JPH087668Y2 - ヒートシンクの支持構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、プリント基板実装に於
ける放熱用ヒートシンクの支持構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子機器に使用される半導体は、その所
定の性能を実現するために一定の温度以下で動作させる
必要がある。そのため、従来では、半導体を銅やアルミ
ニウム等熱伝導率の大きな材料で成形された放熱用のヒ
ートシンクに取り付けてその冷却を図っているが、ヒー
トシンクは機器の構造物として、又、最大の冷却効果を
得るために所定の場所に配置されなくてはならない。そ
して、機器の高密度実装に伴い、プリント基板に実装さ
れる半導体も多く、必然的にヒートシンクもプリント基
板に実装されることが多い。

【０００３】図１３はヒートシンクの支持構造の一例を
示し、この従来例では、平板形状のヒートシンク１の下
部両端を折曲してタップ３を形成し、そして、当該タッ
プ３をプリント基板５にねじ止めしてヒートシンク１を
プリント基板５に実装していた。尚、図中、７はヒート
シンク３にねじ止めされた半導体、９は熱伝導性絶縁シ
ート、又、１１はパターンである。

【０００４】しかし、上述の如くタップ３をプリント基
板５にねじ止めしてヒートシンク１を取り付ける従来の
支持構造では、プリント基板５の表面スペースがタップ
３との接触面に取られるため、ヒートシンク１の固定部
にプリント基板５表面のパターンを通すことができず、
高密度実装及び配線が阻害されていた。加えて、発熱す
る半導体の数量が増えたり発熱量が大きくなると、上述
の如き平板形状のヒートシンク１では放熱に効果のある
表面積の確保に限度があり、十分な放熱効果が期待でき
なかった。

【０００５】そこで、図１４に示すように、表面積確保
のためのフィン１３をベース部１５に複数枚設けたヒー
トシンク１７が広く用いられており、又、斯かるヒート
シンク１７の実装も、絶縁スペーサ１９を介することに
よってヒートシンク固定部での配線を可能としている。
尚、図中、２１は自動挿入の電子部品、２３は形状等の
理由から自動挿入できないために手挿入で実装された電
子部品である。

【０００６】しかし乍ら、上述の如き支持構造にあって
は、ヒートシンク１７をプリント基板５に実装するに当
たり、ヒートシンク１７とプリント基板５との間に第３
の部品である絶縁スペーサ１９を介在させなくてはなら
ないため、絶縁スペーサ１９の位置決め，ヒートシンク
１７の保持、そして、それらのねじ止めといった工程を
要し、組立作業性が悪かった。又、部品の実装は、自動
挿入の電子部品２１、そして、手挿入の電子部品２３の
順で行われるが、手挿入の電子部品２３を実装した後に
プリント基板５を裏返すと、仮実装された電子部品２
１，２３が落下するため、手挿入工程の後でヒートシン
ク１７のねじ止めをすることができない。従って、従来
では、手挿入工程の前にヒートシンク１７のねじ止めを
行っているが、高密度実装するためヒートシンク１７の
フィン１３の下にも手挿入の電子部品２３を実装する場
合には、フィン１３に邪魔されてその実装がし難く、と
きには電子部品２３の実装が十分でないといった虞があ
った。

【０００７】図１５及び図１６は上述の如き実装上の問
題を解決した従来例で、図１５の従来例では、図１７に
示すように下部中央を切り欠いたヒートシンク２５にか
しめ用突起２７を設け、そして、当該かしめ用突起２７
に半田付端子２９を嵌合した後、かしめ用突起２７の先
端を潰してヒートシンク２５に半田付端子２９を取り付
けることにより、プリント基板５に手挿入の電子部品の
実装と同時にヒートシンク２５を実装できるようにした
ものである。

【０００８】一方、図１６に示す従来例は、ヒートシン
ク３１の下部に半田ピン３３を設け、当該半田ピン３３
をプリント基板５に挿着することで、手挿入の電子部品
と同時にヒートシンク３１を実装できるようにしたもの
である。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】しかし乍ら、図１５に
示すヒートシンク２５の支持構造にあっても、ヒートシ
ンク２５とプリント基板５との接触面に於てプリント基
板５上の配線スペースが阻害されている。又、半田付端
子２９による実装が不安定で、振動及び外力に対して半
導体７のリード足７ａに負担が掛かってしまう虞があっ
た。

