(57)【要約】【課題】余分な実装スペースを要さず、絶縁耐圧を低下させることなく放熱効率を向上する放熱機構、放熱方法を提供する。【解決手段】プリント基板１１０と、発熱体１２０の発熱を放熱する放熱部材１３０と、放熱部材１３０からプリント基板１１０へ熱伝導する放熱手段１４０とで構成する。【選択図】    図１
2008305949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板と、発熱体の発熱を放熱する放熱部材と、前記放熱部材から前記プリント基板へ熱伝導する放熱手段とを有することを特徴とする放熱機構。
【請求項２】
前記放熱手段は、前記放熱部材を前記プリント基板へ固定する固定部材と、前記プリント基板と前記固定部材との接続部に設ける弾性絶縁放熱部材とを有することを特徴とする請求項１記載の放熱機構。
【請求項３】
プリント基板と、前記プリント基板上に実装する電子部品と、前記電子部品の発熱を放熱する放熱部材と、前記放熱部材を前記プリント基板へ固定する固定部材と、前記プリント基板と前記固定部材との接続部に設ける弾性絶縁放熱部材とを有することを特徴とする放熱機構。
【請求項４】
前記プリント基板は、内部パターン層が露出するスルーホールを有し、前記弾性絶縁放熱部材は、前記内部パターン層と接続することを特徴とする請求項２または３記載の放熱機構。
【請求項５】
前記固定部材は、前記放熱部材と接続する金具部を有し、前記金具部は、前記弾性絶縁放熱部材を固定する取付部を有することを特徴とする請求項４記載の放熱機構。
【請求項６】
前記固定部材は、前記放熱部材と接続する金具部と、前記弾性絶縁放熱部材を挿入し前記スルーホールと嵌合するシャフトとを有することを特徴とする請求項４記載の放熱機構。
【請求項７】
前記内部パターン層は、グランド層を有することを特徴とする請求項４記載の放熱機構。
【請求項８】
前記弾性絶縁放熱部材は、円筒形状を有することを特徴とする請求項２、３、４、６、７の何れか１項記載の放熱機構。
【請求項９】
前記弾性絶縁放熱部材は、円柱形状を有することを特徴とする請求項２、３、４、５、７の何れか１項記載の放熱機構。
【請求項１０】
プリント基板へ実装する電子部品の発熱を放熱部材で放熱し、固定部材を介して前記放熱部材を前記プリント基板へ接続する放熱方法であって、前記プリント基板と前記固定部材との接続部を弾性絶縁放熱部材により接続することを特徴とする放熱方法。
【請求項１１】
前記プリント基板は、内部パターン層がスルーホールで露出し、前記弾性絶縁放熱部材と前記内部パターン層とを接続することを特徴とする請求項１０記載の放熱方法。
【請求項１２】
前記固定部材は、金具部により前記放熱部材と接続し、前記金具部の取付部で固定する前記弾性絶縁放熱部材を介して前記プリント基板と接続することを特徴とする請求項１０または１１記載の放熱方法。
【請求項１３】
前記固定部材は、金具部と前記放熱部材とを接続し、前記スルーホールと嵌合するシャフトと前記スルーホールとの間に設ける前記弾性絶縁放熱部材を介して前記プリント基板と接続することを特徴とする請求項１０または１１記載の放熱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱機構、放熱方法に関し、特に、プリント基板上の電子部品の発熱を放熱する放熱部材（ヒートシンク）の放熱効率を向上させる放熱機構、放熱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板上へ実装する電子部品の発熱容量が大きいとき、放熱機構は、電子部品が満足する温度条件を確保するため、放熱効果を向上させる必要がある。
【０００３】
そこで、プリント基板上の電子部品の発熱を放熱し、冷却効果を向上させる関連技術としては、特許文献１、特許文献２などの技術がある。
【０００４】
特許文献１のヒートシンクの固定機構は、弾性体に接合端と１つ以上の固定部とを設け、接合端は凸部を設けてヒートシンクの側面に設けた嵌合溝と接合する。ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）搭載の回路基板に対して固定部を弾性体の弾発力に抗して固定することにより、弾性体は、ＣＰＵに対してヒートシンクを密着させる。
【０００５】
特許文献２の電子機器は、基板に搭載の発熱性部品、ヒートシンクの内、基板の裏面に突出している端子と、基板と空間を有して設けた板金との間に熱伝導性の良いシリコンゴムを圧縮して設ける。熱発生部品からの熱を板金に放熱させることにより、発熱性部品の冷却効果は、向上する。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−００５３９６号公報
