JPH07118512B2 - 電子部品ヒートシンク装置 - Google Patents

電子部品ヒートシンク装置

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JPH07118512B2
JPH07118512B2 JP6088953A JP8895394A JPH07118512B2 JP H07118512 B2 JPH07118512 B2 JP H07118512B2 JP 6088953 A JP6088953 A JP 6088953A JP 8895394 A JP8895394 A JP 8895394A JP H07118512 B2 JPH07118512 B2 JP H07118512B2
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H05K7/20436—Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing
    • H05K7/2049—Pressing means used to urge contact, e.g. springs

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線板がマウ
ントされ、熱を発生する電子部品のヒートシンクへのア
タッチメントに関する。特に、熱伝達タブを有するよう
な電子部品のヒートシンクハウジングへのスプリング型
の部品を用いたアタッチメントに関する。
【０００２】
【従来の技術】タブが付き、プリント配線板がマウント
され、熱を発生する電子部品を、ヒートシンクに取り付
ける一つの方法は、個々のデバイスを電子部品のタブに
ある孔にねじでそれぞれ独立に取り付け、該ヒートシン
クとデバイスタブとの間には電気的に絶縁され、熱伝導
性のフィルムを用いる。ナットはねじにかたく締めら
れ、フィルムを通じてデバイスからヒートシンクに伝達
される熱が最大になるよう、フィルムが充分圧縮される
圧縮力を付与することが必要になる。この技術には、ナ
ットに換えてヒートシンク内の貫通孔を用いる如き、多
くの変形例がある。このアタッチメントの汎用の方法に
おいて、問題が起きる。それは、ねじによって発生した
張力が絶縁ワッシャー又はグロメットの材料クリープに
よって低下したり、振動や熱サイクルの如きある種の条
件下で運転された場合に、ねじがはずれることである。
他の問題点は、アセンブリ中に多くの熱発生部材がある
場合、多くの部品を手作業で組み立てなければならず、
高容量製造業のためのそのようなアタッチメントの自動
製造が困難なことである。
【０００３】アタットメントねじの様々な使用に加え
て、スプリング材料を用いた新規なアタッチメント技術
が開発された。例えば、米国特許第４，９２２，６０１
号、同第４，８９１，７３５号、同第４，８７２，０８
９号、同第４，８４５，５９０号及び同第４，７０７，
７２６号の記載に見られる如く、これらアタッチメント
の多くは、複数のスプリングフィンガーを有するクリッ
プを用いている。これらの技術は様々な理由で困難性に
遭遇する。コンパクトなアセンブリを達成するには、ス
プリングは小変位で大きな力を発生しなければならず、
さらに、これは、該スプリングが個々のデバイスのため
に特別に製造されなければならず、硬いスプリングは適
切な力を生ずるためには極めて狭い変位幅となるばね定
数を有するので、デバイスが変更されるとこのスプリン
グは強すぎたり弱すぎたりすることになる。さらに、デ
バイス又はスプリングが組み立て中に損傷されないこと
を確実にするために、しばしば特別な道具が必要とな
る。歴史的には、電気的絶縁及び熱伝導パッド類は、効
果的な熱の伝導のためには、３００〜５００ｐｓｉ（２
１．１ｋｇｆ／ｃｍ2 〜３５．２ｋｇｆ／ｃｍ2 ）が必
要であり；しかしながら、このことで、スプリングがデ
バイスを損傷しないように、デバイスに掛かるスプリン
グの力を減少させるような物質をスプリングとデバイス
との間に配置することが要求される。ある構造では、ヒ
ートシンクはハウジングから離れていることが必要であ
り、他の構造では、手作業で組み立てを行うのに必要
な、新規で独特な部品が必要となる。
【０００４】このため、ヒートシンクアタッチメントに
スプリング変位の許容範囲を増加させるための低力スプ
リングの使用が可能となり、該低力スプリングの使用に
よって、取り付けられるヒートシンクの許容範囲と種類
とが豊富になり、スプリングの応力を減少させるための
