JPWO2013001625A1

JPWO2013001625A1 - 電子機器

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Publication number: JPWO2013001625A1
Application number: JP2011548474A
Authority: JP
Inventors: 昇西原; 晃一龍山; 弘三原
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-06-29
Filing date: 2011-06-29
Publication date: 2015-02-23
Anticipated expiration: 2031-06-29
Also published as: WO2013001625A1; KR101404238B1; JP4920808B1; DE112011105220B4; DE112011105220T5; KR20130138350A; US20140029217A1; US8982564B2; CN103621194A; TW201301010A; TWI465886B

Abstract

電子機器５０は、外周から一定の領域に配線パターンの配置が禁止された禁止領域を有するプリント基板２と、プリント基板に実装された電子部品４と、電子部品上に設けられた放熱フィン１と、導電性材料で構成され、放熱フィンをプリント基板側に押し付けて固定する固定具３と、を備え、プリント基板には、電子部品を挟んで対向する２辺に切り欠き２Ｃが形成され、固定具は、切り欠きに係止されて放熱フィンをプリント基板側に押し付ける弾性力を発揮するとともに、切り欠きに係止される引っ掛け部３Ａ，３Ｂが禁止領域に配置されることを特徴とする。

Description

本発明は、電子機器に関する。

従来、プリント基板上に搭載された電子部品から発生した熱を外部に逃がす放熱構造として、電子部品上に放熱フィンを設けたものがある。また、電子部品と放熱フィンとの間に熱伝導シートを挟むことで、放熱効果の向上が図られている。また、放熱フィンにネジボス部を形成し、放熱フィンとプリント基板とをネジで締結することで、熱伝導シートと放熱フィンとをプリント基板上に固定することが行われる。

このような放熱構造では、各部品の製造誤差による放熱フィンの伝熱面とプリント基板との寸法が最小公差に変動した場合であっても、各部品間の密着面の離れや圧縮荷重不足が発生するのを抑える必要がある。また、放熱フィンの伝熱面とプリント基板との寸法が最大公差に変動した場合であっても、プリント基板のひずみ・たわみをプリント基板が破損しない程度に抑える必要がある。

そのため、放熱フィンの伝熱面とプリント基板との距離の変動に応じた変形が可能なように、予め厚みが大きい熱伝導シートを使用することが行われていた。しかし、熱伝導シートの厚みが大きくなることで、熱抵抗が増加する。そのため、十分な放熱性能が確保できない場合があるという問題があった。また、熱伝導シートの厚みが大きくなることで、製品の小型化を阻害してしまうという問題があった。

そこで、例えば、特許文献１には、プリント基板上に実装されたフック状の部品に対して、弾性力のあるバネを係止させることで両部品を固定することのできる固定具が開示されている。これによれば、放熱フィンの伝熱面とプリント基板との距離が変動した場合であっても、バネによって放熱フィンと熱伝導シートに密着力を加えることができるため、各部品間の密着面の離れや圧縮荷重不足が発生するのを抑えることができる。

特開２００５−１５０１９２号公報

しかしながら、上記従来技術によれば、バネを係止するフックをプリント基板に実装するので、フックの実装面積が余分に必要になる。さらに、フックの周囲に配置される電子部品との絶縁距離を設ける必要があるため、プリント基板上において部品配置が制限される領域が増加し、電子部品の高密度実装化において大きな制約条件となってしまうという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、発熱する電子部品からの放熱性能を確保しつつ、各部品の製造誤差によって発生する、密着面の離れや圧縮荷重不足、またはプリント基板に過度なひずみ・たわみを抑えることができる電子機器を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、外周から一定の領域に配線パターンの配置が禁止された禁止領域を有するプリント基板と、プリント基板に実装された電子部品と、電子部品上に設けられた放熱フィンと、導電性材料で構成され、放熱フィンをプリント基板側に押し付けて固定する固定具と、を備え、プリント基板には、電子部品を挟んで対向する２辺に切り欠きが形成され、固定具は、切り欠きに係止されて放熱フィンをプリント基板側に押し付ける弾性力を発揮するとともに、切り欠きに係止される引っ掛け部が禁止領域に配置されることを特徴とする。

