(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱部品を搭載した基板面と、
電子部品と、
前記電子部品と前記基板面との間に前記電子部品と面接触して配置された不透明な熱伝導性板状部材とを有し、
前記熱伝導性板状部材自体は放熱部を有している、または、前記熱伝導性板状部材は放熱部材と接触している、あるいは、前記熱伝導性板状部材は伝熱部材を介して放熱部材と結合している、電子部品放熱装置。
【請求項２】
前記放熱部材が金属製電子機器筐体あるいは筐体外表面に露出した金属部材であることを特徴とする請求項１記載の電子部品放熱装置。
【請求項３】
前記熱伝導性板状部材または前記放熱部材または前記伝熱部材がグラファイト製材料からなることを特徴とする請求項１または２に記載の電子部品放熱装置。
【請求項４】
前記熱伝導性板状部材または前記放熱部材または前記伝熱部材表面に絶縁層を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の放熱装置。
【請求項５】
前記熱伝導性板状部材の基板面に対向する面が光沢を有していることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電子部品放熱装置。
【請求項６】
前記放熱部材表面あるいは前記放熱部表面が黒色を有していることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電子部品放熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は基板上あるいは、基板面に近接して配置された電子部品の放熱装置、特に、携帯用パソコンのＰＣカード、ハードディスクの放熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯用パソコンに見られるように消費電力の増加、機器の小型化・実装密度の増加は機器筐体内温度の急激な上昇を引き起こし、今や放熱を適切に行わないと各電子部品の品質確保は困難な状況にある。特に、筐体の小型化、実装の高密度化に伴い、例えば、携帯用パソコンのＰＣカードやハードディスクは基板上あるいは基板面に近接して配置されるため、基板面上発熱部品からの輻射熱や、他の発熱部品で生じた熱が基板内銅箔層を伝わりＰＣカード、ハードディスクのコネクタ部金属配線を介して進入し、パソコン組立時には各々のデバイス単体の自己発熱による温度上昇よりも大きな温度上昇を生じる。
【０００３】
従って他の電子部品から受ける熱による温度上昇は機器の小型化、実装密度の増加に伴い重要となり、各パソコンメーカでは放熱対策の構築に多大の労力を要している。特に、ＰＣカードは発熱量がほとんど自己発熱しないにもかかわらず、基板面に近接して配置されるため、何ら放熱対策を施さないと基板あるいは発熱部品からの熱流入により動作不良の原因となる。
【０００４】
従来、こうした携帯用パソコンにおいては主にファンを使って筐体内の熱を筐体外部に逃がす方法が行われていたが、今や、携帯用パソコンの筐体小型化、バッテリ長寿命化、騒音の観点からファンを使わない放熱対策が求められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上に示したように、ＰＣカードやハードディスクといった基板上あるいは基板面に近接した電子部品は、基板内銅箔層を伝わりコネクタ部から進入する熱あるいは基板上の発熱部品からの輻射熱により実質的には各電子部品単体での発熱量より大きな発熱量を示し、各電子部品の耐熱限界を上回る温度上昇を示す。
【０００６】
本発明は上記の課題を解決するために携帯用パソコンのような高密度実装を搭載した小型電子機器において基板上あるいは基板に近接配置されたＰＣカードやハードディスクといった電子部品への基板上発熱部品からの熱流入を抑制し、上記電子部品の温度上昇を抑制できる放熱装置を提供する。
【０００７】
