JPH0541196U - ヒートシンクの支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 本考案は、ヒートシンクの支持構造に関し、
手挿入の電子部品等と同一方向からプリント基板に実装
でき、而も、実装したヒートシンクの安定性の向上を図
ったヒートシンクの支持構造を提供することを目的とす
る。 【構成】 請求項１に係る考案は、プリント基板５に実
装されるヒートシンク３７に支持端子圧入用の溝４５を
形成し、当該ヒートシンクを、溝への圧入部とプリント
基板への固定部とからなる断面略Ｌ字状の支持端子４３
を介して、プリント基板に半田付け若しくはねじ止めし
たものである。又、請求項２に係る考案は、支持端子の
圧入部に、溝の内壁に圧接して支持端子をヒートシンク
に固定する複数の係止爪５５を、同一方向へ折曲して設
けたものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、プリント基板実装に於ける放熱用ヒートシンクの支持構造に関する 。

【０００２】

【従来の技術】

電子機器に使用される半導体は、その所定の性能を実現するために一定の温度 以下で動作させる必要がある。そのため、従来では、半導体を銅やアルミニウム 等熱伝導率の大きな材料で成形された放熱用のヒートシンクに取り付けてその冷 却を図っているが、ヒートシンクは機器の構造物として、又、最大の冷却効果を 得るために所定の場所に配置されなくてはならない。そして、機器の高密度実装 に伴い、プリント基板に実装される半導体も多く、必然的にヒートシンクもプリ ント基板に実装されることが多い。

【０００３】 図１３はヒートシンクの支持構造の一例を示し、この従来例では、平板形状の ヒートシンク１の下部両端を折曲してタップ３を形成し、そして、当該タップ３ をプリント基板５にねじ止めしてヒートシンク１をプリント基板５に実装してい た。尚、図中、７はヒートシンク３にねじ止めされた半導体、９は熱伝導性絶縁 シート、又、１１はパターンである。

【０００４】 しかし、上述の如くタップ３をプリント基板５にねじ止めしてヒートシンク１ を取り付ける従来の支持構造では、プリント基板５の表面スペースがタップ３と の接触面に取られるため、ヒートシンク１の固定部にプリント基板５表面のパタ ーンを通すことができず、高密度実装及び配線が阻害されていた。加えて、発熱 する半導体の数量が増えたり発熱量が大きくなると、上述の如き平板形状のヒー トシンク１では放熱に効果のある表面積の確保に限度があり、十分な放熱効果が 期待できなかった。

【０００５】 そこで、図１４に示すように、表面積確保のためのフィン１３をベース部１５ に複数枚設けたヒートシンク１７が広く用いられており、又、斯かるヒートシン ク１７の実装も、絶縁スペーサ１９を介することによってヒートシンク固定部で の配線を可能としている。尚、図中、２１は自動挿入の電子部品、２３は形状等 の理由から自動挿入できないために手挿入で実装された電子部品である。

【０００６】 しかし乍ら、上述の如き支持構造にあっては、ヒートシンク１７をプリント基 板５に実装するに当たり、ヒートシンク１７とプリント基板５との間に第３の部 品である絶縁スペーサ１９を介在させなくてはならないため、絶縁スペーサ１９ の位置決め，ヒートシンク１７の保持、そして、それらのねじ止めといった工程 を要し、組立作業性が悪かった。又、部品の実装は、自動挿入の電子部品２１、 そして、手挿入の電子部品２３の順で行われるが、手挿入の電子部品２３を実装 した後にプリント基板５を裏返すと、仮実装された電子部品２１，２３が落下す るため、手挿入工程の後でヒートシンク１７のねじ止めをすることができない。 従って、従来では、手挿入工程の前にヒートシンク１７のねじ止めを行っている が、高密度実装するためヒートシンク１７のフィン１３の下にも手挿入の電子部 品２３を実装する場合には、フィン１３に邪魔されてその実装がし難く、ときに は電子部品２３の実装が十分でないといった虞があった。

