JP3586666B2

JP3586666B2 - 放熱器付電子回路パッケージとその製造方法

Info

Publication number: JP3586666B2
Application number: JP2001257869A
Authority: JP
Inventors: 英介小巻
Original assignee: 埼玉日本電気株式会社
Priority date: 2001-08-28
Filing date: 2001-08-28
Publication date: 2004-11-10
Anticipated expiration: 2021-08-28
Also published as: JP2003069263A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は放熱器付電子回路パッケージに関し、特に集積回路などの発熱部品の発熱を放熱器を介して放熱する構造で、かつ発熱体と放熱器との接触面に熱伝導性グリスを介在させた構造の電子回路パッケージに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のパッケージにおいて、発熱部品と放熱器とを接触させる場合に両者を直接接触させると接触面の凹凸により接触面積が減少し熱伝導性が悪くなる問題があるので、この両者の間に流動性の熱伝導性グリスを塗布して密接するようにするか、あるいは熱伝導性シートまたは放熱シートと呼称される柔軟性のある固体シートを介在させて密接するようにしている。
【０００３】
熱伝導性グリスを用いる方法は、グリスが熱伝導性シートなどと比べると柔軟性に富んでいるので密接性が極めて良く、また熱伝導性も良い。特に高低差のある複数の発熱部品を一つの放熱器に取付けて放熱したい場合など、部品の高低差を柔軟性で吸収できるなどの特徴がある。しかし反面グリスが流動性であるためにこれを塗布する時の作業性が悪く、またグリスが余分のところまではみ出してしまう問題があり、特に点検，修理時に放熱器を外しこれを除去したい時に手を汚すなど除去しにくいなどの欠点がある。
【０００４】
このような欠点を改良する方法として、例えば特開２００１−７７５６９号公報上記載された方法がある。図４はこの従来例のノートパソコンを示す断面図である。
【０００５】
図４において、ＣＰＵ４１は配線基板４２上に固定され、配線基板４２は下筐体４３に設けた取付ボス４４にビス５によって固定されている。ＣＰＵ４１の上部はキーボード４６によって蓋がされている。キーボード基板４７はアルミニウム等の金属板であり、放熱板として利用することができる。このキーボード基板４７と発熱体であるＣＰＵ４１との間には熱伝導性グリス４８が充填されている。しかし、ＣＰＵ４１の表面はフィルム状のシート５０で仕切られており、ＣＰＵ４１と熱伝導性グリス４８とが直接接触しない構造となっている。このために放熱板４７を取り外すと、発熱体４１とシート５０との間で分離するため熱伝導性グリス４８が露出しない。従って、点検，修理等の場合に熱伝導性グリス４８が手や服を汚すことがなく、作業性が良好である。
【０００６】
一方、熱伝導性シートあるいは放熱シートを使用する方法は、熱伝導性グリスを使用する方法に比べて、上述したような欠点はないが、シートは柔軟ではあるが、固体であるので流動性のグリスに比べて密着性、追従性に劣り、発熱部品に高低差がある場合に吸収できる高低差が小さい。あるいは発熱部品に押圧力が加わるので、発熱部品の端子部などが破損しやすいなどの欠点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来例においては、熱伝導性グリスと発熱体の表面とをシートで仕切っているので、このシートを発熱体より大きめにすればグリスを塗布する時に発熱体よりグリスが余分にはみ出してしまう問題はなくなる。また点検，修理時においても手を汚すことなく上述したような問題がなくなる。しかし、シートで発熱体の表面を覆うにはシートを接着剤などを用いてプリント板に貼り付ける作業が必要であり、特に部品が集中するプリント板の部分に貼り付けるのは面倒な作業になるという問題がある。またシートの大きさも他部品との実装関係で充分大きくできない場合があり、グリスのはみ出しに対しても充分な対策とは言えない問題がある。
そこで本発明は、熱伝導性グリスの取り扱い性を改良した放熱器付電子回路パッケージとその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成すべく、発熱部品（例えば、集積回路）を含む電子部品が実装されたプリント板と、前記発熱部品の発熱を放熱するために前記発熱部品の表面に熱伝導性グリスを介して密接するように取付けられた放熱器とを有する放熱器付電子回路パッケージにおいて、
前記プリント板の前記発熱部品の実装部分が、前記プリント板を覆う筒状の薄膜シートで限定的に被包されていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る放熱器付電子パッケージ回路の製造方法は、
発熱部品（例えば、集積回路）を含む電子部品が実装されたプリント板を、筒状の薄膜シートに挿通することにより、前記発熱部品の実装部分を限定して前記薄膜シートで覆われるようにし、
前記筒状の薄膜シートの両開口部の周縁部をそれぞれ封止し、その封止した薄膜シート内部の空気を吸引して収縮させ、
前記発熱部品の実装部分における前記薄膜シートの上に、所定の厚さで熱伝導性グリスを塗布すると共に、この熱伝導グリスの上に放熱器を所定の取付構造により取付けることを特徴とする。
【００１３】
また、上記構成の放熱器付電子パッケージ回路及びその製造方法において、前記筒状の薄膜シートは、その筒状をなす両開口部の周縁内側に塗布された接着剤により、前記プリント板の前記発熱部品の実装部分を覆う位置における表裏面において固定（封止）すると良い。
【００１４】
