(57)【要約】【課題】シリコンダイの損傷防止を図った電子機器を提供する。【解決手段】  ポータブルコンピュータ１は、本体２と、本体２に収容されるプリント回路板１５と、冷却ユニットから構成されている。プリント回路板１５には、サブストレート３１と、このサブストレート３１に実装された矩形状のシリコンダイ３２とを有する半導体パッケージ１６が実装されている。冷却ユニットは、シリコンダイ３２に熱的に接続され、半導体パッケージ１６からの熱を受ける受熱板２４を有している。この受熱板２４は、シリコンダイ３２と対向する接触部２４ａと、接触部２４ａと接する受熱板本体部２４ｂとからなり、接触部２４ａは受熱板本体部２４ｂよりも剛性が高い。【選択図】  図３
2009064922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体に収容される回路基板と、
前記回路基板に実装されるとともに、基台と、この基台に実装された矩形状の素子とを有する電子部品と、
前記素子に熱的に接続され、上記電子部品からの熱を受ける受熱部を有する冷却ユニットと、を具備し、
前記受熱部は、前記素子と対向する第１の部材と、前記第１の部材と接する第２の部材とからなり、前記第１の部材は前記第２の部材よりも剛性が高いことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記第２の部材は、前記第１の部材を間に挟んで前記素子と対向して設けられたことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記第１の部材の面積は、前記素子の表面面積よりも大きいことを特徴とする請求項２記載の電子機器。
【請求項４】
前記第１の部材の面積は前記第２の部材の面積よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載の電子機器。
【請求項５】
前記第２の部材は凹部を有し、前記第１の部材は、前記凹部に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の電子機器。
【請求項６】
前記第１の部材の高さは、前記第２の部材の凹部を有した側の面よりも高いことを特徴とする請求項５に記載の電子機器。
【請求項７】
前記第１の部材は、メッキ加工により形成されていることを特徴とする請求項急行４に記載の電子機器。
【請求項８】
回路基板に実装された電子部品と熱的に接続するための受熱部を備え、
前記受熱部は、前記素子と対向する第１の部材と、前記第１の部材と接する第２の部材とからなり、前記第１の部材は前記第２の部材よりも剛性が高いことを特徴とする冷却ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器および冷却ユニットに係り、特に受熱板が熱的に接続される冷却ユニット、および冷却ユニットを備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポータブルコンピュータのような電子機器は、ＣＰＵやグラフィックチップのような半導体パッケージ（電子部品）を搭載している。このような半導体パッケージは使用時に発熱するため、受熱板が取り付けられ放熱の促進が図られることが多い。
【０００３】
特許文献１には、発熱部品に対してヒートシンクを熱接続させた冷却ユニットが開示されている。この冷却ユニットのヒートシンクは、冷却ユニット筐体内に浮動自在に配置されている。ヒートシンクは、コイルばねのような弾性部材により発熱部品に向いて付勢され、発熱部品に圧接されている。これによりヒートシンクは発熱部品に対して確実に熱接続される。
【特許文献１】特開２００２−２８０４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体パッケージは、サブストレートと、このサブストレートに搭載されたシリコンダイとを有する。シリコンダイは、サブストレートの表面に比べて一段高くなっている。    このようなシリコンダイに対して上記弾性部材を用いて受熱板を圧接すると、持ち運び時や電子機器に外部から衝撃が加わった時などに受熱板に大きな力が加わる。この力が大きい場合、受熱板とシリコンダイとの間は擦られ、受熱板が削られてしまう場合がある。
【０００５】
受熱板の削れは、受熱板の表面に凹凸部が形成されることとなる。凹凸の形成は、受熱板が半導体パッケージに対して傾く原因となる。
【０００６】
受熱板が大きく傾くと、シリコンダイの特に角部周辺に不要な力が加わる。シリコンダイに対する受熱板の接触角度が一定以上になると、シリコンダイの一部が損傷するおそれがある。受熱板は、近年の半導体パッケージの発熱量の増加に伴い大型化する傾向にある。大型化した受熱板では特に上記のようなシリコンダイの損傷が懸念される。
