(57)【要約】【課題】複数の発熱体の冷却効果を維持しつつ、プリント配線板の高密度実装を可能とする。【解決手段】本発明の実装構造は、基板３１、第１の冷却ユニット３２、連結機構３８、第１の発熱体３３、第２の発熱体３４、第１の熱伝導グリス３５、第２の熱伝導グリス３６、第２の冷却ユニット３７を具備する。第１の発熱体３３と第２の発熱体３４は、基板３１と第１の冷却ユニット３２との間の位置で基板３１に実装される。第１の熱伝導グリス３５は、第１の冷却ユニット３２と第１の発熱体３３との間に設けられる。第２の熱伝導グリス３６は、第１の冷却ユニット３２と第２の発熱体３４とを熱的に接続する。第２の冷却ユニット３７は、第１の冷却ユニット３２と第１の熱伝導グリス３５とを熱的に接続するとともに、第１の冷却ユニット３２に対して昇降できる。【選択図】図５
2008072062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板との間に隙間を存して前記基板と少なくともその一部が対向する第１の冷却ユニットと、
前記基板と前記第１の冷却ユニットとを連結する連結機構と、
前記基板と前記第１の冷却ユニットとの間の位置で前記基板に実装される第１の発熱体および第２の発熱体と、
前記第１の冷却ユニットと前記第１の発熱体とを熱的に接続する第１の熱伝導グリスと、
前記第１の冷却ユニットと前記第２の発熱体とを熱的に接続する第２の熱伝導グリスと、
前記第１の冷却ユニットと前記第１の熱伝導グリスとの間に設けられ、前記第１の冷却ユニットと前記第１の熱伝導グリスとを熱的に接続するとともに、前記第１の冷却ユニットに対して昇降できる第２の冷却ユニットと、
を具備することを特徴とする実装構造。
【請求項２】
前記第２の冷却ユニットは、
前記第１の熱伝導グリスに当接する平板部と、前記平板部から延びて前記第１の冷却ユニットと係合し、前記平板部の昇降をガイドするガイド部と、を有する熱伝導性の金具と、
前記金具の前記平板部と前記第１の冷却ユニットとの間に設けられるとともに、前記金具を前記第１の熱伝導グリスに押し付ける弾力性を有する熱伝導シートと、
を有することを特徴とする請求項１に記載の実装構造。
【請求項３】
前記平板部および前記熱伝導シートは、前記第１の熱伝導グリスの面積よりも大きい面積を有することを特徴とする請求項２に記載の実装構造。
【請求項４】
前記連結機構は、前記第２の発熱体の近傍に集約的に配置されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の実装構造。
【請求項５】
前記連結機構は、前記基板と前記第１の冷却ユニットとの間の隙間の寸法を、前記第２の発熱体の高さと前記第２の熱伝導グリスの高さとを加算した寸法とするように前記基板と前記第１の冷却ユニットとを連結することを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の実装構造。
【請求項６】
前記連結機構は、前記第２の熱伝導グリスに対して前記第１の冷却ユニットを弾力的に押し付けることを特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれか１項に記載の実装構造。
【請求項７】
前記第１の冷却ユニットは、前記基板に対向する冷却板を有し、
この冷却板は、前記金具の前記平板部と対向する第１の面と、この第１の面に形成される第１の開口部と、前記第１の面とは反対側に位置する第２の面と、この第２の面に形成される第２の開口部と、前記第２の面において前記第２の開口部の周囲を規定する縁部と、前記第１の開口部と前記第２の開口部とを連通するとともに、前記金具の前記ガイド部が通される貫通孔と、を有し、
前記金具は、鉤部を有し、この鉤部は、前記ガイド部から延びて前記第２の面の前記縁部に引っ掛かることを特徴とする請求項２ないし請求項６のいずれか１項に記載の実装構造。
【請求項８】
前記第１の冷却ユニットは、
前記冷却板に熱的に接続されるヒートパイプと、
前記ヒートパイプに熱的に接続される放熱フィンと、
前記放熱フィンを冷却するためのファンと、
を有することを特徴とする請求項７に記載の実装構造。
【請求項９】
筐体と、
前記筐体の内部に収容される実装構造と、
を具備する電子機器であって、
前記実装構造は、
基板と、
前記基板との間に隙間を存して前記基板と少なくともその一部が対向する第１の冷却ユニットと、
前記基板と前記第１の冷却ユニットとを連結する連結機構と、
前記基板と前記第１の冷却ユニットとの間の位置で前記基板に実装される第１の発熱体および第２の発熱体と、
前記第１の冷却ユニットと前記第１の発熱体とを熱的に接続する第１の熱伝導グリスと、
前記第１の冷却ユニットと前記第２の発熱体とを熱的に接続する第２の熱伝導グリスと、
前記第１の冷却ユニットと前記第１の熱伝導グリスとの間に設けられ、前記第１の冷却ユニットと前記第１の熱伝導グリスとを熱的に接続するとともに、前記第１の冷却ユニットに対して昇降できる第２の冷却ユニットと、
