(57)【要約】      （修正有）【課題】発熱部品を搭載した基板にヒートシンクを固定する際の作業性を改善したヒートシンク保持装置を提供する。【解決手段】基板Ｂの表面上に搭載された半導体装置（発熱部品）Ｄで発生した熱を放熱するためのヒートシンクＨと、ヒートシンクＨを基板Ｂの表面側から半導体装置Ｄに当接させた状態で保持するヒートシンクスペーサ１と、ヒートシンクＨに対して半導体装置Ｄに向けて弾性力を付与するコイルスプリング（弾性材）２を備える。ヒートシンクスペーサ１は、ヒートシンクＨを下支え保持する保持部１３と、基板Ｂの固定穴２０１に嵌合して基板Ｂに対して固定される固定部１４を有し、固定部１４が固定穴２０１に嵌合しない状態のときに、ヒートシンクＨの当接面は半導体装置Ｄの当接面に対して離間され、固定部１４が固定穴２０１に嵌合したときにヒートシンクＨの当接面がコイルスプリング２の弾性力によって半導体装置Ｄの当接面に当接される。【選択図】図１
2015037129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面上に搭載された発熱部品と、前記発熱部品で発生した熱を放熱するためのヒートシンクと、前記ヒートシンクを前記基板の表面側から前記発熱部品に当接させた状態で保持するヒートシンクスペーサと、当該ヒートシンクスペーサに支持されて前記ヒートシンクに対して前記発熱部品に向けた方向に弾性力を付与する弾性材とを備え、前記ヒートシンクスペーサは、前記ヒートシンクを下支え保持する保持部と、前記基板に設けた固定穴に嵌合して基板に対して固定される固定部を有し、前記保持部においてヒートシンクを保持しかつ前記固定部が前記固定穴に嵌合しない状態のときに、前記ヒートシンクの当接面は前記発熱部品の当接面に対して離間され、前記固定部が前記固定穴に嵌合したときに前記ヒートシンクの当接面が前記弾性材の弾性力によって前記発熱部品の当接面に当接される構成であることを特徴とするヒートシンク保持装置。
【請求項２】
前記ヒートシンクスペーサは、前記固定部が前記基板の表面に当接した状態のときの前記基板の表面から前記ヒートシンクの当接面までの長さは前記発熱部品の前記基板の表面からの高さ寸法よりも大きく、前記固定部が前記固定穴に嵌合した状態のときの前記基板の表面から前記ヒートシンクの当接面までの長さは前記発熱部品の前記基板表面からの高さ寸法よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のヒートシンク保持装置。
【請求項３】
前記ヒートシンクスペーサは、基板の表面側から操作したときに前記固定部が前記固定穴に対して着脱可能な構成であることを特徴とする請求項１，２に記載のヒートシンク保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板に搭載した発熱部品を冷却するためのヒートシンクの保持装置に関し、特にヒートシンクを基板に対して着脱する際の作業性を改善したヒートシンク保持装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板に搭載された発熱部品、例えば半導体装置やその他の電子部品を冷却するためにヒートシンクを基板に配設し、かつ当該ヒートシンクを発熱部品に接触させた状態で当該基板に保持することが行われている。特許文献１では基板に搭載した半導体装置の上にヒートシンクを載置し、ヒートシンクの複数箇所に設けた保持穴にコイルバネを嵌挿したネジを挿通させ、当該ネジを基板に結合させることによってヒートシンクを半導体装置に接触させた状態で基板に保持する構成がとられている。また、特許文献２では、電子部品を搭載した基板の複数箇所に受け台を取着し、電子部品上に載置されたヒートシンクに設けた保持穴を受け台に嵌合させ、その上でコイルバネを嵌挿した締結部材を受け台に締結することによってヒートシンクを保持する構成がとられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２３５４８１号公報
