JP5585272B2 - ヒートシンクの分離方法及びヒートシンク - Google Patents

Description

本出願はヒートシンクの分離方法及びヒートシンクに関する。以下に説明される実施の形態では、実施例として電子機器に内蔵されたプリント回路基板（以後単にプリント基板という）の上に実装されたＩＣパッケージの放熱用のヒートシンクをＩＣパッケージから取り外すヒートシンクの分離方法及びヒートシンクの構造が説明される。

従来、電子機器に内蔵されるプリント基板に実装される電子部品、特にパワートランジスタやＩＣパッケージは動作時に発熱するので、この熱を放熱して電子部品を冷却するためにヒートシンクが取り付けられる。ヒートシンクは電子部品の発熱量に合わせて必要な冷却が得られるサイズが選択されるので、ヒートシンクはこれが取り付けられる電子部品の外形サイズよりも大きくなることがある。

ヒートシンクは、良好な放熱効果を得るために発熱する電子部品の上に密着させて取り付けられる。このようなヒートシンクの電子部品への取り付け方法として、電子部品の上にヒートシンクを載置し、ヒートシンクを電子部品が実装されたプリント基板上にネジやクリップ、或いはワイヤで引っ張って固定する方法がある（特許文献１，２参照）。しかし、この方法では、プリント基板上にネジ孔やクリップの挿通孔を設けたり、ワイヤを張設するための留め具が必要であり、プリント基板上の電子部品の実装スペースが小さくなるという問題点があった。そこで、ヒートシンクの電子部品への取り付け方法として、特許文献３に発熱体（電子部品）の上面に熱伝導性の接合剤（接着剤）を用いて直接放熱体（ヒートシンク）を取り付ける方法が提案されている。

ところで、電子部品はプリント基板上に実装後、不具合により交換を余儀なくされることがある。電子部品の交換は、電子部品の実装部分を局部的にリフロー加熱することにより半田を溶融し、電子部品を基板から取り外すリワーク工法によって行われる。この場合、電子部品にヒートシンクが接着されていると、交換対象の電子部品の熱容量が大きくなってリフロー加熱で半田が溶融し難く、リワーク工法による交換作業が困難になる。

そこで、特許文献３では、接合剤を介して発熱体の上に放熱体が接合されている放熱装置において、放熱体に設けられた発熱体まで貫通するネジ孔に分離用治具を挿入し、回転進入させて放熱体の底から突出させることによって放熱体を分離している。ネジ孔は放熱体の放熱フィンと放熱フィンの間の部分に設けられており、ネジ孔に挿入された分離用治具はねじ回しによって回転させられてネジ孔に進入するようになっている。

特開平４−１８６７５２号公報（第２図）

特開２０００−２２０５９５号公報（図１）

特開２００７−１４２２９４号公報（図１、図５）

ところが、放熱体を発熱体に接合する接合剤の接合力が強力であると、放熱体の接合面に大きな引き剥がし力を印加する必要があり、特許文献３に開示の分離方法のように垂直方向に引き剥がす形態では、部品側に傷を付ける可能性があった。即ち、特許文献３に開示の分離方法では、接合剤が強力な場合に過大な機械的ストレスを電子部品に与えることになり、電子部品が破壊する可能性があるという問題点があった。

そこで、放熱体の接合面に対して横方向から押圧力を加えて、放熱体を電子部品から引き剥がすことも考えられる。しかしながら、プリント基板上には多くの電子部品が実装されており、電子部品が並んで実装されている場合には、放熱体の接合面に対して横方向から押圧力を加えることは困難であった。

本出願は、回路基板上に実装された電子部品にヒートシンクが接着剤によって強固に固着されている場合でも、電子部品に垂直方向の引き剥がし力を印加することなく、電子部品からヒートシンクを分離可能な分離方法を提供することを目的としている。更に詳しくは、ヒートシンクの上方向からアクセスして、電子部品とヒートシンクの接着層に剪断力を印加して分離可能な分離方法を提供する。また、この分離方法に使用することができるヒートシンクを提供することも目的としている。

前記目的を達成するヒートシンクの電子部品からの分離方法は、基板上に実装された電子部品の上に、熱伝導性の接着層を介して取り付けられているヒートシンクを、電子部品に基板に対して垂直方向の引き剥がし力を印加することなく、電子部品から分離する方法であって、ヒートシンクの中を、ヒートシンク側から電子部品側に移動可能な押圧部材を使用し、押圧部材の電子部品側への移動により、電子部品に対してヒートシンクを、接着層に平行な横方向に移動させる第１の工程と、ヒートシンクを電子部品に対して接着層に平行な横方向に移動させることにより、接着層に剪断力を作用させて接着層の接着力を低下させてヒートシンクを電子部品から分離する第２の工程とを備えることを特徴とするものである。

また、ヒートシンクの電子部品からの分離方法に使用するヒートシンクとしては、以下の４つの形態が考えられる。
第１の形態のヒートシンクは、電子部品の上に接着層を介して取り付けられる放熱板と、該放熱板上に突設された放熱フィンとを備え、隣接する放熱フィンの間の放熱板の少なくとも１箇所に、放熱板の電子部品への取付面まで貫通するネジ孔が設けられており、ネジ孔は、該ネジ孔の軸線に垂直な方向の断面を軸線方向に電子部品に投影した時に、断面の一部が電子部品に重なると共に、軸線の延長線が電子部品の上端部の外側に達するように開けられており、押圧部材として、先端部が先細に形成されたネジを、ネジ孔に対して回転進入させると、先細部が電子部品の上端部に当接するように構成されていることを特徴としている。

第２の形態のヒートシンクは、電子部品の上に接着層を介して取り付けられる放熱板と、該放熱板上に突設された放熱フィンとを備え、隣接する放熱フィンの間の放熱板の少なくとも１箇所に、放熱板の電子部品への取付面まで貫通する丸孔が設けられており、丸孔は、該丸孔の軸線に垂直な方向の断面を軸線方向に電子部品に投影した時に、断面の一部が電子部品に重なると共に、軸線の延長線が電子部品の上端部の外側に達するように開けられており、押圧部材として、先端部が先細に形成されると共に基部にネジが形成されたロッドを、ヒートシンクの上部に装着可能で、装着状態で丸孔に軸線が一致するネジ孔を備えた治具に挿入して、ロッドの先端部を丸孔に挿入し、基部をネジ孔に螺着させ、ネジ孔に対してロッドを回転進入させると、先細部が電子部品の上端部に当接するように構成されていることを特徴としている。

