JP2001196773A - 発熱部品の冷却装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、半導体パッケージの熱を受熱部から
放熱部に効率良く逃すことができ、しかも、薄型化を強
化できる冷却装置を得ることにある。 【解決手段】冷却装置25は、半導体パッケージ19の熱を
受ける受熱部50と、この受熱部に熱的に接続された放熱
部51とを有するヒートシンク27と；少なくともヒートシ
ンクの放熱部に冷却風を送風するファンユニット26と；
を備えている。放熱部は、半導体パッケージから外れた
位置において受熱部と重なり合うことなく平面的に並べ
て配置されている。また、ヒートシンクは、受熱部が半
導体パッケージに近づいたり遠ざかる方向に移動可能で
あるとともに、この受熱部が常に半導体パッケージに近
づく方向に板ばね80を介して付勢されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体パッケージ
のような発熱部品の放熱を促進させるための冷却装置お
よびこの冷却装置を搭載したポータブルコンピュータ等
の電子機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】ブック形のポータブルコンピュータや移
動体情報機器に代表される携帯形の電子機器は、文字、
音声および画像のような多用のマルチメディア情報を処
理するためのMPU (Micro Processing Unit) やゲートア
レイ等の半導体パッケージを装備している。この種の半
導体パッケージは、処理速度の高速化や多機能化に伴っ
て消費電力が増加の一途を辿り、動作中の発熱量もこれ
に比例して急速に増加する傾向にある。

【０００３】そのため、半導体パッケージの安定した動
作を保証するためには、この半導体パッケージの放熱性
を高める必要があり、それ故、ヒートシンクやヒートパ
イプのような様々な放熱・冷却手段が必要不可欠な存在
となる。

【０００４】従来のヒートシンクは、半導体パッケージ
の熱を受ける受熱部と、この受熱部に熱的に接続された
放熱部とを備えている。ヒートシンクは、半導体パッケ
ージが実装された回路基板にリジッドに固定されてお
り、このヒートシンクの受熱部に半導体パッケージが熱
的に接続されている。

【０００５】この際、ヒートシンクの受熱部と半導体パ
ッケージとの間に隙間が存在すると、この隙間が一種の
断熱層として機能し、半導体パッケージから受熱部への
熱伝達が妨げられてしまう。このため、従来では、ヒー
トシンクの受熱部と半導体パッケージとの間に熱伝導性
のグリスを充填したり、あるいは熱伝導性を有するゴム
製の伝熱シートを介在させ、受熱部と半導体パッケージ
との密着性を高めている。

【０００６】ところで、ポータブルコンピュータ用のMP
Uとしては、一般にBGA形の半導体パッケージが用いられ
ている。この種の半導体パッケージは、回路基板に実装
した状態において、この回路基板に対する実装高さが±
０．２５mmの範囲でばらつくことがあり得る。

【０００７】また、ヒートシンクにしても熱伝導性に優
れたアルミニウム合金の射出成形品が用いられているた
め、その受熱部を含む各部に寸法公差が生じることがあ
り、このヒートシンクを回路基板に取り付けた状態にお
いて、受熱部から回路基板までの高さ寸法にばらつきが
生じることがあり得る。

【０００８】このため、従来では、上記伝熱シートを用
いて半導体パッケージとヒートシンクの受熱部とを熱的
に接続するに当たり、この伝熱シートの厚みを上記寸法
公差等によって生じる隙間の最大値を上回るような値に
設定し、この肉厚な伝熱シートを半導体パッケージと受
熱部との間で挟み込んで弾性変形させることにより、半
導体パッケージの実装高さのばらつきやヒートシンクの
寸法公差を吸収している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、伝熱シート
のような柔軟なゴム状弾性体は、一般的に密度が小さ
く、金属材料に比べて熱伝導性能が低いので、肉厚な伝
熱シートの使用を余儀なくされる従来の構成では、半導
体パッケージと受熱部との熱接続部分に大きな熱抵抗が
生じてくる。

【００１０】このため、半導体パッケージの熱を効率良
くヒートシンクに伝えることができなくなり、この半導
体パッケージの放熱性を高める上で改善の余地が残され
ている。

【００１１】また、従来、発熱量の大きな半導体パッケ
ージを冷却するに当たっては、ヒートシンクと電動ファ
ンとを併用することが行われている。電動ファンは、回
転駆動されるファンと、このファンを支持するファンケ
ーシングとを有し、上記ヒートシンクと共にポータブル
コンピュータの筐体の内部に収められている。そして、
従来のヒートシンクは、電動ファンを支持するファン取
り付け部を有し、このファン取り付け部にファンケーシ
ングが重ね合わせて固定されている。

【００１２】ところが、近年のポータブルコンピュータ
は、操作性や携帯性を高めることを目的として、筐体が
薄くコンパクトに形成されているので、上記電動ファン
は、ファンの回転軸線を筐体の厚み方向に沿わせた横置
きの姿勢で筐体の内部に収容されている。このため、電
動ファンを起立させた時と比較した場合に、ファンケー
シングの平面形状が大きくなり、このファンケーシング
を支えるファン取り付け部も大型化せざるを得なくな
る。

【００１３】したがって、ヒートシンクにファン取り付
け部を形成した従来の構成では、ヒートシンク自体が重
く大きなものとなってしまい、ポータブルコンピュータ
を軽量化する上での妨げとなる。それとともに、ヒート
シンクに振動が加わった時に、ヒートシンクの取り付け
部の荷重負担が増大し、この荷重がヒートシンクの取り
付け部にストレスとなって機能することがあり得る。し
たがって、ヒートシンクの取り付け部は、ストレスに耐
え得るように強固に形成しなくてはならず、構造が複雑
化するといった問題が生じてくる。

【００１４】さらに、従来のヒートシンクにおいて、そ
の放熱部にダクトを形成し、このダクトに電動ファンか
ら送風される冷却風を導くようにしたものが知られてい
る。ダクトは、その下流端に冷却風を排出する冷却風出
口を有し、この冷却風出口は筐体に形成された排気口に
連なっている。

【００１５】この種のヒートシンクによると、ダクトを
流れる冷却風により放熱部が強制的に冷却され、この放
熱部に伝えられた半導体パッケージの熱が冷却風の流れ
に乗じて筐体の外方に放出されるようになっている。

【００１６】ところで、ダクトの冷却風出口が冷却風の
送風方向とは異なる方向に開口されている場合、従来で
は、ダクトの下流端に冷却風出口に向けて湾曲又は屈曲
された複数のガイド壁を形成し、これらガイド壁により
冷却風を冷却風出口に向けて導いている。隣り合うガイ
ド壁は、ダクトの下流端に複数の溝状をなす排出通路を
構成しており、これら排出通路の下流端が筐体の排気口
に連なっている。

【００１７】しかしながら、複数の排出通路は、ガイド
壁によって互いに仕切られているので、ある特定の排出
通路の下流端が何らかの理由によって塞がれてしまう
と、この排出通路を流れる冷却風の逃げ場がなくなり、
冷却風の流通抵抗が増大する。このため、ダクトを流れ
る冷却風の風量が少なくなり、冷却風による放熱部の放
熱効果が低下するといった問題が生じてくる。

【００１８】本発明の第１の目的は、発熱部品とヒート
シンクの受熱部の密着性を高めて、発熱部品の熱をヒー
トシンクに効率良く逃すことができ、しかも、薄型化を
強化できる冷却装置および電子機器を得ることにある。

【００１９】本発明の第２の目的は、ヒートシンクを軽
量化することができ、振動対策を簡略化できる冷却装置
を得ることにある。

【００２０】本発明の第３の目的は、冷却風の流れ方向
を変更するに当って、大きな流通抵抗が生じることもな
く、冷却風の流量を充分に確保できるとともに、ヒート
シンクの放熱性能を高めることができる冷却装置を得る
ことにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため、本発明に係る冷却装置は、発熱部品の熱を受け
る受熱部と、この受熱部に熱的に接続された放熱部とを
有するヒートシンクと；少なくとも上記ヒートシンクの
放熱部に冷却風を送風する送風手段と；を具備してい
る。上記放熱部は、上記発熱部品から外れた位置におい
て上記受熱部と重なり合うことなく平面的に並べて配置
され、しかも、上記ヒートシンクは、上記受熱部が発熱
部品に近づいたり遠ざかる方向に移動可能であるととも
に、この受熱部が常に発熱部品に近づく方向に弾性体を
介して付勢されていることを特徴としている。

