JP2007201351A

JP2007201351A - 電子機器

Info

Publication number: JP2007201351A
Application number: JP2006020809A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Kishikawa; 智岸川; Yuji Nakajima; 雄二中島
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2006-01-30
Filing date: 2006-01-30
Publication date: 2007-08-09

Abstract

【課題】コスト、組み立て性、信頼性を向上させることが出来る冷却装置の実装構造を有した電子機器の提供を目的とする。
【解決手段】弾性変形可能な係止部材５０を第１の固定部４０、第２の固定部３６,３７に係止することで冷却装置６０をＣＰＵ１２上に固定する。係止部材５０は一対の端部５２，５３を回路基板１０のスリット１４ｂ，１４ｃを介して突出している第２の固定部３６，３７のそれぞれの孔３８,３９に挿入する。係止部材５０を一対の端部５２,５３を中心にして係止部５４を第１の固定部４０の先端４２方向に押し下げることで係止部５４は第１の固定部の係止部４１に係止される。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子機器に関し、特に冷却構造の実装構造に関する。

一般に、ノート型コンピュータ等の電子機器に内蔵されているＣＰＵ等の発熱部品は高性能化に伴い発熱量が増大している。そのため、発熱部品より熱を受熱部で受熱し、受熱したヒートパイプ等の熱移送手段を介して放熱部へ伝熱し、ファンなどにより放熱部を冷却することが一般的である。このとき受熱部はバネ性を有した押さえ部材等で受熱部をＣＰＵ上に実装するのが一般的である。このとき押さえ部材は複数のねじ等を介して回路基板に固定されている。
（特許文献１参照。）。
特開２００３−１０１２７２

特許文献１のような冷却装置の受熱部の固定構造においては、複数のねじを固定する必要があり、コスト的、組み立て性の面で好ましくなかった。また、ＣＰＵは複数の半田接続部で回路基板に接続されているため、回路基板が撓んだりした場合、半田付け部の半田剥がれ等によりＣＰＵの電気的接続が不良になる等信頼について考慮されていない。

そこで本発明は、コスト、組み立て性、信頼性を向上させることが出来る冷却装置の実装構造を有した電子機器の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明にかかる電子機器は、動作中に発熱する発熱部品が実装された第１の面と、この第１の面と対抗する第２の面と、これら第１の面から第２の面に貫通する複数の貫通口と有する回路基板と、回路基板をはさんで発熱部品と対向して回路基板の第２の面に取り付けられる本体と、この本体より延出し複数の貫通口のうちの１つを介して回路基板の第１の面より突出す第１の固定部と、本体より延出し複数の貫通口のうちの１つを介して回路基板の第１の面より突出す第２の固定部とを有する固定部材と、発熱部品に熱的に接続される受熱部と、第２の固定部に回動可能に係止される一端と、第１の固定部に係止される他端とを有し、受熱部を発熱部品方向に押圧するバネ性を有した係止部材と、を具備する事を特徴とする。
を具備することを特徴とする。

本発明によれば、コスト、組み立て性、信頼性を向上させることが出来る冷却装置の実装構造を提供することが可能である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、電子機器の斜視図である。図２は、冷却装置及び回路基板の分解斜視図である。図３は、冷却装置を回路基板に実装した状態の斜視図である。図４は、冷却装置を実装した状態の断面図である。

図１に示すよう、ノート型コンピュータ(電子機器)１は本体２を有し、ヒンジ部３を介して表示装置４が本体２に対して回動可能に接続されている。本体２の上面にはキーボード５が配置されている。本体２の側面６には排気口７が設けられている。

図２及び図３に示すように、本体２の内部には回路基板１０が内蔵されている。回路基板１０の表面（第１の面）１０ａには、動作中に発熱する発熱部品であるＣＰＵ１２を回路基板に実装するためのソケット１１が半田等により実装されている。ＣＰＵ１２はソケット１１に実装される。一般的にＣＰＵはＰＧＡ（ＰｉｎＧｒｉｄＡｒｒａｙ）タイプのものであり、ソケット１１にＣＰＵ１２の図示しないピンを実装することでＣＰＵ１２はソケット１１に実装される。ＣＰＵ１２は略四角形状の基台を有し、基台のほぼ中央に素子１３が位置する。回路基板１０のソケット１１が実装される領域の周囲には貫通口であるスリット１４ａ，１４ｂ，１４ｃが設けられている。

回路基板１０をはさんで、ＣＰＵ１２およびソケット１１と対向する回路基板の裏面（第２の面）１０ｂにはインシュレータ等に絶縁シート２７が例えば両面テープ等により貼り付けられる。