第３の形態のヒートシンクは、電子部品の上に前記接着層を介して取り付けられる放熱板と、該放熱板上に突設された放熱フィンとを備え、放熱板の短手方向の幅は電子機器の幅よりも小さく形成されており、放熱板の長手方向の側面であって、電子部品の端部の近傍の少なくとも１箇所に、軸穴が設けられており、押圧部材として、軸穴に挿入される回転軸を備えたカムを、回転軸を軸穴に挿入して回転させると、カムが電子部品の側面に当接するように構成されていることを特徴としている。

第４の形態のヒートシンクは、電子部品の上に接着層を介して取り付けられる放熱板と、該放熱板上に突設された放熱フィンとを備え、押圧部材として、放熱板側に押出部、放熱フィン側に操作部が形成されたロッドを、ヒートシンクの上部に装着可能な治具に設けられた、軸線が垂直方向の軸孔に回転可能に取り付け、治具を前記ヒートシンクに装着状態でロッドを操作部によって回転させると、押出部が電子部品の側面に当接するように構成されていることを特徴としている。

本出願によれば、回路基板上に実装された電子部品にヒートシンクが接着剤によって強固に固着されている場合でも、接着剤に剪断力を印加することによって接着力を弱めることができるので、容易にヒートシンクを電子部品から分離できる。

（ａ）は基板上に実装された２つの形態の電子部品の上に接着層を介してヒートシンクを取り付ける状態を示すものであり、左側は電子部品の上に固着されたヒートスプレッダに接着層を介してヒートシンクが取り付けられる第１の取付形態であり、右側は電子部品が全面樹脂モールドされて樹脂モールドの上にヒートシンクが接着層を介して直接取り付けられる第２の取付形態であり、（ｂ）は第１の取付形態の側面図、（ｃ）は第２の取付形態の側面図である。 本出願の第１の実施例のヒートシンクの分離方法及びこれに使用する第１の取付形態のヒートシンクを示すものであり、（ａ）は一実施例の側面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大断面図、（ｃ）は（ａ）の一実施例の平面図、（ｄ）は第１の実施例のヒートシンクの分離方法に使用するイモネジの斜視図である。 本出願の第１の実施例のヒートシンクの分離方法及びこれに使用する第１の取付形態のヒートシンクを示すものであり、（ａ）は別の実施例の平面図、（ｂ）は第１の変形例の側面図、（ｃ）は（ｂ）の一要部拡大断面面である。 本出願の第１の実施例のヒートシンクの分離方法及びこれに使用する第１の取付形態のヒートシンクを示すものであり、（ａ）は第２の変形例の側面図、（ｂ）は（ａ）の状態からイモネジが回転挿入された状態を示す（ａ）の要部拡大断面図である。 本出願の第１の実施例のヒートシンクの分離方法及びこれに使用する第１の取付形態のヒートシンクを示すものであり、（ａ）は第３の変形例の側面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大断面図である。 本出願の第１の実施例のヒートシンクの分離方法に使用するイモネジの先端部の形状と電子部品側への水平方向の押圧力の関係を説明するものであり、（ａ）はイモネジが電子部品に対して垂直で先端部の先細部のなす角度が９０°の場合、（ｂ）はイモネジが電子部品に対して垂直で先端部の先細部のなす角度が１２０°の場合、（ｃ）はイモネジが電子部品に対して４５°で進入し、先端部の先細部のなす角度が９０°の場合、（ｄ）はイモネジが電子部品に対して６０°で先端部の先細部のなす角度が１２０°の場合の押圧力を示すものである。 本出願の第２の実施例のヒートシンクの分離方法及びこれに使用する第１の取付形態のヒートシンクを示すものであり、（ａ）は治具装着前のヒートシンクの側面図、（ｂ）は治具装着後のヒートシンクの側面図である。 本出願の第３の実施例のヒートシンクの分離方法及びこれに使用する第１の取付形態のヒートシンクを示すものであり、（ａ）はカム型押圧子の取り付け前の斜視図、（ｂ）は（ａ）の側面図、（ｃ）はカム型押圧子の動作を示す側面図である。 （ａ）は図８（ａ）〜（ｃ）に示したカム型押圧子の拡大斜視図、（ｂ）は図８（ａ）に示したヒートシンクの一実施例の平面図である。 本出願の第４の実施例のヒートシンクの分離方法及びこれに使用する第１の取付形態のヒートシンクを示すものであり、（ａ）は第４の実施例の方法を実施するのに使用する治具の第１の形態の斜視図、（ｂ）は（ａ）に示した押し出しアームの長さの異なるものをロッドに取り付ける様子を説明する組立斜視図、（ｃ）は（ａ）の治具をヒートシンクに取り付けた状態の平面図である。 本出願の第４の実施例のヒートシンクの分離方法及びこれに使用する第１の取付形態のヒートシンクを示すものであり、（ａ）は第４の実施例の方法を実施するのに使用する治具の第２の形態の斜視図、（ｂ）は（ａ）の治具をヒートシンクに取り付けた状態の平面図である。 1本出願の第４の実施例のヒートシンクの分離方法及びこれに使用する第１の取付形態のヒートシンクを示すものであり、（ａ）は第４の実施例の方法を実施するのに使用する治具の第３の形態の要部斜視図、（ｂ）は（ａ）の治具をヒートシンクに取り付けた状態の部分平面図、（ｃ）は治具の第３の形態によって接着層に印加される剪断力と引っ張り力を説明する部分拡大断面図である。