【００２２】上記第１の目的を達成するため、本発明に
係る電子機器は、筐体と；この筐体の内部に収容された
発熱部品と；上記筐体の内部に収容され、上記発熱部品
の熱を受ける受熱部と、この受熱部に熱的に接続された
放熱部とを有するヒートシンクと；上記筐体の内部に収
容され、少なくとも上記ヒートシンクの放熱部に冷却風
を送風する送風手段と；を具備している。上記放熱部
は、上記発熱部品から外れた位置において上記受熱部と
重なり合うことなく平面的に並べて配置され、しかも、
上記ヒートシンクは、上記受熱部が発熱部品に近づいた
り遠ざかる方向に移動可能であるとともに、この受熱部
が常に発熱部品に近づく方向に弾性体を介して付勢され
ていることを特徴としている。

【００２３】このような構成によれば、ヒートシンクの
受熱部は、発熱部品に対し浮動的に設置されているの
で、発熱部品の高さ寸法にばらつきが生じたり、あるい
は受熱部に寸法公差が生じたとしても、この受熱部が移
動することで上記寸法誤差や寸法公差を吸収する。

【００２４】しかも、ヒートシンクの受熱部は、弾性体
を介して常に発熱部品に押し付けられるような力を受け
るので、これら受熱部と発熱部品との密着性が良好とな
る。このため、受熱部と発熱部品との間に伝熱シートの
ような柔軟な熱伝導部材を介在させるにしても、この熱
伝導部材に発熱部品および受熱部の寸法誤差や寸法公差
を吸収する機能を付加する必要はなく、この熱伝導部材
を必要最小限度まで薄くできる。

【００２５】したがって、発熱部品と受熱部との熱接続
部分の熱抵抗を低減することができ、発熱部品の熱を効
率良くヒートシンクに伝えることができる。

【００２６】また、上記構成によると、受熱部と放熱部
および放熱部と発熱部品が互いに重なり合わずに済むの
で、発熱部品から受熱部を通じて放熱部に至る熱伝達経
路を偏平なものとすることができる。よって、ヒートシ
ンクを薄くコンパクトに形成することができ、筐体の薄
型化にも無理なく対応することができる。

【００２７】上記第２の目的を達成するため、本発明に
係る冷却装置は、発熱部品の熱を受ける受熱部と、この
受熱部に熱的に接続された放熱部とを有するヒートシン
クと；回転駆動されるファンと、このファンを支持する
ファンケーシングとを有し、少なくとも上記ヒートシン
クの放熱部に冷却風を送風するファンユニットと；を具
備している。上記ファンユニットは、上記ファンケーシ
ングと一体化されたヒートシンク支持部を有し、これら
ヒートシンク支持部とファンケーシングとは互いに重な
り合うことなく平面的に並べて配置されいるとともに、
このヒートシンク支持部は、上記ヒートシンクを囲むよ
うな枠状に形成され、このヒートシンク支持部の内側に
上記ヒートシンクが支持されていることを特徴としてい
る。

【００２８】このような構成によれば、ファンユニット
側にヒートシンク支持部を設けたことにより、このヒー
トシンク支持部は単にヒートシンクを囲むような枠状に
形成すれば良く、ヒートシンク支持部の質量が少なくな
る。このため、ヒートシンク側にファンユニットを取り
付ける従来との比較において、ヒートシンクを含めた冷
却装置全体の軽量化が可能となり、冷却装置に振動が加
わった時に、この冷却装置の取り付け部分に作用する荷
重を軽減することができる。

【００２９】上記第３の目的を達成するため、本発明に
係る冷却装置は、冷却風を送風する送風手段と；上記冷
却風が導かれる少なくとも一つの冷却風通路と、この冷
却風通路の下流端に形成され、上記冷却風通路の上流側
における冷却風の流れ方向とは異なる方向に開口された
冷却風出口とを有するヒートシンクと；を具備してい
る。上記ヒートシンクの冷却風通路は、上記冷却風出口
よりも冷却風の流れ方向に沿う上流側に偏った位置に冷
却風の流れ方向に延びる複数の板状をなす第１の冷却フ
ィンを有するとともに、上記冷却風出口に対応する冷却
風通路の下流端に格子状に並べて配置された複数のピン
状をなす第２の冷却フィンを有することを特徴としてい
る。

【００３０】このような構成によれば、送風手段から冷
却風通路に導かれた冷却風は、板状をなす第１の冷却フ
ィンに沿って流れ、この冷却風通路の下流端に至る。冷
却風通路の下流端に位置する第２の冷却フィンは、ピン
状をなすとともに、冷却風出口に対応する位置で格子状
に並んでいるので、冷却風は第２の冷却フィンの間を縫
うようにして流れる。

【００３１】このため、冷却風通路の下流端では、冷却
風の流れが乱流となり、この冷却風の流れ方向を冷却風
出口に向けて曲げることができる。それとともに、冷却
風の流れが乱流となれば、この冷却風は全ての第２の冷
却フィンに接するように拡散されるので、これら第２の
冷却フィンに万遍なく冷却風を導くことができ、ヒート
シンクの放熱性を高めることができる。

【００３２】また、例えば冷却風出口の一部が何等かの
理由により閉塞されたとしても、冷却風は上記閉塞部位
を避けるよう隣り合う第２の冷却フィンの間を通じて冷
却風通路の下流端の他の場所に流れる。このため、冷却
風通路内での冷却風の流れが阻害されることはなく、冷
却風の流量を充分に確保することができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下本発明の第１の実施の形態
を、ポータブルコンピュータに適用した図１ないし図１
０にもとづいて説明する。

【００３４】図１は、電子機器としてブック形のポータ
ブルコンピュータ１を開示している。ポータブルコンピ
ュータ１は、コンピュータ本体２と、このコンピュータ
本体２に支持されたディスプレイユニット３とを備えて
いる。

【００３５】コンピュータ本体２は、筐体４を有してい
る。筐体４は、例えばマグネシウム合金のような軽量で
熱伝導性に優れた金属材料にて構成されている。このハ
ウジング４は、底壁４ａ、上壁４ｂ、前壁４ｃ、左右の
側壁４ｄおよび後壁４ｅを有する偏平な箱状をなしてい
る。筐体４の右側の側壁４ｄには、第１の吸入口５ａお
よび排気口６が形成されている。第１の吸入口５ａは、
筐体４の奥行き方向に沿う中間部に位置されているとと
もに、排気口６は、筐体４の後部に位置されている。

【００３６】また、筐体４の底壁４ａには、図８や図１
０に見られるような多数の第２の吸入口５ｂが開口され
ている。これら第２の吸入口５ｂは、底壁４ａの右端部
に位置され、上記第１の吸入口５ａに隣接されている。

【００３７】筐体４の上壁４ｂは、パームレスト７とキ
ーボード装着口８とを有している。パームレスト７は、
上壁４ｂの前半部において筐体４の幅方向に沿って延び
ている。キーボード装着口８は、パームレスト７の後方
に位置されており、このキーボード装着口８にキーボー
ド９が取り付けられている。筐体４の上壁４ｂは、一対
のディスプレイ支持部１１ａ，１１ｂを有している。デ
ィスプレイ支持部１１ａ，１１ｂは、上壁４ｂの後端部
において筐体４の幅方向に互いに離間して配置されてい
る。

【００３８】ディスプレイユニット３は、ディスプレイ
ハウジング１２と、このディスプレイハウジング１２の
内部に収容された液晶表示装置１３とを備えている。デ
ィスプレイハウジング１２は、前面に開口部１４を有す
る偏平な箱状をなしている。液晶表示装置１３は、文字
や画像のような情報を表示する表示画面１３ａを有して
いる。表示画面１３ａは、ディスプレイハウジング１２
の開口部１４を通じて外方に露出されている。

【００３９】ディスプレイハウジング１２は、その一端
から突出する一対の脚部１５ａ，１５ｂを有している。
脚部１５ａ，１５ｂは、ディスプレイ支持部１１ａ，１
１ｂに導かれるとともに、夫々図示しないヒンジ装置を
介して筐体４に回動可能に支持されている。そのため、
ディスプレイユニット３は、パームレスト７やキーボー
ド９を上方から覆うように倒される閉じ位置と、パーム
レスト７、キーボード９および表示画面１３ａを露出さ
せる開き位置とに亙って回動し得るようになっている。