本発明にかかる電子機器は、各部品の製造誤差により放熱フィンの伝熱面および電子部品との距離が最大最小に変動した場合でも、弾性力により固定具が製造誤差に追従して適切な接触荷重を放熱フィンなどに与えるため、プリント基板に過度なひずみ・たわみが発生するのを抑えるとともに、安定した放熱効果を得ることができる。

また、筐体外部からの静電気対策として配線パターンの配置を禁止している禁止領域に引っ掛け部を配置するため、禁止領域より内側に引っ掛け部を設けた場合に必要となる部品配置制限が不要となり、電子機器における高密度実装が可能となる。

また、外部から静電気が進入した場合、導電性材料で構成された引っ掛け部が、避雷針と同様の役目を果たすことで、引っ掛け部の内側であれば禁止領域であっても配線パターンなどを配置することができるようになる。これにより、電子機器におけるより一層の高密度実装が可能となる。

図１は、本発明の実施の形態１にかかる電子機器の分解斜視図であって、放熱フィン、プリント基板、熱伝導シートおよび固定具としてのバネの構成を示した図である。図２は、図１に示す電子機器の斜視図であって、放熱フィンがプリント基板にバネで固定された状態を示す図である。図３は、図１に示す電子機器の平面図であって、放熱フィンがプリント基板にバネで固定された状態を示す図である。図４は、図１に示す電子機器の正面図であって、放熱フィンがプリント基板にバネで固定された状態を示す図である。図５は、本発明の実施の形態２にかかる電子機器の正面図であって、放熱フィンがプリント基板にバネで固定された状態を示す図である。図６は、図５に示す放熱フィンの伝熱面に形成された突起部分を拡大した部分拡大図であって、放熱フィンの伝熱面とプリント基板との寸法が最小公差に変動した例を示す図である。図７は、図５に示す放熱フィンの伝熱面に形成された突起部分を拡大した部分拡大図であって、放熱フィンが斜めに固定された例を示す図である。図８は、図５に示す放熱フィンの伝熱面に形成された突起部分を拡大した部分拡大図であって、放熱フィンの伝熱面とプリント基板との寸法が最大公差に変動した例を示す図である。図９は、本発明の実施の形態３にかかる電子機器の正面図であって、放熱フィンがプリント基板にネジで固定された状態を示す図である。図１０は、図９に示す電子機器の正面図であって、放熱フィンの伝熱面とプリント基板との寸法が最小公差に変動した例を示す図である。図１１は、図９に示す電子機器の正面図であって、放熱フィンの伝熱面とプリント基板との寸法が最大公差に変動した例を示す図である。図１２は、本発明の実施の形態４にかかる電子機器の平面図であって、バネによる放熱フィンの固定方法を説明するための図である。図１３は、図１２に示すＰ部分を拡大した部分拡大図であって、バネによって放熱フィンを固定する前の状態を示す図である。図１４は、図１２に示すＰ部分を拡大した部分拡大図であって、バネによって放熱フィンを固定した後の状態を示す図である。図１５は、図１２に示すＱ部分を拡大した部分拡大図であって、バネによって放熱フィンを固定した後の状態を示す図である。図１６は、本発明の実施の形態５にかかる電子機器の平面図である。図１７は、比較例として従来の電子機器の概略構成を示す正面図である。図１８は、図１７に示す電子機器の正面図であって、放熱フィンの伝熱面とプリント基板との寸法が最大公差に変動した例を示す図である。図１９は、図１７に示す電子機器の正面図であって、放熱フィンの伝熱面とプリント基板との寸法が最小公差に変動した例を示す図である。図２０は、他の比較例として従来の電子機器の概略構成を示す電子機器の正面図である。

