WO2015129017A1 - ヒートシンク、電子機器、ヒートシンクの固定構造 - Google Patents

ヒートシンク、電子機器、ヒートシンクの固定構造 Download PDF

Info

Publication number
WO2015129017A1
WO2015129017A1 PCT/JP2014/055002 JP2014055002W WO2015129017A1 WO 2015129017 A1 WO2015129017 A1 WO 2015129017A1 JP 2014055002 W JP2014055002 W JP 2014055002W WO 2015129017 A1 WO2015129017 A1 WO 2015129017A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat sink
fixing
heat
substrate
pin
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/055002
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
暁 後藤
重匡 佐藤
福井　一夫
Original Assignee
株式会社日立製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社日立製作所 filed Critical 株式会社日立製作所
Priority to PCT/JP2014/055002 priority Critical patent/WO2015129017A1/ja
Publication of WO2015129017A1 publication Critical patent/WO2015129017A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/40—Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/40—Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs
    • H01L23/4006—Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs with bolts or screws
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/40—Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs
    • H01L23/4093—Snap-on arrangements, e.g. clips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Definitions

  • the present invention relates to an electronic device / heat sink fixing structure including a heat sink / heat sink.
  • Semiconductors such as CPUs used for electronic devices have higher density and higher heat generation.
  • a heat sink is used as a means for cooling electronic components such as semiconductors.
  • Patent Document 1 JP 2000-294695A (Patent Document 1) as background art in this technical field. This publication describes that “it provides a forced-cooling heat sink in which air cooling is efficiently performed” (see summary).
  • the wiring of the board used in the electronic equipment has also become high-density, making it difficult to secure an area on the board for attaching the heat sink to the board with screws and fixing pins. ing. Therefore, for example, regarding heat sinks applied to a plurality of semiconductors (heat generating components) under the same specifications and the same cooling conditions, the mounting positions on the substrate that can be secured may be different even if the fins of the heat sinks have the same shape.
  • Patent Document 1 does not assume a case where the mounting positions on the substrate that can be secured differ for heat sinks applied to a plurality of semiconductors. Therefore, it is necessary to individually design and produce the structure and shape for attaching the heat sink to the substrate in accordance with the attachment position on the substrate, which leads to an increase in design cost and cost.
  • the present invention provides a heat sink that can be fixed regardless of the mounting position on the substrate, an electronic device including the heat sink, and a heat sink fixing structure.
  • the present invention includes a heat radiating portion and a fixing portion.
  • the heat radiating portion includes a base on an electronic component provided on the substrate, a fin provided on the base, and a guide pin.
  • the fixing portion has an opening portion into which the guide pin is inserted, a pressure contact portion provided on the fin, and two or more fixing tools that are inserted and fixed in holes in the board, and the heat radiating portion is placed on the electronic component. Secure to.
  • the heat sink can be fixed regardless of the mounting position on the substrate.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration of an electronic device of Example 1.
  • FIG. 1 is a side view illustrating a configuration of an electronic device of Example 1.
  • FIG. It is a side view which shows the structure of the thermal radiation part of Example 1.
  • FIG. FIG. 3 is a side view illustrating a configuration of a fixing unit according to the first embodiment.
  • 1 is a top view (top view 1) showing a configuration of a heat sink of Example 1.
  • FIG. 3 is a top view (top view 2) showing the configuration of the heat sink of Example 1;
  • FIG. 3 is a top view (top view 3) illustrating the configuration of the heat sink of Example 1;
  • FIG. 6 is a side view illustrating a configuration of an electronic device according to a second embodiment.
  • FIG. 1 is a side view illustrating a configuration of an electronic device of Example 1.
  • FIG. 1 is a side view illustrating a configuration of an electronic device of Example 1.
  • FIG. It is a side view which shows the structure of the
  • FIG. 6 is a top view showing a configuration of a heat sink of Example 2.
  • FIG. 10 is a perspective view illustrating a configuration of an electronic device according to a third embodiment.
  • FIG. 10 is a side view illustrating a configuration of an electronic device according to a third embodiment. It is a side view (side view 1) which shows the structure of the fixing
  • FIG. 10 is a side view showing the configuration of the first slide part of Example 3. It is a top view (arrow A) which shows the composition of the 1st slide part of Example 3. It is a side view (arrow B) which shows the composition of the 1st slide part of Example 3. It is a perspective view which shows the structure of the rail part of Example 3.
  • FIG. 10 is a perspective view illustrating a configuration of an electronic device according to a third embodiment.
  • It is a side view (side view 1) which shows the structure of the fixing
  • FIG. 10 is a side view showing the configuration of the first slide part of Example 3.
  • FIG. 6 is a top view illustrating a configuration of a heat sink of Example 3.
  • FIG. 6 is a top view illustrating a configuration of a heat sink of Example 4.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration of an electronic apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a side view showing the configuration of the electronic device.
  • the electronic apparatus (information processing apparatus) includes a substrate 105, a heat-generating component such as a processor (for example, a heating element or a semiconductor) 103, a heat conductive material 104, and a heat sink 100.
  • a heat generating component 103 is provided on the substrate 105, and a heat conductive material 104 is bonded to the heat generating component 103.
  • a heat sink 100 is mounted on the heat conductive material 104.
  • the heat generated in the heat generating component 103 is transmitted to the heat conductive material 104 and further transmitted from the heat conductive material 104 to the heat sink 100.
  • the substrate 105 has at least two fixing holes 130.
  • the heat sink 100 is provided on the electronic component.
  • the electronic components correspond to, for example, the heat generating component 103 and the heat conductive material 104.
  • the vertical direction is not necessarily the gravitational direction (vertical direction).
  • the vertical position may be a position (distance / direction) from the substrate 105.
  • the heat sink 100 includes a heat dissipating unit 200 that dissipates the transmitted heat to the outside air, and a fixing unit 201 that fixes the heat sink 100 to the substrate 105.
  • the heat dissipating part 200 and the fixing part 201 are separable and independent.
  • a plate-type heat sink in which the fins 101 of the heat radiation part 200 have a plate shape as shown in FIG. 1 will be described, but a pin-type heat sink in which the fins have a pin shape as shown in FIG.
  • the shape of 101 is not limited.
  • FIG. 3 is a side view showing the configuration of the heat dissipating unit 200.
  • the heat radiating unit 200 includes a base 102 connected to the heat conductive material 104, fins 101 provided on the base 102, and guide pins 106.
  • a plurality of fins 101 are provided on the base 102.
  • the plurality of fins 101 are desirably provided in parallel on the base 102.
  • the heat dissipating part 200 is made of a metal having excellent thermal conductivity.
  • FIG. 4 is a side view showing the configuration of the fixing portion 201.
  • the fixing portion 201 includes a fixing jig 107, a spring-type push pin 108, a rubber material 109 in contact with the fin 101 of the heat radiating portion 200, and an opening 111 into which the guide pin 106 of the heat radiating portion 200 can be inserted.
  • the fixing jig 107 includes a pressure contact portion 202 that comes into contact with the rubber material 109 and attachment portions 203 on both sides of the pressure contact portion 202.
  • the attachment portion 203 may be formed integrally with the pressure contact portion 202, for example.
  • the attachment portion 203 has a hole 204.
  • the spring-type push pin 108 includes a tip 110, a head 210 that is an end opposite to the tip 110, a pin portion 212 that connects the tip 110 and the head 210, and a tip 110 and a head 210.
  • the outer diameter of the tip 110 is larger than the fixing hole 130 of the substrate 105.
  • the outer diameter of the spring 211 is smaller than the diameter of the head 210 and larger than the diameter of the hole 204 of the attachment portion 203.
  • the tip 110, the head 210, and the pin 212 of the spring-type push pin 108 are preferably made of a deformable resin, for example.
  • the spring-type push pin 108 is fixed to the substrate 105 through the hole 204 of the attachment portion 203 and the fixing hole 130 of the substrate 105.
  • the heat sink 100 is fixed to the substrate 105 by inserting the tip 110 of the spring-type push pin 108 into the hole 204 of the attachment portion 203 and the fixing hole 130 of the substrate 105.
  • the spring 211 When fixed, the spring 211 is contracted between the head 210 of the spring-type push pin 108 and the mounting portion 203, and the mounting portion 203 is pressed toward the substrate 105 by the elastic force (repulsive force) of the spring. A reverse force is applied to 210.
  • the tip 110 passing through the fixing hole 130 of the substrate 105 is fixed while being pulled in the direction of the substrate 105 by the elastic force of the spring 211 received by the head 210 because the diameter of the tip 110 is larger than the diameter of the fixing hole 130. .
  • the spring-type push pin 108 adjusts the length between the head 210 and the tip 110 without the spring 211, for example, so that the head 210 presses the mounting portion 203 toward the substrate 105, The tip 110 can be fixed while being pulled in the direction of the substrate 105.
  • the spring-type push pin 108 may be a fixing tool that can be fixed to the fixing hole 130 of the substrate 105, and may be a press-fit pin, for example.
  • the heat generating component 103, the heat conductive material 104, the base 102, the fin 101, and the rubber material 109 are located between the substrate 105 and the pressure contact portion 202, the two attachment portions 203 on both sides of the pressure contact portion 202 are spring-type push pins.
  • the heat radiating part 200 of the heat sink 100 is fixed on the heat generating component 103 and the heat conductive material 104 installed on the substrate 105 by being pressed against (pressed against) the pressure contact part 202 of the fixing part 201 from above. .