【００４０】図３に示すように、筐体４の内部には回路
基板１７が収容されている。回路基板１７は、キーボー
ド９の下方において筐体４の底壁４ａと平行に配置され
ている。回路基板１７は、底壁４ａと向かい合う裏面１
７ａを有し、この裏面１７ａに発熱部品としてのBGA形
の半導体パッケージ１９が実装されている。半導体パッ
ケージ１９は、ポータブルコンピュータ１の中枢となる
MPU : Micro Processing Unitを構成するものであり、
回路基板１７の右端部に位置されている。

【００４１】図４や図８に示すように、半導体パッケー
ジ１９は、矩形状のベース基板２０とICチップ２１とを
有している。ベース基板２０は、格子状に並べられた多
数の半田ボール２２を有し、これら半田ボール２２を介
して回路基板１７の裏面１７ａに半田付けされている。
ICチップ２１は、ベース基板２０の中央部に多数の半田
ボール２３を介してフリップチップ接続されている。

【００４２】このICチップ２１は、文字、音声および画
像のような多用のマルチメディア情報を高速で処理する
ため、動作中の消費電力が大きくなっており、それに伴
いICチップ２１の発熱量も冷却を必要とする程に大きな
ものとなっている。

【００４３】図２ないし図１０に示すように、筐体４の
内部には、半導体パッケージ１９を冷却する冷却装置２
５が収容されている。冷却装置２５は、回路基板１７の
右端部と筐体４の右側の側壁４ｄとの間に位置されてい
る。この冷却装置２５は、送風手段として機能する電動
式のファンユニット２６とヒートシンク２７とを備えて
いる。

【００４４】ファンユニット２６は、偏平なファンケー
シング２９と、このファンケーシング２９にモータ（図
示せず）を介して支持された遠心ファン３０とで構成さ
れている。ファンケーシング２９は、ベースパネル３１
と、このベースパネル３１に連結されたアッパパネル３
２とを有している。

【００４５】ベースパネル３１は、アルミニウム合金又
はマグネシウム合金のような軽量で熱伝導性に優れた金
属材料にて構成されている。ベースパネル３１は、筐体
４の底壁４ａと向かい合っており、このベースパネル３
１の中央部からやや偏心した位置に円形の第１の吸込口
３３が開口されている。ベースパネル３１は、第１の吸
込口３３の中央部に張り出すモータ支持部３４を有し、
このモータ支持部３４の上面に偏平モータを介して上記
遠心ファン３０が支持されている。遠心ファン３０は、
その回転軸線O1を鉛直方向に沿わせた横置きの姿勢で配
置されている。

【００４６】また、ベースパネル３１は、その周縁部か
ら上向きに延びる周壁３５を有している。周壁３５は、
遠心ファン３０を取り囲むように配置されており、この
周壁３５の二箇所に側方に張り出す支持片３６が形成さ
れている。

【００４７】なお、遠心ファン３０は、上記ICチップ２
１の温度が予め決められた値に達した時に偏平モータに
よって回転駆動されるようになっている。

【００４８】アッパパネル３２は、ステンレス鋼板のよ
うな金属材料にて構成されている。アッパパネル３２
は、周壁３５の上端部に固定されており、上記ベースパ
ネル３１と平行に配置されている。アッパパネル３２
は、第２の吸込口３８を有している。第２の吸込口３８
は、第１の吸込口３３と向かい合っており、これら第１
および第２の吸込口３３，３８の間に遠心ファン３０が
位置されている。また、アッパパネル３２は、ベースパ
ネル３１との間に送風通路３９（図９に示す）を構成し
ており、この送風通路３９の上流端に第１および第２の
吸込口３３，３８が開口されている。

【００４９】ファンケーシング２９は、図６および図７
から明らかなように、送風通路３９の下流端に連なる吐
出口４０を有している。吐出口４０は、ファンケーシン
グ２９の幅方向に延びるスリット状をなしており、上記
支持片３６とは反対側に位置されている。

【００５０】このような構成のファンユニット２６にお
いて、遠心ファン３０が回転駆動されると、第１および
第２の吸込口３３，３８から遠心ファン３０の軸方向に
空気が吸い込まれる。この空気は、遠心ファン３０の外
周部からその径方向外側に向けて吐き出された後、送風
通路３９を通じて吐出口４０に導かれ、ここからファン
ケーシング２９の外方に吐出されるようになっている。

【００５１】図７に示すように、ファンケーシング２９
のベースパネル３１は、ヒートシンク支持部４２を一体
に備えている。ヒートシンク支持部４２は、ベースパネ
ル３１と重なり合うことなく平面的に並べて配置されて
おり、これらヒートシンク支持部４２とベースパネル３
１との境界部分に吐出口４０が位置されている。

【００５２】ヒートシンク支持部４２は、矩形状の枠部
４３と、この枠部４３に連なる取り付けガイド４４とを
備えている。枠部４３と取り付けガイド４４とは、上記
吐出口４０の長手方向に沿って平面的に並べて配置され
ている。取り付けガイド４４は、枠部４３の各辺よりも
幅広く形成された帯状をなしており、上記吐出口４０か
ら遠ざかる方向に水平に延びている。この取り付けガイ
ド４４は、複数の座部４５を有している。座部４５およ
びファンケーシング２９の支持片３６は、上記筐体４の
底壁４ａから上向きに複数の突出するボス部４６に夫々
ねじ止めされている。

【００５３】このため、ヒートシンク支持部４２を含む
ファンケーシング２９は、底壁４ａに熱的に接続された
状態で固定されており、これらヒートシンク支持部４２
とファンケーシング２９とは筐体４の奥行き方向に並ん
でいる。

【００５４】ファンケーシング４２を底壁４ａに固定し
た状態では、図９に示すように、ヒートシンク支持部４
２の取り付けガイド４４が筐体４の右側の側壁４ｄに沿
って延びており、この側壁４ｄの排気口６に隣接されて
いる。それとともに、図１０に示すように、ベースパネ
ル３１の第１の吸込口３３が底壁４ａに開口された第２
の吸入口５ｂに重なり合うとともに、アッパパネル３２
の第２の吸込口３８が側壁４ｄに開口された第１の吸入
口５ａの近傍に位置されている。また、このアッパパネ
ル３２は、キーボード９の下面に対し僅かな隙間を存し
て向かい合っている。

【００５５】ヒートシンク支持部４２の枠部４３は、回
路基板１７の右端部の下方に入り込んでおり、この枠部
４３の各辺で囲まれた領域に対応する部分に半導体パッ
ケージ１９が位置されている。枠部４３は、上向きに張
り出す四つの受け座４７を有している。受け座４７は、
半導体パッケージ１９の四つの角部の外側において回路
基板１７の裏面１７ａに接しており、これら受け座４７
にねじ４８を介して回路基板１７が固定されている。

【００５６】この固定により、回路基板１７上の半導体
パッケージ１９とヒートシンク支持部４２との位置合わ
せがなされ、この半導体パッケージ１９がファンケーシ
ング２９の吐出口４０と部分的に向かい合っている。

【００５７】上記ヒートシンク２７は、例えばアルミニ
ウム合金又はマグネシウム合金のような軽量で熱伝導性
に優れた金属材料にて構成されている。ヒートシンク２
７は、受熱部５０および放熱部５１を備えている。受熱
部５０は、平坦な長方形の板状をなしている。この受熱
部５０は、半導体パッケージ１９を下方から覆うととも
に、ヒートシンク支持部４２の枠部４３の内側に収まる
ような大きさを有している。このため、受熱部５０は、
枠部４３の各辺によって取り囲まれている。

【００５８】受熱部５０は、回路基板１７の裏面１７ａ
と向かい合う上面５２を有している。上面５２の略中央
部には、上向きに僅かに張り出す凸部５３が形成されて
いる。凸部５３の上端は、平坦な受熱面５４となってお
り、この受熱面５４が半導体パッケージ１９のICチップ
２１と向かい合うようになっている。

【００５９】放熱部５１は、受熱部５０と一体化されて
この受熱部５０と熱的に接続されている。放熱部５１
は、受熱部５０の一端において、この受熱部５０と直交
する方向に延びており、上記ヒートシンク支持部４２の
取り付けガイド４４上に位置されている。