以下、添付図面を用いて本出願の実施の形態を、具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。

まず、図１を用いてプリント基板１上に実装された発熱する電子部品にヒートシンク１０が取り付けられる状態について説明する。電子回路部品、例えばＩＣパッケージに、ヒートシンク１０を取り付ける形態としては、図１（ａ）に示されるように２種類の形態がある。第１の取付形態は、図１（ａ）の左側に示されるように、電子部品３の上にヒートスプレッダ４が固着されており、このヒートスプレッダ４の上に接着剤や接着シートなどの接着層５を介してヒートシンク１０が取り付けられる形態である。第２の取付形態は、図１（ａ）の右側に示されるように、全面が樹脂モールドされた電子部品６の上に、接着剤や接着シートなどの接着層５を介してヒートシンク１０が直接取り付けられる形態である。接着層５は熱伝導性を備えており、両形態とも、ヒートシンク１０は二点鎖線で示す位置に取り付けられる。

図１（ｂ）は第１の取付形態の側面図であり、電子部品３は金ボールなどの導電部材２や接合端子ランド（パッド）によってプリント基板１の配線パターンに接続されている。また、図１（ｃ）は第２の取付形態の側面図であり、この場合も電子部品６は金ボールなどの導電部材２や接合端子ランド（パッド）によってプリント基板１の配線パターンに接続されている。ヒートシンク１０は、放熱性の高いアルミニウムもしくは銅を材料とし、表面積を広くするために、ベース板１１の上に薄板を多数突設させた平行フィン１２を備えている。ベース板１１の上に溝を切ってピン状の突起が多数並んだピンフィン形状のヒートシンクもある。どちらの形状においても、電子部品３，６と密着するベース板１１は、密着面の平面度を保つために剛性があると共に、ある程度の厚みがある。

図２は、本出願の第１の実施例のヒートシンクの分離方法及びこれに使用する第１の取付形態のヒートシンクを示すものである。なお、以下に説明する実施例では、図１（ｂ）に示した第１の取付形態の電子部品３からヒートシンク１０を分離する方法について説明する。第２の取付形態の電子部品６からヒートシンク１０を分離する方法については、以下に説明するヒートスプレッダ４を全面樹脂モールドされた電子部品６に置き換えれば良いだけであるので、その説明を省略する。

図２（ａ）は、プリント基板１に実装された電子部品３に固着されたヒートスプレッダ４に接着層５を介して、一実施例のヒートシンク１０が取り付けられた状態を示すものである。ヒートシンク１０には、フィン１２の部分にたて孔１３が設けられており、このたて孔１３に連通するネジ孔１４がベース板１１に設けられている。たて孔１３には、押圧部材として、図２（ｄ）に示すような頭部に六角穴２２が設けられたイモネジ２０が挿入される。イモネジ２０の先端部は先細部２１となっている。なお、フィン１２の間隔が大きい場合には、たて孔１３が設けられない場合もある。

図２（ｂ）は、図２（ａ）の要部を拡大して示すものである。ヒートシンク１０に設けるネジ孔１４は、このネジ孔１４の軸線ＣＬに垂直な方向の断面を、軸線ＣＬ方向にヒートスプレッダ４に投影（第２の取付形態では電子部品３に投影）した時に、この断面の一部がヒートスプレッダ４に重なる。更に、ネジ孔１４の軸線ＣＬの延長線はヒートスプレッダ４の上端部４ａの外側（第２の取付形態では電子部品３の上端部の外側）に達するように、ネジ孔１４は開けられている。

この結果、先細部２１を有するイモネジ２０をネジ孔１４に挿入し、六角レンチを六角孔２２に差し込んで回転させ、先細部２１をネジ孔１４から突出させていくと、先細部２１がヒートスプレッダ４の上端部４ａに当接する。この状態が図２（ｂ）に示される状態である。この状態から更にイモネジ２０を回転させて先細部２１を矢印Ｆ方向に移動させると、ヒートスプレッダ４は先細部２１に押されて矢印Ｌ方向に移動させられ、ベース板１１は矢印Ｌ方向とは逆の矢印Ｒ方向に移動する。このようなヒートスプレッダ４とベース板１１の移動により、接着層５には剪断力が作用する。

一般に、接着層５の接着強度は、引っ張り強度より剪断強度の方が低い場合が多い。そして、電子部品３に接着されたヒートスプレッダ４は、水平方向に面が広く上下方向に厚みが少ない。このため、接着層５は水平の剪断方向に外力を印加した方が、ヒートスプレッダ４への機械的ストレスの影響を抑制しつつ、より安全に接着層５による接着力を低下上げさせてヒートシンク１０を分離することが可能と考えられる。

ヒートシンク１０に設けるたて孔１３とネジ孔１４の組は１箇所でも良いが、この実施例では図２（ｃ）に示すように、ヒートシンク１０の１つの辺に対して２箇所にたて孔１３とネジ孔１４の組を設けている。たて孔１３とネジ孔１４の組を２箇所に設ければ、接着層５に平行な大きな剪断力を作用させることができる。また、図３（ａ）に示す別の実施例のように、ヒートシンク１０の対向する辺に対して対角線方向の２箇所にたて孔１３とネジ孔１４の組を設ければ、接着層５に回転方向の剪断力を作用させることができる。

図３（ｂ）は、図２（ａ）から図３（ａ）で説明した第１の実施例の第１の変形例のヒートシンク１０Ａを示すものである。第１の実施例のヒートシンク１０では、フィン１２の部分にたて孔１３が設けられており、このたて孔１３に連通するネジ孔１４がベース板１１に設けられていた。一方、第１の変形例のヒートシンク１０Ａでは、フィン１２の部分に斜行孔１５が設けられており、この斜行孔１５に連通するネジ孔１６がベース板１１に設けられている。斜行孔１５に、押圧部材として、図２（ｄ）に示すような頭部に六角穴２２が設けられたイモネジ２０が挿入されるのは同様である。

図３（ｃ）は、図３（ｂ）の要部を拡大して示すものである。ヒートシンク１０Ａに設ける斜行孔１５は、この斜行孔１５の軸線ＣＬに垂直な方向の断面を、軸線ＣＬ方向にヒートスプレッダ４に投影（第２の取付形態では電子部品３に投影）した時に、この断面の一部がヒートスプレッダ４に重なる。更に、斜行孔１５の軸線ＣＬの延長線はヒートスプレッダ４の上端部４ａの外側（第２の取付形態では電子部品の外側）に達するように、斜行孔１５は開けられている。