以下に、本発明の実施の形態にかかる固定具および電子機器を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる電子機器の分解斜視図であって、放熱フィン、プリント基板、熱伝導シートおよび固定具としてのバネの構成を示した図である。図２は、図１に示す電子機器の斜視図であって、放熱フィンがプリント基板にバネで固定された状態を示す図である。図３は、図１に示す電子機器の平面図であって、放熱フィンがプリント基板にバネで固定された状態を示す図である。図４は、図１に示す電子機器の正面図であって、放熱フィンがプリント基板にバネで固定された状態を示す図である。

電子機器５０は、放熱フィン１、電子部品４、プリント基板２、熱伝導シート５、バネ（固定具）３を備えて構成される。電子部品４は、プリント基板２に実装される。電子部品４は、電子機器５０の駆動時に発熱する。熱伝導シート５は、放熱フィン１と電子部品４との間に挟み込まれる。

電子部品４で発生した熱は、熱伝導シート５を介して放熱フィン１に伝わることで放熱される。電子部品４で発生した熱を放熱フィン１から適切に放熱させるために、電子部品４と熱伝導シート５とが密着し、熱伝導シート５と放熱フィン１とが一定の面積以上の範囲で密着している必要がある。

バネ３は、放熱フィン１と熱伝導シート５とを電子部品４上に固定する。また、バネ３は、電子部品４と熱伝導シート５、および熱伝導シート５と放熱フィン１とが適切に密着するように、放熱フィン１と熱伝導シート５とを電子部品４側に押し付けるように弾性力を発揮する。

プリント基板２には、バネ３を引っ掛けるための切り欠き２Ｃが形成されている。切り欠き２Ｃは、電子部品４を挟んで対向するプリント基板２の二辺にそれぞれ形成されている。

バネ３は、１本の棒状部材を複数個所で折り曲げた形状を呈している。バネ３は、放熱フィン１をプリント基板２側に押し付けるバネ中央部３Ｃ、バネ中央部３Ｃの両端でプリント基板２側に折り曲げられた間隔保持部３Ｄ，３Ｅ、間隔保持部３Ｄの端部で切り欠き２Ｃが形成された辺と平行となる方向に折り曲げられた引っ掛け部３Ａ，３Ｂを有して構成される。

バネ中央部３Ｃは、プリント基板２の切り欠き２Ｃが形成されていない辺の長さよりも短い長さとなっている。間隔保持部３Ｄ，３Ｅは、プリント基板２の厚さと、電子部品４の厚さと、熱伝導シート５の厚さと、放熱フィン１に形成されたガイド溝１Ａの底部と熱伝導シート５への接触面との距離（以下、単に放熱フィン１の厚さという）との和よりも長い長さで形成される。これにより、間隔保持部３Ｄ，３Ｅは、切り欠き２Ｃを貫通する。

引っ掛け部３Ａ，３Ｂは、プリント基板２側に折り曲げられることで、間隔保持部３Ｄ，３Ｅに対して鋭角となっている。また、引っ掛け部３Ａ，３Ｂの先端３Ｆ，３Ｇとバネ中央部３Ｃとの距離Ｔ（図４も参照）が、適切な圧力で固定した場合のプリント基板２の厚さと、電子部品４の厚さと、熱伝導シート５の厚さと、放熱フィン１の厚さとの和よりも小さくなっている。

これにより、バネ３は、放熱フィン１等を固定した際に、間隔保持部３Ｄ，３Ｅと引っ掛け部３Ａ，３Ｂとの折り曲げ部分における復元力を、放熱フィン１等をプリント基板２側に押し付ける弾性力として利用することができる。

このように、バネ３は点対称を基本とする形状を呈する。また、バネ３の先端３Ｆ，３Ｇの接触安定性を確保するために、上述したような折り曲げ形状で構成されることが望ましい。また、バネ３には、導電性が良好で弾性がある材料を用いることが好ましい。例えば、金属材料を用いることができる。