【００６０】放熱部５１は、受熱部５０に連なる底壁５
６を有している。底壁５６は、受熱部５０と同一平面上
に位置されており、この底壁５６の長手方向に沿う両側
縁部に上向きに延びる一対の側壁５７ａ，５７ｂが形成
されている。側壁５７ａ，５７ｂの上端には、金属製の
カバープレート５８が固定されている。

【００６１】カバープレート５８は、回路基板１７の右
端部と筐体４の右側の側壁４ｄとの間において、回路基
板１７よりも上方に僅かに張り出しているとともに、上
記キーボード９の下面に隣接されている。このカバープ
レート５８は、底壁５６および側壁５７ａ，５７ｂと協
働して上記放熱部５１に一つの冷却風通路５９を構成し
ている。

【００６２】図９に示すように、冷却風通路５９は、上
記ヒートシンク支持部４２の取り付けガイド４４に沿っ
て筐体４の奥行き方向に直線状に延びている。この冷却
風通路５９は、冷却風入口６１と冷却風出口６２とを有
している。冷却風入口６１は、冷却風通路５９の上流端
に位置され、ファンケーシング２９の吐出口４０の一部
と向かい合っている。冷却風出口６２は、冷却風通路５
９の下流端に位置され、上記放熱部５１の側方および後
方に向けて連続して開口されている。

【００６３】冷却風出口６２のうち、放熱部５１の側面
に位置する開口部分は、冷却風通路５９の上流側におけ
る冷却風の流れ方向とは異なる方向に開口され、筐体４
の排気口６と向かい合っている。また、冷却風出口６２
の後端は、筐体４の後壁４ｅの右端部と向かい合ってお
り、これら後壁４ｅと底壁４ａとで規定される角部に
は、複数の補助排気口６０が開口されている。

【００６４】冷却風通路５９に臨む底壁５６の上面に
は、複数の板状をなす第１の冷却フィン６３と、複数の
ピン状をなす第２の冷却フィン６４とが配置されてい
る。第１の冷却フィン６３は、冷却風通路５９の通路方
向に沿って直線状に延びているとともに、互いに間隔を
存して平行に配置されている。これら第１の冷却フィン
６３は、冷却風出口６２よりも冷却風の流れ方向に沿う
上流側に位置されている。

【００６５】第２の冷却フィン６４は、冷却風出口６２
に臨む冷却風通路５９の下流端に位置されている。これ
ら第２の冷却フィン６４は、格子状に並べて配置され、
上記第１の冷却フィン６３の下流端と向かい合ってい
る。

【００６６】図３および図８に見られるように、ヒート
シンク２７は、平坦な下面を有している。このヒートシ
ンク２７の下面には、凹部６６が形成されている。凹部
６６は、受熱部５０と放熱部５１とに跨って延びてお
り、この凹部５１内に熱移送手段として機能する偏平な
ヒートパイプ６７が埋め込まれている。ヒートパイプ６
７は、第１の端部６７ａと第２の端部６７ｂとを有して
いる。第１の端部６７ａは、受熱部５０に熱的に接続さ
れ、第２の端部６７ｂは、放熱部５１に熱的に接続され
ている。

【００６７】図２および図７に示すように、放熱部５１
の底壁５６は、上向きに延びる一対の支点軸７０ａ，７
０ｂを有している。一方の支点軸７０ａは冷却風入口６
１に位置され、他方の支点軸７０ｂは冷却風出口６２に
位置されている。このため、支点軸７０ａ，７０ｂは、
冷却風通路５９の通路方向に互いに離間して配置されて
いる。

【００６８】支点軸７０ａ，７０ｂは、ヒートシンク２
７の放熱部５１をヒートシンク支持部４２の取り付けガ
イド４４上に載置した時に、この取り付けガイド４４や
ファンケーシング２９に形成した一対の支承壁７１ａ，
７１ｂの下方に位置され、これら支点軸７０ａ，７０ｂ
の先端が支承壁７１ａ，７１ｂと向かい合っている。こ
れら支点軸７０ａ，７０ｂは、受熱部５０の受熱面５４
に対し放熱部５１を挟んだ反対側に位置され、この受熱
面５４から遠ざかっている。

【００６９】ヒートシンク２７の受熱部５０は、貫通孔
７２を有している。貫通孔７２は、放熱部５１とは反対
側に位置されており、これら貫通孔７２と支点軸７０
ａ，７０ｂとの間に受熱面５４が位置されている。

【００７０】図４に示すように、受熱部５０を囲む枠部
４３は、その一辺に貫通孔７２の下方に張り出す壁部７
３を有している。壁部７３の上面には、上向きに突出す
る円柱状のねじ受け部７４が形成されている。ねじ受け
部７４の高さ寸法は、受熱部５０の厚み寸法よりも大き
く設定されており、このねじ受け部７４が上記貫通孔７
２に遊びを以って挿入されている。ねじ受け部７４の上
端には、ワッシャ７５を介してねじ７６がねじ込まれて
いる。ワッシャ７５は、貫通孔７２よりも大径に形成さ
れており、ねじ受け部７４の上面および受熱部５０の上
面５２に重ね合わされるようになっている。

【００７１】このため、ヒートシンク２７は、支点軸７
０ａ，７０ｂおよび貫通孔７２の位置でヒートシンク支
持部４２に引っ掛かっており、上記ワッシャ７５と受熱
部５０の上面５２との間の隙間寸法S（図４に示す）に
対応する分だけ、筐体４の厚み方向に上下動が可能とな
っている。

【００７２】図７および図８に示すように、枠部４３に
は、弾性体として機能する板ばね８０が支持されてい
る。板ばね８０は、枠部４３の互いに向かい合う二辺の
間に跨っており、受熱部５０の下方において筐体４の奥
行き方向に延びている。板ばね８０は、冷却装置２５を
平面的に見た場合に、受熱部５０の受熱面５４と放熱部
５１との間に位置されている。

【００７３】この板ばね８０の中間部には、上向きに円
弧状に湾曲された押圧部８１が形成されている。押圧部
８１は、受熱部５０と放熱部５１とを含めたヒートシン
ク２７の重心位置Ｇもしくはその近傍において、受熱部
５０の下面に弾性的に接しており、この受熱部５０を押
し上げている。

【００７４】このことにより、ヒートシンク２７の支点
軸７０ａ，７０ｂの先端が支承壁７１ａ，７１ｂに突き
当たるとともに、受熱部５０の上面５２がワッシャ７５
に突き当たっている。そのため、ヒートシンク２７は、
支点軸７０ａ，７０ｂと支承壁７１ａ，７１ｂとの接触
部を支点として、受熱部５０の受熱面５４が半導体パッ
ケージ１９に近づいたり遠ざかる方向に回動し得るよう
にヒートシンク支持部４２に浮動的に支持されていると
ともに、常に受熱面５４が半導体パッケージ１９に近づ
く方向に弾性的に付勢されている。

【００７５】また、図９に最も良く示されるように、冷
却装置２５を平面的に見た場合、ヒートシンク２７の回
動支点となる支点軸７０ａ，７０ｂと、ワッシャ７５と
受熱部５０との接触部とは、丁度三角形の頂点の位置関
係に設定され、ヒートシンク支持部４２に対するヒート
シンク２７の取り付け姿勢の安定性が高められている。

【００７６】受熱部５０の受熱面５４と半導体パッケー
ジ１９のICチップ２１との間には、伝熱シート８２が介
在されている。伝熱シート８２は、例えばシリコーン樹
脂にアルミナを添加してなるゴム状の弾性体であり、熱
伝導性を有している。伝熱シート８２は、上記板ばね８
０によるヒートシンク２７の押圧に伴い、受熱面５４と
ICチップ２１との間で弾性的に挟み込まれており、この
伝熱シート８２を介して受熱面５４とICチップ２１とが
熱的に接続されている。

【００７７】このような構成のポータブルコンピュータ
１において、半導体パッケージ１９のICチップ２１が発
熱すると、このＩＣチップ２１の熱は伝熱シート８２を
介してヒートシンク２７の受熱部５０に伝えられる。

【００７８】また、ヒートシンク２７の受熱部５０と放
熱部５１とはヒートパイプ６７を介して熱的に接続され
ているので、ＩＣチップ２１から受熱部５０に伝えられ
た熱の一部は、ヒートパイプ６７の第１の端部６７ａに
伝えられる。これにより、ヒートパイプ６７に封入され
ている作動液が加熱されて蒸気となり、この蒸気は第１
の端部６７ａから第２の端部６７ｂに向けて流動する。