  • the heat radiation part 200 is provided with guide pins 106 on the fins 101. Further, the press contact portion 202 has an opening 111.
  • the heat sink 100 is fixed by joining the heat dissipating part 200 and the fixing part 201 through the guide pin 106 through the opening 111.
  • the position where the heat radiating part 200 and the fixing part 201 are joined by the opening 111 and the guide pin 106 is set to a position where the pressing load by the fixing part 201 is loaded near the center of gravity of the heat radiating part 200. Prevents the mounting position from shifting.
  • the position of the guide pin 106 is not limited to the pin-shaped fin 101 of the plate heat sink or the pin-shaped fin of the pin heat sink.
  • the guide pin 106 only needs to have a guide function for the fixing portion 201 to join in the vicinity of the center of gravity of the heat dissipation portion 200.
  • the guide pin 106 of the heat radiating unit 200 is aligned with the position of the opening 111 of the fixing jig 107. Then, the spring-type push pin 108 attached to the attachment portion 203 of the fixing jig 107 is inserted into the fixing hole 130 provided in the substrate 105.
  • the rubber material 109 is sandwiched between the pressure contact portion 202 of the fixing jig 107 and the fin 101, and is deformed in accordance with the shape of the fin 101 by the pressing load generated by the spring-type push pin 108.
  • the mounting position of the heat dissipating part 200 at the lower part is prevented from shifting.
  • the rubber material 109 may be an elastic body having an elastic property that is deformed by pressing load and an anti-slip property that prevents the mounting position of the heat dissipating part 200 from shifting.
  • FIGS. 5, 6, and 7 are top views (a top view 1, a top view 2, and a top view 3) showing the configuration of the heat sink 100.
  • FIGS. 5, 6, and 7 show three embodiments in which the joining position of the fixing portion 201 to the heat radiating portion 200 is different, and the degree of freedom of the joining position will be described below.
  • FIG. 5 is a top view (top view 1) showing the configuration of the heat sink 100.
  • FIG. 5 corresponds to the perspective view of FIG. 1 and the side view of FIG.
  • a direction 501 connecting the two fixing holes is perpendicular to the direction 500 of the fin 101.
  • the guide pin 106 of the heat radiating unit 200 is inserted into the opening 111 of the fixing jig 107.
  • the fixing jig 107 is attached in a direction 501 perpendicular to the direction 500 of the fin 101.
  • FIG. 6 is a top view (top view 2) showing the configuration of the heat sink 100.
  • FIG. With respect to the two fixing holes 130 provided on the substrate 105 and into which the spring-type push pins 108 are inserted, a direction 501 connecting the two fixing holes is oblique with respect to the direction 500 of the fin 101 (for example, an angle of 45 °).
  • the guide pin 106 of the heat radiating unit 200 is inserted into the opening 111 of the fixing jig 107.
  • the fixing jig 107 is attached in an oblique direction 501 (for example, an angle of 45 °) with respect to the direction 500 of the fin 101.
  • FIG. 7 is a top view (top view 3) showing the configuration of the heat sink 100.
  • the guide pin 106 of the heat radiating unit 200 is inserted into the opening 111 of the fixing jig 107.
  • the fixing jig 107 is attached in a direction 501 parallel to the direction 500 of the fin 101.
  • the fixing hole 130 provided in the substrate 105 may not be provided at a fixed position with respect to the heating element 103 due to restrictions on wiring and the convenience of other component placement. Even in such a case, by using the heat sink 100, the heat radiating portion 200 is provided on the heating element 103 and the heat conducting material 104, and the fixing portion 201 is fixed to the fixing hole 130 provided at a certain position on the substrate 105. Thus, the heat dissipating part 200 can be fixed. As shown in FIGS. 5 to 7, the direction of the fixing hole 130 and the direction of the fixing jig 107 are not limited to the direction and shape of the fin 101 of the heat dissipating unit 200. For example, the heat sink 100 can be attached to the fixing hole 130 that is set in a range in which the fixing jig 107 is rotated 360 ° around the position of the guide pin 106.
  • the heat generating component 103 has a plurality of heat generating components 103 and each heat generating component 103 has a different mounting position (relative position of the fixing hole 130) of the heat sink 100 on the substrate 105, the heat generating component 103 is fixed to the heat radiating portion 200. Since the position where the part 201 is joined has a degree of freedom, the common heat sink 100 can be applied.
  • FIG. 8 is a side view illustrating the configuration of the electronic apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a top view illustrating the configuration of the heat sink 800 according to the second embodiment.
  • the heat conductive material 104 is joined to the heat generating component 103 on the substrate 105, and the heat sink 800 of Example 2 is mounted on the heat conductive material 104.
  • the heat sink 800 includes a heat radiating portion 801 and a fixing portion 802 that fixes the heat sink 800 to the substrate 105.
  • the heat radiating unit 801 includes a plurality of fins 101, a base 102, and a plurality of guide pins (for example, 106, 112, 113, 114, and 116).
  • the heat dissipating part 801 and the fixing part 802 are separable and independent.
  • one or more guide pins are provided on one fin 101.
  • the position of the guide pin is not limited to the pin-shaped fin 101 of the plate heat sink or the pin-shaped fin of the pin heat sink.
  • the fixing portion 802 includes a fixing jig 115 having a plurality of openings 111 corresponding to a plurality of guide pins (for example, 106, 113, and 114) and a spring-type push pin 108.
  • the heat sink 800 is fixed by joining the fixing portion 802 to the heat radiating portion 801 at an arbitrary position and inserting the tip 110 of the spring-type push pin 108 into the fixing hole 130 provided in the substrate 105.
  • a direction 501 connecting the two fixing holes is perpendicular to the direction 500 of the fin 101.
  • the first guide pin 106, the second guide pin 113, and the third guide pin 114 of the heat radiating unit 801 are inserted into the plurality of openings 111 included in the fixing jig 115.
  • the fixing jig 115 is attached in a direction 501 perpendicular to the direction 500 of the fin 101.
  • the direction of the fixing hole 130 and the direction of the fixing jig 115 are not limited to the direction and shape of the fin 101 of the heat radiating unit 801.
  • a plurality of fixing jigs 115 A plurality of guide pins (for example, a combination of the first guide pin 106 and the guide pin 112 and the guide pin 116) are inserted into the opening 111, and the heat sink 800 is fixed.
  • the heat sink 800 is used to provide the heat radiating portion 801 on the heat generating element 103 and the heat conducting material 104, and By fixing the fixing portion 802 in the fixing hole 130 provided at a certain position above, the heat radiation portion 801 can be fixed.
  • the heat generating component 103 is a plurality of heat generating components 103 and each heat generating component 103 has a different mounting position (relative position of the fixing hole 130) of the heat sink 800 on the substrate 105, it is fixed to the heat radiating portion 801 of the heat sink 800. Since the position where the portion 802 is joined has a degree of freedom, the common heat sink 800 can be applied.
  • the heat sink 800 of the second embodiment by inserting a plurality of guide pins (for example, 106, 113, and 114) of the heat radiating portion 801 into the plurality of openings 111 of the fixing portion 802, the mounting position of the heat radiating portion 801 is shifted. Can be prevented. Therefore, the heat sink 800 according to the second embodiment may not include the rubber material 109 that prevents the mounting position of the heat dissipating unit 200 according to the first embodiment from shifting as illustrated in FIG. Moreover, the structure provided with the rubber material (elastic body) 109 similarly to Example 1 between the fixing
  • Example 3 will be described with reference to FIGS.
  • the same components as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • FIG. 10 is a perspective view showing the configuration of the electronic device of the third embodiment.
  • FIG. 11 is a side view illustrating the configuration of the electronic apparatus according to the third embodiment.
  • the heat conductive material 104 is joined to the heat generating component 103 on the substrate 105, and the heat sink 900 according to the third embodiment is mounted on the heat conductive material 104.
  • the heat sink 900 includes a heat dissipation unit 200 and a fixing unit 205 that fixes the heat sink 900 to the substrate 105.
  • the heat dissipating part 200 and the fixing part 205 are separable and independent.
  • FIG. 12 is a side view (side view 1) showing the configuration of the fixing portion 205.
  • the fixed portion 205 includes a rail portion 117, a first slide portion 118, a second slide portion 119, and a rubber material 109.
  • the first slide portion 118 and the second slide portion 119 each have a spring-type push pin 108 and a hole 204 through which the spring-type push pin 108 passes.
  • the rail part 117 has an opening 111 into which the guide pin 106 of the heat radiating part 200 can be inserted.
  • the rail part 117 is a pressure contact part.
  • the guide pin 106 is inserted into the opening 111, and the tip 110 of the spring-type push pin 108 attached to the first slide portion 118 and the second slide portion 119 is inserted into the fixing hole 130 provided in the substrate 105.
  • the heat sink 900 can be fixed to the substrate 105.
  • the rubber material 109 is sandwiched between the rail portion 117 and the fin 101 of the heat radiating portion 200 and is deformed in accordance with the shape of the fin 101 by the pressing load generated by the spring-type push pin 108, so that the heat radiating portion 200 is mounted. Prevent misalignment.
  • FIG. 13 is a side view showing the configuration of the first slide part 118 of the fixing part 205.
  • the first slide part 118 has a spring-type push pin 108, a hole 204, and a curved part 123 at the tip of the first slide part 118. With the curved portion 123 attached to the rail portion 117, the first slide portion 118 is moved in the rail direction of the rail portion 117 (length direction, the axial direction of the arrow C in FIG. 16), thereby fixing the fixing portion 205. Can expand and contract in the rail direction.
  • the first slide part 118 can be fixed at an arbitrary position on the rail part 117. Therefore, the heat sink 900 can be fixed to the substrate 105 by inserting the spring-type push pin 108 of the first slide portion 118 into the fixing hole 130 at an arbitrary position on the substrate 105.
  • FIG. 14 is a top view of the first slide portion 118 corresponding to the arrow A in FIG.
  • FIG. 15 is a side view of the first slide portion 118 corresponding to the arrow B in FIG. 14 and 15 correspond to the dotted line portion of the ellipse shown in FIG.
