(57)【要約】      （修正有）【課題】実装基板に関し、ヒートシンク上への塵埃を防止して放熱効率の低下を防止し、かつ、発熱素子へのストレス発生をも減少する。【解決手段】基板本体１上に実装された発熱素子２と、発熱素子２上に搭載されたヒートシンク３と、ヒートシンク３に冷却風を送風する冷却ファン４とを有し、ヒートシンク３に振動発生部品５を固定するとともに、ヒートシンク３と発熱素子２との間には、周囲が弾性パッキン６により包囲されて漏出が防止された高伝熱性グリスが介装されることにより構成される。【選択図】図２
2008306138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板本体上に実装された発熱素子と、
発熱素子上に搭載されたヒートシンクと、
ヒートシンクに冷却風を送風する冷却ファンとを有し、
前記ヒートシンクに振動発生部品を固定するとともに、
前記ヒートシンクと発熱素子との間には、周囲が弾性パッキンにより包囲されて漏出が防止された高伝熱性グリスが介装される実装基板。
【請求項２】
前記ヒートシンクは、該ヒートシンクの振動発生部品による振動を吸収可能な弾性を有する締結具により基板本体上に固定される請求項１記載の実装基板。
【請求項３】
前記ヒートシンクは接地されて静電誘導による塵埃の付着が防止される請求項１または２記載の実装基板。
【請求項４】
請求項１、２または３記載の実装基板を装置筐体内に収容した電子装置であって、
前記実装基板は、装置筐体内に振動緩衝部材を介して固定される電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実装基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発熱素子を冷却するために発熱素子上に搭載されるヒートシンクを振動させ、ヒートシンク上の塵埃の付着を防止した冷却構造としては、特許文献１に記載のものが知られている。この従来例において、ヒートシンクにはスピーカと冷却ファンとが固定され、熱伝導シートを介して発熱素子上に固定される。
【０００３】
スピーカを動作させると、スピーカの振動がヒートシンクに伝達してヒートシンク上の塵埃を浮きあげ、冷却ファンにより飛散されてヒートシンク上への塵埃の堆積、付着による冷却効率の低下が防止される。
【特許文献１】特開２００６-３３２３７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した従来例において、ヒートシンクに付与された振動は熱伝導シートを経由して発熱素子に伝達されるために、基板本体と発熱素子との接合部への繰り返しストレスが発生し、断線等を引き起こしやすいという欠点がある。
【０００５】
本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであって、ヒートシンク上への塵埃を防止して放熱効率の低下を防止し、かつ、発熱素子へのストレス発生をも減少することのできる実装基板の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実装基板Ａは、基板本体１上に実装される発熱素子２と、発熱素子２のヒートシンク３面上に搭載され、該発熱素子２の放熱効率を向上させるためのヒートシンク３と、ヒートシンク３を冷却するための冷却ファン４とを有する。ヒートシンク３には振動発生部品５が固定され、適宜タイミングで駆動することによりヒートシンク３上の塵埃を浮き上がらせ、冷却ファン４から冷却風により飛散させる。
【０００７】
この結果、ヒートシンク３上への塵埃の堆積、あるいは堆積塵埃が加湿条件下で固化して付着することが防止でき、長期にわたって高い放熱効率が維持される。
【０００８】
また、ヒートシンク３と発熱素子２とは、高伝熱性グリス７を介して接触しており、ヒートシンク３と発熱素子２との間に高い相対移動性が与えられるために、振動発生部品５によりヒートシンク３に加えられた振動が発熱素子２に伝達しにくくなる。この結果、基板本体１と発熱素子２との接合部での振動力発生が軽減され、はんだ剥離、あるいはプリント配線の断線等が防止される。
【０００９】
