JP2007142294A - 放熱装置、分離用治具及び、この放熱装置を搭載した電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 放熱体が接合された半導体素子の分離方法は一般的に次のように行なわれる。半導体素子と放熱体との間の接合剤塗布部にプリント回路基板の横方向から分離用治具を押し込み半導体素子と放熱フィンとを分離する方法である。又は放熱フィンに設けられた貫通孔にピンを挿入し、そしてこのピンで半導体素子を押圧しながら放熱体の端部を指で引き起こす方法である。しかし回路基板上に他の回路部品が高密度に部品実装されているために分離用治具または指を挿入する空きスペースが無い。従って上記のような方法で分離するのは困難である。
【解決手段】 接合剤を介して発熱体と放熱体とが接合された放熱装置において、前記放熱体の上部に前記放熱体と前記発熱体とを分離させる貫通した分離用ネジ孔を有し、この分離用ネジ孔に螺合する分離用治具を有することを特徴とする放熱装置を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、分離用治具が設けられた放熱体と発熱体とを有する放熱装置、及びこの放熱装置をプリント回路基板に実装した電子装置に関する。

近年、情報機器に搭載される電子装置は多くの電子部品がプリント回路基板上に高密度に実装されている。実装される電子部品の数個は高性能化により稼動時に多くの熱を発する発熱体、例えば半導体素子である。この半導体素子の上部は放熱フィンを有する放熱体が熱伝導性接合材で接合されている。近年、この電子装置は電子部品がプリント回路基板上に更に高密度に実装される傾向に有る。

図５は従来技術に係る電子装置の断面図である。
図面は説明を理解し易いように１個の半導体素子と隣接する他の部品を記載しているが実際は多数の部品が実装されている。

１は電子装置、２はプリント回路基板、３はソケット、３１はソッケトのロックピン、４は稼動時に発熱する発熱体（半導体素子）、４１は発熱体（半導体素子）に隣接する他の電子部品、５は接合剤、６は放熱体、６１は放熱体上に形成された放熱フィンである。

この電子装置の製造方法は下記のように行なわれる。
最初に、例えばプリント回路基板２が準備される。このプリント回路基板２はソケット３が導電接続されている。一般的にハンダ付けにて導電接続されている。このソケット３は多数の端子とロックピン３１を有している。次に、このソケット３の端子に半導体素子４の端子を挿入する。そしてロックピン３１にてソケット３の端子と半導体素子４の端子を固着する。続いて半導体素子４と放熱フィン６１を有する放熱体６とを熱伝導性の良い接合剤５を介し接合固定する。従ってソケット３が放熱体６の下に隠れる。

一方、半導体素子４はソケット３から脱着、あるいは装着される場合が有る。例えば電子装置１が障害を発生した場合、またはプリント回路基板２の試験の場合等である。具体的には、障害が発生すると半導体素子４をソケット３から取り外し、プリント回路基板２または半導体素子４の正常又は不良のチェックが行なわれる。その後、不良半導体素子４を良品の半導体素子４と交換されソケット３に再装着が行なわれる。しかしこの脱着、装着時にソケット３が放熱体６の下に隠れているため、ロックピン３１を解除できない。従って半導体素子４と放熱体６とを分離することになる。これに類似する技術は下記の特許文献１が有る。
特開２００５−１３６１９７号公報上記特許文献１に記載の半導体素子は放熱体と接合され、この接合剤塗布部にプリント回路基板の横方向から分離用治具を押し込み半導体素子と放熱体とを分離している。または放熱体に設けられた貫通孔にピンを挿入し半導体素子を押圧し、そして放熱体の端部を指で引き起こし分離している。

しかしながら、前述した接合剤塗布部にプリント回路基板の横方向から分離用治具を押し込み半導体素子と放熱フィンとを分離する方法、または放熱体に設けられた貫通孔にピンを挿入し、そして挿入したピンで半導体素子を押圧しながら放熱体の端部を指で引き起こす方法等はプリント回路基板上に半導体素子が高密度に多数個の部品が実装されているために分離用治具または指を挿入する空きスペースが無い。このために半導体素子と放熱体とを分離する前工程として発熱体に隣接する他の電子部品を取り除かなければならない。従ってこのような分離方法は多くの工数が必要になる。更に発熱体と隣接する他の電子部品を取り外し、取り付けを行なうためにプリント回路基板との導電接続信頼性を低下させる。

