(57)【要約】【課題】ヒートシンクへの外力印加に起因する電子部品の損傷を防止でき、また損傷時にはその発生要因を容易に特定できるようにする。【解決手段】ヒートシンク１０は、基部１２と、基部１２に立設される複数の放熱突子１４とを備える。それら放熱突子１４は、外力に抗して自己形状を保持する剛性が互いに異なる第１突子１６と第２突子１８とを含む。そして、第１突子１６の剛性よりも低い剛性を有する第２突子１８が、基部１２上での複数の放熱突子１４の配置形態の外縁に沿って位置する。そのような外力を受け易い位置にある放熱突子１４を、比較的剛性の低い第２突子１８としたことにより、外力を受けたときに、第２突子１８自体が変形することでその衝撃を緩和するとともに、第２突子１８自体の塑性変形等で、外力を受けた痕跡が明確に残存する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、該基部に立設される複数の放熱突子とを備えるヒートシンクにおいて、
前記複数の放熱突子は、外力に抗して自己形状を保持する剛性が互いに異なる第１突子と第２突子とを含み、
前記第１突子の前記剛性よりも低い前記剛性を有する前記第２突子が、前記基部上での前記複数の放熱突子の配置形態の外縁に沿って位置すること、
を特徴とするヒートシンク。
【請求項２】
前記第１突子が第１の横断面積を有し、前記第２突子が、該第１の横断面積よりも小さい第２の横断面積を有する、請求項１に記載のヒートシンク。
【請求項３】
前記第２突子が、前記第１突子の材料と同じ材料から形成されて前記基部に連結される基端部分と、該基端部分とは異なる材料から形成され、前記第１突子の前記剛性よりも低い前記剛性を示す末端部分とを有する、請求項１又は２に記載のヒートシンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品に放熱用に付設されるヒートシンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気電子機器において、マイクロプロセッサ等の発熱性電子部品の、熱による誤動作や破損を防止するために、放熱用のヒートシンク（すなわち放熱器）を、電子部品に直接又は間接に取り付ける構成は知られている。一般にヒートシンクは、フィン状又はピン状の複数の突子を板状の基部に立設して全体の表面積を増加させた金属ブロック体からなり、それら突子の間を流れる空気により、電子部品の熱がヒートシンクを介して周囲に拡散する。また、冷却能力を高めるために、電動ファンを用いて突子間に強制的に空気を流すことも知られている。
【０００３】
例えば特許文献１は、回路基板の表面に実装される電子部品（半導体チップ）に対し、回路基板の裏面に、放熱フィンを有するヒートシンクを固着した構成を開示する。特許文献１にはさらに、回路基板の表面に実装される電子部品（半導体チップ）に、放熱フィンを有するヒートシンクを直接的に固着した構成が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３１９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ヒートシンクを用いた従来の電子部品冷却構造において、例えば特許文献１に記載されるような、回路基板に実装した電子部品にヒートシンクを直接的に固着する構成では、回路基板の表面から大きく張り出すヒートシンクの突子群が周辺物体に衝突する等によって、予期しない外力がヒートシンクに加わったときに、電子部品に応力が集中し、延いては電子部品を損傷することが危惧される。ここで、ヒートシンクへの外力に起因する電子部品の損傷は、電子部品のリードや半田ボール等の、回路基板への導通接続領域に生じる傾向がある。他方、ヒートシンクは一般に、電子部品の導通接続領域に比べて十分に剛性の高い金属ブロック体であるから、ヒートシンク自体には衝突等の痕跡が残らない場合が多い。その結果、電気電子機器の検査や障害発生時の調査に際して、電子部品の導通接続領域における微細な損傷箇所を発見する（すなわちヒートシンクへの外力という障害発生要因を特定する）ために、多大な労力及び時間が消費される。
【０００６】
