JP2001257490A - 電子機器の放熱構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】放熱効果が大きく、電子部品に不要な応力がか
からない電子機器の放熱構造を提供する。 【解決手段】プリント配線基板２の表面に実装した電子
部品３の上面を放熱シート１で覆い、プリント配線基板
２の電子部品３の実装側と反対側に放熱板４を配置し、
放熱シート１を２本の固定ネジ５によりプリント配線基
板２に固定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線基板
上に実装した電子部品の放熱を行う電子機器の放熱構造
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子技術の発達に伴い、電子機器
の小型化が進んでいる。そのような状況のなか、半導体
素子等の電子部品をプリント配線基板の表面に実装す
る、表面実装技術が一般的になっている。

【０００３】これまで、表面実装可能な電子部品は、小
信号用の小型の素子が中心であったが、近年、大電流を
扱うような電力素子においても表面実装可能なものが現
われてきた。なお、電力素子は大電流が流れるため、発
熱量が多く、数Ｗから数十Ｗに達するものもある。

【０００４】ところが、一般的にシリコン等の半導体で
構成されている半導体素子は、その特性の低下を防止す
るため、最高温度を１５０℃から２００℃程度に抑制す
ることが必須である。そのため、発熱量の多い電力素子
を長時間使用するためには、電力素子からの効率の良い
放熱が必要である。

【０００５】従来の基板挿入型の電子部品では、その構
造から放熱器を取り付けることが容易であったが、表面
実装型の電子部品では、該電子部品は一般的に半田付け
によりプリント配線基板に取り付けられるため、電子部
品に直接放熱器を取り付けるのは困難である。

【０００６】図４（ａ）は従来の電子機器の放熱構造を
示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の構造の断面図である。

【０００７】１２はプリント配線基板、１３は表面実装
型の電子部品、１４は厚い金属板からなる放熱板、１５
は放熱板１４の固定ネジ、１７はプリント配線基板１２
に設けた固定ネジ穴、１８は放熱板１４に設けた固定ネ
ジ穴である。

【０００８】この放熱構造では、図４に示すように、電
子部品１３の実装側と反対側のプリント配線基板１２
に、放熱板１４を２本の固定ネジ１５により、プリント
配線基板１２に設けた固定ネジ穴１７、放熱板１４に設
けた固定ネジ穴１８を介して固定していた。

【０００９】図５（ａ）は従来の別の電子機器の放熱構
造を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の構造の断面図であ
る。なお、図４と同一符号のものは同一のものを示す。

【００１０】この放熱構造では、図５に示すように、表
面実装型の電子部品１３の上面に薄い金属板からなる放
熱板１６を直接接触させ、この放熱板１６をプリント配
線基板１２と厚い放熱板１４に２本の固定ネジ１５によ
り、プリント配線基板１２に設けた固定ネジ穴１７、放
熱板１４に設けた固定ネジ穴１８を介して固定してい
た。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】通常、プリント配線基
板１２は熱伝導率が低く、また、プリント配線基板１２
と放熱板１４との密着性は低いため、図４に示した構造
では、放熱効果はあまりよくなかった。

【００１２】また、電子部品１３は、半田リフロー工法
により位置決め固定されるので、その高さ、位置は比較
的ばらつきが大きいため、電子部品１３と放熱板１６と
の密着性は低く、図５に示した構造においても、放熱効
果はあまりよくなかった。さらに、電子部品１３の上面
に放熱板１６を接触させて取り付けると、電子部品１３
に不要な応力がかかり、電子部品１３が損傷したりし、
望ましくなかった。

【００１３】本発明の目的は、放熱効果が大きく、電子
部品に不要な応力がかからない電子機器の放熱構造を提
供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の電子機器の放熱構造は、プリント配線基板
と、前記プリント配線基板上に実装した電子部品と、少
なくとも１個の電子部品の上面を覆う放熱シートと、前
記プリント配線基板の前記電子部品の実装側と反対側に
配置した放熱板とを有し、前記放熱シートを前記放熱板
または前記プリント配線基板に固定したことを特徴とす
る。

【００１５】本発明では、上記構成により、放熱シート
を介して電子部品からの発熱を放熱板に効率良く熱伝導
させることができ、放熱効果が大きい。また、放熱シー
トは柔軟なので、電子部品に不要な応力がかからない。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態について詳細に説明する。なお、以下で説明する
図面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その
繰り返しの説明は省略する。

【００１７】実施の形態１ 図１（ａ）は本発明の実施の形態１の電子機器の放熱構
造を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の構造の断面図であ
る。

【００１８】２はプリント配線基板、３は表面実装型の
例えば電力素子である電子部品、１は放熱シート、４は
アルミニウムや銅等からなる放熱板、５は放熱板４の固
定ネジ、６は放熱シート１の固定ネジ穴、７はプリント
配線基板２に設けた固定ネジ穴、８は放熱板４に設けた
固定ネジ穴である。

【００１９】本実施の形態の電子機器の放熱構造では、
図１に示すように、プリント配線基板２上に実装した電
子部品３の上面を放熱シート１で覆い、プリント配線基
板２の電子部品３の実装側と反対側に放熱板４を配置
し、放熱シート１を２本の固定ネジ５により、プリント
配線基板２に設けた固定ネジ穴７、放熱板４に設けた固
定ネジ穴８を介してプリント配線基板２に固定してあ
る。この構成により、電力素子等の電子部品３からの発
熱を放熱シート１を介して放熱板４に効率良く熱伝導さ
せることができ、放熱効果の高い構造を提供できる。