この結果、先細部２１を有するイモネジ２０を斜行孔１５に挿入し、六角レンチを六角孔２２に差し込んで回転させ、先細部２１を斜行孔１５から突出させていくと、先細部２１がヒートスプレッダ４の上端部４ａに当接する。そして、更にイモネジ２０を回転させて先細部２１を矢印Ｆ方向に移動させると、ヒートスプレッダ４は先細部２１に押されて矢印Ｌ方向に移動させられ、ベース板１１は矢印Ｌ方向とは逆の矢印Ｒ方向に移動する。このようなヒートスプレッダ４とベース板１１の移動により、接着層５には剪断力が作用する。

図４（ａ）は本出願の第１の実施例の第２の変形例のヒートシンク１０Ｂの構成を示すものである。第２の変形例のヒートシンク１０Ｂにおいても、第１の実施例のヒートシンク１０と同様に、フィン１２の部分にたて孔１３が設けられており、このたて孔１３に連通するネジ孔１４がベース板１１に設けられている。第２の変形例のヒートシンク１０Ｂが第１の変形例のヒートシンク１０と異なる点は、ネジ孔１４の電子部品側の開口部に、開口部を塞ぐように薄板部材１７が設けられている点である。薄板部材１７の形状は正方形でも円形でも良く、その面積は開口部の数倍程度あれば良い。薄板部材１７の設置は、電子部品が再利用される場合を想定したものであり、ヒートスプレッダ４にイモネジ２０による擦過傷が付かないようにするためのものである。

薄板部材１７は柔らかい金属で構成されており、たて孔１３に押圧部材として前述のイモネジ２０が挿入され、六角レンチによって回転させてネジ孔１４内を移動させると、薄板部材１７はイモネジ２０の先細部２１が当接によって変形する。イモネジ２０を更に回転させて先細部２１をネジ孔１４から突出させていくと、先細部２１によって変形した状態の薄板金属１７がヒートスプレッダ４の上端部４ａに当接する。この状態が図４（ｂ）に示される。この状態から更にイモネジ２０を回転させて先細部２１を矢印Ｆ方向に移動させると、ヒートスプレッダ４は薄板金属１７に押されて矢印Ｌ方向に移動させられ、ベース板１１は矢印Ｌ方向とは逆の矢印Ｒ方向に移動する。このようなヒートスプレッダ４とベース板１１の移動により、接着層５には剪断力が作用する。このように、イモネジ２０の先端部２１とヒートスプレッダ４の上端部４ａとの間に薄板金属１７を挟むと、薄板金属１７がクッション材となり、ヒートスプレッダ４へのイモネジ２０の当たりが柔らかくなって、ヒートスプレッダ４の損傷が防止される。

図５（ａ）は本出願の第１の実施例の第３の変形例のヒートシンク１０Ｃの構成を示すものであり、図５（ｂ）は（ａ）の要部断面を示している。第３の変形例のヒートシンク１０Ｃにおいても、第１の実施例のヒートシンク１０と同様に、フィン１２の部分にたて孔１３が設けられており、このたて孔１３に連通するネジ孔１４がベース板１１に設けられている。第３の変形例のヒートシンク１０Ｃが第１の変形例のヒートシンク１０と異なる点は、ネジ孔１４の電子部品側の開口部の周囲にテーパ部１８が形成されている点である。第３の変形例では、ヒートスプレッダ４の上面部とベース板１１との間にテーパ部１８があるので、このテーパ部１８に楔などを挿入することによりヒートシンク１０Ｃを分離し易くなる。

図６（ａ）〜（ｄ）は本出願の第１の実施例のヒートシンクの分離方法に使用するイモネジ２０の先細部２１の形状とヒートスプレッダ４への水平方向の押圧力の関係を説明するものである。まず、図６（ａ）は、イモネジ２０がヒートスプレッダ４に対して垂直に移動し、先細部２１のなす角度が９０°の場合に、イモネジ２０からヒートスプレッダ４に与えられる押圧力を示している。また、図６（ｂ）は、イモネジ２０がヒートスプレッダ４に対して垂直に移動し、先細部２１のなす角度が１２０°の場合に、イモネジ２０からヒートスプレッダ４に与えられる押圧力を示している。このように、ネジ孔１４がヒートシンク１０に対して垂直な場合は、先細部２１のなす角度が小さいほどヒートスプレッダ４を水平方向に押す力が大きい。

次に、イモネジ２０がヒートスプレッダ４に対して斜めに移動する場合について説明する。図６（ｃ）はイモネジ２０がヒートスプレッダ４に対して４５°で移動し、先細部２１のなす角度が９０°の場合に、イモネジ２０からヒートスプレッダ４に与えられる押圧力を示している。また、図６（ｄ）はイモネジ２０がヒートスプレッダ４に対して６０°で移動し、先細部２１のなす角度が１２０°の場合に、イモネジ２０からヒートスプレッダ４に与えられる押圧力を示している。このように、先細部２１のなす角度が大きい場合は斜行孔１６の水平方向からの傾斜角度を小さくすれば、イモネジ２０からヒートスプレッダ４に与えられる押圧力を大きくすることができる。なお、イモネジ２０の先細部２１は球面状とすることも可能である。

通常のイモネジは、標準締めつけトルクにおいて約２００ＭＰａ（Ｎ／ｍｍ²）の軸応力を発生する。また、一般に接着剤の接着強度は、引張強度より剪断強度の方が低い場合が多く、想定する接着層の剪断強度は、数ＭＰａ〜数十ＭＰａ程度であるのでイモネジによる押圧力も十分である。例えば、一液性室温硬化または加熱硬化型の熱伝導接着剤のカタログ値の例で、引張強度５．１〜５．４ＭＰａに対して剪断強度は２．０〜２．６ＭＰａ相当である(東レ・ダウコーニングおよび信越シリコーンのカタログデータより)。かなり強固な接着層の剥離のためには、押圧子であるイモネジの配置位置を、図２（ｃ）や図３（ａ）に示すように複数箇所にして、それぞれねじ込む形態とすることもできる。この場合、接着層剥離のための力点を分散して印加することで大面積の接着層をより簡単に剥離できる効果をもたらす。