を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
前記第２の冷却ユニットは、
前記第１の熱伝導グリスに当接する平板部と、前記平板部から延びて前記第１の冷却ユニットと係合し、前記平板部の昇降をガイドするガイド部と、を有する熱伝導性の金具と、
前記金具の前記平板部と前記第１の冷却ユニットとの間に設けられるとともに、前記金具を前記第１の熱伝導グリスに押し付ける弾力性を有する熱伝導シートと、
を有することを特徴とする請求項９に記載の電子機器。
【請求項１１】
前記平板部および前記熱伝導シートは、前記第１の熱伝導グリスの面積よりも大きい面積を有することを特徴とする請求項１０に記載の電子機器。
【請求項１２】
前記連結機構は、前記第２の発熱体の近傍に集約的に配置されることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の電子機器。
【請求項１３】
連結機構は、前記基板と前記第１の冷却ユニットとの間の隙間の寸法を、前記第２の発熱体の高さと前記第２の熱伝導グリスの高さとを加算した寸法とするように前記基板と前記第１の冷却ユニットとを連結することを特徴とする請求項１０ないし請求項１２のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項１４】
前記連結機構は、前記第２の熱伝導グリスに対して前記第１の冷却ユニットを弾力的に押し付けることを特徴とする請求項１０ないし請求項１３のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項１５】
前記第１の冷却ユニットは、前記基板に対向する冷却板を有し、
この冷却板は、前記金具の前記平板部と対向する第１の面と、この第１の面に形成される第１の開口部と、前記第１の面とは反対側に位置する第２の面と、この第２の面に形成される第２の開口部と、前記第２の面において前記第２の開口部の周囲を規定する縁部と、前記第１の開口部と前記第２の開口部とを連通するとともに、前記金具の前記ガイド部が通される貫通孔と、を有し、
前記金具は、鉤部を有し、この鉤部は、前記ガイド部から延びて前記第２の面の前記縁部に引っ掛かることを特徴とする請求項１０ないし請求項１４のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項１６】
前記第１の冷却ユニットは、
前記冷却板に熱的に接続されるヒートパイプと、
前記ヒートパイプに熱的に接続される放熱フィンと、
前記放熱フィンを冷却するためのファンと、
を有することを特徴とする請求項１５に記載の電子機器。
【請求項１７】
基板と、
前記基板との間に隙間を存して前記基板と少なくともその一部が対向する第１の冷却ユニットと、
前記基板と前記第１の冷却ユニットとを連結する連結機構と、
前記基板と前記第１の冷却ユニットとの間の位置で前記基板に実装される第１の発熱体と、
前記第１の冷却ユニットと前記第１の発熱体とを熱的に接続する第１の熱伝導グリスと、
前記第１の冷却ユニットと前記第１の熱伝導グリスとの間に設けられ、前記第１の冷却ユニットと前記第１の熱伝導グリスとを熱的に接続するとともに、前記第１の冷却ユニットに対して昇降できる第２の冷却ユニットと、
を具備することを特徴とする実装構造。
【請求項１８】
前記第２の冷却ユニットは、
前記第１の熱伝導グリスに当接する平板部と、前記平板部から延びて前記第１の冷却ユニットと係合し、前記平板部の昇降をガイドするガイド部と、を有する熱伝導性の金具と、
前記金具の前記平板部と前記第１の冷却ユニットとの間に設けられるとともに、前記金具を前記第１の熱伝導グリスに押し付ける弾力性を有する熱伝導シートと、
を有することを特徴とする請求項１７に記載の実装構造。
【請求項１９】
前記平板部および前記熱伝導シートは、前記第１の熱伝導グリスの面積よりも大きい面積を有することを特徴とする請求項１８に記載の実装構造。
【請求項２０】
前記第１の冷却ユニットは、前記基板に対向する冷却板を有し、
この冷却板は、前記金具の前記平板部と対向する第１の面と、この第１の面に形成される第１の開口部と、前記第１の面とは反対側に位置する第２の面と、この第２の面に形成される第２の開口部と、前記第２の面において前記第２の開口部の周囲を規定する縁部と、前記第１の開口部と前記第２の開口部とを連通するとともに、前記金具の前記ガイド部が通される貫通孔と、を有し、