【００１０】又、図１６に示す従来例にあっても、プリ
ント基板５上の配線スペースがヒートシンク固定部で阻
害され、又、フィン３５の重みでヒートシンク３１が矢
印方向へ傾く虞がある等、ヒートシンク３１の安定性の
点で問題があった。本考案は斯かる実情に鑑み案出され
たもので、手挿入の電子部品等と同一方向からプリント
基板に実装でき、而も、実装したヒートシンクの安定性
の向上を図ったヒートシンクの支持構造を提供すること
を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成するた
め、請求項１に係る考案は、プリント基板に実装される
ヒートシンクに溝を形成し、当該溝に、プリント基板に
半田付け若しくはねじ止めする支持端子を圧入してヒー
トシンクをプリント基板に支持するヒートシンクの支持
構造であって、ヒートシンクは、上記溝の開口縁部に沿
って支持端子脱落防止用の突出片が形成され、支持端子
は上記溝への圧入部とプリント基板への固定部とからな
る断面略Ｌ字状に成形されて、当該圧入部に、溝の内壁
に圧接する複数の係止爪が抜脱方向へ折曲して設けられ
ていることを特徴とする。

【００１２】

【００１３】

【作用】請求項１に係る考案によれば、プリント基板へ
の自動挿入の電子部品や手挿入の電子部品の実装を完了
した後、溝内に支持端子が左右から圧入挿着されたヒー
トシンクに半導体をねじ止めし、そして、上記電子部品
と同一方向から支持端子を介してプリント基板にヒート
シンクを半田付け又はねじ止めすれば、支持端子を介し
てヒートシンクがプリント基板に支持されることとな
る。そして、ヒートシンクの溝に支持端子の圧入部を圧
入挿着する際、係止爪が溝の内壁に圧接して支持端子が
強固にヒートシンクに取り付くこととなる。

【００１４】

【００１５】

【実施例】以下、本考案の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図１乃至図８は請求項１に係る考案の第一実
施例を示し、図１に於て、３７はアルミニウム製のヒー
トシンクで、十分な放熱効果を確保するため、従来と同
様、複数のフィン３９がベース部４１の横方向に亘って
一体に設けられている。そして、フィン３９の下方に
は、後述する支持端子４３を圧入挿着させる溝４５がベ
ース部４１の横方向に亘って形成されており、当該溝４
５の開口縁部には、支持端子４３の脱落を防止する突出
片４７が開口縁部に沿って形成されている。

【００１６】図２及び図３は上記溝４５に圧入挿着され
る金属製の支持端子４３を示し、当該支持端子４３は、
溝４５への圧入部４９とプリント基板５への固定部５１
とで断面略Ｌ字状に形成されており、圧入部４９の両側
部には、夫々、当該圧入部４９の抜脱方向へ折曲する係
止爪５３が２つ宛設けられている。そして、圧入部４９
の幅寸法Ａは上記溝４５の幅寸法Ｂよりも若干大きく設
定されると共に、全ての係止爪５３は、図５に示すよう
に支持端子４３の板厚ａよりも広い幅寸法ｂを以って各
先端側が上記突出片４７側に折曲し突出した構造となっ
ており、斯かる幅寸法ｂは上記溝４５の深さ寸法ｃに対
してｂ＞ｃの関係に設定されている。従って、圧入部４
９を溝４５へ圧入挿着すると、各係止爪５３が撓んで溝
４５の内壁４５ａに圧接すると同時に、各係止爪５３が
ｃ寸法まで圧縮させられて突出片４７の内壁４７ａに圧
接するので、支持端子４３が強固にヒートシンク３７に
固定されることとなる。然も、上述したように係止爪５
３は圧入部４９の抜脱方向へ折曲した構造であるから、
溝４５への圧入部４９の圧入がし易く、又、抜脱時は係
止爪５３が内壁４５ａ，４７ａに食い込むため、支持端
子４３がヒートシンク３７から抜け難くなっている。

