(57)【要約】【課題】小型化及び高集積化を実現することができ、加えて、製造コストを抑え接触不良を防止することができるプリント基板ユニットを得る。【解決手段】プリント基板ユニットであるユニットボード９において、表面に発熱部品であるＣＰＵ１２が実装された第１プリント基板であるメインボード１０と、ＣＰＵ１２の表面に設けられ熱を伝導する熱伝導部材１５と、両面に配線パターンを有しどちらか一方の面の配線パターンが熱伝導部材１５に接触する位置に位置付けられてメインボード１０に設けられた第２プリント基板であるサブボード１１と、を設けるようにした。これにより、ＣＰＵ１２を冷却することが可能になり、ヒートシンクやファン等の冷却部品が必要なくなるので、小型化及び高集積化を実現することができ、加えて、製造コストを抑え接触不良を防止することができる。【選択図】　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に発熱部品が実装された第１プリント基板と、
前記発熱部品の表面に設けられ熱を伝導する熱伝導部材と、
両面に配線パターンを有し、どちらか一方の面の配線パターンが前記熱伝導部材に接触する位置に位置付けられて前記第１プリント基板に設けられた第２プリント基板と、
を具備するプリント基板ユニット。
【請求項２】
前記第２プリント基板は、前記熱伝導部材に接触する配線パターンに対して電気的に分断された配線パターンを具備する請求項１記載のプリント基板ユニット。
【請求項３】
請求項１又は２記載のプリント基板ユニットを備え、情報データを処理する情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板ユニット及び情報処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、情報データを処理する情報処理装置としては、パーソナルコンピュータや商品販売データ処理装置等の様々な装置が開発されている。このような情報処理装置、例えば、商品販売データ処理装置であるＰＯＳ（Ｐｏｉｎｔ　ｏｆ　Ｓａｌｅｓ：販売時点情報管理）端末やＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃａｓｈ　Ｒｅｇｉｓｔｅｒ：電子式キャッシュレジスタ）等は、各種の電子部品が実装されたプリント基板を備えている。そして、このプリント基板が複数枚設けられる場合も多く、省スペース及び高集積化を図るため、複数枚のプリント基板はそれらの離反間隔を狭くして並べられている。プリント基板としては、小型化及び実装密度の高度化を図るため、両面プリント基板や多層プリント基板等の複数層の配線パターンを有するプリンタ基板が使用されている。
【０００３】
このようなプリント基板に実装された各種の電子部品の中には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）やパワートランジスタ等の発熱部品も含まれている。例えば、図４に示すように、ＣＰＵ１００はプリント基板であるメインボード１０１に実装されている。高性能のＣＰＵ１００は発熱量が多く、ＣＰＵ１００の表面にはＣＰＵ１００を冷却するためのヒートシンク１０２が設けられている。それでも冷却できない場合には、ヒートシンク１０２の上部にファン（図示せず）を取り付ける。このようなメインボード１０１は、交換修理や高性能ＣＰＵ１００への変更等に対応するため、情報処理装置に対し着脱自在に設けられる場合が多く、情報処理装置に設けられたスロットに挿入されて取り付けられる。また、後付けされるオプションボード等も情報処理装置に対し着脱自在に設けられる場合が多く、メインボード１０１と同じようにスロットに挿入されて取り付けられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＣＰＵ１００の表面にヒートシンク１０２やファン等を取り付けてしまうと、これらによってスペースが取られ、小型化及び高集積化が実現できないという問題がある。また、ヒートシンク１０２やファン等による重さによってスロットに挿入されたメインボード１０１がたわんで接触不良を起こすことがあり問題になっている。この接触不良を解決するためには、メインボード１０１を固定するための治具を設ける必要があるが、これでは、製造コストが上昇してしまう。
【０００５】
本発明の目的は、小型化及び高集積化を実現することができ、加えて、製造コストを抑え接触不良を防止することができるプリント基板ユニット及び情報処理装置を得ることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のプリント基板ユニットは、表面に発熱部品が実装された第１プリント基板と、前記発熱部品の表面に設けられ熱を伝導する熱伝導部材と、両面に配線パターンを有し、どちらか一方の面の配線パターンが前記熱伝導部材に接触する位置に位置付けられて前記第１プリント基板に設けられた第２プリント基板と、を具備する。
