(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板と、
前記回路基板に実装された発熱する回路素子と、
前記回路素子を覆うとともに、ボス部が突設されたプレート本体と、
前記回路素子から熱が伝えられる伝熱部と、前記ボス部の外形に沿って形成されるとともに前記ボス部が入り込むボス受け部と、を有し、この伝熱部が前記回路素子に相対した状態で前記回路基板に固定されるヒートシンクと、
前記プレート本体と前記ヒートシンクとの間に設けられ、前記回路基板と前記ヒートシンクとが互いに固定される際に押圧されて弾性変形するとともに、前記回路素子が発生する熱を前記ヒートシンクに伝えるシート状の伝熱部材と、
前記ボス受け部の外側に沿うように前記ヒートシンクから一体に突出するとともに、前記ヒートシンクと前記回路基板とが互いに固定される際に、前記プレート本体に当接することで前記伝熱部材の弾性変形量を規制する規制部と、を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記伝熱部が、前記回路素子に相対する平坦な伝熱面を有し、
前記規制部が、前記伝熱面の中心に関して点対称となる位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記伝熱部が、前記回路素子に相対する平坦な伝熱面を有し、
前記規制部が、前記伝熱面の中心を中心とした周方向に沿って等間隔に設けられることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項４】
前記規制部が、前記伝熱面の周縁部に設けられることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の電子機器。
【請求項５】
前記規制部が、前記伝熱面から前記回路基板に向って突出して形成されることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポータブルコンピュータや移動体情報端末のような電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブック形あるいはノート形のポータブルコンピュータや移動体情報端末などに代表される電子機器には、演算処理速度がより高速なマイクロプロセッサが搭載される傾向にある。近年、マイクロプロセッサは、演算処理速度を高速化しかつ小型化を図るために実装密度が向上している。このため、演算処理速度の高速化とともに、発生する熱も増大する傾向となっている。
【０００３】
従来のポータブルコンピュータなどの電子機器は、前記マイクロプロセッサに熱伝導性を有する伝熱部材などを介して取付けられたカバー部材などに、熱伝導性の銀ペーストまたは接着材を介してヒートシンクを取付けている。
【０００４】
前述した電子機器は、前記ヒートシンクを介して、前述したマイクロプロセッサなどが生じる熱を外部に放出するようになっている。また、前記電子機器は、前述した銀ペーストまたは接着材が前記マイクロプロセッサに作用する応力が所定値を超えないようになっているため、前記マイクロプロセッサがその動作に影響を与えられることがない。
【０００５】
【発明が解決しょうとする課題】
電子機器では、前記カバー部材とヒートシンクとの間の間隔が、これらの組立て公差などによって、一定とならずに電子機器毎に異なってしまう。このため、前述した熱伝導性の銀ペーストまたは接着材などの、前記ヒートシンクに対する接触面積が、電子機器毎にばらついてしまう。したがって、従来の電子機器では、前述したように増大する傾向にあるマイクロプロセッサが発生する熱を、すべての電子機器において、確実に放出できるとはいえない。