(57)【要約】【課題】電子装置のための固定具であって、第１及び第２の物体の固定が容易で、且つ、既存の設計や工程の変更を少なく出来る固定具を提供する。【解決手段】第１の物体の上面に当接する中央の平坦部１１と、平坦部１１の両端からそれぞれ折れ曲がり、上面から後退する方向に向かう傾斜面を有する一対の傾斜部１２と、一対の傾斜部１２からそれぞれ折れ曲がって相互に平行に延在し、相互間の間隔が第１及び第２の物体の側面の間隔と同じ程度に形成され、第１の物体の側面及び第２の物体の側面に沿って延在する一対の直線部１３と、一対の直線部１３から第２の物体の側面の縁部近傍でそれぞれ鋭角に折れ曲がり、先端部が第２の物体の底面にバネ機能によって係止される一対の係止部１４と、を有する。【選択図】図１
2008171854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の板材の折り曲げによって該板材にバネ機能が付加され、全体として長手方向が線対称に形成される固定具であって、相互に同じ幅を有する直方形状の第１及び第２の物体を、前記第１の物体の底面と前記第２の物体の上面とを対向させて相互に固定する、電子装置のための固定具であって、
前記第１の物体の上面に当接する中央の平坦部と、
前記平坦部の両端からそれぞれ折れ曲がり、前記上面から後退する方向に向かう傾斜面を有する一対の傾斜部と、
前記一対の傾斜部からそれぞれ折れ曲がって相互に平行に延在し、相互間の間隔が前記第１及び第２の物体の側面の間隔と同じ程度に形成され、前記第１の物体の側面及び前記第２の物体の側面に沿って延在する一対の直線部と、
前記一対の直線部から前記第２の物体の前記側面の縁部近傍でそれぞれ鋭角に折れ曲がり、先端部が前記第２の物体の底面にバネ機能によって係止される一対の係止部と、
を有することを特徴とする、電子装置のための固定具。
【請求項２】
帯状の板材の折り曲げによって該板材にバネ機能が付加され、相互に対向する位置に配設される一対の固定具であって、直方形状の第１の物体と該第１の物体よりも幅が小さな直方形状の第２の物体とを、双方の物体の側面で相互に固定する固定具であって、
前記一対の固定具のそれぞれは、
前記第１の物体の上面に沿って延在し先端部が該上面に当接する第１の部分と、
前記第１の部分から直角に折れ曲がり、前記第１の物体の側面に沿って延在する第２の部分と、
前記第２の部分から直角に折れ曲がり、前記第１の物体の底面に沿って延在する第３の部分と、
前記第３の部分から直角に折れ曲がり、前記第２の物体の側面に沿って延在する第４の部分と、
前記第４の部分から鋭角に折れ曲がり、前記第２の物体の底面で前記第２の物体を係止する第５の部分と、
を有することを特徴とする、電子装置のための固定具。
【請求項３】
前記第１及び第２の物体がそれぞれ、電子装置内に収容されるヒートシンク及び電子デバイスであり、前記ヒートシンクは、直方形状を有する本体部分と、該本体部分から前記上面と垂直方向に延び相互に平行に延在する複数の平板状のフィンとを有する、請求項１又は２に記載の電子装置のための固定具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置のための固定具に関し、更に詳しくは、電子装置内に収容される２つの物体の固定に際して好適に用いられる固定具に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路パッケージ（以下、単にパッケージと呼ぶ）などの電子デバイスは、半導体集積回路の高集積化及び高性能化に伴い、その消費電力が益々増大している。従って、電子デバイスの効率的な放熱を行うことを目的として、電子デバイスにヒートシンク固定具によってヒートシンクを固定している。図６（ａ）、（ｂ）は、ヒートシンク固定具を用いて固定したヒートシンクの一例を示す正面図及び側面図である。
【０００３】