図７（ａ）は、本出願の第２の実施例のヒートシンクの分離方法及びこれに使用する第１の取付形態のヒートシンク１１０を示すものである。ヒートシンク１１０は図２（ａ）に示した第１の実施例のヒートシンク１０と同様に、プリント基板１に実装された電子部品３に固着されたヒートスプレッダ４に接着層５を介して取り付けられている。第２の実施例のヒートシンク１１０が第１の実施例のヒートシンク１０と異なる点は、フィン１２の部分に設けられたたて孔１３が、そのまま連続してベース板１１にも設けられている点のみである。

第１の実施例のヒートシンク１０には、たて孔１３に押圧部材としてイモネジ２０が挿入されたが、第２の実施例のヒートシンク１１０には、押圧子としてイモネジ２０の代わりに、クランプ治具３０に回転自在に取り付けられたロッド３５が挿入される。クランプ治具３０は、ヒートシンク１１０の全長と同じ長さを有するフレーム３１、フレーム３１の両端部に取り付けられた可撓性を備えた取付脚３２、及びフレーム３１に設けられたネジ孔３４に挿入されて回転により下降するロッド３５とを備えている。取付脚３２の先端部にはフック部３３がある。ロッド３５は、六角穴付のヘッド部３６、ヘッド部３６に隣接するネジ部３７、及び先端部にある先細部３８から構成され、ネジ部３７がネジ孔３４に螺着されており、先細部３８がヒートシンク１１０のたて孔１３に挿入されるようになっている。ヘッド部３６にはボルト状の頭部を与えて六角穴を省略しても良い。

図７（ｂ）は、クランプ治具３０がヒートシンク１１０に装着された状態を示すものである。クランプ治具３０をヒートシンク１１０に取り付ける際には、ロッド３５の先細部３８をフィン１２のたて孔１３に挿入した状態で押し下げる。すると、可撓性を有する取付客が破線で示すように広がり、フレーム３１がフィン１２の上に載置されると、フック部３３がベース板１１の底部に噛み合って、クランプ治具３０がヒートシンク１１０に固定される。この状態でロッド３５のヘッド部３６を回転させると、ロッド３５が下降し、ロッド３５の先細部３８がヒートスプレッダ４の状端部４ａに当接し、ヒートスプレッダ４に押圧力を加える。

ロッド３５の先細部３８がヒートスプレッダ４の上端部４ａに当接し、接着層５に剪断力が印加される状態は、図２（ｂ）に示したイモネジ２０をロッド３５に置き換えた状態と同じであるので、これ以上の説明を省略する。２つのクランプ治具３０を同じ向きに使用して、ロッド３５の位置を図２（ｃ）に示したイモネジ２０の位置と同じにする分離方法や、反対向きに使用して、ロッド３５の位置を図３（ａ）に示したイモネジ２０の位置と同じにする分離方法も可能である。クランプ治具３０を用いれば、ヒートシンク１１０にはたて孔１３だけの加工ですむのでヒートシンク１１０への加工を最小限とできる。また、たて孔１３の加工はリワーク交換が必要になった際に後加工することもできる。

図８（ａ）は、本出願の第３の実施例のヒートシンクの分離方法及びこれに使用する第１の取付形態のヒートシンク２１０を示すものである。この実施例でもヒートシンク２１０は、ベース板１１の上にフィン１２が突設されて構成されている。ヒートシンク２１０は、電子部品３の上に固着されたヒートスプレッダ４に接着層５を介して取り付けられるが、ベース板１１の短手方向の幅ＷＳは電子機器３の幅ＷＬより小さく形成されている。なお、電子機器３とヒートスプレッダ４とは同じ幅ＷＬを有するものとする。また、ヒートシンク２１０のベース板１１の長手方向の側面には、ヒートスプレッダ４の端部の近傍の少なくとも１箇所に、軸穴１９が設けられており、軸穴１９に押圧部材としてカム型押圧子４０が挿入されるようになっている。

カム型押圧子４０は、図９（ａ）に示すように回転軸４１とカム部４２とを備えている。カム部４２には回転軸４１と同軸の六角穴４３があり、カム部４２の外周部にはカム軸４１の軸線に対して垂直な押圧面を有する押し出し部４４がある。カム型押圧子４０は、ヒートシンク２１０を電子部品３から取り外す時に図８（ａ）に示すように、カム軸４１が軸穴１９に挿入される。図８（ｂ）は、軸穴１９にカム型押圧子４０が取り付けられた状態のヒートシンク２１０を側面から見たものである。軸穴１９は、カム型押圧子４０を取り付けた時にカム部４２がヒートスプレッダ４に当接せず、カム型押圧子４０を回転させた時に、押し出し部４４がヒートスプレッダ４に当接するように、ベース板１１に設けられる。

図８（ｃ）は、カム型押圧子４０の動作を示すものである。カム型押圧子４０は、ベース板１１に取り付けた時には、例えば二点鎖線で示す位置にあり、六角穴４３に六角レンチを差し込んでカム型押圧子４０を回転させると、押し出し部４４がヒートスプレッダ４の上端部４ａに当接する。この状態からカム型押圧子４０を更に回転させると、ヒートスプレッダ４は押し出し部４４に押されて矢印Ｍ方向に移動しようとし、ベース板１１は矢印Ｍ方向とは逆の矢印Ｎ方向に移動しようとする。このようなヒートスプレッダ４とベース板１１の移動により、接着層５には剪断力が作用する。ベース板１１には軸穴１９を複数個所に設けておき、必要に応じてカム型押圧子４０を取り付けて接着層５には剪断力を作用させることができる。図９（ｂ）は、ヒートスプレッダ４の対角線方向にカム型押圧子４０を取り付けて接着層５に回転方向の剪断力を作用させる例を示すものである。