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、増大する傾向にある回路素子の熱を、この回路素子の動作に影響を与えることなく、確実に放出することができる電子機器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上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、回路基板と、前記回路基板に実装された発熱する回路素子と、前記回路素子を覆うとともに、ボス部が突設されたプレート本体と、前記回路素子から熱が伝えられる伝熱部と、前記ボス部の外形に沿って形成されるとともに前記ボス部が入り込むボス受け部と、を有し、この伝熱部が前記回路素子に相対した状態で前記回路基板に固定されるヒートシンクと、前記プレート本体とヒートシンクとの間に設けられ、前記回路基板と前記ヒートシンクとが互いに固定される際に押圧されて弾性変形するとともに、前記回路素子が発生する熱を前記ヒートシンクに伝えるシート状の伝熱部材と、前記ボス受け部の外側に沿うように前記ヒートシンクから一体に突出するとともに、前記ヒートシンクと前記回路基板とが互いに固定される際に、前記プレート本体に当接することで前記伝熱部材の弾性変形量を規制する規制部と、を備えていることを特徴としている。
【０００８】
この構成によると、回路素子とヒートシンクとの間に設けられるシート状の伝熱部材が、回路基盤とヒートシンクとが互いに固定される際に、押圧されて変形するとともに、規制部が伝熱部材の弾性変形量を規制する。このため、電子機器毎の、前記伝熱部材のヒートシンクに対する接触面積のばらつきが抑制される。したがって、増大する傾向にある回路素子の熱を、すべての電子機器において、確実に放出することができる。
【０００９】
さらに、前記規制部が前記伝熱部材の弾性変形量を規制するので、回路基板とヒートシンクとの間の間隔が電子機器毎にばらついても、回路素子の動作に影響が与えられることがない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を、図１ないし図５に基づいて説明する。
図１は、電子機器としてのブック形のポータブルコンピュータ１を示している。このコンピュータ１は、本体部としてのコンピュータ本体２と、このコンピュータ本体２に支持されたフラットな表示部としてのディスプレイユニット３とを備えている。
【００１７】
コンピュータ本体２は、偏平な箱状をなす筐体４と、この筐体４内に収容されたＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを実装した回路基板などの各種の機能部品と、前記筐体４の上面に装着されたキーボード５などを備えている。
【００１８】
前記筐体４は、平坦な底壁（図示せず）と、この底壁に連なる周壁６ａとを有するロアハウジング６と、前記底壁と略平行に配置された上壁７ａと、この上壁７ａに連なる周壁７ｂとを有するアッパハウジング７とに分割されており、これらのハウジング６，７の内部に前述した各種の機能部品を収容している。
【００１９】
前記ハウジング６，７は、互いに取り外し可能に連結されている。これらハウジング６，７の周壁６ａ，７ｂは、図１に示すように、これらハウジング６，７を互いに連結した際に、互いに連続して前記コンピュータ本体２の前壁１０、側壁１１及び後壁などを構成するようになっている。
【００２０】
また、前記アッパハウジング７の上壁７ａの前部は、平坦なパームレスト８となっており、このパームレスト８の後方に、情報を入力する手段としての前述したキーボード５を配置している。前記アッパハウジング７の上壁７ａの後端部には、一対のディスプレイ支持部１３ａ，１３ｂが形成されている。これらディスプレイ支持部１３ａ，１３ｂは、コンピュータ本体２の筐体４の幅方向に離間して配置されており、前記ディスプレイユニット３を支持している。
【００２１】
前記ディスプレイユニット３は、偏平な箱状をなす筐体としてのハウジング１４と、このハウジング１４内に収容されたカラー液晶ディスプレイ１５（以下ＬＣＤと呼ぶ）などを備えている。前記ＬＣＤ１５は、文字や図形などの情報を表示する画面１５ａを有している。前記ハウジング１４は、その一端部に、それぞれのディスプレイ支持部１３ａ，１３ｂに、コンピュータ本体２の幅方向に沿って相対する一対のヒンジ部１８ａ，１８ｂを設けている。
【００２２】
これらヒンジ部１８ａ，１８ｂ及びディスプレイ支持部１３ａ，１３ｂは、それぞれ図示しない枢軸としてのヒンジ軸によって、互いに回動自在に連結されている。前記ディスプレイユニット３は、前記ヒンジ軸を介して前記コンピュータ本体２に回動自在に枢支されている。このため、ディスプレイユニット３は、前記パームレスト８やキーボード５を覆い隠す閉じ位置と、前記パームレスト８やキーボード５を露出させる開き位置とに亘って、開閉自在に回動し得るようになっている。
【００２３】
