JPH09213848A

JPH09213848A - 電子部品のヒートシンク

Info

Publication number: JPH09213848A
Application number: JP8017602A
Authority: JP
Inventors: Tetsuro Tsubota; 哲朗坪田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-02-02
Filing date: 1996-02-02
Publication date: 1997-08-15

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構造で放熱効果の高い電子部品の放熱
構造を提供する。【解決手段】電子部品を搭載する基板と、電子部品か
ら発生する熱量を放散するヒートシンクとからなり、基
板に所定大きさの貫通孔を設け、ヒートシンクを貫通孔
を挟むようにして取り付け、電子部品で発生した熱を貫
通孔を介して基板の下側に逃がすようにして、基板及び
空気中への放熱をする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器を構成す
る印刷基板に取り付けられた所定熱量を発生する電子部
品のヒートシンクに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子機器を構成する印刷基板に取
り付けられている電子部品から発生する熱を放散させる
放熱構造として、一般に、印刷基板に設けられた電子部
品にアルミダイキャスト等の金属板からなるヒートシン
クを取り付け、電子部品から発生する熱をヒートシンク
を介して空気中に発散させる。

【０００３】このようなヒートシンクの構造は、種々考
案され、例えは、図１３に示すように、平板状に形成し
たヒートシンク２を、印刷基板４に搭載したＩＣ（inte
grated circuit）チップやＬＳＩ（large scale integr
ated circuit）チップ等である電子部品６の上面に図示
しないネジ等で取り付け、電子部品６から発生する熱を
自然空冷やファンＦによる強制空冷によって空気中へ放
散するようにしている。

【０００４】また、図１４に示すように、ヒートシンク
８を、熱放散面積を増加させるために複数の溝を有する
平板状に形成し、印刷基板４に搭載した電子部品６の上
面に熱伝導シート９を介して取り付け、電子部品６で発
生する熱を放散する。

【０００５】このような構造をしたヒートシンクの組み
立ては、図１３及び図１４に示すように、電子部品６の
接続線Ｐを印刷基板４に設けた端子孔に挿入した後、印
刷基板４を溶融半田槽に浸漬して、接続線Ｐと端子孔周
辺で印刷基板４の下面に配置した端子Ｔとを一斉に半田
付けする。

【０００６】ところで、電子部品を基板に取り付ける方
法としては、両面マウント方式と片面マウント方式とが
ある。両面マウント方式は、基板の両面に電子部品を配
置する方法であり、片面マウント方式は、基板の片面の
みに電子部品を配置する方法である。

【０００７】これとは別に、両面にパターンが設けられ
ている基板を両面プリント基板といい、片面のみにパタ
ーンが設けられている基板を片面プリント基板という。

【０００８】電子部品の半田付け方法としては、基板に
開けた穴に部品の足を通してディップ槽に通して基板の
裏側から半田付けする方法と、基板に穴を開けないで電
子部品を載せた基板面を高温の槽の中に通し、電子部品
を載せた面だけで半田付けする方法（リフロー方式）と
がある。リフロー方式は、主にチップ部品に使用されて
いる。

【０００９】ディップ槽に通す方法は、両面プリント基
板、若しくは、電子部品が搭載される面の裏面がパター
ンになっている片面プリント基板に使用される。リフロ
ー方式は、電子部品の搭載面、若しくは、両面がパター
ンになっている基板に使用される。

【００１０】両面プリント基板によるディップ槽に通す
方式の場合は、図１３及び図１４に示すように、電子部
品６の下面は印刷基板４の上面より僅かに浮いた形とな
り、電子部品６から印刷基板４へ熱が直接伝導すること
は無い。リフロー方式の場合は、電子部品の下面が印刷
基板の上面に密着することがある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、印刷基
板４に搭載した電子部品６の上面にヒートシンク２、８
を取り付ける場合、取付用の部品等を用いなければなら
ない。

