(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＰＵとプリント基板とが金属筺体内側に備えられた電子装置において、
前記ＭＰＵが下面に実装されたフレキシブル基板の下方に、透孔が設けられた前記プリント基板が、フレキシブル基板とほぼ平行に対向させて配置され、そのフレキシブル基板の下面とプリント基板の上面とには、コネクタが備えられて、そのコネクタを介して前記フレキシブル基板とプリント基板とが電気的に接続され、前記ＭＰＵが、前記プリント基板の透孔を通して、その下方の電子装置の金属筐体部分に固定されると共に、ＭＰＵとコネクタとの間に位置する前記フレキシブル基板部分が、前記金属筐体に固定されたＭＰＵの上面と前記プリント基板の上面側に備えられたコネクタの上面との高低差に合わせて、上下方向に折曲されてなることを特徴とするＭＰＵの実装構造。
【請求項２】
ＭＰＵとプリント基板とが金属筺体内側に備えられた電子装置において、
前記プリント基板の下方に、前記ＭＰＵが下面に実装されたフレキシブル基板が、プリント基板とほぼ平行に対向させて配置され、そのフレキシブル基板の上面とプリント基板の下面とには、コネクタが備えられて、そのコネクタを介して前記プリント基板とフレキシブル基板とが電気的に接続され、前記ＭＰＵが、その下方の電子装置の金属筐体部分に固定されると共に、ＭＰＵとコネクタとの間に位置する前記フレキシブル基板部分が、前記金属筐体に固定されたＭＰＵの上面と前記プリント基板の下面側に備えられたコネクタの下面との高低差に合わせて、上下方向に折曲されてなることを特徴とするＭＰＵの実装構造。
【請求項３】
前記ＭＰＵが固定された金属筐体部分側とは反対側の金属筐体外側部分に、低熱伝導体が埋設された請求項１又は２記載のＭＰＵの実装構造。
【請求項４】
前記フレキシブル基板が、ポリイミド樹脂からなる請求項１、２又は３記載のＭＰＵの実装構造。
【請求項５】
前記ＭＰＵが固定された金属筐体が、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｍｇ又はＭｇ合金からなる請求項１、２、３又は４記載のＭＰＵの実装構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｉｎｔの略）を電子装置の金属筐体内側に実装するための、ＭＰＵの実装構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＭＰＵには、高集積化された電子回路が高密度に形成されていて、その動作時の発熱量が、メモリチップ等と比べて、数段に大きい。
そのため、電子装置においては、そのＭＰＵが発する熱をＭＰＵ外部に効率良く放散させる必要がある。そして、ＭＰＵが、自己の発する熱により高熱に晒されて、誤動作したり動作不能に陥ったりするのを防ぐ必要がある。
【０００３】
このＭＰＵが発する熱をＭＰＵ外部に効率良く放散させる手段としては、従来より、大別して、ＭＰＵの近くに設けた冷却ファンにより、ＭＰＵ周囲に冷却用の空気を強制循環させる方式のものと、ＭＰＵに高熱伝導性の金属からなるヒートスプレッダを装着して、そのヒートスプレッダにＭＰＵが発する熱を放散させる自然対流方式のものと、さらには、ＭＰＵに装着したヒートスプレッダにヒートパイプを付設して、そのヒートパイプ中を循環する冷媒の蒸発潜熱によりヒートスプレッダを介してＭＰＵを強制冷却する方式のものとがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のＭＰＵ冷却用の、冷却ファン、ヒートスプレッダ、又はそれに加えてヒートパイプを電子装置の筐体内側に備えた場合には、その分、それを収容した筐体の容積が増して、ＭＰＵが内蔵された電子装置の小型化、薄型化、軽量化を図れなかった。
このことは、特に、その薄型化、小型化、軽量化が要求されるノート型のパソコン等の電子装置において顕著であった。
【０００５】