前記金具は、鉤部を有し、この鉤部は、前記ガイド部から延びて前記第２の面の前記縁部に引っ掛かることを特徴とする請求項１８または請求項１９に記載の実装構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に実装された発熱体を冷却できる実装構造、およびこれを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、回路部品を冷却する機能を有する実装構造として、次のようなものがある。この実装構造は、基板と、基板に実装された複数の回路部品と、回路部品の上側を覆うとともに回路部品と熱的に接触する放熱カバーと、回路部品の周囲であって放熱カバーの下側に充填された熱伝導材料と、を備えている。この実装構造では、回路部品から発生される熱は、放熱カバーを介して外部に放熱される。また、回路部品の端子部分から発生される熱は、熱伝導材料および放熱カバーを介して放熱される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、回路部品を冷却する機能を有する実装構造として、次のようなものがある。この実装構造は、基板と、基板に実装された回路部品と、回路部品の上側から基板に取り付けられた第１の冷却ユニットと、回路部品と第１の冷却ユニットとの間でこれらを熱的に接続する熱伝導グリスと、熱伝導グリスの周囲を囲む弾性部材と、を具備する。弾性部材は、熱伝導性を有するもので構成される。弾性部材は、基板と第１の冷却ユニットとの間の隙間が小さくなった際に、熱伝導グリスが周囲に漏れてしまうことを防止している（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−２４７７２４号公報
【特許文献２】特開２０００−３３２１６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載される発明では、放熱カバーと回路部品との間に弾性部材が介在されていないため、放熱カバーと回路部品との間に空隙を生じた場合には、放熱カバーと回路部品との間の熱的接続が維持できない問題がある。また、特許文献２に記載される発明では、隙間の変動が小さければよいが、隙間が大きく変動して熱伝導グリスおよび弾性部材に許容範囲を超えた圧力がかかった場合には、弾性部材を回路部品や第１の冷却ユニットに接着している部分から、熱伝導グリスが漏れ出す事態も起こりうる。
【０００５】
本発明の目的は、複数の発熱体の冷却効果を維持しつつ、プリント配線板の高密度実装を可能とする実装構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る実装構造は、基板と、基板と、前記基板との間に隙間を存して前記基板と少なくともその一部が対向する第１の冷却ユニットと、前記基板と前記第１の冷却ユニットとを連結する連結機構と、前記基板と前記第１の冷却ユニットとの間の位置で前記基板に実装されるとともに、前記第１の冷却ユニットによって冷却される第１の発熱体および第２の発熱体と、前記第１の冷却ユニットと前記第１の発熱体とを熱的に接続する第１の熱伝導グリスと、前記第１の冷却ユニットと前記第２の発熱体とを熱的に接続する第２の熱伝導グリスと、前記第１の冷却ユニットと前記第１の熱伝導グリスとの間に設けられ、前記第１の冷却ユニットと前記第１の熱伝導グリスとを熱的に接続するとともに、前記第１の冷却ユニットに対して昇降できる第２の冷却ユニットと、を具備する。
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る電子機器は、筐体と、前記筐体の内部に収容される実装構造と、を具備する電子機器であって、前記実装構造は、基板と、前記基板との間に隙間を存して前記基板と少なくともその一部が対向する第１の冷却ユニットと、前記基板と前記第１の冷却ユニットとを連結する連結機構と、前記基板と前記第１の冷却ユニットとの間の位置で前記基板に実装されるとともに、前記第１の冷却ユニットによって冷却される第１の発熱体および第２の発熱体と、前記第１の冷却ユニットと前記第１の発熱体とを熱的に接続する第１の熱伝導グリスと、前記第１の冷却ユニットと前記第２の発熱体とを熱的に接続する第２の熱伝導グリスと、前記第１の冷却ユニットと前記第１の熱伝導グリスとの間に設けられ、前記第１の冷却ユニットと前記第１の熱伝導グリスとを熱的に接続するとともに、前記第１の冷却ユニットに対して昇降できる第２の冷却ユニットと、を備える。
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明の他の形態に係る実装構造は、基板と、前記基板との間に隙間を存して前記基板と少なくともその一部が対向する第１の冷却ユニットと、前記基板と前記第１の冷却ユニットとを連結する連結機構と、記基板と前記第１の冷却ユニットとの間の位置で前記基板に実装されるとともに、前記第１の冷却ユニットによって冷却される第１の発熱体と、前記第１の冷却ユニットと前記第１の発熱体との間に設けられるとともに、前記第１の発熱体と熱的に接続される第１の熱伝導グリスと、前記第１の冷却ユニットと前記第１の熱伝導グリスとの間に設けられ、前記第１の冷却ユニットと前記第１の熱伝導グリスとを熱的に接続するとともに、前記第１の冷却ユニットに対して昇降できる第２の冷却ユニットと、を具備する。
【発明の効果】
【０００９】