また、前記コンピュータ本体２の筐体４内には、図示しない第１の回路基板と、図２、図４及び図５に示す第２の回路基板２１と、図２ないし図５に示すヒートシンク２２とが収容されている。
【００２４】
図示しない第１の回路基板は、筐体４の底壁上のボス部（図示せず）などにねじ止めされ、この底壁と平行に配置されている。第１の回路基板は、表面と裏面とを有し、裏面が筐体４の底壁と向かい合っている。第１の回路基板の表面および裏面には、それぞれＤＲＡＭのような各種の回路素子、カードコネクタ及び各種の周辺機器を接続するための複数の拡張コネクタが並べて配置されている。
【００２５】
前記第２の回路基板２１は、第１の回路基板の上方において、この第１の回路基板と平行に配置されている。第１の回路基板と第２の回路基板２１とは、筐体４の厚み方向に沿って互いに離れており、互いに図示しないスタッキングコネクタなどによって電気的に接続されている。
【００２６】
第２の回路基板２１は、実装面としての表面２１ａと裏面２１ｂとを有している。第２の回路基板２１の裏面２１ｂは、第１の回路基板の表面と向かい合っている。第２の回路基板２１の表面２１ａ及び裏面２１ｂには、それぞれＬＳＩパッケージのような各種の回路素子が実装されており、これらの回路素子は第２の回路基板２１上の配線パターンに接続されている。なお、前記第２の回路基板２１は、本明細書に記した回路基板をなし、かつ前記表面２１ａは第１の面をなしているとともに、前記裏面２１ｂは第２の面をなしている。
【００２７】
図４及び図５に示すように、前記第２の回路基板２１の表面２１ａには、回路素子としての四角形状のマイクロプロセッサ２３が実装されている。マイクロプロセッサ２３は、第２の回路基板２１の表面２１ａ上にマトリックス状に並べられた半田ボール１９を介して、第２の回路基板２１と電気的に接続されている。マイクロプロセッサ２３は、面実装形半導体パッケージとしてのボールグリッドアレイ形（ＢＧＡ：Ball Grid Array）半導体パッケージとなっている。
【００２８】
また、前記表面２１ａには、前記マイクロプロセッサ２３を、表面２１ａ側から覆うカバー部材としてのコールドプレート２４が取付けられている。コールドプレート２４は、図２、図４及び図５に示すように、前記マイクロプロセッサ２３と相対するプレート本体２５と、このプレート本体２５から延出されて形成された延出部２６と、を備えている。コールドプレート２４は、熱伝導性に優れたアルミ系または銅系合金などの金属から構成されている。
【００２９】
前記プレート本体２５は、前記マイクロプロセッサ２３より大きな四角形状でかつ平坦に形成されている。プレート本体２５は、前記第２の回路基板２１の表面２１ａに相対する下面２５ａと、第２の回路基板２１上に露出される上面２５ｂと、を有している。プレート本体２５の上面２５ｂの中心を挟んで互いに対向する二つの角部には、それぞれボス部２７が突設されている。
【００３０】
それぞれのボス部２７は、ねじ穴２８を有している。ねじ穴２８の一端は、ボス部２７の上面に開口しているとともに、ねじ穴２８の他端は、プレート本体２５の下面２５ａに開口している。
【００３１】
前記プレート本体２５の周縁部と、第２の回路基板２１の前記周縁部に相対する位置と、にはピン３０（図２に示す）などが挿入されるようになっている。コールドプレート２４は、ピン３０が前記プレート本体２５及び第２の回路基板２１にかしめられることによって、第２の回路基板２１に固定されるようになっている。
【００３２】
プレート本体２５の下面２５ａとマイクロプロセッサ２３との間には、図４及び図５に示すように、熱伝導性を有する伝熱材２９が設けられている。伝熱材２９は、前記マイクロプロセッサ２３の表面２３ａとプレート本体２５の下面２５ａに接して設けられている。伝熱材２９として、熱伝導性の銀ペースト、接着材などや、シリコン樹脂にアルミナを添加してなるゴム状の弾性体を用いるのが望ましい。
【００３３】
前述した構成によって、マイクロプロセッサ２３が発熱すると、このマイクロプロセッサ２３の熱は、主に、前記伝熱材２９及びプレート本体２５を伝わって、第２の回路基板２１の表面２１ａの方向に逃がされるようになっている。
【００３４】
前記ヒートシンク２２は、前記マイクロプロセッサ２３及びコールドプレート２４を表面２１側から覆って、第２の回路基板２１に取付けられている。ヒートシンク２２は、コールドプレート２４に伝えられたマイクロプロセッサ２３の熱を放出するためのもので、マグネシウム合金あるいはアルミニウム合金のような熱伝導性に優れた金属材料にて構成されている。