そこで、本発明者は、鋭意研究の結果、近時のノート型のパソコン等の電子装置の筐体には、そのリサイクル化を図るために、樹脂と金属との組み合わせからなるハイブリッド筐体が用いられており、そのハイブリッド筐体のＡｌ、Ａｌ合金、Ｍｇ又はＭｇ合金等からなる高熱伝導性の金属筐体を、上記のＭＰＵが発する熱を放散させるヒートスプレッダに代用できることを、発見した。また、その金属筐体をヒートスプレッダに用いれば、筐体内側に備えるＭＰＵ冷却用のヒートスプレッダや冷却ファン等を排除でき、その分、電子装置の小型化、薄型化、軽量化が図れることを発見した。そして、そのハイブリッド筐体等の金属筐体をヒートスプレッダに用いた、新たなＭＰＵの実装構造を開発した。
【０００６】
即ち、本発明は、電子装置の金属筐体をヒートスプレッダに用いた、ＭＰＵの実装構造を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の第１のＭＰＵの実装構造は、ＭＰＵとプリント基板とが金属筺体内側に備えられた電子装置において、前記ＭＰＵが下面に実装されたフレキシブル基板の下方に、透孔が設けられた前記プリント基板が、フレキシブル基板とほぼ平行に対向させて配置され、そのフレキシブル基板の下面とプリント基板の上面とには、コネクタが備えられて、そのコネクタを介して前記フレキシブル基板とプリント基板とが電気的に接続され、前記ＭＰＵが、前記プリント基板の透孔を通して、その下方の電子装置の金属筐体部分に固定されると共に、ＭＰＵとコネクタとの間に位置する前記フレキシブル基板部分が、前記金属筐体に固定されたＭＰＵの上面と前記プリント基板の上面側に備えられたコネクタの上面との高低差に合わせて、上下方向に折曲されてなることを特徴としている。
【０００８】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第２のＭＰＵの実装構造は、ＭＰＵとプリント基板とが金属筺体内側に備えられた電子装置において、前記プリント基板の下方に、前記ＭＰＵが下面に実装されたフレキシブル基板が、プリント基板とほぼ平行に対向させて配置され、そのフレキシブル基板の上面とプリント基板の下面とには、コネクタが備えられて、そのコネクタを介して前記プリント基板とフレキシブル基板とが電気的に接続され、前記ＭＰＵが、その下方の電子装置の金属筐体部分に固定されると共に、ＭＰＵとコネクタとの間に位置する前記フレキシブル基板部分が、前記金属筐体に固定されたＭＰＵの上面と前記プリント基板の下面側に備えられたコネクタの下面との高低差に合わせて、上下方向に折曲されてなることを特徴としている。
【０００９】
この第１又は第２のＭＰＵの実装構造においては、ＭＰＵが固定された高熱伝導性の金属筐体に、ＭＰＵが発する熱を効率良く放散させることができる。
【００１０】
第１のＭＰＵの実装構造にあっては、ＭＰＵが、プリント基板に設けられた透孔を通して、その下方の金属筐体部分に固定されているため、そのプリント基板に設けられた透孔の内側空間を有効利用して、プリント基板の厚さ分、ＭＰＵを金属筐体内側にコンパクトに丈低く収容できる。
【００１１】
また、金属筐体に固定されたＭＰＵの上面とコネクタの上面との高低差に合わせて、そのＭＰＵとコネクタとの間に位置するフレキシブル基板部分を上下方向に折曲させることができる。そして、そのフレキシブル基板とコネクタとを介して、ＭＰＵをプリント基板に容易かつ的確に電気的に接続できる。
【００１２】
第２のＭＰＵの実装構造にあっては、プリント基板とフレキシブル基板とを電気的に接続するコネクタが備えられたプリント基板と金属筐体との間の内側空間を有効利用して、その内側空間にＭＰＵをコンパクトに丈低く収容できる。
【００１３】
また、金属筐体に固定されたＭＰＵの上面とコネクタの下面との高低差に合わせて、そのＭＰＵとコネクタとの間に位置するフレキシブル基板部分を上下方向に折曲させることができる。そして、そのフレキシブル基板とコネクタとを介して、ＭＰＵをプリント基板に容易かつ的確に電気的に接続できる。
【００１４】
本発明の第１又は第２のＭＰＵの実装構造においては、前記ＭＰＵが固定された金属筐体部分側とは反対側の金属筐体外側部分に、低熱伝導体が埋設された構造とすることを好適としている。
【００１５】