  • the curved portion 123 at the tip of the first slide portion 118 has slide guide pins 124 at both ends that serve as a guide when the first slide portion 118 slides on the rail portion 117.
  • the first slide part 118 has fixing pins 125 at both ends in the vicinity of the slide guide pin 124 to fix the first slide part 118 to the rail part 117.
  • the second slide portion 119 has the same configuration as the first slide portion 118. As shown in FIGS. 10 to 12, 19, and 21, the first slide portion 118 and the second slide portion 119 are attached symmetrically to the rail portion 117.
  • FIG. 16 is a perspective view showing a configuration of the rail portion 117 of the fixing portion 205.
  • FIG. 17 is a side view of the rail portion 117 corresponding to the arrow C in FIG.
  • the rail portion 117 includes a bottom portion 122 having an opening 111 into which the guide pin 106 is inserted, a rubber material 109 joined to the lower surface of the bottom portion 122, and a fixed pin included in the first slide portion 118 and the second slide portion 119. 125 and a second side portion 128 to which a slide guide pin 124 included in the first slide portion 118 and the second slide portion 119 can be attached. And having.
  • the first side portion 127 includes a plurality of fixing pin openings 126 in the width direction of the rail portion 117 as a set, and a plurality of sets of fixing pins for both sides as viewed from the center in the length direction of the rail portion 117.
  • An opening 126 is provided.
  • the second side portion 128 is below the first side portion 127, and the length of the rail portion 117 in the width direction is longer than that of the first side portion 127.
  • FIG. 18 is a side view of the rail portion 117 and the first slide portion 118 corresponding to the arrow D in FIG.
  • FIG. 18 corresponds to the dotted portion of the ellipse shown in FIG. 11, 12, and 18 are views showing a state in which the fixing pin 125 included in the first slide portion 118 is inserted into the fixing pin opening 120 of the first side portion 127 and fixed.
  • FIGS. 11 and 12 also show a state in which the fixing pin 125 of the second slide portion 119 is inserted and fixed into the fixing pin opening 121 of the first side portion 127.
  • the length in the width direction of the curved portion 123 including the slide guide pins 124 at both ends of the first slide portion 118 is longer than the length in the width direction of the first side portion 127.
  • the length in the width direction of the fixing pins 125 at both ends is longer than the length in the width direction of the first side portion 127. It is desirable that the length in the width direction of the curved portion 123 including the slide guide pins 124 at both ends of the first slide portion 118 is longer than the length in the width direction of the fixing pins 125 at both ends. 18, even if the first slide portion 118 is the second slide portion 119 and the fixing pin opening 120 is the fixing pin opening 121, the configuration is the same as that in FIG.
  • the fixing pin openings 120 and 121 for fixing the fixing pins 125 at both ends are a part of the plurality of fixing pin openings 126.
  • the positions at which the first slide portion 118 and the second slide portion 119 are fixed by the fixing pin opening 126 may be the same or different from the center in the length direction of the rail portion 117. With this structure, the degree of freedom of the position of the fixing hole 130 to which the spring-type push pin 108 of the first slide part 118 and the second slide part 119 is inserted and fixed is increased.
  • FIG. 19 is a side view (side view 2) showing the configuration of the fixing portion 205.
  • FIG. It is a figure which shows the state before the fixing pin 125 which the 1st slide part 118 and the 2nd slide part 119 have is fixed in the opening part 126 for fixed pins of the 1st side part 127.
  • FIG. That is, this is a state when the first slide portion 118 and the second slide portion 119 are positioned on the rail portion 117.
  • 20 is a side view of the rail portion 117 and the first slide portion 118 corresponding to the arrow E shown in FIG.
  • FIG. 20 corresponds to the dotted portion of the ellipse shown in FIG.
  • the length in the width direction of the curved portion 123 including the slide guide pins 124 at both ends is longer than the length in the width direction of the first side portion 127. Therefore, when a slide guide pin 124 is attached to a rail (hereinafter referred to as a rail portion passage) composed of the bottom portion 122 and the second side portion 128, the rail direction 131 (length direction, figure) of the rail portion 117 is attached. The movement in the up and down direction is limited. 20, even when the first slide portion 118 is the second slide portion 119, the configuration is the same as that in FIG.
  • the sliding guide pin 124 is slid in the rail direction 131 in the state where the first sliding portion 118 or the second sliding portion 119 is passed through the rail portion passage of the rail portion 117. Positioning with respect to the part 117 is performed. At the time of this positioning, as shown in FIG. 20, it is desirable to slide the first slide part 118 or the second slide part 119 in a state where the fixing pin 125 is not in contact with the rail part 117.
  • the first slide part 118 or the second slide part 119 is lowered in the direction of 132, for example, FIG.
  • the fixing pin 125 is fitted into the fixing pin opening 120 and fixed to the rail portion 117.
  • FIG. 21 is a top view showing the configuration of the heat sink 900 of the third embodiment.
  • the fixed portion 205 can be applied to the rail portion 117 with respect to the first slide portion 118 and the second slide portion 119 so that the distance from the heat radiating portion 200 to the two fixed holes 130 of the substrate 105 is the same or different. Fixed positions can be set and changed independently. In FIG. 21, the distance from the guide pin 106 and the opening 111 to the spring-type push pin 108 is asymmetrical, that is, the first slide portion 118 and the second slide portion 119 are different.
  • the heat sink 100 of the first embodiment has an opening provided in the fixing jig 107, for example. This can be realized by changing the position of the unit 111.
  • the distance between the two spring-type push pins 108 (or the fixing holes 130 of the substrate 105) of the fixing unit 205 can be adjusted.
  • the heat sink 800 has a degree of freedom due to expansion / contraction (size adjustable) of the fixing portion 205 in addition to the degree of freedom of the joining position of the heat radiating portion 200 and the fixing portion 205. obtain. Therefore, even if the heat generating component 103 is a plurality of heat generating components 103 and each heat generating component 103 has a different mounting position of the heat sink 900 on the substrate 105 (relative position of the fixing hole 130), the common heat sink 900 can be applied. The application range can be expanded from the first and second embodiments.
  • FIG. 22 is a top view illustrating the configuration of the heat sink 901 according to the fourth embodiment.
  • the heat sink 901 includes a heat radiating unit 902 including fins 129, a base 102, and guide pins 106, and a fixing unit 205 that fixes the heat sink 901 to the substrate 105.
  • the heat dissipating part 902 and the fixing part 205 are separable and independent.
  • the shape of the fin 129 of the heat dissipation unit 902 is not a plate shape but a pin shape.
  • a plurality of fins 129 of this pin type heat sink are provided on the base 102, and guide pins 106 are provided on one or more fins 129.
  • the fixing portions 201, 205, and 802 can be fixed to the substrate 105 without depending on the shape and orientation of the fins 101 and 129 of the heat radiation portions 200, 801, and 902. it can.
  • the heat sinks of Examples 1 to 4 are fixed to the substrate 105 with the spring-type push pins 108, but other mechanical fixings such as screw fixing are also possible.
  • screw fixing there is a method of inserting screws having heads larger than both holes into the holes 204 of the fixing portions 201, 205, and 802 and the fixing holes 130 of the substrate 105 and fixing them with nuts. Further, as another example of the screw fixing method, the holes 204 of the fixing portions 201, 205, and 802 are processed into tap holes, and screws are passed from the back surface of the substrate 105 to the fixing holes 130 of the substrate 105 to fix the fixing portions 201, 205, There is a method of fixing by tightening a screw with a tap hole 802.
  • Examples of the shapes of the fins 101 and 129 of Examples 1 to 4 include a plate (flat plate) type and a pin (column and polygonal column) type.
  • the first to fourth embodiments may be provided with a blowing unit (blower unit) such as a fan that increases heat dissipation efficiency (cooling efficiency) by sending air to the heat sink.
  • a blowing unit such as a fan that increases heat dissipation efficiency (cooling efficiency) by sending air to the heat sink.
  • the configurations of the first to fourth embodiments may be implemented in combination with the components of other embodiments.
  • a part of the configuration of the first to fourth embodiments may be implemented in place of a part of the configuration of the other embodiments.
  • the present invention may be carried out except for a part of the configuration of the first to fourth embodiments.
  • the rubber material 109 according to the first and third embodiments may or may not have a configuration between the heat radiation portion and the fixing portion in the first to fourth embodiments.
  • the plurality of guide pins 106, 113, 114, and 116 and the plurality of openings 111 according to the second embodiment are also applicable to the first, third, and fourth embodiments.
  • the heat sink can be fixed regardless of the mounting position on the substrate.
  • the heat sink and fixing part of the heat sink that is separated and independent can be joined, and the structure of the fixing part can be freely adjusted.
  • a heat sink having the same structure can be used in common. For example, even when a heat sink is applied to a plurality of semiconductors having similar specifications and similar cooling conditions, attachment can be realized at different attachment positions on the substrate for each semiconductor (heat generating component).
  • the electronic device / heat sink fixing structure including the heat sink / heat sink of Examples 1 to 4 is mechanically fixed. Therefore, unlike the connection method using only adhesive or double-sided tape, there are restrictions on ensuring reliability and production time / Cost can be reduced.
  • 100/800/900/901 heat sink 101/129 fin, 102 base, 103 heat generating component, 104 heat conducting material, 105 substrate, 106 guide pin, 107 fixing jig, 108 spring type push pin, 109 rubber material, 111 opening Part, 117 rail part, 118 first slide part, 119 second slide part, 124 slide guide pin, 125 fixed pin, 126 fixed pin opening, 130 fixed hole, 200/801/902 heat radiating part, 201 -205/802 fixed part.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

