JPH0680911B2

JPH0680911B2 - 電子部品を搭載したプリント配線板の放熱構造

Info

Publication number: JPH0680911B2
Application number: JP10377286A
Authority: JP
Inventors: 久夫林; 逸雄岡本; 宏山地
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1986-05-08
Filing date: 1986-05-08
Publication date: 1994-10-12
Anticipated expiration: 2009-10-12
Also published as: JPS62261199A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、LSI等の電子部品を搭載したプリント配線板
の放熱構造に関し、特に熱伝導作用を利用した放熱構造
に関するものである。

近年、LSI等の電子部品の小形化、容量の増大化等に伴
って、プリント配線板は、電子部品の実装が高密度化さ
れるようになり、このため単位面積当りの発生熱量が増
大化されることになり、この発生熱を効率良く放熱して
搭載された各電子部品を所定温度以下に冷却することが
要求される。

〔従来の技術〕

従来の技術としては、プリント配線板の基板そのものを
セラミック等のような熱伝導率の比較的良好な絶縁体か
ら形成し、このプリント配線板に放熱フィンを有する放
熱板を部分的に取付けて構成した放熱構造が知られてい
る。

また、別の従来技術としては、エポキシ又はポリイミド
樹脂等から形成したプリント配線板に、搭載電子部品を
避けた空間部分を設けて形成された放熱用金属板を薄い
絶縁板を介して密着させて構成した放熱構造が知られて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記前者の従来例にあっては、放熱フィンを部分的に取
付けているため、放熱効果が低いという問題があり、ま
た収容筐体が大形化されること、高価であること等の問
題がある。

また、上記後者の従来例にあっては、放熱用金属板の構
造が複雑であるため、構造及び組立が複雑化されるこ
と、プリント配線板上の電子部品の配置に制限があるこ
と等の問題がある。

更にまた、従来技術では電子部品への放熱部材の接触力
を均一にするという発想は全くなく、従って、搭載電子
部品の高さによって該電子部品への接触力が不均一とな
り、場合によっては電子部品を破損する可能性があり、
信頼性を損ねていた。

本発明は、このような問題点にかんがみて創作されたも
ので、簡易構造で電子部品の配置が制限されることなく
良好な放熱作用及び収容筐体の小型化が可能な信頼性の
高いプリント配線板の放熱構造を提供することを目的と
している。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するための手段として、本発明によれ
ば、電子部品を搭載したプリント配線板の部品搭載面で
ある表面とその反対面である裏面の少くとも一方の面上
に、その略全域にわたって、弾性、電気絶縁性及び熱伝
導性を有しかつ所定暑さを有する放熱シートを配置し、
該放熱シートを前記プリント配線板の収容筐体の壁板又
は放熱板に密着させると共に放熱板と放熱シートとの少
くとも一方に搭載電子部品の高さ及び断面積に応じた凹
部を形成して電子部品の頂部をほぼ均一な圧力で放熱シ
ートに弾撥的に接触せしめ得るようにしたことを特徴と
する電子部品を搭載したプリント配線板の放熱構造が提
供される。

〔作用〕

電子部品の発生熱をプリント配線板の板面又は電子部
品、若しくはこれら双方から放熱シートによって吸熱
し、これを収容筐体の壁板又は放熱板に伝導し、これら
筐体又は放熱板から効率良く外部に放熱させることがで
きる。また、放熱シートをプリント配線板と、上記壁板
又は放熱板の間に圧接状に介在配置した構造とすること
により、収容筐体の小形化を図ることができる。

そして、放熱シートあるいは放熱板には電子部品に対応
した凹所が形成されており、従って、全体として電子部
品の高さのばらつきを吸収した状態で略均一な接触力が
電子部品に作用する。

〔実施例〕

まず初めに、本発明の実施例を説明する上で必要とな
る、本発明の前提となるいくつかの基本構造を第１図〜
第５図を参照して説明する。本発明の実施例そのものは
第6,7図に示される。