本発明の目的は、電子部品に放熱用に付設されるヒートシンクにおいて、ヒートシンクへの外力印加に起因する電子部品の損傷を可及的に防止できるとともに、損傷が生じたときにはその発生要因を容易に特定できるヒートシンクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、基部と、基部に立設される複数の放熱突子とを備えるヒートシンクにおいて、複数の放熱突子は、外力に抗して自己形状を保持する剛性が互いに異なる第１突子と第２突子とを含み、第１突子の剛性よりも低い剛性を有する第２突子が、基部上での複数の放熱突子の配置形態の外縁に沿って位置すること、を特徴とするヒートシンクを提供する。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のヒートシンクにおいて、第１突子が第１の横断面積を有し、第２突子が、第１の横断面積よりも小さい第２の横断面積を有する、ヒートシンクを提供する。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のヒートシンクにおいて、第２突子が、第１突子の材料と同じ材料から形成されて基部に連結される基端部分と、基端部分とは異なる材料から形成され、第１突子の剛性よりも低い剛性を示す末端部分とを有する、ヒートシンクを提供する。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、基部上で外力を受け易い位置にある放熱突子を、比較的剛性の低い第２突子としたことにより、ヒートシンクが外力を受けたときに、第２突子自体が変形することでその衝撃を緩和し、ヒートシンクを装着した電子部品への応力集中及びその損傷を防止できる。このような状況下でも、比較的剛性の高い第１突子は、外力に抗して自己形状を保持することができるので、ヒートシンクの放熱効果への影響は問題にならない。また、ヒートシンクが外力を受けたときに、第２突子が変形したにも拘らず、ヒートシンクを装着した電子部品が損傷してしまった場合には、第２突子自体の塑性変形等で、外力を受けた痕跡が明確に残存するので、損傷の発生要因及び発生箇所を容易に特定できる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、ヒートシンクの設計時に、第２突子の形状、寸法、位置を最適化することにより、最善の効果を確実に奏することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、複数の放熱突子のうち、外力を受けることが高い確率で予測される位置にある放熱突子に対し、必要に応じて後付けで、十分な衝撃緩和作用を発揮し得る末端部分を設けることで、第２突子とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。全図面に渡り、対応する構成要素には共通の参照符号を付す。
図面を参照すると、図１は、本発明の一実施形態によるヒートシンク１０の斜視図、図２は、ヒートシンク１０の横断面図、図３は、外力によって局部的変形を生じたヒートシンク１０の斜視図、図４は、ヒートシンク１０の一適用例を概略で示す正面図である。
【００１４】
図１に示すように、ヒートシンク１０は、基部１２と、基部１２に立設される複数の放熱突子１４とを備える。それら放熱突子１４は、外力に抗して自己形状を保持する剛性が互いに異なる第１突子１６と第２突子１８とを含む。そして、第１突子１６の剛性よりも低い剛性を有する第２突子１８が、基部１２上での複数の放熱突子１４の配置形態の外縁に沿って位置する。
【００１５】
基部１２は、矩形平板状要素であり、その平坦な一表面１２ａに、各々がフィン状（すなわち薄板状）要素である複数の放熱突子１４が、互いに略平行な略等間隔配置で、基部１２に一体に突設される。図示実施形態では、第２突子１８の剛性よりも高い剛性をそれぞれに有する複数（図では４個）の第１突子１６が、基部１２の表面１２ａの中央寄りに配置され、第１突子１６の剛性よりも低い剛性をそれぞれに有する複数（図では２個）の第２突子１８が、基部表面１２ａの一組の外縁に沿って配置される。ヒートシンク１０は、その全体が、熱伝導性に優れた金属材料から一体成形される。
【００１６】