【特許文献２】特開２０１１−２２８５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術では、ヒートシンクを保持するためには、ヒートシンクに設けた保持穴に挿通したネジの先端を基板に設けた固定穴に締結させる作業が必要である。このとき、作業者の視点はヒートシンクの上方にあるため、ネジの先端はヒートシンクによって死角となりネジを基板の固定穴に対して位置決めすることが難しく、作業性が低下する要因になっている。特に、半導体装置の上面に熱電導性の高い接着剤を配設してヒートシンクの下面に密接する構成を採用しているときには、ネジを位置決めしない時点で接着剤によってヒートシンクが半導体装置の上面に接着されてしまうことがあり、そのための修正作業を行うことも必要になる。
【０００５】
特許文献２の技術では、基板に設けた受け台に対してヒートシンクの保持穴を嵌合させるので、ヒートシンクの位置決めについては特許文献１よりも改善される。しかし、特許文献２では、基板に対して受け台を装着する工程と、受け台に対してヒートシンクを位置決めして保持穴を嵌合する工程と、受け台に対して締結部材を締結する工程が必要であり、工程数が多くなって作業性が低下する。また、コイルバネと締結部材の他に受け台が必要とされるため、部品点数が多くなりコストの点で不利になる。
【０００６】
さらに、特許文献１，２はいずれもネジや締結部材をネジ機構によって基板や受け台に対して締結しているため、締結に際してはネジや締結部材を軸転させる作業が必要であり、この軸転作業に時間がかかり作業性が低下する要因になっている。
【０００７】
本発明の目的は、ヒートシンクを基板に固定する際の作業性を改善したヒートシンク保持装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、基板の表面上に搭載された発熱部品と、当該発熱部品で発生した熱を放熱するためのヒートシンクと、ヒートシンクを基板の表面側から発熱部品に当接させた状態で保持するヒートシンクスペーサと、当該ヒートシンクスペーサに支持されてヒートシンクに対して発熱部品に向けた方向に弾性力を付与する弾性材とを備えている。その上で、ヒートシンクスペーサは、ヒートシンクを下支え保持する保持部と、基板に設けた固定穴に嵌合して基板に対して固定される固定部を有し、保持部においてヒートシンクを保持しかつ固定部が固定穴に嵌合しない状態のときに、ヒートシンクの当接面は発熱部品の当接面に対して離間され、固定部が固定穴に嵌合したときにヒートシンクの当接面が弾性材の弾性力によって発熱部品の当接面に当接される構成であることを特徴とする。
【０００９】
すなわち、ヒートシンクスペーサは、固定部が基板の表面に当接した状態のときの基板の表面からヒートシンクの当接面までの長さは発熱部品の基板の表面からの高さ寸法よりも大きく、固定部が固定穴に嵌合した状態のときの基板の表面からヒートシンクの当接面までの長さは発熱部品の基板表面からの高さ寸法よりも小さいことを特徴とする。
【００１０】
本発明においては、ヒートシンクスペーサは、基板の表面側から操作したときに固定部が固定穴に対して着脱可能な構成とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ヒートシンクスペーサを基板に固定するまでは、保持部において保持されるヒートシンクの当接面は発熱部品としての半導体装置の上面に接することがないので、ヒートシンクスペーサおよびヒートシンクを基板上で任意に移動させ、位置決めを行うことができる。このとき、固定部が固定穴に予備嵌合したことを感知することによって位置決めを行うことができるので、基板の固定穴や固定部を視認することなく、作業者における感触のみで容易に位置決めすることができる。位置決め後は、ヒートシンクスペーサの固定部を固定部に対して嵌合させることによりヒートシンクを発熱部品の当接面に当接させ、弾性材によって密接状態を保って好適な放熱効果が期待できる。ヒートシンクスペーサを基板の表面側から操作して固定部における固定穴との嵌合およびその解除を行うことで、ヒートシンクの着脱を基板の表面側からのみ行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態１のヒートシンク保持装置の正面断面図。