また、前記薄膜シートは、厚さが５〜１０μｍで材質がシリコーン材を用いても良い。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の放熱器付電子回路パッケージの第１の実施の形態例を示す（ａ）分解斜視図，（ｂ）断面図である。図２は図１の放熱器付電子回路パッケージの製造方法を示す（ａ）〜（ｄ）各斜視図である。図３は本発明の放熱器付電子回路パッケージの第２の実施の形態例を示す（ａ）分解斜視図，（ｂ）断面図である。
【００１６】
先ず、図１について第１の実施の形態例の構成を説明する。本実施の形態例は発熱部品である集積回路およびコンデンサなどを実装したプリント板全体を袋状の薄膜シートで被包したパッケージの例である。即ち９個の集積回路１１１と３個のコンデンサ１１３と接続端子１１２とを実装したプリント板１１と、このプリント板１１を接続端子１１２の部分を除く全体を密封した状態で被包する薄膜シート１３と、９個の集積回路１１１の表面部分の薄膜シート１３上に所定の厚さで塗布された熱伝導性グリス１４（薄黒色部分）と、その上に取付けられた放熱器１２とで構成されている。
【００１７】
次に図２を参照してこのパッケージの製造方法について説明する。
【００１８】
（ａ）において、６個の集積回路１１１と接続端子１１２などを実装して組立完了したプリント板１１を袋状の薄膜シート１３の開口部１３１から中に入れる。薄膜シート１３は開口部１３１と接続端子１１１に対応する部分の端子穴１３２とを有しており、開口部１３１と端子穴１３２の周縁の内側にはあらかじめ接着剤が塗布されている。
【００１９】
（ｂ）において、プリント板１３を中に入れた薄膜シート１３の開口部１３１および端子穴１３２の接着剤が塗布された周縁部を圧接して封止する。そして内部の空気を吸引して収縮させる。薄膜シート１３は集積回路などの表面あるいはプリント板表面に吸着した状態となる。
【００２０】
（ｃ）において、集積回路１１１が実装された部分の薄膜シート上に熱伝導性グリス１４を所定の厚さで塗布する。
【００２１】
（ｄ）において、放熱器１２をその４辺の穴にネジを挿通して熱伝導性グリス１４を塗布した上に所定の高さでプリント板１１に取付ける。以上で組立作業は完了し図１で示したパッケージが完成する。
【００２２】
次に図３を参照して第２の実施の形態例を説明する。本実施の形態例は発熱部品である集積回路と他の電気部品とが混在してプリント板で集積回路の部分のみを限定して薄膜シートで被包したパッケージの例である。６個の集積回路２１１，３個のコンデンサ２１４，２個の発光ダイオード組立２１３および接続端子２１２とが実装されたプリント板２１と、６個の集積回路２１１が実装されたプリント板の部分全体を密封した状態で被包する薄膜シート２３と、６個の集積回路２１１の部分の薄膜シート２３の上に所定の厚さで塗布された熱伝導性グリス２４（薄黒色の部分）と、この熱伝導性グリス２４の上に取付けられた放熱器２２とから構成されている。
【００２３】
このパッケージの組立手順は、図２で説明した先の実施の形態例と略同様であるが、プリント板の発熱部品に限定された部分を薄膜シートで被包する点が異なる。即ち薄膜シート２３はその両端に開口部を有する筒形の薄膜シートで、その両開口部の周縁内側には、あらかじめ接着剤が塗布されている。そして薄膜シート２３の両開口部にプリント板２１を所定の位置まで挿通し、その位置で接着剤が塗布された両開口部の周縁部をプリント板の表裏面とそれぞれ圧接して封止し、そして内部の空気を吸引して密封する。
【００２４】
先に説明した第１の実施の形態例は発熱部品である集積回路のみでなくコンデンサの一般部品まで含めてプリント板全体を薄膜シートで被包しているので、パッケージの耐環境性が高める特徴がある。この耐環境性とは、パッケージが屋外の軒先、あるいは屋外に設けられた簡易筐体に収容され使用される場合など、パッケージを風，雨，湿気，塵，腐食ガスなどの悪環境から隔離して保護する機能である。即ち、悪環境に弱い電子部品が実装されたプリント板を薄膜シートで被包することにより耐環境性を高め、信頼性、寿命を確保することができるということである。
【００２５】
また、第２の実施の形態例は、このような耐環境性を特に必要とせず、かつ発熱部品の実装部品が極めてせまい場合などに適用される。
【００２６】
尚、本実施の形態例においては、薄膜シートは、厚さが５〜１０μｍの極めて薄いシリコーンフィルムを用いているので、熱伝導性グリスの流動性が損なわれず発熱部品と放熱器との密接性が確保され高い熱伝導性が得られる。
【００２７】
また、薄膜シートに塗布する接着剤は圧接により接着するもの、あるいは熱で接着するもの何れで良いが、この接着剤は点検，修理時の薄膜シートを除去する際に接着部をはく離剤を用いて容易にはく離できる接着剤を用いるようにしている。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、熱伝導性グリスの取り扱い性を改良した放熱器付電子回路パッケージとその製造方法を提供が実現する。即ち、本発明によれば、発熱部品の部分のみシートで仕切る従来方法に比べて、熱伝導グリスを塗布する際に発熱部品自身の端子部あるいは隣接部品にまでグリスがはみ出して悪影響を与えるという心配が完全になくなり、またシートの取付作業も簡単になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態例を示す（ａ）分解斜視図，（ｂ）断面図である。
【図２】図１における放熱器付電子回路パッケージの製造方法を示す（ａ）〜（ｄ）各斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態例を示す（ａ）分解斜視図，（ｂ）断面図である。
【図４】従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１１，２１プリント板
１２，２２放熱器
１３，２３薄膜シート
１４，２４熱伝導性グリス
１１１，２１１集積回路
１１２，２１２接続端子
２１３発光ダイオード組立
１１３，２１４コンデンサ
１３１開口部
１３２端子穴

