JP2006229046A - 電子機器の放熱装置及び放熱方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で十分な放熱効果が得られ実用に適する電子機器の放熱装置及び放熱方法を提供する。
【解決手段】回路部品３２を含めた回路基板３１面を覆うもので、回路基板３１面とほぼ平行する平面板３５ａを有し、該平面板３５ａにその回路部品３２に対応する位置から回路基板３１に向けて突出される固定板３５ｆ，３５ｇが形成されたシールドケース３５と、シールドケース３５の固定板３５ｆ，３５ｇに取着され、シールドケース３５で回路基板３１面を覆ったとき、回路部品３２に付着された熱伝導シート３３に接触されるもので、シールドケース３５内に収容される折り曲げられた放熱板３４ｄ，３４ｅを有するヒートシンク３４とを備える。
【選択図】図３

Description

この発明は、例えばデジタルテレビジョン放送受信装置等の電子機器に係り、特にその発熱する回路部品に対して放熱を行なうための放熱装置及び放熱方法の改良に関する。

周知のように、近年では、テレビジョン放送のデジタル化が推進されている。例えば、日本国内においては、ＢＳ（Broadcasting Satellite）デジタル放送及び１１０度ＣＳ（Communication Satellite）デジタル放送等の衛星デジタル放送だけでなく、地上デジタル放送も開始されている。

このようなデジタルテレビジョン放送を受信するデジタル放送受信装置にあっては、特に映像系のデジタルデータに対して高速処理を行なうことが要求されており、その高速処理を実行するＬＳＩ（large scale integration）等の回路部品が発熱することから、放熱対策を施すことが肝要となる。

特許文献１には、シールドケースの回路基板面と平行な平面に孔を形成し、この孔の周縁部に、回路基板に実装された発熱部品と接触する金属製別個片を取着させる構成が開示されている。この場合、金属製別個片は、シールドケースの平面と平行に突出された一対の突起により孔の周縁部を厚み方向に挟むことで、シールドケースに取着される。

特許文献２にも、シールドケースの回路基板面と平行な平面に孔を形成し、この孔の周縁部に、回路基板に実装された発熱部品と接触する蓋体を取着させる構成が開示されている。この場合、蓋体は、シールドケースの孔の周縁部に対して、弾性力を用いたカム構造により取着されている。

特許文献３には、柔軟性を有するゲル状のパッドを介して、発熱部品にシールドケースと兼用のヒートシンクを接触させる構成が開示されている。この場合、ヒートシンクは、自身の発生する弾性力により発熱部品に圧接されている。特許文献４，５には、放熱部材を板ばねまたはコイルばねにより発熱部品に圧接させる構成が開示されている。
特開平９−６４５８２号公報 米国特許第６４４５５８３号明細書 米国特許第５０６０１１４号明細書 特開２００２−３５９３３０号公報 米国特許第５３８４９４０号明細書

そこで、この発明は上記事情を考慮してなされたもので、簡易な構成で十分な放熱効果が得られ実用に適する電子機器の放熱装置及び放熱方法を提供することを目的とする。

この発明に係る電子機器の放熱装置は、回路部品の取着された回路基板と、回路部品に付着された熱伝導シートと、回路部品を含めた回路基板面を覆うもので、回路基板面とほぼ平行する平面板を有し、該平面板にその回路部品に対応する位置から回路基板に向けて突出される固定板が形成されたシールドケースと、シールドケースの固定板に取着され、シールドケースで回路基板面を覆ったとき熱伝導シートに接触されるもので、シールドケース内に収容される折り曲げられた放熱板を有するヒートシンクとを備えるようにしたものである。

また、この発明に係る電子機器の放熱方法は、回路基板に取着された回路部品に熱伝導シートを付着する第１の工程と、回路部品を含めた回路基板面を覆うシールドケースの、回路基板面とほぼ平行する平面板の回路部品に対応する位置から回路基板に向けて突出される固定板に、折り曲げられた放熱板を有するヒートシンクを取着する第２の工程と、ヒートシンクを内部に収容し、かつ、熱伝導シートに接触させるように、シールドケースで回路基板面を覆う第３の工程とを備えるようにしたものである。