この第１又は第２のＭＰＵの実装構造にあっては、ＭＰＵが発する熱を、該ＭＰＵが固定された金属筐体部分であって、ＭＰＵと低熱伝導体との間に挟まれた金属筐体部分を通して、その金属筐体部分に連なる金属筐体に広く分散させて放散させることができる。そして、ＭＰＵが接合された金属筐体部分に、ＭＰＵが発する熱が集中するのを防ぐことができる。それと共に、ＭＰＵが固定された金属筐体部分であって、ＭＰＵが発する熱で加熱された金属筐体部分の熱が、その金属筐体部分側とは反対側の金属筐体外側部分に埋設された低熱伝導体に伝わり難くできる。そして、その低熱伝導体が埋設された筐体外側部分が高温となるのを防いで、その筐体外側部分に手を触れた者が火傷等を負うのを防ぐことができる。
【００１６】
本発明の第１又は第２のＭＰＵの実装構造においては、前記フレキシブル基板が、ポリイミド樹脂からなることを好適としている。
【００１７】
この第１又は第２のＭＰＵの実装構造にあっては、柔軟性のあるポリイミド樹脂を用いて、上下方向に容易に折曲可能なフレキシブル基板を形成できる。
【００１８】
また、本発明の第１又は第２のＭＰＵの実装構造においては、前記ＭＰＵが固定された金属筐体が、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｍｇ又はＭｇ合金からなることを好適としている。
【００１９】
この第１又は第２のＭＰＵの実装構造にあっては、そのＡｌ、Ａｌ合金、Ｍｇ又はＭｇ合金からなる高熱伝導性の金属筐体に、ＭＰＵが発する熱を効率良く放散させることができる。また、そのＡｌ、Ａｌ合金、Ｍｇ又はＭｇ合金からなる金属筐体を再溶融させる等して、他の電子装置の筐体に再利用できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
図１は本発明の第１のＭＰＵの実装構造の好適な実施の形態を示し、図１はその構造説明図である。以下に、この第１のＭＰＵの実装構造を説明する。
【００２１】
図の第１のＭＰＵの実装構造では、ＭＰＵ１０が、Ｃｕ等からなる配線回路（図示せず）が備えられたフレキシブル基板２０の一方の端部の下面にフリップチップボンディング法等により実装されている。フレキシブル基板２０の他方の端部の下面には、該フレキシブル基板の配線回路に接続された雄又は雌のコネクタ３０が備えられている。フレキシブル基板２０は、柔軟なポリイミド樹脂等から形成されていて、上下方向に容易に折曲可能な構造をしている。
【００２２】
フレキシブル基板２０の下方には、メモリやＭＰＵのチップセット等を構成する半導体チップ９０が上面に実装されたＣｕ等からなる配線回路が備えられたプリント基板４０が、フレキシブル基板２０とほぼ平行に対向させて配置されている。プリント基板４０には、ＭＰＵ１０を挿通可能な透孔６０が設けられている。プリント基板４０は、樹脂から形成されていて、リジッドな構造をしている。フレキシブル基板２０に備えられた上記のコネクタ３０に対向するプリント基板４０の上面部分には、上記のコネクタ３０に継合可能な雌又は雄のコネクタ５０であって、プリント基板４０の配線回路に接続されたコネクタ５０が備えられている。そして、その雌雄のコネクタ３０、５０を介して、フレキシブル基板２０とプリント基板４０とが電気的に接続されている。
【００２３】
フレキシブル基板２０の一方の端部の下面に実装されたＭＰＵ１０は、プリント基板４０に設けられた透孔６０を通して、その下方の電子装置の金属筐体７０部分に接着剤等を用いて固定されている。金属筐体７０は、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｍｇ又はＭｇ合金等から形成されていて、他の電子装置の筐体に再利用可能な構造をしている。
【００２４】
ＭＰＵ１０とコネクタ３０との間に位置するフレキシブル基板２０部分は、金属筐体７０に固定されたＭＰＵ１０の上面とプリント基板４０の上面側に備えられた継合された状態の雌雄のコネクタ３０、５０の上面との高低差に合わせて、図１に２点鎖線で示したような、平面状態から、図１に実線で示したように、緩やかな段差を持たせて上下方向に折曲されている。そして、そのフレキシブル基板２０と雌雄のコネクタ３０、５０とを介して、ＭＰＵ１０がプリント基板４０に電気的に接続されている。