【００１７】又、図４に示すように、溝４５内に圧入部
４９を圧入挿着してヒートシンク３７に支持端子４３を
取り付けたとき、固定部５１の下縁部５１ａからヒート
シンク３７の下縁部３７ａが若干浮いた状態となるよう
に、固定部５１の寸法が設定されている。一方、図４に
於て、５５は固定部５１の下縁部５１ａに突設した２つ
の半田付固定片で、両半田付固定片５５は、図６に示す
ようにプリント基板５に形成した取付孔５７に挿着した
際に、上記溝４５の反対側に圧入挿着された他方側の支
持端子４３′の固定部５１′の半田付固定片５５′と互
いに向き合うような円弧形状に形成されている。而し
て、斯様に対向する半田付固定片５５，５５′を互いに
向き合うような円弧形状に形成することにより、図６の
如く取付孔５７にこれらを挿着すると、取付孔５７の内
壁５７ａと半田付固定片５５，５５′との間の隙間ｄが
狭くなって半田付けする前の状態の半田付固定片５５，
５５′と取付孔５７との嵌め合いがきつくなり、ヒート
シンク４３がプリント基板５に安定することとなる。

【００１８】又、固定部５１の下縁部５１ａは、図７に
示すように、半田付固定片５５を取付孔５７に挿着した
際にプリント基板５の表面に当接するようになってお
り、挿着時にプリント基板５との間に隙間がないことを
確認することによって、半田付固定片５５の浮きのない
半田付けができるようになっている。そして、上述した
ように、ヒートシンク３７に支持端子４３を取り付けた
とき、固定部５１の下縁部５１ａからヒートシンク３７
の下縁部３７ａが若干浮いた状態となるようになってい
るから、斯様に固定部５１の下縁部５１ａをプリント基
板５の表面に当接させると、プリント基板５とヒートシ
ンク３７の下縁部３７ａとの間には、若干の隙間が生ず
ることとなる。更に、半田付固定片５５の基部には、Ｕ
字状の切込み５９が形成されており、斯様に切込み５９
を半田付固定片５５の基部に設けることにより半田上が
りが確認できるようになっている。

【００１９】加えて、上記固定部５１には、半田付固定
片５５の近傍に円形状の孔６１が２箇所に穿設されてい
る。而して、斯様に固定部５１に孔６１を設けて固定部
５１の断面積を部分的に減少させ熱抵抗を増加させるこ
とにより、プリント基板５への半田付固定片５５の半田
付け時に、図７の矢印で示すように、半田付固定片５５
から支持端子４３及びヒートシンク３７への熱の移動を
減少させて半田付固定片５５の良好な半田付けができる
と共に、ヒートシンク３７に対する最も有効な風の流れ
に対し、支持端子４３の空気抵抗を低下させるようにな
っている。

【００２０】本実施例はこのように構成されているか
ら、プリント基板５への部品の実装は、従来と同様、先
ず、自動挿入の電子部品２１の実装を先に行い、その実
装の完了後に手挿入の電子部品２３の実装を行えばよ
い。そして、これらの電子部品２１，２３の実装後、溝
４５内に支持端子４３，４３′が左右から圧入挿着され
たヒートシンク３７に、図８の如く熱伝導性絶縁シート
９を介して半導体７をねじ止めし、そして、支持端子４
３の固定部５１の半田付固定片５５をプリント基板５の
取付孔５７に挿着すればよい。

【００２１】而して、溝４５に圧入部４９を圧入挿着す
ると、既述したように各係止爪５３が溝４５の内壁４５
ａと突出片４７の内壁４７ａに圧接して支持端子４３が
強固にヒートシンク３７に取り付き、又、プリント基板
５と固定部５１の下縁部５１ａとの間に隙間がないか否
かを確認し乍ら図６の如く半田付固定片５５，５５′を
取付孔５７に挿着すれば、ヒートシンク４３がプリント
基板５に安定して取り付くこととなる。

【００２２】そして、斯かる状態で半田上がりを切込み
５９で確認し乍ら半田付けを行えばよく、固定部５１に
は孔６１を設けてその断面積を部分的に減少させ熱抵抗
を増加させているから、半田付固定片５５，５５′から
支持端子４３，４３′及びヒートシンク３７への熱の移
動が減少させられ、その結果、半田付固定片５５，５
５′が良好にプリント基板５に半田付けされて、ヒート
シンク３７の下縁部３７ａがプリント基板５から僅かな
隙間を開けてプリント基板５上に実装されることとな
る。