複数の発熱体の冷却効果を維持しつつ、プリント配線板の高密度実装を可能にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、図１から図７を参照して、本発明の実装構造を適用した電子機器の第１の実施形態について説明する。電子機器の一例であるポータブルコンピュータ１１は、本体ユニット１２と、表示ユニット１３と、本体ユニット１２と表示ユニット１３との間に設けられるヒンジ部１４と、を備えている。ヒンジ部１４は、表示ユニット１３を回動可能に支持している。表示ユニット１３は、ディスプレイ１５を有している。
【００１１】
本体ユニット１２は、樹脂製の筐体２１と、キーボード２２と、ポインティングデバイスであるタッチパッド２３およびボタン２４と、を有している。
【００１２】
図１と図２に示すように、筐体２１の内部に、実装構造２５が収容されている。図３から図５に示すように、実装構造２５は、基板３１、第１の冷却ユニット３２、第１の発熱体３３、第２の発熱体３４、第１の熱伝導グリス３５、第２の熱伝導グリス３６、第２の冷却ユニット３７、連結機構３８およびバックプレート３９を具備している。基板３１は、銅製の配線層を積層したプリント配線板である。図４と図５に示すように、基板３１は、後述するスタッド本体５２の雄ねじ部５５が貫通する計４個の孔部３０を有している。
【００１３】
図５に示すように、第１の発熱体３３は、基板３１と第１の冷却ユニット３２との間の位置で、基板３１に実装されている。図４に示すように、第１の発熱体３３は、例えば、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）形の半導体パッケージであり、例えばノースブリッジで構成されている。第１の発熱体３３は、内部に半導体素子を埋め込んだモールド樹脂３３Ａと、接続端子となる半田ボール３３Ｂとを有している。第２の発熱体３４は、同じく基板３１と第１の冷却ユニット３２との間の位置で、基板３１に実装されている。第２の発熱体３４は、例えば、ＢＧＡ形の半導体パッケージであり、例えばグラフィックスチップで構成されている。第２の発熱体３４は、内部に半導体素子を埋め込んだモールド樹脂３４Ａと、接続端子となる半田ボール３４Ｂとを有している。第１の発熱体３３および第２の発熱体３４は、主として第１の冷却ユニット３２によって冷却される。本実施形態では、第１の発熱体３３および第２の発熱体３４は、ノースブリッジやグラフィックスチップに限られず、例えばＣＰＵなどの他の発熱体であってもよい。
【００１４】
図３から図５に示すように、第１の冷却ユニット３２は、少なくともその一部が基板３１と平行となるように、基板３１に向かい合っており、すなわち、基板３１に対向している。第１の冷却ユニット３２と基板３１との間には、隙間２９が設けられている。したがって、基板３１と第１の冷却ユニット３２とは、隙間２９を間に挟んで上下に正対するように配置されている。第１の冷却ユニット３２は、図５に示すように、基板３１に対して、第１の発熱体３３および第２の発熱体３４を間に挟んだ反対側に設けられている。
【００１５】
図２から図５に示すように、第１の冷却ユニット３２は、基板３１と平行に向かい合う冷却板４５と、冷却板４５に熱的に接続される２個のヒートパイプ４６と、ヒートパイプ４６に熱的に接続される２個の放熱フィン４７と、放熱フィン４７を冷却するためのファン４８と、を有している。ヒートパイプ４６は、例えば銅材料により形成されている。冷却板４５とヒートパイプ４６とは、例えばろう付けにより固着される。第１の冷却ユニット３２により、第１の発熱体３３と第２の発熱体３４とから発生した熱を外部に放出することができる。
【００１６】
連結機構３８は、基板３１と第１の冷却ユニット３２とが対向するようにこれらを連結している。図５に示すように、連結機構３８は、基板３１と第１の冷却ユニット３２との間の隙間２９の寸法を、第２の発熱体３４の高さと第２の熱伝導グリス３６の高さとを加算した寸法とするように基板３１と第１の冷却ユニット３２とを連結している。連結機構３８は、第２の発熱体３４の角部に対応する位置に、計４本のスタッド５１を有している。このため、連結機構３８は、第２の発熱体の近傍に集約的に配置されている。
【００１７】
スタッド５１は、基板３１と冷却板４５とを連結している。スタッド５１は、基板３１と冷却板４５との間に位置するスタッド本体５２と、冷却板４５を貫いてスタッド本体５２に締結されるねじ５３と、冷却板４５とねじ５３との間に設けられるばね５４と、を含んでいる。スタッド本体５２は、基板３１を貫いてバックプレート３９に螺合される雄ねじ部５５と、ねじ５３が締結される雌ねじ穴５６とを有している。一方、バックプレート３９は、雌ねじ孔５７を有している。スタッド本体５２の雄ねじ部５５は、このバックプレート３９の雌ねじ孔５７に螺合している。連結機構３８のばね５４により、冷却板４５は、所定の押し圧で第２の熱伝導グリス３６および第２の発熱体３４に弾力的に押し付けられる。その際、バックプレート３９は、補強板の役割を果たし、冷却板４５の圧力で、基板３１に撓みを生じてしまうことを防止する。
