことによって、高さを揃えることができる。 When the height of the first surface mount component is higher than the height of the heat generating component, the height can be made uniform by sandwiching an insulating sheet between the heat generating component and the heat sink.
好ましい実施形態においては、上記第1の面に実装され、上記ヒートシンクがネジ止めされるときに該ヒートシンクの回転を係止する、前記発熱部品よりも高さが高い1又は複数の第3の表面実装部品をさらに備える。 In a preferred embodiment, one or more third surfaces that are mounted on the first surface and lock the rotation of the heat sink when the heat sink is screwed, and are higher than the heat-generating component. A mounting component is further provided.
発熱部品よりも高さが高い第3の表面実装部品をネジの回転方向側に実装することで、ネジをヒートシンクのネジ孔へ螺合させるときに、ヒートシンクの回転を係止することができる。 By mounting the third surface mount component having a height higher than that of the heat generating component on the screw rotation direction side, the rotation of the heat sink can be locked when the screw is screwed into the screw hole of the heat sink.
好ましい実施形態においては、上記第1の面に実装され、上記ヒートシンクの実装位置を規定する、前記発熱部品よりも高さが高い1又は複数の第4の表面実装部品をさらに備える。 In a preferred embodiment, the semiconductor device further includes one or a plurality of fourth surface mount components mounted on the first surface and defining a mounting position of the heat sink and having a height higher than that of the heat generating component.
発熱部品よりも高さが高い第4の表面実装部品を実装することで、ヒートシンクを発熱部品に取り付けるときのヒートシンクの実装位置を決めることができる。 By mounting the fourth surface mount component having a height higher than that of the heat generating component, the mounting position of the heat sink when the heat sink is attached to the heat generating component can be determined.
本発明の好ましい実施形態によるヒートシンク取付方法は、発熱部品と、発熱部品に取り付けられるヒートシンクを支持する1又は複数の第1の表面実装部品とを半田リフローによってプリント基板の第1の面へ実装する工程と、該ヒートシンクを該発熱部品及び該第1の表面実装部品の上部へ当接する工程と、該プリント基板の第2の面からネジによってヒートシンクを該発熱部品へ取り付ける工程とを含む。 In a heat sink mounting method according to a preferred embodiment of the present invention, a heat generating component and one or a plurality of first surface-mounted components that support the heat sink mounted on the heat generating component are mounted on the first surface of the printed circuit board by solder reflow. A step of abutting the heat sink on top of the heat generating component and the first surface mount component, and attaching a heat sink to the heat generating component with a screw from the second surface of the printed circuit board.
本発明のヒートシンク取付方法によれば、ヒートシンクを支持する表面実装部品を半田リフローによってプリント基板へ実装することができるので、手作業実装が必要なスペーサーを用いる場合よりも、製造コストを抑えることができる。 According to the heat sink mounting method of the present invention, the surface mounting component that supports the heat sink can be mounted on the printed circuit board by solder reflow, so that the manufacturing cost can be reduced compared to the case where a spacer that requires manual mounting is used. it can.
本発明のヒートシンク取付構造によると、発熱部品と同一面に実装される第1の表面実装部品がヒートシンクを支持する。これによって、ネジによってヒートシンクを発熱部品へ取り付ける際、ヒートシンクが傾くことがない。 According to the heat sink mounting structure of the present invention, the first surface mount component mounted on the same surface as the heat generating component supports the heat sink. This prevents the heat sink from tilting when the heat sink is attached to the heat-generating component with screws.
以下、本発明の好ましい実施形態によるヒートシンク取付構造について、図を参照して説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明を援用する。 Hereinafter, although the heat sink attachment structure by preferable embodiment of this invention is demonstrated with reference to figures, this invention is not limited to these embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or an equivalent part in a figure, and the description is used.
