JPH05315777A - プリント板の放熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プリント板に実装された発熱素子の放熱装置
に関するもので、簡易な構造で発熱素子の放熱を促進
し、プリント板上の各素子の温度上昇を均一化すると共
にその全体の温度上昇をも低く抑えることができる技術
手段を提供する。 【構成】 プリント板１と平行な伝熱板５、１５をプリ
ント板を固定する前面板２と一体化して装着する。プリ
ント板１上の発熱が問題となる素子３・・・の上面を伝
熱板５に直接または伝熱ピース４、８を介して接触させ
る。伝熱ピースは、伝熱板５の面直角方向の弾性を備え
たものが良い。伝熱板１５をプリント板１の背面側に設
けたときは、伝熱板１５とプリント板１との間に伝熱ラ
バー１４を介装する。発熱素子３・・・がプリント板１
の一部の箇所に偏在していれば、その部分にのみ伝熱板
５、１５を設けることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、プリント板に実装さ
れた発熱素子の放熱装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プリント板の実装構造として、シェル構
造と呼ばれるものが知られている。この構造は、図９に
示すように、箱形に形成した収納枠３１の底面に接続用
プリント板（マザーボード）を配置し、１枚または複数
枚のプリント板１の側辺を収納枠３１に設けたガイド３
２に案内して収納枠３１内に差し込むことにより、個々
のプリント板１の奥辺に設けたコネクタ１１とマザーボ
ードとを電気的に接続するものである。この構造では個
々のプリント板１を収納枠３１に機械的に固定するため
に、プリント板１の前端辺にこれと直角に前面板２を設
け、この前面板をネジや爪３３などにより、収納枠３１
の前縁に固定する構造が採用される。

【０００３】この構造は、保守交換などの際のプリント
板１の装脱が容易にできるという長所があり、オプショ
ンプリント板の実装構造としても用いられる。図１０
は、オプションプリント板１をケース３５に収容して本
体３６に設けた収納部３７に実装する構造の一例を示し
たもので、プリント板１に固定した前面板２をケースの
スリット３８に挿通した状態で、ケース３５（上ケース
３５ａと下ケース３５ｂ）内に収容し、ケース３５と本
体の収納部３７とに設けたレール３９、４０をガイドに
して、本体３６に実装する構造である。ケース３５の図
示されない奥面には、プリント板１の奥辺に設けたコネ
クタ１１が臨出する開口が設けられており、コネクタ１
１が当該開口を通して本体の収納部３７の奥端に設けた
コネクタに接続される。

【０００４】なお図１０のプリント板は、ＩＯボード
で、ＩＯ機器接続用のコネクタが前面板２の背後に装着
されており、ケース３５の前面にもケーブル接続用のコ
ネクタの開口部４１が設けられている。

【０００５】プリント板１には各種の素子が実装され、
発熱の大きな素子に対してはその放熱を考慮しなければ
ならない。上記のような実装構造が採用される場合の簡
易な放熱構造としては、収納枠３１内に空気を通過させ
て放熱する構造が普通で、必要により空冷ファンを設け
て強制空冷したり、発熱の特に大きな素子には放熱フィ
ンを固定したりしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし実装密度が高く
なると、空気による放熱には限界が生じる。もちろん風
量の大きなファンを設けてやれば、相応の効果を上げる
ことができるが、騒音の問題やケースの通風用開口部か
らの電波漏れの問題が生じてくる。

【０００７】またプリント板上には、発熱量の大きな素
子もあればそれほど発熱しない素子もあるので、プリン
ト板全体に均一に空気を通過させるのは効率が悪く、か
といって発熱素子にのみ空気を重点的に導こうとする
と、細かなダクトを多数設けねばならなくなり、現実的
ではない。

【０００８】この発明は簡易な構造で発熱素子の放熱を
促進し、強制空冷構造を採用すると否とに関わりなく、
プリント板上の各素子の温度上昇を均一化するととも
に、その全体の温度上昇をも低く抑えることができる技
術手段を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明では、プリント
板１と平行な伝熱板５、１５を設けている。この伝熱板
５、１５は、前面板２と一体とするか、あるいはプリン
ト板１の前縁に固定された別体の前面板２にネジ７で固
定したり蝶番２２で連結して、装着する。そしてプリン
ト板１上の発熱が問題となる素子３・・・の上面を伝熱
板５に直接または伝熱ピース４、８を介して接触させ
る。伝熱ピース４、８は、従来設けられていた放熱フィ
ン４のように、剛体のものであってもよいが、好ましく
は伝熱板５の面直角方向の弾性を備えたものが良い。こ
のような弾性を備えた伝熱ピースとしては、伝熱ラバー
８や板バネ９を例示することができる。