さらに、高伝熱性グリス７の周りには弾性パッキン６が配置されており、高伝熱性グリス７の接触界面からの流出を防止する。この結果、長期にわたってヒートシンク３と発熱素子２との良好な熱伝導を確保することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ヒートシンク上への塵埃を防止して放熱効率の低下を防止し、かつ、発熱素子へのストレス発生をも減少することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１に情報処理装置として構成された本発明の実施の形態を示す。情報処理装置は、装置筐体９内に実装基板Ａを収容して形成される。実装基板Ａは、基板本体１上に、ＣＰＵ（発熱素子２）と、メモリをはじめとする周辺回路部品１１を実装して形成される。
【００１２】
基板本体１は、表裏面に図外の配線パターンを有し、適宜箇所において装置筐体９に固定される。図１（ｂ）に示すように、装置筐体９には固定用ボス９ａが突設されるとともに、基板本体１は、固定孔１ａに嵌合固定されるブッシュ状の振動緩衝部材１０を備えており、基板本体１は、振動緩衝部材１０を貫通して上記固定用ボス９ａにねじ込まれるネジ１２を使用して装置筐体９に固定される。振動緩衝部材１０は、合成ゴム等の弾性材料により形成されて装置筐体９に対する基板本体１の相対移動を許容する。
【００１３】
基板本体１と装置筐体９との間に絶縁体からなる振動緩衝部材１０が介装されるために、実装基板Ａのフレームグランドは、アース用リード線１３を装置筐体９に接続してとられる。
【００１４】
図２、図３（ａ）に示すように、ＣＰＵ２は、はんだバンプ等をリフローしたはんだ接合部１４により基板本体１の上のパッド（図示せず）に固定される。このＣＰＵ２の上面には、ＣＰＵ２の発熱を冷却するためのヒートシンク３が搭載されるとともに、ヒートシンク３の上面には冷却ファン４が固定される。
【００１５】
ヒートシンク３はアルミニウム等の熱伝導性の良好な材料により形成され、天井部に多数のスリット３ａを切ってプレート状の放熱フィン３ｂが形成される。ヒートシンク３の上面には図外のリード線を経由して給電される冷却ファン４が固定される。このヒートシンク３のＣＰＵ２との接触面にはリング状の凹溝３ｃが形成されており、内部にＯリング（弾性パッキン６）がはめ込まれる（図３（ａ）参照）。
【００１６】
５は振動発生部品であり、適宜手段によりヒートシンク３の側壁に固定される。この振動発生部品５は、図外のリード線を経由して基板本体１から給電されるモータ５ａの回転軸５ｂに重錘５ｃを固定して形成される。重錘５ｃは回転軸５ｂに対して偏芯位置に固定されており、モータ５ａを回転駆動することによりヒートシンク３を振動させることができる。
【００１７】
上記ヒートシンク３は、底面をＣＰＵ２の上面に接触させた状態でＣＰＵ２上に搭載され、ＣＰＵ２からヒートシンク３への熱伝達を良好にするために、接触面には高伝熱性グリス７が供給される。高伝熱性グリス７は、ＣＰＵ２の上面（ヒートシンク３面）のほぼ全面にわたって塗布され、ヒートシンク３を載せた状態で、Ｏリング６により包囲されて流出が規制される。
【００１８】
以上のように構成されるヒートシンク３は締結具８を使用して基板本体１上に固定され、ＣＰＵ２からの脱落が防止される。図２に示すように、締結具８はコイルバネ８ａにボールジョイント部材１５を固定して形成される。ボールジョイント部材１５は摺動球面部１５ａを備えており、摺動球面部１５ａを対向させた状態でコイルバネ８ａの両端に形成される。
【００１９】
上記締結具８を固定するために、ヒートシンク３には四隅部に貫通孔３ｄが形成された固定用フランジ３ｅが突設される。図４に示すように、貫通孔３ｄは、上記コイルバネ８ａの脚部８ｂが挿通可能なスリット３ｆを介して側方に開放され、貫通孔３ｄの上面には、上記締結具８の摺動球面部１５ａが摺接する球面状のヒンジ凹部３ｇが形成される。
【００２０】
なお、図２、４において、ヒンジ凹部３ｇを形成するために、ヒートシンク３に固定用フランジ３ｅを一体形成した場合を示したが、固定用フランジ３ｅを別部材により形成してヒートシンク３に固定してもよい。
【００２１】
一方、基板本体１には上記ヒートシンク３の貫通孔３ｄに正対してジョイント嵌合孔１ｂとガイド孔１ｃとが開設され、ジョイント嵌合孔１ｂにジョイント受け部材１６が固定される。ガイド孔１ｃは、上記締結具８のボールジョイント部材１５が挿通可能な径を有してジョイント嵌合孔１ｂの近傍に設けられ、ガイド孔１ｃとジョイント嵌合孔１ｂとはコイルバネ８ａの脚部８ｂが挿通可能なスリット１ｄにより連結される。