【００１２】また、電子部品６の上面にヒートシンク
２、８を取り付けても放熱能力が充分でないため、使用
環境によっては電子部品６の性能に支障を来す場合があ
る。

【００１３】特に、電子部品６は、下面（印刷基板４
側）からの発熱量が上面からよりも多く、電子機器６の
上面にヒートシンクを取り付けても十分な放熱効果が得
られずに印刷基板４との間に蓄熱して、電子部品６の性
能低下を起こす原因となる。

【００１４】さらに、電子部品６の上面にヒートシンク
２、８を取り付けるので、電子部品６及びヒートシンク
２、８を備えた印刷基板４は、全体的に厚くなる。印刷
基板４を電子機器に取り付けるには、ある程度のスペー
スが必要となっていた。

【００１５】このように、ヒートシンク２、８を電子部
品６の上面に取り付けた場合、部品数が増加して構造が
複雑になると共に十分な放熱効果が得られないとう問題
がある。さらに、省スペースが図れないという問題があ
る。

【００１６】従って、本発明は、簡単な構造で十分な放
熱効果を得ることができると共に省スペースを図ること
ができる電子部品の放熱構造に課題を有する。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る電子部品のヒートシンクは、所定の熱
量が発生する電子部品と、この電子部品を所定位置に搭
載できる基板と、電子部品から発生する熱量を放散する
ヒートシンクとからなり、基板には、電子部品を搭載す
る位置に所定大きさの貫通孔を設け、この貫通孔を介し
て基板の下側方向に電子部品の熱量を放散するようにヒ
ートシンクを配設したことである。

【００１８】そしてこのヒートシンクは、半田の付着し
ない材質で形成し、基板の上面側に配置する平板形状の
第１の放熱板と、基板の下面側に配置する平板形状の第
２の放熱板とからなり、基板の所定大きさの貫通孔を挟
むようにして第１及び第２の放熱板を配設したことであ
る。

【００１９】更に、電子部品は、第１の放熱板の上部に
位置するように配設し、第２の放熱板には、貫通孔に係
合又は嵌合する大きさの係合部材を設け、この係合部材
には、第１の放熱板との位置決めをするダボを設け、第
２の放熱板は、基板と接する反対側に複数の放熱用突起
を設けたことである。

【００２０】上記構成により、ヒートシンクの係合部材
を基板の貫通孔に嵌合させれば、電子部品の熱は、係合
部材を介して基板に逃げ、且つ第２の放熱板を介して空
気中へ逃げる。これにより、複雑な取付部品を用いるこ
となくヒートシンクを基板に取り付け、電子部品をヒー
トシンクの上方に取り付けることができるので、効率的
に電子部品の熱を放散させることができると共に、高さ
を制限した省スペースを図ることができる。

【００２１】又、ヒートシンクを構成する第１の放熱板
および第２の放熱板は、基板を挟むように取り付け、電
子部品を第１の放熱板の上方に取り付けることにより、
電子部品から発生した熱は、電子部品の下面から第１の
放熱板、基板、及び第２の放熱板を介して放散するの
で、スペースを取らずに効率的に放熱することができ
る。

【００２２】更に、ヒートシンクは、電子部品を基板に
結合させる半田が付着しない材質から形成されているの
で、ヒートシンクを印刷基板に取り付けた状態で、電子
部品を基板に搭載して半田漕に流すことができるので、
作業工程を簡略にすることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明に係る電子部品のヒートシ
ンクについて以下、図面を参照にして説明する。

【００２４】電子部品の発熱を放散するヒートシンクの
第１実施例は、図１及び図２に示すように、基板１４の
上側に配置する第１の放熱板１０と基板の下側に配置す
る第２の放熱板１２とから構成され、電子部品を所定位
置に搭載できる基板、即ち、印刷基板１４を挟んでネジ
１６によって固定する。所定熱量を発生する電子部品、
即ち、ＩＣチップ１８は、第１の放熱板１０を覆うよう
に印刷基板１４に取り付ける構造となっている。

【００２５】第１の放熱板１０は、図３に示すように、
アルミニウム等の半田の付かない材質で、平板部材をプ
レス加工して、ほぼ四角形に形成されている。

【００２６】この第１の放熱板１０の中央には、印刷基
板１４を挟んで第２の放熱板１２を固定するネジ１６を
差し込むネジ孔２０が設けられている。また、第１の放
熱板１のネジ孔２０を通る対角線上のネジ孔２０の両側
の対称位置には、第２の放熱板１２に対して位置決めす
るための第１のダボ孔２２ａ、２２ｂを設けた構造とな
っている。