【図２】図１のヒートシンク保持装置の分解斜視図。
【図３】実施形態１のヒートシンクスペーサの拡大分解斜視図。
【図４Ａ】ヒートシンク保持装置の組み立て手順を示す正面断面図のその１。
【図４Ｂ】ヒートシンク保持装置の組み立て手順を示す正面断面図のその２。
【図４Ｃ】ヒートシンク保持装置の組み立て手順を示す正面断面図のその３。
【図４Ｄ】ヒートシンク保持装置の組み立て手順を示す正面断面図のその４。
【図５】実施形態２のヒートシンクスペーサの斜視図。
【図６】実施形態２のヒートシンクの組み立て状態におけるａ−ａ，ｂ−ｂ線に沿う位置での断面図。
【図７】実施形態３のヒートシンクスペーサの斜視図。
【図８】実施形態３のヒートシンクの固定部の拡大斜視図と組み立て状態におけるｃ−ｃ線に沿う断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施形態１）
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明を半導体装置のヒートシンクの保持装置として構成した実施形態の正面断面図、図２はその分解斜視図である。これらの図において、基板Ｂの表面には矩形偏平にパッケージングされた半導体装置Ｄが搭載され、また当該基板Ｂには前記半導体装置Ｄを左右に挟む位置に２つの固定穴２０１が開口されている。この半導体装置Ｄの上面にヒートシンクＨが載置されている。なお、以降の説明における上下方向は図１を基準にしたものである。前記シートシンクＨはアルミニウムやその他の熱伝導性の高い金属等によって矩形の板状をした主面部１００を備えており、この主面部１００の上面の広い領域に立壁状の複数の冷却フィン１０２が一体に形成されている。そして、前記半導体装置Ｄの上面には熱伝導性の高い高伝熱性接着剤Ｃが塗布されており、ヒートシンクＨの主面部１００の下面はこの接着剤Ｃによって半導体装置Ｄの上面に密接され、両者間での伝熱性が高められている。この高伝熱性接着剤Ｃは高伝熱性接着シートであってもよく、以下は高伝熱接着剤等と称する。
【００１４】
また、前記ヒートシンクＨの前記主面部１００には、前記冷却フィン１０２が形成されていない領域で、かつ前記半導体装置Ｄの周囲に位置する領域には複数の保持穴１０１が開口されている。ここではヒートシンクＨの主面部１００の２箇所、すなわち前記半導体装置Ｄを左右に挟む位置に２つの保持穴１０１が開口されている。これら２つの保持穴１０１は前記基板Ｂに開口されている２つの固定穴２０１の直上に対向位置される。その上で、この保持穴１０１にヒートシンクスペーサ（以下、Ｈスペーサと称する）１が嵌合されるとともに、このＨスペーサ１の下側の先端は前記固定穴２０１に嵌合され、このＨスペーサ１によってヒートシンクＨが基板Ｂに保持されている。ここで、前記保持穴１０１と前記固定穴２０１はいずれも円形の穴であり、これら保持穴１０１と固定穴２０１の内径寸法は等しくてもよいが、この実施形態では保持穴１０１の内径は固定穴２０１の内径よりも幾分大径に形成されている。
【００１５】
図３は前記Ｈスペーサ１を拡大した部分分解斜視図である。Ｈスペーサ１は樹脂成形によって形成されており、小径の円板状をした頭部１１の下面から下方に向けて概ね円柱状をした胴部１２が突出され、さらにこの胴部１２の下面から下方に向けて保持部１３と固定部１４が２段構成に突出されている。前記胴部１２には前記頭部１１に近い位置において一対の支持片１２ａが逆ハ字状の矢尻型に突出されており、この支持片１２ａは後述するコイルスプリング２を支持するために用いられる。