Claims

発熱部品を含む電子部品が実装されたプリント板と、前記発熱部品の発熱を放熱するために前記発熱部品の表面に熱伝導性グリスを介して密接するように取付けられた放熱器とを有する放熱器付電子回路パッケージにおいて、
前記プリント板の前記発熱部品の実装部分が、前記プリント板を覆う筒状の薄膜シートで限定的に被包されている
ことを特徴とする放熱器付電子回路パッケージ。
前記筒状の薄膜シートは、その筒状をなす両開口部の周縁内側に塗布された接着剤により、前記プリント板の前記発熱部品の実装部分を覆う位置における表裏面において固定されている
ことを特徴とする請求項１記載の放熱器付電子回路パッケージ。
前記発熱部品は、少なくとも集積回路である
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の放熱器付電子回路パッケージ。
前記薄膜シートは、厚さが５〜１０μｍのシリコーン材質である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の放熱器付電子回路パッケージ。
発熱部品を含む電子部品が実装されたプリント板を、筒状の薄膜シートに挿通することにより、前記発熱部品の実装部分を限定して前記薄膜シートで覆われるようにし、
前記筒状の薄膜シートの両開口部の周縁部をそれぞれ封止し、その封止した薄膜シート内部の空気を吸引して収縮させ、
前記発熱部品の実装部分における前記薄膜シートの上に、所定の厚さで熱伝導性グリスを塗布すると共に、この熱伝導グリスの上に放熱器を所定の取付構造により取付ける
ことを特徴とする放熱器付電子パッケージ回路の製造方法。
前記筒状の薄膜シートの両開口部の周縁部を、その周縁部内側に塗布した接着剤により、前記プリント板の前記発熱部品の実装部分を覆う位置における表裏面において封止する
ことを特徴とする請求項５記載の放熱器付電子回路パッケージの製造方法。
前記発熱部品は、少なくとも集積回路である
ことを特徴とする請求項５または請求項６記載の放熱器付電子回路パッケージの製造方法。