【０００７】 図１５及び図１６は上述の如き実装上の問題を解決した従来例で、図１５の従 来例では、図１７に示すように下部中央を切り欠いたヒートシンク２５にかしめ 用突起２７を設け、そして、当該かしめ用突起２７に半田付端子２９を嵌合した 後、かしめ用突起２７の先端を潰してヒートシンク２５に半田付端子２９を取り 付けることにより、プリント基板５に手挿入の電子部品の実装と同時にヒートシ ンク２５を実装できるようにしたものである。

【０００８】 一方、図１６に示す従来例は、ヒートシンク３１の下部に半田ピン３３を設け 、当該半田ピン３３をプリント基板５に挿着することで、手挿入の電子部品と同 時にヒートシンク３１を実装できるようにしたものである。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

しかし乍ら、図１５に示すヒートシンク２５の支持構造にあっても、ヒートシ ンク２５とプリント基板５との接触面に於てプリント基板５上の配線スペースが 阻害されている。又、半田付端子２９による実装が不安定で、振動及び外力に対 して半導体７のリード足７ａに負担が掛かってしまう虞があった。

【００１０】 又、図１６に示す従来例にあっても、プリント基板５上の配線スペースがヒー トシンク固定部で阻害され、又、フィン３５の重みでヒートシンク３１が矢印方 向へ傾く虞がある等、ヒートシンク３１の安定性の点で問題があった。 本考案は斯かる実情に鑑み案出されたもので、手挿入の電子部品等と同一方向 からプリント基板に実装でき、而も、実装したヒートシンクの安定性の向上を図 ったヒートシンクの支持構造を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

斯かる目的を達成するため、請求項１に係る考案は、プリント基板に実装され るヒートシンクに支持端子圧入用の溝を形成し、当該ヒートシンクを、溝への圧 入部とプリント基板への固定部とからなる断面略Ｌ字状の支持端子を介して、プ リント基板に半田付け若しくはねじ止めしたものである。

【００１２】 又、請求項２に係る考案は、支持端子の圧入部に、溝の内壁に圧接して支持端 子をヒートシンクに固定する複数の係止爪を、同一方向へ折曲して設けたもので ある。

【００１３】

【作用】

各請求項に係る考案によれば、プリント基板への自動挿入の電子部品や手挿入 の電子部品の実装を完了した後、溝内に支持端子が左右から圧入挿着されたヒー トシンクに半導体をねじ止めし、そして、上記電子部品と同一方向から支持端子 を介してプリント基板にヒートシンクを半田付け又はねじ止めすれば、支持端子 を介してヒートシンクがプリント基板に支持されることとなる。

【００１４】 そして、溝に支持端子の圧入部を圧入挿着する際、請求項２の考案によれば、 係止爪が溝の内壁に圧接して支持端子が強固にヒートシンクに取り付くこととな る。

【００１５】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づき詳細に説明する。 図１乃至図８は本考案の第一実施例を示し、図１に於て、３７はアルミニウム 製のヒートシンクで、十分な放熱効果を確保するため、従来と同様、４枚のフィ ン３９がベース部４１の横方向に亘って一体に設けられている。そして、フィン ３９の下方には、後述する支持端子４３を圧入挿着させる溝４５がベース部４１ の横方向に亘って形成されており、溝４５の開口縁部には、支持端子４３の脱落 を防止する突出片４７が開口縁部に沿って形成されている。

【００１６】 図２及び図３は上記溝４５に圧入挿着される金属製の支持端子４３を示し、当 該支持端子４３は、溝４５への圧入部４９とプリント基板５への固定部５１とで 断面略Ｌ字状に形成されており、圧入部４９の両側部には係止爪５３が２つ宛設 けられている。そして、圧入部４９の幅寸法Ａは上記溝４５の幅寸法Ｂよりも若 干大きく設定されており、図４の如く溝４５へ圧入部４９を圧入挿着すると、各 係止爪５３が撓んで係止爪５３が溝４５の内壁４５ａに圧接し、支持端子４３の 固定を確実なものとしている。又、全ての係止爪５３は、図５に示すように、支 持端子４３の板厚ａよりも広い幅寸法ｂを以って各先端側が上記突出片４７側に 折曲し突出した構造となっているが、斯かる幅寸法ｂは上記溝４５の深さ寸法ｃ に対してｂ＞ｃの関係に設定されている。従って、圧入部４９を溝４５へ圧入挿 着すると、各係止爪５３がｃ寸法まで圧縮させられて突出片４７の内壁４７ａに 圧接し、その結果、支持端子４３の固定が更に確実なものとされている。