【０００７】
したがって、第１プリント基板の発熱部品上の熱伝導部材に第２プリント基板の配線パターンを接触させることで、発熱部品で発生した熱が発熱部材により第２プリント基板の配線パターンに伝わって第２プリント基板の表面から放熱され、発熱部品を冷却することが可能になり、ヒートシンクやファン等の冷却部品が必要なくなる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態を図１ないし図３に基づいて説明する。本実施の形態は、情報処理装置であるＰＯＳ端末に適用した一例である。
【０００９】
図１はＰＯＳ端末を概略的に示す外観斜視図である。図１に示すように、ＰＯＳ端末１は、ドロワ２上に載置されており、このドロワ２の引出３の開閉を制御する。このＰＯＳ端末１の筐体４には、各種のキーが集合するキーボード５、図示しない鍵によって切り換え操作されるコントロールキー６、レシートを排出するレシート発行口７が設けられている。また、ＰＯＳ端末１の右側上方には、操作者側の表示器として機能するディスプレイ８ａが配置され、このディスプレイ８ａの近傍には顧客側の表示器として機能するディスプレイ８ｂが立設されている。このようなＰＯＳ端末１は、複数のスロット（図示せず）を内蔵し、これらのスロットに着脱自在に設けられた各種ボードを備えている。これらのボードの中にはプリント基板ユニットであるユニットボード９が含まれている。
【００１０】
図２はユニットボード９の構造を概略的に示す分解斜視図である。図２に示すように、ユニットボード９は、第１プリント基板であるメインボード１０に第２プリント基板であるサブボード１１が取り付けられて構成されている。メインボード１０の表面には、発熱部品であって各部を集中的に制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）１２等の各種の電子部品Ｐが実装され、このＣＰＵ１２に、配線パターンＷ（図３参照）によるアドレスバスやデータバス等のバスライン（図示せず）を介して、起動プログラム等の固定的データを予め格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）１３や各種バッファを構成して各種データを書き換え自在に格納するワークエリアとして機能するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）１４等が接続されて実装されている。また、ＣＰＵ１２には、バスライン及び各制御回路（いずれも図示せず）を介してキーボード５、コントロールキー６、ディスプレイ８ａ，８ｂ等が接続されている。
【００１１】
ＣＰＵ１２の表面には、シリコン材等で形成された熱伝導部材１５が設けられており、この熱伝導部材１５は、サブボード１１がＣＰＵ１２を介してメインボード１０に取り付けられた状態でサブボード１１に接触するように形成されている。
【００１２】
サブボード１１には、各種の電子部品Ｐを実装するための部品領域１６とＣＰＵ１２で発生する熱を放熱するための放熱領域１７とが設けられている。部品領域１６では、サブボード１１の両面に各種の電子部品Ｐが実装されており、放熱領域１７では、サブボード１１の両面に正方形の放熱パターン１８が形成されている。そして、サブボード１１は、放熱領域の放熱パターン１８がメインボード１０のＣＰＵ１２上の熱伝導部材１５に接触する位置に位置付けられ、複数のネジＳと複数のナットＮとでメインボード１０に取り付けられている。
【００１３】
なお、メインボード１０とサブボード１１との離反距離は、メインボード１０とサブボード１１との間に挟まれる各種の電子部品Ｐの高さに応じて、ナットＮの高さを変えることで調整されている。また、熱伝導部材１５の厚さは、サブボード１１がＣＰＵ１２を介してメインボード１０に取り付けられた状態で、熱伝導部材１５がサブボード１１に接触する程度の厚さに調整されている。
【００１４】
図３はユニットボード９の層構造を概略的に示す横断側面図である。図３に示すように、メインボード１０及びサブボード１１は、４層の配線パターンＷを有する多層プリント基板であり、４層の配線パターンＷ各々の間には、絶縁層Ｉが設けられている。ここで、例えば、配線パターンＷや放熱パターン１８は銅箔で形成されており、絶縁層Ｉはエポキシ樹脂やベークライト等で形成されているが、これに限るものではない。
【００１５】