【００１８】
冷却板４５は、例えば、アルミニウム合金（アルミニウムダイキャスト）により板状に形成される。図２から図５に示すように、冷却板４５は、第１の面６１、第１の開口部６２、第２の面６３、第２の開口部６４、縁部６５、および貫通孔６６を有している。第１の面６１は、第２の冷却ユニット３７の後述する金具７１の平板部７１Ａと対向している。第１の開口部６２は、第１の面６１に形成されている。第２の面６３は、第１の面６１とは反対側に位置している。第２の開口部６４は、第２の面６３に形成されている。第２の面６３は、縁部６５を含み、縁部６５は、第２の面６３において第２の開口部６４の周囲を規定している。貫通孔６６は、第１の開口部６２と第２の開口部６４とを連通する。貫通孔６６に、金具７１の後述するガイド部７１Ｂが通される。
【００１９】
第１の熱伝導グリス３５は、例えば、シリコーンオイルベースのオイルコンパウンドで構成されている。図５に示すように、第１の熱伝導グリス３５は、第１の発熱体３３のモールド樹脂３３Ａの上側に塗布されている。第１の熱伝導グリス３５は、第１の発熱体３３と第１の冷却ユニット３２との間に設けられており、第１の発熱体３３と熱的に接続されている。第２の熱伝導グリス３６も同様に、例えば、シリコーンオイルベースのオイルコンパウンドで構成されている。図５に示すように、第２の熱伝導グリス３６は、第２の発熱体３４のモールド樹脂３４Ａの上側に塗布されている。第２の熱伝導グリス３６は、第２の発熱体３４と第１の冷却ユニット３２との間の位置で、第２の発熱体３４と第１の冷却ユニット３２とを熱的に接続している。
【００２０】
第２の冷却ユニット３７は、第１の冷却ユニット３２と第１の熱伝導グリス３５との間に設けられている。第２の冷却ユニット３７は、第１の冷却ユニット３２と第１の熱伝導グリス３５とを熱的に接続するとともに、第１の冷却ユニット３２に対して昇降することができる。
【００２１】
第２の冷却ユニット３７は、熱伝導性の金具７１と、熱伝導シート７２とを有する。金具７１は、熱拡散性の材料、例えば銅により構成されている。金具７１は、第１の熱伝導グリス３５に当接する平板部７１Ａと、平板部７１Ａから延びて第１の冷却ユニット３２と係合するガイド部７１Ｂと、を有している。ガイド部７１Ｂは、平板部７１Ａと直交する方向に延びている。ガイド部７１Ｂにより、平板部７１Ａの昇降をガイドすることができる。熱伝導シート７２は、金具７１の平板部７１Ａと第１の冷却ユニット３２との間に設けられている。熱伝導シート７２は、金具７１の平板部７１Ａの面積と同等か、それよりも小さい面積を有し、板形状をなしている。熱伝導シート７２は、例えば、平板部７１Ａに接着されている。図４と図５に示すように、金具７１の平板部７１Ａと熱伝導シート７２とは、第１の熱伝導グリス３５の面積よりも大きい面積を有している。
【００２２】
熱伝導シート７２は、例えば、シリコンゴムシートで構成されており、熱伝導性および絶縁性を有している。この熱伝導シート７２は、さらに、弾力性を有している。図５に示す実装状態において、熱伝導シート７２は、連結機構３８のねじ５３の締め付けと、ばね５４の押し圧により、所定の厚さ分だけ圧縮された状態にある。熱伝導シート７２は、その圧縮に対する反作用により、金具７１の平板部７１Ａを第１の熱伝導グリス３５に対して押し付けることができる。
【００２３】
金具７１は、平板部７１Ａの４箇所の角部に対応する位置に、鉤部７１Ｃを有している。鉤部７１Ｃは、ガイド部７１Ｂの端部からガイド部７１Ｂの延びる方向と直交する方向に延びている。鉤部７１Ｃは、冷却板４５の縁部６５に引っ掛かるように形成される。鉤部７１Ｃにより、金具７１は、冷却板４５から吊り下げられた状態をとることができる。なお、金具７１を冷却板４５に装着する際には、金具７１のガイド部７１Ｂを内側に撓ませることにより、鉤部７１Ｃおよびガイド部７１Ｂを貫通孔６６に通すようにする。
【００２４】
図２と図６を参照して、第１の冷却ユニット３２による第１の発熱体３３の冷却作用について説明する。第１の発熱体３３から発生した熱は、第１の熱伝導グリス３５によって第２の冷却ユニット３７に伝達される。この熱は、第２の冷却ユニット３７の金具７１、すなわち平板部７１Ａを経由して拡散し、熱伝導シート７２に伝えられる。熱伝導シート７２に伝達された熱は、冷却板４５およびヒートパイプ４６を経由して放熱フィン４７に伝えられる。放熱フィン４７において、ファン４８によって空冷され、筐体２１に設けられた切欠部７３を介して、この熱が筐体２１の外部に放出される。
【００２５】
続いて、図７を参照して、第２の冷却ユニット３７の作用について、第２の発熱体３４の高さが高くなった場合を例に説明する。本実施形態の第２の冷却ユニット３７は、第２の発熱体３４の高さに違いが生じた場合であっても、その高さの違いを吸収して、第１の発熱体３３と熱的な接続を維持することができる。
【００２６】