上記した構成及び方法によれば、シールドケースにヒートシンクを取着し、シールドケースで回路基板面を覆ったとき、ヒートシンクが熱伝導シートに接触されるようにするとともに、ヒートシンクの放熱板を折り曲げることによりシールドケース内に収容したままの状態で表面積を増加させるようにしたので、簡易な構成で十分な放熱効果が得られ実用に適するものとなる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、この実施の形態で説明するテレビジョン放送受信装置１１の映像信号処理系を概略的に示している。すなわち、デジタルテレビジョン放送受信用のアンテナ１２で受信したデジタルテレビジョン放送信号は、入力端子１３を介してチューナ部１４に供給される。

このチューナ部１４は、入力されたデジタルテレビジョン放送信号から所望のチャンネルの信号を選局し復調している。そして、このチューナ部１４から出力された信号は、デコーダ部１５に供給されて、例えばＭＰＥＧ（moving picture experts group）２デコード処理が施された後、セレクタ１６に供給される。

また、アナログテレビジョン放送受信用のアンテナ１７で受信したアナログテレビジョン放送信号は、入力端子１８を介してチューナ部１９に供給される。このチューナ部１９は、入力されたアナログテレビジョン放送信号から所望のチャンネルの信号を選局し復調している。そして、このチューナ部１９から出力された信号は、Ａ／Ｄ（analog／digital）変換部２０によりデジタル化された後、上記セレクタ１６に出力される。

また、アナログ映像信号用の外部入力端子２１に供給されたアナログの映像信号は、Ａ／Ｄ変換部２２に供給されてデジタル化された後、上記セレクタ１６に出力される。さらに、デジタル映像信号用の外部入力端子２３に供給されたデジタルの映像信号は、そのまま上記セレクタ１６に供給される。

上記セレクタ１６は、４種類の入力デジタル映像信号から１つを選択して、映像信号処理部２４に供給している。この映像信号処理部２４は、入力されたデジタル映像信号に所定の信号処理を施して映像表示部２５での映像表示に供させている。この映像表示部２５としては、例えば、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等でなるフラットパネルディスプレイが採用される。

ここで、このテレビジョン放送受信装置１１は、上記した各種の受信動作を含む種々の動作を制御部２６によって統括的に制御されている。この制御部２６は、ＣＰＵ（central processing unit）等を内蔵したマイクロプロセッサであり、図示しないリモートコントローラを含む操作部２７からの操作情報を受けて、その操作内容が反映されるように各部をそれぞれ制御している。

この場合、制御部２６は、主として、そのＣＰＵが実行する制御プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）２８と、該ＣＰＵに作業エリアを提供するためのＲＡＭ（random access memory）２９と、各種の設定情報及び制御情報等が格納される不揮発性メモリ３０とを利用している。

図２は、上記したテレビジョン放送受信装置１１の映像信号処理系が構成された回路基板３１を示している。すなわち、この回路基板３１には、映像信号処理系を構成するための各種の回路部品及び回路パターン等が実装されている。そして、この回路基板３１に実装された各種の回路部品のうち、特に前記デコーダ部１５を構成するＬＳＩ３２に対しては、デジタルデータの高速処理による発熱があるため、放熱対策が必要となる。

この放熱対策としては、略四角形の平板状に形成されたＬＳＩ３２のうち、回路基板３１に対向している面と反対側の面に柔軟性を有する熱伝導シート３３を介して、ヒートシンク３４を密着させる構造となっている。そして、回路基板３１は、そのＬＳＩ３２が実装されている面を、ヒートシンク３４をも含めてシールドケース３５で覆うことにより、各種回路部品が電磁シールドされている。

図３は、ヒートシンク３４の取り付け構造を示している。このヒートシンク３４は、略四角形の平板状に形成された基板３４ａと、この基板３４ａの対向する両端部から基板３４ａ面に対して垂直でそれぞれ同方向に延出される一対の側板３４ｂ，３４ｃと、これら側板３４ｂ，３４ｃの先端部からそれぞれ延出される放熱板３４ｄ，３４ｅとを、熱伝導性を有する例えば金属材料等をプレス成型することにより一体的に形成したものである。そして、このヒートシンク３４の一対の側板３４ｂ，３４ｃには、相互に対向する所定位置にそれぞれ係止孔３４ｂ１，３４ｃ１が形成されている。