図1は、本発明の好ましい実施形態によるヒートシンク取付構造を示す断面図である。本発明の好ましい実施形態によるヒートシンク取付構造は、発熱部品1と、ヒートシンク2と、プリント基板3と、ネジ4と、表面実装部品5とを備える。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a heat sink mounting structure according to a preferred embodiment of the present invention. A heat sink mounting structure according to a preferred embodiment of the present invention includes a
発熱部品1は、例えば、チップ状の集積回路(ICチップ)であり、プリント基板3の一方の面(以下、表面)へ半田リフローにより実装される。表面実装部品5、5は、発熱部品1と同一面に半田リフローにより実装される。表面実装部品5は、例えば、トランジスタ等で、その高さL1が発熱部品1の高さと略同一である。ヒートシンク2は、放熱性、即ち、熱伝導率の高い材料により形成されており、上記材料としては、例えば、アルミニウム、銅、その他の金属材料が使用される。ヒートシンク2は、略平面の板形状を有し、実装された発熱部品1の上部へ当接される。このとき、表面実装部品5もヒートシンクと当接し、表面実装部品5がヒートシンク2を支持する。また、ヒートシンク2は複数のネジ孔21、21が規定されている。ネジ孔21、21は、ネジ切りが施されており、ネジ4を螺合することができる。プリント基板3は、複数の挿通孔31、31が規定されており、プリント基板3の他方の面(以下、裏面)からネジ4が挿通される。挿通孔31を挿通したネジ4は、ヒートシンク2のネジ孔21へ螺合される。このように、発熱部品1と略同一の高さを有する表面実装部品5を発熱部品1と同一面上の周辺に実装することで、表面実装部品5がヒートシンク2を支持するので、ネジ4によってヒートシンク2を発熱部品1へ取り付ける際、ヒートシンク2が傾くことがないので、確実にヒートシンクが発熱部品へ取り付けられる。また、ヒートシンク2の支持部品を半田リフローによって実装可能な表面実装部品とすることで、実装効率が向上する。なお、表面実装部品5は、プリント基板3上で構成されている回路とは無関係なものでもよく、配線がつながっていなくてもよい。
The
次に、プリント基板3に規定される挿通孔31について図2を参照してより詳細に説明する。図2は、本発明の好ましい実施形態によるヒートシンク取付構造を示す平面図である。なお、図2において、ヒートシンク2とネジ4は図示していない。プリント基板3に規定される挿通孔31は、発熱部品1と表面実装部品5とで規定される軸上にあり、発熱部品1と表面実装部品5と間に規定される。例えば、発熱部品1の中心と表面実装部品5の中心を通る軸X上の発熱部品1と表面実装部品5との間に、孔の中心が位置するように挿通孔31が規定される。なお、ヒートシンク2のネジ孔21は、挿通孔31の規定位置に合わせて適宜好ましい位置に規定すればよい。このように、挿入孔31が、発熱部品1と表面実装部品5とで規定される軸上にあり、発熱部品1と表面実装部品5と間に規定されることによって、ネジ4によってヒートシンク2を発熱部品1へ取り付ける際、ヒートシンク2がネジを取り付ける側に傾くことがない。
Next, the insertion hole 31 defined in the printed circuit board 3 will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 2 is a plan view showing a heat sink mounting structure according to a preferred embodiment of the present invention. In FIG. 2, the heat sink 2 and the screw 4 are not shown. The insertion hole 31 defined in the printed circuit board 3 is on an axis defined by the
次に、図1及び図2で説明したヒートシンク取付構造について、その実装方法を説明する。まず、発熱部品1及び表面実装部品5、5が半田リフローによってプリント基板3の表面へ実装される。そして、挿通孔31とネジ孔21の位置が重なるようにヒートシンク2が発熱部品1及び表面実装部品5、5の上部へ当接される。そして、プリント基板3の裏面からネジ4、4が挿通孔31、31へ挿通され、ヒートシンク2のネジ孔21、21へ螺合される。この方法では、ヒートシンク2を支持する表面実装部品5を半田リフローによってプリント基板3へ実装することができるので、手作業実装が必要なスペーサーを用いる場合よりも、製造コストを抑えることができる。なお、プリント基板3の裏面からヒートシンク2をネジ止めするという工程が煩雑な場合は、プリント基板3の裏面を上にしてネジ止め作業を行えるようにヒートシンク2とプリント基板3を固定する治具を用いればよい。
Next, a mounting method of the heat sink mounting structure described in FIGS. 1 and 2 will be described. First, the