図１０（ａ）から（ｃ）は、本出願の第４の実施例のヒートシンクの分離方法に使用するクランプレバー治具５０の第１の形態を示すものである。第４の実施例の分離方法に使用するヒートシンク３１０は、図８（ａ）に示したヒートシンク２１０をそのまま使用することもできるが、ヒートシンク２１０に軸穴１９を設けない状態のものを使用することができる。第４の実施例に使用するヒートシンク３１０は、第３の実施例に使用するヒートシンク２１０と同様に、電子部品３の上に固着されたヒートスプレッダ４に接着層５を介して取り付けられる。また、ベース板１１の寸法には特に制約はなく、ヒートスプレッダ４の外形よりも大きければ良い。

クランプレバー治具５０は、ヒートシンク３１０の全長と同じ長さを有するフレーム５１、フレーム５１の一方の端部に取り付けられた可撓性を備えた取付脚５２と他方の端部に取り付けられた筒状部５４、及び筒状部５４に保持されるロッド５５とを備えている。取付脚５２の先端部にはフック部５３がある。ロッド５５は、その上端部に操作レバー５６が設けられており、下端部に押し出しアーム５７が取り付けられている。押し出しアーム５７は、図１０（ｂ）に示すように、ロッド５５の下端部にネジ７によって着脱可能に構成すれば、ヒートシンク３１０の端部からヒートスプレッダ４の端部までの距離に応じて最適の長さのものを取り付けることができる。

図１０（ｃ）は、本出願の第４の実施例のヒートシンクの分離方法を説明するものであり、クランプレバー治具５０がヒートシンク３１０に装着された状態を示している。クランプレバー治具５０をヒートシンク３１０に取り付ける際には、ロッド５５の押し出しアーム５７の側面を、ヒートシンク３１０の一方の端部に沿わせた状態で押し下げる。すると、可撓性を有する取付脚５２が湾曲し、フレーム５１がフィン１２の上に載置されると、フック部５３がベース板１１の底部に噛み合って、クランプレバー治具５０がヒートシンク３１０に固定される。この状態でロッド５５の操作レバー５６を回転させると、押し出しアーム５７が回転して、押し出しアーム５７の先端部がヒートスプレッダ４の側面に当接する。押し出しアーム５７は、ヒートシンク３１０の端部からヒートスプレッダ４の端部までの距離よりも長いものをロッド５５に取り付けておく。

押し出しアーム５７の先端部がヒートスプレッダ４の側面に当接した状態から更に操作レバー５６を回転させると、ヒートスプレッダ４の側面が押し出しアーム５７の先端部によって押され、接着層５に剪断力が印加される。２つのクランプレバー治具５０を同じ向きに使用して、押し出しアーム５７の先端部がヒートスプレッダ４の側面に当接する位置を図２（ｃ）に示したイモネジ２０の位置と同じにする分離方法や、反対向きに使用して、押し出しアーム５７の先端部がヒートスプレッダ４の側面に当接する位置を図３（ａ）に示したイモネジ２０の位置と同じにする分離方法も可能である。

図１１（ａ）は、本出願の第４の実施例のヒートシンクの分離方法に使用するクランプレバー治具５０の第２の形態を示すものであり、ロッド５５に取り付ける押し出しアーム５７の代わりに押し出しカム５８を取り付けたものである。また、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のクランプレバー治具５０をヒートシンク３１０に取り付けた状態を示すものである。押し出しカム５８は、半径が連続的に変化する円板の一部として形成し、最小の半径ＲＳは、ロッド５５からヒートスプレッダ４の側面までの距離Ｄに等しくし、最大の半径ＲＬは、ロッド５５に取り付ける最適長さの押し出しアーム５７の長さＡＬと同程度とする。

第２の形態のクランプレバー治具５０は、第１の形態と同様に、押し出しカム５８の最小の半径ＲＳの部分をヒートシンク３１０の一方の端部に沿わせた状態で押し下げてヒートシンク３１０に取り付ける。そして、ロッド５５の操作レバー５６を回転させると、押し出しカム５８が回転して、押し出しカム５８の最小の半径ＲＳの部分がヒートスプレッダ４の側面に当接する。この状態から更に操作レバー５６を回転させると、ヒートスプレッダ４の側面が、次第に半径が大きくなる押し出しカム５８の外周部に押され、接着層５に剪断力が印加される。第２の形態のクランプレバー治具５０も複数個使用して、接着層に平行な剪断力や回転方向の剪断力を印加することができる。

図１２（ａ）は、本出願の第４の実施例のヒートシンクの分離方法に使用するクランプレバー治具５０の第３の形態を示すものであり、ロッド５５に取り付ける押し出しカム５９として、第２の形態の押し出しカム５８の、半径の長い側の肉厚を大きくしたものである。第２の形態の押し出しカム５８は図１２に二点鎖線で示す。この実施例では押し出しカム５９の肉厚一定部５９ａの肉厚Ｔに対して、肉厚拡大部５９ｂの最大の肉厚を２Ｔとしている。

第３の形態の押し出しカム５９における肉厚拡大部５９ｂは、図１２（ｂ）に示すように、ラインＰより後ろの半径が大きい側の部分である。ラインＰは、クランプレバー治具５０をヒートシンク３１０に取り付けて操作レバー５６を回転させ、押し出しカム５９の最小の半径部分５９Ｓがヒートスプレッダ４の側面に当接した時に、まだヒートシンク３１０に重なっていない部分の先端部を通る半径である。ラインＰより前側の半径が小さい部分は肉厚一定部５９ａである。

図１２（ｂ）に示す状態から更に操作レバー５６を回転させると、図１２（ｃ）に示すように、ヒートスプレッダ４の側面が、次第に半径が大きくなる押し出しカム５９の肉厚一定部５９ａの外周部５９Ｅに押される。この結果、ヒートスプレッダ４は外周部５９Ｅに押されて矢印Ｌ方向に移動させられ、ベース板１１は矢印Ｌ方向とは逆の矢印Ｒ方向に移動する。また、同時に、ベース板１１の底面が、次第に肉厚が大きくなる押し出しカム５９の肉厚拡大部５９ｂによって押し上げられ、矢印Ｕで示す方向に移動させられる。このようなヒートスプレッダ４とベース板１１の移動により、接着層５には剪断力と上下方向の引っ張り力が作用するので、ヒートシンクを容易に分離させることができる。第３の形態のクランプレバー治具５０も複数個使用して、接着層に平行な剪断力や回転方向の剪断力を印加することができる。