第１図（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の前提となる基
本構造を示す図であって、（ａ）はその側面断面図、
（ｂ）は（ａ）のＰ部の詳細図、（ｃ）は（ａ）のＱ部
の詳細図である。同図において、符号１はLSI等の電子
部品２を搭載したプリント配線板、３は本発明に係わる
放熱シート、４はプリント配線板１を収容するための金
属製の収容筐体、５は蓋をそれぞれ示す。本例は、第１
図に示すように、プリント配線板１の部品搭載面（表
面）1aの反対面である裏面（この場合は半田付面）1b上
に略全域にわたって密着状に放熱シート３を配置し、さ
らにこの放熱シート３を筐体４の底壁板4a上に密着状に
配置し、これら両者（1,3）を固定ねじ６によって筐体
４の底壁板4a上に固定して構成される。プリント配線板
１はガラスエポキシ等の基板から形成されたものであ
る。放熱シート３は、弾性、電気絶縁性及び熱伝導性を
有するもので、例えば、導熱シリコンゴム等からその表
面大きさがプリント配線板１の表面大きさと略同等の大
きさを有し、かつその厚さが第１図（ｂ）に示すように
電子部品２のリード2aの突出部2bの長さｌ（例えば、1.
5mm程度）に対し十分な厚さ（例えば、４〜5mm程度）を
有して板状に形成されている。そして、放熱シート３
は、第１図（ｃ）に示すように、プリント配線板１と底
壁板4aとが間隔管７を介して所定間隔を隔てて互に固定
され、これら両者（1,4a）に予め定めた適当な押圧力で
圧接された状態で配設される。従って、放熱シート３
は、その弾性によって第１図（ｂ）に示すように、電子
部品２のリード2aの突出部2bを吸収してプリント配線板
１の裏面1bに密着状に圧接されると同時に底壁板4a上に
密着状に圧接される。尚、この放熱シート３は、例え
ば、導熱シリコンゴム系の材料から作製されたクールシ
ート（商品名；藤倉化成）や導熱シート（商品名；
（株）電化）等を用いて形成することが好ましい。

本例は、このようにプリント配線板１の一方の面、つま
り裏面1b上に放熱シート３を配置した例であり、電子部
品２のリード2aの突出部2bが筐体４に接触すること（短
絡すること）を防止するために必要なプリント配線板１
と底壁板4aの間隔空間を巧みに利用し、この間隔空間に
放熱シートを配設して構成されたものであり、筐体４
（及び蓋５）が放熱体及び電波のシールドカバーの役割
も果たしているものである。

このように構成された本例は、プリント配線板１に伝導
した電子部品２の発生熱がプリント配線板１の裏面1b全
面から放熱シート３に吸熱され、この放熱シート３を介
して底壁板4aに伝導され、筐体４から外部に効率良く放
熱される。これにより、プリント配線板１の表面1a側、
つまり部品搭載面側へ放出される熱量を最小限に抑える
ことができ、このため従来放熱のために必要としていた
第１図（ａ）のL₁に相当する空間をほとんど不要とする
ことが可能となり、収容筐体４の高さＬを小さくして収
容筐体４の小形化を図ることができる。また、本例は筐
体４及び蓋５によって、電子部品２を実装したプリント
配線板１をほとんど密閉状に収容する構成であるため、
外部から侵入しようとする電波を確実にシールド（遮
蔽）することができるので、侵入電波によって悪影響を
受け易い光モジュール（光装置）等に適用すれば特に有
用性が高く実用的である。さらに、本例は、放熱シート
３の厚さと弾性を適宜に選定することにより、プリント
配線板１の裏面1bへ電子部品２を実装（プリント配線板
両面実装）しても上記のように効率良く放熱することが
可能である。

第２図は上記第１図の変形構造例を示す側面図である。
本例は、プリント配線板１の一端縁にプリント板コネク
タ８が設けられ、シェルフと呼ばれる箱形の筐体（図示
なし）に複数枚挿着収容されるように形成されたもの
で、コネクタ８がシェルフのバックボードに設けられた
バックボードコネクタ（図示なし）に嵌合接続される。
本例は、放熱シート３が第１実施例と同様にプリント配
線板１の裏面1bに配置され、この放熱シート３をはさむ
形態で放熱フィン9aを有する放熱板９が配置され、固定
ねじ６によってこれら三者（1,3,9）が一体状に結合さ
れて構成される。放熱板９は放熱フィン9aを有するので
プリント配線板１から放熱シート３を介して伝導してき
た熱を効率良く外部に放熱することができ、シールドカ
バーの役割も兼ねている。本例は、このように構成され
ることにより、全体の厚さを最小限に薄く設定するこ
と、つまり小形化を図ることができ、このためシェルフ
に収容される隣のプリント配線板との間隔を従来よりも
せばめることができるという利点があり、その他の作用
効果に関しては第１図のものと同様である。