【００７９】ヒートパイプ６７の第２の端部６７ｂに導
かれた蒸気は、ここで放熱し凝縮する。この凝縮により
液化された作動液は、毛細管力により第２の端部６７ｂ
から第１の端部６７ａに向けて還流し、再度ICチップ２
１の熱を受けて加熱される。この作動液の蒸発および凝
縮の繰り返しにより、受熱部５０の熱が放熱部５１に積
極的に移される。

【００８０】したがって、受熱部５０に伝えられたICチ
ップ２１の熱は、ヒートシンク２７全体に拡散されると
ともに、この拡散による自然空冷により放出される。

【００８１】ICチップ２１の温度が予め規定された値に
達すると、ファンユニット２６の遠心ファン３０が回転
駆動される。この遠心ファン３０の回転により、筐体４
の外部の空気が第１および第２の吸入口５ａ，５ｂを通
じて筐体４の内部に吸い込まれる。この空気は、第１お
よび第２の吸込口３３，３８から遠心ファン３０の軸方
向に吸い込まれた後、遠心ファン３０の外周部から送風
通路３９の吐き出され、冷却風となってファンケーシン
グ２９の吐出口４０から吐出される。

【００８２】この吐出口４０の一部は、冷却風通路５９
の冷却風入口６１に連なるとともに、吐出口４０の残り
の部分は、筐体４の内部に開放されて半導体パッケージ
１９と向かい合っている。このため、冷却風は冷却風通
路５９および半導体パッケージ１９の双方に夫々導かれ
る。

【００８３】冷却風通路５９内には、通路方向に延びる
複数の第１の冷却フィン６３が存在するので、冷却風は
第１の冷却フィン６３に沿って流れた後、冷却風通路５
９の下流端に達する。冷却風通路５９の下流端には、ピ
ン状の複数の第２の冷却フィン６４が格子状に並べて配
置されているので、第１の冷却フィン６３を通過して冷
却風通路５９の下流端に到達した冷却風は、第２の冷却
フィン６４の間を縫うようにして通り抜ける。

【００８４】このため、放熱部５１と冷却風との接触面
積が増大し、この冷却風によってヒートシンク２７の放
熱部５１が強制的に冷却される。よって、放熱部５１の
放熱性能が向上し、この放熱部５１に伝えられたICチッ
プ２１の熱を冷却風の流れに乗じて効率良く放出するこ
とができる。

【００８５】また、図９に矢印で示すように、冷却風通
路５９の下流端では、冷却風がピン状の第２の冷却フィ
ン６４を避けるようにして流れることから、この冷却風
の流れが乱流となり、これら第２の冷却フィン６４によ
って冷却風の流れを排気口６に向けて曲げることができ
る。このため、放熱部５１を強制的に冷却した冷却風の
多くは、筐体４の側壁４ｄの排気口６から外部に排出さ
れるとともに、残りは冷却風通路５９の冷却風出口６２
から後方に流れ、筐体４の後端の補助排気口６０を通じ
て外部に排出される。

【００８６】冷却風通路５９の下流端において冷却風の
流れが乱流となれば、この冷却風は全ての第２の冷却フ
ィン６４に接するように拡散され、第２の冷却フィン６
４に冷却風が万遍なく接触する。このため、冷却風通路
５９の下流端において、放熱部５１と冷却風との接触面
積を充分に確保することができ、この放熱部５１の放熱
性能を高めることができる。

【００８７】加えて、何らかの理由により筐体４の排気
口６が部分的に閉塞されたとしても、冷却風は閉塞部分
を避けるように、隣り合う第２の冷却フィン６４の間を
通じて冷却風通路５９の下流端の他の場所に流れ込む。
このため、冷却風の流れが阻害されずに済むので、冷却
風通路５９内を流れる冷却風の風量を確保することがで
き、放熱部５１の放熱性能を良好に維持することができ
る。

【００８８】また、ファンケーシング２９から吐出され
る冷却風は、冷却風通路５９ばかりでなく、半導体パッ
ケージ１９にも直接導かれるので、この半導体パッケー
ジ１９の周囲に冷却風の流れが生じ、この冷却風の流れ
に基づく強制対流により半導体パッケージ１９や受熱部
５０が冷やされる。それとともに、筐体４の内部を冷却
風が流通するので、筐体４の内部の通気性が良好とな
り、半導体パッケージ１９の周囲に熱溜りが生じ難くな
る。

【００８９】この結果、半導体パッケージ１９の放熱性
能をより高めることができる。

【００９０】なお、図９から明らかなように、冷却風出
口６２の一部は放熱部５１の側壁５７ａに開口されてい
るので、この側壁５７ａに沿って冷却風通路５９を流れ
る冷却風は、冷却風入口６１から冷却風出口６２までの
距離が短くなり、これよりも冷却風通路５９の中央部分
を流れる冷却風は、冷却風入口６１から冷却風出口６２
までの距離が長くなる。

【００９１】すなわち、冷却風通路５９の中央部では、
側壁５７ａに沿う部分に比べて冷却風の流通抵抗が大き
くなり、それ故、冷却風通路５９の中央部を流れる冷却
風の風量が少なくなって、冷却風通路５９の中央部に位
置する第２の冷却フィン６４を放熱用として有効に活用
することができなくなることがあり得る。

【００９２】このような場合には、側壁５７ａに近い第
２の冷却フィン６４間のピッチを狭くして、この側壁５
７ａに沿って流れる冷却風の通風抵抗を故意に増やすよ
うにすれば、冷却風通路５９内での冷却風の風量の分布
を均等化することができる。したがって、全ての第２の
冷却フィン６４に万遍なく冷却風を導くことができ、放
熱部５１の放熱性能を高めることができる。

【００９３】ところで、上記構成の冷却装置２５による
と、半導体パッケージ１９の熱を受けるヒートシンク２
７は、ファンケーシング２９のヒートシンク支持部４２
に浮動的に支持され、回路基板１７上の半導体パッケー
ジ１９に対し近づいたり遠ざかる方向に回動可能である
とともに、常に板ばね８０を介して半導体パッケージ１
９のICチップ２１に近づく方向に弾性的に付勢されてい
る。

【００９４】このため、回路基板１７に対する半導体パ
ッケージ１９の実装高さ、あるいはヒートシンク２７の
受熱部５０の厚み寸法にばらつきが生じたとしても、ヒ
ートシンク２７がその支点軸７０ａ，７０ｂと支承壁７
１ａ，７１ｂとの接触部を支点に上下方向に回動するこ
とで上記実装高さや厚み寸法のばらつき分を吸収する。

【００９５】しかも、ヒートシンク２７の受熱部５０
は、板ばね８０を介してICチップ２１に押し付けようと
する力を受けているので、受熱部５０の受熱面５４とIC
チップ２１との密着性を高めることができる。このた
め、受熱面５４とICチップ２１との間に伝熱シート８２
を介在させるにしても、この伝熱シート８２に実装高さ
や厚み寸法のばらつき分を吸収する機能を付加する必要
はない。

【００９６】よって、伝熱シート８２は、受熱面５４と
ICチップ２１との局部的な接触を阻止して、ICチップ２
１の熱を受熱面５４の全面に亙って分散し得る程度の肉
厚を有していれば良いことになり、この伝熱シート８２
を必要最小限度まで薄くすることができる。この結果、
ヒートシンク２７とICチップ２１との熱接続部分に生じ
る熱抵抗を低減することができ、ICチップ２１の熱を効
率良くヒートシンク２７に通じて外方に放出することが
できる。

【００９７】また、上記構成によると、ヒートシンク２
７の回動支点となる支点軸７０ａ，７０ｂは、受熱部５
０の受熱面５４に対し放熱部５１を挟んだ反対側に位置
されているので、この支点軸７０ａ，７０ｂから受熱面
５４までの距離が長くなる。このため、ヒートシンク２
７を上下方向に回動させるようにしたにも拘わらず、こ
のヒートシンク２７の受熱面５４は、ＩＣチップ２１に
対して略平行な状態を保ったまま上下動することにな
る。この結果、ICチップ２１に対する受熱面５４の局部
的な接触を回避することができ、これらICチップ２１と
受熱面５４との接触状態を良好に維持することができ
る。