【００２５】
ＭＰＵ１０が固定された金属筐体７０部分とは反対側の金属筐体７０外側部分には、低熱伝導性の樹脂等からなる低熱伝導体８０が埋設されている。そして、ＭＰＵ１０が発する熱が、金属筐体７０を通して、低熱伝導体８０が埋設された筐体外側部分に伝わりにくいように構成されている。
【００２６】
図１に示した第１のＭＰＵの実装構造は、以上のように構成されていて、この第１のＭＰＵの実装構造においては、ＭＰＵ１０が固定された高熱伝導性の金属筐体７０に、ＭＰＵ１０が発する熱を効率良く放散させることができる。
【００２７】
また、ＭＰＵ１０が発する熱を、ＭＰＵ１０と低熱伝導体８０との間に挟まれた金属筐体７０部分を通して、金属筐体７０に広く分散させて放散させることができる。そして、ＭＰＵ１０が固定された金属筐体７０部分に、ＭＰＵ１０が発する熱が集中するのを防ぐことができる。それと共に、ＭＰＵ１０が固定された金属筐体７０部分であって、ＭＰＵ１０が発する熱で加熱された金属筐体７０部分の熱が、その金属筐体７０部分側とは反対側の低熱伝導体８０が埋設された筐体外側部分に伝わり難くできる。そして、その低熱伝導体８０が埋設された筐体外側部分が高熱となるのを防ぐことができる。
【００２８】
また、プリント基板４０に設けられた透孔６０の内側空間を有効利用して、プリント基板４０の厚さ分、ＭＰＵ１０を金属筐体７０内側にコンパクトに丈低く収容できる。
【００２９】
また、金属筐体７０に固定されたＭＰＵ１０の上面と継合された状態の雌雄のコネクタ３０、５０の上面との高低差に合わせて、そのＭＰＵ１０と雌雄のコネクタ３０、５０との間に位置するフレキシブル基板２０部分を、上下方向に折曲させることができる。そして、そのフレキシブル基板２０と雌雄のコネクタ３０、５０とを介して、ＭＰＵ１０をプリント基板４０に容易かつ的確に電気的に接続できる。
【００３０】
図２は本発明の第２のＭＰＵの実装構造の好適な実施の形態を示し、図２はその構造説明図である。以下に、この第２のＭＰＵの実装構造を説明する。
【００３１】
図の第２のＭＰＵの実装構造では、メモリやＭＰＵのチップセット等を構成する半導体チップ９０が、Ｃｕ等からなる配線回路（図示せず）が備えられた樹脂等からなるプリント基板４０の下面に実装されている。プリント基板４０は、リジッドな構造をしている。
【００３２】
プリント基板４０の下方には、Ｃｕ等からなる配線回路（図示せず）が備えられたポリイミド樹脂等からなるフレキシブル基板２０が、プリント基板４０とほぼ平行に対向させて配置されている。フレキシブル基板２０の一方の端部の下面には、ＭＰＵ１０が実装されている。フレキシブル基板２０の他方の端部の上面には、該フレキシブル基板の配線回路に接続された雄又は雌のコネクタ３０が備えられている。
【００３３】
フレキシブル基板２０の他方の端部の上面に備えられた雄又は雌のコネクタ３０に対向するプリント基板４０の下面部分には、そのコネクタ３０に継合可能な雌又は雄のコネクタ５０であって、プリント基板４０の配線回路に接続されたコネクタ５０が備えられている。そして、その雌雄のコネクタ３０、５０を介して、フレキシブル基板２０とプリント基板４０とが電気的に接続されている。
【００３４】
フレキシブル基板２０に実装されたＭＰＵ１０は、その下方の金属筐体７０部分に接着剤等を用いて固定されている。そして、ＭＰＵ１０が発する熱を、金属筐体７０に効率良く放散させることができるように構成されている。金属筐体７０は、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｍｇ又はＭｇ合金等から形成されていて、他の電子装置の筐体に再利用可能な構造をしている。
【００３５】
ＭＰＵ１０とコネクタ３０との間に位置するフレキシブル基板２０部分は、金属筐体７０に固定されたＭＰＵ１０の上面とプリント基板２０の下面側に備えられた継合された状態の雌雄のコネクタ３０、５０の下面との高低差に合わせて、緩やかな段差を持たせて上下方向に折曲されている。そして、ＭＰＵ１０とプリント基板４０とが、フレキシブル基板２０と雌雄のコネクタ３０、５０とを介して、プリント基板４０に電気的に接続されている。