【００２７】更に、第１の放熱板１０の上記対角線上の
第１のダボ孔２２ａ、２２ｂの外側には、印刷基板１４
に対して位置決めするために、ボスである第１のダボ２
４ａ、２４ｂが印刷基板１４側に突出するようにプレス
加工により一体成形した構造となっている。

【００２８】第２の放熱板１２は、図４に示すように、
アルミニウムをフリクションプレス加工して形成し、上
部中央には、略正方形の係合部材２６が一体に形成され
た構造となっている。係合部材２６の上面には、第１の
放熱板１０の第１のダボ孔２２ａ、２２ｂに嵌合する第
２のダボ２８ａ、２８ｂが一体成形されている。

【００２９】そして、第２の放熱板１２の中央には、ネ
ジ１６（図１又は図２参照）を通すネジ孔３０が第１の
放熱板１０のネジ孔２０と対応する位置に設けた構造と
なっている。第２の放熱板１２の下面には、複数の放熱
用突起、例えば７２本の放熱用ピン３２を突設形成した
構造となっている。この放熱用ピン３２は、放熱効果が
あればどのような形状でもよく、例えば、フィン状のも
のでもよい。

【００３０】基板１４には、図１に示すように、第２の
放熱板１２の係合部材２６と係合又は嵌合する四角形の
所定大きさの貫通孔３４と、第１の放熱板１０の第１の
ダボ２４ａ、２４ｂと対応する第２のダボ孔３６ａ、３
６ｂが設けられている。

【００３１】また、基板１４には、ＩＣチップ１８の多
数の接続線１８ａを通す多数の端子孔３８が設けられて
いる。即ち、図２に示すように、基板１４の下面の各端
子孔３８の周囲には、ＩＣチップ１８の接続線１８ａの
先端と半田付けによって連結する端子４０が設けられて
いる。

【００３２】このような構造をした基板１４に第１及び
第２の放熱板１０、１２及びＩＣチップ１８を組み立て
るには、先ず、組み立てる前に、第１の放熱板１０と第
２の放熱板１２との接触面及び第１の放熱板１０とＩＣ
チップ１８との接触面に熱伝導性の良いシリコンオイル
を塗布する。

【００３３】そして、組み立てる時には、第２の放熱板
１２の係合部材２６を基板１４の貫通孔３４に嵌合し
て、第２の放熱板１２を基板１４に結合する。第１の放
熱板１０の第１のダボ２４ａ、２４ｂを基板１４の第２
のダボ孔３６ａ、３６ｂに夫々嵌合させて、第１の放熱
板１０と第２の放熱板１２とで基板１４を挟み込むよう
にして位置決めする。

【００３４】そして、第２の放熱板１２の第１のダボ２
８ａ、２８ｂを第１の放熱板１０の第１のダボ孔２２
ａ、２２ｂに夫々嵌合させて、第１の放熱板１０と第２
の放熱板１２とを相対的に位置決めする。位置決め後、
ネジ１６を第１の放熱板１０のネジ孔２０と第２の放熱
板１２のネジ孔３０に通してネジ止めする。

【００３５】次に、第１の放熱板１０を覆うようにＩＣ
チップ１８を上部から装着し、接続線１８ａの下端を基
板１４の端子孔３８に夫々通してＩＣチップ１８を基板
１４に搭載する。そして、第２の放熱板１２を装着した
まま基板１４の下面を半田槽に浸漬し、ＩＣチップ１８
の各接続線１８ａの先端を基板１４の下面に配列されて
いる端子４０に半田付けする。この時、第２の放熱板１
２は半田の付着しない材質であるので端子４０と接続線
１８ａのみが半田付けされることになる。