【００１７】 又、図４に示すように、溝４５内に圧入部４９を圧入挿着してヒートシンク３ ７に支持端子４３を取り付けたとき、固定部５１の下縁部５１ａからヒートシン ク３７の下縁部３７ａが若干浮いた状態となるように、固定部５１の寸法が設定 されている。 一方、図４に於て、５５は固定部５１の下縁部５１ａに突設した２つの半田付 固定片で、両半田付固定片５５は、図６に示すようにプリント基板５に形成した 取付孔５７に挿着した際に、上記溝４５の反対側に圧入挿着された他方側の支持 端子４３′の固定部５１′の半田付固定片５５′と互いに向き合うような円弧形 状に形成されている。而して、斯様に対向する半田付固定片５５，５５′を互い に向き合うような円弧形状に形成することにより、図６の如く取付孔５７にこれ らを挿着すると、取付孔５７の内壁５７ａと半田付固定片５５，５５′との間の 隙間ｄが狭くなって半田付けする前の状態の半田付固定片５５，５５′と取付孔 ５７との嵌め合いがきつくなり、ヒートシンク４３がプリント基板５に安定する こととなる。

【００１８】 又、固定部５１の下縁部５１ａは、図７に示すように、半田付固定片５５を取 付孔５７に挿着した際にプリント基板５の表面に当接するようになっており、挿 着時にプリント基板５との間に隙間がないことを確認することによって、半田付 固定片５５の浮きのない半田付けができるようになっている。そして、上述した ように、ヒートシンク３７に支持端子４３を取り付けたとき、固定部５１の下縁 部５１ａからヒートシンク３７の下縁部３７ａが若干浮いた状態となるようにな っているから、斯様に固定部５１の下縁部５１ａをプリント基板５の表面に当接 させると、プリント基板５とヒートシンク３７の下縁部３７ａとの間には、若干 の隙間が生ずることとなる。更に、半田付固定片５５の基部には、Ｕ字状の切込 み５９が形成されており、斯様に切込み５９を半田付固定片５５の基部に設ける ことにより半田上がりが確認できるようになっている。

【００１９】 加えて、上記固定部５１には、半田付固定片５５の近傍に円形状の孔６１が２ 箇所に穿設されている。而して、斯様に固定部５１に孔６１を設けて固定部５１ の断面積を部分的に減少させ熱抵抗を増加させることにより、プリント基板５へ の半田付固定片５５の半田付け時に、図７の矢印で示すように、半田付固定片５ ５から支持端子４３及びヒートシンク３７への熱の移動を減少させて半田付固定 片５５の良好な半田付けができると共に、ヒートシンク３７の長手方向の風に対 する支持端子４３の空気抵抗を低下させるようになっている。

【００２０】 本実施例はこのように構成されているから、プリント基板５への部品の実装は 、従来と同様、先ず、自動挿入の電子部品２１の実装を先に行い、その実装の完 了後に手挿入の電子部品２３の実装を行えばよい。そして、これらの電子部品２ １，２３の実装後、溝４５内に支持端子４３，４３′が左右から圧入挿着された ヒートシンク３７に、図８の如く熱伝導性絶縁シート９を介して半導体７をねじ 止めし、そして、支持端子４３の固定部５１の半田付固定片５５をプリント基板 ５の取付孔５７に挿着すればよい。

【００２１】 而して、溝４５に圧入部４９を圧入挿着すると、既述したように各係止爪５３ が溝４５の内壁４５ａと突出片４７の内壁４７ａに圧接して支持端子４３が強固 にヒートシンク３７に取り付き、又、プリント基板５と固定部５１の下縁部５１ ａとの間に隙間がないか否かを確認し乍ら図６の如く半田付固定片５５，５５′ を取付孔５７に挿着すれば、ヒートシンク４３がプリント基板５に安定して取り 付くこととなる。