【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の電子部品放熱装置は、発熱部品を搭載した基板面上あるいは基板面に近接して配置された電子部品の基板面と電子部品との間に不透明な熱伝導性板状部材を配置し、かつ、熱伝導性板状部材自体に放熱部をもたせるか、または、熱伝導性板状部材が別の放熱部材と接触させることで、基板あるいは基板面上発熱部品からの輻射熱を放熱部材へ逃がし、基板面上あるいは基板面に近接配置された前記電子部品の温度上昇を抑制していることを特徴とする電子部品放熱装置である。
【０００８】
また、前記放熱部材としては電子機器筐体金属部を用いることで新たに放熱部材を設置することなく機器の軽量化が図れる。
【０００９】
また、前記熱伝導性板状部材を前記電子部品に面接触させることで、輻射熱のみならずコネクタ部から流入する熱、自己発生する熱全てを放熱部へ放熱させることが可能となりるため、放熱効果が向上する。
【００１０】
さらに、前記熱伝導性板状部材と前記放熱部材は第３の伝熱部材で結合されていてもよい。
【００１１】
また、一般的に熱伝導性部材、伝熱部材、放熱部材にはアルミニウム板や銅板が用いられるが、特開平８ー２３１８３号公報に示すようなアルミニウムや銅材料よりも２〜５倍高い熱伝導率を有するグラファイト製材料を用いることでアルミニウム板や銅板よりも高い放熱性が得られる。
【００１２】
また、電子部品、基板面との絶縁性確保のため前記熱伝導性板状部材または前記放熱部材または前記伝熱部材表面に絶縁フィルム等で絶縁層を有することが好ましい。
【００１３】
また、前記熱伝導性板状部材の基板面に対向する面は光沢を有していることが好ましく、光沢面とすることで基板上発熱部品からの輻射熱の反射率を増加でき、前記熱伝導性板状部材あるいは前記電子部品への輻射熱の吸収を小さくし、温度上昇を抑制することができる。
【００１４】
さらに、前記放熱部材表面あるいは前記放熱部表面が黒色を有していることが好ましく、黒色とすることで輻射熱の放射率を大きくでき、放熱部での放熱特性が向上する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、発熱部品を搭載した基板面と、電子部品と、  前記電子部品と前記基板面との間に前記電子部品と面接触して配置された不透明な熱伝導性板状部材とを有し、前記熱伝導性板状部材自体は放熱部を有している、または、前記熱伝導性板状部材は放熱部材と接触している、あるいは、前記熱伝導性板状部材は伝熱部材を介して放熱部材と結合している、電子部品放熱装置、としたものであり、かかる構造をとることで、放熱効率の良好な電子部品を提供することが出来る。
【００１６】
以下本発明の参考例および実施例について携帯用パソコンを例に挙げ、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
（参考例１）
図１、２は携帯用パソコンのＰＣスロット部の断面図であり、図１はＰＣカード挿入方向に平行な縦断面図、図２はＰＣカード挿入方向に垂直な横断面図である。図１、２において１は基板、２は基板上に搭載された発熱部品、４はコネクタ金属線、５は樹脂製コネクタ、６は輻射熱を遮断する熱伝導性板状部材、７は放熱板、８は熱伝導性板状部材部材６と放熱部材７を熱的に結合する伝熱部材、１４はＰＣカード、１５はＰＣカードの挿入着脱方向を示す矢印である。また、図１、２においてＰＣカードは基板面上１〜２mm程度はなして設置されており、熱伝導性板状部材がＰＣカードと基板面上発熱部品との間に配置され、熱伝導板状部材と放熱部材は伝熱部材を介して結合されている。
【００１８】
本構成において、基板１上の発熱部品２により発した輻射熱の一部は熱伝導性板状部材６に吸収され、一部が反射されるため、ＰＣカード１４に直接輻射熱が伝わることはない。しかも、熱伝導性板状部材６で吸収された輻射熱は伝熱部材８を介して放熱部材７に放熱されるため、部材６の温度上昇を抑制でき、部材６からＰＣカードへの輻射伝熱を小さくすることができる。従って、本構成とすることで、基板上発熱部品からＰＣカード１４へ伝わる輻射熱を小さくでき、ＰＣカード１４の温度上昇を抑制することができる。実際に、本構成でＰＣカード１４の温度を５℃程度低減できることを実験で確認した。
【００１９】