更に、第２、第３の形態の押し出しカム５８、５９も、第１の形態の押し出しアーム５７と同様にロッド５５に対して着脱可能に構成し、ヒートシンク３１０の端部からヒートスプレッダ４の端部までの距離に応じた最適の最小半径と最大半径の円板を用意できる。

以上、本出願を特にその好ましい実施の形態を参照して詳細に説明した。本出願の容易な理解のために、本出願の具体的な形態を以下に付記する。

（付記１） 基板上に実装された電子部品に、熱伝導性の接着層を介して取り付けられているヒートシンクを、前記電子部品から分離する方法であって、
前記ヒートシンク側から前記電子部品側に作用する押圧部材により、前記電子部品の横方向に前記ヒートシンクと前記電子部品を相対移動させる第１の工程と、
前記ヒートシンクと前記電子部品の相対移動により、前記接着層に剪断力を作用させて前記接着層の接着力を低下させる第２の工程とを備えることを特徴とするヒートシンクの分離方法。
（付記２） 付記１に記載のヒートシンクを電子部品から分離する方法に使用するヒートシンクであって、
前記電子部品の上に前記接着層を介して取り付けられる放熱板と、該放熱板上に突設された放熱フィンとを備え、
隣接する前記放熱フィンの間の放熱板の少なくとも１箇所に、前記放熱板の前記電子部品への取付面まで貫通するネジ孔が設けられており、
前記ネジ孔は、該ネジ孔の軸線に垂直な方向の断面を前記軸線方向に前記電子部品に投影した時に、前記断面の一部が前記電子部品に重なると共に、前記軸線の延長線が前記電子部品の上端部の外側に達するように開けられており、
前記押圧部材として、先端部が先細に形成されたネジを、前記ネジ孔に対して回転進入させると、前記先細部が前記電子部品の上端部に当接するように構成されていることを特徴とするヒートシンク。
（付記３） 付記１に記載のヒートシンクを電子部品から分離する方法に使用するヒートシンクであって、
前記電子部品の上に前記接着層を介して取り付けられる放熱板と、該放熱板上に突設された放熱フィンとを備え、
隣接する前記放熱フィンの間の放熱板の少なくとも１箇所に、前記放熱板の前記電子部品への取付面まで貫通する丸孔が設けられており、
前記丸孔は、該丸孔の軸線に垂直な方向の断面を前記軸線方向に前記電子部品に投影した時に、前記断面の一部が前記電子部品に重なると共に、前記軸線の延長線が前記電子部品の上端部の外側に達するように開けられており、
前記押圧部材として、先端部が先細に形成されると共に基部にネジが形成されたロッドを、前記ヒートシンクの上部に装着可能で、装着状態で前記丸孔に軸線が一致するネジ孔を備えた治具に挿入して、前記ロッドの先端部を前記丸孔に挿入し、前記基部を前記ネジ孔に螺着させ、前記ネジ孔に対して前記ロッドを回転進入させると、前記先細部が前記電子部品の上端部に当接するように構成されていることを特徴とするヒートシンク。
（付記４） 前記ネジ孔が前記放熱板の垂直方向に設けられていることを特徴とする付記２又は３に記載のヒートシンク。
（付記５） 前記ネジ孔が前記放熱板に対して斜め方向に設けられていることを特徴とする付記２又は３に記載のヒートシンク。

（付記６） 前記ネジ孔が前記電子部材の１つの辺方向に複数個設けられていることを特徴とする付記２から５の何れかに記載のヒートシンク。
（付記７） 前記ネジ孔が前記電子部材の対角線方向に複数個設けられていることを特徴とする付記２から５の何れかに記載のヒートシンク。
（付記８） 前記放熱板は、前記ネジ孔よりも内部側から外部側に向かって、その肉厚が次第に小さくなるように形成されていることを特徴とする付記２から７の何れかに記載のヒートシンク。
（付記９） 前記先細部が円錐形状になっていることを特徴とする付記２から８の何れかに記載のヒートシンク。
（付記１０） 前記先細部が半球状になっていることを特徴とする付記２から８の何れかに記載のヒートシンク。

（付記１１） 前記ネジ孔の前記電子部品側の開口部及び該開口部の周辺部に、前記開口部を塞ぐ柔軟な材料で構成された薄板部材が取り付けられていることを特徴とする付記１から１０の何れかに記載のヒートシンク。
（付記１２） 付記１に記載のヒートシンクを電子部品から分離する方法に使用するヒートシンクであって、
前記電子部品の上に前記接着層を介して取り付けられる放熱板と、該放熱板上に突設された放熱フィンとを備え、
前記放熱板の短手方向の幅は前記電子機器の幅よりも小さく形成されており、
前記放熱板の長手方向の側面であって、前記電子部品の端部の近傍の少なくとも１箇所に、軸穴が設けられており、
前記押圧部材として、前記軸穴に挿入される回転軸を備えたカムを、前記回転軸を前記軸穴に挿入して回転させると、前記カムが前記電子部品の側面に当接するように構成されていることを特徴とするヒートシンク。
（付記１４） 前記カムは、１８０°回転した時に前記電子部品の端面に当接する爪を備えた爪付きカムであることを特徴とする付記１３に記載のヒートシンク。
（付記１５） 前記回転軸にはその軸線方向に多角形の駆動穴が開けられており、前記カムは前記駆動穴に外部からレンチを差し込んで回転させられることを特徴とする付記１３又は１４に記載のヒートシンク。