　基板上の取り付け位置によらずに固定できるヒートシンク・そのヒートシンクを備える電子機器・ヒートシンクの固定構造を提供する。ヒートシンクは、放熱部と固定部とを備える。放熱部は、基板に設けられる電子部品の上のベースと、ベースの上に設けられるフィンと、ガイドピンとを有する。固定部は、ガイドピンが挿入される開口部と、フィンの上に設けられる圧接部と、基板の穴に挿入され固定される２以上の固定具とを有し、放熱部を電子部品の上に固定する。

Description

ヒートシンク、電子機器、ヒートシンクの固定構造
　本発明は、ヒートシンク・ヒートシンクを備える電子機器・ヒートシンクの固定構造に関する。
　電子機器に用いられる半導体（例えばＣＰＵ等）は、高密度化・高発熱量化している。半導体をはじめとする電子部品等を冷却する手段として、ヒートシンクが用いられる。
　本技術分野の背景技術として、特開２０００－２９４６９５号公報（特許文献１）がある。この公報には、「送風冷却が効率良くなされる強制冷却式ヒートシンクを提供する」と記載されている（要約参照）。
特開２０００－２９４６９５号公報
　電子機器の高密度実装にともない、電子機器に用いられる基板の配線も高密度化しており、ネジや固定用ピンでヒートシンクを基板に取り付けるためのエリアを、基板上に確保することが困難になっている。そのため、例えば同様の仕様・同様の冷却条件で複数の半導体（発熱部品）に適用するヒートシンクに関して、ヒートシンクのフィンが同じ形状であっても、確保できる基板上の取り付け位置が異なる場合がある。
　特許文献１は、複数の半導体に適用するヒートシンクに対し、確保できる基板上の取り付け位置が異なる場合まで想定していない。そのため、ヒートシンクを基板に取り付けるための構造・形状を、基板上の取り付け位置に応じて個別に設計・生産する必要が生じ、設計コストや原価の増加につながる。
　そこで、本発明は、基板上の取り付け位置によらずに固定できるヒートシンク・そのヒートシンクを備える電子機器・ヒートシンクの固定構造を提供する。
　上記課題を解決するために、本発明は、放熱部と固定部を備える。放熱部は、基板に設けられる電子部品の上のベースと、ベースの上に設けられるフィンと、ガイドピンとを有する。固定部は、ガイドピンが挿入される開口部と、フィンの上に設けられる圧接部と、基板の穴に挿入され固定される２以上の固定具とを有し、放熱部を電子部品の上に固定する。
　本発明によれば、基板上の取り付け位置によらずに、ヒートシンクを固定できる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の発明を実施するための形態の説明により明らかにされる。
実施例１の電子機器の構成を示す斜視図である。 実施例１の電子機器の構成を示す側面図である。 実施例１の放熱部の構成を示す側面図である。 実施例１の固定部の構成を示す側面図である。 実施例１のヒートシンクの構成を示す上面図（上面図１）である。 実施例１のヒートシンクの構成を示す上面図（上面図２）である。 実施例１のヒートシンクの構成を示す上面図（上面図３）である。 実施例２の電子機器の構成を示す側面図である。 実施例２のヒートシンクの構成を示す上面図である。 実施例３の電子機器の構成を示す斜視図である。 実施例３の電子機器の構成を示す側面図である。 実施例３の固定部の構成を示す側面図（側面図１）である。 実施例３の第一のスライド部の構成を示す側面図である。 実施例３の第一のスライド部の構成を示す上面図（矢視Ａ）である。 実施例３の第一のスライド部の構成を示す側面図（矢視Ｂ）である。 実施例３のレール部の構成を示す斜視図である。 実施例３のレール部の構成を示す側面図（矢視Ｃ）である。 実施例３のレール部及び第一のスライド部の側面図（矢視Ｄ）である。 実施例３の固定部の構成を示す側面図（側面図２）である。 実施例３のレール部及び第一のスライド部の側面図（矢視Ｅ）である。 実施例３のヒートシンクの構成を示す上面図である。 実施例４のヒートシンクの構成を示す上面図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
　図１～図７を参照して、実施例１を説明する。図１は、実施例１の電子機器の構成を示す斜視図である。図２は、電子機器の構成を示す側面図である。電子機器（情報処理装置）は、基板１０５と、プロセッサ等の発熱部品（例えば発熱体・半導体等）１０３と、熱伝導材１０４と、ヒートシンク１００と、を有する。基板１０５上に発熱部品１０３が設けられ、発熱部品１０３に熱伝導材１０４を接合する。熱伝導材１０４の上には、ヒートシンク１００を実装している。発熱部品１０３で発生した熱は、熱伝導材１０４に伝達され、さらに熱伝導材１０４からヒートシンク１００に伝達される。基板１０５は、固定穴１３０を少なくとも２つ有する。
　ヒートシンク１００は、電子部品の上に設けられる。本実施例でいえば、電子部品は、例えば発熱部品１０３と熱伝導材１０４に相当する。本明細書において、上下方向は必ずしも重力方向（鉛直方向）とは限らない。例えば、電子機器において、基板１０５が水平方向に設置されず、基板１０５が斜め方向・鉛直方向に設置されるときは、上下方向と鉛直方向とが異なっていても良い。本明細書において、上下の位置は、基板１０５からの位置（距離・方向）であっても良い。
　ヒートシンク１００は、伝達された熱を外気に放熱する放熱部２００と、ヒートシンク１００を基板１０５に固定する固定部２０１とを備える。放熱部２００と固定部２０１とは分離可能で、独立している。以下の実施例では、図１に示すように放熱部２００のフィン１０１がプレート形状であるプレート型ヒートシンクについて説明するが、図２２に示すようにフィンがピン形状であるピン型ヒートシンクでも良く、フィン１０１の形状は限定されない。
　図３は、放熱部２００の構成を示す側面図である。放熱部２００は、熱伝導材１０４と接続するベース１０２と、ベース１０２上に設けられたフィン１０１と、ガイドピン１０６とを有する。フィン１０１は、ベース１０２の上に複数備えられる。複数のフィン１０１は、ベース１０２の上で並列に設けられることが望ましい。また、放熱部２００は、熱伝導率の優れた金属からなることが望ましい。
　図４は、固定部２０１の構成を示す側面図である。固定部２０１は、固定治具１０７と、バネ式プッシュピン１０８と、放熱部２００のフィン１０１と接するゴム材１０９と、放熱部２００のガイドピン１０６が挿入できる開口部１１１と、を有する。
　固定冶具１０７は、ゴム材１０９と接する圧接部２０２と、圧接部２０２の両側にある取り付け部２０３と、を備える。取り付け部２０３は、例えば圧接部２０２と一体となって形成されても良い。取り付け部２０３は穴２０４を有する。
　バネ式プッシュピン１０８は、先端１１０と、先端１１０の反対側の端部である頭部２１０と、先端１１０と頭部２１０とをつなぐピン部２１２と、先端１１０と頭部２１０との間にあるバネ２１１とを有する。先端１１０の外径は、基板１０５の固定穴１３０より大きい。バネ２１１の外径は、頭部２１０の径より小さく、取り付け部２０３の穴２０４の径より大きい。バネ式プッシュピン１０８の先端１１０と頭部２１０とピン部２１２は、例えば変形可能な樹脂からなることが望ましい。
　図１・図２に示すように、バネ式プッシュピン１０８は、取り付け部２０３の穴２０４と基板１０５の固定穴１３０を貫通して、基板１０５に固定される。バネ式プッシュピン１０８の先端１１０を、取り付け部２０３の穴２０４と基板１０５の固定穴１３０に挿入することで、ヒートシンク１００を基板１０５に固定する。