第３図は更に別の構造例を示す側面断面図である。同図
に示すように、本例は、電子部品２を搭載したプリント
配線板１の表面（部品搭載面）1aと裏面（半田付面）1b
の双方の面上に略全域にわたって放熱シート３を配置し
て構成した例である。プリント配線板１はその裏面1b側
に前出の第１実施例の場合と同様にして配置された放熱
シート３を介して収容筐体４の底壁板4a上に配置され、
表面1a側に配置された放熱シート３上に配置された放熱
板９を筐体４に固定ねじ10によって固定することによ
り、上下双方の放熱シート３の弾性によって所定の圧力
で挟持された状態で固定されると共に筐体４内に密閉状
に配設される。従って、上下双方の放熱シート３はプリ
ント配線板１の表面1a側及び裏面1b側に所定の圧力で圧
接されている。裏面1b側の放熱シート３は、部品２のリ
ード2aの突出部2bを前出の第１実施例と同様に弾性によ
って吸収し、裏面1bと底壁板4a間を絶縁すると共にこれ
ら両者（1b,4a）に密着状で圧接されている。表面1a側
の放熱シート３は、その弾性によって電子部品２の相互
間の高さのバラツキｌ_１を吸収して各部品２の上面に密
着状で圧接されると共に放熱板９にも密着状で圧接され
る。尚、本例は、各部品２の高低差によって上側の放熱
シート３の部品２に対する圧接力に多少のばらつきが生
ずる。

このように構成された本例は、前出の第１図と同様の裏
面1b側の放熱作用に加えて、各電子部品２の発生熱をそ
の上面から上側の放熱シート３によって吸熱し、この熱
を放熱板９に伝導して放熱フィン9aから外部に放熱する
ことができるので、全体として非常に良好な放熱効果が
得られる。また、本例はプリント配線板１が上下の放熱
シート３を介して一定の圧力で押圧されて固定されてい
るのでプリント配線板１の反り等の変形を防止すること
ができ、これにより電子部品２のプリント配線板１への
半田付部の信頼性を高めることができるという利点があ
る。また、本例は、L₁寸法が２枚の放熱シート３を所定
量だけ弾性変形させてプリント配線板１を押圧固定でき
る寸法となっており、前出の第１実施例の場合と同様に
Ｌ寸法を小さく設定することができるので収容筐体４の
小形化が可能であり、その他の作用効果については第１
図のものと同様である。

第４図は第３図の変形例を示す図である。本例は、前出
の第２実施例と基本的には同様に構成されたものである
が、電子部品２のうち高さが特に高い電子部品２−１が
存在する場合に、上側の放熱シート３と放熱板９にこの
部品２−１の逃げ部Ａを設けた点が第３図と構造的に異
なる点であり、その他の作用効果はほとんど同様であ
る。

第５図は第３図、第４図の矢印Ｐで示す固定部の変形例
を示す図である。同図において、11は段付ねじ、12はコ
イルばねである。本例はコイルばね12を装着した段付ね
じ11を放熱板９に摺動自在に挿通して筐体４にねじ込む
ことにより、筐体４と放熱板９がばね12の反発力によっ
て上下双方の放熱シート３を一定の圧力で弾撥的に押圧
している構造に構成される。従って、本例によれば、放
熱シート３にへたりが生じた場合でも、ばね12のばね力
によって双方の放熱シート３を常に一定の適当な圧力で
圧接することができるので、へたりによる放熱シート３
の熱伝導の低下を防止できる。

第６図（ａ），（ｂ）は本発明の基本構成を示す図であ
って、（ａ）はその側面断面図、（ｂ）は（ａ）の放熱
シート３の単体図である。

以下に述べる本発明の基本思想は以上のいずれの構造例
にも適用できるものである。本発明によれば、電子部品
２を搭載したプリント配線板１の表面（部品搭載面）1a
上に略全域にわたって放熱シート３を配置し、かつこの
放熱シート３に搭載部品２の形状に対応した凹所3aが設
けられる。プリント配線板１は間隔管７を介して固定ね
じ６によって筐体４の底壁板4a上に固定される。放熱シ
ート３は、この場合、モールド成形法等によってブロッ
ク状に形成されたもので、プリント配線板１上の各部品
２をそれぞれ密接状に収納可能な複数個の凹所3aを設け
て形成される。このように形成された放熱シート３はそ
の各凹所3aに各部品２をそれぞれ収容して凹所3aを除く
部分が表面1aに密接した状態でプリント配線板１上に配
置され、全体として各電子部品の高さのばらつきを吸収
した状態で放熱シート３上に密着状に配置されて固定ね
じ10で収容筐体４に固定された放熱板９によって所定の
圧力で各部品２及び表面1aに圧接される。

このように構成された本例は、放熱シート３がプリント
配線板１及び各電子部品２の双方から各電子部品２の発
生熱を吸収して放熱板９に伝導し、放熱フィン9aから効
率良く外部に放熱することができる。また、本例は、L₁
寸法が放熱シート３を適当量だけ弾性変形させてプリン
ト配線板１及び部品２に弾撥的に押圧する寸法に設定さ
れており、Ｌ寸法を小さく設定して収容筐体４の小形化
を図ることができる。