本発明は、接合剤を介して発熱体と放熱体とが接合された放熱装置において、前記放 熱体の上部に前記放熱体と前記発熱体とを分離させる貫通した分離用ネジ孔を有し、こ の分離用ネジ孔に螺合する分離用治具を有することを特徴とする放熱装置を提供する。

このような構成、具体的には放熱体に上方から貫通した分離用ネジ孔を設けている。従 って分離用ネジ孔に分離用治具を螺合させ回転進入させることができる。更に分離用ネ ジ孔は、前記放熱体と前記発熱体と当接する領域に少なくとも１箇所に前記放熱体と前 記発熱体とを分離させる上方から貫通した貫通孔であることを特徴とする放熱装置を提 供する。このように分離用ネジ孔の位置は放熱体と発熱体とが当接する領域である。従 って進入する分離用治具の先端部が発熱体と当接する。従って分離用治具を回転進入さ せて放熱体と発熱体とを引き剥がすことができる。つまり発熱体と放熱体とを分離でき る。このために分離した放熱体を取り除いた後にロックピンを回転させてソケットの端 子と半導体素子の端子とのロックを解除する。結果として半導体素子をソケットから容 易に取り外すことができる。

放熱体の上方から分離用治具を螺合させて回転進入させることができる貫通した分離用ネジ孔を放熱体に設け、且つ回転進入する分離用治具が半導体素子と当接するようにした。このためにプリント回路基板の横方向から治具、指を挿入する必要が無い。つまりプリント回路基板に分離用治具、指を挿入するためのスペースを確保する必要が無い。このために治具、指を挿入するためのスペースを電子部品の実装スペースとして有効利用できる。従ってプリント回路基板に半導体素子や電子部品を高密度実装することができる。結果として情報機器を小型化することができる。更に半導体素子と放熱体とを分離する前工程、つまり発熱体に隣接する他の電子部品を取り除く工程が必要ない。このために本技術のような分離方法は多くの工数を必要としない。更に発熱体に隣接する他の電子部品を取り外し、取り付けを行なう必要がないためにプリント回路基板との導電接続信頼性を低下させることがない。

次に、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。

＜実施例＞
図１は本実施例に係る電子装置の断面図である。
尚、従来技術を説明したのと同様の構成部品は従来の参照番号を記し説明を省略する。
１は電子装置、１０は放熱体とフィンと分離用ネジ孔に螺合する分離用治具とを有する放熱装置、１０１は分離用ネジ孔を形成された放熱体、１０２は放熱体に形成された放熱フィン、１１は上方から放熱体を貫通する分離用ネジ孔、１２は前記分離用ネジ孔と螺合して回転進入後退できる分離用治具である。

前述したようにプリント回路基板２とソケット３とが導電接続されている。このソケット３の端子に半導体素子４の端子を挿入して、ロックピン３１にてソケット３の端子と半導体素子４の端子とが固着されている。そして半導体素子４の上面に熱伝導性の良い接合剤５を介して放熱フィン１０２を有する放熱体１０１が接合固定されている。

図２は本実施例に係る放熱装置の平面図である。

図面は説明を理解し易いように縦方向に延伸する放熱フィン１０２を有する放熱体１０１と半導体素子４とが記載されている。放熱体１０１の下部に半導体素子４が位置している。具体的には半導体素子４は破線で記されている。この放熱体１０１の複数個所、例えば４個所に分離用ネジ孔１１が放熱体１０1を貫通して複数個数形成されている。分離用ネジ孔１１の位置は半導体素子４の四隅にあたる。この四隅に限定されることなく半導体素子４の端部であれば何処でも良い。この放熱装置１０は効率良く冷却されるために風に曝される。このために放熱フィン１０２に沿って矢印の方向から送風される。昇温した放熱体６の放熱フィン１０２は風に熱を奪われ冷却される。

