(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱を伝導し、放熱する複数放熱棒と、
熱を伝導するプリントパターンから成る放熱パターンを有し、前記放熱パターンが分割されて形成される接触子から構成される複数接続部を有する複数プリント基板とを備え、
前記複数放熱棒の各々は、前記複数プリント基板の複数接続部の接触子と接触するよう配置され、前記複数プリント基板の各々の前記放熱パターンからの熱が、前記複数接続部の接触子を介して前記複数放熱棒に熱接続されるよう構成されることを特徴とするプリント基板放熱構造。
【請求項２】
前記接続部は、前記プリント基板上に開けられる孔により露出される前記放熱パターンが前記孔の中央部から放射状に複数に分割されて構成される複数接触子を有し、
前記放熱棒は、前記孔を貫通し、前記複数接触子と接触するよう配置され、前記複数プリント基板の各々の前記放熱パターンからの熱が、前記複数接触子を介し前記複数放熱棒に熱接続されるよう構成されることを特徴とする請求項１のプリント基板放熱構造。
【請求項３】
前記接続部は、前記プリント基板上に開けられる孔により露出される前記放熱パターンが前記孔の中央部から渦状に分割されて構成される接触子を有し、
前記放熱棒は、前記孔を貫通し、前記接触子と接触するよう配置され、前記複数プリント基板の各々の前記放熱パターンからの熱が、前記接触子を介して前記複数放熱棒に熱接続されるよう構成されることを特徴とする請求項１のプリント基板放熱構造。
【請求項４】
前記プリント基板は、
多層プリントパターンの各々から成る放熱パターンと、
前記放熱パターンが分割されて形成される接触子を備える複数接続部と、
を有することを特徴とする請求項１と２と３のうちのいずれか１項記載のプリント基板放熱構造。
【請求項５】
前記放熱棒は、ヒートパイプから構成されることを特徴とする請求項１と２と３のうちのいずれか１項記載のプリント基板放熱構造。
【請求項６】
前記放熱棒は、金属材料から構成されることを特徴とする請求項１と２と３のうちのいずれか１項記載のプリント基板放熱構造。
【請求項７】
前記放熱棒は、スーパグラファイトから構成されることを特徴とする請求項１と２と３のうちのいずれか１項記載のプリント基板放熱構造。
【請求項８】
前記放熱棒は、放熱板から構成されることを特徴とする請求項１と２と３のうちのいずれか１項記載のプリント基板放熱構造。
【請求項９】
熱を伝導し、放熱する複数放熱棒と、
熱を伝導するプリントパターンから成る放熱パターンを有し、前記放熱パターンが分割されて構成される複数接触子を有す複数接続部を備える複数プリント基板と、
前記複数プリント基板の各々を並列に実装する筐体とを備え、
前記筐体に並列して実装される前記複数プリント基板の複数接続部の接触子と接触するよう、前記複数放熱棒の各々が前記接続部を貫通して配置され、前記複数プリント基板の各々の前記放熱パターンからの熱が、前記接触子を介して前記複数放熱棒に熱接続されるよう構成されることを特徴とするカードタイプ構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カードタイプ構造に使用するプリント基板の放熱構造に関し、特に、ヒートパイプとプリント基板との接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の、図８で示されるようなカードタイプ構造体１００で使用されるプリント基板１０１には、以下のような２種類の放熱構造が採用されていた。
【０００３】
第１番目は、図９で示されるように、ヒートパイプ１０２をプリント基板１０１内に埋め込んで、プリント基板面内の熱伝導性を向上させる放熱構造である。
【０００４】
第２番目は、図１０で示されるように、放熱板１０４をプリント基板１０１に貼り、発熱部品１０３からの熱を放熱板１０４により伝導させ、プリント基板面１０１内の熱伝導性を向上させる放熱構造である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このようなカードタイプ構造体１００では、プリント基板の装置筐体への挿抜が容易であるという長所の反面、プリント基板と装置を固定することが困難な構造である。従って、従来の放熱構造では、プリント基板面内の熱伝導性を向上させるだけであり、プリント基板上の発熱部品から、直接、装置の放熱部へ放熱させることが困難であるという課題を有する。