図７では、第２の発熱体３４の半田ボール３４Ｂを用いた半田接続部の高さに違いを生じており、図５に示すものよりも、第２の発熱体３４の位置が高くなっている。また、第２の熱伝導グリス３６の厚さも、その塗布量のばらつきにより図５に示すものよりも厚くなっている。このため、第１の冷却ユニット３２は全体として、その取り付け位置が高くなっている。図７において、図５に示した冷却板４５の高さを２点鎖線で示す。
【００２７】
一方、第１の発熱体３３の近傍では、第１の冷却ユニット３２に対して、第２の冷却ユニット３７は下降することができる。すなわち、第１の冷却ユニット３２の取り付け位置が上昇すると、第２の冷却ユニット３７の熱伝導シート７２が膨張し、膨張前よりも押し付け力は若干弱くなるものの、金具７１を第１の発熱体３３の方向に押し付ける。こうして、第２の冷却ユニット３７は、第２の発熱体３４の半田接続部の高さの違いと、第２の熱伝導グリス３６の高さの違いとを吸収する。第２の冷却ユニット３７により、第１の発熱体３３と第１の冷却ユニット３２との間の熱的な接続を維持することができる。
【００２８】
以上がポータブルコンピュータ１１の実施形態である。本実施形態によれば、実装構造２５は、第２の冷却ユニット３７を備えており、第２の冷却ユニット３７は、第１の冷却ユニット３２と第１の熱伝導グリス３５とを熱的に接続するとともに、第１の冷却ユニット３２に対して昇降することができる。これにより、第２の発熱体３４の半田接続部の高さや第２の熱伝導グリス３６の高さが変化して、基板３１と第１の冷却ユニット３２との間の隙間２９に変動を生じた場合であっても、第１の冷却ユニット３２と第１の発熱体３３との間の接続部において、この変動を許容することができる。より具体的には、基板３１と第１の冷却ユニット３２との間の隙間２９が小さくなっても、第１の熱伝導グリス３５に高負荷がかかってこれが周囲に漏れ出したりする事態を防止できる。また、基板３１と第１の冷却ユニット３２との間の隙間２９が大きくなっても、第１の熱伝導グリス３５と第１の冷却ユニット３２との間に空隙を生じたりする事態を防止できる。
【００２９】
第２の冷却ユニット３７は、平板部７１Ａとガイド部７１Ｂとを有する熱伝導性の金具７１と、金具７１を第１の熱伝導グリス３５に押し付ける弾力性を有する熱伝導シート７２と、を有している。このように、第２の冷却ユニット３７が熱伝導性の金具７１と、熱伝導シート７２との組み合わせで構成されるため、第２の冷却ユニット３７を設ける構造であっても、第１の発熱体３３の放熱性が低下することを防止できる。
【００３０】
平板部７１Ａおよび熱伝導シート７２は、第１の熱伝導グリス３５の面積よりも大きい面積を有している。通常、熱伝導シート７２は熱伝導グリスよりも熱伝導性において劣ることが多いが、この構成によれば、第１の発熱体３３から発生した熱を金具７１の平板部７１Ａを介して広い面積に拡散しつつ、第１の冷却ユニット３２へ伝達できる。このように、平板部７１Ａによって広い面積に熱が拡散されれば、熱拡散の過程で温度を低下させることができる。また、広い面積で熱を伝達できれば、熱伝導をより効率的に行うことができる。以上により、第１の冷却ユニット３２と第１の発熱体３３との間の隙間２９の変動を許容しつつ、第１の発熱体３３の冷却性能の向上を図ることができる。
【００３１】
連結機構３８は、第２の発熱体３４の近傍に集約的に配置される。このため、第１の発熱体３３の周囲には、連結機構３８のスタッド５１などが配置されることがない。これにより、第１の発熱体３３の周囲の構造を簡略化して、基板３１上のスペースの使用効率を向上できる。特に、第１の発熱体３３の周囲に孔部３０を設ける必要がなくなるため、第１の発熱体３３の周囲に配線や回路部品を高密度で実装することができる。
【００３２】
連結機構３８は、基板３１と第１の冷却ユニット３２との間の隙間２９の寸法を、第２の発熱体３４の高さと第２の熱伝導グリス３６の高さとを加算した寸法とするように基板３１と第１の冷却ユニット３２とを連結している。これにより、第２の発熱体３４と第２の熱伝導グリス３６との間の熱的接続と、第２の熱伝導グリス３６と第１の冷却ユニット３２との熱的接続と、を確実にすることができる。一方、第１の発熱体３３の近傍においては、第２の冷却ユニット３７により、第１の発熱体３３と第１の冷却ユニット３２との間の熱的な接続が維持されている。このため、上記構成によれば、第１の発熱体３３と第１の冷却ユニット３２との間の熱的接続のみならず、第２の発熱体３４と第１の冷却ユニット３２との間の熱的接続も確保することができる。
【００３３】
連結機構３８は、第２の熱伝導グリス３６に対して第１の冷却ユニット３２を弾力的に押し付けている。この構成によれば、例えば経年劣化等により、基板３１と第１の冷却ユニット３２との間の隙間２９の寸法が変化する場合であっても、第２の発熱体３４と第１の冷却ユニット３２との間の熱的接続を維持することができる。一方、第１の発熱体３３の近傍において上記理由で隙間２９の寸法が変化する場合には、第２の冷却ユニット３７の熱伝導シート７２により、第１の発熱体３３と第１の冷却ユニット３２との間の熱的接続を維持できる。
