JP4138634B2 - ヒートシンク固定装置 - Google Patents

Description

本発明は、ヒートシンク固定装置に関するものである。

実装基板上の発熱素子を冷却するためのヒートシンクを実装基板上に固定するためのヒートシンク固定部材としては、特許文献１に記載のものが知られている。この従来例において、ヒートシンク固定部材はバネ性を有する金属製板材をコ字形状に折り曲げて形成される。固定部材の自由端部には、実装基板に開設された穴に挿通可能な脚部が形成され、脚部の先端にツメ部が形成される。

ヒートシンクの固定は、上記脚部を実装基板側の穴に挿通させて行われ、脚部の挿通の際に弾性変形して穴を通過したツメ部は、挿通完了時に弾性復元力により原形に復帰し、実装基板からの脱離が防止される。
特開平１０-２７５９６８号公報

しかし、上述した従来例における固定部材は、導電体であるツメ部を実装基板の穴周囲に係止させて装着されるために、実装基板には、装着用の穴に加え、ツメ部によるパターン短絡防止のための配線禁止エリアを穴周囲に設定する必要が生じる。配線禁止エリアの設定は、実装基板上における配線スペースの減少をもたらし、配線密度の低下の原因となる。

また、固定部材の取り外しにはツメ部を変形させる必要がある。ツメ部の変形には比較的大きな力を要し、さらに、この操作は実装基板の実装面上で行う必要があるために、取り外し作業中に過って近接する配線パターンに傷を付けたり、あるいは断線を引き起こす可能性があり、使い勝手が悪いという欠点もある。

本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであって、配線密度の低下を可及的に少なくし、かつ、使い勝手も良好なヒートシンク固定装置の提供を目的とする。

発熱素子１の上面にヒートシンク７を装着するためのヒートシンク押さえ部材１０は、ヒートシンク７を上方から押さえつける押さえ部８の両端に押さえ部材連結部５を備える。押さえ部８をヒートシンク７上面に掛け渡した状態で、押さえ部材連結部５を下方に押し込むと、押さえ部８が弾性変形し、所定接触圧でヒートシンク７が発熱素子１に接触する。

上記押さえ部８に下方への押圧力を付加するために実装基板２に装着される固定ピン６は、実装基板２に開設された取り付け孔３に実装基板２の裏面側から挿入され、一端部に設けた抜け止めフランジ４により装着方向への抜け止めがなされる。固定ピン６全体、あるいは抜け止めフランジ４のみ、さらには、抜け止めフランジ４の実装基板２との当接面のみが絶縁材料により形成され、実装基板２裏面に形成される配線パターンとの短絡が防止される。

したがってこの発明において、まず、実装基板２の裏面側から固定ピン６を挿入した後、実装基板２の表面側に突出した押さえ部材連結部５にヒートシンク押さえ部材１０の係止部９を係止させるだけで、ヒートシンク押さえ部材１０は適度に弾性変形してヒートシンク７を発熱素子１に押圧する。

この状態で、実装基板２の裏面には、絶縁性を有する抜け止めフランジ４が当接しているために、この当接領域に配線パターンを形成しても、短絡するおそれがない。この結果、当該領域を配線スペースとして利用することができる。また、ヒートシンク押さえ部材１０の装着、除去操作は、実装基板２上適宜高さに配置される押さえ部材連結部５への係止部９の係脱操作により行われるために、実装基板２に傷を付け、パターンを断線させるおそれがなくなる。

本発明によれば、配線密度の低下を可及的に少なくし、かつ、使い勝手も良好にすることができる。

図１、２に本発明の実施の形態を示す。図において２は表裏面に配線パターンが形成される実装基板、１はこの実装基板２に実装されるＣＰＵ等の発熱素子である。発熱素子１の上面には、放熱用のヒートスプレッダ１ａが形成される。

７は発熱素子１を冷却するためのヒートシンクであり、アルミニウム、銅等の熱伝導性の良好な材料に切削加工を施して形成される。このヒートシンク７は、上記発熱素子１のヒートスプレッダ１ａに当接する平板部７ａの上面に複数のプレート状の放熱フィン７ｂ、７ｂ・・・を突設させて形成される。放熱フィン７ｂ間には、後述するヒートシンク押さえ部材１０を装着スペースが形成される。

このヒートシンク７をヒートスプレッダ１ａ上に圧接状態で装着するためのヒートシンク固定装置は、固定ピン６と、ヒートシンク押さえ部材１０とを有して構成される。また、このヒートシンク固定装置を装着するために、実装基板２には、発熱素子１の対角位置に予め２個の取り付け孔３、３が開設される。