次に、よりヒートシンク2を発熱部品1の上部へ安定実装することができる本発明の別の好ましい実施形態によるヒートシンク取付構造について図3を参照して説明する。図3は、本発明の別の好ましいに実施形態よるヒートシンク取付構造を示す平面図である。なお、図3において、ヒートシンク2とネジ4は図示していない。本実施例において、発熱部品1、ヒートシンク2、プリント基板3及びネジ4は図1及び図2で説明したものと同じであるが、高さが発熱部品1の高さと略同一の表面実装部品6、6、6、6がさらに実装される点で異なる。本実施例では、発熱部品1と表面実装部品5とで規定される軸Xの両側それぞれに、高さが発熱部品1と略同一の表面実装部品6、6がさらに実装される。これにより、表面実装部品5に加えて、軸Xの両側から表面実装部品6によってもヒートシンク2が支持されるので、ネジ4によってヒートシンク2を発熱部品1へ取り付ける際、ヒートシンク2が軸Xに垂直な方向に傾くことなく、ヒートシンク2を発熱部品1へ取り付けることができる。
Next, a heat sink mounting structure according to another preferred embodiment of the present invention in which the heat sink 2 can be more stably mounted on the
次に、本発明のさらに別の好ましい実施形態によるヒートシンク取付構造について図4を参照して説明する。図4は、本発明のさらに別の好ましいに実施形態よるヒートシンク取付構造を示す平面図である。図4に示すように、発熱部品1と表面実装部品5、5とが、三角形の頂点に位置するようにプリント基板3へ実装される。例えば、発熱部品1の中心と表面実装部品5、5の中心とを結ぶ線が三角形を規定するように、発熱部品1と表面実装部品5、5とがプリント基板3へ実装される。そして、発熱部品1と表面実装部品5、5とで規定される三角形の周上又はその内側に挿通孔31が規定される。例えば、図4に示すように、発熱部品1の中心と表面実装部品5、5の中心とで規定される三角形の内側に挿通孔31の中心が位置されるように、挿通孔31がプリント基板3に規定される。これによって、ヒートシンク2を発熱部品1に当接させる際、ヒートシンク2は発熱部品1と表面実装部品5、5とによって三点支持されるので、発熱部品1へより安定的に実装され、かつ、1つのネジ4でヒートシンク2を発熱部品1へ取り付けることができる。
Next, a heat sink mounting structure according to still another preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a plan view showing a heat sink mounting structure according to still another preferred embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the heat-generating
以上、本発明に係るヒートシンク取付構造の好ましい実施形態の例について説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。図1及び図2で説明したヒートシンク取付構造では、表面実装部品5の高さを発熱部品1と略同一のものを用いたが、図5に示すように、発熱部品1の高さよりも表面実装部品5の高さが高い場合、発熱部品1とヒートシンク2との間に、熱伝導性が高く、弾性を有する絶縁シートを挟み込むことによって、高さを揃えることができる。このとき、表面実装部品5の高さL1は、発熱部品1の高さと絶縁シート9との厚みを足したものと略同一である。弾性を有する絶縁シートを用いる理由は、発熱部品1又は表面実装部品5の寸法誤差があったとしても、絶縁シートの弾性によってその誤差を吸収するためである。
As mentioned above, although the example of preferable embodiment of the heat sink attachment structure concerning this invention was demonstrated, embodiment mentioned above is only the illustration for implementing this invention. In the heat sink mounting structure described with reference to FIGS. 1 and 2, the surface mount component 5 has substantially the same height as the
また、図1及び図2で説明したヒートシンク取付構造では、複数のネジ4を用いてヒートシンク2を発熱部品1へ取り付けるようにしたが、図6に示すように、1つのネジ4でヒートシンク2を発熱部品1へ取り付けるようにしてもよい。この場合、ネジ4をヒートシンク2のネジ孔21へ螺合させる際にヒートシンク2が回転してしまうのを防止するため、発熱部品1よりも高さが高い表面実装部品7を、ネジ4の回転方向側にヒートシンク2と当接する位置に実装してもよい。また、ヒートシンク2を発熱部品1に取り付ける際のヒートシンク2の実装位置を決めるため、発熱部品1よりも高さが高い表面実装部品8をさらに実装してもよい。本実施例では、回転防止用の表面実装部品7もヒートシンクの実装位置を決める役割を有し、表面実装部品7、8によってヒートシンクの実装位置が決められる。
1 and 2, the heat sink 2 is attached to the heat-generating
また、本実施例では発熱部品1を表面実装可能なものとしたが、リードピン挿入型のものであってもよい。
In the present embodiment, the
本発明は、発熱部品が使用される電子機器に採用され得るが、特にオーディオ機器に好適に採用され得る。 The present invention can be employed in an electronic device in which a heat-generating component is used, but can be particularly suitably employed in an audio device.
