(57)【要約】【課題】筐体内部の電子部品から発生する熱を筐体外部に効率良く放熱する。【解決手段】筐体４０の内部に配置され、筐体４０の内面に対向する第１の面を有する基板３０と、基板３０の第１の面に実装された電子部品２０と、基板３０の第1の面及び筐体４０の内面の間に狭着された放熱部材１０とを備え、放熱部材１０は、電子部品２０の実装面を除く全ての面を覆い、且つ、基板３０の第１の面及び筐体４０の内面に密着する。【選択図】図１
2012146828.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内部の電子部品から発生する熱を放熱する放熱構造であって、
前記筐体の内部に配置され、前記筐体の内面に対向する第１の面を有する基板と、
前記基板の第１の面に実装された電子部品と、
前記基板の第1の面及び前記筐体の内面の間に狭着された放熱部材と、を備え、
前記放熱部材は、前記電子部品の実装面を除く全ての面を覆い、且つ、前記基板の第１の面及び前記筐体の内面に密着することを特徴とする放熱構造。
【請求項２】
前記放熱部材は、前記基板の第１の面及び前記筐体内面の間の空間を埋めるように充填されることを特徴とする、請求項１に記載の放熱構造。
【請求項３】
前記基板の第１の面と反対側の第２の面に実装された電子部品と、
前記基板の第２の面の上に配置された第２の放熱部材と、を更に備え、
前記第２の放熱部材は、前記基板の第２の面に実装された電子部品の実装面を除く全ての面を覆い、且つ、前記基板の第２の面に密着することを特徴とする、請求項１又は２に記載の放熱構造。
【請求項４】
前記第２の放熱部材の上に密着して配置され、前記筐体に接合された放熱板を更に備えることを特徴とする、請求項３に記載の放熱構造。
【請求項５】
前記第２の放熱部材は、前記放熱板及び前記基板の第２の面の間の空間を埋めるように充填されることを特徴とする、請求項４に記載の放熱構造。
【請求項６】
電子部品を一方の面に実装した基板、及び該基板を内部に有する筐体の内面の間に狭着され、電子部品から発生する熱を放熱する放熱部材であって、
前記電子部品の実装面を除く全ての面を覆う凹部と、
前記基板の一方の面に密着する基板密着面と、
前記筐体の内面に密着する筐体密着面と、
を有することを特徴とする放熱部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筐体内部の電子部品から発生する熱を放熱する放熱構造及び放熱部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、電子機器の小型化が進むとともに、機能の集約により電子部品（デバイス）単体の処理が増大している。電子機器の小型化による電子部品の密集化や、電子部品の消費電力の上昇や、筐体内空間の縮小による空気循環の減少等により、電子部品が高温になり、性能低下や故障を引き起こすおそれがある。そのため、電子機器を設計する際に、電子部品の発熱を効率よく放熱するための対策を講じる必要がある。
【０００３】
筐体内にファンを設けることにより、電子部品の発熱を筐体内に拡散することができる。しかし、例えば筐体が電柱の上部に設置された基地局のように、ファンが故障した場合に直ちにファンを交換することが困難な場所に筐体が設置されている場合には、この手法は適さない。また、筐体の一部に開口部を設けることにより放熱することもできるが、筐体が屋外に設置される場合には、雨や昼夜の温度差により水滴が筐体内部に浸入するため、この手法は適さない。
【０００４】
そこで、図６（ａ）の斜視図及び図６（ｂ）の断面図に示すように、基板２００に実装された電子部品２０１に、放熱シート２０２を介してヒートシンク２０３を取り付けて、電子部品２０１から発生する熱を筐体内へ放熱したり、図７（ａ）の斜視図及び図７（ｂ）の断面図に示すように、基板２００に実装された電子部品２０１を、放熱シート２０２を介して筐体２０４へと密着させて、電子部品２０１から発生する熱を放熱したりする手法がある。また、図８（ａ）の斜視図及び図８（ｂ）の断面図に示すように、電子部品２０１を実装した基板２００上のパターン２０５（信号パターンやグラウンドパターン）を利用して、基板２００内で熱の移動、拡散を行い、電子部品２０１から発生する熱を筐体内へ放熱する手法も考えられる。
【０００５】