一般的に熱伝導性部材、伝熱部材、放熱部材はアルミニウム板や銅板が用いられるが、アルミニウムや銅材の２〜５倍程度の熱伝導率を有するグラファイ製シート材（例えば特開平８ー２３１８３号公報）とすることでアルミニウム板や銅板よりも高い放熱性と軽量化が実現できる。
【００２０】
また、熱伝導性板状部材６の基板面に対向する面を光沢面とすることで熱伝導性板状部材６での輻射熱の反射率を増加できるため、熱伝導性板状部材６あるいは電子部品での輻射熱の吸収を小さくすることができ、温度上昇抑制効果が高まる。
【００２１】
さらに、放熱部材表面あるいは放熱部表面を黒色とすることにより、熱放射率を大きくできるため（≒１）、放熱特性が向上する。
【００２２】
また、熱伝導性部材、伝熱部材、放熱部材は各種電子部品との絶縁性を確保するために、表面に絶縁フィルムを貼ったり絶縁塗料のコーティング等の処理により表面に絶縁層を有することが望ましい。
【００２３】
（実施例１）
次に、図３に本発明の実施例１を示す。
【００２４】
図３は携帯用パソコンのＰＣスロット部の断面図であり、ＰＣカード挿入方向に垂直な横断面図である。図３において１は基板、２は基板上に搭載された発熱部品、４はコネクタ金属線、５は樹脂製コネクタ、６は輻射熱を遮断する熱伝導性板状部材、７は放熱板、８は熱伝導性板状部材６と放熱板７を熱的に結合する伝熱部材、１４はＰＣカード、１５はＰＣカードの挿入方向を示す矢印であり、ＰＣカードは基板面上１〜２mm程度はなして設置され、熱伝導性板状部材６がＰＣカードと基板面との間に配置され、熱伝導性板状部材６と放熱板７は伝熱部材８を介して結合されている。
【００２５】
以上は図１、２と同じ構成であり、図３の構成が図１、２と異なるのは熱伝導性板状部材６の一部がＰＣカードに面接触している点である。ＰＣカードへ進入する熱は前記の基板上発熱部品２からの輻射熱の他に、基板内銅箔層を伝わりコネクタ金属線４から進入する熱が存在する。本構成のように、ＰＣカード表面に熱伝導性板状部材６を接触させ、伝熱部材８を介して放熱板７に放熱させることで発熱部品２からの輻射のみならずコネクタから進入する熱、さらにはＰＣカード自体が発する熱をも排除でき、ＰＣカードの温度上昇を小さくできる。本構成とすることで、ＰＣカード温度を５〜１０℃低減できることを実験で確認した。
【００２６】
本実施例においても、参考例１と同様に、熱伝導性部材、伝熱部材、放熱部材にアルミニウムや銅材の２〜５倍程度の熱伝導率を有するグラファイ製シート材（例えば特開平８ー２３１８３号公報）を用いることでアルミニウム板や銅板よりも高い放熱性と軽量化が実現できる。
【００２７】
また、熱伝導性板状部材６の基板面に対向する面を光沢面とすることで熱伝導性板状部材６での輻射熱の反射率を増加できるため、熱伝導性板状部材６あるいは電子部品での輻射熱の吸収を小さくすることができ、温度上昇抑制効果が高まる。
【００２８】
さらに、放熱部材表面あるいは放熱部表面を黒色とすることにより、熱放射率を大きくできるため（≒１）、放熱特性が向上する。
【００２９】
また、熱伝導性部材、伝熱部材、放熱部材は各種電子部品との絶縁性を確保するために、表面に絶縁フィルムを貼ったり絶縁塗料のコーティング等の処理により表面に絶縁層を有することが望ましい。
【００３０】
（実施例２）
次に、図４、図５に本発明の実施例２を示す。
【００３１】
図４は携帯用パソコンにおいて基板上に設置されたハードディスク部の断面図であり、図５はハードディスク部の平面図である。
【００３２】
図４、５において、１は基板、２は基板上に搭載された発熱部品、３は基板内銅箔層、４はコネクタ金属線、５は樹脂製コネクタ、６は輻射熱を遮断する熱伝導性板状部材、７は放熱板、９はハードディスク、１０はハードディスクのスピンドルモータ、１１はハードディスクの磁気記録媒体、１２はハードディスク基板、１３は熱移動を示す矢印である。さらに、熱伝導性板状部材６はハードディスク基板１２の底面および基板１の間に両面をそれぞれの基板面に接触して配置され、さらに、放熱板７に結合している。
【００３３】