図３は本実施例に係る分離用治具の説明図である。

図３（a）は本実施例に係る分離用治具の他端部を上方向から見た図である。
分離用治具１２の他端部の渦発生体１２２の形状はスリット１２１を介して略対向する三角形である。従って分離用治具１２の他端部に凸部状の突起が２個設けられる。この突起は他端部だけでなく分離用治具１２の側面で有っても良く、突起の数も２個に限定されない。形状は本実施例に限られない。

図３（b）は本実施例に係る分離用治具の断面である。
分離用治具１２の一端は分離用ネジ孔１１と螺合するねじ部が形成されている。そして他端の略中央部はネジ回しの先端が挿入されるスリット１２１が形成され、そして左右に対向する渦発生体１２２を形成している。

図２を参照して分離用治具と風向きを説明する。

風は放熱体１０１に設けられた放熱フィン１０２の列方向に沿って流れる。分離用治具１２は放熱フィン１０２の役をも担っている。分離用治具１２の渦発生体１２２は放熱体１０１上に列を成す放熱フィン１０２の間隙を流れる風の流れに渦を発生させる。風が渦発生体１２２の３角形の底面側から３角形の先端部へと流れるように渦発生体１２２を配置している。放熱フィン１０２の間隙を流れる風は乱気流となり放熱効果を向上する。
図４は本実施例に係る放熱体と発熱部材とを分離させる説明図である。

放熱体１０１の４隅に形成された、例えば右端部の分離用ネジ孔１１に分離用治具１２を当て、そして分離用治具１２のスリット１２１にねじ回しドライバーを係合し回転させる。分離用治具１２が貫通した分離用ネジ孔１１を回転進入する。そして分離用治具１２の先端部が半導体素子４と当接する。更に回転進入させることで半導体素子４と放熱体１０１とを引き剥がす。従って半導体素子４と放熱体１０１との右端部が間隙を生じる。更に回転進入させることで半導体素子４と放熱体１０１との右端部が分離する。結果として放熱体１０１の右端部が右肩上がりに傾斜する。次に対向する左端部の分離用ネジ孔１１に分離用治具１２を回転進入させる。上述した右端部の分離用ネジ孔１１に分離用治具１２を回転進入したのと左端部勝手違いの動きをさせる。例えば放熱体１０１の左端部が上昇する。そして半導体素子４と放熱体１０１とが平行になる。そして半導体素子４と放熱体１０１とが分離する。続いてロックピン３１を回転させ、ソケット３の端子と半導体素子４の端子との固着を解除する。続いて半導体素子４をソケット３から容易に取り外す。

本実施例に係る電子装置の断面図である。 本実施例に係る放熱装置の平面図である。 本実施例に係る分離用治具の説明図である。 本本実施例に係る放熱体と発熱部材とを分離させる説明図である。 従来技術に係る電子装置の断面図である。

符号の説明

１；電子装置、
２；プリント回路基板、
３；ソケット、
３１；ソケットに付属するロックピン、
４；稼動時に発熱する半導体素子、
４１；発熱体（半導体素子）に隣接する他の電子部品、
５；接合剤、
６；放熱体、
６１；放熱体に形成された放熱フィン、
１０；放熱装置、
１０１；放熱体、
１０２；放熱フィン、
１１；分離用ネジ孔、
１２；分離用治具、
１２１；スリット、
１２２；渦発生体である。

Claims (5)

1. 接合剤を介して発熱体と放熱体とが接合された放熱装置において、
   前記放熱体の上部に前記放熱体と前記発熱体とを分離させる貫通した分離用ネジ孔を有 し、この分離用ネジ孔に螺合する分離用治具を有することを特徴とする放熱装置。
2. 請求項１に記載の分離用ネジ孔は、前記放熱体と前記発熱体と当接する 領域に少なくとも１箇所に前記放熱体と前記発熱体とを分離させる上方から貫通した貫 通孔であることを特徴とする放熱装置。
3. 請求項１乃至２記載の分離用ネジ孔に螺合する分離用治具が前記放熱 装置を通過する風に渦を発生させる渦発生体であることを特徴とする分離用治具。
4. 請求項１乃至２記載の分離用ネジ孔に螺合する分離用治具が放熱フィ ンの一部であることを特徴とする分離用治具。
5. 請求項１乃至２記載の放熱装置をプリント回路基板に搭載したことを 特徴とする電子装置。