前記保持部１３は前記胴部１２の下面から下方に真直に突出したステム１３ｂの両側に一対の保持片１３ａが逆ハ字状の矢尻型に突出されており、この保持片１３ａは前記ヒートシンクＨを保持するために用いられる。同様に前記固定部１４は前記保持部１３の下面から下方に真直に突出したステム１４ｂの両側に一対の固定片１４ａが逆ハ字状の矢尻型に突出されており、この固定片１４ａは前記基板Ｂの固定穴２０１に嵌合される。これら各一対の支持片１２ａ、保持片１３ａ、固定片１４ａはいずれも常態では前記胴部１２の外径寸法よりも大きな外径寸法に保持されているが、外力を受けたときに径方向に弾性変形して縮径されるようになっている。特に、前記保持片１３ａは内径方向に縮径されたときにはその外径寸法は前記保持穴１０１の内径寸法よりも小さい寸法に縮径されるようになっている。また、前記固定片１４ａは内径方向に縮径されたときにはその外径寸法は前記保持穴１０１および前記固定穴２０１の内径寸法よりも小さい寸法に縮径されるようになっている。
【００１６】
また、前記Ｈスペーサ１において、図１に示すように、前記保持片１３ａの上端部から前記固定片１４ａの下端部までの長さ（高さ）ｈ１は、前記半導体装置Ｄの高さｈ２、正確には半導体装置Ｄを前記基板Ｂに搭載したときに、基板Ｂの主面部１００の表面から半導体装置Ｄの上面までの高さよりも大きくなるように設計している。この場合、半導体装置Ｄの上面に高伝熱性接着剤等Ｃを配設しているときには、この高伝熱性接着剤等Ｃの上面までの高さよりも大きくしている。その一方で、Ｈスペーサ１を基板Ｂに固定した状態のときに、基板Ｂの表面から前記保持片１３ａの上端部までの長さｈ３は前記半導体装置Ｄの高さ（高伝熱性接着剤等Ｃを含む場合にはこれを含む高さ）ｈ２よりも小さくなるように設計している。
【００１７】
図３に示すように、前記Ｈスペーサ１には前記胴部１２の外径寸法よりも内径寸法の大きなコイルスプリング２が嵌装されている。この実施形態ではコイルスプリング２の内径寸法は前記保持片１３ａと前記固定片１４ａの常態の外径寸法よりも大きく、前記支持片１２ａの外径寸法よりも小さくされている。そして、このコイルスプリング２はＨスペーサ１の下端側から固定片１４ａおよび保持片１３ａを通過して胴部１２にまで嵌装される。このとき、図１および図２に示すように、コイルスプリング２の上端部は支持片１２ａを縮径しながら胴部１２に嵌装され、嵌装後に支持片１２ａが弾性復帰して拡径されたときにコイルスプリング２の上端部は当該支持片１２ａによって支持される。これにより、コイルスプリング２はＨスペーサ１の胴部１２の回りにおいて支持片１２ａによって懸垂状態に保持される。
【００１８】
この構成のＨスペーサ１を用いてヒートシンクＨを基板Ｂに対して装着する作業を図４Ａ〜図４Ｄを参照して説明する。なお、これらの図では２つのＨスペーサ１の一方のみを図示している。図４Ａおよび図４Ｂに示すように、Ｈスペーサ１をヒートシンクＨの上面側からヒートシンクＨの保持穴１０１に嵌合させる。このとき、２つのＨスペーサ１をそれぞれ保持穴１０１に嵌合させる。この内挿作業によってＨスペーサ１の固定片１４ａは縮径されながら保持穴１０１を挿通され、次いで保持片１３ａが縮径されながら保持穴１０１を挿通される。これにより、図４Ｂのように、保持片１３ａはヒートシンクＨの下面側において弾性復帰して拡径され、保持片１３ａの上端部が保持穴１０１の内縁に係合され、保持片１３ａはヒートシンクＨを下支えする。また、同時にコイルスプリング２は上端部がＨスペーサ１の頭部１１の下面に当接され、下端部はヒートシンクＨの上面に当接されるので、これら頭部１１とヒートシンクＨとの間で撓められた状態となり、このコイルスプリング２に生じる弾性復帰力によってヒートシンクＨは保持片１３ａの上端部に弾接された状態でＨスペーサ１に保持されることになる。
【００１９】