また、上記シールドケース３５は、略四角形の平板状に形成された平面板３５ａと、この平面板３５ａの４つの周縁部から平面板３５ａ面に対して垂直でそれぞれ同方向に延出される４枚の側面板３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，３５ｅと、平面板３５ａの所定位置からヒートシンク３４の側板３４ｂ，３４ｃとそれぞれ面対向するように突出される２枚の固定板３５ｆ，３５ｇとを、例えば金属材料等を押し出し成型することにより、一体的に形成したものである。

そして、このシールドケース３５は、その各側面板３５ｂ〜３５ｅによって形成される開口端部を回路基板３１面に接触させて取り付けられることにより、回路基板３１に実装された各種の回路部品を覆うようにしている。

また、このシールドケース３５の各固定板３５ｆ，３５ｇには、ヒートシンク３４の側板３４ｂ，３４ｃに形成された係止孔３４ｂ１，３４ｃ１に嵌合可能な突部３５ｆ１，３５ｇ１が形成されている。

このため、ヒートシンク３４の側板３４ｂ，３４ｃに形成された係止孔３４ｂ１，３４ｃ１に、シールドケース３５の固定板３５ｆ，３５ｇに形成された突部３５ｆ１，３５ｇ１をそれぞれ嵌合させることにより、ヒートシンク３４とシールドケース３５とを一体化することができる。このような状態で、シールドケース３５を回路基板３１に取り付けることにより、ヒートシンク３４の基板３４ａが熱伝導シート３３に所定の圧力をもって密着され、放熱構造が完成される。

ここで、上記ヒートシンク３４の放熱板３４ｄ，３４ｅは、側板３４ａ，３４ｂの基板３４ａが形成されている端部と反対側の端部から、互いに外側に向けて、つまり、逆方向に延出されている。そして、各放熱板３４ｄ，３４ｅは、シールドケース３５を回路基板３１に取り付けたときに、シールドケース３５内に収容されるように、三角形の波状に折り曲げられている。これにより、各放熱板３４ｄ，３４ｅは、シールドケース３５内での表面積を稼ぎ放熱効果を向上させることができる。

また、シールドケース３５の平面板３５ａのうち、三角形の波状に折り曲げられた放熱板３４ｄ，３４ｅが近接している部分には、透孔３５ｉが形成されている。これにより、放熱効果を向上させることができる。

上記した実施の形態によれば、ヒートシンク３４とシールドケース３５とを一体化し、シールドケース３５を回路基板３１に取り付けたときに、ヒートシンク３４が熱伝導シート３３に密着されるようにしたので、ヒートシンク３４を板ばねまたはコイルばね等を用いてＬＳＩ３２に圧接させる構成が不要となり、簡易な構成で十分な放熱効果を得ることができるようになる。

また、ヒートシンク３４の放熱板３４ｄ，３４ｅをシールドケース３５内に収容したままの状態で、三角形の波状に折り曲げることによって表面積を増加させるようにするとともに、シールドケース３５の平面板３５ａの放熱板３４ｄ，３４ｅが近接する部分に透孔３５ｉを形成しているので、簡易な構成で、シールド効果を損なうことなく、放熱効果を向上させることが可能となる。

さらに、シールドケース３５の平面板３５ａから垂直に突出される固定板３５ｆ，３５ｇの突部３５ｆ１，３５ｇ１を、ヒートシンク３４の側板３４ｂ，３４ｃに形成された係止孔３４ｂ１，３４ｃ１に嵌合させる構成であるため、ヒートシンク３４をシールドケース３５に取り付けるための部材が、シールドケース３５の平面板３５ａから外方に突出することがなく、この点でも、構成の簡易化を図り小型化を図ることができる。

なお、上記した実施の形態では、ヒートシンク３４の側板３４ｂ，３４ｃに係止孔３４ｂ１，３４ｃ１を形成し、シールドケース３５の固定板３５ｆ，３５ｇに突部３５ｆ１，３５ｇ１を形成するようにしたが、これに限らず、ヒートシンク３４の側板３４ｂ，３４ｃに突部を形成し、シールドケース３５の固定板３５ｆ，３５ｇに係止孔を形成するようにしても良いことはもちろんである。