中間的な物質が不要となることが望まれている。さらに
は、手作業の組み立てに必要な新規な部品を必要としな
い構造もまた望まれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の第一の目的
は、ヒートシンクとしても作用し、各種の電力発生電気
的デバイスと、ハウジングとの間の、アタッチメントを
提供するもので： ・必要な部品の数が最小化され、 ・手作業又は自動化された組み立てが容易であり、 ・最小のパッケージ容量が達成され、 ・寸法の許容範囲が広い部品が適用される、ことを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の上記のそして他
の目的は、低力、高変位、スプリングフィンガーを有す
る多要素スプリングを含む熱発生電気デバイスのための
熱的アタッチメントアセンブリによって達成され、該ス
プリングフィンガーは、調整可能であり、ねじによって
カバーに取りつけられており、電子部品に対して直接圧
力を適用するようになっている。また、該スプリングフ
ィンガーは、通常は、プリントワイヤー板（ＰＷＢ）の
少なくとも１つのエッジに対して垂直に配列されてい
る。とりわけ、アタッチメントアセンブリは、ヒートシ
ンクハウジングを備え、ヒートシンクハウジング中で
は、ヒートシンクハウジングの１壁面に対して配設され
た電気的に絶縁性で、熱伝導性のフィルムに電子部品が
圧着されている。ＰＷＢは、キャリアに嵌合され、その
双方は、電子デバイスがキャリアの空間内に位置される
ように、ハウジング内に配設される。キャリアは、傾斜
した表面を有し、カバーがハウジングに取り付けられた
場合、スプリングフィンガーが電子デバイスから離れる
ようにしている。それによって、スプリングフィンガー
が、キャリアの空間の間にある電子デバイスに正確に位
置されることが確実になる。
【０００７】リブは、キャリアの傾斜した部分上のスプ
リングフィンガー間の空隙に対応する点に位置決めさ
れ、キャリア上にあるスプリング／カバーアセンブリの
位置決めを手助けすることによって、手作業の組み立て
を容易にする。スプリングフィンガーの調整可能な位置
決めの能力は、例えば、ハウジング、フィルム、電子デ
バイス、カバー及びスプリングの如き、個々の部品にお
ける寸法の許容範囲を広げることになる。電子デバイス
は、ＰＷＢの単に片側に沿って位置決めされても、両側
に沿って位置決めされていてもよい。
【０００８】本発明のこれらの及びさらなる目的、特徴
及び利点は、以下の、本発明に関連する幾つかの実施例
と、それを表示する目的で記載された図を伴う詳細な記
述によって明確になるであろう。
【０００９】
【実施例】図１は、本発明に従ったアタッチメントの好
ましい実施例を示し、該アタッチメントは、ハウジング
１が、ＴＯ２２０の如き、少なくとも１つの電力発生電
子部品３のためのヒートシンクとして供され、電子部品
３は、本体部分３ａから熱伝導タブ３ｂと、導線３ｃが
延長されている。ホック７ａ、７ｂ間に嵌め込まれ、キ
ャリア７のホック７ａに掛けられるように、マウンティ
ングホール５が、熱伝導タブ３ｂに形成される。電子部
品３の各導線３ｃは、共にＳ字型とされており、これに
よって、電気的絶縁性で熱伝導性のフィルム９に対して
密着する部材３の本体部分３ａの動きに必要な力を最小
にし、さらに、この変位がなされた後の導線３ｃ内の応
力を最小にする。
【００１０】電気絶縁性で熱伝導性のフィルム９は、例
えば、ポリイミドフィルムが、窒化ホウ素を充填したシ
リコンの層の下層にあるように形成されており、それ
は、コメリックス社（Chomerics Inc.）がコ−サーモ１
６８０（CHO-THERM 1680）の商標で発売しており、マウ
ントされた部材から、高クランプ圧力を必要とせずに、
効率よく熱を伝導しうる。さらに、フィルム９は、前記
のコメリックス製品のように、好ましくは粘着性の裏面
であり、ハウジング１の壁面１ａに簡易にマウントしう
る。フィルム９はスロット状の切り欠き部を有して形成
されており、この切り欠き部はハウジング壁面１ａにキ
ャリア７のホック７ａ、７ｂを受けるように形成された
スロット様リセス１ｂに対応する。
【００１１】電子部品の本体部分３ａをフィルム９に対
して適用するために、多要素スプリング１１が配置され
る。この多要素スプリング１１は、図３に示すように、
複数のスプリングフィンガー１１ａを有し、それらは、
マウンティングストリップ１１ｂに接続している。ま
た、該多要素スプリング１１は、ハウジングカバー１４