【００１０】この発明の他の実施態様は、伝熱板１５を
プリント板１の背面（素子を実装した面の反対の面）側
に設けた構造である。この構造においても、伝熱板１５
はプリント板１の前縁に固定した前面板２に一体化ない
し連結される。伝熱板１５とプリント板１との間には、
伝熱ラバー１４が介装される。この伝熱ラバー１４は、
プリント板１の背面全体に添設して設けることもできる
が、発熱素子３・・・が装着された部分にのみ設けても
よい。

【００１１】伝熱板５、１５は、プリント板１上の発熱
素子３・・・の配置状況に応じて、その平面形状を自由
に設計できる。すなわち発熱素子３・・・がプリント板
１の全体に配置されていれば、伝熱板５、１５もこれら
全体を覆うような形状とし、また発熱素子３・・・がプ
リント板１の一部の箇所に偏在していれば、その部分に
のみ伝熱板５、１５を設けてやればよい。いずれの場合
でも伝熱板５、１５の一辺が前面板２に一体化ないし連
結される。また放熱を要しない素子については、伝熱板
５に接触させてもさせなくてもよい。

【００１２】

【作用】伝熱板５を発熱素子３・・・の上面に接触させ
る構造のものでは、素子３・・・で発生した熱は、その
パッケージの上面に接触している伝熱板５に直接または
伝熱ピース４、８を介して伝熱される。また伝熱板１５
をプリント板１の背面側に設けたものでは、発熱素子３
で発生した熱がプリント板１を貫通して熱伝導性ラバー
のシート１４を経て伝熱板１５に伝達される。

【００１３】伝熱板５、１５への素子３・・・からの伝
熱量は、発熱量の大きな素子ほど大きく、伝熱板５、１
５自体は熱良導体であるから、発熱量の大きな素子ほど
その発生熱が伝熱板５、１５によって広く拡散されるこ
とになる。そして伝熱板５、１５上に拡散した熱は、そ
の一体化ないし連結した部分を通して前面板２に伝達さ
れ、さらに前面板２から収納枠３１やケース３５へと拡
散される。

【００１４】すなわち伝熱板５、１５により発熱量の大
きな素子の熱が装置全体に拡散されて温度上昇が均一化
されて発熱の大きな素子の温度上昇が低く抑えられると
ともに、熱が広い面に沿って拡散していくから、放熱が
促進され、装置全体としての温度上昇も低く抑えること
ができる。

【００１５】伝熱板５または１５をプリント板１の素子
実装面側に設けるかその背面に設けるかは、隣接するプ
リント板との関係などによって適宜決定することがで
き、場合によっては両方を用いることもできる。また発
熱素子３・・・の上面を弾性を備えた伝熱ピース８を介
して伝熱板５に接触させるものでは、素子３・・・の高
さの差や伝熱板５の撓みや取付高さの誤差が伝熱ピース
８の弾性によって吸収されるから、伝熱板５と素子３・
・・との接触が確実になり、放熱作用が安定する。

【００１６】

【実施例】図８は前面板２を前縁に固定したプリント板
１に実装された発熱素子３、３の上面に放熱フィン（ヒ
ートシンク）４、４を接着した従来の放熱構造を示すも
のであるが、このような構造において、放熱フィン４の
頂面の高さがプリント板１から一定の高さとなるように
各放熱フィン４、４の高さを設計し、図４に示すよう
に、前面板２に設けた上下方向の長孔６、６にネジ７で
上下位置調整自在に固定した伝熱板５を、これらの放熱
フィン４、４の頂面に接触させた状態で固定することに
より、図１に示すこの発明の放熱装置を得ることができ
る。

【００１７】図１の実施例は、放熱フィン４を介して上
方の伝熱板５を各発熱素子３、３に接触させるととも
に、プリント板１の背面（反素子実装面側）に熱伝導性
ラバーのシート１４を介して、プリント板１の背面全体
に接触する第２の伝熱板１５を設け、これを前面板２に
ネジ１７で固定している。

【００１８】この図１に示す構造のものでは、発熱素子
３から発生する熱がパッケージおよび放熱フィン４を通
して上方の伝熱板５に伝えられて当該伝熱板５およびこ
れに固定された前面板２に拡散され、さらにプリント板
１またはプリント板に挿通されたリードピン２１を通し
て熱伝導性ラバーシート１５および第２の伝熱板１５に
拡散され、さらに伝熱板５、１５から空気中へ、あるい
は前面板２からプリント板収納枠や装置のケースに伝達
されて放熱される。

【００１９】伝熱板５、１５はネジ７、１７等で前面板
２に固定する構造のほか、図５に示すように前面板２と
一体にする構造、図６に示すように前面板２にヒンジ２
２などで取り付ける構造、図６に示すように前面板２に
設けた溝２３等に嵌め込んで固定する構造など、種々の
構造を採用することができる。