【０００７】
本発明の目的は、シリコンダイの損傷防止を図った電子機器を得ることにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、シリコンダイの損傷防止を図った冷却ユニットを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、筐体と、前記筐体に収容される回路基板と、前記回路基板に実装されるとともに、基台と、この基台に実装された矩形状の素子とを有する電子部品と、前記素子に熱的に接続され、上記電子部品からの熱を受ける受熱部を有する冷却ユニットと、を具備し、前記受熱部は、前記素子と対向する第１の部材と、前記第１の部材と接する第２の部材とからなり、前記第１の部材は前記第２の部材よりも剛性が高いことを特徴としている。
【００１０】
上記他の目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る冷却ユニットは、回路基板に実装された電子部品と熱的に接続するための受熱部を備え、前記受熱部は、前記素子と対向する第１の部材と、前記第１の部材と接する第２の部材とからなり、前記第１の部材は前記第２の部材よりも剛性が高いことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
これらの構成によれば、シリコンダイの損傷防止が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明の実施の形態を、ポータブルコンピュータに適用した図面に基づいて説明する。  
図１ないし図５は、本発明の第１の実施形態に係る電子機器としてのポータブルコンピュータ１を開示している。図１に示すように、ポータブルコンピュータ１は、本体２と、表示ユニット３とを備えている。
【００１３】
本体２は、箱状に形成された筐体４を有する。筐体４は、上壁４ａ、周壁４ｂ、および下壁４ｃを有する。筐体４は、上壁４ａを含む筐体カバー５と、下壁４ｃを含む筐体ベース６とに分割されている。筐体カバー５は、筐体ベース６に対して上方から組み合わされ、筐体ベース６に着脱自在に支持されている。上壁４ａは、キーボード７を支持している。周壁４ｂには、例えば複数の排気孔４ｄが開口している。
【００１４】
表示ユニット３は、ディスプレイハウジング９と、このディスプレイハウジング９に収容された液晶表示モジュール１０とを備えている。液晶表示モジュール１０は、表示画面１０ａを有する。表示画面１０ａは、ディスプレイハウジング９の前面の開口部９ａを通じてディスプレイハウジング９の外部に露出している。
【００１５】
表示ユニット３は、筐体４の後端部に一対のヒンジ部１１ａ，１１ｂを介して支持されている。そのため、表示ユニット３は、上壁４ａを上方から覆うように倒される閉じ位置と、上壁４ａを露出させるように起立する開き位置との間で回動可能である。
【００１６】
図２に示すように、筐体４は、プリント回路板１５、半導体パッケージ１６、および冷却ユニット１７を収容している。半導体パッケージは、本発明でいう電子部品の一例である。半導体パッケージ１６は、プリント回路板１５に実装されている。半導体パッケージ１６の一例は、ＣＰＵまたはグラフィックスチップである。ただし本発明でいう半導体パッケージは、上記の例に限られず、放熱が望まれる種々の部品が該当する。
【００１７】
冷却ユニット１７は、放熱フィン２１、冷却ファン２２、伝熱部材２３、および受熱板２４を有する。放熱フィン２１は、排気孔４ｄに対向している。冷却ファン２２は、放熱フィン２１を冷却する。伝熱部材２３の一例は、ヒートパイプである。伝熱部材２３は、受熱板２４に熱接続された受熱部と、放熱フィン２１に熱接続された放熱部とを有する。
【００１８】
伝熱部材２３は、受熱板２４から熱を受け取り、受け取った熱を放熱フィン２１に伝える。
【００１９】
次に、半導体パッケージ１６の回りについて詳しく説明する。  
図３に示すように、半導体パッケージ１６は、サブストレート３１と、シリコンダイ３２とを有する。シリコンダイ３２は、サブストレート３１の中央部に搭載されている。シリコンダイ３２は、サブストレート３１に電気的および機械的に接続されている。半導体パッケージ１６は、プリント回路板１５に電気的および機械的に接続されている。
【００２０】
シリコンダイ３２は、シリコンベースから四角形に切断加工されて形成されている。図４に示すように、シリコンダイ３２は、サブストレート３１の表面に比べて一段高くなっている。シリコンダイ３２の高さＨの一例は、約０．８ｍｍである。
【００２１】