図２、３に示すように、固定ピン６は、合成樹脂材により形成され、上記実装基板２の取り付け孔３に挿通可能な軸部６ａと、軸部６ａの一端に形成される抜け止めフランジ４とを備える。軸部６ａの他端には、貫通状の連結体装着孔６ｂが設けられ、該連結体１２装着孔６ｂに連結体１２が装着される。

連結体１２は、金属線材を馬蹄形状に折り曲げた後、その自由端を対向方向にさらに折曲して取付部１２ａを形成したもので、図３（ｂ）に示すように、取付部１２ａを固定ピン６の連結体装着孔６ｂに挿入して装着される。取り付け状態において、馬蹄形の屈曲部は押さえ部材連結部５となる。

連結体１２、軸部６ａ、および抜け止めフランジ４は、後述する押さえ部８により上方に引き上げられた際に、容易に脱落することがないように、十分な強度を有するように形成される。また、連結体１２を装着した状態で軸部６ａが実装基板２の取り付け孔３に挿通可能となり、かつ、実装基板２に装着した状態で連結体１２が取付部１２ａ周りに回転して実装基板２表面に触れ、パターンショートを惹起しないように、軸部６ａには高さ方向に連結体保持溝６ｃが凹設される。

ヒートシンク押さえ部材１０は、ブロック状の押さえ部８の両端に弾性脚１０ａを有して構成され、弾性脚１０ａの自由端部はＵ字形状に屈曲されて係止部９とされる。
したがってこの実施の形態において、ヒートシンク７の装着に際しては、まず、実装基板２の裏面から取り付け孔３に固定ピン６の軸部６ａを挿入し、次いで、装着スペースに嵌合させる状態で発熱素子１のヒートスプレッダ１ａ上面に載置されたヒートシンク７にヒートシンク押さえ部材１０を掛け渡し、この後、係止部９を固定ピン６側の押さえ部材連結部５に係止させる。押さえ部材連結部５への係止により、ヒートシンク押さえ部材１０の弾性脚１０ａはやや弾性変形して適度の圧接力をヒートスプレッダ１ａとヒートシンク７の平板部７ａとの間に発生させ、部材間の熱抵抗を減少させる。

なお、以上において固定ピン６の押さえ部材連結部５は、軸部６ａに連結体１２を連結して形成されていたが、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、軸部６ａに開設した穴をそのまま利用することも可能である。また、固定ピン６は絶縁性を確保し、かつ、所定の強度を得るために、合成樹脂材により形成されているが、図４（ａ）において鎖線で示すように、抜け止めフランジ４の実装基板２への当接面、すなわち、抜け止めフランジ４の上面に合成樹脂材等、絶縁材料により形成された平板状リング１３を介装させたり、あるいは図４（ｂ）に示すように、筒部を備えたリング１４を介装させることが可能である。

さらに、図４（ｃ）に示すように、固定ピン６の軸部６ａ及び抜け止めフランジ４を弾性を有する合成樹脂材により形成し、さらに、軸部６ａ外周に実装基板２の取り付け孔３を弾性変形して挿通可能な突起１１を設けると、実装基板２に装着した状態で突起１１と抜け止めフランジ４が実装基板２を挟み付ける状態となるために、ぐらつき等を確実に防止することができる。

本発明を示す分解斜視図である。 図１の装着状態を示す図で、（ａ）は一部を破断して示す側面図、（ｂ）は平面図である。 固定ピンを示す図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）の３Ｂ-３Ｂ線断面図、（ｃ）は平面図である。 固定ピンの変形例を示す図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は他の変形例を示す半断面図である。

符号の説明

１ 発熱素子
２ 実装基板
３ 取り付け孔
４ 抜け止めフランジ
５ 押さえ部材連結部
６ 固定ピン
７ ヒートシンク
８ 押さえ部
９ 係止部
１０ ヒートシンク押さえ部材
１１ 突起

Claims (2)

1. 発熱素子が実装された実装基板に開設された取り付け孔に挿通され、一端に前記実装基板との当接面が絶縁性を有する抜け止めフランジを備えるとともに、他端に押さえ部材連結部を備えた固定ピンと、
   前記発熱素子上に載置されるヒートシンクの上面に架設されてヒートシンクを押さえつける押さえ部の両端に前記押さえ部材連結部への係止部を備えた弾性変形可能なヒートシンク押さえ部材とを有するヒートシンク固定装置。
2. 前記固定ピンは、弾性変形能に富む絶縁材料により形成され、かつ、実装基板への挿入時に前記抜け止めフランジと協働して実装基板を挟み付ける突起を備える請求項１記載のヒートシンク固定装置。
   
   
   

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