【００２０】放熱シート１としては、熱伝導率が高く、
柔軟性が高いものを用いる。例えば、放熱シート１の材
質は、例えばグラファイトである。このグラファイト製
の放熱シート１は、紙のようにやわらかい素材であり、
シート面方向の熱伝導率は、アルミニウムの３倍以上で
ある。

【００２１】例えば電力素子である電子部品３の実装位
置は、上下左右に０．５ｍｍ程度の取り付け偏差があ
る。放熱シート１は、柔軟性があるために、上下左右の
取り付け偏差を、該放熱シート１のシート面方向の偏差
とすることができる。そこで、この放熱シート１をプリ
ント配線基板２へ取り付けるための固定ネジ穴６の径Ｄ
を、固定ネジ５のネジ部の径ｄより大きくすることによ
り、電子部品３の上下左右の取り付け偏差を吸収して、
電子部品３に必要以上に応力をかけることなく、電子部
品３と放熱シート１との十分な密着性を確保することが
できる。

【００２２】なお、放熱シート１は、上記グラファイト
シートの他、セラミックシート、シリコンシート等も使
用可能であり、同様の効果を得ることができる。

【００２３】実施の形態２ 図２（ａ）は本発明の実施の形態２の電子機器の放熱構
造を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の構造の断面図であ
る。

【００２４】上記実施の形態１では、放熱シート１と放
熱板４との間に、プリント配線基板２が介在し、放熱シ
ート１をプリント配線基板２および放熱板４に固定ネジ
５で固定したが、本実施の形態では、図２に示すよう
に、プリント配線基板２に放熱シート１の取り付け用の
取付け穴９を開け、放熱シート１を放熱板４に固定ネジ
５により、放熱板４に設けた固定ネジ穴８を介して直接
固定してある。

【００２５】以下、本実施の形態における放熱シート１
の固定方法について説明する。

【００２６】まず、プリント配線基板２に、放熱シート
１を放熱板４に取り付けるための取付け穴９を、電子部
品３の近傍に２個設ける。この取付け穴９は、放熱シー
ト１の接触面より大きく設ける。

【００２７】次に、プリント配線基板２の表面に電子部
品３を半田付け等により実装する。

【００２８】次に、プリント配線基板２の電子部品３の
実装側と反対側に放熱板４を配置し、放熱シート１をプ
リント配線基板２の取付け穴９を介して、放熱板４の固
定ネジ穴８に２本の固定ネジ５により取り付ける。これ
により、放熱シート１は、放熱板４に直接接触して固定
される。

【００２９】本実施の形態においても、放熱シート１を
放熱板４へ取り付けるための固定ネジ穴６の径Ｄを、固
定ネジ５のネジ部の径ｄより大きくする（図１参照）。

【００３０】本実施の形態では、上記実施の形態１と同
様の作用効果が得られるが、本実施の形態では、放熱シ
ート１が放熱板４に直接接触して取り付けられるので、
本実施の形態の方が、放熱シート１をプリント配線基板
２を介して放熱板４に取り付ける上記実施の形態１より
も、放熱効果が大きい。

【００３１】実施の形態３ 図３（ａ）は本発明の実施の形態３の電子機器の放熱構
造を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の構造の断面図であ
る。

【００３２】本実施の形態では、上記実施の形態２にお
いて、２個の電子部品３の上面を放熱シート１で覆った
ものであり、その他の構成は上記実施の形態２と同様で
ある。２個の電子部品３の上面を放熱シート１で覆うこ
とに限らず、３個以上の電子部品３の上面を放熱シート
１で覆ってもよいことは言うまでもない。

【００３３】以上本発明を実施の形態に基づいて具体的
に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変
更可能であることは勿論である。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
簡単な構成でプリント配線基板に実装した電子部品の放
熱特性を向上でき、したがって、電子部品の信頼性を向
上でき、寿命を長くでき、電子機器の小型化、低コスト
化に効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の実施の形態１の電子機器の放
熱構造を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の構造の断面図で
ある。

【図２】（ａ）は本発明の実施の形態２の電子機器の放
熱構造を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の構造の断面図で
ある。

【図３】（ａ）は本発明の実施の形態３の電子機器の放
熱構造を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の構造の断面図で
ある。

【図４】（ａ）は従来の電子機器の放熱構造を示す斜視
図、（ｂ）は（ａ）の構造の断面図である。

【図５】（ａ）は従来の別の電子機器の放熱構造を示す
斜視図、（ｂ）は（ａ）の構造の断面図である。

【符号の説明】 １…放熱シート、２…プリント配線基板、３…電子部
品、４…放熱板、５…固定ネジ、６…放熱シートの固定
ネジ穴、７…プリント配線基板の固定ネジ穴、８…放熱
板の固定ネジ穴、９…取付け穴。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プリント配線基板と、前記プリント配線基
   板上に実装した電子部品と、少なくとも１個の電子部品
   の上面を覆う放熱シートと、前記プリント配線基板の前
   記電子部品の実装側と反対側に配置した放熱板とを有
   し、前記放熱シートを前記放熱板または前記プリント配
   線基板に固定したことを特徴とする電子機器の放熱構
   造。