図２に示すように、比較的剛性の高い第１突子１６は、基部表面１２ａに略平行な断面における第１の横断面積Ｓ１（又は第１の厚みＴ１）を有し、比較的剛性の低い第２突子１８は、基部表面１２ａに略平行な断面における、第１の横断面積Ｓ１よりも小さい第２の横断面積Ｓ２（又は第２の厚みＴ２）を有する。このような構成により、例えば図３に示すように、個々の放熱突子１４に特定範囲の外力が加わったときに、第１突子１６が自己形状を保持する一方で、第２突子１８が変形する状況が生じ得る。なお図３は、一方の第２突子１８が、その突端の角部１８ａに塑性変形を生じている状況を例示する。
【００１７】
図４に例示するように、ヒートシンク１０は、回路基板２０の表面２０ａに実装される電子部品（例えばマイクロプロセッサ）２２に対し、基部１２の裏面１２ｂにて、熱伝導性に優れた接着剤層２４により直接的に固着される。この状態で、ヒートシンク１０の複数の放熱突子１４（第１突子１６及び第２突子１８）の間を流れる空気により、電子部品２２の動作中の熱がヒートシンク１０を介して周囲に拡散する。なお、冷却能力を高めるために、複数の放熱突子１４の間に強制的に空気を流す電動ファン（図示せず）を、ヒートシンク１０に併設することもできる。
【００１８】
このように、回路基板２０に実装した電子部品２２にヒートシンク１０を直接的に固着した構成では、回路基板２０の表面２０ａから大きく張り出すヒートシンク１０の複数の放熱突子１４が周辺物体に衝突する等によって、予期しない外力がヒートシンク１０に加わったときに、電子部品２２に応力が集中し、延いては電子部品２２（特にリードや半田ボール等の、回路基板２０への導通接続領域）を損傷することが危惧される。そこで、ヒートシンク１０では、複数の放熱突子１４のうち、基部１２上での放熱突子１４の配置形態の外縁に沿って配置される第２突子１８を、第１突子１６に比べて、小さな外力で変形し得る低剛性の構造としている。
【００１９】
ヒートシンク１０の複数の放熱突子１４のうち、特に、基部１２上での放熱突子１４の配置形態の外縁に沿って配置される放熱突子１４は、電気電子機器の生産工程、輸送、保管、部品交換等に際し、不注意による周辺物体との衝突等で、予期しない外力を受け易い傾向がある。ヒートシンク１０では、そのような外力を受け易い位置にある放熱突子１４を、比較的剛性の低い第２突子１８としたことにより、外力を受けたときに、第２突子１８自体が変形することでその衝撃を緩和し、電子部品２２への応力集中及びその損傷を、効果的に防止することができる。なお、このような状況下でも、比較的剛性の高い第１突子１６は、外力に抗して自己形状を保持することができるので、ヒートシンク１０の放熱効果への影響は問題にならない。
【００２０】
また、ヒートシンク１０が外力を受けたときに、第２突子１８が変形したにも拘らず、電子部品２２が損傷してしまった場合には、第２突子１８自体の塑性変形等、外力を受けた痕跡が明確に残存するので、電気電子機器の検査や障害発生時の調査に際して、障害発生要因がヒートシンク１０への外力印加にあること、したがって電子部品２２の導通接続領域が損傷している可能性があることを、極めて容易に突き止めることができる。このように、ヒートシンク１０によれば、ヒートシンク１０への外力印加に起因する電子部品２２の損傷を可及的に防止できるとともに、損傷が生じたときにはその発生要因を容易に特定できるようになる。
【００２１】
ヒートシンク１０が有する複数の放熱突子１４のうち、外力に抗して自己形状を保持する剛性が互いに異なる第１突子１６及び第２突子１８は、上記実施形態の構成に限定されず、他の様々な構成を採用できる。例えば、第１突子１６の厚みＴ１に比べて、第２突子１８の厚みＴ２を全体に一様に薄くする上記構成に代えて、図５に示すように、第２突子１８の厚みを、基部１２から離れる高さ方向末端に向けて徐々に減少させたり（図５（ａ））、基部表面１２ａに沿った長手方向両端に向けて徐々に減少させたり（図５（ｂ））することもできる。
【００２２】
また、図６に示すように、複数列に分けて配置されるフィン状の放熱突子１４を有する構成（図６（ａ））や、多数のピン状の放熱突子１４を有する構成（図６（ｂ））においても、第１突子１６の剛性よりも低い剛性を有する第２突子１８（つまり第１突子１６の第１の横断面積Ｓ１よりも小さい第２の横断面積Ｓ２を有する第２突子１８）を、基部１２上での複数の放熱突子１４の配置形態の外縁に沿って設けることにより、上記実施形態と同等の作用効果が奏される。いずれの場合も、ヒートシンク１０の設計時に、第２突子１８の形状、寸法、位置を最適化することにより、最善の効果を確実に奏することができる。