【００２３】このように、本実施例は、自動挿入の電子
部品２１と手挿入の電子部品２３を実装した後、ヒート
シンク３７をプリント基板５に手挿入部品として手挿入
の電子部品２３等と同一方向から実装できるので、ヒー
トシンク３７の実装が容易であると共に、図１５及び図
１６に示す支持構造と同様、ヒートシンク３７のフィン
３９の下に実装する手挿入の電子部品２３の実装が容
易，確実となり、作業性が向上することとなった。

【００２４】而も、本実施例にあっては、プリント基板
５に確実に挿着された半田付固定片５５，５５′を、切
込み５９で半田上がりを確認し乍ら確実に半田付けがで
き、又、上記孔６１を設けたことによる効果も相俟って
半田付けが確実に行え、その結果、ヒートシンク３７を
プリント基板５に確実に支持できることとなった。そし
て、固定部５１の下縁部５１ａがプリント基板５に当接
しているため、図１５及び図１６の取付構造に比しヒー
トシンク３７が、支持端子４３を介して安定してプリン
ト基板５に支持されることとなる。

【００２５】又、本実施例は、ヒートシンク３７の下縁
部３７ａがプリント基板５から僅かな隙間を開けてプリ
ント基板５上に実装されるため、図８に示すように、ヒ
ートシンク３７の下縁部３７ａとプリント基板５との間
に配線パターン６３がレイアウトでき、高密度実装が可
能となる利点を有する。更に、本実施例は、図５で述べ
たように係止爪５３を設けた支持端子４３の圧入部４９
の幅寸法Ａを溝４５の幅寸法Ｂよりも若干大きく設定す
ると共に、全ての係止爪５３を、支持端子４３の板厚ａ
よりも広い幅寸法ｂを以って各先端側が上記突出片４７
側に折曲し突出した構造としたから、圧入部４９を溝４
５へ圧入挿着することにより、各係止爪５３が撓んで溝
４５の内壁４５ａに圧接すると同時に、各係止爪５３が
ｃ寸法まで圧縮させられて突出片４７の内壁４７ａに圧
接するので、支持端子４３が強固にヒートシンク３７に
固定される。然も、上述したように係止爪５３は圧入部
４９の抜脱方向へ折曲した構造であるから、溝４５への
圧入部４９の圧入がし易く、又、抜脱時は係止爪５３が
内壁４５ａ，４７ａに食い込むため、支持端子４３がヒ
ートシンク３７から抜け難い利点を有する。そして、本
実施例によれば、上述したように圧入部４９を溝４５へ
圧入挿着することにより、各係止爪５３がｃ寸法まで圧
縮させられて突出片４７の内壁４７ａに圧接するので、
図５に示すように、ヒートシンク端面から半田付固定片
５５までの寸法ｅが安定し、因って、半導体７の取付位
置，支持端子４３の半田付固定片５５までの寸法決めが
できる利点を有する。又、支持端子４３に孔６１を穿設
したことにより空力特性も良好である。

【００２６】尚、固定部５１に穿設する孔６１は上記円
形形状に限定されるものではなく、図９に示すような、
長孔形状の孔６５を設けてもよいし、半田付固定片５５
間の固定部５１の下縁部５１ａを切り欠いて切込み５９
を連続させれば、プリント基板５と固定部５１との間に
空間スペース６７が生じて、プリント基板５の表面にパ
ターン６９を通すことが可能である。

【００２７】図１０及び図１１は本考案の第二実施例を
示す。上記第一実施例は、ベース部４１にフィン３９を
設けたヒートシンク３７に本考案を適用したものである
が、図１０に示すように、フィンを持たない平板状のヒ
ートシンク７１のベース部７３に溝４５を設けてもよ
い。そして、その安定性を向上させるため、図１１に示
すように、一方の支持端子４３″の固定部５１″を他方
の支持端子４３の固定部５１と反対側に折曲させておけ
ば、ヒートシンク７１の表裏に固定部５１，５１″が位
置してヒートシンク７１を安定性良く支持することが可
能である。