【００２２】
図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、ジョイント受け部材１６は、中心部に貫通孔１６ａが開設された板状部材であり、上面には、貫通孔１６ａを囲むように、基板本体１のジョイント嵌合孔１ｂに嵌合可能な位置決めリング１６ｂが突設される。また、上述したヒートシンク３と同様に、貫通孔１６ａは、コイルバネ８ａの脚部８ｂが挿通可能なスリット１６ｃを介して側方に開放され、貫通孔１６ａの裏面側開放端には、締結具８の摺動球面部１５ａが摺接する球面状のヒンジ凹部１６ｄが形成される。
【００２３】
締結具８を使用したヒートシンク３の固定に際し、まず、締結具８にジョイント受け部材１６を装着する。ジョイント受け部材１６の装着は、コイルバネ８ａの脚部８ｂをスリット３ｆを経由して貫通孔３ｄ内に挿通させることにより行うことができる。この後、ジョイント受け部材１６を基板本体１の裏面に沿わせる姿勢でボールジョイント部材１５を基板本体１のガイド孔１ｃを通過させ、さらに、コイルバネ８ａの脚部８ｂを基板本体１のスリット１ｄを通過させてジョイント嵌合孔１ｂに導く。
【００２４】
次いで、ジョイント受け部材１６の位置決めリング１６ｂを基板本体１のジョイント嵌合孔１ｂに嵌合させて固定した後、下方のボールジョイント部材１５の摺動球面部１５ａ周りに締結具８を回転させ、コイルバネ８ａをやや撓ませた状態で上部のボールジョイント部材１５を同様の手順でヒートシンク３のヒンジ凹部３ｇに摺接させる。
【００２５】
この状態でヒートシンク３はコイルバネ８ａの復元力により適度の接触圧をもってＣＰＵ２のヒートシンク３面に圧接され、ＣＰＵ２の発熱は、高伝熱性グリス７を介してヒートシンク３に伝達され、放熱される。ＣＰＵ２の温度は図外の温度検出手段により検知されており、所定のしきい値を超えると、冷却ファン４が駆動されて強制空冷される。
【００２６】
さらに、例えば、電源投入時、あるいは電源断操作に伴うシステム終了操作時には、振動発生部品５と冷却ファン４とが駆動される。振動発生部品５の駆動によりヒートシンク３が振動し、ヒートシンク３上に積層した塵埃がヒートシンク３表面から剥離し、冷却ファン４により飛散させられる。
【００２７】
ヒートシンク３と基板本体１、すなわち、ＣＰＵ２上面との間には相対移動が許容され、かつ、適度な圧接が確保されることにより、振動発生部品５の駆動によりヒートシンク３が振動しても、ＣＰＵ２には振動が伝わらない上に、高伝熱性グリス７による放熱効率の低下が生じることがない。この際、高伝熱性グリス７が、Ｏリング６とＣＰＵ２との間で潤滑剤として働く。  
【００２８】
また、ヒートシンク３と基板本体１とは、アース用リード線１７により接続されており、実装基板Ａを介してフレームグランドがとられているために、ヒートシンク３への静電誘導による塵埃の付着が生じない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による情報処理装置を示す図で、（ａ）は装置筐体内での実装基板の配置を示す図、（ｂ）は（ａ）の１Ｂ-１Ｂ線断面図である。
【図２】ＣＰＵへのヒートシンク取り付け状態を示す図である。
【図３】図２の要部拡大図で、（ａ）は図２の３Ａ部拡大図、（ｂ）図２の３Ｂ部拡大図、（ｃ）はジョイント受け部材の裏面図である。
【図４】ヒートシンクを示す図で、（ａ）は図２の４Ａ-４Ａ線断面図、（ｂ）は（ａ）の４Ｂ部拡大図、（ｃ）は（ａ）の４Ｃ部拡大図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    基板本体
２    発熱素子
３    ヒートシンク
４    冷却ファン
５    振動発生部品
６    弾性パッキン
７    高伝熱性グリス
８    締結具
９    装置筐体
１０  振動緩衝部材
Ａ    実装基板
【図１】
2008306138.tif 000003
【図２】
2008306138.tif 000004
【図３】
2008306138.tif 000005
【図４】
2008306138.tif 000006