【００９８】さらに、ヒートシンク２７の受熱部５０と
放熱部５１とは、互いに重なり合うことなく平面的に並
べて配置されているので、ICチップ２１から受熱部５０
を通じて放熱部５１に至るまでの熱伝達経路を偏平なも
のとすることができる。このため、ヒートシンク２７を
薄くコンパクトに形成することができ、薄型化が強化さ
れた筐体４の内部に無理なく組み込むことができる。

【００９９】加えて、冷却風通路５９を有する放熱部５
１は、回路基板１７から外れているので、冷却風通路５
９の天井となるアッパパネル３２の位置が回路基板１７
によって制限されることはなく、このアッパパネル３２
を回路基板１７の上面と略同一高さに位置させることが
できる。このため、冷却風通路５９の高さ寸法を増して
通路断面積を充分に確保することができ、ここを流れる
冷却風の流量を増やすことができる。

【０１００】それとともに、第１および第２の冷却フィ
ン６３，６４の高さも確保し易くなり、これら冷却フィ
ン６３，６４と冷却風との接触面積を増やすことができ
る。この結果、上記冷却風の風量増加と合わせて、放熱
部５１の放熱性能をより一層高めることができる。

【０１０１】また、板ばね８０の押圧部８１は、ヒート
シンク２７の重心位置Ｇ又はその近傍において受熱部５
０の下面に接しているので、例えばポータブルコンピュ
ータ１に振動が加わった場合でも、浮動状態にあるヒー
トシンク２７が独立して振動し難くなる。このため、Ｉ
Ｃチップ２１が受熱面５４によって叩かれたり、過大な
押圧力を受けることはなく、半導体パッケージ１９の耐
衝撃性を高めることができる。

【０１０２】さらに、上記構成の冷却装置２５によれ
ば、ファンユニット２６のファンケーシング２９にヒー
トシンク支持部４２を形成したことにより、このヒート
シンク支持部４２を単にヒートシンク２７を取り囲むよ
うな枠状に形成することができ、ヒートシンク支持部４
２の質量を小さくできる。

【０１０３】このため、ヒートシンク２７を含めた冷却
装置２５全体の軽量化が可能となり、例えばポータブル
コンピュータ１に振動が加わった場合でも、筐体４と冷
却装置２５との連結部分に作用する荷重を低減すること
ができ、この冷却装置２５の取り付け構造を簡略化する
ことができる。

【０１０４】なお、上記第１の実施の形態では、ヒート
シンクの放熱部に一つの冷却風通路を形成したが、本発
明はこれに限らず、放熱部に複数の冷却風通路を形成し
ても良い。

【０１０５】さらに、上記第１の実施の形態によると、
受熱部を押圧する板ばねは、受熱部の重心位置又はその
近傍において受熱部の下面に接しているが、本発明はこ
れに限らず、例えば受熱部の重心位置を間に挟んだ二箇
所において受熱部の下面に接触させるようにしても良
い。

【０１０６】加えて、ヒートシンク支持部の枠部は、ヒ
ートシンクの受熱部を周方向に連続して取り囲む必要は
なく、この枠部の一部が途切れていても良い。

【０１０７】また、本発明は上記第１の実施の形態に特
定されるものではなく、図１１ないし図１４に本発明の
第２の実施の形態を示す。

【０１０８】この第２の実施の形態に係る冷却装置９０
は、主にICチップ２１の熱を受けるヒートシンク９１の
構成と、このヒートシンク９１を浮動的に支持するため
の構成が上記第１の実施の形態と相違しており、それ以
外の冷却装置９０の基本的な構成は上記第１の実施の形
態と同様である。このため、第２の実施の形態におい
て、第１の実施の形態と同一の構成部分には同一の参照
符号を付して、その説明を省略する。

【０１０９】図１２に示すように、ヒートシンク支持部
４２の取り付けガイド４４は、枠部４３とは反対側の縁
部に上向きに延びる第１の側壁９２を有している。この
側壁９２のファンケーシング２９とは反対側の先端部に
は、第１の冷却風出口９３が形成されている。第１の冷
却風出口９３は、筐体４の側壁４ｄの排気口６と向かい
合うようになっている。

【０１１０】また、取り付けガイド４４は、第１の冷却
風出口９３と向かい合う位置に上向きに延びる第２の側
壁９４を有している。第２の側壁９４は、第１の側壁９
２との間に第２の冷却風出口９５を構成しており、この
第２の冷却風出口９５は筐体４の後壁４ｅに向けて開口
されている。

【０１１１】ヒートシンク支持部４２の枠部４３は、第
１の嵌合部として機能する一対の嵌合凸部９７ａ，９７
ｂを有している。嵌合凸部９７ａ，９７ｂは、枠部４３
の互いに向かい合う二辺に形成されている。これら嵌合
凸部９７ａ，９７ｂは、夫々枠部４３の上面から上向き
に突出されているとともに、筐体４の奥行き方向に沿っ
て互いに平行に配置されている。

【０１１２】図１２や図１４の（Ａ）に示すように、ヒ
ートシンク９１は、受熱部１００と放熱部１０１とを有
している。受熱部１００は、半導体パッケージ１９を下
方から覆うとともに、上記枠部４３の内側に収まる大き
さを有する長方形状をなしている。この受熱部１００
は、回路基板１７の裏面１７ａと向かい合う上面１０２
を有している。上面１０２の略中央部には、上向きに僅
かに張り出す凸部１０３が形成されている。凸部１０３
の上端は、平坦な受熱面１０４となっており、この受熱
面１０４が半導体パッケージ１９のICチップ２１と向か
い合うようになっている。

【０１１３】また、受熱部１００は、平坦な下面１０６
を有している。この下面１０６には、第２の嵌合部とし
て機能する一対の嵌合凹部１０７ａ，１０７ｂが形成さ
れている。嵌合凹部１０７ａ，１０７ｂは、筐体４の奥
行き方向に延びるスリット状をなしており、これら嵌合
凹部１０７ａ，１０７ｂの間に上記受熱面１０４が位置
されている。

【０１１４】受熱部１００の嵌合凹部１０７ａ，１０７
ｂと枠部４３の嵌合凸部９７ａ，９７ｂとは、上下方向
に移動可能に互いに嵌合されている。この嵌合により、
ヒートシンク９１がヒートシンク支持部４２に上下方向
に移動可能に支持され、ヒートシンク９１が半導体パッ
ケージ１９に近づいたり遠ざかる方向に上下動されるよ
うになっている。

【０１１５】そして、図１４の（Ｂ）に示すように、嵌
合凸部９７ａ，９７ｂと嵌合凹部１０７ａ，１０７ｂと
の間には、これら両者の相対的な移動を許容するための
隙間１０８が形成されており、この隙間１０８に熱伝導
部材としての柔軟なグリス１０９が充填されている。グ
リス１０９は、空気よりも大きな熱伝導率を有し、この
グリス１０９を介してヒートシンク９１とヒートシンク
支持部４２とが熱的に接続されている。

【０１１６】ヒートシンク９１の放熱部１０１は、取り
付けガイド４４と向かい合う長方形状をなしている。放
熱部１０１は、連結壁１１０を介して受熱部１００の一
端に連なっており、この受熱部１００と一体化されてい
る。連結壁１１０は受熱部１００の一端から上向きに延
びている。そのため、放熱部１０１は、受熱部１００よ
りも上方に位置され、回路基板１７と同一面上に位置さ
れている。

【０１１７】放熱部１０１は、取り付けガイド４４、第
１および第２の側壁９２，９４および連結壁１１０と協
働して冷却風通路１１１を構成している。この冷却風通
路１１１の上流端は、ファンケーシング２９の吐出口４
０に連なり、冷却風通路１１１の下流端は、上記第１お
よび第２の冷却風出口９３，９５に連なっている。

【０１１８】冷却風通路１１１に臨む放熱部１０１の下
面には、多数のピン状をなす放熱フィン１１２が突設さ
れている。放熱フィン１１２は、冷却風通路１１１の内
部において格子状に並べて配置されている。

【０１１９】図１２ないし図１４に示すように、ヒート
シンク支持部４２の枠部４３には、弾性体として機能す
るばね部材１１５が取り付けられている。ばね部材１１
５は、半球状の押圧部１１６と、この押圧部１１６から
放射状に延びる四本のアーム部１１７とを有している。