さらに、係止孔３４ｂ１，３４ｃ１としては、側板３４ｂ，３４ｃを貫通する孔でなくても、突部３５ｆ１，３５ｇ１が嵌合可能な凹部が形成されていれば良いものであることはもちろんである。

また、図４に示すように、シールドケース３５の平面板３５ａのうち、ヒートシンク３４の取り付け位置に対応する部分に、平面板３５ａの一部を残して切り欠き部３５ｈを形成し、その残した平面板３５ａの一部を垂直に折り曲げることにより固定板３５ｆ，３５ｇを形成することもできる。このような構成によれば、切り欠き部３５ｈを介してヒートシンク３４が外部に露出されるので、放熱効果を高めることができる。

さらに、シールドケース３５の平面板３５ａに切り欠き部３５ｈを形成する構成においては、図５に示すように、ヒートシンク３４の基板３４ａの所定位置に、側板３４ｂ，３４ｃと平行に突出される複数（図示の場合は２つ）の放熱板３４ｆ，３４ｇを、例えば押し出し成型等によって形成すれば、より一層放熱効果を高めることが可能となる。

図６乃至図８は、それぞれ、放熱板３４ｄ，３４ｅの変形例を示している。まず、図６では、放熱板３４ｄ，３４ｅをそれぞれ矩形の波状に折り曲げた状態を示している。この場合、シールドケース３５の平面板３５ａのうち、放熱板３４ｄ，３４ｅが近接している部分に透孔３５ｉを形成すれば、放熱効果を向上させることができる。

また、図７では、放熱板３４ｄ，３４ｅをそれぞれ湾曲する波状に折り曲げた状態を示している。この場合も、シールドケース３５の平面板３５ａのうち、放熱板３４ｄ，３４ｅが近接している部分に透孔３５ｉを形成すれば、放熱効果を向上させることができる。

さらに、図８では、放熱板３４ｄ，３４ｅをそれぞれ矩形に折り曲げた状態を示している。この場合も、シールドケース３５の平面板３５ａのうち、放熱板３４ｄ，３４ｅが近接している部分の適切な位置に透孔３５ｉを形成すれば、放熱効果を向上させることが可能である。

ここで、ヒートシンク３４の放熱板３４ｄ，３４ｅとしては、基板３４ａを挟んで対称な形状に形成されることが好ましいが、回路基板３１上における回路部品の実装状態等によっては、基板３４ａを挟んで非対称な形状に形成しても良いことはもちろんである。

なお、この発明は上記した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を種々変形して具体化することができる。また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良いものである。さらに、異なる実施の形態に係る構成要素を適宜組み合わせても良いものである。

この発明の実施の形態を示すもので、テレビジョン放送受信装置の映像信号処理系を説明するために示すブロック構成図。 同実施の形態における映像信号処理系が構成された回路基板を説明するために示す分解斜視図。 同実施の形態におけるヒートシンクの取り付け構造を説明するために示す側断面図。 同実施の形態におけるシールドケースの変形例を説明するために示す分解斜視図。 同実施の形態におけるヒートシンクの変形例を説明するために示す側断面図。 同実施の形態におけるヒートシンクの放熱板の変形例を説明するために示す側断面図。 同実施の形態におけるヒートシンクの放熱板の他の変形例を説明するために示す側断面図。 同実施の形態におけるヒートシンクの放熱板のさらに他の変形例を説明するために示す側断面図。

符号の説明

１１…テレビジョン放送受信装置、１２…アンテナ、１３…入力端子、１４…チューナ部、１５…デコーダ部、１６…セレクタ、１７…アンテナ、１８…入力端子、１９…チューナ部、２０…Ａ／Ｄ変換部、２１…外部入力端子、２２…Ａ／Ｄ変換部、２３…外部入力端子、２４…映像信号処理部、２５…映像表示部、２６…制御部、２７…操作部、２８…ＲＯＭ、２９…ＲＡＭ、３０…不揮発性メモリ、３１…回路基板、３２…ＬＳＩ、３３…熱伝導シート、３４…ヒートシンク、３５…シールドケース。

Claims (12)