また、アルミシート上に熱伝導率が異なる複数のシートを並べて張り合わせた放熱シートを電子部品の上部に配置させ、電子部品に対して非接触で熱を移動させる手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２５６７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、ヒートシンク２０３による放熱は、ヒートシンク２０３を取り付けるための十分なスペースが必要となるため、電子部品２０１の配置に制約が生じ、また、筐体内への放熱のみであるため、筐体内の雰囲気温度が高い場合には、放熱効率が悪い。また、放熱シート２０２による放熱は、電子部品２０１の配置や消費電力によって電子部品２０１ごとに発生する熱の分布は均一でないため、電子部品２０１の熱を効率的に筐体２０４へ伝達できない場合がある。また、基板２００上のパターン２０５の形状変化を利用した放熱は、電子部品２０１の熱を移動・分散しやすくできるが、放熱先が筐体内であるため、放熱効果が十分得られないといった課題がある。
【０００８】
また、特許文献１に記載の放熱シートは、電子部品と非接触であるため、電子部品と直接接触させる場合よりも放熱効率が悪いという課題がある。
【０００９】
本発明の目的は、上記課題を解決するため、新たにスペースを要することなく、電子部品から発生する熱を効率良く筐体へ熱伝達し、筐体外部へ効率良く放熱することができる放熱構造及び放熱部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明に係る放熱構造は、筐体内部の電子部品から発生する熱を放熱する放熱構造であって、前記筐体の内部に配置され、前記筐体の内面に対向する第１の面を有する基板と、前記基板の第１の面に実装された電子部品と、前記基板の第1の面及び前記筐体の内面の間に狭着された放熱部材と、を備え、前記放熱部材は、前記電子部品の実装面を除く全ての面を覆い、且つ、前記基板の第１の面及び前記筐体の内面に密着することを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明に係る放熱構造において、前記放熱部材は、前記基板の第１の面及び前記筐体内面の間の空間を埋めるように充填されることを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明に係る放熱構造において、前記基板の第１の面と反対側の第２の面に実装された電子部品と、前記基板の第２の面の上に配置された第２の放熱部材と、を更に備え、前記第２の放熱部材は、前記基板の第２の面に実装された電子部品の実装面を除く全ての面を覆い、且つ、前記基板の第２の面に密着することを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明に係る放熱構造において、前記第２の放熱部材の上に密着して配置され、前記筐体に接合された放熱板を更に備えることを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明に係る放熱構造において、前記第２の放熱部材は、前記放熱板及び前記基板の第２の面の間の空間を埋めるように充填されることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る放熱部材は、電子部品を一方の面に実装した基板、及び該基板を内部に有する筐体の内面の間に狭着され、電子部品から発生する熱を放熱する放熱部材であって、前記電子部品の実装面を除く全ての面を覆う凹部と、前記基板の一方の面に密着する基板密着面と、前記筐体の内面に密着する筐体密着面と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、放熱部材を基板及び筐体の内面の間に狭着し、放熱部材を電子部品のみでなく基板にも密着させることにより、新たなスペースを要することなく、電子部品から発生する熱を効率良く筐体へ熱伝達でき、筐体外部へ効率良く放熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による第１の実施形態に係る放熱構造の概略図である。
【図２】本発明による第２の実施形態に係る放熱構造の概略図である。
【図３】本発明による第３の実施形態に係る放熱構造の概略図である。
【図４】本発明による第４の実施形態に係る放熱構造の概略図である。
【図５】本発明による第４の実施形態に係る放熱構造の変形例を示す概略図である。
【図６】従来例のヒートシンクを用いた放熱構造の概略図である。
【図７】従来例の放熱シートを用いた放熱構造の概略図である。