【特許文献２】特開２００５−３１０９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
実装上の制約条件に起因するヒートシンクの物理的大きさ・表面積とＣＰＵの発熱容量との関係から、ヒートシンクから大気中への放熱のみでは、ＣＰＵは、満足する温度条件を得ることができない場合がある。
【０００８】
上記特許文献１は、ヒートシンクを固定する弾性体と回路基板間との間は、絶縁処理を施しており、絶縁処理によりヒートシンクから回路基板へ熱が伝導しない。
【０００９】
従って、ヒートシンクから大気中への放熱のみであり、特許文献１は、ＣＰＵが満足する温度条件を得ることができない場合があるという課題がある。
【００１０】
上記特許文献２は、発熱性部品、ヒートシンクからの熱を伝導するための板金を基板の下側に配置するため、板金の実装スペースを余分に要し、電子機器の高さ寸法が大きくなるという課題がある。また、基板の裏面に突出している端子は、全て熱伝導性の良いシリコンゴムで接続する状態となるため、絶縁耐圧が低下するという課題がある。
【００１１】
本発明の目的は、ヒートシンクからプリント基板へ熱伝導させることにより、余分な実装スペースを要さず、絶縁耐圧を低下させることなく放熱効率を向上する放熱機構、放熱方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の放熱機構は、プリント基板と、発熱体の発熱を放熱する放熱部材とを有し、放熱部材からプリント基板へ熱伝導する放熱手段を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の放熱方法は、プリント基板へ実装する電子部品の発熱を放熱部材で放熱し、固定部材を介して放熱部材をプリント基板へ接続する放熱方法であって、プリント基板と固定部材との接続部を弾性絶縁放熱部材により接続することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の放熱機構、放熱方法は、放熱効率が向上するという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
［実施例１］
本発明の第１の実施例について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施例の放熱機構１００の概略構成図を示す。
【００１８】
図１を参照すると、放熱機構１００は、プリント基板１１０と、発熱体１２０の発熱を伝導して放熱する放熱部材１３０と、放熱部材１３０からプリント基板１１０へ熱伝導する放熱手段１４０とで構成する。
【００１９】
次に、上述のように構成した放熱機構１００の動作について説明する。
【００２０】
発熱体１２０から発生する熱は、放熱部材１３０へ伝達される。放熱部材１３０は、大気中へ放熱すると共に、放熱手段１４０によりプリント基板１１０へ熱を伝達する。プリント基板１１０は、放熱機構１００を取り付ける筐体（図示せず）へ熱を伝達する。
【００２１】
従って、放熱機構１００は、放熱部材１３０からの放熱量が増加し、放熱効率が向上する。
【００２２】
［実施例２］
本発明の第２の実施例について図面を参照して説明する。
【００２３】
図２は、本発明の第２の実施例を示す放熱機構２００の概略構成図、図３は、図２中のＡ部詳細図である。
【００２４】
図２、３を参照すると、放熱機構２００は、プリント基板２１０と、電子部品２２０と、放熱部材２３０と、固定部材２４０と、弾性絶縁放熱部材２６０とで構成する。なお、図３に示す内部パターン層は、一例であり、グランド層２１１と電源層２１２と信号層２１３との各々の層数、各層の配置は、限定されるものではない。
【００２５】
電子部品２２０は、集積回路、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、トランジスタなどの発熱部品であり、プリント基板２１０上に実装される。
【００２６】
放熱部材２３０は、金属材料で制作するヒートシンクであり、電子部品２２０から発生する熱を伝達し、電子部品２２０の温度上昇を抑制する。
【００２７】
固定部材２４０は、放熱部材２３０をプリント基板２１０へ固定し熱的接続を行う仲介物となる。
【００２８】
固定部材２４０は、放熱部材２３０と接続する金具部２４１と、弾性絶縁放熱部材２６０を挿入しスルーホール２５０と嵌合するシャフト２４２とで構成する。
【００２９】
