JP3677403B2 - 発熱素子の放熱構造 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発熱する電子部品の発する熱を放熱する放熱構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子機器装置のプリント基板上には、ＩＣをはじめ数多くの電子部品が実装されている。これらの電子部品の中には発熱するものがある。そのため、これらの発熱する電子部品（以下発熱素子と称す）から、発熱された熱を効率良く放熱する必要があった。
【０００３】
そこで、従来は、図３に示すように、発熱素子１が載置されるプリント基板３上の位置に貫通孔７を設け、また、当該貫通孔７よりその径が僅かに小さく、プリント基板３とほぼ同じ厚みの突起部５が設けられた放熱器４を介して、発熱体１の発した熱を放熱していた。より具体的には、放熱器４の突起部５をプリント基板３に設けた貫通孔７に挿入する。この際に、発熱素子１のプリント基板３に向かい合う面、あるいは、放熱器の突起部５の上部に、発熱素子１および突起部５の各接触面の接触状態を均質化するために、ゲル状の接合剤であるシリコングリス２を塗布する。このシリコングリス２を塗布したことによって形成されるシリコングリス層２０を介して、放熱器４をプリント基板３に取り付けて、放熱器４の突起部５の先端を発熱素子１に接合する。
【０００４】
このような構成により、発熱素子１から発せられた熱は、シリコングリス層２０を介して放熱器４の突起部５に熱伝導されるとともに、放熱器全体に拡散して放熱されていた。
【０００５】
しかしながら、図３の構成では、放熱器４の突起部５をプリント基板３上の貫通孔７に挿入する際に、発熱素子１のプリント基板３側の面と放熱器４の突起部５の上部に塗布するシリコングリス２の量を微妙に調節する必要があり、取付け作業が煩雑になるという問題があった。つまり、シリコングリスの量が少なすぎると所定の放熱効果が得られず、また、多すぎると余剰のシリコングリス２がプリント基板３と放熱器４の隙間から漏れ出し、作業者の手やプリント基板３上の部品等に付着して作業性を低下させることになるため、放熱効果と取付けに対する作業性とを勘案しながらシリコングリスの量を調節する必要があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の問題に鑑みなされたもので、放熱効果を低減することなく、シリコングリスの漏出を防止して、取付けに対する作業性を向上することができる発熱素子の放熱構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、プリント基板に設けた貫通孔上に載置された発熱素子に対して、プリント基板の発熱素子を載置した面とは相対する面側から貫通孔に挿入されて、ゲル状の接合剤を介して発熱素子に接する突起部と、突起部を設けた基台とを備え、突起部を介して発熱素子が発した熱を外部に放熱する発熱素子の放熱構造であって、基台は、プリント基板に向かい合う表面上に、プリント基板に接触する第一の面と、第一の面の突起部側に設けた第三の段差面と、第一の面と第三の段差面との段差に応じた隙間とを有し、隙間は、第一の面を形成する段差と第三の段差面とプリント基板とにより、接合剤が漏洩しないように形成されていることを特徴とする。
【００１０】
【作用】
上記構成によれば、発熱素子は、プリント基板に設けられた貫通孔の上に載置され、プリント基板面にハンダ付けされる。放熱器は、プリント基板に設けた貫通孔に挿嵌される突起部と、この突起部を一体的に保持する基台からなり、さらに、基台のプリント基板と向き合う表面上には、段差面が形成されている。この放熱器は、発熱素子のプリント基板に向かい合う面か、あるいは、放熱器の突起部の上部にシリコングリスを塗布した後に、その突起部がプリント基板に設けられた貫通孔に挿入され、この突起部の基台の最もプリント基板に近接する位置に設けられた第一の面においてプリント基板に接触される。その結果、シリコングリス層が発熱素子、及びプリント基板と放熱器の突起部との間に形成される。
【００１１】
ここで、発熱素子から発する熱は、シリコングリス層を介して放熱器の突起部に伝わり、更に放熱器全体に熱伝導する。一方、余剰のシリコングリスは、プリント基板に設けられた貫通孔と放熱器の突起部の隙間から漏出するが、プリント基板と放熱器に設けられた段差面とにより形成された隙間に溜まり、プリント基板上に流れ出すことはない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態を図１を参照して詳細に説明する。図１は、放熱器４０が、リード線８を持つＩＣ等の発熱素子１が実装されたプリント基板3に取り付けられた本発明の放熱構造の断面図である。ここで、プリント基板３には、発熱素子１をプリント基板３上にハンダ付けすることによって装着するためのランド９を含む回路を構成するパターンが形成されると共に、ＩＣ等の発熱素子１が載置されるべき位置に、プリント基板面を図中Ｘ方向から見た時に、角型、または円形等の任意の形状の貫通孔７が設けられている。この貫通孔７は、図示する如く、発熱素子１がプリント基板３に載置された状態において、この発熱素子１によって、少なくともその一部（好ましくは全面）が塞がれるように、貫通孔７を形成する位置、ならびに孔径が決められている。
【００１３】
４０は放熱器で、プリント基板３に形成された貫通孔７に挿入し、発熱素子１が発する熱をシャーシ１２に熱伝導を行わしめて放熱する貫通孔７と同型の突起部５とこの突起部５を一体的に保持する基台６とからなる。基台６は、プリント基板３に向かい合う表面上において、段差面６１、６２が形成されており、かかる段差面のうち、プリント基板３に、より近接する位置に設けられた第一の面６１によって放熱器４０とプリント基板３とが接触する。従って、この接触された状態において第二の段差面６２とプリント基板３との間には、上記第一の面６１と第二の段差面６２との段差に応じた空隙Ｐが形成されることとなる。この空隙Ｐ内には、ランド９０、あるいは空隙Ｐ内に収納可能な小型部品等を含む回路が載置できる。