【００２３】
さらに、第１突子１６の横断面積Ｓ１よりも第２突子１８の横断面積Ｓ２を小さくする上記構成に代えて、図７に本発明の他の実施形態として示すように、第２突子１８が、第１突子１６の材料と同じ材料から形成されて基部１２に連結される基端部分２６と、基端部分２６とは異なる材料から形成され、第１突子１６の剛性よりも低い剛性を示す末端部分２８とを有する構成を採用することもできる。
【００２４】
上記第２実施形態では、例えば、いずれも同一の寸法及び形状を有する複数の放熱突子１４のうち、基部１２上でのそれら放熱突子１４の配置形態の外縁に沿って位置するものを、第２突子１８として構成することができる。この場合、第２突子１８は、他の第１突子１６と同一の形状及び寸法を有する基端部分２６を有するとともに、基端部分２６の突端の角部２６ａに、例えばシリコンゴム、ウレタンゴム、軟質樹脂等から成る末端部分２８を固着することで構成される。或いは、基部１２上での配置形態の外縁に沿って位置する放熱突子１４を、予め第２突子１８として、第１突子１６とは異なる形状（例えば突端角部に欠落部２６ｂを有する形状）の基端部分２６を基部１２に一体に成形する一方、そのような基端部分２６に末端部分２８を固着して、第１突子１６に類似する形状を得るように構成することもできる。
【００２５】
上記した第２実施形態によるヒートシンク１０では、予期しない外力を受け易い位置にある放熱突子１４を、比較的剛性の低い末端部分２８を有する第２突子１８としたことにより、外力を受けたときに、第２突子１８の末端部分２８が変形することでその衝撃を緩和し、電子部品２２への応力集中及びその損傷を、効果的に防止することができる。また、末端部分２８の材料の選択により、外力によって末端部分２８が塑性変形を生じるように構成すれば、外力を受けた痕跡が明確に残存することになるので、電気電子機器の検査や障害発生時の調査に際して、障害発生要因及び損傷箇所を、極めて容易に突き止めることができる。特に、第２実施形態によれば、複数の放熱突子１４のうち、外力を受けることが高い確率で予測される位置にある放熱突子１４に対し、必要に応じて後付けで、十分な衝撃緩和作用を発揮し得る末端部分２８を設けることができるので、ヒートシンク１０の汎用性が向上する利点がある。
【００２６】
なお、上記した第２実施形態では、第２突子１８の末端部分２８を、外力によって比較的容易に変形（好ましくは塑性変形）するだけでなく、耐熱性及び放熱性に優れた材料から作製することが、ヒートシンク１０の本来の放熱機能を損なわない観点で有利である。また、このような２部材からなる第２突子１８の構成を、第１突子１６よりも小さな横断面積を有する前述した第２突子１８に付加的に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態によるヒートシンクの斜視図である。
【図２】図１のヒートシンクの主要部の横断面図である。
【図３】外力によって局部的変形を生じた状態の、図１のヒートシンクの斜視図である。
【図４】図１のヒートシンクの一適用例を、概略で示す正面図である。
【図５】図１のヒートシンクで採用可能な放熱突子の種々の変形例を示す図で、（ａ）主要部の正面図、及び（ｂ）主要部の平面図である。
【図６】図１のヒートシンクで採用可能な放熱突子の種々の変形例を示す図で、（ａ）フィン型放熱突子、及び（ｂ）ピン型放熱突子を、一部断面で示す平面図である。
【図７】本発明の他の実施形態によるヒートシンクの斜視図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０    ヒートシンク
１２    基部
１４    放熱突子
１６    第１突子
１８    第２突子
２０    回路基板
２２    電子部品
２６    基端部分
２８    末端部分
【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】
2008010761.tif 000007
【図６】
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【図７】
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