1. 回路部品の取着された回路基板と、
   前記回路部品に付着された熱伝導シートと、
   前記回路部品を含めた前記回路基板面を覆うもので、前記回路基板面とほぼ平行する平面板を有し、該平面板にその前記回路部品に対応する位置から前記回路基板に向けて突出される固定板が形成されたシールドケースと、
   前記シールドケースの固定板に取着され、前記シールドケースで前記回路基板面を覆ったとき前記熱伝導シートに接触されるもので、前記シールドケース内に収容される折り曲げられた放熱板を有するヒートシンクとを具備することを特徴とする電子機器の放熱装置。
2. 平板状に形成された回路基板と、
   前記回路基板の一方の面に、一方の面が対向されるようにして取着された平板状の回路部品と、
   前記回路部品の前記回路基板に対向されている面と反対側の面に付着された柔軟性材料でなる熱伝導シートと、
   前記熱伝導シートに接触される基板と、前記基板の端部から該基板面に対して垂直に延出される側板と、前記側板の端部から延出される所定形状に折り曲げられた放熱板とが一体的に形成されたヒートシンクと、
   前記回路基板面とほぼ平行に設置される平面板と、前記平面板の周縁部から延出される側面板と、前記平面板の所定位置から前記側面板と同方向に突出され前記ヒートシンクの側板が取着される固定板とを一体的に形成したもので、前記ヒートシンクを内部に収容して前記回路基板面を覆うシールドケースとを具備することを特徴とする電子機器の放熱装置。
3. 前記シールドケースは、前記平面板の一部を折り曲げることにより前記固定板を形成していることを特徴とする請求項１または２記載の電子機器の放熱装置。
4. 前記シールドケースの平面板には、前記固定板に取着された前記ヒートシンクを外部に露出させるための切り欠き部が形成されることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の電子機器の放熱装置。
5. 前記シールドケースは、ほぼ平行に形成された一対の固定板を有し、
   前記ヒートシンクは、前記各固定板とそれぞれ面対向する側板を有し、
   前記各側板に形成された凹部及び突部のいずれか一方と、前記各固定板に形成された突部及び凹部の他方とを嵌合することにより、前記シールドケースに前記ヒートシンクを取着することを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の電子機器の放熱装置。
6. 前記ヒートシンクの放熱板は、三角形の波状、矩形の波状、湾曲する波状、矩形状のいずれかの形状に折り曲げられることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の電子機器の放熱装置。
7. 前記ヒートシンクの平面板には、前記放熱板の近接する部分に透孔が形成されることを特徴とする請求項６記載の電子機器の放熱装置。
8. 前記ヒートシンクは、前記シールドケースで前記回路基板面を覆ったとき前記熱伝導シートに接触される基板を有し、前記放熱板は、前記基板と一体的に形成され、前記基板に対して互いに逆方向に延出される一対の放熱板であることを特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載の電子機器の放熱装置。
9. 前記一対の放熱板は、前記基板を挟んで対称となる形状に形成されることを特徴とする請求項８記載の電子機器の放熱装置。
10. 前記一対の放熱板は、前記基板を挟んで非対称となる形状に形成されることを特徴とする請求項８記載の電子機器の放熱装置。
11. 回路基板に取着された回路部品に熱伝導シートを付着する第１の工程と、
    前記回路部品を含めた前記回路基板面を覆うシールドケースの、前記回路基板面とほぼ平行する平面板の前記回路部品に対応する位置から前記回路基板に向けて突出される固定板に、折り曲げられた放熱板を有するヒートシンクを取着する第２の工程と、
    前記ヒートシンクを内部に収容し、かつ、前記熱伝導シートに接触させるように、前記シールドケースで前記回路基板面を覆う第３の工程とを具備することを特徴とする電子機器の放熱方法。
12. 信号を受信する受信手段と、
    前記受信手段で受信した信号に所定の処理を施す回路部品の取着された回路基板と、
    前記回路部品に付着された熱伝導シートと、
    前記回路部品を含めた前記回路基板面を覆うもので、前記回路基板面とほぼ平行する平面板を有し、該平面板にその前記回路部品に対応する位置から前記回路基板に向けて突出される固定板が形成されたシールドケースと、
    前記シールドケースの固定板に取着され、前記シールドケースで前記回路基板面を覆ったとき前記熱伝導シートに接触されるもので、前記シールドケース内に収容される折り曲げられた放熱板を有するヒートシンクとを具備することを特徴とする電子機器。

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