JPH08172284A - ヒートパイプの取付構造 - Google Patents

ヒートパイプの取付構造

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JPH08172284A
JPH08172284A JP31293394A JP31293394A JPH08172284A JP H08172284 A JPH08172284 A JP H08172284A JP 31293394 A JP31293394 A JP 31293394A JP 31293394 A JP31293394 A JP 31293394A JP H08172284 A JPH08172284 A JP H08172284A
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JP
Japan
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heat
heat pipe
generating component
bolt
circuit board
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JP31293394A
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English (en)
Inventor
Masanori Kaneko
雅則 金子
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Asia Electronics Co
Original Assignee
Asia Electronics Co
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Publication date
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Publication of JPH08172284A publication Critical patent/JPH08172284A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 プリント基板とヒートパイプの熱膨張率差に
よって生じる応力を逃がして、熱膨張によっても発熱部
品が破損されず、ヒートパイプとの密着性を損なわない
ようにする。 【構成】 プリント基板1に実装された発熱部品2に植
込ボルト8またはタップ孔11を設け、面状のヒートパ
イプ3にボルト孔9をあける。ボルト孔9に発熱部品2
の植込ボルト8を差込みこれにナット10を嵌めて締め
付けるか、またはヒートパイプ3のボルト孔9から発熱
部品2のタップ孔11に通しボルト12をねじ込んで締
め付ける。ヒートパイプ3と発熱部品2の締め付け時、
ヒートパイプ3と発熱部品2との密着性を確保しつつ、
かつプリント基板1とヒートパイプ3の熱膨張率の差を
吸収できる所定の大きさのトルクをナット10または通
しボルト12に与える。脱落防止のためにナット10ま
たは通しボルト12の上から耐熱性接着テープ13をヒ
ートパイプ3に貼り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は発熱部品を搭載したプリ
ント基板へのヒートパイプの取付構造に係り、特に熱膨
張による発熱部品の破損を防止したものに関する。
【0002】
【従来の技術】電子機器は多数のプリント基板から構成
されるが、多量の熱を発生するため冷却が必要である。
このようなプリント基板を冷却するものとして、ヒート
パイプ方式を採用した冷却装置が考えられている。これ
は図6に示すように、プリント基板1上に実装された例
えばMCM(Multi Chip Module)な
どの複数の発熱部品2を冷却するために発熱部品2上に
面状のヒートパイプ3の受熱部4を密着させ、ヒートパ
イプ両側の放熱部5に液冷の冷却プレート6を取り付
け、これでヒートパイプ両側の放熱部5を冷却すること
により、ヒートパイプ3が受熱部4で受熱した熱を放熱
部5から逃がすようにしたものである。
【0003】このヒートパイプ方式を用いた冷却装置で
は、発熱部品2で発生する熱をヒートパイプ3に効率よ
く受熱させるため、発熱部品2とヒートパイプ3との密
着性が重要である。このため、両者を直接ボルト締め7
することが考えられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ヒートパイプ
との密着を優先してボルトを堅締すると次のような問題
がある。通常、プリント基板はガラスエポキシ樹脂で形
成され、ヒートパイプはアルミニウムまたは銅で形成さ
れるというように、両者は材料が異なるため、それらの
熱膨張率も大きく異なる。このため、熱膨張による応力
が発熱部品に集中して、リードに歪みを生じさせてリー
ド間をショートさせたり、リードを折損させたり、ある