受熱板２４は、例えば半導体パッケージ１６に比べて一回り大きく形成されている。受熱板２４は、図５に示すように少なくとも２つの部材で形成されている。即ち、受熱板２４は、シリコンダイ３２と対向して接続する接触部２４ａ（第１の部材）と、接触部２４ａと接する受熱板本体部２４ｂ（第２の部材）とから形成されている。接触部２４ａは、シリコンダイ３２に比べて一回り大きく形成されている。
【００２２】
受熱板２４は、例えば受熱板本体部２４ｂの一方の平面上に接触部２４ａを搭載して形成する。即ち、図５（ａ）に示すように受熱板本体部２４ｂは、接触部２４ａを間に挟んでシリコンダイ３２と対向して構成する。ここで接触部２４ａ表面面積は、シリコンダイ３２の表面面積よりも大きい。また、受熱板本体部２４ｂの表面面積は接触部２４ａ表面面積よりも大きい。
【００２３】
また、受熱板２４は、受熱板本体部２４ｂの一方の平面上に凹部を設け、そこに搭載していても良い。即ち、図５（ｂ）に示すように受熱板本体部２４ｂに凹部２４ｂ１を設け、接触部２４ａをこの凹部２４ｂ１に設けても良い。ここで、接触部２４ａの部材の厚さは、受熱板本体部２４ｂの凹部の深さよりも厚い。
【００２４】
また、受熱板２４は、図５（ｃ）に示すように、受熱板本体部２４ｂに接触部２４ａの大きさに相当する開口部２４ｂ２を設け、この開口部に接触部２４ａを組み込んだ構成にしても良い。
【００２５】
図５（ａ）〜（ｃ）に示した接触部２４ａ（第１の部材）の材質は、受熱板本体部２４ｂ（第２の部材）よりも剛性が高い材質を用いる。受熱板本体部２４ｂの一例は銅板であり、接触部２４ａの一例はアルミニウム板である。また、接触部２４ａは板部材ではなくメッキ加工で形成しても良い。即ち、受熱板本体部２４ｂの上から例えばアルミニウムメッキなどを施したメッキ加工でも良い。
【００２６】
受熱板２４は、シリコンダイ３２に臨む方から半導体パッケージ１６に対向して配置される。図３および図４に示すように、受熱板２４は、シリコンダイ３２の上に載置されるとともに、シリコンダイ３２に熱的に接続される。なおシリコンダイ３２と受熱板２４との間には、例えば受熱材（図示しない）が介在されている。受熱材の一例は、グリスであるが、これに代えて伝熱シートでもよい。
【００２７】
図３および図４に示すように、受熱板２４を取り付ける押圧部材４５が設けられている。押圧部材４５は、本体部４５ａと脚部４５ｂとを有する。本体部４５ａおよび脚部４５ｂは、協働して板ばねを形成している。押圧部材４５は、受熱板２４を半導体パッケージ１６に向けて押圧する。これにより受熱板２４は、シリコンダイ３２により強固に熱的に接続される。
【００２８】
次に、ポータブルコンピュータ１の機能について説明する。ポータブルコンピュータ１を持ち運ぶ時、或いは外部から衝撃が加わった時などには受熱板に大きな力が加わる。この力が大きい場合、受熱板２４が受熱板本体部２４ｂのみで形成されていると、受熱板とシリコンダイとの間は擦られ、受熱板が削られてしまう場合がある。即ち、受熱板２４を熱伝導率のみに着目して例えば銅（Ｃｕ）で形成すると、受熱板２４が削られてしまう場合がある。
【００２９】
しかし、本発明における受熱板２４は、受熱板本体部２４ｂよりも剛性が高い接触部２４ａがシリコンダイ３２と接続している。従って、受熱板本体部２４ｂのみの場合と比して受熱板の削れが発生しにくくなる。従って受熱板２４上での凹凸の形成が発生しにくくなる。
【００３０】
従って受熱板２４の更なる傾きが発生しにくくなり、シリコンダイの一部が損傷するおそれが低減できる。従ってシリコンダイの損傷防止を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態に係るポータブルコンピュータの斜視図。
【図２】本発明の実施形態に係るポータブルコンピュータの内部の斜視図。
【図３】本発明の実施形態に係るポータブルコンピュータの半導体パッケージ回りを分解して示す斜視図。
【図４】本発明の実施形態に係るポータブルコンピュータの断面図。
【図５】受熱板２４及びシリコンダイ３２の断面図。
【符号の説明】
【００３２】
１  ポータブルコンピュータ
１０ａ  表示画面
１１ａ，１１ｂ  ヒンジ部
１５  プリント回路板
１６  半導体パッケージ
１７  冷却ユニット
２  本体
２１  放熱フィン
２２  冷却ファン
２３  伝熱部材
２４  受熱板
２４ａ  受熱板本体部
２４ｂ  接触部
３  表示ユニット
３１  サブストレート
３２  シリコンダイ
４  筐体
４ａ  上壁
４ｂ  周壁
４ｃ  下壁
４ｄ  排気孔
５  筐体カバー
６  筐体ベース
７  キーボード
９  ディスプレイハウジング
【図１】
2009064922.tif 000003
【図２】
2009064922.tif 000004
【図３】
2009064922.tif 000005
【図４】
2009064922.tif 000006
【図５】
2009064922.tif 000007