絶縁シート２７を回路基板１０の裏面１０ｂに貼り付けた後にアルミニウム、ステンレス等の金属性の固定部材３０が回路基板１０に実装される。固定部材３０は絶縁シート２７を回路基板１０との間に挟む状態で回路基板１０に実装される。絶縁シート２７により固定部材３０と回路基板１０の裏面１０ｂに設けられる導電パターン等との間が絶縁される。

固定部材３０は略四角形の本体部３１を有している。本体部３１はソケット１１の大きさと略同じ外形寸法に形成されている。本体部３１の略中央には開口部３２が設けられる。開口部３２には固定部材３０の軽量化のために設けられるが、回路基板１０の裏面１１ｂのソケット１１と対向する領域に抵抗チップ等の小さな他の部品が実装されている場合の干渉防止効果もある。

固定部材３０の本体部３１から延出部３３,３４,３５が一体に延びている。延出部３３からは回路基板１０方向に折り曲げられ、回路基板１０のスリット１４ａに挿入される第１の固定部４０が一体に設けられている。第１の固定部４０の先端４２は先細り状に形成されている。第１の固定部４０には両側部から中央方向に切り欠かれた係止部４１が形成される。

本体部３１の延出部３４，３５からは回路基板１０方向に折り曲げられ、回路基板１０のスリット１４ｂ、１４ｃに挿入される一対の第２の固定部３６,３７が一体に設けられている。一対の第２の固定部３６，３７には孔３８,３９がそれぞれ設けられる。固定部材３０を回路基板１０の裏面１０ｂに実装した際、第１の固定部４０、第２の固定部３６，３７は回路基板１０のスリット１４ａ，１４ｂ，１４ｃにそれぞれ挿入され、回路基板１０の表面１０ａより突出される状態となる。このとき第１の固定部４０の係止部４１と、第２の固定部３６,３７の孔３８，３９は回路基板１０の表面１０ａ側に位置する状態となる。

次に冷却装置６０を実装する。冷却装置６０は金属製の受熱ブロック（受熱部）２０を有している。受熱ブロック２０はＣＰＵ１２と略同じ平面寸法を有している。受熱ブロック２０の略中央には係合溝２１が設けられる。この係合溝２１にはヒートパイプ２２の一端２３が半田付け、あるいはカシメ等の固定方法により固定される。ヒートパイプ２２の一端２３はＣＰＵ１２から伝熱された受熱ブロック２０の熱を移送する働きを有している。ヒートパイプ２２の他端２４には複数のフィン２５が半田付け、カシメ等により固定され放熱部２６を形成している。ヒートパイプ２２は、ヒートパイプ２２の一端２３により受熱ブロック２０から受熱した熱を放熱部２６に伝熱する。放熱部２６は移送された熱を放熱することで冷却装置６０として機能する。放熱部２６には図示しないファン装置を設けることでより効果的に冷却することが可能である。

次に図３、４を参照して、冷却装置６０の固定構造について説明する。固定部材３０が回路基板１０に実装された後、冷却装置６０の受熱ブロック２０をＣＰＵ１２の素子１３上に載置する。このとき素子１３と受熱ブロック２０の受熱面２０ｂとの間には、グリース、電熱シート等の電熱部材１５を介在させる。素子１３により発熱された熱は電熱部材１５を介して受熱ブロック２０の受熱面２０ｂに伝熱される。この状態において、図３、図４に示すように弾性変形可能なスプリング等により形成されているバネ性を有した係止部材５０を固定部材３０の第１の固定部４０、第２の固定部３６,３７に係止することで冷却装置６０をＣＰＵ１２上に固定する。係止部材５０は輪状に形成されている係止部５４を中心に折り曲げられている。係止部材５０は一対の中央部５１を有し、一対の中央部５１の端部５２，５３は互いに反対方向に折り曲げられた形状である。係止部材５０は一対の端部５２，５３を回路基板１０のスリット１４ｂ，１４ｃを介して突出している第２の固定部３６，３７のそれぞれの孔３８,３９に挿入する。この際、一対の端部３８,３９の間の距離が一対の第２の固定部３６,３７の距離よりも小さくなるように一対の中央部５１を互いに近づく方向に圧縮させる。この状態で係止部材５０の一対の端部５２，５３を第２の固定部３６,３７の孔３８,３９にそれぞれ挿入する。一対の端部５２,５３を第２の固定部３６,３７の孔に挿入する際は押し縮めている中央部５１を元に戻すことで、係止部材５０自身のバネ力により一対の端部５２,５３が互いに広がる方向にもとに戻る。こうすることで一対の端部５２，５３は第２の固定部３６,３７の孔３８,３９に軽視される。このとき係止部材５０は一対の端部５２,５３を回動軸として回動可能である。