バネ３は、間隔保持部３Ｄをプリント基板２の切り欠き２Ｃに嵌め込ませるとともに、引っ掛け部３Ａをプリント基板２の係止部２Ａに引っ掛けた状態で、バネ中央部３Ｃを放熱フィン１に設けたガイド溝１Ａに嵌め込み、図２の矢印Ｓに示す方向にバネ３をスライドさせることで、放熱フィン１とプリント基板２とを電子部品４上に固定することができる。

矢印Ｓに示す方向にバネ３をスライドさせることで、間隔保持部３Ｅも切り欠き２Ｃに嵌まり、引っ掛け部３Ｂも係止部２Ｂに引っ掛かる。係止部２Ａ，２Ｂは、プリント基板２のグランド配線パターンと電気的に接続されている。そのため、バネ３を介して、プリント基板２上のグランド配線パターンと放熱フィン１との電気的導通が確保できる。

図３に示すように、電子機器は、筐体６内に収容されて使用される場合がある。バネ３の引っ掛け部３Ａ，３Ｂは、筐体６の外部から静電気による被害を受けないように電子部品４および信号配線パターンの配置を禁止した禁止領域に配置される。例えば、禁止領域は、筐体６の外面から１０ｍｍ以内の領域として設定される。

バネ３の引っ掛け部３Ａ，３Ｂは、禁止領域に配置されることで、避雷針と同様の役目を果たす。避雷針となる引っ掛け部３Ａ，３Ｂよりも内側の領域では、周囲の電子部品４に対する絶縁距離のみを確保すればよく、部品配置や信号配線パターンの配置を制限する領域を削減することができる。なお、図３では、バネ３を用いた場合の禁止領域を、ハッチングされた領域として示している。このように、引っ掛け部３Ａ，３Ｂが配置された部分では、他の部分よりも禁止領域が小さくなっている。

すなわち、引っ掛け部３Ａ，３Ｂよりも内側では、本来であれば禁止領域とされる領域であっても、信号配線パターンを配置することができるようになる。これにより、プリント基板２上の実装面積を多く確保することができるという効果がある。また、電子機器５０における高密度実装が可能となる。

また、プリント基板２には、バネ３を係止するために切り欠き２Ｃを形成するだけで済むので、プリント基板２上の実装面積が減少するのを抑えることができる。これにより、プリント基板２上の実装面積を多く確保することができるという効果がある。また、電子機器５０における高密度実装が可能となる。

図４に示すように、放熱フィン１等の固定にバネ３を用いることで、適正な荷重で電子部品４等をプリント基板２上に固定しやすくなる。また、各部品の製造誤差が累積することで、放熱フィン１の伝熱面１Ｂとプリント基板２との寸法Ｘが設計寸法と異なった場合であっても、バネ３が追従して変形するとともに、バネ３の弾性力によって、適切な荷重を電子部品４等に加えやすくなる。そのため、予め厚みの大きい熱伝導シートを用いずに済むため、機器の小型化に寄与することができる。

また、寸法Ｘが異なった場合でも適切な荷重を電子部品４に加えることで、熱伝導シート５に対して放熱フィン１とプリント基板２とを適切に密着させることができる。

これにより、伝熱面１Ｂと熱伝導シート５の間に隙間が生じにくくなり、放熱フィン１による放熱性能の低下を抑えて、安定した放熱を実現することができる。また、プリント基板２からの電子部品４の実装はがれや、配線パターンの断裂が発生しにくくなる。