【００３４】
また上記構成によれば、ポータブルコンピュータ１１に外部から衝撃が加えられた際には、第１の冷却ユニット３２が第２の熱伝導グリス３６に対して押し付けられた状態のままになることが防止される。これにより、第２の熱伝導グリス３６に高負荷が加えられることを回避して、第２の熱伝導グリス３６が周囲に漏れ出すことを防止できる。一方、第１の発熱体３３の周囲では、同様の衝撃が外部から加えられた際に、第２の冷却ユニット３７が昇降し、その熱伝導シート７２が衝撃を吸収する。このため、上記構成によれば、第１の熱伝導グリス３５および第２の熱伝導グリス３６のいずれにも高負荷が加えられることを回避できる。よって、第１の熱伝導グリス３５および第２の熱伝導グリス３６が周囲に漏れ出すことを防止できる。
【００３５】
金具７１は、鉤部７１Ｃを有し、この鉤部７１Ｃは、第２の面６３の縁部６５に引っ掛かる。このため、金具７１を第１の冷却ユニット３２の冷却板４５と一体に構成することができる。これにより、第１の冷却ユニット３２を基板３１に実装する際に、冷却板４５と金具７１とを一括して取り付けて、実装作業を効率よく行うことができる。
【００３６】
第１の冷却ユニット３２は、冷却板４５に加え、ヒートパイプ４６と、放熱フィン４７と、ファン４８と、を有している。このため、冷却板４５に伝達された熱をヒートパイプ４６、放熱フィン４７、ファン４８を介して大気に放熱することができる。これにより、第１の冷却ユニット３２の冷却性能をさらに向上させることができる。
【００３７】
続いて、図８を参照して、本発明の電子機器の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、主として第１の実施形態と異なる部分について説明し、共通する部分については共通の符号を付して説明を省略する。
【００３８】
第２の実施形態の電子機器の一例であるポータブルコンピュータ８０は、筐体の内部に、実装構造８１を備えている。実装構造８１は、第１の実施形態と異なり、第１の発熱体３３を備えているが、第２の発熱体を備えていない。すなわち、実装構造８１は、基板３１、第１の冷却ユニット８２、第１の発熱体３３、第１の熱伝導グリス３５、第２の冷却ユニット３７、連結機構３８およびバックプレート３９を具備している。第１の冷却ユニット８２は、少なくともその一部が基板３１と平行となるように、基板３１と向かい合っている。基板３１と第１の冷却ユニット８２との間には、隙間２９が設けられている。したがって、基板３１と第１の冷却ユニット８２とは、隙間２９を間に挟んで上下に正対するように配置されている。
【００３９】
第１の発熱体３３は、基板３１と第１の冷却ユニット８２との間の位置で、基板３１に実装されている。第１の発熱体３３は、例えば、ＢＧＡ形の半導体パッケージであり、例えばノースブリッジで構成されている。なお、第１の発熱体３３は、ノースブリッジに限定されるものではなく、グラフィックスチップやＣＰＵであってもよい。
【００４０】
第１の冷却ユニット８２は、基板３１に対向する冷却板８３と、冷却板８３に熱的に接続されるヒートパイプ４６と、ヒートパイプ４６に熱的に接続される図示しない放熱フィンと、放熱フィンを冷却するための図示しないファンと、を有している。
【００４１】
連結機構３８は、第１の発熱体３３の角部に対応する位置に、計４本のスタッド５１を有している。スタッド５１は、基板３１と冷却板８３とを連結している。スタッド５１は、基板３１と冷却板８３との間に位置するスタッド本体５２と、冷却板８３を貫いてスタッド本体５２に締結されるねじ５３と、冷却板８３とねじ５３との間に設けられるばね５４と、を含んでいる。スタッド本体５２は、基板３１を貫いてバックプレート３９に螺合される雄ねじ部５５と、ねじ５３が締結される雌ねじ穴５６と、を有している。一方、バックプレート３９は、雌ねじ孔５７を有している。スタッド本体５２の雄ねじ部５５は、このバックプレート３９の雌ねじ孔５７に螺合できる。連結機構３８のばね５４により、冷却板８３は、所定の押し圧で第１の発熱体３３および第２の発熱体３４に弾力的に押し付けられている。
【００４２】
第２の冷却ユニット３７は、熱伝導性の金具７１と、熱伝導シート７２とを有する。金具７１は、平板部７１Ａと、ガイド部７１Ｂとを有している。金具７１の平板部７１Ａと熱伝導シート７２とは、第１の熱伝導グリス３５の面積よりも大きい面積を有している。
【００４３】
本実施形態では、第１の発熱体３３から発生した熱は、第１の熱伝導グリス３５、金具７１の平板部７１Ａ、熱伝導シート７２、および冷却板８３を経由して、ヒートパイプ４６および冷却フィンに伝達される。冷却フィンにおいて、ファンにより当該熱が大気に放出される。
【００４４】