【００３６】このようにして基板１４を挟むように取り
付けたヒートシンクによって、図２に示すように、ＩＣ
チップ１８の発熱部１８ｂで発生した熱量の放散は、図
２の矢印で示すように、一部は基板１４の貫通孔３４を
介して下部側方向の第２の放熱板１２の放熱用ピン３２
から空気中に放熱し、一部は基板１４の貫通孔３４に係
合している第２の放熱板１２の係合部材２６を介して基
板１４に放熱する。

【００３７】ＩＣチップ１８の発熱量が大きい場合は、
基板１４の下方にファン４２を設置し、第２の放熱板１
２の放熱用ピン３２に向かって送風すれば、放熱効果は
更に向上する。

【００３８】次に、本発明に係る電子部品のヒートシン
クの第２の実施例を説明する。

【００３９】図５に示すように、第２の実施例の電子部
品のヒートシンクは、第１の放熱板と第２の放熱板とを
一体形成したヒートシンク４４を使用する。ヒートシン
ク４４の上部４４ａはＩＣチップ１８と略同じ面積を有
し基板１４に設けた貫通孔３４よりも大きく、下部４４
ｂは基板１４の貫通孔３４に係合又は嵌合し、且つ上部
４４ａより小さく形成されている。

【００４０】このような構造からなるヒートシンク４４
を組み立てるには、先ず、ヒートシンク４４の下部４４
ｂを基板１４の貫通孔３４に上方から嵌め込み、ＩＣチ
ップ１８を取り付ける。

【００４１】ヒートシンク４４が一体形成されているた
め、貫通孔３４に嵌め込むだけで容易に位置決めするこ
とができ、かつ、ネジ止めする必要が無いため、部品数
を削減し組み立て工程を削減することができる。このヒ
ートシンク４４は、放熱部（下部４４ｂ）の大きさが基
板１４の貫通孔３４の大きさによって決まり、特に発熱
量が小さいＩＣチップの放熱に適している。

【００４２】次に、本発明に係る電子部品のヒートシン
クの第３の実施例を説明する。

【００４３】図６に示すように、第３の実施例の電子部
品のヒートシンク４６は、図５のヒートシンク４４と同
様に、第１の放熱板と第２の放熱板とが一体成形した構
造となっている。そして、ヒートシンク４６は、その上
部４６ａが基板１４の貫通孔３４に嵌め込むことができ
るように形成され、下部４６ｂは上部４６ａより大きく
形成されている。

【００４４】そして、ヒートシンク４６の上部４６ａと
ＩＣチップ１８の下部側との間には接着剤付き熱伝導シ
ート１９を設けた構造となっている。

【００４５】このような構造をしたヒートシンク４６を
組み立てるには、ヒートシンク４６を基板１４の下方か
ら嵌め込み、ヒートシンク４６が落ちないようにＩＣチ
ップ１８と接着剤付き熱伝導シート１９で接合する。
尚、実施例においては接着剤付き熱伝導シート１９を使
用したがこれに限定されず、例えばネジで固定してもよ
い。

【００４６】このようにして組み立てられたヒートシン
ク４６は、第１及び第２放熱板が一体形成されているた
め貫通孔３４に嵌め込むだけで容易に位置決めすること
ができる。

【００４７】次に、本発明に係る電子部品のヒートシン
クの第４の実施例を説明する。

【００４８】図７に示すように、第４の実施例の電子部
品のヒートシンクは、第１の実施例と同様に第１の放熱
板１０と第２の放熱板１２とから構成されている。第１
の放熱板１０と第２の放熱板１２とをネジで結合せず、
接着剤付き熱伝導シート５０で接合する構造となってい
る。

【００４９】このような構造をしたヒートシンクを組み
立てるには、基板１４を挟んで第１の放熱板１０と第２
の放熱板１２とを熱伝導シート５０で接合し、ＩＣチッ
プ１８を取り付ける。

【００５０】このようにして組み立てられたヒートシン
クは、ネジで結合しないので、部品数を減らし、ネジ孔
を開けてネジ止めする等の組立工程を削減することがで
きる。