いはパッケージを破損したりして発熱部品を破損する危
険があった。
【0005】本発明の目的は、プリント基板とヒートパ
イプとの熱膨張率差によって生じる応力を逃がしてやる
ことによって、上述した従来技術の問題点を解消して、
熱膨張によっても発熱部品が破損されず、しかもヒート
パイプとの密着性を損なわれないようなヒートパイプの
取付構造を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、プリント基板
に実装された発熱部品に植込ボルトまたはタップ孔を設
けるとともに、面状のヒートパイプにボルト孔をあけ、
このボルト孔に発熱部品に設けた植込ボルトを差込みこ
れにナットを嵌めて締め付けるか、またはヒートパイプ
のボルト孔から発熱部品のタップ孔に通しボルトをねじ
込んで締め付けることにより、プリント基板に実装され
た発熱部品に面状のヒートパイプを取り付けるヒートパ
イプの取付構造において、上記ヒートパイプと発熱部品
との密着性を確保しつつ、かつプリント基板とヒートパ
イプの熱膨張率の差を吸収できる所定の大きさのトルク
を上記ナットまたは通しボルトに与えてヒートパイプと
発熱部品とを締め付け、上記ナットまたは通しボルトを
脱落防止用材でヒートパイプに接合したものである。
【0007】また、本発明は上記ナットまたは通しボル
トで緩く締め付ける代りに、ナットまたは通しボルトと
ヒートパイプとの間に弾性体を介在させるようにしたも
のである。
【0008】これらの場合において、発熱部品とヒート
パイプとの間に熱伝導性グリースを介在させたり、ヒー
トパイプに設けるボルト孔を長孔としたり、さらにはヒ
ートパイプを分割したりしてもよい。
【0009】また、本発明は、プリント基板に実装され
た発熱部品にリキッドヒートシンクを載せ、その上から
面状のヒートパイプを被せてプリント基板に固定したも
のである。
【0010】
【作用】プリント基板とヒートパイプとの熱膨張率の差
を吸収できる所定の大きさのトルクでヒートパイプと発
熱部品とが締め付けられていると、発熱部品の温度が上
昇してプリント基板とヒートパイプが熱膨張しても、ト
ルクが許す範囲内での両者の相互移動により熱膨張によ
る応力は吸収され、発熱部品に応力の集中は起こらな
い。また、密着性が確保されるトルクで締め付けてある
ので、ヒートパイプと発熱部品との熱伝導は損なわれな
い。さらに、ナットまたは通しボルトは脱落防止用材で
ヒートパイプに接合されているので脱落することがな
い。
【0011】また、ナットまたは通しボルトとヒートパ
イプとの間に弾性体を介在させてあると、弾性体が発熱
部品に生じる応力を緩和するため、発熱部品の破損が回
避できる。この場合にも、ばねの介在によりヒートパイ
プとの密着性は損なわれない。
【0012】これらの場合において、発熱部品とヒート
パイプとの間に熱伝導性グリースを介在させてあると、
ヒートパイプは発熱部品に対して滑り易くなるので、応
力が一層緩和される。また、さらにヒートパイプに設け
るボルト孔を長孔とすると、ヒートパイプの熱膨張によ
る動きがさらに許容されるので、より一層応力を緩和す
ることができる。また、ヒートパイプを分割して取り付
けるようにすると、熱膨張により増大する絶対量が小さ
くなるので、発熱部品に生じる応力を小さくすることが
できる。
【0013】さらに、プリント基板に実装された発熱部
品にリキッドヒートシンクを載せ、その上から面状のヒ
ートパイプを被せてプリント基板に固定すると、リキッ
ドヒートシンクが緩衝材としての役割を果たすから、熱
膨張による応力をリキッドヒートシンクで吸収させるこ
とができ、発熱部品に応力が集中するのを防止できる。
また、ヒートパイプとプリント基板間にリキッドヒート
シンクを挟んで固定するので、ヒートパイプとの密着性
も確保される。
【0014】
【実施例】以下に本発明のヒートパイプの取付構造の実
施例を説明する。
【0015】図1は、本実施例によるヒートパイプの取
付構造の断面図を示す。図1(a)においては、プリン
ト基板1に実装された発熱部品2の表面中心部に植込ボ
ルト8を設けるとともに、面状のヒートパイプ3の所定
位置にボルト孔9をあける。このボルト孔9に発熱部品
2に設けた植込ボルト8を差込み、その先にナット10
を嵌めて、ヒートパイプ3と発熱部品2とを締め付け
る。この締め付けによりプリント基板1に実装された発
熱部品2に面状のヒートパイプ3を取り付ける。図1
(b)においては、発熱部品2の表面中心部に植込ボル
ト8の代りにタップ孔11を設ける。ヒートパイプ3の
ボルト孔9をタップ孔11と合わせて発熱部品2のタッ
プ孔11に通しボルト12をねじ込んで締め付ける。
【0016】この締め付けに際しては、ヒートパイプ3
と発熱部品2との密着性を確保しつつ、かつプリント基
板1とヒートパイプ3の熱膨張率の差を吸収できる所定
の大きさのトルクをナット10または通しボルト12に
与えるようにする。このトルクは実験により最適範囲を
求める。ナット10または通しボルト12による締め付
けは、ナットにあってはトルクレンチ、通しボルトにあ