【００３６】
ＭＰＵ１０が固定された金属筐体７０部分側とは反対側の金属筐体７０外側部分には、低熱伝導性の樹脂等からなる低熱伝導体８０が埋設されている。そして、ＭＰＵ１０が発する熱が、金属筐体７０を通して、低熱伝導体８０が埋設された筐体外側部分に伝わりにくいように構成されている。
【００３７】
図２に示した第２のＭＰＵの実装構造は、以上のように構成されていて、この第２のＭＰＵの実装構造においては、ＭＰＵ１０が発する熱を、ＭＰＵ１０が固定された高熱伝導性の金属筐体７０に効率良く放散させることができる。
【００３８】
また、ＭＰＵ１０が発する熱を、ＭＰＵ１０と低熱伝導体８０との間に挟まれた金属筐体７０部分を通して、その金属筐体７０部分に連なる金属筐体７０に広く分散させて放散させることができる。そして、ＭＰＵ１０が固定された金属筐体７０部分に、ＭＰＵ１０が発する熱が集中するのを防ぐことができる。それと共に、ＭＰＵ１０が固定された金属筐体７０部分であって、ＭＰＵ１０が発する熱で加熱された金属筐体７０部分の熱が、その金属筐体７０部分側とは反対側の低熱伝導体８０が埋設された筐体外側部分に伝わり難くできる。そして、その筐体外側部分が高熱となるのを防ぐことができる。
【００３９】
また、フレキシブル基板２０とプリント基板４０とを電気的に接続する雌雄のコネクタ３０、５０が備えられたプリント基板４０と金属筐体７０との間の内側空間を有効利用して、その内側空間にＭＰＵ１０をコンパクトに丈低く収容できる。
【００４０】
また、金属筐体７０に固定されたＭＰＵ１０の上面とフレキシブル基板２０の上面側に備えられた継合された状態の雌雄のコネクタ３０、５０の下面との高低差に合わせて、ＭＰＵ１０と雌雄のコネクタ３０、５０との間に位置するフレキシブル基板２０部分を、上下方向に折曲させることができる。そして、そのフレキシブル基板２０と雌雄のコネクタ３０、５０とを介して、ＭＰＵ１０をプリント基板４０に容易かつ的確に電気的に接続できる。
【００４１】
図１又は図２に示した第１又は第２のＭＰＵの実装構造では、ＭＰＵ１０がベア状態でフレキシブル基板２０に実装されているが、本発明の第１又は第２のＭＰＵの実装構造においては、フレキシブル基板２０にＭＰＵ１０をパッケージに収納した状態で実装しても良い。その場合も、図１又は図２に示した第１又は第２のＭＰＵの実装構造とほぼ同様な作用を持つＭＰＵの実装構造を提供できる。
【００４２】
また、図１又は図２に示した第１又は第２のＭＰＵの実装構造は、筐体全体が高熱伝導性の金属から形成された電子装置にも利用可能である。その場合も、図１又は図２に示した第１又は第２のＭＰＵの実装構造とほぼ同様な作用を持つＭＰＵの実装構造を提供できる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の第１又は第２のＭＰＵの実装構造によれば、電子装置の外側を覆うハイブリッド筐体等の高熱伝導性の金属筐体を、ＭＰＵが発する熱を放散させるヒートスプレッダに用いて、その金属筐体にＭＰＵが発する熱を効率良く放散させることができる。
【００４４】
また、ＭＰＵが発する熱を放散させるヒートスプレッダを、電子装置の金属筐体で代用して、ヒートスプレッダや放熱ファン等を電子装置のハイブリッド筐体等の金属筐体の内側空間に備える必要をなくすことができる。そして、その金属筐体の内側空間にヒートスプレッダや放熱ファン等を備えない分、電子装置の小型化、薄型化、軽量化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１のＭＰＵの実装構造の概略構造説明図である。
【図２】本発明の第２のＭＰＵの実装構造の概略構造説明図である。
【符号の説明】
１０  ＭＰＵ
２０  フレキシブル基板
３０  雄又は雌のコネクタ
４０  プリント基板
５０  雌又は雄のコネクタ
６０  プリント基板に設けられた透孔
７０  金属筐体
８０  低熱伝導体
９０  半導体チップ
【図１】
0003661489.tif 000002
【図２】
0003661489.tif 000003