【００３５】
ヒートシンク２２は、図２及び図３に示すように、放熱パネル３１と、モジュール支持部３２と、を一体に備えている。放熱パネル３１は、前記第２の回路基板２１より若干大きく形成されている。放熱パネル３１は、図４及び図５に示すように、プレート本体２５の上面２５ｂなどと向かい合う平坦な受熱面３３と、第２の回路基板２１の上方に向けて露出される平坦な放熱面３４と、受熱面３３からコールドプレート２４に向って突出して形成された伝熱部３５と、を備えている。
【００３６】
また、ヒートシンク２２は、第２の回路基板２１に取付けられる際に前記ボス部２７のねじ穴２８にそれぞれ相対する連通孔３６を備えている。これらの連通孔３６には、それぞれねじ３７が挿入されるようになっている。これらのねじ３７が、ヒートシンク２２の上方から連通孔３６を通ってねじ穴２８にねじ込まれることによって、前記ヒートシンク２２がコールドプレート２４を介して第２の回路基板２１に取付けられるようになっている。
【００３７】
放熱面３４は、円柱状または裁頭円錐状でかつ突出して形成された多数の放熱突起３８を一体に備えている。放熱突起３８は、マトリックス状に並べて配置されている。これらの放熱突起３８の存在により、放熱面３４の放熱面積が十分に確保されている。
【００３８】
伝熱部３５は、ヒートシンク２２が第２の回路基板２１に取付けられる際に、コールドプレート２４を介してマイクロプロセッサ２３に相対する位置に配されている。伝熱部３５は、前記コールドプレート２４と略平行でかつ平坦な伝熱面３９を有している。
【００３９】
伝熱面３９は、ヒートシンク２２が第２の回路基板２１に取付けられる際に、コールドプレート２４を介してマイクロプロセッサ２３と相対するようになっている。伝熱面３９はコールドプレート２４のプレート本体２５と、略同じ大きさの四角形状に形成されている。伝熱面３９とコールドプレート２４との間には熱伝導性と弾性とを有するシート状の伝熱部材４０が介在されるようになっている。
【００４０】
また、伝熱部３５は、伝熱面３９の四隅に、前記ボス部２７の外形に沿って形成されたボス受け部４１を設けている。ボス受け部４１の存在によって、前述したようにヒートシンク２２がコールドプレート２４を介して第２の回路基板２１に取付けられた際に、後述する規制部４２がプレート本体２５の上面２５ｂに当接するようになっている。
【００４１】
伝熱部材４０は、シリコン樹脂にアルミナを添加してなるゴム状の弾性体であり、かつプレート本体２５及び伝熱面３９と略同じ大きさの略四角形状に形成されている。伝熱部材４０は、その厚みが、ヒートシンク２２が第２の回路基板２１に取付けられる際に、前記プレート本体２５の上面２５ｂと伝熱面３９とによって押圧されて弾性変形して、これらの面２５ｂ，３９に密接するようになっている。伝熱部材４０は、第２の回路基板２１とヒートシンク２２との間に位置するようになっている。
【００４２】
また、伝熱面３９の周縁部３９ａには、規制部４２が設けられている。規制部４２は、それぞれの連通孔３６の近傍でかつ、伝熱面３９の幾何学的な中心Ｐを挟んで互いに相対する位置に一対設けられている。規制部４２は、前記中心Ｐに関する点対称となる位置にそれぞれ設けられているとともに、前記中心Ｐを中心とした周方向に沿って等間隔にそれぞれ設けられている。
【００４３】
規制部４２は、それぞれ前記伝熱面３９から受熱面３３側つまり第２の回路基板２１に向って突出して形成されている。規制部４２は、それぞれ、伝熱面３９からの突出量がヒートシンク２２を第２の回路基板２１に取付ける際にマイクロプロセッサ２３に作用する応力が後述する所定値を超えないように、伝熱部材４０の弾性変形量を規制する値となっている。この所定値は、マイクロプロセッサ２３の動作に影響を与えることがない値となっている。
【００４４】
規制部４２は、先端面４３が前記伝熱面３９に沿って平坦に形成されている。なお、この先端面４３は平坦面をなしている。規制部４２は、伝熱面３９に沿う断面形状が、前記ボス受け部４１に沿いかつ連通孔３６を周方向から包囲するＣ字状に形成されている。
【００４５】