ってはトルクドライバによってトルク管理しながら行
う。トルク管理を行うと、締め付け時の発熱部品の破損
も同時に防ぐことができる。
【0017】トルク管理されて嵌められたナット10、
またはねじ込まれた通しボルト12は、これらを堅締す
る場合に比して嵌め具合またはねじ込み具合が緩い。そ
こで、ナット10または通しボルト12の上から脱落防
止用材を構成する耐熱性接着テープ13をヒートパイプ
3の表面に貼り付けて、これらが脱落しないようにす
る。なお、脱落防止用材は熱可塑性の樹脂などで構成し
てもよい。
【0018】このように所定の大きさのトルクでヒート
パイプ3と発熱部品2が締め付けられていると、熱膨張
により生じる応力は、緩く締められたナット10、また
は通しボルト12によって許容されるプリント基板1と
ヒートパイプ3の相互移動により吸収されるため、熱膨
張によっても発熱部品に応力の集中は起こらず、したが
って、リード歪みやリード折損、発熱部品の破損を回避
できる。また、密着性が確保できるトルクでヒートパイ
プ3と発熱部品2とを締め付けているので、発熱部品2
の熱を有効にヒートパイプ3に受熱させることができ
る。
【0019】図2は、緩衝材としてばねを使った実施例
を示す。図2(a)は、ナット10とヒートパイプ3と
の間に弾性体としてばね15を介在させたものであり、
図2(b)は通しボルト12の頭とヒートパイプ3との
間にばね15を介在させたものである。通しボルト12
の頭とヒートパイプ3との間にばねを介在させる手段と
しては、通しボルトに座金やEリング14を挿通した上
でこれらとヒートパイプ3との間にばね15を介在させ
るか、または直接ばね座金などを介在させる方法があ
る。
【0020】なお、上述した実施例において、発熱部品
2とヒートパイプ3との間に熱伝導性グリースを介在さ
せて、熱膨張により長さの延びるヒートパイプ3を滑り
やすくすると、発熱部品2に生じる応力を一層低減する
ことができる。
【0021】また、ヒートパイプ3を発熱部品2に取り
付けるためにヒートパイプ3にボルト孔をあけるが、こ
のボルト孔を図3に示すように長孔16とし、熱膨張に
よるヒートパイプ3の動きを許容できるようにしてもよ
い。さらに図4に示すように、ヒートパイプ3を左右二
分割(3a、3b)にして、熱膨張による増大量を抑え
るようにしてもよい。
【0022】図5は、リキッドヒートシンクを緩衝材に
使った実施例を示す。図5(a)に示すように、発熱部
品2上に熱伝導性グリース19を塗ってリキッドヒート
シンク17を載せ、リキッドヒートシンク17の厚さを
一定にし、その上から面状のヒートパイプ3を被せてプ
リント基板1にねじ止め18したものである。リキッド
ヒートシンク17は、不活性液体のパーフロロカーボン
を多層フィルムに封じ込めたものであり、液体の自然対
流によって熱を片面から別な片面へと伝える。具体的な
商品名を挙げれば、例えば住友スリーエム(株)製の商
品名フロリナート等がある。リキッドヒートシンク17
内には液体が封じ込まれているので、プリント基板1と
ヒートパイプ3との熱膨張率差による応力をリキッドヒ
ートシンク17で吸収することができ、発熱部品2に応
力が集中するのを有効に防止できる。また、ねじ止め1
8によりヒートパイプ3との密着性が確保されるため、
発熱部品2の熱をヒートパイプ3に効率よく伝えること
ができる。なお、図5(b)に示すように、リキッドヒ
ートシンク17を背の低い発熱部品2bに載せれば、背
の高い発熱部品2aと同様に背の低い発熱部品2bもヒ
ートパイプ3に接触させて、ヒートパイプによる冷却を
可能とすることができる。
【0023】
【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、所定の
大きさのトルクでヒートパイプを締め付けるようにした
ので、ヒートパイプとの密着性を損なわずに、熱膨張に
よる発熱部品の破損を回避でき、また、ナットまたは通
しボルトを脱落防止用材でヒートパイプに接合したの
で、ナットまたは通しボルトの脱落を防止できる。
【0024】請求項2に記載の発明によれば、ナットま
たは通しボルトとヒートパイプとの間に弾性体を介在さ
せて、熱膨張による応力を緩和するようにしたので、ヒ
ートパイプとの密着性を損なわずに、発熱部品の破損を
回避できる。
【0025】請求項3に記載の発明によれば、発熱部品
とヒートパイプとの間に熱伝導性グリースを介在させた
ので、発熱部品の破損を有効に回避できる。
【0026】請求項4に記載の発明によれば、ヒートパ
イプに設けるボルト孔を長孔としたので、発熱部品の破
損をより有効に回避できる。
【0027】請求項5に記載の発明によれば、ヒートパ
イプを分割して取り付けたので、発熱部品に生じる応力
を小さくすることができ、発熱部品の破損をより一層有
効に回避できる。
【0028】請求項6に記載の発明によれば、発熱部品
にリキッドヒートシンクを載せ、ヒートパイプを被せて
ねじ止めするようにしたので、熱膨張による応力をリキ
ッドヒートシンクで吸収させることができ、ヒートパイ