実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２にかかる電子機器の正面図であって、放熱フィンがプリント基板にバネで固定された状態を示す図である。図６は、図５に示す放熱フィンの伝熱面に形成された突起部分を拡大した部分拡大図であって、放熱フィンの伝熱面とプリント基板との寸法が最小公差に変動した例を示す図である。図７は、図５に示す放熱フィンの伝熱面に形成された突起部分を拡大した部分拡大図であって、放熱フィンが斜めに固定された例を示す図である。図８は、図５に示す放熱フィンの伝熱面に形成された突起部分を拡大した部分拡大図であって、放熱フィンの伝熱面とプリント基板との寸法が最大公差に変動した例を示す図である。なお、上記実施の形態と同様の構成については、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。

本実施の形態２にかかる電子機器６０では、放熱フィン１の伝熱面１Ｂに、複数の突起１Ｃが形成されている。伝熱面１Ｂ全体で熱伝導シート５に接するのではなく、突起１Ｃ部分で熱伝導シート５に接するので、放熱フィン１に加わる荷重に応じて熱伝導シート５への突起１Ｃの食い込み量が変化しやすくなる。

また、伝熱面１Ｂのうち突起１Ｃ以外の部分が熱伝導シート５に接触していなくても、電子部品４で発生した熱を適切に放熱できる程度に熱伝導シート５との接触面積を確保できるように突起１Ｃは形成されている。すなわち、伝熱面１Ｂに形成されたすべての突起１Ｃの頂部１Ｈが熱伝導シート５に接触すれば、十分な接触面積を確保できるようになっている。

ここで、複数の突起１Ｃの頂部１Ｈからプリント基板２までの寸法をＹとする。なお、バネ３の係止方法および引っ掛け部３Ａ，３Ｂが避雷針と同様の役目を果たすことで得られる効果は上記実施の形態１と同様である。

すなわち、バネ３によってプリント基板２上に電子部品４や放熱フィン１を、適正な荷重で押し付けて固定するのは、上記実施の形態１と同様である。この突起１Ｃが、伝熱面１Ｂと熱伝導シート５の間に隙間を常時確保した状態で熱伝導シート５に食い込む。

そのため、図６に示すように、各部品の製造誤差が累積して寸法Ｙ１が最小となった場合においても、突起１Ｃの食い込み量が大きくなることで、電子部品４やプリント基板２に過度の荷重が加わるのを抑えることができる。これにより、電子部品４が故障したり、プリント基板２に変形が生じたりするのを抑えることができる。もちろん、プリント基板２に電子部品の実装はがれ・配線パターン断裂が生じるようなひずみ・たわみが発生しにくくなる。

また、図７に示すように、放熱フィン１や電子部品４が傾いて一部の寸法Ｙ２が最小となった場合であっても、突起１Ｃが熱伝導シート５に接触していれば、放熱性能の低下を抑えて、安定した放熱が可能となる。

また、図８に示すように、各部品の製造誤差が累積して寸法Ｙ３が最大となった場合には、突起１Ｃの食い込み量が小さくなるだけで済む。この状態でも、突起１Ｃの頂部１Ｈは熱伝導シート５に接触しているので、放熱性能の低下を抑えることができる。また、圧縮荷重や接触面積の不足が生じにくくなり、安定した放熱が可能となる。

実施の形態３．
図９は、本発明の実施の形態３にかかる電子機器の正面図であって、放熱フィンがプリント基板にネジで固定された状態を示す図である。図１０は、図９に示す電子機器の正面図であって、放熱フィンの伝熱面とプリント基板との寸法が最小公差に変動した例を示す図である。図１１は、図９に示す電子機器の正面図であって、放熱フィンの伝熱面とプリント基板との寸法が最大公差に変動した例を示す図である。なお、上記実施の形態と同様の構成については、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。

実施の形態３にかかる電子機器７０では、電子部品４が実装されたプリント基板２を、放熱フィン１に設けたボス１Ｄ，１Ｅにネジ９で直接固定する構成とする。また、放熱フィン１の伝熱面１Ｂには、上記実施の形態２と同様に複数の突起１Ｃが設けてある。