そして、ヒートシンクＨを基板Ｂ上に載置する。基板Ｂには表面に半導体装置Ｄが搭載されており、ヒートシンクＨはこの半導体装置Ｄを覆う位置に載置する。載置するとＨスペーサ１の下端部、すなわち固定片１４ａの下端部が基板Ｂの表面に当接した状態となる。このとき、図１に示したように固定片１４ａの下端部から保持片１３ａの上端部、すなわちヒートシンクＨの下面までの長さｈ１は半導体装置Ｄの高さ（高伝熱性接着剤等Ｃの厚みを含む）ｈ２よりも大きいので、図４Ｂのように、ヒートシンクＨの下面が半導体装置Ｄの上面や高伝熱性接着剤等Ｃに接触することはない。この状態で、ヒートシンクＨを基板Ｂ上で適宜に移動させると、Ｈスペーサ１の下端部は基板Ｂの表面上で滑動され、ある移動位置においてＨスペーサ１がそれぞれ基板Ｂに設けた固定穴２０１に入り込む状態が生じる。すなわち、この実施形態では２つのＨスペーサ１の各固定片１４ａがそれぞれ対応する固定穴２０１に対して予備嵌合する状態となる。これにより、各Ｈスペーサ１はそれぞれ固定穴２０１に対して位置決めされることになるので、基板Ｂの上面、特に固定穴２０１がヒートシンクＨによって死角となって作業者が直接に固定穴２０１を視認することができなくても基板Ｂに対するヒートシンクＨの位置決めを適切に行うことが可能になる。
【００２０】
このような状態にした上で、作業者はＨスペーサ１の頭部を押下する。これにより、図４Ｃに示すように、Ｈスペーサ１の下端の固定片１４ａは縮径されて固定穴２０１を挿通され、図４Ｄに示すように、基板Ｂの裏面において弾性復帰により拡径されて固定穴２０１の内縁に係合されて嵌合状態となる。この嵌合によってＨスペーサ１は基板Ｂに固定されるので、当該Ｈスペーサ１によってヒートシンクＨは基板Ｂに保持されることになる。このとき、図１に示したようにＨスペーサ１の保持片１３ａの上端部と固定片１４ａの上端部との長さｈ３は半導体装置Ｄの高さｈ２よりも小さいので、ヒートシンクＨの下面は半導体装置Ｄの上面または高伝熱性接着剤等Ｃの上面に当接される。この当接した状態では、保持片１３ａの上端部はヒートシンクＨの下面から下方に離れた状態となるので、コイルスプリング２の弾性力はヒートシンクＨを半導体装置Ｄの上面に弾接させる力として作用される。これにより、ヒートシンクＨの下面は半導体装置Ｄの上面、ここでは高伝熱性接着剤等Ｃに密接した状態とされ、半導体装置Ｄで発生した熱を高伝熱性接着剤等Ｃを介してヒートシンクＨに伝熱し、ここから放熱させることで半導体装置Ｄの冷却が行われる。
【００２１】
このように、このヒートシンク保持装置では、コイルスプリング２を予め支持させたＨスペーサ１をヒートシンクＨの保持穴１０１に嵌合させておけば、Ｈスペーサ１を基板Ｂの固定穴２０１に対して位置決めし、半導体装置Ｄに対するヒートシンクＨの位置決めを容易に行うことができる。そして、位置決めをした後は単にＨスペーサ１の頭部１１を押下してＨスペーサ１を基板Ｂの固定穴２０１に嵌合させるだけでヒートシンクＨの装着が実現できる。そのため、ヒートシンクＨを基板Ｂに組み付ける際のヒートシンクＨの位置決めは容易であり、かつその後のヒートシンクＨの固定に際してもＨスペーサ１を軸転操作する等のネジ結合の作業は不要であり、容易に行うことができ、作業性が改善される。また、ヒートシンクＨを保持するための部品はＨスペーサ１とコイルスプリング２のみであるので低コストに構成できる。
【００２２】
（実施形態２）
実施形態１では、基板Ｂの固定穴２０１に嵌合するＨスペーサ１の固定片１４ａは径方向に弾性変形可能な逆ハ字状の矢尻型であるので、リユースを目的としてヒートシンクＨを基板Ｂから取り外すためにＨスペーサ１を基板Ｂから取り外す際には、基板Ｂの下面側から固定片１４ａを縮径させて固定穴２０１に対する係合を解除する作業が必要となる。そこで、実施形態２のＨスペーサは基板Ｂの上面側から、すなわちヒートシンクＨの上面側からＨスペーサを小角度だけ軸転操作することによって基板Ｂの固定穴からの離脱を可能にしている。図５は実施形態２のＨスペーサ１Ａの斜視図であり、実施形態１と等価な部分には同一符号を付してある。このＨスペーサ１Ａは、保持部１３から下方に胴部１２よりも固定部として幾分小径の円柱軸１５が延長され、この円柱軸１５の下端の円周面に固定部を構成するために直径方向に向けて所要寸法で突出した一対の短ロッド１５ａが形成されている。また、保持部１３の直上に位置する胴部１２の円周面には、前記一対の短ロッド１５ａとは平面方向に垂直な方向に向けて極めて短い寸法で突出したクリックノブ１３ｃが形成されている。ここでは直径方向に２つのクリックノブ１３ｃが形成されている。