電子デバイスを構成する半導体装置のパッケージ２２は、プリント配線基板２１上にはんだボール２３などを介して固定されている。パッケージ２２上には、熱伝導材２４を介してヒートシンク４４が載置されている。ヒートシンク４４は、その上面を構成するベース面２６と、ベース面２６上に互いに平行に延在する複数のフィン２７を備える。同図中で、押え部材４１、支柱部材４２、及び、ネジ４３が、ヒートシンク固定具を構成する。
【０００４】
押え部材４１は、フィン２７を露出させる複数の開口を有する板状の部材であって、ベース面２６に当接させる。押え部材４１は、ヒートシンク４４の上面よりも大きな平面寸法を有し、その周縁部にはネジ穴が形成されている。ヒートシンク４４のネジ穴に対応して、プリント配線基板２１にもネジ穴が形成されている。支柱部材４２は、円柱状に形成され、プリント配線基板２１と押え部材４１との間に介在させて、その上端及び下端でそれぞれネジ止めする。支柱部材４２の高さを調節することによって、押え部材４１がヒートシンク４４の上面を押える際の圧力を調節できる。
【０００５】
ところで、パッケージを搭載した電子装置では、製造コストを低減すると共に、組立てを容易にすることが要請されている。しかし、図６の固定構造では、部品点数が多く、プリント配線基板２１に貫通孔を形成する必要もあり、製造コストを充分に低減できなかった。また、ネジ止めが必要なため、組立てが容易でない難点もあった。これに対して、特許文献１は、半導体装置のパッケージに対して鉛直方向にスライドさせて脱着可能なヒートシンク固定具を提案している。
【０００６】
同文献によれば、ヒートシンク固定具を、略Ｕ字状の断面形状を有する１枚の帯状の部材で構成すると共に、その先端に、内側に向かって略Ｕ字状に突起する係止部を形成するものとしている。
【特許文献１】特開２００１−１６８２５１号公報（図１〜３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１によれば、ヒートシンクの固定に際しては、ヒートシンク及びパッケージの周縁部に形成した貫通穴からヒートシンク固定具を挿入し、パッケージの底面に係止部を係止させる。従って、ネジ止めなどの作業が必要でないため、ヒートシンクの固定を容易に行えるものとしている。
【０００８】
しかし、特許文献１の方法では、部品点数は低減できるものの、パッケージやヒートシンクに貫通孔を形成する必要があり、既存の設計や工程を変えることなどにより製造コストが増大する問題があった。このため、ヒートシンクの固定の手順を煩雑化することなく、パッケージやヒートシンクといった、既存の部材の設計変更を少なくできる手段が望まれる。
【０００９】
本発明は、上記に鑑み、電子装置のための固定具であって、第１及び第２の物体の固定が容易で、且つ、既存の設計や工程の変更を少なく出来る固定具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の第１の視点に係る電子装置のための固定具は、帯状の板材の折り曲げによって該板材にバネ機能が付加され、全体として長手方向が線対称に形成される固定具であって、相互に同じ幅を有する直方形状の第１及び第２の物体を、前記第１の物体の底面と前記第２の物体の上面とを対向させて相互に固定する、電子装置のための固定具であって、
前記第１の物体の上面に当接する中央の平坦部と、
前記平坦部の両端からそれぞれ折れ曲がり、前記上面から後退する方向に向かう傾斜面を有する一対の傾斜部と、
前記一対の傾斜部からそれぞれ折れ曲がって相互に平行に延在し、相互間の間隔が前記第１及び第２の物体の側面の間隔と同じ程度に形成され、前記第１の物体の側面及び前記第２の物体の側面に沿って延在する一対の直線部と、
前記一対の直線部から前記第２の物体の前記側面の縁部近傍でそれぞれ鋭角に折れ曲がり、先端部が前記第２の物体の底面にバネ機能によって係止される一対の係止部と、