放熱フィン１の伝熱面１Ｂに設けた複数の突起１Ｃは、伝熱面１Ｂと熱伝導シート５の間に隙間を常時確保した状態で熱伝導シート５に食い込む。また、放熱フィン１に加わる荷重に応じて、熱伝導シート５への突起１Ｃの食い込み量が変化しやすい。

そのため、図１０に示すように、各部品の製造誤差の累積により寸法Ｚ１が最小となった場合において、実施の形態２と同様に、プリント基板２に電子部品のはがれ・配線パターン断裂が生じるようなひずみ・たわみが発生しにくい。

また、図１１に示すように、寸法Ｚ２が最大となった場合においても、放熱フィンの伝熱面１Ｂに設けた複数の突起１Ｃと熱伝導シート５の間に隙間が生じるため、熱伝導シート５の外れや、圧縮荷重及び接触面積の不足といったことが生じにくく、安定した放熱が可能となる。

実施の形態４．
図１２は、本発明の実施の形態４にかかる電子機器の平面図であって、バネによる放熱フィンの固定方法を説明するための図である。図１３は、図１２に示すＰ部分を拡大した部分拡大図であって、バネによって放熱フィンを固定する前の状態を示す図である。図１４は、図１２に示すＰ部分を拡大した部分拡大図であって、バネによって放熱フィンを固定した後の状態を示す図である。図１５は、図１２に示すＱ部分を拡大した部分拡大図であって、バネによって放熱フィンを固定した後の状態を示す図である。なお、上記実施の形態と同様の構成については、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。

本実施の形態にかかる電子機器８０では、電子機器８０を組み立てる際に、バネ３によって放熱フィン１等が適切に固定されたことを、組み立て作業者が認識できる構造を設けている。

より具体的には、プリント基板２の矢印Ｕに示す方向側の切り欠き２Ｃ部分に、バネ３が矢印Ｕに示す方向に移動する際の間隔保持部３Ｄの移動経路上に進出する凸部１Ｆが形成されている。なお、本実施の形態４では、凸部１Ｆは放熱フィン１に形成されているが、これに限られず、例えばプリント基板２に形成されていてもよい。

また、プリント基板２の矢印Ｕに示す方向の反対側の切り欠き２Ｃ部分に、バネ３を矢印Ｕに示す方向に適切に移動させた場合に、バネ３に当接する当接部１Ｇが形成されている。なお、本実施の形態４では、当接部１Ｇは放熱フィン１に形成されているが、これに限られず、例えばプリント基板２に形成されていてもよい。

以上説明したように、凸部１Ｆを形成することで、バネ３を矢印Ｕに示す方向に移動させた際に、まず間隔保持部３Ｄが凸部１Ｆに当接するので、組み立て作業者は抵抗を感じる（図１３も参照）。さらに、バネ３を矢印Ｕに示す方向に移動させると、間隔保持部３Ｄが凸部１Ｆを乗り越える（図１４も参照）。

その際に、組み立て作業者は、抵抗感が軽減される感触や、カチッというクリック音で、バネ３が適切な位置に移動されたことを認識できる。これにより、組み立て作業者は、バネ３によって放熱フィン１等が適切に固定されたことを確実に認知することができる。

また、凸部１Ｆによって、矢印Ｕに示す方向の反対側にバネ３が移動することが規制されるため、電子機器８０の運搬時などに、バネ３が不意に外れてしまうなどの不具合を抑えることができる。

さらに、バネ３が適切な位置に移動すると、間隔保持部３Ｅが当接部１Ｇに当接して、バネ３のそれ以上の移動が規制される。これにより、必要以上にバネ３が矢印Ｕに示す方向に移動して、バネ３による放熱フィン１等の固定が不確実になってしまうことを防ぐことができる。

実施の形態５．
図１６は、本発明の実施の形態５にかかる電子機器の平面図である。なお、上記実施の形態と同様の構成ついては、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。本実施の形態５にかかる電子機器９０は、プリント基板２等を内部に収容する筐体６を備える。