プリント基板２１０は、内部パターン層の内、グランド層２１１が露出するスルーホール２５０を設ける。
【００３０】
弾性絶縁放熱部材２６０は、円筒形状をなし、シャフト２４２へ挿入した状態で、スルーホール２５０へ圧入し、グランド層２１１に接続する。
【００３１】
ここに、弾性絶縁放熱部材２６０は、例えば、シリコン放熱材料を使用する。熱伝導率は、１〜６Ｗ／ｍ・ｋ程度の材料を選定すればよい。なお、接続部２７０での接触熱抵抗を低減するために、弾性絶縁放熱部材２６０は、スルーホール２５０内径と圧入嵌合とする。
【００３２】
次に、上述のように構成した放熱機構２００の動作について説明する。
【００３３】
電子部品２２０から発生する熱は、放熱部材２３０へ伝達される。放熱部材２３０は、熱を大気中へ放熱すると共に、固定部材２４０によりプリント基板２１０へ熱を伝達する。
【００３４】
放熱部材２３０の熱は、金具部２４１、シャフト２４２、弾性絶縁放熱部材２６０を介してスルーホール２５０の接続部２７０でプリント基板２１０へ熱を伝達する。
【００３５】
プリント基板２１０は、グランド層２１１のみがスルーホール２５０で露出しており、弾性絶縁放熱部材２６０からグランド層２１１へ熱を伝達する。
【００３６】
プリント基板２１０は、グランド層２１１から放熱機構２００を取り付ける筐体（図示せず）へ熱を伝達する。
【００３７】
上述のように、放熱機構２００は、放熱部材２３０の熱を大気中へ放熱するのに加え、固定部材２４０と弾性絶縁放熱部材２６０とを介してプリント基板２１０へ熱を伝達する。
【００３８】
従って、放熱機構２００は、放熱部材２３０からの放熱量が増加し、放熱効率が向上する。
【００３９】
また、放熱機構２００は、プリント基板２１０のグランド層２１１のみへ接続し、熱を伝達するため、絶縁耐圧の低下を招くことはない。
【００４０】
［実施例３］
本発明の第３の実施例について図面を参照して説明する。
【００４１】
図４は、本発明の第３の実施例を示す放熱機構３００の主要部の概略構成図である。グランド層３１１以外の内部パターン層は、図示を省略している。
【００４２】
なお、実施例２と異なる点は、金具部３４１とプリント基板３１０とを熱接続するための構成のみであり、以下、異なる点のみ説明する。
【００４３】
図４を参照すると、弾性絶縁放熱部材３６０は、金具部３４１に設ける取付部３４２へ固定する構成とする。取付部３４２は、しまり嵌合公差をもつ丸穴である。弾性絶縁放熱部材３６０は、円柱形状をなし、スルーホール３５０の接続部３７０でグランド層３１１と接続する。
【００４４】
金具部３４１から直接、弾性絶縁放熱部材３６０へ熱伝達を行う以外は、実施例２と同一故、動作の説明を省略する。
【００４５】
上述の放熱機構３００は、弾性絶縁放熱部材３６０を接続部３７０で直接グランド層３１１と接続する構成としているため、組み立て工数を削減できる効果をも併せ持つ。
【００４６】
なお、実施例１〜実施例３において、プリント基板１１０、２１０、３１０への放熱部材１３０、２３０の取り付けを１箇所のみ図面表示しているが、取り付け箇所を複数設けてもよい。複数の取り付け箇所は、実施例２と実施例３に示す接続構造を混合して設ける構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施例の放熱機構の概略構成図を示す。
【図２】本発明の第２の実施例を示す放熱機構の概略構成図である。
【図３】図２中のＡ部詳細図である。
【図４】本発明の第３の実施例を示す放熱機構の主要部の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４８】
１００    放熱機構
１１０    プリント基板
１２０    発熱体
１３０    放熱部材
１４０    放熱手段
２００    放熱機構
２１０    プリント基板
２１１    グランド層
２１２    電源層
２１３    信号層
２２０    電子部品
２３０    放熱部材
２４０    固定部材
２４１    金具部
２４２    シャフト
２５０    スルーホール
２６０    弾性絶縁放熱部材
２７０    接続部
３００    放熱機構
３１０    プリント基板
３１１    グランド層
３４１    金具部
３４２    取付部
３５０    スルーホール
３６０    弾性絶縁放熱部材
３７０    接続部
【図１】
2008305949.tif 000003
【図２】
2008305949.tif 000004
【図３】
2008305949.tif 000005
【図４】
2008305949.tif 000006