　固定時にはバネ式プッシュピン１０８の頭部２１０と取り付け部２０３との間でバネ２１１が縮んだ状態となり、バネの弾性力（反発力）により取り付け部２０３が基板１０５の方向に押し付けられ、頭部２１０には逆方向の力がかかる。基板１０５の固定穴１３０を貫通した先端１１０は、先端１１０の径は固定穴１３０の径より大きいため、頭部２１０が受けるバネ２１１の弾性力により、基板１０５の方向に引っ張られながら固定される。
　また、バネ式プッシュピン１０８は、例えばバネ２１１がなくても、頭部２１０と先端１１０との間の長さを調整することにより、頭部２１０が取り付け部２０３を基板１０５の方向に押し付け、先端１１０が基板１０５の方向に引っ張られた状態で固定できる。バネ式プッシュピン１０８は、基板１０５の固定穴１３０に固定可能な固定具であれば良く、例えばプレスフィットピンであっても良い。
　発熱部品１０３・熱伝導材１０４・ベース１０２・フィン１０１・ゴム材１０９は、基板１０５と圧接部２０２との間にあるため、圧接部２０２の両側にある２つの取り付け部２０３がバネ式プッシュピン１０８により基板１０５に固定されると、固定して設置される。すなわち、ヒートシンク１００の放熱部２００は、固定部２０１の圧接部２０２に上から押さえつけられる（圧接される）ことにより、基板１０５に設置された発熱部品１０３と熱伝導材１０４の上に固定される。
　放熱部２００は、フィン１０１上にガイドピン１０６を設けている。また、圧接部２０２は、開口部１１１を有する。開口部１１１にガイドピン１０６を通して、放熱部２００と固定部２０１とを接合することで、ヒートシンク１００を固定する。開口部１１１とガイドピン１０６により、放熱部２００と固定部２０１とが接合する位置を、固定部２０１による押し付け荷重が放熱部２００の重心付近に負荷される位置にすることで、放熱部２００の実装位置がずれることを防止する。
　ガイドピン１０６の位置は、プレート型ヒートシンクのピン形状のフィン１０１や、ピン型ヒートシンクのピン形状のフィンの上に限定されない。ガイドピン１０６は、放熱部２００の重心付近で固定部２０１が接合するためのガイド機能を有すれば良い。
　ヒートシンク１００を基板１０５に固定する際には、放熱部２００のガイドピン１０６を固定治具１０７の開口部１１１の位置に合わせる。そして、固定治具１０７の取り付け部２０３に装着されたバネ式プッシュピン１０８を、基板１０５に設けられた固定穴１３０に挿入する。
　ゴム材１０９は、固定治具１０７の圧接部２０２とフィン１０１との間に挟まれ、バネ式プッシュピン１０８により生じる押し付け荷重により、フィン１０１の形状にあわせて変形することで、ゴム材１０９の下部にある放熱部２００の実装位置がずれることを防止する。ゴム材１０９は、押し付け加重により変形する弾性の性質と、放熱部２００の実装位置がずれることを防止する滑り止めの性質とを有する弾性体であれば良い。
　図５、図６、図７は、ヒートシンク１００の構成を示す上面図（上面図１、上面図２、上面図３）である。以下、図５、図６、図７は、放熱部２００に対する固定部２０１の接合位置が異なる３つの実施形態を示しており、接合位置の自由度について以下説明する。
　図５は、ヒートシンク１００の構成を示す上面図（上面図１）である。図５の上面図は、図１の斜視図、図２の側面図に対応している。基板１０５に設けられバネ式プッシュピン１０８が挿入される２つの固定穴１３０について、その２つの固定穴を結ぶ方向５０１は、フィン１０１の向き５００に対して垂直とする。固定治具１０７の開口部１１１に、放熱部２００のガイドピン１０６が挿入されている。固定治具１０７は、フィン１０１の向き５００に対して垂直な方向５０１に取り付けられている。
　図６は、ヒートシンク１００の構成を示す上面図（上面図２）である。基板１０５に設けられバネ式プッシュピン１０８が挿入される２つの固定穴１３０について、その２つの固定穴を結ぶ方向５０１は、フィン１０１の向き５００に対して、斜め（例えば角度４５°）とする。固定治具１０７の開口部１１１に、放熱部２００のガイドピン１０６が挿入されている。固定冶具１０７は、フィン１０１の向き５００に対して、斜めの方向５０１（例えば角度４５°の方向）に取り付けられている。
　図７は、ヒートシンク１００の構成を示す上面図（上面図３）である。基板１０５に設けられバネ式プッシュピン１０８が挿入される２つの固定穴１３０について、その２つの固定穴１３０を結ぶ方向５０１は、フィン１０１の向き５００に対して、平行とする。固定治具１０７の開口部１１１に、放熱部２００のガイドピン１０６が挿入されている。固定冶具１０７は、フィン１０１の向き５００に対して、平行な方向５０１に取り付けられている。
　基板１０５に設ける固定穴１３０は、配線上の制約並びに他の部品配置の都合等で、発熱体１０３に対して一定の位置に設けられない場合がある。その場合も、ヒートシンク１００を使用することで、発熱体１０３と熱伝導材１０４の上に放熱部２００を設け、基板１０５上の或る位置設けられた固定穴１３０に固定部２０１を固定することで、放熱部２００を固定することができる。図５～図７に示すように、固定穴１３０の方向や固定冶具１０７の方向は、放熱部２００のフィン１０１の方向・形状には限定されない。例えば、ガイドピン１０６の位置を中心に、固定治具１０７を３６０°回転させる範囲で設定された固定穴１３０に対して、ヒートシンク１００を取り付けることが可能となる。
　そのため、複数の発熱部品１０３であって、各発熱部品１０３毎に基板１０５上でのヒートシンク１００の取り付け位置（固定穴１３０の相対的な位置）が異なる場合でも、ヒートシンク１００の放熱部２００と固定部２０１の接合する位置が自由度を有するので、共通のヒートシンク１００を適用することができる。
　図８、図９を参照して、実施例２を説明する。以下、実施例１と同様の構成要素には同じ符号をつけて、説明を省略する。図８は、実施例２の電子機器の構成を示す側面図である。図９は、実施例２のヒートシンク８００の構成を示す上面図である。
　基板１０５上の発熱部品１０３に熱伝導材１０４を接合し、熱伝導材１０４の上に実施例２のヒートシンク８００を実装している。ヒートシンク８００は、放熱部８０１と、ヒートシンク８００を基板１０５に固定する固定部８０２とを有する。放熱部８０１は、複数のフィン１０１と、ベース１０２と、複数のガイドピン（例えば１０６・１１２・１１３・１１４・１１６等）と、を有する。放熱部８０１と固定部８０２とは分離可能で、独立している。
　本実施例２では、１つのフィン１０１上に、１または２以上のガイドピンを設けている。しかしながら、ガイドピンの位置は、プレート型ヒートシンクのピン形状のフィン１０１や、ピン型ヒートシンクのピン形状のフィンの上に限定されない。
　固定部８０２は、複数のガイドピン（例えば１０６・１１３・１１４）に対応する複数の開口部１１１を有する固定治具１１５と、バネ式プッシュピン１０８とを有する。放熱部８０１に固定部８０２を任意の位置で接合し、バネ式プッシュピン１０８の先端１１０を基板１０５に設けられた固定穴１３０に挿入することで、ヒートシンク８００を固定する。
　図９に示すように、基板１０５に設けられバネ式プッシュピン１０８が挿入される２つの固定穴１３０について、その２つの固定穴を結ぶ方向５０１は、フィン１０１の向き５００に対して垂直とする。固定治具１１５が有する複数の開口部１１１に、放熱部８０１の第一のガイドピン１０６、第二のガイドピン１１３、第三のガイドピン１１４が挿入されている。固定冶具１１５は、フィン１０１の向き５００に対して、垂直な方向５０１に取り付けられている。