【図８】従来例の基板パターンを用いた放熱構造の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明による放熱構造の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る放熱構造の概略図である。図１（ａ）は放熱部材の斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す放熱部材を用いた放熱構造の断面図である。放熱構造１は、筐体４０と、筐体４０の内部に配置され、筐体４０の内面に対向する面（以下、第１の面と称する）を有する基板３０と、基板３０の第１の面に実装された電子部品２０と、基板３０の第1の面及び筐体４０の内面の間に狭着された放熱部材１０（１０ａ〜１０ｅ）とを備える。放熱部材１０は、基板密着面１０１と、凹部１０２と、筐体密着面１０３とを有する。
【００２０】
基板密着面１０１は、基板３０の第１の面に密着し、電子部品２０の熱を基板３０に伝導させる。凹部１０２は、電子部品２０の形状に合わせて凹設され、電子部品２０の実装面（基板３０の第１の面と密着する面）を除く全ての面を隙間無く覆う。筐体密着面１０３は、筐体４０の内面に密着し、電子部品２０の熱を筐体４０に伝導させる。図中の矢印は熱の流れを示している。
【００２１】
ここで、放熱部材１０は、型に入れた基板３０上にシリコーン等の放熱材料を流し込んでゴム型を造る方法や、基板３０の凹凸に合わせたアルミ型を作成して造る方法等により成型される。
【００２２】
放熱部材１０は、電子部品２０の実装面を除く全ての面を覆い、且つ、基板３０の第１の面及び筐体４０の内面に密着する形状とすればよく、図１（ａ）（ｂ）に示す放熱部材１０ａの形状に限られるものではない。例えば、放熱部材１０の形状を、図１（ｃ）〜（ｇ）に示すような形状とすることもできる。
【００２３】
図１（ｃ）に示す放熱部材１０ｂは、筐体密着面１０３の面積を広くし、筐体密着面１０３と筐体４０の内面との密着する面積を広くし、筐体４０に対する熱伝導率を向上させたものである。図１（ｄ）に示す放熱部材１０ｃは、基板密着面１０１の面積を広くし、基板密着面１０１と基板３０の第１の面との密着する面積を広くし、基板３０に対する熱伝導率を向上させたものである。図１（ｅ）に示す放熱部材１０ｄは、筐体密着面１０３の面積及び基板密着面１０１の面積を広くし、筐体密着面１０３及び筐体４０の内面の密着する面積と、基板密着面１０１及び基板３０の第１の面の密着する面積を広くし、筐体４０及び基板３０に対する熱伝導率を向上させたものである。
【００２４】
また、図１（ｆ）に示すように、基板３０と筐体４０との間隔が広い場合には、電子部品２０に対向する筐体４０の内面に筐体凸部４１を設けることにより、筐体密着面１０３と凹部１０２との間の厚さを厚くすることなく、筐体密着面１０３を筐体凸部４１に密着させ、筐体４０に熱伝導させることができる。なお、図１（ｆ）に示す放熱構造１は、図１（ａ）（ｂ）に示した放熱部材１０ａを用いているが、図１（ｄ）に示したように基板密着面１０１の面積を広くした放熱部材１０ｃを用いてもよいのは勿論である。
【００２５】
さらに、上述した図１（ｂ）〜（ｆ）は、１つの電子部品２０を放熱する放熱構造１を示しているが、凹部１０２を複数設けることにより、複数の電子部品２０を放熱する放熱構造とすることもできる。例えば、図１（ｇ）に示す放熱部材１０ｅは、凹部１０２を２つ有し、各凹部１０２は各電子部品２０の形状に合わせて凹設され、各電子部品２０を隙間無く覆う。ここで、図１（ｃ）〜（ｅ）に示した放熱部材１０ｂ〜１０ｄと同様に、筐体密着面１０３の面積及び／又は基板密着面１０１の面積を広くした形状としてもよいのは勿論である。
【００２６】
このように、第１の実施形態の放熱構造１によれば、基板３０の第1の面及び筐体４０の内面の間に狭着された放熱部材１０を備え、放熱部材１０は、電子部品２０の実装面を除く全ての面を覆い、且つ、基板３０の第１の面及び筐体４０の内面に密着することにより、放熱部材１０を電子部品２０及び筐体４０の隙間に挟着することができるため、新たに放熱部材１０用のスペースを設ける必要がなくなる。また、基板密着面１０１が基板３０の第１の面に密着し、筐体密着面１０３が筐体４０の内面に密着するため、電子部品２０から発生する熱を効率良く放熱させることができる。
【００２７】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る放熱構造について説明する。図２は、第２の実施形態に係る放熱構造の概略図である。図２（ａ）は電子部品が実装された基板、及び放熱部材の斜視図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）に示す放熱部材を用いた放熱構造の断面図である。放熱構造２は、筐体４０と、筐体４０の内部に配置された基板３０と、基板３０の第1の面及び筐体４０の内面の間の空間を埋めるように充填される放熱部材１１とを備える。放熱部材１１は、基板密着面１１１と、凹部１１２と、筐体密着面１１３と、空間充填部１１４とを有する。