にネジ１６及びバーナット１８を介して付属している。
複数のフィンガー１１ａ間の空隙は、そこで電子部品３
の熱伝導タブ３ｂがホック７ａ、７ｂ間に挟まれている
場所に一致している。これらのスプリングフィンガー１
１ａは、電子部品３の本体部分３ａとタブ部分３ｂの表
面積で割ったフィルム９上に必要とされる圧力（例え
ば、２０〜５０ｐｓｉ即ち、１．４〜３．５ｋｇｆ／ｃ
ｍ2 ）及び、電子部品３をハウジング１の壁面１ａに動
かすのに必要な力との合計の力を作用させるものであれ
ばよい。
【００１２】キャリア７は複数の垂直脚部７ｃを有し、
各電子部品３の本体部分３ａがホック７ａに掛けられた
ときに入り込めうるように、複数の空間を画定してい
る。脚部７ｃのうちあるものは、スナッププラグ７ｅが
突き出しているアーム７ｄを有している。スナッププラ
グ７ｅは、通常、キャリア７を、ＰＷＢ内に形成された
開口部に嵌め込むことによって、プリントワイヤー板
（ＰＷＢ、例えば、作動部材を有さないプリント配線
板）を正確な位置に取り付けるために用いられる。キャ
リア７は、また、傾斜した表面７ｆを有しており、カバ
ーがハウジングに取り付けられた際に、スプリングフィ
ンガー１１ａを右側に変位させる働きをする。これによ
り、スプリングフィンガー１１ａは、キャリア７の脚部
７ｃの間の空間で電子部品３上に正しく配置される。加
えて、リブ７ｇを、キャリアの傾斜した表面上であっ
て、複数のスプリングフィンガー１１ａの間の空間に対
応した位置に配置することができ、キャリア７へのスプ
リング／カバーアセンブリ（ハウジングカバー１４とこ
れに組み付けるスプリング１１によって形成される）の
位置決めを手助けすることによって組み立てを容易に
し、手作業で組み立てを行う場合には、覚知できるフィ
ードバックを与えうる。さらに、スプリングフィンガー
１１ａの下向きの力は傾斜した表面７ｆ、ホック７ａを
通ってリセス１ｂの底部１ｃに伝達され、キャリアがハ
ウジング１内に下りて、ＰＷＢに嵌め込まれた後にホッ
ク７ａは底部１ｃ上に納まり、組み立ての間の部材３の
導線３ｃへの応力が避けられる。
【００１３】多要素スプリング１１が発する力は、同じ
大きさで、且つ、方向が反対とされることによりつり合
わす。図２及び図３において、このつり合いは、多要素
スプリング１１を、カバーの反対側のそれぞれにそれら
のスプリングフィンガー１１ａが互いにバランスするよ
うに配置されることによって達成される。代わりに、図
４の実施例に示されるように、ハウジング１の片側の部
材上へ作用するように、一列のスプリングフィンガーの
みが用いられている場合は、当接部材２０が、必要なつ
り合い効果を与えるために利用される。当接部材２０
は、カバーが組み付けられた場合に、その側面がハウジ
ング１の内壁に接合するように、カバーに取り付けても
よく、また、カバーが組み付けられた場合に、カバーに
設けた凹部に嵌まり込むようにハウジング１の内壁に取
り付けてもよい。
【００１４】本発明者は、本発明に従って種々の実施例
を示し、記載したが、本発明はこれらに限定されるもの
ではなく、当業者が考えうる、種々の変更点や代案をも
含む。
【００１５】本発明は、ヒートシンクの使用なしでは充
分に消失しない大量の熱を発生する各種の電子部品がハ
ウジングへ収容される装置に広く適用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアタッチメントの好ましい実施例の部
分断面図。
【図２】図１に示されたタイプの、互いにバランスした
一組のアタッチメントデバイスの断面図。
【図３】図２に示されたアセンブリの分解組み立て図。
【図４】図１に示されたタイプの、単一アタッチメント
の応力が、このアタッチメントの反対側のハウジング表
面へ当接するカバー表面への手立てによってバランスさ
れたアセンブリを示す断面図。
【図５】図３に示された電子部品を支持するキャリアを
示す詳細図。
【符号の説明】
１ ハウジング １ａ 壁面 １ｂ リセス ３ 電子部材 ３ａ 本体部分 ３ｂ 熱伝導タブ ７ キャリア ７ａ、７ｂ ホック ７ｃ 脚部 ７ｄ アーム ７ｅ スナッププラグ ７ｆ 傾斜した表面 ７ｇ リブ １１ 多要素スプリング １１ａ スプリングフィンガー

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ヒートシンクする物質によって形成さ
    れ、プリント配線板及び、少なくとも１つのキャリア上
    に支持され、該プリント配線板に取り付けられた複数の