【００２０】なお図６に示すヒンジ２２を設けた構造
は、伝熱板５をヒンジ２２まわりに容易に開閉できるの
で、プリント板１の保守点検に便利であり、また図７に
示すような溝２３で固定する構造において、溝２３を複
数設けたときは、プリント板１に搭載される素子の高さ
に応じて伝熱板５の装着位置を変えることができ、プリ
ント板１との間の高さの異なる２つの伝熱板を設けるこ
とも可能である。

【００２１】図２に示す第２実施例は、従来の剛体性の
放熱板に代えて、熱伝導性ラバーで形成した伝熱ピース
８を伝熱板５の下面に接着したものである。この伝熱ピ
ース８はプリント板１上の素子３、３の配置位置および
高さに応じて成形し、発熱素子３、３の上面に伝熱ピー
ス８が若干弾性的に圧縮された状態で面接触するように
する。このような構造を採用すれば、図４の長孔６のよ
うな伝熱板５の高さ調整手段を設けなくても、また発熱
素子３、３の高さに若干のばらつきがあっても、各素子
３、３の頂面と伝熱ピース８との接触を確実に行うこと
ができる。

【００２２】図１および２に示す実施例では、素子３か
ら伝熱板５への伝熱経路に２箇所の接触面、すなわち素
子３と放熱フィン４または伝熱ピース８との接触面２５
および放熱フィン４または伝熱ピース８と伝熱板５との
間の接触面２６が介在することとなるが、図３に示すよ
うに発熱素子の位置に合わせて、伝熱板５に切り込みを
入れて舌片９・・・を下方に突出させ、その舌片の突出
量を対応する発熱素子３・・・の高さに合わせて成形す
ることにより、伝熱板５を直接発熱素子３の頂面に接触
させることもできる。この場合舌片９に若干弾力性を持
たせた板バネ構造とすれば、前述した熱伝導性ラバーの
伝熱ピース８と同様に、伝熱板５の取付位置の誤差や素
子３の高さの差を吸収して、舌片９と素子３との安定し
た接触を保証することができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したこの発明によれば、プリン
ト板に装着された発熱素子から出る熱が広い面積の伝熱
板上に拡散され、さらに前面板を経てプリント板収納枠
や収納ケースへと拡散し、空気中へと放散されるから、
プリント板上の素子の温度上昇が均一化され、さらにそ
の放熱も促進されることとなり、個々の発熱素子に独立
した放熱フィンなどを設ける従来の構造に比べて、プリ
ント板上の発熱素子の温度上昇を大幅に抑制することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の一部断面側面図

【図２】第２実施例の一部断面側面図

【図３】第２実施例の伝熱板の斜視図

【図４】伝熱板の取付構造の第１例を示す斜視図

【図５】伝熱板の取付構造の第２例を示す側面図

【図６】伝熱板の取付構造の第３例を示す側面図

【図７】伝熱板の取付構造の第４例を示す側面図

【図８】従来の放熱構造の一例を示す側面図

【図９】プリント板の実装構造の一例を示す斜視図

【図１０】プリント板の実装構造の他の例を示す分解斜
視図

【符号の説明】

１ プリント板 ２ 前面板 ３ 発熱素子 ４ 放熱フィン ５ 伝熱板 ８ 熱伝導性ラバーの放熱ピース ９ 伝熱板に形成した舌片 14 熱伝導性ラバーのシート 15 伝熱板 31 プリント板の収納枠 35 プリント板のケース

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント板(1) をその収納枠(31)やケー
   ス(35)に固定するためにプリント板(1) の一辺に前面板
   (2) を設けたプリント板の放熱装置において、 プリント板(1) 上の放熱しようとする複数の素子(3) ・
   ・・の上面に接触させた伝熱板(5) の一辺を上記前面板
   (2) に連結ないし一体化したことを特徴とする、プリン
   ト板の放熱装置。
2. 【請求項２】 前記複数の素子(3) ・・・と伝熱板(5)
   とが、伝熱ピース(8),(9) を介して接触しており、この
   伝熱ピース(8),(9) が伝熱板(5) の面直角方向の弾性を
   備えたものである、請求項１記載のプリント板の放熱装
   置。
3. 【請求項３】 プリント板(1) をその収納枠(31)やケー
   ス(35)に固定するためにプリント板(1) の一辺に前面板
   (2) を設けたプリント板の放熱装置において、 プリント板(1) の背面に伝熱ラバー(14)を介して、伝熱
   板(15)が接触しており、この伝熱板の一辺が請求項１記
   載の前面板(2) に連結ないし一体化されていることを特
   徴とする、プリント板の放熱構造。