1 発熱部品
2 ヒートシンク
21 ネジ孔
3 プリント基板
31 挿通孔
4 ネジ
5、6、7、8 表面実装部品
9 絶縁シート
DESCRIPTION OF
Claims (8)
該プリント基板の第1の面に実装される発熱部品と、
該発熱部品へ取り付けられるヒートシンクと、
該プリント基板の該第1の面に実装されてその高さが該発熱部品と略同一または該発熱部品よりも高い1又は複数の第1の表面実装部品および1又は複数の第3の表面実装部品と、
を備え;
該プリント基板は、第2の面からネジが挿通される1又は複数の挿通孔が規定され、
該ヒートシンクは、該ネジが螺合される1又は複数のネジ孔が規定され、該ネジによって該発熱部品へ取り付けられ、
該第1の表面実装部品および該第3の表面実装部品が該ヒートシンクを支持し、該ヒートシンクがネジ止めされるときに該ヒートシンクの回転を該第3の表面実装部品が係止する、ヒートシンク取付構造。 A printed circuit board,
A heat generating component mounted on the first surface of the printed circuit board;
A heat sink attached to the heat generating component;
One or more first surface mount components and one or more third surface mounts mounted on the first surface of the printed circuit board and having a height substantially the same as or higher than the heat generation components Parts ,
Comprising:
The printed circuit board has one or more insertion holes through which screws are inserted from the second surface,
The heat sink has one or a plurality of screw holes into which the screws are screwed, and is attached to the heat generating component by the screws.
Heat sink mounting wherein the first surface mount component and the third surface mount component support the heat sink and the third surface mount component locks rotation of the heat sink when the heat sink is screwed Construction.
該プリント基板の第1の面に実装される発熱部品と、A heat generating component mounted on the first surface of the printed circuit board;
該発熱部品へ取り付けられるヒートシンクと、A heat sink attached to the heat generating component;
該プリント基板の該第1の面に実装されてその高さが該発熱部品と略同一または該発熱部品よりも高い1又は複数の第1の表面実装部品および1又は複数の第4の表面実装部品と、One or more first surface mount components and one or more fourth surface mounts mounted on the first surface of the printed circuit board and having a height substantially the same as or higher than the heat generation components Parts,
を備え;Comprising:
該プリント基板は、第2の面からネジが挿通される1又は複数の挿通孔が規定され、The printed circuit board has one or more insertion holes through which screws are inserted from the second surface,
該ヒートシンクは、該ネジが螺合される1又は複数のネジ孔が規定され、該ネジによって該発熱部品へ取り付けられ、The heat sink has one or more screw holes into which the screws are screwed, and is attached to the heat-generating component by the screws.
該第1の表面実装部品および該ヒートシンクの実装位置を規定する該第4の表面実装部品が該ヒートシンクを支持する、ヒートシンク取付構造。A heat sink mounting structure in which the first surface mount component and the fourth surface mount component defining a mounting position of the heat sink support the heat sink.
前記第1の表面実装部品の高さが、該発熱部品の高さと該絶縁シートの厚みとを足した長さと略同一である、請求項1〜5のいずれかに記載のヒートシンク取付構造。 Further comprising an insulating sheet sandwiched between the heat generating component and the heat sink;
The height of the first surface mount components, is substantially the same as the length obtained by adding the height and thickness of the insulating sheet heat-generating component, the heat sink mounting structure according to any one of claims 1-5.
該ヒートシンクを該発熱部品及び該第1の表面実装部品および該第3の表面実装部品の上部へ当接する工程と、
該プリント基板の第2の面からネジによってヒートシンクを該発熱部品へ取り付けて、該ヒートシンクの回転を該第3の表面実装部品が係止するように該ヒートシンクをネジ止めする工程と、を含むヒートシンク取付方法。 One or a plurality of first surface-mount components and one or a plurality of third surfaces supporting a heat-generating component and a heat sink attached to the heat-generating component and having a height substantially equal to or higher than that of the heat-generating component a mounting component, a step of mounting the first surface of the printed circuit board by solder reflow,
Abutting the heat sink on top of the heat generating component and the first surface mount component and the third surface mount component ;
Heat sinking by a screw from the second surface of the printed circuit board to the heat-generating component, the heat sink comprising the steps of screwing the heat sink so that the rotation of the heat sink surface mount components of said third locking Mounting method.
該ヒートシンクを該発熱部品及び該第1の表面実装部品および該ヒートシンクの実装位置を規定する該第4の表面実装部品の上部へ当接する工程と、 Abutting the heat sink on top of the heat generating component and the first surface mount component and the fourth surface mount component defining a mounting position of the heat sink;
該プリント基板の第2の面からネジによってヒートシンクを該発熱部品へ取り付ける工程とを含むヒートシンク取付方法。 Attaching the heat sink to the heat generating component with a screw from the second surface of the printed circuit board.
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