そして、プリント基板２からバネ３が外れようとする動作を、筐体６の内壁に設けたリブ６Ａ，６Ｂが、引っ掛け部３Ａ，３Ｂに当接して規制する構成とする。このような構成としたことで、バネ３が強い振動および落下などの衝撃によりプリント基板２の係止部２Ａ，２Ｂから外れる方向に力が生じても、引っ掛け部３Ａ，３Ｂがリブ６Ａ，６Ｂに各々干渉するため、バネ３が外れるのを防止することができる。

図１７は、比較例として従来の電子機器の概略構成を示す正面図である。図１８は、図１７に示す電子機器の正面図であって、放熱フィンの伝熱面とプリント基板との寸法が最大公差に変動した例を示す図である。図１９は、図１７に示す電子機器の正面図であって、放熱フィンの伝熱面とプリント基板との寸法が最小公差に変動した例を示す図である。

比較例と示す電子機器１５０は、放熱フィン１０１の伝熱面１０１Ｂが平坦面であり、放熱フィン１０１に形成されたボス１０１Ｄ，１０１Ｅを介して放熱フィン１０１と熱伝導シート１０５がプリント基板１０２上に固定されている。

図１８に示すように、放熱フィン１のボス１０１Ｄ，１０１Ｅと伝熱面１０１Ｂの距離が最小公差となる寸法をＡ、熱伝導シート１０５の厚みが最大公差となる寸法をＢ、電子部品の高さが最大公差となる寸法をＣ、プリント基板１０２に発生するひずみ・たわみが基準値内となる熱伝導シート圧縮寸法をＤとする。

そうすると、寸法Ｂ＋寸法Ｃ−寸法Ｄ＞寸法Ａとなった場合に、プリント基板１０２に基準値を超えたひずみ・たわみが発生するため、実装された電子部品１０４および配線パターンなどが破損する事態となる。

また、図１９に示すように、放熱フィン１０１のボス１０１Ｄ，１０１Ｅと伝熱面１０１Ｂの距離が最大公差となる寸法をＥ、熱伝導シート１０５の厚みが最小公差となる寸法をＦ、電子部品１０４の高さが最小公差となる寸法をＧとする。

そうすると、寸法Ｆ＋寸法Ｇ＜寸法Ｅとなった場合に、電子部品１０４や伝熱面１０１Ｂから熱伝導シート１０５が離れることとなり、放熱能力が大幅に低下する。そのため、電子部品１０４の故障等を誘発し、製品寿命が著しく低下する場合がある。

また、この場合の熱伝導シート１０５は、伝熱面１０１Ｂまたは電子部品１０４のいずれか一方に密着している状態であるため、熱伝導シート１０５の使用方向によっては、容易にはがれ・落下が発生することとなる。

一方、上述した実施の形態１等では、バネ３が弾性変形することで、寸法Ａや寸法Ｅにある程度幅を持たすことができる。これにより、電子部品の破損や熱伝導シートのはがれを抑えることができる。

また、上述した実施の形態２等では、放熱フィン１の伝熱面１Ｂに突起１Ｃを形成することで、寸法Ａや寸法Ｅにある程度幅を持たせている。これにより、電子部品の破損や熱伝導シートのはがれを抑えることができる。

図２０は、他の比較例として従来の電子機器の概略構成を示す電子機器の正面図である。他の比較例としての電子機器１６０は、プリント基板１１２にフック１２１，１２２を実装し、このフック１２１，１２２に弾性のあるバネ１３１を係止することで放熱フィン１１１等を固定している。

この場合、フック１２１，１２２にはプリント基板１１２から取れないような固定強度が必要となるため、プリント基板１１２を貫通させて半田付けして実装することが多い。プリント基板１１２の表裏両面においてフック１２１，１２２と周囲の電子部品との間に絶縁距離が必要となる。そのため、プリント基板１１２上の実装面積が減少され、実装可能な電子部品数および配線パターンが減ることとなる。