プとの密着性を確保しながら、発熱部品に応力が集中す
るのを有効に防止でき、発熱部品の破損を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のヒートパイプの取付構造をトルク管理
により実現した実施例の側面図であって、(a)は植込
ボルトとナットを使った例、(b)はタップ孔と通しボ
ルトを使った例である。
【図2】本発明のヒートパイプの取付構造をばねにより
実現した実施例の側面図であって、(a)は植込ボルト
とナットを使った例、(b)はタップ孔と通しボルトを
使った例である。
【図3】本発明のヒートパイプの取付構造を長孔により
実現した実施例の平面図である。
【図4】本発明のヒートパイプの取付構造をヒートパイ
プの分割により実現した実施例の平面図である。
【図5】本発明のヒートパイプの取付構造をリキッドヒ
ートシンクにより実現した実施例の側面図であって、
(a)は発熱部品の背の高さが同じ場合、(b)は発熱
部品の背の高さが異なる場合の例である。
【図6】従来のヒートパイプ方式を採用した冷却装置の
平面図。
【符号の説明】
1 プリント基板 2 発熱部品 3 ヒートパイプ 8 植込ボルト 9 ボルト孔 10 ナット 11 タップ孔 12 通しボルト 13 耐熱性接着テープ 14 座金やEリング 15 ばね 16 長孔 17 リキッドヒートシンク 18 ねじ止め 19 熱伝導性グリース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 23/427

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】プリント基板に実装された発熱部品に植込
    ボルトまたはタップ孔を設けるとともに、面状のヒート
    パイプにボルト孔をあけ、このボルト孔に発熱部品に設
    けた植込ボルトを差込みこれにナットを嵌めて締め付け
    るか、またはヒートパイプのボルト孔から発熱部品のタ
    ップ孔に通しボルトをねじ込んで締め付けることによ
    り、プリント基板に実装された発熱部品に面状のヒート
    パイプを取り付けるヒートパイプの取付構造において、 上記ヒートパイプと発熱部品との密着性を確保しつつ、
    かつプリント基板とヒートパイプの熱膨張率の差を吸収
    できる所定の大きさのトルクを上記ナットまたは通しボ
    ルトに与えてヒートパイプと発熱部品とを締め付け、 上記ナットまたは通しボルトを脱落防止用材でヒートパ
    イプに接合したことを特徴とするヒートパイプの取付構
    造。
  2. 【請求項2】プリント基板に実装された発熱部品に植込
    ボルトまたはタップ孔を設けるとともに、面状のヒート
    パイプにボルト孔をあけ、このボルト孔に発熱部品に設
    けた植込ボルトを差込みこれにナットを嵌めて締め付け
    るか、またはヒートパイプのボルト孔から発熱部品のタ
    ップ孔に通しボルトをねじ込んで締め付けることによ
    り、プリント基板に実装された発熱部品に面状のヒート
    パイプを取り付けるヒートパイプの取付構造において、 上記ナットまたは上記通しボルトとヒートパイプとの間
    に弾性体を介在させたことを特徴とするヒートパイプの
    取付構造。
  3. 【請求項3】請求項1または2に記載のヒートパイプの
    取付構造において、発熱部品とヒートパイプとの間に熱
    伝導性グリースを介在させたことを特徴とするヒートパ
    イプの取付構造。
  4. 【請求項4】請求項1ないし3のいずれかに記載のヒー
    トパイプの取付構造において、ヒートパイプに設けるボ
    ルト孔を長孔としたことを特徴とするヒートパイプの取
    付構造。
  5. 【請求項5】請求項1ないし4のいずれかに記載のヒー
    トパイプの取付構造において、上記ヒートパイプを分割
    したことを特徴とするヒートパイプの取付構造。
  6. 【請求項6】プリント基板に実装された発熱部品にリキ
    ッドヒートシンクを載せ、その上から面状のヒートパイ
    プを被せてプリント基板に固定したヒートパイプの取付
    構造。
JP31293394A 1994-12-16 1994-12-16 ヒートパイプの取付構造 Withdrawn JPH08172284A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6269863B1 (en) 1998-10-09 2001-08-07 Molex Incorporated Integrated processor mounting mechanism and heat sink
CN102414959A (zh) * 2009-04-24 2012-04-11 阿尔斯通法国水电公司 具有转子绕组头保持系统的电机

Cited By (4)

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