を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の第２の視点に係る電子装置のための固定具は、帯状の板材の折り曲げによって該板材にバネ機能が付加され、相互に対向する位置に配設される一対の固定具であって、直方形状の第１の物体と該第１の物体よりも幅が小さな直方形状の第２の物体とを、双方の物体の側面で相互に固定する固定具であって、
前記一対の固定具のそれぞれは、
前記第１の物体の上面に沿って延在し先端部が該上面に当接する第１の部分と、
前記第１の部分から直角に折れ曲がり、前記第１の物体の側面に沿って延在する第２の部分と、
前記第２の部分から直角に折れ曲がり、前記第１の物体の底面に沿って延在する第３の部分と、
前記第３の部分から直角に折れ曲がり、前記第２の物体の側面に沿って延在する第４の部分と、
前記第４の部分から鋭角に折れ曲がり、前記第２の物体の底面で前記第２の物体を係止する第５の部分と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の第１の視点に係る電子装置のための固定具によれば、そのバネ機能によって、係止部が、第２の物体の底面で第２の物体を係止できるので、第１の物体と第２の物体との固定に際して、既存の設計や工程を変える必要がなく、電子装置の製造コストを低減できる。固定に際しては、第１の物体を挟んだ固定具を、第２の物体の上面に対して鉛直方向にスライドさせるだけでよいので、容易に行うことが出来る。
【００１３】
また、第１の物体の上面に当接する中央の平坦部と、平坦部の両端からそれぞれ折れ曲がり、上面から後退する方向に向かう傾斜面を有する一対の傾斜部とを有することによって、適度なバネ機能を持たせることが出来る。
【００１４】
本発明の第２の視点に係る電子装置のための固定具によれば、第１〜第３の部分のバネ機能によって第１の物体の側部を保持できる。また、第３〜第５の部分のバネ機能によって、第５の部分が、第２の物体の底面で第２の物体を係止できるので、第１の物体と第２の物体との固定に際して、既存の設計や工程を変える必要がなく、電子装置の製造コストを低減できる。固定に際しては、第１の物体の側部を保持した固定具を、第２の物体の上面に対して鉛直方向にスライドさせるだけでよいので、容易に行うことが出来る。
【００１５】
本発明に係る電子装置のための固定具では、前記第１及び第２の物体がそれぞれ、電子装置内に収容されるヒートシンク及び電子デバイスであり、前記ヒートシンクは、直方形状を有する本体部分と、該本体部分から前記上面と垂直方向に延び相互に平行に延在する複数の平板状のフィンとを有してもよい。
【００１６】
なお、板材は、全体的に平板状を有すればよく、例えば直線部は延在方向に波を打つ波形に形成してもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、添付図面を参照し、本発明の実施形態を更に詳しく説明する。図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１実施形態に係るヒートシンク固定具の構成を示す平面図、正面図、及び、側面図である。ヒートシンク固定具１０は、プリント配線基板上に実装された半導体装置のパッケージと、このパッケージと略同じ幅を有するヒートシンクとを、ヒートシンクの底面とパッケージの上部とを対向させて相互に固定するための部材である。
【００１８】
ヒートシンク固定具１０は、ヒートシンクの上面に当接する中央の平坦部１１と、平坦部１１の両端からそれぞれ折れ曲がり、上面から後退する方向に向かう傾斜面を有する一対の傾斜部１２と、一対の傾斜部１２からそれぞれ折れ曲がって相互に平行に延在し、相互間の間隔がパッケージ及びヒートシンクの側面の間隔と同じ程度に形成され、パッケージ及びヒートシンクの側面に沿って延在する一対の直線部１３と、一対の直線部１３からパッケージの側面の縁部近傍でそれぞれ鋭角に折れ曲がり、先端部がパッケージの底面にバネ機能によって係止される一対の係止部１４とを有する。
【００１９】