【００２２】 そして、斯かる状態で半田上がりを切込み５９で確認し乍ら半田付けを行えば よく、固定部５１には孔６１を設けてその断面積を部分的に減少させ熱抵抗を増 加させているから、半田付固定片５５，５５′から支持端子４３，４３′及びヒ ートシンク３７への熱の移動が減少させられ、その結果、半田付固定片５５，５ ５′が良好にプリント基板５に半田付けされて、ヒートシンク３７の下縁部３７ ａがプリント基板５から僅かな隙間を開けてプリント基板５上に実装されること となる。

【００２３】 このように、本実施例は、自動挿入の電子部品２１と手挿入の電子部品２３を 実装した後、ヒートシンク３７をプリント基板５に手挿入部品として手挿入の電 子部品２３等と同一方向から実装できるので、ヒートシンク３７の実装が容易で あると共に、図１５及び図１６に示す支持構造と同様、ヒートシンク３７のフィ ン３９の下に実装する手挿入の電子部品２３の実装が容易，確実となり、作業性 が向上することとなった。

【００２４】 而も、本実施例にあっては、プリント基板５に確実に挿着された半田付固定片 ５５，５５′を、切込み５９で半田上がりを確認し乍ら確実に半田付けができ、 又、上記孔６１を設けたことによる効果も相俟って半田付けが確実に行え、その 結果、ヒートシンク３７をプリント基板５に確実に支持できることとなった。そ して、固定部５１の下縁部５１ａがプリント基板５に当接しているため、図１５ 及び図１６の取付構造に比しヒートシンク３７が、支持端子４３を介して安定し てプリント基板５に支持されることとなる。

【００２５】 又、本実施例は、ヒートシンク３７の下縁部３７ａがプリント基板５から僅か な隙間を開けてプリント基板５上に実装されるため、図８に示すように、ヒート シンク３７の下縁部３７ａとプリント基板５との間に配線パターン６３がレイア ウトでき、高密度実装が可能となる利点を有する。 更に、本実施例は、図５で述べたように全ての係止爪５３を、支持端子４３の 板厚ａよりも広い幅寸法ｂを以って各先端側を上記突出片４７側に折曲し突出し た構造としたから、圧入部４９を溝４５へ圧入挿着することにより、各係止爪５ ３がｃ寸法まで圧縮させられて突出片４７の内壁４７ａに圧接するので、図５に 示すように、ヒートシンク端面から半田付固定片５５までの寸法ｅが安定するた め、半導体７の取付位置，支持端子４３の半田付固定片５５までの寸法決めがで きる利点を有する。又、支持端子４３に孔６１を穿設したことにより空力特性も 良好である。

【００２６】 尚、固定部５１に穿設する孔６１は上記円形形状に限定されるものではなく、 図９に示すような、長孔形状の孔６５を設けてもよいし、半田付固定片５５間の 固定部５１の下縁部５１ａを切り欠いて切込み５９を連続させれば、プリント基 板５と固定部５１との間に空間スペース６７が生じて、プリント基板５の表面に パターン６９を通すことが可能である。

【００２７】 図１０及び図１１は本考案の第二実施例を示す。上記第一実施例は、ベース部 ４１にフィン３９を設けたヒートシンク３７に本考案を適用したものであるが、 図１０に示すように、フィンを持たない平板状のヒートシンク７１のベース部７ ３に溝４５を設けてもよい。そして、その安定性を向上させるため、図１１に示 すように、一方の支持端子４３″の固定部５１″を他方の支持端子４３の固定部 ５１と反対側に折曲させておけば、ヒートシンク７１の表裏に固定部５１，５１ ″が位置してヒートシンク７１を安定性良く支持することが可能である。