【００２８】
図２では、基板３０の第１面上に電子部品２０が複数実装され、放熱部材１１は電子部品２０の形状に対応する複数の凹部１１２を有するが、符号はそれぞれ代表して１つのみに付してある。また、電子部品２０の実装数は１つ以上であればよい。
【００２９】
第２の実施形態に係る放熱構造２は、第１の実施形態に係る放熱構造１と比較して、放熱部材１１が基板３０の第1の面及び筐体４０の内面の間の空間を埋めるように充填され、空間充填部１１４を有する点が相違する。
【００３０】
放熱部材１１は、基板３０の第1の面及び筐体４０の内面の隙間を埋めるように、基板の第１の面の凹凸に合わせて成型され、基板３０の第1の面及び筐体４０の内面の間の空間を埋めるように充填される。
【００３１】
基板密着面１１１は、基板３０の第１の面に密着し、電子部品２０の熱を基板３０に伝導させる。凹部１１２は、電子部品２０の形状に合わせて凹設され、電子部品２０の基板実装面を除く全ての面を隙間無く覆う。筐体密着面１１３は、筐体４０の内面に密着し、電子部品２０の熱を筐体４０に伝導させる。空間充填部１１４は、基板３０の第１の面及び筐体４０の内面の間の空間を埋め、電子部品２０の熱を基板３０及び筐体４０に伝導させる。基板３０に伝導された熱は、放熱部材１１を介して筐体４０に伝導される。
【００３２】
図２（ｃ）に示すように、基板３０と筐体４０との間隔が広い場合には、電子部品２０に対向する筐体４０の内面に筐体凸部４１を設けることにより、筐体密着面１１３と凹部１１２との間の厚さを厚くすることなく、筐体密着面１１３を筐体凸部４１に密着させ、筐体４０に熱伝導させることができる。
【００３３】
このように、第２の実施形態の放熱構造２によれば、放熱部材１１は、基板３０の第１の面及び筐体４０の内面の間の空間を埋めるように充填されることにより、電子部品２０から基板３０へ伝達された熱も放熱部材１１を介して筐体４０へ伝達されるため、熱の分散、均一化がなされ、電子部品２０から発生する熱を筐体４０へ効率よく伝導させ、筐体４０全体で放熱することができる。
【００３４】
また、筐体４０の外面に放熱フィンを設ける場合、局所的に発熱が大きいと放熱フィンを大きく長くする必要があるが、第２の実施形態の放熱構造２によれば、筐体４０全体へ熱を分散させることができるので、放熱フィンの長さを最適化し、放熱フィンのサイズを小さくすることができる。
【００３５】
さらに、基板３０の第１の面及び筐体４０の内面の隙間が放熱部材１１により埋められるため、筐体４０内部の結露によるショートや埃による故障等を防止でき、防水性及び防塵性を向上することが可能となる。また、電子部品２０及び基板３０に放熱部材１１が密着しているため、振動による電子部品２０のゆれや、筐体４０内のケーブルが電子部品２０に接触することによる破損等を防止でき、耐震性にも優れた構造とすることができる。
【００３６】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る放熱構造について説明する。図３は、第３の実施形態に係る放熱構造の断面図である。放熱構造３は、筐体４０と、筐体４０の内部に配置された基板３０と、基板３０の第１の面に実装された電子部品２０と、筐体４０の内面及び基板３０の第1の面の間の空間を埋めるように充填された放熱部材１１と、基板３０の第１の面と反対側の面（以下、第２の面と称する）に実装された電子部品２１と、基板３０の第２の面の上に配置された放熱部材１２とを備える。放熱部材１１は、第２の実施形態と同様であるため、説明を省略する。放熱部材１２は、基板密着面１２１と、凹部１２２と、空間充填部１２３とを有する。
【００３７】
なお、第２の実施形態と同様に、電子部品２０及び電子部品２１の実装数は、それぞれ１つ以上であればよい。また、第２の実施形態と同様に、基板３０と筐体４０との間隔が広い場合には、電子部品２０に対向する筐体４０の内面に筐体凸部４１を設けてもよい。
【００３８】
第３の実施形態に係る放熱構造３は、第２の実施形態に係る放熱構造２と比較して、電子部品２１と、放熱部材１２とを更に備える点が相違する。
【００３９】
基板密着面１２１は、基板３０の第２の面に密着し、電子部品２１の熱を基板３０に伝導させる。凹部１２２は、電子部品２１の形状に合わせて凹設され、電子部品２１の基板実装面を除く全ての面を隙間無く覆う。空間充填部１２３は、基板３０の第２の面の上部の空間を埋め、電子部品２１の熱を基板３０に伝導させる。基板３０に伝導された熱は、放熱部材１１を介して筐体４０に伝導される。