　図５～７で示す実施例１と同様に、固定穴１３０の方向や固定冶具１１５の方向は、放熱部８０１のフィン１０１の方向・形状には限定されない。基板１０５に設ける固定穴１３０が、フィン１０１の向き５００に対して、垂直な方向５０１以外の方向（例えば平行方向・角度４５°の方向等）に設置する際は、固定治具１１５の複数の開口部１１１に、放熱部８０１の複数のガイドピン（例えば第一のガイドピン１０６とガイドピン１１２・ガイドピン１１６の組合せ等）を挿入し、ヒートシンク８００を固定する。
　基板１０５の固定穴１３０を発熱部品１０３に対して一定の位置に設けられない場合も、ヒートシンク８００を使用することで、発熱体１０３と熱伝導材１０４の上に放熱部８０１を設け、基板１０５上の或る位置設けられた固定穴１３０に固定部８０２を固定することで、放熱部８０１を固定することができる。
　そのため、複数の発熱部品１０３であって、各発熱部品１０３毎に基板１０５上でのヒートシンク８００の取り付け位置（固定穴１３０の相対的な位置）が異なる場合でも、ヒートシンク８００の放熱部８０１と固定部８０２の接合する位置が自由度を有するので、共通のヒートシンク８００を適用することができる。
　実施例２のヒートシンク８００では、固定部８０２の複数の開口部１１１に、放熱部８０１のガイドピン（例えば１０６・１１３・１１４）を複数挿入することにより、放熱部８０１の実装位置がずれることを防止することができる。そのため、実施例２のヒートシンク８００は、図８に示すように、実施例１の放熱部２００の実装位置がずれることを防止するゴム材１０９を有していなくても良い。また、実施例２のヒートシンク８００の固定部８０２と放熱部８０１との間に、実施例１と同様にゴム材（弾性体）１０９を備える構成であっても良い。
　図１０～図２１を参照して、実施例３を説明する。以下、実施例１・実施例２と同様の構成要素には同じ符号をつけて、説明を省略する。
　図１０は、実施例３の電子機器の構成を示す斜視図である。図１１は、実施例３の電子機器の構成を示す側面図である。基板１０５上の発熱部品１０３に熱伝導材１０４を接合し、熱伝導材１０４の上に実施例３のヒートシンク９００を実装している。ヒートシンク９００は、放熱部２００と、ヒートシンク９００を基板１０５に固定する固定部２０５とを有する。放熱部２００と固定部２０５とは分離可能で、独立している。
　図１２は、固定部２０５の構成を示す側面図（側面図１）である。固定部２０５は、レール部１１７、第一のスライド部１１８、第二のスライド部１１９、ゴム材１０９を備える。第一のスライド部１１８と第二のスライド部１１９は、それぞれバネ式プッシュピン１０８と、バネ式プッシュピン１０８が貫通する穴２０４とを有する。レール部１１７は、放熱部２００のガイドピン１０６が挿入できる開口部１１１を有する。レール部１１７は圧接部である。
　ガイドピン１０６を開口部１１１に挿入し、第一のスライド部１１８・第二のスライド部１１９に装着されたバネ式プッシュピン１０８の先端１１０を、基板１０５に設けられた固定穴１３０に挿入することで、ヒートシンク９００を基板１０５に固定できる。この際、ゴム材１０９が、レール部１１７と放熱部２００のフィン１０１との間に挟まれ、バネ式プッシュピン１０８により生じる押し付け荷重により、フィン１０１の形状にあわせ変形し、放熱部２００の実装位置がずれることを防止する。
　図１３は、固定部２０５の第一のスライド部１１８の構成を示す側面図である。第一のスライド部１１８は、バネ式プッシュピン１０８と、穴２０４と、第一のスライド部１１８の先端にある湾曲部１２３と、を有する。湾曲部１２３をレール部１１７に取り付けた状態で、第一のスライド部１１８をレール部１１７のレール方向（長さ方向、図１６の矢印Ｃの軸方向）に移動することで、固定部２０５をレール方向に伸縮することができる。また、第一のスライド部１１８は、レール部１１７上の任意の位置で固定することができる。したがって、第一のスライド部１１８のバネ式プッシュピン１０８を、基板１０５上の任意の位置にある固定穴１３０に挿入することで、基板１０５にヒートシンク９００を固定できる。
　図１４は、図１３の矢視Ａにあたる第一のスライド部１１８の上面図である。図１５は、図１３の矢視Ｂにあたる第一のスライド部１１８の側面図である。図１４、図１５は、図１３に示す楕円の点線部分に対応する。
　第一のスライド部１１８の先端にある湾曲部１２３は、第一のスライド部１１８がレール部１１７をスライドする際のガイドとなるスライド用ガイドピン１２４を両端に有する。第一のスライド部１１８は、スライド用ガイドピン１２４の近傍に、第一のスライド部１１８をレール部１１７に固定する固定ピン１２５を両端に有する。
　図１３～図１５により第一のスライド部１１８の構成について説明したが、第二のスライド部１１９も第一のスライド部１１８と同様の構成を有する。図１０～図１２・図１９・図２１に示すように、第一のスライド部１１８と第二のスライド部１１９は、レール部１１７に対して、対称的に取り付ける。
　図１６は、固定部２０５のレール部１１７の構成を示す斜視図である。図１７は、図１６の矢視Ｃにあたるレール部１１７の側面図である。レール部１１７は、ガイドピン１０６を挿入する開口部１１１を備える底部１２２と、底部１２２の下面に接合されたゴム材１０９と、第一のスライド部１１８及び第二のスライド部１１９が有する固定ピン１２５を嵌め込む固定ピン用開口部１２６を備える第一の側部１２７と、第一のスライド部１１８及び第二のスライド部１１９が有するスライド用ガイドピン１２４を取り付け可能な第二の側部１２８と、を有する。
　第一の側部１２７は、レール部１１７の幅方向にある２つの固定ピン用開口部１２６を一組として、レール部１１７の長さ方向の中心からみて両側に、複数の組の固定ピン用開口部１２６を有する。第二の側部１２８は、第一の側部１２７の下にある、第二の側部１２８について、レール部１１７の幅方向の長さは、第一の側部１２７より長い。
　図１８は、図１２の矢視Ｄにあたるレール部１１７及び第一のスライド部１１８の側面図である。図１８は、図１２に示す楕円の点線部分に対応する。図１１・図１２・図１８は、第一のスライド部１１８が有する固定ピン１２５が、第一の側部１２７の固定ピン用開口部１２０に挿入されて固定された状態を示す図である。図１１・図１２は、第二のスライド部１１９が有する固定ピン１２５が、第一の側部１２７の固定ピン用開口部１２１に挿入されて固定された状態も示す。
　図１８について、第一のスライド部１１８の両端のスライド用ガイドピン１２４を含む湾曲部１２３の幅方向の長さは、第一の側部１２７の幅方向の長さより長い。同様に、両端の固定ピン１２５の幅方向の長さは、第一の側部１２７の幅方向の長さより長い。第一のスライド部１１８の両端のスライド用ガイドピン１２４を含む湾曲部１２３の幅方向の長さは、両端の固定ピン１２５の幅方向の長さより、長いことが望ましい。図１８について、第一のスライド部１１８が第二のスライド部１１９であり、固定ピン用開口部１２０が固定ピン用開口部１２１となる場合でも、図１８と同様の構成となる。
　両端の固定ピン１２５を固定する固定ピン用開口部１２０・１２１は、複数の固定ピン用開口部１２６のうちの一部である。第一のスライド部１１８と第二のスライド部１１９とがそれぞれ固定ピン用開口部１２６で固定される位置は、レール部１１７の長さ方向の中心から距離が同じでも異なっていても良い。この構造により、第一のスライド部１１８及び第二のスライド部１１９のバネ式プッシュピン１０８が挿入され固定される固定穴１３０の位置の自由度が高くなる。