【００５１】次に、本発明に係る電子部品のヒートシン
クの第５の実施例を説明する。

【００５２】図８に示すように、第５の実施例の電子部
品のヒートシンクは、ＩＣチップ１８の上面に更にヒー
トシンク５２を装着する構造となっている。この場合、
ＩＣチップ１８の下面に配置したヒートシンクは、第１
の放熱板と第２の放熱板とからなるヒートシンク（図２
又は図７参照）であっても、一体形成したヒートシンク
（図５又は図６参照）であってもいずれの形状でもよ
い。

【００５３】このような構造をしたヒートシンクは、ヒ
ートシンク５２からも放熱するので、放熱効果を高める
ことができる。特に、発熱量の大きいＩＣチップに使用
することができる。

【００５４】次に、本発明に係る電子部品のヒートシン
クの第６の実施例を説明する。

【００５５】図９に示すように、第６の実施例の電子部
品のヒートシンクは、ヒートシンクを第１の放熱板１０
と図４に示す第２の放熱板１２よりも放熱面積を大きく
した第２の放熱板５４とで構成した構造となっている。
第２の放熱板５４の面積をＩＣチップ１８の面積より大
きく広げて放熱量を大きくする。

【００５６】このような構造をしたヒートシンクの組み
立ては、先ず、第１の放熱板１０を取り付け、その上か
らＩＣチップ１８を搭載し、溶融半田槽に浸漬する。Ｉ
Ｃチップ１８の接続線１８ａの先端と端子とを半田付け
した後、第２の放熱板５４を取り付ける。このように取
り付けるのは、半田付けする部分が第２の放熱板５４に
よって覆われて半田付けが不完全になるおそれがあるた
めである。

【００５７】これにより、放熱面積を大きくすることが
できるので、放熱効果を高めることができる。

【００５８】次に、本発明に係る電子部品のヒートシン
クの第７の実施例を説明する。

【００５９】図１０に示すように、第７の実施例の電子
部品のヒートシンクは、図５に示すヒートシンク４４か
ら放熱用ピン又はフィンを除去して形成したヒートシン
ク５６に放熱板５８を取り付け、放熱用ピン又はフィン
の代わりにヒートシンク５６と放熱板５８とからＩＣチ
ップ１８で発熱した熱を放散させる構造となっている。
この放熱板５８は、外ケース等を利用したものである。

【００６０】このような構造からなるヒートシンクは、
ヒートシンクに放熱用ピン又はフィンを取り付ける必要
がないのでヒートシンク自体の構造が簡単になる。

【００６１】次に、本発明に係る電子部品のヒートシン
クの第８の実施例を説明する。

【００６２】図１１に示すように、第８の実施例の電子
部品のヒートシンクは、ヒートシンク６２を基板１４の
表面に設けた端子に接続するリフロー方式のＩＣチップ
６０に使用する。この場合、ＩＣチップ６０の接続線６
０ａは基板１４の表面に配置された端子に接続するの
で、半田付けのために半田槽に浸漬する必要がない。こ
のため、ヒートシンク６２の上面は、基板１４の下面及
びＩＣチップ６０の下面に接着剤付き熱伝導シート４８
で接合することができる構造となっている。

【００６３】このような構造をしたヒートシンクは、ヒ
ートシンク６２の放熱用ピンを配置する放熱部分の面積
を大きくすることができるので、放熱効果を高めること
ができる。

【００６４】次に、本発明に係る電子部品のヒートシン
クの第９の実施例を説明する。

【００６５】図１２に示すように、第９の実施例の電子
部品のヒートシンクは、複数の片面マウント方式のＩＣ
チップ６４を基板１４の表面に搭載し、基板１４の下面
から共通のヒートシンク６６を取り付けた構造となって
いる。

【００６６】このような構造からなるヒートシンクは、
複数の片面マウント方式ＩＣチップ６４に対して、一個
のヒートシンク６６のみで放熱させることができる。こ
れにより、部品数を削減して製造工数を少なくすること
ができる。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電子
部品のヒートシンクは、基板の電子部品を配設する位置
に所定大きさの貫通孔を設け、この貫通孔を介して電子
部品を配置した基板の反対側方向に電子部品から発生す
る熱を放散させるようにしたことにより、基板への放熱
及び空気中への放熱をすることができ放熱効果を大きく
とることができるという効果がある。