【００２３】
これに対応して、前記ヒートシンクＨに開口された保持穴１０１Ａは前記胴部１２が挿通可能な円形を基準とし、この円形穴の直径方向の２箇所に前記短ロッド１５ａが挿通可能な形方向の溝１０３が形成されている。また、前記基板Ｂに開口された固定穴２０１Ａは前記円柱軸１５が挿通可能な円形を基準とし、この基準となる円形の直径方向の２箇所に前記固定部１５の短ロッド１５ａが挿通可能な径方向の溝２０２が形成された平面形状に形成されている。
【００２４】
この実施形態２のＨスペーサ１Ａでは、実施形態１のＨスペーサ１と全く同様にしてヒートシンクＨを基板Ｂに保持させることができる。ただし、この実施形態２ではＨスペーサ１ＡをヒートシンクＨの保持穴１０１Ａに挿通させる際には短ロッド１５ａが保持穴１０１Ａの溝１０３を挿通するように軸回り位置を調整する作業を行う。この位置を調整した上でＨスペーサ１Ａを押し込むことにより、保持片１３ａが保持穴１０１Ａを挿通し、保持片１３ａの上縁がヒートシンクＨの下面に当接することで実施形態１と同様にＨスペーサ１ＡによってヒートシンクＨを保持することができる。また、Ｈスペーサ１Ａの下端の固定部１５を基板Ｂ上に載置することでヒートシンクＨと半導体装置Ｄ（図示省略）との離間を保った状態でヒートシンクＨを保持することができ、同時にヒートシンクＨを基板Ｂ上で移動させて基板Ｂに対するヒートシンクＨの位置決め、すなわち固定穴２０１Ａに対するＨスペーサ１Ａの位置決めを行うことができる。この位置決め時にヒートシンクＨの下面が半導体装置Ｄの上面に対して離間されていることは言うまでもない。位置決めが行われた後には、Ｈスペーサ１Ａを押下して固定部１５を固定穴２０１Ａに嵌合する。この際には短ロッド１５ａが固定穴２０１Ａの溝２０２を挿通するように軸回り位置を調整する作業を行う。さらに、短ロッド１５ａが固定穴２０１Ａを挿通した後には、図６（ｂ）に示すように、Ｈスペーサ１Ａを略９０度程度軸転させ、短ロッド１５ａが基板Ｂの裏面において固定穴２０１Ａの内縁に係合する作業を行う。これによりＨスペーサ１Ａは基板Ｂに対して固定され、Ｈスペーサ１ＡによってヒートシンクＨを基板に保持することができる。この取り付け作業におけるＨスペーサ１Ａの軸転作業は９０度程度でよいので、作業が特に煩雑なものになることはなく、全体として作業を容易に行うことができる。
【００２５】
ヒートシンクＨを基板Ｂに保持した状態では、実施形態１と同様にヒートシンクＨはコイルスプリング２の弾性力によって半導体装置Ｄの上面に弾接され、放熱効果が高められる。また、Ｈスペーサ１Ａは短ロッド１５ａが基板Ｂの下面において固定穴２０１Ａの内縁に係合しているので、Ｈスペーサ１Ａが基板Ｂから脱落することはなく、ヒートシンクＨを基板Ｂに保持することができる。このとき、図６（ａ）に示すように、保持部１３のクリックノブ１３ｃが保持穴１０１Ａの溝１０３に係合するので、作業者はこのときのクリック感によってＨスペーサ１Ａの軸転位置を認識することができ、短ロッド１５ａを確実に固定穴２０１Ａの溝２０２に対して直交する位置に設定することができる。また、このクリックノブ１３ｃと保持穴１０１Ａの溝１０３との係合によってＨスペーサ１Ａの軸転が抑制され、Ｈスペーサ１Ａは多少の外力によっても軸転されることがなく、短ロッド１５ａが固定穴１０１Ａとの係合から外れることが防止される。
【００２６】
基板ＢからヒートシンクＨを取り外すときには、Ｈスペーサ１Ａの頭部１１を摘んでクリックノブ１３ｃを保持穴１０１Ａの溝部１０３から外れる位置まで軸転操作すれば、短ロッド１５ａを固定穴２０１Ａの溝２０２に対応する位置に設定でき、Ｈスペーサ１Ａの固定部１５を固定穴２０１Ａから引き抜くことができ、ヒートシンクＨを基板Ｂから取り外すことが可能になる。すなわち、基板Ｂの上面側での操作のみでＨスペーサ１ＡおよびヒートシンクＨを基板Ｂから取り外すことができ、リユースに有効となる。