    熱発生電子部品を収容するハウジングと、ハウジングの
    開放端を閉じるためのカバーパネルと、該電子部品を非
    電導性で、熱交換関係にあるハウジングの壁表面に押圧
    するための複数のスプリングフィンガーを有する少なく
    とも１つのスプリング部材と、を備え；熱伝導性で電気
    絶縁性のフィルムが電子部品とハウジング内壁表面との
    間に配置され；前記少なくとも１つのスプリング部材が
    カバーパネルの内側へマウントされ；カバーがハウジン
    グ上へ配置されたときに、スプリングフィンガーが電子
    部品を押し下げないように、及び、カバーがハウジング
    の開放端を閉鎖する位置になったときに、スプリングフ
    ィンガーが電子部品の側部に自由状態で係合することが
    できるように、前記少なくとも１つのキャリアが、スプ
    リングフィンガーを変位させるための変位表面手段を有
    している；ことを特徴とする電子部品ヒートシンク装
    置。
  2. 【請求項２】 ハウジングを閉鎖するカバーが側部に
    係合されたとき、前記キャリア上に支持しうる異なるサ
    イズの全ての範囲の電子部品へ、前記スプリングフィン
    ガーが、２０〜５０ｐｓｉ（１．４〜３．５ｋｇｆ／ｃ
    ｍ2 ）の範囲の圧力を与えるように構成されていること
    を特徴とする請求項１記載の電子部品ヒートシンク装
    置。
  3. 【請求項３】 スプリング部材及び前記少なくとも１
    つのキャリア上にあるカバーの位置決めを容易にするた
    めのガイド手段としてのリブが、前記変位表面手段へス
    プリングフィンガー間の空間に対応するような位置で、
    形成されていることを特徴とする請求項１記載の電子部
    品ヒートシンク装置。
  4. 【請求項４】 前記変位表面手段がキャリアの棒型部
    分のハウジング内壁表面と異なる方向に面する側部に形
    成され、電子部品を支持するためのフック手段がキャリ
    アの棒型部分の反対側部に配置され、ハウジングの内壁
    表面のスリット型リセス内に係合されていることを特徴
    とする請求項１記載の電子部品ヒートシンク装置。
  5. 【請求項５】 前記少なくとも１つのキャリアがキャリ
    アの棒型部分から下方に延びる垂直脚を有し、前記フッ
    ク手段に掛けられた電子部品の本体部分がその中に受け
    られる空間を画定していることを特徴とする請求項４記
    載の電子部品ヒートシンク装置。
  6. 【請求項６】 前記垂直脚のいくつかには、スナップ
    プラグが突出する腕部を有し、該スナックプラグが配線
    板に形成された孔に嵌め込まれることを特徴とする請求
    項５記載の電子部品ヒートシンク装置。
  7. 【請求項７】 前記変位表面手段上のスプリングフィ
    ンガー間の空間に適合するような位置で、スプリング部
    材と前記少なくとも１つのキャリア上にあるカバーの位
    置決めをするためのガイド手段としてのリブが形成され
    ていることを特徴とする請求項６記載の電子部品ヒート
    シンク装置。
  8. 【請求項８】 一対のキャリアが、前記ハウジングの
    内壁表面に平行に連続して配列されていることを特徴と
    する請求項４記載の電子部品ヒートシンク装置。
  9. 【請求項９】 前記少なくとも１つのキャリアが前記
    ハウジングの内壁表面に平行に配列され、他の少なくと
    も１つのキャリアが前記ハウジングの反対側の内壁表面
    に平行に配列されており；複数のスプリングフィンガー
    を有する第２のスプリング部材がカバーパネルに取り付
    けられ、電子部品を非電導性で、熱交換関係にあるハウ
    ジングの反対側の内壁表面に押圧しており、これらのス
    プリング部材によって作用される力は互いにつり合いが
    とれていることを特徴とする請求項４記載の電子部品ヒ
    ートシンク装置。
  10. 【請求項１０】 前記少なくとも１つのキャリアが前
    記ハウジングの内壁表面のハウジングの片側のみに平行
    に配列されており；カバーパネルとハウジングの反対側
    の対向する内壁表面との間に、前記スプリング部材によ
    って発生した力をつり合わせるような当接手段が設置さ
    れていることを特徴とする請求項４記載の電子部品ヒー
    トシンク装置。
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