ヒートシンク固定具１０は、帯状の板材の折り曲げによってバネ機能が付加され、全体として長手方向が線対称に形成されている。また、プリント配線基板とパッケージとの隙間よりも充分に小さな厚みに形成されており、係止部１４をプリント配線基板とパッケージとの隙間に挿入させることが出来る。
【００２０】
図２（ａ）、（ｂ）は、図１のヒートシンク固定具１０を用いてヒートシンク２５を固定した状態の一例を示す正面図及び側面図である。パッケージ２２は、はんだボール２３を介してプリント配線基板２１上に実装されている。パッケージ２２上には、シート状の熱伝導材２４を介して、ヒートシンク２５が載置されている。パッケージ２２、熱伝導材２４、及び、ヒートシンク２５は、互いに略同じ平面形状を有している。
【００２１】
ヒートシンク２５は、頂部のベース面２６上に、互いに平行に延在する複数のフィン２７を備えている。ヒートシンク固定具１０は、隣接するフィン２７の間の隙間を通して、ヒートシンクのベース面２６上、パッケージ２２及びヒートシンク２５の側面上、及び、パッケージ２２の底面上にそれぞれ延在し、ヒートシンク２５をパッケージ２２上に固定している。
【００２２】
ヒートシンク固定具１０は、図１に示した状態で、平坦部１１と係止部１４の先端との間隔が、パッケージ２２の底面からヒートシンクのベース面２６までの厚みよりも僅かに小さく設定されている。従って、ヒートシンク２５を固定した際に、平坦部１１、傾斜部１２、及び、直線部１３を含む全体が板バネとして機能し、ヒートシンクのベース面２６を適度な圧力で押えることが出来る。
【００２３】
熱伝導材２４は、厚みが小さく高い熱伝導率を有すると共に、パッケージ２２とヒートシンク２５との間に加えられる圧力によってそれらに密着し、相互間の熱伝導性を高めている。また、その表面は高い摩擦係数を有し、パッケージ２２とヒートシンク２５との間に加えられる圧力によって大きな摩擦力を生じさせて、それらの水平方向の移動を防止している。
【００２４】
ヒートシンク固定具１０を用いたヒートシンク２５の固定に際しては、例えば、予めヒートシンク固定具の平坦部１１とヒートシンクのベース面２６とを当接させておく。この状態で、図３に示すように、ヒートシンク固定具１０をヒートシンク２５と一体的に、熱伝導材２４を載置したパッケージ２２に対して矢印２８に示す鉛直方向から被せる。この際、同図に示すように、係止部１４の先端がパッケージ２２の側面に当接し、直線部１３が水平方向に拡がる。
【００２５】
ヒートシンク２５の底面を熱伝導材２４に当接させた後、傾斜部１２を鉛直方向に僅かに押えることによって、係止部１４は、プリント配線基板２１とパッケージ２２との隙間に挿入される。この状態で、平坦部１１、傾斜部１２、及び、直線部１３を含む全体が板バネとして機能し、係止部１４を鉛直方向に引っ張るため、係止部１４が、パッケージ２２の底面に係止される。なお、ヒートシンク固定具１０の取付けは、ヒートシンク２５をパッケージ２２上に載置した状態で行うことも出来る。
【００２６】
ヒートシンク固定具１０の取外しに際しては、指先又は簡単な治具を用いて、直線部１３を外側に引っ張り、係止部１４の先端をパッケージ２２の側面上に露出させる。この状態で、板バネの作用によって、直線部１３及び係止部１４が鉛直方向に一体的に移動し、係止部１４の係止が解除される。
【００２７】
ヒートシンク固定具１０の取外しに際しては、また、ヒートシンク固定具１０を所定以上の力で鉛直方向に強く引っ張ってもよい。この場合、係止部１４の先端がパッケージ２２の底面に強く当接するため、係止部１４近くの直線部１３の部分に外向きの力が加わり、この部分がパッケージ２２の側面から離隔した形状に変形する。このため、係止部１４は直線部１３と一体的にパッケージ２２側面の外側に向かって移動し、係止部１４の係止が解除される。
【００２８】
ヒートシンク固定具１０の製造に際しては、帯状の板材を折り曲げることによって、容易に製造できる。
【００２９】