メインボード１０及びサブボード１１には、４層の配線パターンＷを電気的に接続する複数のスルーホール１９が設けられている。これらのスルーホール１９は、メインボード１０及びサブボード１１に複数の貫通孔２０を形成し、この複数の貫通孔２０に銅メッキ２１を施すことで形成されている。
【００１６】
サブボード１１には、部品領域１６と放熱領域１７とを電気的に分断する分断部２２が設けられており、この分断部２２は、４層の配線パターンＷがどの層にも存在しないように形成されている。これにより、サブボード１１には、熱伝導部材１５に接触する配線パターンＷに対し電気的に分断された配線パターンＷが形成されることになる。この配線パターンＷは、部品領域１６に位置しスルーホール１９により電気的に接続された４層の配線パターンＷから構成されている。このようにして、部品領域１６と放熱領域１７とを電気的に分断することで、放熱領域１７から部品領域１６に配線パターンＷを介して熱が伝導されなくなり、その結果として、放熱領域１７から部品領域１６に熱が伝わりにくくなるので、部品領域１６のサブボード１１に実装された各種の電子部品Ｐを熱から守ることができる。
【００１７】
このような構成において、ユニットボード９におけるＣＰＵ１２に対する冷却機能について説明する。ＣＰＵ１２で発生した熱は、ＣＰＵ１２上の熱伝導部材１５によってサブボード１１のＣＰＵ１２側の放熱パターン１８に伝わり、サブボード１１に設けられた複数のスルーホール１９でサブボード１１のＣＰＵ１２側に対し反対側の放熱パターン１８に伝わることによって放熱される。これにより、ＣＰＵ１２を冷却することができる。したがって、ヒートシンクやファン等の冷却部品が必要なくなるので、小型化及び高集積化を実現することができ、加えて、製造コストを抑え接触不良を防止することができる。また、サブボード１１の両面に放熱パターン１８を設けることによって、通常の配線パターンＷに比べ熱伝導部材１５に接触する面積及び空気に触れる面積が広くなるので、放熱効果を高めることができる。
【００１８】
なお、本実施の形態では、第２プリント基板、例えばサブボード１１は、熱伝導部材１５に対して電気的に分断された配線パターンＷ、例えば部品領域１６の配線パターンＷを具備するため、この配線パターンに電子部品Ｐを実装することで、実装した電子部品Ｐを熱から守ることができる。
【００１９】
また、本実施の形態では、ＰＯＳ端末１が、プリント基板ユニット、例えばユニットボード９を備え、情報データを処理する情報処理装置であるため、小型化及び高集積化を実現することができ、加えて、製造コストを抑え接触不良を防止することができる。
【００２０】
ここで、本実施の形態においては、放熱パターン１８を正方形に形成しているが、これに限るものではなく、例えば長方形に形成しても良く、あるいは、放熱パターン１８を形成せずに通常の配線パターンＷを形成しても良く、この場合には、熱に強い電子部品Ｐを設けても良い。
【００２１】
また、本実施の形態においては、部品領域１６と放熱領域１７とを電気的に分断しているが、これに限るものではなく、例えば熱に強い電子部品Ｐを実装する場合等、分断しなくても良い。
【００２２】
最後に、本実施の形態においては、メインボード１０及びサブボード１１として４層の配線パターンＷを有する多層プリント基板を用いているが、これに限るものではなく、例えば２層の配線パターンＷを有する両面プリント基板やビルドアップ基板等を用いても良い。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、発熱部品で発生した熱が発熱部材により第２プリント基板の配線パターンに伝わって第２プリント基板の表面から放熱され、発熱部品を冷却することが可能になり、ヒートシンクやファン等の冷却部品が必要なくなるので、小型化及び高集積化を実現することができ、加えて、製造コストを抑え接触不良を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態のＰＯＳ端末を概略的に示す外観斜視図である。
【図２】ユニットボードの構造を概略的に示す分解斜視図である。
【図３】ユニットボードの層構造を概略的に示す横断側面図である。
【図４】従来のメインボードの構造を概略的に示す外観斜視図である。
【符号の説明】１…情報処理装置（ＰＯＳ端末）、９…プリント基板ユニット（ユニットボード）、１０…第１プリント基板（メインボード）、１１…第２プリント基板（サブボード）、１２…発熱部品（ＣＰＵ）、１５…熱伝導部材、Ｗ…配線パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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