次に係止部材５０を、一対の端部５２,５３を中心にして、係止部５４を第１の固定部４０の先端４２方向に押し下げる。このとき先端４２は先細り状になっているため、係止部５４は若干広がるようにしてセンタ４２方向に挿入される。さらに係止部５４を押し下げることにより、係止部５４は第１の固定部の係止部４１に引っかかることで係止される。このとき係止部材５０は若干弓なりに曲げられることで、受熱ブロック２０の上面２０ａを回路基板１０方向に押し下げる。この構成により受熱ブロック２０の受熱面２０ｂは電熱部材１５を介して素子１３に熱的に密着され、良好な熱接続がされる。

このような構成により係止部材５０は固定部材３０ととともに回路基板１０、ＣＰＵ１２、受熱ブロック２０を挟み込む構成となり、容易な作業により受熱ブロック２０を回路基板１０上に実装することが可能である。また、受熱ブロック２０を実装する際に複数のねじ等を使って実装する必要が無いために、安価なコストで、容易に組み立てすることが可能である。また、固定部材３０はＣＰＵ１２及びソケット１１と略同じ大きさの平面形状を有して、回路基板１０、ソケット１１，ＣＰＵ１２、受熱ブロック２０を係止部材５０との間で挟み込んでいるため、たとえば回路基板１０が撓んだような場合でも、ソケット１１と回路基板１０の半田付け部分の半田剥がれ等を防止することができ、信頼性を向上することができる。

上記したような実施の形態にすることで、コスト、組み立て性、信頼性を向上させることが出来る冷却装置の実装構造を提供することができる。

また、本発明の実施の形態においては、ヒートパイプ、受熱部ロック、放熱部を有した冷却装置の固定構造について説明したが、このような冷却装置の変わりにヒートシンクをＣＰＵ上に実装する後世においても適用できることはいうまでもない。

なお、本実施の形態においてはノート型コンピュータ等の電子機器について説明したが、ＰＤＡ等の他の電子機器に適用しても良いことはいうまでもない。

電子機器の斜視図。冷却装置及び回路基板の分解斜視図。冷却装置を回路基板に実装した状態の斜視図。冷却装置を実装した状態の断面図。

符号の説明

１…ノート型コンピュータ(電子機器)、２…本体、３…ヒンジ部、４…表示装置、５…キーボード、１０…回路基板、１０ａ…表面（第１の面）、１０ｂ…裏面（第２の面）、１１…ソケット１２…ＣＰＵ、１３…素子、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ１４…スリット、１５…電熱部材、２０…受熱ブロック、２１…係合溝、２２…ヒートパイプ、２５…フィン、２６…放熱部、２７…絶縁シート、３０…固定部材、３１…本体部、３２…開口部、３３,３４,３５…延出部、３６，３７…第２の固定部、３８，３９…孔、４０…第１の固定部、４１…係止部、５０…係止部材、５１…中央部、５２，５３…端部、５４…係止部、６０…冷却装置

Claims

動作中に発熱する発熱部品が実装された第１の面と、この第１の面と対抗する第２の面と、これら第１の面から第２の面に貫通する複数の貫通口と有する回路基板と、
上記回路基板をはさんで上記発熱部品と対向して上記回路基板の第２の面に取り付けられる本体と、この本体より延出し上記複数の貫通口のうちの１つを介して上記回路基板の第１の面より突出す第１の固定部と、上記本体より延出し上記複数の貫通口のうちの１つを介して上記回路基板の第１の面より突出す第２の固定部とを有する固定部材と、
上記発熱部品に熱的に接続される受熱部と、
上記第２の固定部に回動可能に係止される一端と、上記第１の固定部に係止される他端とを有し、上記受熱部を上記発熱部品方向に押圧するバネ性を有した係止部材と、
を具備する事を特徴とする電子機器。
上記第２の固定部は一対設けられ、上記係止部材の一端は一対設けられ、上記一対の固定部にそれぞれか移動可能に係止される事を特徴とする請求項１記載の電子機器。
上記一対の第２の固定部にはそれぞれ孔が設けられ、上記一対の一端は上記一対の第２の固定部の孔にそれぞれ挿入されることで上記係止部材は回動可能である事を特徴とする請求項２記載の電子機器。
上記固定部材は金属製であり、上記回路基板の第２の面と上記固定部材との間には絶縁シートが介在される事を特徴とする請求項１記載の電子機器。
上記受熱部にはヒートパイプの一端が固定され、このヒートパイプの他端には放熱部が設けられることを特徴とする請求項４記載の電子機器。
上記受熱部と上記発熱部品との間には電熱部材が介在される事を特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電子機器。
上記回路基板にはソケットが実装されており、上記発熱部品は上記ソケットに実装されている事を特徴とする請求項６記載の電子機器。