本実施形態によれば、直線部１３の下端に接続し、プリント配線基板２１とパッケージ２２との隙間に挿入されパッケージ２２の底面に係止される係止部１４が形成されることによって、プリント配線基板２１やパッケージ２２にヒートシンク固定具１０を通すための貫通孔を形成する必要がない。従って、既存の設計や工程を変える必要がなく、製造コストを低減できる。
【００３０】
ヒートシンク固定具１０を用いたヒートシンク２５の固定に際しては、ヒートシンク固定具１０を鉛直方向にスライドさせるだけでよいので、容易に行うことが出来る。また、ヒートシンク固定具１０の取外しも容易であり、パッケージ２２やヒートシンク２５など修理や交換を容易に行うことが出来る。
【００３１】
図４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２実施形態に係るヒートシンク固定具の構成を示す平面図、正面図、及び、側面図である。ヒートシンク固定具３０は、プリント配線基板上に実装された半導体装置のパッケージと、このパッケージよりも大きな幅を有するヒートシンクとを、双方の側面で互いに固定する一対の部材である。
【００３２】
ヒートシンク固定具３０は、ヒートシンクの上面に沿って延在し先端部がその上面に当接する第１の部分３１と、第１の部分３１から直角に折れ曲がり、ヒートシンクの側面に沿って延在する第２の部分３２と、第２の部分３２から直角に折れ曲がり、ヒートシンクの底面に沿って延在する第３の部分３３と、第３の部分３３から直角に折れ曲がり、パッケージの側面に沿って延在する第４の部分３４と、第４の部分３４から鋭角に折れ曲がり、パッケージの底面でパッケージを係止する第５の部分３５とを有する。
【００３３】
第１の部分３１は、ヒートシンクの上面に対して平行に延在する平坦部３１ａと、平坦部３１ａの先端に形成されたＶ字状の折曲部３１ｂとを有し、折曲部３１ｂの先端がヒートシンクの上面に当接する。ヒートシンク固定具３０は、プリント配線基板とパッケージとの隙間よりも充分に小さな厚みで形成されており、第５の部分３５を、プリント配線基板とパッケージとの隙間に容易に挿入させることが出来る。
【００３４】
図５（ａ）、（ｂ）は、図４のヒートシンク固定具３０を用いてヒートシンク２９を固定した状態の一例を示す正面図及び側面図である。ヒートシンク２９は、第１実施形態と同様に、パッケージ２２上にシート状の熱伝導材２４を介して載置されている。ヒートシンク２９は、パッケージ２２及び熱伝導材２４よりも大きな平面形状を有している。
【００３５】
ヒートシンク２９は、第１実施形態と同様に、頂部のベース面２６上に、互いに平行に延在する複数のフィン２７を備えている。ヒートシンク固定具３０は、隣接するフィン２７の間の隙間を通して、ヒートシンクのベース面２６上、側面上、底面上、及び、パッケージ２２の側面上、底面上にそれぞれ延在し、ヒートシンク２９をパッケージ２２上に固定している。また、同図の例では、ヒートシンク固定具３０は、ヒートシンク２９の一方の端部に２つが取り付けられると共に、フィン２７の延在方向に沿って対向する端部に、対になって取り付けられている。
【００３６】
ヒートシンク固定具３０は、図４に示した状態で、折曲部３１ｂの先端と第３の部分３３との間隔が、ヒートシンク２９の厚みよりも僅かに小さく設定されている。従って、それらの間にヒートシンク２９の側部を挟んだ際に、第１の部分３１、第２の部分３２、及び、第３の部分３３が板バネとして機能し、ヒートシンク２９の側部を適度な力で保持できる。
【００３７】
ヒートシンク固定具３０は、また、図４に示した状態で、第３の部分３３と第５の部分３５の先端との間隔が、ヒートシンク２９の底面からパッケージ２２の底面までの厚みよりも僅かに小さく設定されている。従って、第５の部分３５をパッケージ２２の底面に係止させた際に、第３の部分３３、第４の部分３４、及び、第５の部分３５が板バネとして機能し、適度な力で係止させることが出来る。
【００３８】