　図１９は、固定部２０５の構成を示す側面図（側面図２）である。第一のスライド部１１８及び第二のスライド部１１９が有する固定ピン１２５が、第一の側部１２７の固定ピン用開口部１２６で固定される前の状態を示す図である。すなわち、第一のスライド部１１８及び第二のスライド部１１９が、レール部１１７上で位置決めするときの状態である。図２０は、図１９に示す矢視Ｅにあたるレール部１１７及び第一のスライド部１１８の側面図である。図２０は、図１９に示す楕円の点線部分に対応する。
　前述のように、第一のスライド部１１８について、両端のスライド用ガイドピン１２４を含む湾曲部１２３の幅方向の長さは、第一の側部１２７の幅方向の長さより長い。そのため、底部１２２と第二の側部１２８で構成されるレール（以下、レール部通路とする）に、スライド用ガイドピン１２４が取り付けられると、レール部１１７のレール方向１３１（長さ方向、図１６の矢印Ｃの軸方向）に移動可能であるが、上下方向への移動は制限される。図２０について、第一のスライド部１１８が第二のスライド部１１９となる場合でも、図２０と同様の構成となる。
　固定部２０５の伸縮にあたっては、第一のスライド部１１８または第二のスライド部１１９について、スライド用ガイドピン１２４を、レール部１１７のレール部通路に通した状態でレール方向１３１にスライドさせ、レール部１１７に対する位置決めを行う。この位置決め時は、図２０に示すとおり、固定ピン１２５がレール部１１７と接触しない状態で、第一のスライド部１１８または第二のスライド部１１９をスライドすることが望ましい。第一のスライド部１１８または第二のスライド部１１９の位置が決まったら、第一のスライド部１１８または第二のスライド部１１９を、例えば１３２の方向におろすことで、図１１・図１２・図１８で示すように固定ピン１２５を固定ピン用開口部１２０に嵌め込み、レール部１１７に固定する。
　図２１は、実施例３のヒートシンク９００の構成を示す上面図である。固定部２０５は、放熱部２００から基板１０５の２つの固定穴１３０への距離が同じでも異なっていても適用できるように、レール部１１７に対する第一のスライド部１１８と第二のスライド部１１９の固定位置をそれぞれ独立に設定・変更できる。図２１では、ガイドピン１０６及び開口部１１１からバネ式プッシュピン１０８の距離が左右非対称、すなわち第一のスライド部１１８と第二のスライド部１１９とで異なる。
　ガイドピン１０６からバネ式プッシュピン１０８（または基板１０５の固定穴１３０）までの距離を左右非対称とするのみであれば、実施例１のヒートシンク１００であっても、例えば固定治具１０７に設ける開口部１１１の位置を変更することにより実現できる。実施例３のヒートシンク８００では更に、固定部２０５の２つのバネ式プッシュピン１０８（または基板１０５の固定穴１３０）間の距離調整を可能とする。ヒートシンク８００は、実施例１及び実施例２のヒートシンク１００・８００と比較し、放熱部２００と固定部２０５の接合位置の自由度に加え、固定部２０５の伸縮（サイズ調整可能）による自由度を得る。したがって、複数の発熱部品１０３であって、各発熱部品１０３毎に基板１０５上でのヒートシンク９００の取り付け位置（固定穴１３０の相対的な位置）が異なる場合でも、共通のヒートシンク９００を適用でき、その適用範囲は実施例１及び実施例２より拡大できる。
　図２２を参照して、実施例４を説明する。以下、実施例１～実施例３と同様の構成要素には同じ符号をつけて、説明を省略する。図２２は、実施例４のヒートシンク９０１の構成を示す上面図である。ヒートシンク９０１は、フィン１２９とベース１０２とガイドピン１０６を備える放熱部９０２と、ヒートシンク９０１を基板１０５に固定する固定部２０５とを有する。放熱部９０２と固定部２０５とは分離可能で、独立している。
　放熱部９０２のフィン１２９の形状は、実施例３のヒートシンク２００のフィン１０１と異なり、プレート形状でなくピン形状である。このピン型ヒートシンクのフィン１２９はベース１０２上に複数設けられ、１または２以上のフィン１２９の上にガイドピン１０６を設けている。
　実施例１～実施例４で示すように、固定部２０１・２０５・８０２は、放熱部２００・８０１・９０２のフィン１０１・１２９の形状や向きに依存せずに、基板１０５に固定することができる。実施例１～４のヒートシンクについて、基板１０５への固定をバネ式プッシュピン１０８で実施しているが、ネジ固定など他の機械固定でも実施可能である。
　ネジ固定の具体的手法の例として、固定部２０１・２０５・８０２の穴２０４、基板１０５の固定穴１３０に、双方の穴より大きい頭を持つネジを挿入し、ナットで固定する手法がある。また、ネジ固定の別の手法の例として、固定部２０１・２０５・８０２の穴２０４をタップ穴に加工し、基板１０５の裏面から基板１０５の固定穴１３０にネジを通して、固定部２０１・２０５・８０２のタップ穴でネジを締めて固定する手法がある。
　実施例１～４のフィン１０１・１２９の形状として、例えばプレート（平板）型やピン（円柱及び多角柱）型等がある。また、実施例１～４は、ヒートシンクへ風を送ることで放熱効率（冷却効率）を高めるファン等の送風部（送風手段）を備えていても良い。
　なお、ヒートシンクの取り付け方法として、ネジや固定用ピンによる機械固定の他に、発熱部品とヒートシンクとを、熱伝導性を有する接着材や両面テープで接続する手法がある。しかし、本手法は接続の信頼性を保つために、半導体の表面処理・材質に関して接続性を個別に検証し、表面処理・材質の変更に応じて接続する必要がある。また、本手法は十分な接続を得るためには時間を要するため、機械固定の手法より生産時間・コストをより多く要する可能性がある。
　実施例１～実施例４の構成は、他の実施例の構成要素と組合せて実施しても良い。実施例１～実施例４の構成の一部を、他の実施例の構成の一部と代替して実施しても良い。実施例１～実施例４の構成の一部を除いて実施しても良い。例えば、実施例１・実施例３のゴム材１０９は、実施例１～実施例４において放熱部と固定部の間にある構成であっても、ない構成であっても良い。例えば、実施例２の複数のガイドピン１０６・１１３・１１４・１１６と複数の開口部１１１は、実施例１・実施例３・実施例４でも適用可能である。
　実施例１～実施例４のヒートシンク・そのヒートシンクを備える電子機器・ヒートシンクの固定構造によれば、基板上の取り付け位置によらずに、ヒートシンクを固定できる。ネジや固定用ピンを用いた機械固定によるヒートシンクに関して、基板上の取り付け位置が異なる場合でも、分離・独立するヒートシンクの放熱部と固定部とを接合することにより、また固定部の構造に自由度を持たせることにより、同じ構造のヒートシンクを共通して使用できる。例えば同様の仕様・同様の冷却条件の複数の半導体にヒートシンクを適用する場合であっても、半導体（発熱部品）毎に異なる基板上の取り付け位置に、取り付けを実現することができる。
　したがって、取り付け位置の相違によりヒートシンクの構造・形状を個別に設計・生産する必要はなく、ヒートシンクの部品を共通化することができ、設計コスト・原価の低減と工程数・生産コストの削減を図ることが可能となる。また、実施例１～４のヒートシンク・ヒートシンクを備える電子機器・ヒートシンクの固定構造は、機械固定であるため、接着材や両面テープのみによる接続手法と異なり、信頼性確保上の制約並びに生産時間・コストを低減できる。
１００・８００・９００・９０１　ヒートシンク、１０１・１２９　フィン、１０２　ベース、１０３　発熱部品、１０４　熱伝導材、１０５　基板、１０６　ガイドピン、１０７　固定治具、１０８　バネ式プッシュピン、１０９　ゴム材、１１１　開口部、１１７　レール部、１１８　第一のスライド部、１１９　第二のスライド部、１２４　スライド用ガイドピン、１２５　固定ピン、１２６　固定ピン用開口部、１３０　固定穴、２００・８０１・９０２　放熱部、２０１・２０５・８０２　固定部。