【０００６】
本発明の目的は、従来のこの様な課題を解決し、カードタイプ構造体におけるプリント基板の放熱を、効率よく、かつ、容易に達成することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のプリント基板放熱構造は、熱を伝導し、放熱する複数放熱棒と、
熱を伝導するプリントパターンから成る放熱パターンを有し、前記放熱パターンが分割されて形成される接触子から構成される複数接続部を有する複数プリント基板とを備え、
前記複数放熱棒の各々は、前記複数プリント基板の複数接続部の接触子と接触するよう配置され、前記複数プリント基板の各々の前記放熱パターンからの熱が、前記複数接続部の接触子を介して前記複数放熱棒に熱接続されるよう構成されることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明のプリント基板放熱構造は、前記接続部が、前記プリント基板上に開けられる孔により露出される前記放熱パターンが前記孔の中央部から放射状に複数に分割されて構成される複数接触子を有し、
前記放熱棒は、前記孔を貫通し、前記複数接触子と接触するよう配置され、前記複数プリント基板の各々の前記放熱パターンからの熱が、前記複数接触子を介し前記複数放熱棒に熱接続されるよう構成されることを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明のプリント基板放熱構造は、前記接続部が、前記プリント基板上に開けられる孔により露出される前記放熱パターンが前記孔の中央部から渦状に分割されて構成される接触子を有し、
前記放熱棒は、前記孔を貫通し、前記接触子と接触するよう配置され、前記複数プリント基板の各々の前記放熱パターンからの熱が、前記接触子を介して前記複数放熱棒に熱接続されるよう構成されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のプリント基板放熱構造は、
前記プリント基板が、多層プリントパターンの各々から成る放熱パターンと、
前記放熱パターンが分割されて形成される接触子を備える複数接続部と、を有することを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明のプリント基板放熱構造は、前記放熱棒が、ヒートパイプから構成されることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のプリント基板放熱構造は、前記放熱棒が、金属材料から構成されることを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明のプリント基板放熱構造は、前記放熱棒が、スーパグラファイトから構成されることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のプリント基板放熱構造は、前記放熱棒が、放熱板から構成されることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明のカードタイプ構造体は、
熱を伝導し、放熱する複数放熱棒と、
熱を伝導するプリントパターンから成る放熱パターンを有し、前記放熱パターンが分割されて構成される複数接触子を有す複数接続部を備える複数プリント基板と、
前記複数プリント基板の各々を並列に実装する筐体とを備え、