【００６８】又、ヒートシンクを基板を挟む構造にして
取り付けるため、放熱効果を小さくすることなく基板上
への高さを制限して省スペースを図ることができる。

【００６９】更に、ヒートシンクは、電子部品を印刷基
板に結合させる半田が付着しない材質から形成されてい
るので、ヒートシンクを印刷基板に取り付けた状態で、
電子部品を印刷基板に搭載して半田漕に流すことがで
き、作業工程の簡略化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子部品のヒートシンクの第１の
実施例の分解斜視図である。

【図２】同実施例の断面図である。

【図３】同実施例を構成する第１の放熱板の説明図であ
る。

【図４】同実施例を構成する第２の放熱板の説明図であ
る。

【図５】本発明に係る電子部品のヒートシンクの第２の
実施例を示す断面図である。

【図６】本発明に係る電子部品のヒートシンクの第３の
実施例を示す断面図である。

【図７】本発明に係る電子部品のヒートシンクの第４の
実施例を示す断面図である。

【図８】本発明に係る電子部品のヒートシンクの第５の
実施例を示す断面図である。

【図９】本発明に係る電子部品のヒートシンクの第６の
実施例を示す断面図である。

【図１０】本発明に係る電子部品のヒートシンクの第７
の実施例を示す断面図である。

【図１１】本発明に係る電子部品のヒートシンクの第８
の実施例を示す断面図である。

【図１２】本発明に係る電子部品のヒートシンクの第９
の実施例を示す断面図である。

【図１３】従来技術による電子部品のヒートシンクを示
した断面図である。

【図１４】従来技術による他の電子部品のヒートシンク
を示した説明図である。

【符号の説明】

１０第１の放熱板１２第２の放熱板１４基板
１６ネジ１８、６０、６４ＩＣチップ１８ａ、６０ａＩＣ
チップの接続線２０ネジ孔２２ａ、２２ｂダボ孔２８ａ、２８
ｂダボ２６係合部材２８ａ、２８ｂダボ３０ネジ孔
３２放熱用ピン３４貫通孔３６ａ、３６ｂダボ孔３８端子孔
４２ファン４４、４６、５２、５４、５６、６２、６４ヒートシ
ンク４８、５０接着剤付き熱伝導シート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の熱量が発生する電子部品と、該電子
部品を所定位置に搭載できる基板と、前記電子部品から
発生する熱量を放散するヒートシンクとからなり、前記
基板には、前記電子部品を搭載する位置に所定大きさの
貫通孔を設け、該貫通孔を介して前記基板の下部側方向
に前記電子部品から発生する熱量を放散するように前記
ヒートシンクを配設したことを特徴とする電子部品のヒ
ートシンク。
【請求項２】前記ヒートシンクは、半田の付着しない材
質で形成したことを特徴とする請求項１に記載の電子部
品のヒートシンク。
【請求項３】前記ヒートシンクは、前記基板の上面側に
配置する平板形状の第１の放熱板と、前記基板の下面側
に配置する平板形状の第２の放熱板とからなり、前記基
板の所定大きさの貫通孔を挟むようにして前記第１及び
第２の放熱板を配設したことを特徴とする請求項１に記
載の電子部品のヒートシンク。
【請求項４】前記電子部品は、前記第１の放熱板の上部
に位置するように配設したことを特徴とする請求項３に
記載の電子部品のヒートシンク。
【請求項５】前記第２の放熱板には、前記貫通孔に係合
又は嵌合する大きさの係合部材を設けたことを特徴とす
る請求項３に記載の電子部品のヒートシンク。
【請求項６】前記第１の放熱板には、前記基板との位置
決めをする第１のダボを設け、前記第２の放熱板の係合
部材には、前記第１の放熱板との位置決めをする第２の
ダボを設けたことを特徴とする請求項５に記載の電子部
品のヒートシンク。
【請求項７】前記第２の放熱板は、前記基板と接する反
対側に複数の放熱用突起を設けたことを特徴とする請求
項３に記載の電子部品のヒートシンク。