（付記１６） 付記１に記載のヒートシンクを電子部品から分離する方法に使用するヒートシンクであって、
前記電子部品の上に前記接着層を介して取り付けられる放熱板と、該放熱板上に突設された放熱フィンとを備え、
前記押圧部材として、前記放熱板側に押出部、前記放熱フィン側に操作部が形成されたロッドを、前記ヒートシンクの上部に装着可能な治具に設けられた、軸線が垂直方向の軸孔に回転可能に取り付け、前記治具を前記ヒートシンクに装着状態で前記ロッドを前記操作部によって回転させると、前記押出部が前記電子部品の側面に当接するように構成されていることを特徴とするヒートシンク。
（付記１７） 前記押出部が、前記ロッドに垂直方向に設けられた所定長さを有するレバーであることを特徴とする付記１６に記載のヒートシンク。
（付記１８） 前記押出部が、前記ロッドに垂直方向に突設された板状部材から構成され、前記板状部材は前記ロッドに対して半径が次第に大きくなる円板の一部であることを特徴とする付記１６に記載のヒートシンク。
（付記１９） 前記板状部材は、前記半径が次第に大きくなるにつれて、前記板状部材の底面からの高さが高くなることを特徴とする付記１８に記載のヒートシンク。
（付記２０） 前記電子部品の上面部にヒートスプレッダが一体的に固着されており、前記ヒートシンクは前記ヒートスプレッダに前記接着層を介して取り付けられており、前記電子部品の上端部が前記ヒートスプレッダの上端部となっていることを特徴とする付記２から１９の何れかに記載のヒートシンク。

１ プリント基板
３ 電子部品
４ ヒートスプレッダ
５ 接着層
６ 全面樹脂モールドの電子部品
１０，１１０，２１０，３１０ ヒートシンク
１１ ベース板
１３ たて孔
１４，１６ ねじ孔
１５ 斜行孔
１７ 薄板部材
１８ テーパ部
１９ 軸穴
２０ イモネジ
２１ 先細部
３０ クランプ治具
３５ 押圧子（ロッド）
３６ 六角穴付ヘッド部
３８ 先細部
４０ カム型押圧子
４１ 回転軸
４２ カム部
４４ 押し出し部
５０ クランプレバー治具
５７ 押し出しアーム
５８ 押し出しカム
５９ 押し出しカム

Claims (5)

1. 基板上に実装された電子部品の上に、熱伝導性の接着層を介して取り付けられているヒートシンクを、前記電子部品に前記基板に対して垂直方向の引き剥がし力を印加することなく、前記電子部品から分離する方法であって、
   前記ヒートシンクの中を、前記ヒートシンク側から前記電子部品側に移動可能な押圧部材を使用し、前記押圧部材の前記電子部品側への移動により、前記電子部品に対して前記ヒートシンクを、前記接着層に平行な横方向に移動させる第１の工程と、
   前記ヒートシンクを前記電子部品に対して前記接着層に平行な横方向に移動させることにより、前記接着層に剪断力を作用させて前記接着層の接着力を低下させて前記ヒートシンクを前記電子部品から分離する第２の工程とを備えることを特徴とするヒートシンクの分離方法。
2. 請求項１に記載のヒートシンクを電子部品から分離する方法に使用するヒートシンクであって、
   前記電子部品の上に前記接着層を介して取り付けられる放熱板と、該放熱板上に突設された放熱フィンとを備え、
   隣接する前記放熱フィンの間の放熱板の少なくとも１箇所に、前記放熱板の前記電子部品への取付面まで貫通するネジ孔が設けられており、
   前記ネジ孔は、該ネジ孔の軸線に垂直な方向の断面を前記軸線方向に前記電子部品に投影した時に、前記断面の一部が前記電子部品に重なると共に、前記軸線の延長線が前記電子部品の上端部の外側に達するように開けられており、
   前記押圧部材として、先端部が先細に形成されたネジを、前記ネジ孔に対して回転進入させると、前記先細部が前記電子部品の上端部に当接するように構成されていることを特徴とするヒートシンク。
3. 請求項１に記載のヒートシンクを電子部品から分離する方法に使用するヒートシンクであって、
   前記電子部品の上に前記接着層を介して取り付けられる放熱板と、該放熱板上に突設された放熱フィンとを備え、
   隣接する前記放熱フィンの間の放熱板の少なくとも１箇所に、前記放熱板の前記電子部品への取付面まで貫通する丸孔が設けられており、
   前記丸孔は、該丸孔の軸線に垂直な方向の断面を前記軸線方向に前記電子部品に投影した時に、前記断面の一部が前記電子部品に重なると共に、前記軸線の延長線が前記電子部品の上端部の外側に達するように開けられており、
   前記押圧部材として、先端部が先細に形成されると共に基部にネジが形成されたロッドを、前記ヒートシンクの上部に装着可能で、装着状態で前記丸孔に軸線が一致するネジ孔を備えた治具に挿入して、前記ロッドの先端部を前記丸孔に挿入し、前記基部を前記ネジ孔に螺着させ、前記ネジ孔に対して前記ロッドを回転進入させると、前記先細部が前記電子部品の上端部に当接するように構成されていることを特徴とするヒートシンク。
4. 請求項１に記載のヒートシンクを電子部品から分離する方法に使用するヒートシンクであって、
   前記電子部品の上に前記接着層を介して取り付けられる放熱板と、該放熱板上に突設された放熱フィンとを備え、
   前記放熱板の短手方向の幅は前記電子機器の幅よりも小さく形成されており、
   前記放熱板の長手方向の側面であって、前記電子部品の端部の近傍の少なくとも１箇所に、軸穴が設けられており、
   前記押圧部材として、前記軸穴に挿入される回転軸を備えたカムを、前記回転軸を前記軸穴に挿入して回転させると、前記カムが前記電子部品の側面に当接するように構成されていることを特徴とするヒートシンク。
5. 請求項１に記載のヒートシンクを電子部品から分離する方法に使用するヒートシンクであって、
   前記電子部品の上に前記接着層を介して取り付けられる放熱板と、該放熱板上に突設された放熱フィンとを備え、
   前記押圧部材として、前記放熱板側に押出部、前記放熱フィン側に操作部が形成されたロッドを、前記ヒートシンクの上部に装着可能な治具に設けられた、軸線が垂直方向の軸孔に回転可能に取り付け、前記治具を前記ヒートシンクに装着状態で前記ロッドを前記操作部によって回転させると、前記押出部が前記電子部品の側面に当接するように構成されていることを特徴とするヒートシンク。

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