【００２８】又、大型のヒートシンクをプリント基板に
実装しなければならないとき、或いはヒートシンクに外
力や振動が付加されて上記半田付固定片５５による半田
付けではヒートシンクの支持強度が不足する虞がある場
合には、電子部品を半田付け後、図１２に示すように、
固定部７３にねじ止め固定片７５を設けた支持端子７７
を用いてヒートシンク７１をプリント基板５にねじ止め
することで、厄介だった絶縁スペーサの位置決めが不要
となり、確実な保持を実現するために有効となる。 尚、
上記支持端子７７には、上記第一実施例と同様、固定部
７３とＬ字状に折曲されたその圧入部７９に、上記係止
爪５３と同一形状の係止爪８１が設けられている。その
他、図中、８３はねじ止め固定片７５に設けたねじ孔、
８５はプリント基板５に設けたねじ孔、そして、８７は
ねじである。

【００２９】而して、本実施例によっても、上記第一実
施例と同様、ヒートシンク７１の実装が自動挿入の電子
部品２１や手挿入の電子部品２３と同一方向から行えて
その実装が容易であると共に、手挿入の電子部品２３の
実装が容易，確実に行え、又、部品の高密度実装が可能
である。更に、本実施例によれば、プリント基板５に対
するヒートシンク７１の支持がより強固に行える利点を
有する。

【００３０】

【考案の効果】以上述べたように、請求項１に係る考案
によれば、自動挿入の電子部品と手挿入の電子部品をプ
リント基板に実装した後、ヒートシンクをこれらの部品
と同一方向から支持端子を介して実装できるので、ヒー
トシンクの実装が容易であると共に、従来に比しヒート
シンクが支持端子を介して安定してプリント基板に支持
され、又、半導体の取付位置，支持端子の寸法決めがで
きる利点を有する。

【００３１】そして、ヒートシンクにフィンを有する場
合にも、フィンの下に実装する手挿入の電子部品の実装
が容易，確実となり、安定した部品の実装状態が確保で
きることとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第一実施例に於けるヒートシンクの全
体斜視図である。

【図２】支持端子の圧入部側の側面図である。

【図３】支持端子の固定部側の側面図である。

【図４】支持端子をヒートシンクの溝に圧入挿着した状
態に於けるヒートシンクの一部切欠き斜視図である。

【図５】支持端子をヒートシンクの溝に圧入挿着した状
態に於けるヒートシンクの断面図である。

【図６】半田付固定片をプリント基板の取付孔に挿着し
た状態の部分断面図である。

【図７】支持端子の固定部の側面図である。

【図８】本考案の第一実施例に係るヒートシンクの支持
構造の全体斜視図である。

【図９】支持端子の固定部の変形例の側面図である。

【図１０】本考案の第二実施例に於けるヒートシンクの
側面図である。

【図１１】本考案の第二実施例に係るヒートシンクの支
持構造の全体斜視図である。

【図１２】本考案の第三実施例に係るヒートシンクの支
持構造の全体斜視図である。

【図１３】従来のヒートシンクの支持構造の側面図であ
る。

【図１４】従来のヒートシンクの支持構造の側面図であ
る。

【図１５】従来のヒートシンクの支持構造の側面図であ
る。

【図１６】従来のヒートシンクの支持構造の側面図であ
る。

【図１７】従来のヒートシンクの部分斜視図である。

【符号の説明】

５ プリント基板 ３７，７１ ヒートシンク ３９ フィン ４３，５３ 支持端子 ４５ 溝 ４９，７９ 圧入部 ５１，７３ 固定部 ５３，８１ 係止爪 ５５ 半田付固定片 ５９ 切込み ６１，６５ 孔 ７５ ねじ止め固定片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 山口 裕康 神奈川県川崎市高津区坂戸237番地 富士 通電装株式会社内 (72)考案者 鎌田 忠陽 東京都杉並区堀ノ内２丁目１番26号 株式 会社ホクサ内 (56)参考文献 特開 昭61−65751（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−106346（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−104695（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−44344（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント基板に実装されるヒートシンク
   に溝を形成し、当該溝に、プリント基板に半田付け若し
   くはねじ止めする支持端子を圧入してヒートシンクをプ
   リント基板に支持するヒートシンクの支持構造であっ
   て、 ヒートシンクは、上記溝の開口縁部に沿って支持端子脱
   落防止用の突出片が形成され、支持端子は 上記溝への圧
   入部とプリント基板への固定部とからなる断面略Ｌ字状
   に成形されて、当該圧入部に、溝の内壁に圧接する複数
   の係止爪が抜脱方向へ折曲して設けられていることを特
   徴とするヒートシンクの支持構造。