【００２８】 又、大型のヒートシンクをプリント基板に実装しなければならないとき、或い はヒートシンクに外力や振動が付加されて上記半田付固定片５５による半田付け ではヒートシンクの支持強度が不足する虞がある場合には、図１２に示すように 、固定部７３にねじ止め固定片７５を設けた支持端子７７を用いて、ヒートシン ク７１をプリント基板５にねじ止めしてもよい。尚、上記支持端子７７には、上 記第一実施例と同様、固定部７３とＬ字状に折曲されたその圧入部７９に、上記 係止爪５３と同一形状の係止爪８１が設けられている。その他、図中、８３はね じ止め固定片７５に設けたねじ孔、８５はプリント基板５に設けたねじ孔、そし て、８７はねじである。

【００２９】 而して、本実施例によっても、上記第一実施例と同様、ヒートシンク７１の実 装が自動挿入の電子部品２１や手挿入の電子部品２３と同一方向から行えてその 実装が容易であると共に、手挿入の電子部品２３の実装が容易，確実に行え、又 、部品の高密度実装が可能である。更に、本実施例によれば、プリント基板５に 対するヒートシンク７１の支持がより強固に行える利点を有する。

【００３０】

【考案の効果】 以上述べたように、請求項１及び請求項２に記載の考案によれば、自動挿入の 電子部品と手挿入の電子部品をプリント基板に実装した後、ヒートシンクをこれ らの部品と同一方向から支持端子を介して実装できるので、ヒートシンクの実装 が容易であると共に、従来に比しヒートシンクが支持端子を介して安定してプリ ント基板に支持されることとなった。

【００３１】 そして、ヒートシンクにフィンを有する場合には、フィンの下に実装する手挿 入の電子部品の実装が容易，確実となり、安定した部品の実装状態が確保できる こととなった。 又、請求項２に記載の考案によれば、上記効果に加えて半導体の取付位置，支 持端子の寸法決めができる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第一実施例に於けるヒートシンクの全
体斜視図である。

【図２】支持端子の圧入部側の側面図である。

【図３】支持端子の固定部側の側面図である。

【図４】支持端子をヒートシンクの溝に圧入挿着した状
態に於けるヒートシンクの一部切欠き斜視図である。

【図５】支持端子をヒートシンクの溝に圧入挿着した状
態に於けるヒートシンクの断面図である。

【図６】半田付固定片をプリント基板の取付孔に挿着し
た状態の部分断面図である。

【図７】支持端子の固定部の側面図である。

【図８】本考案の第一実施例に係るヒートシンクの支持
構造の全体斜視図である。

【図９】支持端子の固定部の変形例の側面図である。

【図１０】本考案の第二実施例に於けるヒートシンクの
側面図である。

【図１１】本考案の第二実施例に係るヒートシンクの支
持構造の全体斜視図である。

【図１２】本考案の第三実施例に係るヒートシンクの支
持構造の全体斜視図である。

【図１３】従来のヒートシンクの支持構造の側面図であ
る。

【図１４】従来のヒートシンクの支持構造の側面図であ
る。

【図１５】従来のヒートシンクの支持構造の側面図であ
る。

【図１６】従来のヒートシンクの支持構造の側面図であ
る。

【図１７】従来のヒートシンクの部分斜視図である。

【符号の説明】

５ プリント基板 ３７，７１ ヒートシンク ３９ フィン ４３，５３ 支持端子 ４５ 溝 ４９，７９ 圧入部 ５１，７３ 固定部 ５３，８１ 係止爪 ５５ 半田付固定片 ５９ 切込み ６１，６５ 孔 ７５ ねじ止め固定片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 山口 裕康 神奈川県川崎市高津区坂戸237番地 富士 通電装株式会社内 (72)考案者 鎌田 忠陽 東京都杉並区堀ノ内２丁目１番26号 株式 会社ホクサ内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント基板に実装されるヒートシンク
   に支持端子圧入用の溝を形成し、当該ヒートシンクを、
   溝への圧入部とプリント基板への固定部とからなる断面
   略Ｌ字状の支持端子を介して、プリント基板に半田付け
   若しくはねじ止めしたことを特徴とするヒートシンクの
   支持構造。
2. 【請求項２】 支持端子の圧入部には、溝の内壁に圧接
   して支持端子をヒートシンクに固定する複数の係止爪
   が、同一方向へ折曲して設けられていることを特徴とす
   る請求項１記載のヒートシンクの支持構造。