前述した構成によって、ねじ３７をねじ穴２８にそれぞれねじ込んでコールドプレート２４にヒートシンク２２を取付ける際に、規制部４２は、前記コールドプレート２４などを介してマイクロプロセッサ２３に伝わる応力が所定値を超えないように、前記伝熱部材４０の弾性変形量を規制する。
【００４６】
前記モジュール支持部３２は、放熱パネル３１の側方に連なっている。モジュール支持部３２は、放熱パネル３１より一段低く形成された底部４４と、この底部４４から上方に延びる複数のボス部４５などを備えている。モジュール支持部３２は、前記ボス部４５に、前記第１の回路基板及び第２の回路基板２１とは、別体の図示しない回路基板や、モデムなどの回路モジュールを支持するようになっている。
【００４７】
本実施形態によれば、シート状の伝熱部材４０が、第２の回路基盤２１とヒートシンク２２とが互いに固定される際に、押圧されて弾性変形するとともに、規制部４２が伝熱部材４０の弾性変形量を規制する。このため、電子機器１毎の、ヒートシンク２２及びマイクロプロセッサ２３を覆うコールドプレート２４に対する伝熱部材４０の接触面積のばらつきが抑制される。
【００４８】
そして、伝熱部材４０が前記マイクロプロセッサ２３が発生する熱をヒートシンク２２に伝えるので、増大する傾向にあるマイクロプロセッサ２３の熱を、すべての電子機器１において、確実に放出することができる。
【００４９】
さらに、第２の回路基板２１に向って突出して伝熱面３９の周縁部３９ａに形成された規制部４２が、前記伝熱部材４０の弾性変形量を、マイクロプロセッサ２３に作用する応力が所定値を超えない範囲に規制する。このため、第２の回路基板２１とヒートシンク２２との間の間隔が電子機器１毎にばらついても、マイクロプロセッサ２３の動作に影響を与えることを防止できるとともに、このマイクロプロセッサ２３が破損することを確実に防止できる。
【００５０】
また、規制部４２を、伝熱面３９の中心Ｐを挟んで互いに相対する位置で、かつ前記中心Ｐに関する点対称の位置であるとともに、前記中心Ｐを中心として周方向に等間隔となる位置に、一対設けている。このため、マイクロプロセッサ２３に作用する応力を確実に所定値を超えないようにすることができる。
【００５１】
したがって、第２の回路基板２１とヒートシンク２２との間の間隔が電子機器１毎にばらついても、マイクロプロセッサ２３の動作に影響を与えることをより確実に防止できる。
【００５２】
本実施形態では、規制部４２を伝熱面３９の中心Ｐを挟んで互いに相対する位置に一対設けている。本発明において、規制部４２を、前記中心Ｐに関する点対称の位置と、前記中心Ｐを中心とした周方向に沿って等間隔な位置と、のうち少なくとも一方の位置に、一対より多く設けても良い。
【００５３】
また、規制部４２は、前記伝熱面３９から第２の回路基板２１に向って突出して形成されていれば、その平面形がＣ字状でなくても良いことはいうまでもない。さらに、前記規制部４２を伝熱部３５に対し間隔を存して配置しても良い。
【００５４】
【発明の効果】
以上詳述した本発明によれば、電子機器毎の、伝熱部材のヒートシンクに対する接触面積のばらつきが抑制されるので、増大する傾向にある回路素子の熱を、全ての電子機器において確実に放出することができる。さらに、規制部が伝熱部材の弾性変形量を規制するので、回路基板とヒートシンクとの間の間隔が電子機器毎にばらついても、回路素子の動作に影響が与えられることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のポータブルコンピュータを示す斜視図。
【図２】同実施形態のポータブルコンピュータの要部を分解して示す斜視図。
【図３】同実施形態のポータブルコンピュータのヒートシンクを下面側からみた斜視図。
【図４】同実施形態のポータブルコンピュータにおいて、ヒートシンク取付け前の要部の一部を示す断面図。
【図５】同実施形態のポータブルコンピュータにおいて、ヒートシンク取付け後の要部の一部を示す断面図。
【符合の説明】
１…ポータブルコンピュータ（電子機器）
２１…第２の回路基板（回路基板）
２２…ヒートシンク
２３…マイクロプロセッサ（回路素子）
３５…伝熱部
３９…伝熱面
３９ａ…周縁部
４０…伝熱部材
４２…規制部
４３…先端面（平坦面）
【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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