ハードディスク９の温度上昇原因としては、モータでの発熱、ハードディスク基板１２での発熱、ハードディスク周辺の発熱部品２の熱の基板内銅箔層３、コネクタ金属線４からの進入、基板１表面からの伝熱があり、基板１上にハードディスク９を配置した場合、ハードディスク９では上面よりも下面の方が３〜５℃程度温度が高くなる。従って、本構成のようにハードディスク９の下面に熱伝導性板状部材を敷き放熱板７と結合することで、矢印１３に示すように基板１およびハードディスク基板１２およびハードディスクモータ１０の熱は熱伝導性板状部材６に吸熱され、放熱板７から放熱される。
【００３４】
その結果、基板等の外部からの熱の進入を抑制できるとともに、自己発生する熱を効果的に放熱でき、ハードディスク９上面から放熱させるよりも温度低減効果は大きい。
【００３５】
実際に、本構成とすることでハードディスク温度を８℃（対策前６３℃、対策後５６℃）低減することができた。
【００３６】
本実施例においても、参考例１、実施例１と同様に、熱伝導性部材、放熱部材にアルミニウムや銅材の２〜５倍程度の熱伝導率を有するグラファイ製シート材（例えば特開平８ー２３１８３号公報）を用いることでアルミニウム板や銅板よりも高い放熱性と軽量化が実現できる。
【００３７】
さらに、放熱部材表面あるいは放熱部表面を黒色とすることにより、熱放射率を大きくできるため（≒１）、放熱特性が向上する。
【００３８】
また、熱伝導性部材、伝熱部材、放熱部材は各種電子部品との絶縁性を確保するために、表面に絶縁フィルムを貼ったり絶縁塗料のコーティング等の処理により表面に絶縁層を有することが望ましい。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本発明の電子部品放熱構造では、発熱部品を搭載した基板に近接配置された電子部品と基板面との間に不透明な熱伝導性板状部材を配置し、さらに、放熱部により熱を逃がすことで、基板上発熱部品から発する輻射熱による前記電子部品の加熱を抑制することができる。
【００４０】
また、前記放熱部材として電子機器筐体金属部を用いることで新たに放熱部材を設置することなく機器の軽量化が図れる。
【００４１】
また、前記熱伝導性板状部材を前記電子部品に面接触させることで直接電子部品の熱を放熱部へ放熱させることが可能となり、放熱効果が向上する。
【００４２】
さらに、前記熱伝導性板状部材と前記放熱部材が第３の伝熱部材で結合されていてもよい。
【００４３】
また、一般的に熱伝導性部材、伝熱部材、放熱部材はアルミニウム板や銅板が用いられるが、前記熱伝導性板状部材または前記放熱部材または前記伝熱部材をグラファイ製シート材とすることでアルミニウム板や銅板よりも高い放熱性と軽量化が実現できる。
【００４４】
また、前記熱伝導性板状部材の基板面に対向する面を光沢面とすることで熱伝導性板状部材での輻射熱の反射率を増加できるため、前記熱伝導性板状部材あるいは前記電子部品での輻射熱の吸収を小さくすることができ、温度上昇抑制効果が高まる。
【００４５】
さらに、前記放熱部材表面あるいは前記放熱部表面を黒色とすることにより、放熱部表面での熱放射率を大きくできるため（≒１）、放熱特性が向上する。
【００４６】
なお、熱伝導性部材、伝熱部材、放熱部材は各種電子部品との絶縁性を確保するために、表面に絶縁フィルムを貼ったり絶縁塗料のコーティング等の処理により表面に絶縁層を有することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の参考例１における電子部品放熱装置の縦断面図
【図２】  同横断面図
【図３】  本発明の実施例１における電子部品放熱装置の縦断面図
【図４】  本発明の実施例２における電子部品放熱装置の縦断面図
【図５】  同平面図
【符号の説明】
１  基板
２  基板上発熱部品
３  基板内銅箔層
４  コネクタ部金属配線
５  コネクタ
６  熱伝導性板状部材
７  放熱部材
８  伝熱部材
９  ハードディスク
１０  ハードディスクのスピンドルモータ
１１  ハードディスク磁気媒体
１２  ハードディスク基板
１３  熱流れ方向を示す矢印
１４  ＰＣカード
１５  ＰＣカード挿入方向を示す矢印
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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