ヒートシンク固定具３０を用いたヒートシンク２９の固定に際しては、先ず、ヒートシンク固定具３０の第１の部分３１、第２の部分３２、及び、第３の部分３３を、ヒートシンク２９の側部に取り付ける。熱伝導材２４が載置されたパッケージ２２上に、ヒートシンク固定具３０が取り付けられたヒートシンク２９を、パッケージ２２に対して鉛直方向から被せる。この際、図３と同様に、第５の部分３５の先端がパッケージ２２の側面に当接し、第４の部分３４が水平方向に拡がる。
【００３９】
ヒートシンク２９の底面を熱伝導材２４に当接させた後、平坦部３１ａを鉛直方向に僅かに押えることによって、第２の部分３２、第３の部分３３、第４の部分３４、及び、第５の部分３５が、鉛直方向に一体的に移動する。これによって、第５の部分３５がプリント配線基板２１とパッケージ２２との隙間に挿入される。この状態で、第３の部分３３、第４の部分３４、及び、第５の部分３５が板バネとして機能し、第５の部分３５を鉛直方向に引っ張るため、第５の部分３５が、パッケージ２２の底面に係止される。
【００４０】
ヒートシンク固定具３０の取外しに際しては、第１実施形態と同様に、指先又は簡単な治具を用いて、第４の部分３４を外側に引っ張るか、又は、ヒートシンク２９を所定以上の力で鉛直方向に引っ張る。ヒートシンク固定具３０の製造に際しては、第１実施形態と同様に、帯状の板材を折り曲げることによって、容易に製造できる。
【００４１】
本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加え、ヒートシンク固定具３０が、ヒートシンク２９の側部を保持可能な第１の部分３１、第２の部分３２、及び、第３の部分３３を有することによって、パッケージ２２よりも大きな平面寸法を有するヒートシンク２９を固定できる。従って、パッケージ２２の放熱性を高めて、電子装置の動作性能を向上させることが出来る。
【００４２】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明に係る電子装置のための固定具は、上記実施形態の構成にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１実施形態に係るヒートシンク固定具の構成を示す、平面図、正面図、及び、側面図である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は、図１のヒートシンク固定具を用いてヒートシンクをパッケージ上に固定した状態を示す、正面図、及び、側面図である。
【図３】図１のヒートシンク固定具を用いてヒートシンクをパッケージ上に固定する際の一ステップを示す正面図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２実施形態に係るヒートシンク固定具の構成を示す、平面図、正面図、及び、側面図である。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）は、図４のヒートシンク固定具を用いてヒートシンクをパッケージ上に固定した状態を示す、正面図、及び、側面図である。
【図６】図６（ａ）、（ｂ）は、従来のヒートシンク固定具を用いてヒートシンクをパッケージ上に固定した状態を示す、正面図、及び、側面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０：ヒートシンク固定具
１１：平坦部
１２：傾斜部
１３：直線部
１４：係止部
２１：プリント配線基板
２２：パッケージ
２３：はんだボール
２４：熱伝導材
２５：ヒートシンク
２６：ベース面
２７：フィン
２９：ヒートシンク
３０：ヒートシンク固定具
３１：第１の部分
３１ａ：平坦部
３１ｂ：折曲部
３２：第２の部分
３３：第３の部分
３４：第４の部分
３５：第５の部分
【図１】
2008171854.tif 000003
【図２】
2008171854.tif 000004
【図３】
2008171854.tif 000005
【図４】
2008171854.tif 000006
【図５】
2008171854.tif 000007
【図６】
2008171854.tif 000008