更に、本発明によれば各電子部品には略均一の接触圧力
がかかることになり、従って相対的に高さの高い電子部
品があってもそれに大きな接触圧力がかかってこれを破
損するなどの問題も解消される。

尚、第１〜５図について説明した作用、効果を保有する
ことは勿論である。

第７図は第６図の変形例を示す側面断面図である。本例
は、第６図と基本的には同様な着想で構成されたもので
あり、電子部品２を搭載したプリント配線板１の表面1a
上にその略全域にわたって板状の放熱シート３を配置
し、この放熱シート３上に配置される放熱板９の下面に
各電子部品２の形状に対応した凹所9bを設けて構成した
例である。放熱板９の凹所9bは前出の第３実施例の放熱
シート３の凹所3aよりも大き目でかつなだらかに形成さ
れる。本例は、下面をこのように形成した放熱板９を放
熱シート３上に圧接して筐体４に固定することにより、
放熱シート３が凹所9bによって弾性変形され各部品２の
少くとも上面に密着し、かつプリント配線板１に対して
は比較的高さの低い部品２の周辺部等の上面1aに部分的
に密着する構造に構成される。従って、本例は、プリン
ト配線板１の上面1aからの吸熱量が第３実施例よりも若
干少いが、その他の作用効果については第６図と同様で
ある。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、本発明によれば、電子部品
（２）を搭載したプリント配線板（１）の表面（1a）又
は裏面（1b）のいずれか一方の面上、若しくはこれら双
方の面（1a,1b）上に、その略全域にわたって放熱シー
ト（３）を配置し、これを収容筐体（４）の壁板（4a）
又は放熱板（９）によって圧接する構成とすることによ
り、簡易構造で電子部品（２）の配列を制限することな
く、電子部品（２）の発生熱を熱伝導作用によって効率
良く放熱することができ、かつ収容筐体（４）の小形化
を図ることができるという好ましい効果が得られる。

また、本発明によれば、放熱シートが電子部品のみなら
ず電子部品を搭載しているプリント基板の実質上全面に
接触するため、電子部品からの熱に加え基板全体からも
熱を取り込むので放熱効果が極めて大きい、凸部での基
板の反り、ねじれ等が起きない、凹部で電子部品を全体
的に包み込む状態となり位置決めの容易さ、ゴミ等の侵
入の防止が図れる、等の顕著な効果を奏する。

放熱シートあるいは放熱板には電子部品に対応した凹所
（3a,9b）が形成されているので全体として電子部品の
高さのばらつきを吸収した状態で略均一な接触力が電子
部品に作用し、その結果、特定の電子部品に過大の押圧
力が作用してこれを破損するということがなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の前提となる基
本構成を示す図、第２図は第１図の変形例を示す図、第３図は更に別の前提基本構成を示す図、第４図は第３図の変形例を示す図、第５図は第３図及び第４図の矢印Ｐで示す固定部の変形
例を示す図、第６図（ａ），（ｂ）は本発明の特徴を示す図、第７図は第６図の変形例を示す図である。第１〜７図において、１は電子部品（２）を搭載したプリント配線板、 1a表面（部品搭載面）、 1bは裏面（半田付面）、 2,2−１は電子部品、 2aはリード、2bは突出部、３は放熱シート、3aは凹所、４は収容筐体、4aは底壁板、５は蓋、6,10は固定ねじ、７は間隔管、８はプリント板
コネクタ、９は放熱板、9aは放熱フィン、 11は段付ねじ、12はコイルばね、をそれぞれ示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山地宏神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (56)参考文献特開昭58−101497（ＪＰ，Ａ) 実開昭54−120373（ＪＰ，Ｕ) 実開昭60−83254（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子部品（２）を搭載したプリント配線板
（１）の部品搭載面である表面（1a）とその反対面であ
る裏面（1b）の少くとも部品搭載面上に、その略全域に
わたって、弾性、電気絶縁性及び熱伝導性を有しかつ所
定厚さを有する放熱シート（３）を配置し、該放熱シー
ト（３）を前記プリント配線板（１）の収容筐体（４）
の壁板（4a）又は放熱板（９）に密着させると共に放熱
板と放熱シートとの少くとも一方に搭載電子部品の高さ
及び断面積に応じた凹部（3a,9b）を形成して電子部品
の頂部及びプリント配線板の部品非搭載部分をほぼ均一
な圧力で放熱シートに弾撥的に接触せしめ得るようにし
たことを特徴とする電子部品を搭載したプリント配線板
の放熱構造。