【００４０】
このように、第３の実施形態の放熱構造３によれば、基板３０の第２面上にも放熱部材１２を密着させることにより、基板３０の第２の面に電子部品２１が実装されている場合でも、電子部品２１から発生する熱を効率良く筐体４０に伝導させ、筐体４０の外部へ放熱させることができる。
【００４１】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係る放熱構造について説明する。図４は、第４の実施形態に係る放熱構造の断面図である。放熱構造４は、筐体４０と、筐体４０の内部に配置された基板３０と、基板３０の第１の面に実装された電子部品２０と、基板３０の第1の面及び筐体４０の内面の間の空間を埋めるように充填された放熱部材１１と、基板３０の第２の面に実装された電子部品２１と、基板３０の第２の面の上に配置された放熱部材１２と、放熱部材１２の上に配置された放熱板（例えば、アルミ板）５０を備える。放熱部材１１は、第２及び第３の実施形態と同様であるため、説明を省略する。放熱部材１２は、基板密着面１２１と、凹部１２２と、空間充填部１２３と、放熱板密着面１２４とを有する。
【００４２】
なお、第２及び第３の実施形態と同様に、電子部品２０及び電子部品２１の実装数は、それぞれ１つ以上であればよい。また、第２及び第３の実施形態と同様に、基板３０と筐体４０との間隔が広い場合には、電子部品２０に対向する筐体４０の内面に筐体凸部４１を設けてもよい。
【００４３】
第４の実施形態に係る放熱構造４は、第３の実施形態に係る放熱構造３と比較して、放熱部材１２が放熱板密着面１２４を有し、放熱板５０を更に備える点が相違する。
【００４４】
基板密着面１２１は、基板３０の第２の面に密着し、電子部品２１の熱を基板３０に伝導させる。凹部１２２は、電子部品２１の形状に合わせて凹設され、電子部品２１の基板実装面を除く全ての面を隙間無く覆う。空間充填部１２３は、放熱板５０及び基板３０の第２の面の間の空間を埋め、電子部品２１及び基板３０の熱を筐体４０に伝導させる。放熱板密着面１２４は、放熱板５０に密着し、電子部品２１の熱を放熱板５０に伝導させる。
【００４５】
放熱板５０は、放熱部材１２の上に密着して配置される。また、放熱板５０は筐体４０に接合され、放熱部材１２を介して伝導される電子部品２１の熱を、筐体４０に伝導させる。
【００４６】
なお、放熱板５０と基板３０との間隔が広い場合には、電子部品２１に対向する放熱板５０の内面に放熱板凸部（図示せず）を設けることにより、放熱板密着面１２４と凹部１２２との間の厚さを厚くすることなく、放熱板密着面１２４を放熱板凸部に密着させることができる。
【００４７】
このように、第４の実施形態の放熱構造４によれば、放熱部材１２の上に密着して配置され、筐体４０に接合された放熱板５０を備え、放熱部材１２は放熱板５０及び基板３０の第２の面の間の空間を埋めるように充填されるため、基板３０の第２の面に電子部品２１が実装されている場合でも、電子部品２１から発生する熱を、放熱板５０を介してより一層効率良く筐体４０へ伝導させ、筐体４０の外部へ放熱させることができる。
【００４８】
上述の各実施形態は、代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。従って、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、第４の実施形態において、図５に示すように、放熱部材１２が空間充填部１２３を有さず、隣り合う電子部品２１との間で隙間を有する放熱構造４としてもよい。かかる放熱構造であっても、所定の放熱効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００４９】
１，２，３，４  放熱構造
１０，１１，１２  放熱部材
２０，２１  電子部品
３０    基板
４０    筐体
４１    筐体凸部
５０    放熱板
１０１，１１１，１２１  基板密着面
１０２，１１２，１２２  凹部
１０３，１１３  筐体密着面
１１４，１２３  空間充填部
１２４  放熱板密着面
【図１】
2012146828.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2012146828.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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