【００２７】
（実施形態３）
実施形態２では、ヒートシンクＨと基板Ｂに開口する保持穴１０１Ａと固定穴２０１ＡはそれぞれＨスペーサ１Ａの固定部１５の短ロッド１５ａが挿通可能な溝部１０３，２０２を形成する必要があり、実施形態１のような単純な円形の保持穴１０１と固定穴２０１を開口する場合に比較して穴あけ作業が多少面倒な点がある。特に、ヒートシンクＨの保持穴として実施形態１のような既存の円形の保持穴１０１が開口されたものを用いる場合には保持穴を再加工する必要がある。実施形態３では保持穴を円形に形成した場合でもＨスペーサの着脱を可能にしたものである。
【００２８】
図７は実施形態３のＨスペーサ１Ｂの斜視図で、実施形態１と等価な部分には同一符号を付してある。実施形態３のＨスペーサ１Ｂは、保持部１３から下方に固定部として円柱軸１６が突出され、この円柱軸１６の下端に所要の径寸法で下面が平面あるいは円錐形ないし凸球面に形成され（ここでは平面）、上面が平面に形成された厚い円板１６ａを備えている。この円板１６ａの径寸法は前記胴部１２の径寸法に等しいか、それよりも小径とされている。そして、図８（ａ）に拡大図を示すように、前記円板１６ａの直径上に位置する対向する円周２箇所には、当該円板１６ａの全厚みにわたって中心に向けて三角扇型に切り欠いた切欠き１６ｂが形成されている。また、これらの切欠き１６ｂと平面方向に直交する直径上の円周２箇所には円板１６ａの上面を所要厚みで前記切欠き１６ｂと同じ三角扇型に切り欠いた固定凹部１６ｃが一体に形成されている。この固定凹部１６ｃの深さ、すなわち円板１６ａを上面から低減した厚みは前記基板Ｂの板厚とほぼ同じ寸法である。
【００２９】
図７に示したように、前記ヒートシンクＨに開口される保持穴１０１は実施形態１と同様に円形であるが、前記円板１６ａないし前記胴部１２が挿通可能な形寸法である。また、前記基板Ｂに開口される固定穴２０１Ｂは前記円板１６ａに対応する円形を基準とし、この基準となる円形の直径上の円周２箇所に中心方向に向けて三角扇型をした突部２０３を有している。この突部２０３の平面形状は前記円板１６ａに形成した切欠き１６ｂの平面形状および前記固定凹部１６ｃの平面形状と同じ形状である。
【００３０】
この実施形態３では、実施形態１と同様にしてヒートシンクＨをＨスペーサ１Ｂに保持させることができる。すなわち、Ｈスペーサ１Ｂの固定部１６と保持部１３をヒートシンクＨの保持穴１０１に内挿させ、保持部１３を内挿した時点で、保持片１３ａが弾性復帰し、実施形態１と同様にヒートシンクＨを保持する。このとき、Ｈスペーサ１Ｂの固定部１６を基板Ｂの上面に当接させることによってヒートシンクＨを半導体装置Ｄ（図示省略）の上面に対して離間した状態とする。これにより、基板Ｂに対するヒートシンクＨの位置決め、ないしは固定穴２０１Ｂに対するＨスペーサ１Ｂの位置決めが可能になる。この位置決めが行われた後にＨスペーサ１Ｂを軸転位置調整して円板１６ａの切欠き１６ｂを固定穴２０１Ｂの突部２０３に対応させる。これにより、円板１６ａは固定穴２０１Ｂを挿通可能とされ、Ｈスペーサ１Ｂを押し込むことによって基板Ｂの下面側にまで内挿される。その上で、Ｈスペーサ１Ｂをほぼ９０度軸転すると、図８（ｂ）に示すように、円板１６ａの固定凹部１６ｃが基板Ｂの下面側から固定穴２０１Ｂの突部２０３に嵌合される。円板１６ａの上面はコイルスプリング２の弾性力によって基板Ｂの下面に下方から弾接されるので、この弾接力によって固定凹部１６ｃと突部２０３の嵌合状態が保持され、Ｈスペーサ１Ｂが基板Ｂから脱落することはなく、ヒートシンクＨを基板Ｂに保持することができる。
【００３１】