【００１４】
１０は、放熱器４０がシャーシ１２に密着されるまでの間、放熱器４０をプリント基板３に固定するための絶縁性粘着テープであるマイラーテープであり、組み立て手順によっては省略することができる。１１は放熱器をシャーシ１２に密着させるための熱伝導率の高い弾性体であるシリコンシートである。また、２０は後述する組立てによって形成されるシリコングリス層である。
【００１５】
次に、上記構成部品を以下のように組立てる。まず、プリント基板３の配線パターン上のランド９に発熱素子１を載置し、リード線８をハンダ付けする。次に、発熱素子１のプリント基板に向かい合う面か放熱器４０の突起部５の上面にシリコングリスを塗布した後に、放熱器４０の突起部５を貫通孔７に挿嵌し、放熱器４０をマイラーテープ１０でプリント基板３に固着する。その後、プリント基板３が、このプリント基板３を収納すべき図示しない筐体の所定の位置に固定された後、放熱器４０とシャーシ１２との間にシリコンシート１１が敷設され、このシリコンシート１１を介して放熱器４０とシャーシ１２とが密着される。
【００１６】
上記構成において、発熱素子１から発する熱はシリコングリス層２０を介して放熱器４０の突起部５に伝わり、そこから基台６を含む放熱器全体に伝導し、更にシリコンシート１１を介してシャーシ１２に伝導して筐体外部に放熱される。この時、余剰のシリコングリスは、プリント基板３に設けられた貫通孔７と放熱器４０の突起部５の隙間から基台６の表面に流出するが、基台６には第二の段差面６２が設けられており、この段差面６２とプリント基板３とによって、空隙Ｐが形成されるので、流れ出した余剰のシリコングリスは、この空隙Ｐに溜まることになり、放熱器外部に漏れだすことを防止できる。
【００１７】
次に、本発明の第二の実施の形態を図２を参照して詳細に説明する。図２は、放熱器４１を発熱素子１が実装されたプリント基板3に取り付けた、本発明における第二の実施形態となる放熱構造の断面図である。なお、第一の実施の形態と重複する構成部分に対しては、同一の番号を付与し、その説明は省略する。
【００１８】
放熱器４１の突起部５の基台６には、プリント基板３に向かい合う表面上において、段差面６１、６２に加えて第三の段差面６３が突起部５と第一の面６１との間に形成されている。ここで、段差面６３は、第一の面６１において放熱器４１とプリント基板３とが接触するように、プリント基板３に対して、第一の面６１よりプリント基板３から離れた位置に段差をもって形成される。従って、この接触された状態において第三の段差面６３とプリント基板３との間には、上記第一の面６１と第三の段差面６３との段差に応じた大きさの空隙Ｑが形成されることとなる。
【００１９】
上記の放熱器４１を用いた構成において、発熱素子１から発する熱は、第一の実施形態と同様、シリコングリス層２０を介して放熱器４１の突起部５に伝わり、そこから放熱器全体に伝導し、更にシリコンシート１１を介してシャーシ１２に伝導して筐体外部に放熱される。この時、余剰のシリコングリスは、プリント基板３に設けられた貫通孔７と放熱器４１の突起部５の隙間から基台６の表面に流出するが、放熱器４１の基台６に設けられた第三の段差面６３とプリント基板３によって形成される空隙Ｑに溜まることになり、放熱器外部に漏洩することはない。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、シリコングリス層から漏出した余剰のシリコングリスは、第一の面を形成する段差と前記第三の段差面と前記プリント基板とにより、前記接合剤が漏洩しないように形成されているので、基板上に広く漏れ出すことを抑止できるので組み立て時に塗布するシリコングリスの量の管理を簡略化することができ、放熱器を取り付けるための作業性が向上するという効果が得られる。
【００２１】
また、空隙部が形成されることにより、この空隙部においては、プリント基板上に配線パターンやランド、スルーホール等を設けることができ、プリント基板面積を有効に利用できるという付属的な効果が得られる。
【００２２】
さらに、空隙部が形成されることにより、従来の方法に比べて同じ体積の放熱器であっても、筐体内部の空気に対する接触面積が拡大して、筐体内部での放熱効果が増すという付属的な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発熱素子の放熱構造の第一の実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の発熱素子の放熱構造の第二の実施形態を示す断面図である。
【図３】従来の発熱素子の放熱構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１．発熱素子
２．シリコングリス
２０．シリコングリス
３．プリント基板
４．放熱器
４０．放熱器
４１．放熱器
５．突起部
６．基台
６１．第一の面
６２．第二の段差面
６３．第三の段差面
７．貫通孔
８．リード線
９．ランド
９０．ランド
１０．マイラーテープ
１１．シリコンシート
１２．シャーシ
Ｐ．空隙
Ｑ．空隙

Claims (1)

  1. プリント基板に設けた貫通孔上に載置された発熱素子に対して、当該プリント基板の前記発熱素子を載置した面とは相対する面側から前記貫通孔に挿入されて、ゲル状の接合剤を介して前記発熱素子に接する突起部と、当該突起部を設けた基台とを備え、当該突起部を介して前記発熱素子が発した熱を外部に放熱する発熱素子の放熱構造であって、
    前記基台は、前記プリント基板に向かい合う表面上に、前記プリント基板に接触する第一の面と、
    前記第一の面の前記突起部側に設けた第三の段差面と、
    前記第一の面と前記第三の段差面との段差に応じた隙間とを有し、
    前記隙間は、前記第一の面を形成する段差と前記第三の段差面と前記プリント基板とにより、前記接合剤が漏洩しないように形成されていることを特徴とする発熱素子の放熱構造。
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