【０１２０】アーム部１１７の先端は、座部４５の下端
にねじ１１８を介して固定されており、この固定によ
り、押圧部１１６が枠部４３の各辺で囲まれた空間の略
中央部に位置されている。そして、ばね部材１１５の押
圧部１１６は、嵌合凹部１０７ａ，１０７ｂの間におい
て、ヒートシンク９１の受熱部１００の下面１０６に弾
性的に接触し、この受熱部１００を押し上げている。そ
のため、ヒートシンク９１は、常に受熱面１０４が半導
体パッケージ１９に近づく方向に弾性的に付勢されてい
る。

【０１２１】このような構成によると、半導体パッケー
ジ１９の熱を受けるヒートシンク９１は、ヒートシンク
支持部４２に対し上下動可能に浮動的に支持されている
とともに、ばね部材１１５を介して常に半導体パッケー
ジ１９のICチップ２１に近づく方向に弾性的に付勢され
ている。

【０１２２】このため、回路基板１７に対する半導体パ
ッケージ１９の実装高さ、あるいはヒートシンク９１の
受熱部１００の厚み寸法にばらつきが生じたとしても、
ヒートシンク９１が嵌合凸部９７ａ，９７ｂと嵌合凹部
１０７ａ，１０７ｂとの嵌合部分をガイドとして上下方
向に昇降動することで上記実装高さや厚み寸法のばらつ
き分を吸収する。

【０１２３】しかも、ヒートシンク９１の受熱部１００
は、ばね部材１１５を介してICチップ２１に押し付けよ
うとする力を受けているので、受熱部１００の受熱面１
０４とICチップ２１との密着性を高めることができる。
このため、受熱面１０４とICチップ２１との間に伝熱シ
ート８２を介在させるにしても、この伝熱シート８２に
実装高さや厚み寸法のばらつきを吸収する機能を付加す
る必要はない。

【０１２４】よって、伝熱シート８２は、受熱面１０４
とICチップ２１との局部的な接触を阻止して、ICチップ
２１の熱を受熱面１０４の全面に亙って分散し得る程度
の肉厚を有していれば良く、この伝熱シート８２を必要
最小限度まで薄くすることができる。この結果、上記第
１の実施の形態と同様に、ヒートシンク９１とICチップ
２１との熱接続部分に生じる熱抵抗を低減することがで
き、ICチップ２１の熱を効率良くヒートシンク９１を通
じて外方に放出することができる。

【０１２５】また、受熱部１００と放熱部１０１とは、
互いに重なり合うことなく平面的に並べて配置されてい
るので、ICチップ２１から受熱部１００を通じて放熱部
１０１に至るまでの熱伝達経路を偏平なものとすること
ができ、筐体４の薄型化にも無理なく対応することがで
きる。

【０１２６】しかも、上記構成によると、ヒートシンク
９１の受熱部１００とヒートシンク支持部４２の枠部４
３とは、嵌合凸部９７ａ，９７ｂと嵌合凹部１０７ａ，
１０７ｂとの嵌合部分を通じて熱的に接続されているの
で、受熱部１００に伝えられたICチップ２１の熱を枠部
４３からファンケーシング２９に積極的に逃すことがで
きる。このため、ヒートシンク支持部４２およびこれに
連なるファンケーシング２９を放熱部品として積極的に
活用することができ、ヒートシンク９１の放熱性能をよ
り高めることができる。

【０１２７】加えて、嵌合凸部９７ａ，９７ｂと嵌合凹
部１０７ａ，１０７ｂとの嵌合部分に生じる隙間１０８
にグリス１０９が充填されているので、受熱部１００と
枠部４３との熱接続部分の熱抵抗を小さく抑えることが
できる。

【０１２８】それとともに、冷却装置９０に外部から振
動が作用した時に、ばね部材１１５を介して浮動的に支
持されたヒートシンク９１の振動をグリス１０９によっ
て減衰することができる。このため、ＩＣチップ２１が
受熱面１０４によって叩かれたり、過大な押圧力を受け
ることはなく、半導体パッケージ１９の耐衝撃性を高め
ることができるといった利点がある。

【０１２９】なお、本発明は上記実施の形態に特定され
るものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々
変形して実施可能である。

【０１３０】例えば上記各実施の形態では、半導体パッ
ケージのICチップとヒートシンクの受熱部との間に伝熱
シートを介在させるようにしたが、この伝熱シートの代
わりに熱伝導性のグリスを介在させても良いとともに、
場合によっては伝熱シートやグリスを省略し、受熱部を
ICチップに直接接触させるようにしても良い。

【０１３１】また、ヒートシンクの受熱部と放熱部とは
必ずしも一体成形する必要はなく、例えば互いに区画さ
れた受熱部と放熱部とをねじ等で結合しても良い。

【０１３２】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、発熱部品
の実装高さ、あるいはヒートシンクの受熱部の厚み寸法
にばらつきが生じたとしても、このヒートシンクが移動
することで上記実装高さや厚み寸法のばらつき分を吸収
する。しかも、受熱部は常に弾性体を介して発熱部品に
押し付けようとする力を受けているので、これら受熱部
と発熱部品との密着性が良好となる。

【０１３３】このため、受熱部と発熱部品との間に熱伝
導性シート又はグリスのような熱伝導部材を介在させる
にしても、この熱伝導部材に実装高さや厚み寸法のばら
つきを吸収する機能を付加する必要はなく、この伝熱部
品を必要最小限度まで薄くすることができる。したがっ
て、ヒートシンクと発熱部品との熱接続部分に生じる熱
抵抗を低減することができ、この発熱部品の熱を効率良
くヒートシンクを通じて外方に放出することができる。

【０１３４】しかも、受熱部と放熱部とは互いに重なり
合うことなく平面的に並べて配置されているので、発熱
部品から受熱部を通じて放熱部に至るまでの熱伝達経路
を偏平なものとすることができ、筐体の薄型化に無理な
く対応することができる。

【０１３５】また、本発明によれば、ヒートシンク支持
部は単にヒートシンクを取り囲むような枠状に形成すれ
ば良いので、ヒートシンク支持部の質量を小さくするこ
とができ、ヒートシンクを含めた冷却装置全体の軽量化
が可能となる。このため、冷却装置に振動が加わった場
合でも、この冷却装置の取り付け部分に作用する荷重を
低減することができ、冷却装置の取り付け構造や振動対
策を簡略化することができる。

【０１３６】さらに、本発明によれば、冷却風通路の下
流端において冷却風の流れが乱流となるので、この冷却
風の流れを排気口に向けて容易に曲げることができると
ともに、冷却風が第２の冷却フィンに万遍なく接触し、
ヒートシンクの放熱性能を高めることができる。それと
ともに、何等かの理由により排気口の一部が閉塞された
としても、冷却風は閉塞部位を避けるよう第２の冷却フ
ィンの間を通じて送風通路の下流端の他の場所に流れる
ので、冷却風通路内での冷却風の流量を確保することが
でき、ヒートシンクの放熱性を良好に維持することがで
きるといった利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るポータブルコ
ンピュータの斜視図。

【図２】筐体の内部に冷却装置を組み込んだ状態を示す
ポータブルコンピュータの断面図。

【図３】（Ａ）は、筐体の内部に冷却装置を組み込んだ
状態を示すポータブルコンピュータの断面図。（Ｂ）
は、送風通路と受熱部との位置関係を示すポータブルコ
ンピュータの断面図。

【図４】BGA形の半導体パッケージとヒートシンクの受
熱部との接続部分を示す断面図。

【図５】回路基板に冷却装置を固定した状態を示す斜視
図。

【図６】冷却装置の斜視図。

【図７】ファンユニットとヒートシンクとを分離させた
状態を示す冷却装置の斜視図。

【図８】筐体の底壁、冷却装置およびBGA形の半導体パ
ッケージとの位置関係を示す斜視図。

【図９】筐体の内部に冷却装置を収容した状態を示すポ
ータブルコンピュータの断面図。

【図１０】筐体の内部に冷却装置を収容した状態を示す
ポータブルコンピュータの底面図。

【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る冷却装置の
斜視図。

【図１２】ファンユニットとヒートシンクとを分離させ
た状態を示す冷却装置の斜視図。

【図１３】冷却装置の底面図。

【図１４】（Ａ）は、筐体の内部に冷却装置を組み込ん
だ状態を示すポータブルコンピュータの断面図。（Ｂ）
は、図１４の（Ａ）のＡ部を拡大して示す断面図。

【符号の説明】

４…筐体 １９…発熱部品（半導体パッケージ） ２５，９０…冷却装置 ２６…送風手段（ファンユニット） ２７，９１…ヒートシンク ２９…ファンケーシング ３０…ファン（遠心ファン） ４２…ヒートシンク支持部 ５０，１００…受熱部 ５１，１０１…放熱部 ５９，１１１…冷却風通路 ６２，９３…冷却風出口（第１の冷却風出口） ６３…第１の冷却フィン ６４…第２の冷却フィン ８０，１１５…弾性体（板ばね、ばね部材）