また、フック１２１，１２２を固定している半田に長期的な応力がかかることで、ひび・クラックが発生し、フック１２１，１２２が外れてしまう場合がある。フック１２１，１２２が外れることで、バネ１３１、放熱フィン１１１、熱伝導シート１１５、および電子部品１１４の落下につながる恐れがある。

一方、上述した実施の形態１等では、プリント基板２にフックを設けずに、バネ３を係止するために切り欠き２Ｃを形成しているので、実装面積の減少を抑えることができる。

以上のように、本発明にかかる固定具は、電子機器における放熱フィンと熱伝導シートの固定に有用である。

１放熱フィン
１Ａガイド溝
１Ｂ伝熱面
１Ｃ突起
１Ｄ，１Ｅボス
１Ｆ凸部
１Ｇ当接部
１Ｈ頂部
２プリント基板
２Ａ，２Ｂ係止部
２Ｃ切り欠き
３バネ（固定具）
３Ａ，３Ｂ引っ掛け部
３Ｃバネ中央部
３Ｄ，３Ｅ間隔保持部
３Ｆ，３Ｇ先端
４電子部品
５熱伝導シート
６筐体
６Ａ，６Ｂリブ
９ネジ
５０，６０，７０，８０，９０電子機器
１０１放熱フィン
１０１Ｄ，１０１Ｅボス
１０１Ｂ伝熱面
１０２プリント基板
１０４電子部品
１０５熱伝導シート
１１１放熱フィン
１１２プリント基板
１１４電子部品
１１５熱伝導シート
１２１，１２２フック
１３１バネ
１５０，１６０電子機器

Claims

外周から一定の領域に配線パターンの配置が禁止された禁止領域を有するプリント基板と、
前記プリント基板に実装された電子部品と、
前記電子部品上に設けられた放熱フィンと、
導電性材料で構成され、前記放熱フィンを前記プリント基板側に押し付けて固定する固定具と、を備え、
前記プリント基板には、前記電子部品を挟んで対向する２辺に切り欠きが形成され、
前記固定具は、前記切り欠きに係止されて前記放熱フィンを前記プリント基板側に押し付ける弾性力を発揮するとともに、前記切り欠きに係止される引っ掛け部が前記禁止領域に配置されることを特徴とする電子機器。
前記電子部品と前記放熱フィンとの間に挟まれる熱伝導シートをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
前記固定具は、点対称となる形状を呈することを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。
前記放熱フィンの前記熱伝導シートと接する伝熱面には、複数の突起が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
前記突起の頂部が前記熱伝導シートに接触することで放熱フィンを介して電子部品からの熱を放熱させる放熱効果が確保される請求項４に記載の電子機器。
前記固定具は、棒状形状を呈し、前記放熱フィン上に当接する中央部と、前記中央部の両端で前記プリント基板側に折り曲げられて前記切り欠きを貫通する間隔保持部と、前記間隔保持部の先端で前記プリント基板側に折り曲げられて前記切り欠きに係止する前記引っ掛け部とを有して構成され、前記間隔保持部の先端での折り曲げ部分の復元力で前記弾性力を発揮することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の電子機器。
前記固定具は、一方の前記引っ掛け部を前記切り欠きに係止させるとともに前記中央部を前記放熱フィン上に当接させた状態で、所定の方向に移動させることで前記放熱フィンを固定可能であり、
前記切り欠き部分に設けられて、前記間隔保持部の移動経路上に進出する凸部をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の電子機器。
前記切り欠き部分に設けられて、前記固定具に当接して前記固定具の一定量以上の移動を規制する当接部をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の電子機器。
前記プリント基板を内部に収容する筐体をさらに備え、
前記筐体の内壁には、前記固定具に当接して前記固定具の移動を規制するリブが形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の電子機器。