基板ＢからヒートシンクＨを取り外すときには、Ｈスペーサ１Ｂの頭部１１を基板Ｂ側に押し込むことにより、固定凹部１６ｃと突部２０３との嵌合が解除されるのでＨスペーサ１Ｂを軸転することが可能になり、この状態のままＨスペーサ１Ｂを９０度程度軸転する。軸転して切欠き１６ｂが突部２０３に対応されると、固定穴２０１Ｂを通して円板１６ａを基板Ｂの上方まで引き抜くことができ、ヒートシンクＨを基板Ｂから取り外すことが可能になる。すなわち、基板Ｂの上面側での操作のみでＨスペーサ１ＢおよびヒートシンクＨを基板Ｂから取り外すことができ、リユースに有効となる。
【００３２】
本発明は、以上説明した実施形態１，２，３に限られるものではなく、Ｈスペーサの保持部と固定部の形状、構造は適宜に変更することが可能である。保持部はヒートシンクにコイルスプリングの弾性力が付与された状態でヒートシンクを下支え保持する構成であればよい。固定部はＨスペーサを基板の固定穴に嵌合して固定状態とする構成であればよい。この場合、固定穴に対して固定部を着脱することができるように構成することが好ましい。その一方で、本発明はＨスペーサがヒートシンクを保持した状態でＨスペーサの下端を基板に当接したときに、ヒートシンクの下面が半導体装置の上面に接触しないようにすることが必要である。特に、半導体装置の上面に高伝熱性接着剤等が形成されている場合には、ヒートシンクの下面はこの高伝熱性接着剤等に接触しないようにする。そのため、Ｈスペーサの上下方向について保持部と固定部の間隔を半導体装置の高さ寸法に対応させて適切な間隔寸法に設定することが肝要である。
【００３３】
また、実施形態１，２，３ではコイルスプリングの弾性力を調整することについては特に説明していないが、半導体装置の高さ寸法の相違や、コイルスプリング自体の弾性力の相違等に対応してＨスペーサに対するコイルスプリングの支持位置を調整することができる構成としてもよい。例えば、支持片に複数の段部を設け、これら複数の段部のいずれかにおいてコイルスプリングの上端部が支持されるようにすることでコイルスプリングがヒートシンクに対して加える弾性力を調整することができる。これにより、ヒートシンクを適切な当接力で半導体装置の上面に当接させ、好ましい熱伝導が可能になる。コイルスプリングの弾性力を調整する必要がないときには、コイルスプリングはＨスペーサに嵌装するだけでもよく、この場合にはＨスペーサには特に支持部を設ける必要はない。さらに、ヒートシンクを半導体装置に対して弾性力をもって当接させることが可能であれば、コイルスプリングに代えて他の形態のスプリングを用いてもよい。このスプリングはＨスペーサの一部に一体形成した弾性片で構成するようにしてもよい。
【００３４】
実施形態１，２，３では、発熱部品として半導体装置の例を掲げたが、他の電子部品、すなわち駆動されたときに熱を発生する電子部品のヒートシンクであれば本発明を同様に適用することができる。また、この場合発熱部品の上面やヒートシンクの下面は必ずしも平坦な面でなくてもよく、弾性力によって両者が密接して発熱部品からヒートシンクの熱伝導が高められる構成であればよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は半導体装置等の発熱部品を放熱するためのヒートシンクを保持するための装置として適用することが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
Ｂ  基板
Ｈ  ヒートシンク
Ｄ  半導体装置（発熱部品）
Ｃ  高伝熱接着剤等
１，１Ａ，１Ｂ  ヒートシンクスペーサ（Ｈスペーサ）
２  コイルスプリング（弾性材）
１１  頭部
１２  胴部
１２ａ  支持片
１３  保持部
１３ａ  保持片
１４  固定部
１４ａ  固定片
１５  固定部（円柱軸）
１５ａ  短ロッド
１６  固定部（円柱軸）
１６ａ  円板
１６ｂ  切欠き
１６ｃ  固定凹部
１０１，１０１Ａ，１０１Ｂ  保持穴
２０１，２０１Ａ，２０１Ｂ  固定穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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