フロントページの続き (72)発明者 久野 勝美 東京都青梅市末広町２丁目９番地 株式会 社東芝青梅工場内 (72)発明者 富岡 健太郎 東京都青梅市末広町２丁目９番地 株式会 社東芝青梅工場内 (72)発明者 青木 弘 新潟県加茂市大字後須田2570番地１ 東芝 ホームテクノ株式会社内 (72)発明者 山本 勝彦 新潟県加茂市大字後須田2570番地１ 東芝 ホームテクノ株式会社内 Ｆターム(参考） 5E322 AA01 AA11 AB02 AB04 AB07 AB11 BA01 BA03 BA04 BA05 BB03 BB04 DB10 FA05 5F036 AA01 BA04 BA24 BB01 BB05 BB35 BB60 BC09 BC23 BC33

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発熱部品の熱を受ける受熱部と、この受
   熱部に熱的に接続された放熱部とを有するヒートシンク
   と；少なくとも上記ヒートシンクの放熱部に冷却風を送
   風する送風手段と；を具備した冷却装置において、 上記放熱部は、上記発熱部品から外れた位置において上
   記受熱部と重なり合うことなく平面的に並べて配置さ
   れ、しかも、上記ヒートシンクは、上記受熱部が発熱部
   品に近づいたり遠ざかる方向に移動可能であるととも
   に、この受熱部が常に発熱部品に近づく方向に弾性体を
   介して付勢されていることを特徴とする冷却装置。
2. 【請求項２】 請求項１の記載において、上記ヒートシ
   ンクの放熱部は、上記冷却風が導かれる少なくとも一つ
   の冷却風通路と、この冷却風通路に臨む冷却フィンとを
   有していることを特徴とする冷却装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２の記載において、上記弾
   性体は、上記受熱部と放熱部とを合わせた上記ヒートシ
   ンクの重心位置もしくはその近傍に接していることを特
   徴とする冷却装置。
4. 【請求項４】 請求項３の記載において、上記受熱部お
   よび放熱部は、熱伝導性に優れた材料にて一体成形され
   ていることを特徴とする冷却装置。
5. 【請求項５】 請求項４の記載において、上記ヒートシ
   ンクは、上記受熱部に伝えられた発熱部品の熱を上記放
   熱部に移す熱移送手段を含んでいることを特徴とする冷
   却装置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかの記載にお
   いて、上記送風手段は、回転駆動されるファンと、この
   ファンを支持する金属製のファンケーシングと、このフ
   ァンケーシングと一体化されたヒートシンク支持部とを
   含み、これらヒートシンク支持部とファンケーシングと
   は互いに重なり合うことなく平面的に並べて配置されて
   いるとともに、上記ヒートシンクは、上記ヒートシンク
   支持部に上記弾性体を介して浮動的に支持されているこ
   とを特徴とする冷却装置。
7. 【請求項７】 請求項６の記載において、上記ヒートシ
   ンクは、上記受熱部が上記発熱部品に近づいたり遠ざか
   る方向に回動可能に上記ヒートシンク支持部に支持され
   ており、このヒートシンクの回動支点は、上記受熱部と
   は上記放熱部を挟んだ反対側に位置されていることを特
   徴とする冷却装置。
8. 【請求項８】 請求項６の記載において、上記ヒートシ
   ンク支持部は、第１の嵌合部を有するとともに、上記ヒ
   ートシンクは、このヒートシンクの移動方向に沿って上
   記第１の嵌合部に嵌まり込む第２の嵌合部を有し、これ
   ら第１および第２の嵌合部の嵌合により、上記ヒートシ
   ンクと上記ヒートシンク支持部とが熱的に接続されてい
   ることを特徴とする冷却装置。
9. 【請求項９】 請求項８の記載において、上記第１の嵌
   合部と第２の嵌合部との間に空気よりも熱伝導率の大き
   な熱伝導部材が充填されていることを特徴とする冷却装
   置。
10. 【請求項１０】 発熱部品の熱を受ける受熱部と、この
    受熱部に熱的に接続された放熱部とを有するヒートシン
    クと；回転駆動されるファンと、このファンを支持する
    ファンケーシングとを有し、少なくとも上記ヒートシン
    クの放熱部に冷却風を送風するファンユニットと；を具
    備した冷却装置において、 上記ファンユニットは、上記ファンケーシングと一体化
    されたヒートシンク支持部を有し、これらヒートシンク
    支持部とファンケーシングとは、互いに重なり合うこと
    なく平面的に並べて配置されているとともに、このヒー
    トシンク支持部は、上記ヒートシンクを囲むような枠状
    に形成され、このヒートシンク支持部の内側に上記ヒー
    トシンクが支持されていることを特徴とする冷却装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０の記載において、上記ヒー
    トシンク支持部とファンケーシングとは、互いに重なり
    合うことなく平面的に並べて配置されていることを特徴
    とする冷却装置。
12. 【請求項１２】 請求項１０又は１１の記載において、
    上記ヒートシンクは、上記受熱部が発熱部品に近づいた
    り遠ざかる方向に移動可能に上記ヒートシンク支持部に
    支持されているとともに、上記受熱部が常に発熱部品に
    近づく方向に弾性体を介して付勢されていることを特徴
    とする冷却装置。
13. 【請求項１３】 請求項１０ないし１２のいずれかの記
    載において、上記ヒートシンクと上記ヒートシンク支持
    部とは熱的に接続されていることを特徴とする冷却装
    置。
14. 【請求項１４】 冷却風を送風する送風手段と；上記冷
    却風が導かれる少なくとも一つの冷却風通路と、この冷
    却風通路の下流端に形成され、上記冷却風通路の上流側
    における冷却風の流れ方向とは異なる方向に開口された
    冷却風出口とを有するヒートシンクと；を具備し、 上記ヒートシンクの冷却風通路は、上記冷却風出口より
    も冷却風の流れ方向に沿う上流側に偏った位置に冷却風
    の流れ方向に延びる複数の板状をなす第１の冷却フィン
    を有するとともに、上記冷却風出口に対応する冷却風通
    路の下流端に格子状に並べて配置された複数のピン状を
    なす第２の冷却フィンを有することを特徴とする冷却装
    置。
15. 【請求項１５】 請求項１４の記載において、上記ヒー
    トシンクは、発熱部品の熱を受ける受熱部と、この受熱
    部に熱的に接続された放熱部とを有し、この放熱部に上
    記冷却風通路が形成されていることを特徴とする冷却装
    置。
16. 【請求項１６】 筐体と；この筐体の内部に収容された
    発熱部品と；上記筐体の内部に収容され、上記発熱部品
    の熱を受ける受熱部と、この受熱部に熱的に接続された
    放熱部とを有するヒートシンクと；上記筐体の内部に収
    容され、少なくとも上記ヒートシンクの放熱部に冷却風
    を送風する送風手段と；を具備し、 上記放熱部は、上記発熱部品から外れた位置において上
    記受熱部と重なり合うことなく平面的に並べて配置さ
    れ、しかも、上記ヒートシンクは、上記受熱部が発熱部
    品に近づいたり遠ざかる方向に移動可能であるととも
    に、この受熱部が常に発熱部品に近づく方向に弾性体を
    介して付勢されていることを特徴とする電子機器。
17. 【請求項１７】 請求項１６の記載において、上記送風
    手段は、回転駆動されるファンと、このファンを支持す
    るファンケーシングと、このファンケーシングと一体化
    されたヒートシンク支持部とを含み、これらヒートシン
    ク支持部とファンケーシングとは、上記筐体の厚み方向
    に重なり合うことなく平面的に並べて配置されていると
    ともに、上記ヒートシンクは、上記ヒートシンク支持部
    に上記弾性体を介して浮動的に支持されていることを特
    徴とする電子機器。