前記筐体に並列して実装される前記複数プリント基板の複数接続部の接触子と接触するよう、前記複数放熱棒の各々が前記接続部を貫通して配置され、前記複数プリント基板の各々の前記放熱パターンからの熱が、前記接触子を介して前記複数放熱棒に熱接続されるよう構成されることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の第１実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明によるカードタイプ構造体の構成図で、図２は、本発明によるプリント基板放熱構造の斜視図で、図２（ａ）は、全体斜視図で、図２（ｂ）は、接続部拡大図で、図３は、プリント基板放熱構造の断面図で、図４は、プリント基板の放熱パターンの接続部詳細図で、図５は、複数プリント基板が実装される場合の、プリント基板放熱構造の断面図である。
【００１８】
図１を参照して、本発明によるカードタイプ構造体５０は、本発明による放熱構造を有する複数プリント基板１０と、ヒートパイプ３０、または放熱棒または放熱板、と、筐体４０と、を有して構成される。
【００１９】
筐体４０は、熱伝導の良好な材料で箱型に構成され、箱の内部に、複数のガイド４３を備えて、複数プリント基板１０を並列して実装する。そして、筐体４０の箱の側面板４２には、ヒートパイプ３０を貫通する孔４１を有する。
【００２０】
ヒートパイプ３０は、密閉したパイプ内に蒸発性液体とその蒸気を封入した構造で、複数プリント基板１０と熱的に接続して放熱経路を与える。そして、ヒートパイプ３０は、筐体４０の箱の側面板４２に広く接触するように側面板４２に並行に延びる放熱アーム３１を有している。
【００２１】
放熱棒と放熱板は、熱伝導性の良好な材料、例えば、金属、あるいは、スーパグラファイトで構成され、ヒートパイプ３０と同様に、複数プリント基板１０と熱的に接続して放熱経路を与える。そして、放熱棒と放熱板は、筐体４０の箱の側面板４２に広く接触するように側面板４２と並行に延びる放熱アーム３１を有している。
【００２２】
プリント基板１０は、図２と図３に示されるように、熱を発する回路部品、すなわち発熱部品１６、からの熱を伝導する放熱パターン１１を有している。
【００２３】
この放熱パターン１１は、プリント基板１０を構成する電気伝導体のプリントパターン、例えば、金属箔（銅張りパターン）、で構成される。そして、放熱パターン１１は、ヒートパイプ３０、または放熱棒または放熱板、と接触して熱的に接続するための接続部１２を有している。
また、放熱パターン１１は、弾性材料で、且つ熱伝導の良好な材料から構成されているのが望ましい。
【００２４】
接続部１２は、プリント基板１０を構成する絶縁材料、例えばガラスエポキシ材、に孔１４を開けて絶縁材料を除去し、放熱パターン１１が露出するよう構成されている。そして、図４に示されるように、接続部１２は、その中央部に、ヒートパイプ３０、または放熱棒または放熱板、が挿入され熱的に接続できるよう、露出された放熱パターン１１が複数に分割されて構成される接触子１３を有する。たとえば、図４（ａ）に示される接続部１２−１は、放熱パターン１１の金属箔が、中央部から放射状に４分割されて構成される４枚の接触子１３−１を有し、図４（ｂ）に示される接続部１２−２は、放熱パターン１１の金属箔が、中央部から放射状に８分割されて構成される８枚の接触子１３−２を有し、図４（ｃ）に示される接続部１２−３は、放熱パターン１１の金属箔が、中央部から渦状に分割されて構成される接触子１３−３を有する。これらの接触子１３は、鍍金により強度が補強されていることが好ましい。
【００２５】
本発明によるプリント基板放熱構造は、図２（ａ）に示されるように、このような接続部１２を有するプリント基板１０に、基板面と略垂直にヒートパイプ３０、または放熱棒または放熱板、が挿入して貫通され、接続部１２の接触子１３がヒートパイプ３０、または放熱棒または放熱板、と接触するよう構成される。すなわち、図２（ｂ）の接続部の拡大図で示されるように、放熱パターン１１の接続部１２にヒートパイプ３０が挿入されることで、接続部１２の接触子１３が弾性変形し、この接触子１３とヒートパイプ３０とが、接触子１３からの弾性力で、接触して熱的に接続される。
【００２６】
次に、カードタイプ構造体５０の組み立て方法を説明する。
【００２７】
図１を参照して、先ず、放熱パターン１１に接触子１３を有する複数のプリント基板１０を、筐体４０の複数のガイドに挿入して筐体４０に実装する。
【００２８】
つぎに、筐体４０の側面板４２の孔４１からヒートパイプ３０を挿入して貫通する。このとき、ヒートパイプ３０の放熱アーム３１が筐体４０の側面板４２に接触するまでヒートパイプ３０を挿入して貫通する。
【００２９】
このようにして、カードタイプ構造体５０が組み立てられると、図５に示されるように、発熱部品１６が搭載される複数プリント基板１０の各々が、ヒートパイプ３０と、放熱パターン１１の接触子１３を介して熱的に接続される。そして、ヒートパイプ３０は、放熱アーム３１を介して筐体４０の側面板４２に熱的に接続される。
【００３０】
次に、保守や交換のため、プリント基板１０を挿抜する方法を説明する。
【００３１】
図１を参照して、先ず、ヒートパイプ３０を筐体４０から引き抜く。
【００３２】
次に、保守の対象となるプリント基板１０を引き抜く。
【００３３】
次に、保守の終了したプリント基板１０、あるいは代替のプリント基板１０を挿入し、そして、ヒートパイプ３０を筐体４０に挿入する。
【００３４】
次に、動作について図面を参照して詳細に説明する。
【００３５】
まず、熱がどのように伝導するかを説明する。
【００３６】
図３には、プリント基板放熱構造の断面上に放熱経路が示されている。
【００３７】
図３を参照して、発熱部品１６からの熱は、プリント基板１０へ流れ、次に、プリント基板１０内の放熱パターン１１を伝導し、次に、放熱パターン１１の接続部１２を構成する複数接触子１３へ流れ、この接触子１３からヒートパイプ３０、または放熱棒または放熱板、へ伝わり、ヒートパイプ３０、または放熱棒または放熱板、を伝導し、さらに放熱アーム３１へ伝わり、放熱アーム３１から側面板４２へ到達する。そして、側面板４２から、外部に放熱する。
【００３８】
したがって、熱を効率よく放熱できる。
【００３９】
つぎに、プリント基板１０と筐体４０とヒートパイプ３０と間の寸法の相対誤差あるいは振動により、ヒートパイプ３０が正しい位置から変化するときの、誤差吸収動作を説明する。図６は、相対誤差と変位の吸収を説明するための図である。
【００４０】
プリント基板１０と筐体４０とヒートパイプ３０と間の寸法の相対誤差により、放熱パターン１１の接続部１２の中央部にヒートパイプ３０が挿入されないと、放熱パターン１１の接触子１３が弾性変形し、この誤差を吸収してヒートパイプ３０との熱的な接続を保持するよう動作する。
【００４１】
また、振動を受け、放熱パターン１１の接続部１２の中央部からヒートパイプ３０が変位するときにおいても、放熱パターン１１の接触子１３が弾性変形し、この変位を吸収してヒートパイプ３０との熱的な接続を保持するよう動作する。
【００４２】
したがって、実装による相対誤差と外部からの振動による変位とを吸収して、良好な熱的な接続を確保できる。
【００４３】
次に、本発明の第２実施の形態について説明する。
【００４４】
図７は、第２実施形態によるプリント基板放熱構造の断面図である。
【００４５】
図７を参照して、第２実施形態によるプリント基板放熱構造は、プリント基板２０とヒートパイプ３０、または放熱棒または放熱板、とで構成される。
【００４６】
ヒートパイプ３０、または放熱棒または放熱板は、第１実施形態によるプリント基板放熱構造で使用されるものと同一のものであり、同一符号を付す。
【００４７】
プリント基板２０は、第１の実施形態と異なり、複数放熱パターン２１−１、２１−２、〜、２１−Ｎを有して構成される。この複数放熱パターン２１−１、２１−２、〜、２１−Ｎは、多層プリント基板の各層のプリントパターンを構成する電気伝導体、例えば、金属箔（銅張りパターン）、で構成される。
【００４８】
そして、複数放熱パターン２１−１、２１−２、〜、２１−Ｎの各々は、ヒートパイプ３０と接触して熱的に接続するための接続部２２−１、２２−２、〜、２２−Ｎの各々を有している。接続部２２−１、２２−２、〜、２２−Ｎは、プリント基板２０を構成する絶縁材料に孔を開けて絶縁材料を除去し、放熱パターン２１−１、２１−２、〜、２１−Ｎの各々が露出するよう構成されている。
【００４９】
そして、接続部２２−１、２２−２、〜、２２−Ｎの各々は、第１の実施形態と同様に、その中央部に、ヒートパイプ３０、または放熱棒または放熱板、が挿入され熱的に接続できるよう、放熱パターン２１−１、２１−２、〜、２１−Ｎの各々が分割されて構成される接触子２３−１、２３−２、〜、２３−Ｎの各々を有して構成される。これらの接触子２３−１、２３−２、〜、２３−Ｎは、第１の実施形態と同様に、図４に示されるように、放熱パターン２１−１、２１−２、〜、２１−Ｎの各々を４分割あるいは８分割あるいは渦状に分割されて構成される。
【００５０】
第２実施形態によるプリント基板放熱構造は、このようなプリント基板２０が、第１の実施形態で示した筐体４０に挿入され、更に、ヒートパイプ３０、または放熱板または放熱棒が、筐体４０を介してプリント基板２０に挿入されることにより、放熱パターン２１−１、２１−２、〜、２１−Ｎの各々の接触子２３−１、２３−２、〜、２３−Ｎは、弾性変形し、ヒートパイプ３０、または放熱板または放熱棒、に弾性力で接触して熱的に接続されるよう構成される。
【００５１】
発熱部品１６からの熱は、プリント基板２０へ流れ、次に、プリント基板２０内の放熱パターン２１−１、２１−２、〜、２１−Ｎの各々を伝導し、次に、放熱パターン２１−１、２１−２、〜、２１−Ｎの接触子２３−１、２３−２、〜、２３−Ｎの各々へ流れ、これらの接触子２３−１、２３−２、〜、２３−Ｎの各々からヒートパイプ３０、または放熱板または放熱棒、へ伝わり、ヒートパイプ３０、または放熱板または放熱棒、を伝導し、さらに放熱アーム３１へ伝わり、放熱アーム３１から側面板４２へ到達する。そして、側面板４２から、外部に放熱する。
【００５２】
複数の放熱パターン２１−１、２１−２、〜、２１−Ｎにより、より多くの熱が放熱される。
【００５３】
上述した実施形態は、プリント基板に１個の接続部を備え、この接続部と熱的に接続する１本のヒートパイプまたは放熱板または放熱棒を有しているが、これに限定されず、プリント基板に複数の接続部を備え、これらの接続部と熱的に接続する複数のヒートパイプまたは放熱板または放熱棒を有して、本発明によるプリント基板放熱構造を構成できることは当然である。
【００５４】
上述した実施形態は、プリント基板に接続部を備えるよう構成されているが、これに限定されず、プリント基板に代わって、発熱部品を搭載できる基板であるセラミック基板やアルミナ基板においても本発明が適用できる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、プリント基板に設けられた弾性接触子により、ヒートパイプと熱的に接続するよう構成されているので、プリント基板の放熱を、効率よく、かつ、容易に達成するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるカードタイプ構造体の構成図である。
【図２】本発明によるプリント基板放熱構造の斜視図である。
【図３】プリント基板放熱構造の断面図である。
【図４】プリント基板の放熱パターンの接続部詳細図である。
【図５】複数プリント基板が実装される場合の、プリント基板放熱構造の断面図である。
【図６】相対誤差と変位の吸収を説明するための図である。
【図７】第２実施形態によるプリント基板放熱構造の断面図である。
【図８】従来のカードタイプ構造体
【図９】従来のプリント基板放熱構造
【図１０】従来のプリント基板放熱構造
【符号の説明】
１０    プリント基板
１１    放熱パターン
１２    接続部
１３    接触子
２０    プリント基板
３０    ヒートパイプ
４０    筐体
５０    カードタイプ構造体
【図１】
0003776804.tif 000002
【図２】
0003776804.tif 000003
【図３】
0003776804.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003776804.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
0003776804.tif 000009
【図９】
0003776804.tif 000010
【図１０】
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