第２の実施形態によれば、実装構造８１は、第２の冷却ユニット３７を具備し、第２の冷却ユニット３７は、第１の冷却ユニット８２と第１の熱伝導グリス３５とを熱的に接続するとともに、第１の冷却ユニット８２に対して昇降できる。このため、何らかの理由で基板３１と第１の冷却ユニット８２との間の隙間２９を調整しなければならない場合でも、第２の冷却ユニット３７によって第１の発熱体３３と第１の冷却ユニット８２との間の隙間２９の変動を許容して、第１の発熱体３３と第１の冷却ユニット８２との熱的接続を維持することができる。また、外部から衝撃が加わった際にも、第２の冷却ユニット３７によって衝撃を吸収できるため、第１の熱伝導グリス３５に高負荷がかかることを防止できる。
【００４５】
第２の冷却ユニット３７は、平板部７１Ａとガイド部７１Ｂとを有する熱伝導性の金具７１と、弾力性を有する熱伝導シート７２と、を有している。これにより、第２の冷却ユニット３７を設けても、第１の発熱体３３の冷却性能の低下を防止できる。
【００４６】
平板部７１Ａおよび熱伝導シート７２は、第１の熱伝導グリス３５の面積よりも大きい面積を有している。これにより、第１の発熱体３３と第１の冷却ユニット８２との間の隙間２９変動の許容と、第１の発熱体３３の放熱性を向上とを図ることができる。
【００４７】
金具７１は、鉤部７１Ｃを有し、この鉤部７１Ｃは、第２の面６３の縁部６５に引っ掛かる。このため、金具７１を第１の冷却ユニット８２の冷却板８３と一体に構成できる。これにより、第１の冷却ユニット８２を基板３１に実装する際に、冷却板８３と金具７１とを一括して実装できる。
【００４８】
第１の冷却ユニット８２は、冷却板８３に加え、ヒートパイプ４６、放熱フィン、およびファンを備えている。このため、第１の発熱体３３の冷却効率をさらに向上させることができる。
【００４９】
本発明の実装構造２５、８１および電子機器は、ポータブルコンピュータ用に限らず、例えば携帯情報端末のようなその他の電子機器に対しても実施可能である。
【００５０】
第１、第２の実施形態において、第１の発熱体３３および第２の発熱体３４は、ＢＧＡ形の半導体パッケージで構成されているが、これに限定されるものではなく、熱を発生するような部品であればどのような部品であってもよい。例えば、第１の発熱体３３および第２の発熱体３４のいずれか一方は、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ）形の半導体パッケージであってもよいし、電源回路に用いられるコイルであってもよい。コイルは、電源回路において、電流のエネルギーを内部に貯める役割を果たす。
【００５１】
また、上記第１および第２の実施形態では、実装構造２５、８１の第１の冷却ユニット３２、８２は、冷却板４５、８３のほかにヒートパイプ４６および冷却用フィン４７およびファン４８を有しているが、冷却板８３に直接に冷却用フィンを設けて、冷却板８３において熱を大気に放出するようにしてもよい。
【００５２】
さらに、上記第１および第２の実施形態において、金具７１のガイド部７１Ｂおよび鉤部７１Ｃは、平板部７１Ａの角部に対応する４箇所に設けられているが、平板部７１Ａの対向する２辺に対応して、２箇所に設けてもよい。また、第２の冷却ユニット３７は、第１の冷却ユニット３２、８２に対して昇降できる構造であれば、どのような形態であってもよい。その他、実装構造および電子機器は、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るポータブルコンピュータを示す斜視図。
【図２】図１に示すポータブルコンピュータの筐体内に収容される実装構造を示す断面図。
【図３】図２に示す実装構造を示す斜視図。
【図４】図３に示す実装構造を分解して示す斜視図。
【図５】図２に示す実装構造をＦ５−Ｆ５線の位置で切断して示す断面図。
【図６】図５に示す実装構造の第１の発熱体の周囲を拡大して示す断面図。
【図７】図５に示す実装構造に対して、第１の冷却ユニットの取り付け位置が高くなった場合を示す断面図。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るポータブルコンピュータの実装構造を示す斜視図。
【符号の説明】
【００５４】
１１、８０…ポータブルコンピュータ、２１…筐体、２５、８１…実装構造、２９…隙間、３１…基板、３２、８２…第１の冷却ユニット、３３…第１の発熱体、３４…第２の発熱体、３５…第１の熱伝導グリス、３６…第２の熱伝導グリス、３７…第２の冷却ユニット、３８…連結機構、４５、８３…冷却板、４６…ヒートパイプ、４７…放熱フィン、４８…ファン、６１…第１の面、６２…第１の開口部、６３…第２の面、６４…第２の開口部、６５…縁部、６６…貫通孔、７１…金具、７１Ａ…平板部、７１Ｂ…ガイド部、７１Ｃ…鉤部、７２…熱伝導シート
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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