Claims (15)

  1. 　基板に設けられる電子部品の上のベースと、ベースの上に設けられるフィンと、ガイドピンとを有する放熱部と、
    　前記ガイドピンが挿入される開口部と、前記フィンの上に設けられる圧接部と、前記基板の穴に挿入され固定される２以上の固定具とを有し、前記放熱部を前記電子部品の上に固定する固定部と、を備えることを特徴とするヒートシンク。
  2. 　請求項１に記載のヒートシンクであって、
    　前記ガイドピンは、前記フィンの上に設けられることを特徴とするヒートシンク。
  3. 　請求項２に記載のヒートシンクであって、
    　前記圧接部はレールを有し、
    　前記固定部は、前記固定具を備えるスライド部を複数有し、前記スライド部を前記レール内でスライドさせて伸縮することを特徴とするヒートシンク。
  4. 　請求項３に記載のヒートシンクであって、
    　前記スライド部は、スライド用ガイドピンを備える湾曲部を有し、
    　前記固定部は、前記湾曲部を前記レール内でスライドさせて伸縮することを特徴とするヒートシンク。
  5. 　請求項４に記載のヒートシンクであって、
    　前記圧接部は固定ピン用開口部を有し、
    　前記スライド部は固定ピンを有し、
    　前記スライド部の前記固定具を前記基板の穴に挿入して固定する場合、前記固定ピンを前記固定ピン用開口部に挿入して固定することを特徴とするヒートシンク。
  6. 　請求項１に記載のヒートシンクであって、
    　前記フィンと前記圧接部との間に弾性体を備えることを特徴とするヒートシンク。
  7. 　請求項６に記載のヒートシンクであって、
    　前記弾性体はゴムであることを特徴とするヒートシンク。
  8. 　請求項２に記載のヒートシンクであって、
    　前記放熱部は、前記フィンを複数有し、
    　複数の前記フィンのうち、１以上の前記フィンの上に前記ガイドピンが設けられることを特徴とするヒートシンク。
  9. 　請求項８に記載のヒートシンクであって、
    　前記放熱部は、前記ガイドピンを複数有し、
    　前記固定部は、前記開口部を複数有し、
    　第１の開口部に第１のガイドピンが挿入され、第２の開口部に第２のガイドピンが挿入されることを特徴とするヒートシンク。
  10. 　請求項１に記載のヒートシンクであって、
    　前記固定部は、前記基板の方向に前記放熱部を押し付けて、前記電子部品の上に前記放熱部を固定することを特徴とするヒートシンク。
  11. 　請求項１０に記載のヒートシンクであって、
    　前記固定部が前記放熱部を押し付ける荷重は、前記放熱部の重心付近に負荷することを特徴とするヒートシンク。
  12. 　請求項１１に記載のヒートシンクであって、
    　前記固定部が前記放熱部を押し付ける荷重が前記放熱部の重心付近に負荷される位置で、前記開口部に前記ガイドピンが挿入されることを特徴とするヒートシンク。
  13. 　請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載のヒートシンクを備える電子機器。
  14. 　請求項１３に記載の電子機器であって、
    　前記ヒートシンクに風を送る送風部を備えることを特徴とする電子機器。
  15. 　基板に設けられる電子部品の上のベースと、ベースの上に設けられるフィンと、ガイドピンとを有する放熱部と、
    　前記ガイドピンが挿入される開口部と、前記フィンの上に設けられる圧接部と、前記基板の穴に挿入され固定される２以上の固定具とを有し、前記放熱部を前記電子部品の上に固定する固定部と、を備えることを特徴とするヒートシンクの固定構造。
PCT/JP2014/055002 2014-02-28 2014-02-28 ヒートシンク、電子機器、ヒートシンクの固定構造 WO2015129017A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2014/055002 WO2015129017A1 (ja) 2014-02-28 2014-02-28 ヒートシンク、電子機器、ヒートシンクの固定構造

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2014/055002 WO2015129017A1 (ja) 2014-02-28 2014-02-28 ヒートシンク、電子機器、ヒートシンクの固定構造

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015129017A1 true WO2015129017A1 (ja) 2015-09-03

Family

ID=54008383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/055002 WO2015129017A1 (ja) 2014-02-28 2014-02-28 ヒートシンク、電子機器、ヒートシンクの固定構造

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2015129017A1 (ja)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08204074A (ja) * 1995-01-30 1996-08-09 Calsonic Corp ヒートシンク及びその製造方法
JP2000022370A (ja) * 1998-07-01 2000-01-21 Honetsuki No Os:Kk ヒートシンクのプリント基板への固定方法及びこれに使用するヒートシンクとその固定用クリップ
JP2006229003A (ja) * 2005-02-18 2006-08-31 Nec Corp ヒートシンク保持用クリップ
JP3132999U (ja) * 2007-04-11 2007-06-28 奇▲こう▼科技股▲ふん▼有限公司 Ｃｐｕヒートシンククリップ
JP2010103256A (ja) * 2008-10-22 2010-05-06 Toshiba Corp 電子機器
JP2010219250A (ja) * 2009-03-16 2010-09-30 Fujitsu Ltd ヒートシンク取付装置
JP2011146420A (ja) * 2010-01-12 2011-07-28 Fujitsu Ltd ヒートシンク及びヒートシンク固定方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08204074A (ja) * 1995-01-30 1996-08-09 Calsonic Corp ヒートシンク及びその製造方法
JP2000022370A (ja) * 1998-07-01 2000-01-21 Honetsuki No Os:Kk ヒートシンクのプリント基板への固定方法及びこれに使用するヒートシンクとその固定用クリップ
JP2006229003A (ja) * 2005-02-18 2006-08-31 Nec Corp ヒートシンク保持用クリップ
JP3132999U (ja) * 2007-04-11 2007-06-28 奇▲こう▼科技股▲ふん▼有限公司 Ｃｐｕヒートシンククリップ
JP2010103256A (ja) * 2008-10-22 2010-05-06 Toshiba Corp 電子機器
JP2010219250A (ja) * 2009-03-16 2010-09-30 Fujitsu Ltd ヒートシンク取付装置
JP2011146420A (ja) * 2010-01-12 2011-07-28 Fujitsu Ltd ヒートシンク及びヒートシンク固定方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5082970B2 (ja) 回路基板装置
JP5324773B2 (ja) 回路モジュールとその製造方法
US20080310119A1 (en) Clip on heat sink
US7019976B1 (en) Methods and apparatus for thermally coupling a heat sink to a circuit board component
JP5223212B2 (ja) ヒートシンクを備える電子部品の実装構造
TWI465885B (zh) heat sink
WO2016162991A1 (ja) 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP2011155118A (ja) ヒートシンク取付体およびヒートシンク取付け方法
US20160014927A1 (en) Heat dissipating module and method of combining the same
JP6500450B2 (ja) 放熱方法及び放熱装置
JP2021136442A (ja) 放熱装置
US20130000870A1 (en) Thermal module and method of manufacturing same
US9117788B2 (en) Heat sink device and method of repairing semiconductor device
JP2007305649A (ja) 放熱器固定手段
JP2006339246A (ja) 放熱冷却構造を備えたプリント配線板
WO2015129017A1 (ja) ヒートシンク、電子機器、ヒートシンクの固定構造
JP6501925B2 (ja) 放熱装置および放熱装置の組み立て方法
JP2010263045A (ja) 放熱装置
JP2006203014A (ja) 放熱部品
JP2001068887A (ja) プリント基板の冷却構造
JP4009630B2 (ja) 放熱部材の押さえ金具及び電子デバイスの放熱構造
JP6203086B2 (ja) 放熱装置
TWI733443B (zh) 散熱模組與電路模組的組合
JP2005166907A (ja) 立ち基板固定構造
JP2009176990A (ja) 電子機器ユニット

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14883685

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14883685

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP