JPH11145657A - 電子部品放熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型電子機器に搭載される電子部品におい
て、基板・他の発熱部品からの熱流入を抑制し、部品の
温度上昇を低減する放熱構造を提供する。 【解決手段】 発熱電子部品を搭載した基板１の面上あ
るいは基板１面に近接して配置された電子部品の前記基
板面と前記電子部品との間に不透明な熱伝導性板状部材
６を配置し，前記熱伝導性板状部材６自体が放熱部を有
するか，または，前記熱伝導性板状部材６が別の伝熱部
材８と接触して前記基板１あるいは基板上発熱部品２か
らの熱を放熱部材７へ逃がし，前記基板１面上あるいは
基板１面に近接配置された前記電子部品の温度上昇を抑
制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は基板上あるいは、基
板面に近接して配置された電子部品の放熱装置、特に、
携帯用パソコンのＰＣカード、ハードディスクの放熱装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯用パソコンに見られるように消費電
力の増加、機器の小型化・実装密度の増加は機器筐体内
温度の急激な上昇を引き起こし、今や放熱を適切に行わ
ないと各電子部品の品質確保は困難な状況にある。特
に、筐体の小型化、実装の高密度化に伴い、例えば、携
帯用パソコンのＰＣカードやハードディスクは基板上あ
るいは基板面に近接して配置されるため、基板面上発熱
部品からの輻射熱や、他の発熱部品で生じた熱が基板内
銅箔層を伝わりＰＣカード、ハードディスクのコネクタ
部金属配線を介して進入し、パソコン組立時には各々の
デバイス単体の自己発熱による温度上昇よりも大きな温
度上昇を生じる。

【０００３】従って他の電子部品から受ける熱による温
度上昇は機器の小型化、実装密度の増加に伴い重要とな
り、各パソコンメーカでは放熱対策の構築に多大の労力
を要している。特に、ＰＣカードは発熱量がほとんど自
己発熱しないにもかかわらず、基板面に近接して配置さ
れるため、何ら放熱対策を施さないと基板あるいは発熱
部品からの熱流入により動作不良の原因となる。

【０００４】従来、こうした携帯用パソコンにおいては
主にファンを使って筐体内の熱を筐体外部に逃がす方法
が行われていたが、今や、携帯用パソコンの筐体小型
化、バッテリ長寿命化、騒音の観点からファンを使わな
い放熱対策が求められている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上に示したように、
ＰＣカードやハードディスクといった基板上あるいは基
板面に近接した電子部品は、基板内銅箔層を伝わりコネ
クタ部から進入する熱あるいは基板上の発熱部品からの
輻射熱により実質的には各電子部品単体での発熱量より
大きな発熱量を示し、各電子部品の耐熱限界を上回る温
度上昇を示す。

【０００６】本発明は上記の課題を解決するために携帯
用パソコンのような高密度実装を搭載した小型電子機器
において基板上あるいは基板に近接配置されたＰＣカー
ドやハードディスクといった電子部品への基板上発熱部
品からの熱流入を抑制し、上記電子部品の温度上昇を抑
制できる放熱装置を提供する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の電子部品放熱装置は、発熱部品を搭載した基
板面上あるいは基板面に近接して配置された電子部品の
基板面と電子部品との間に不透明な熱伝導性板状部材を
配置し、かつ、熱伝導性板状部材自体に放熱部をもたせ
るか、または、熱伝導性板状部材が別の放熱部材と接触
させることで、基板あるいは基板面上発熱部品からの輻
射熱を放熱部材へ逃がし、基板面上あるいは基板面に近
接配置された前記電子部品の温度上昇を抑制しているこ
とを特徴とする電子部品放熱装置である。

【０００８】また、前記放熱部材としては電子機器筐体
金属部を用いることで新たに放熱部材を設置することな
く機器の軽量化が図れる。

【０００９】また、前記熱伝導性板状部材を前記電子部
品に面接触させることで、輻射熱のみならずコネクタ部
から流入する熱、自己発生する熱全てを放熱部へ放熱さ
せることが可能となりるため、放熱効果が向上する。

【００１０】さらに、前記熱伝導性板状部材と前記放熱
部材は第３の伝熱部材で結合されていてもよい。

【００１１】また、一般的に熱伝導性部材、伝熱部材、
放熱部材にはアルミニウム板や銅板が用いられるが、特
開平８ー２３１８３号公報に示すようなアルミニウムや
銅材料よりも２〜５倍高い熱伝導率を有するグラファイ
ト製材料を用いることでアルミニウム板や銅板よりも高
い放熱性が得られる。

【００１２】また、電子部品、基板面との絶縁性確保の
ため前記熱伝導性板状部材または前記放熱部材または前
記伝熱部材表面に絶縁フィルム等で絶縁層を有すること
が好ましい。

【００１３】また、前記熱伝導性板状部材の基板面に対
向する面は光沢を有していることが好ましく、光沢面と
することで基板上発熱部品からの輻射熱の反射率を増加
でき、前記熱伝導性板状部材あるいは前記電子部品への
輻射熱の吸収を小さくし、温度上昇を抑制することがで
きる。

【００１４】さらに、前記放熱部材表面あるいは前記放
熱部表面が黒色を有していることが好ましく、黒色とす
ることで輻射熱の放射率を大きくでき、放熱部での放熱
特性が向上する。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、発熱部品を搭載した基板面に接触あるいは前記基板
面に近接して配置された電子部品と前記基板面との間に
不透明な熱伝導性板状部材を配置し、かつ、前記熱伝導
性板状部材自体は放熱部を有するか、または、前記熱伝
導性板状部材が別の放熱部材と接触させることで、前記
基板あるいは基板面上発熱部品から前記電子部品に伝達
する熱を放熱部材へ逃がし、前記基板面上あるいは基板
面に近接配置された前記電子部品の温度上昇を抑制して
いることを特徴とする電子部品放熱装置、としたもので
あり、かかる構造をとることで、放熱効率の良好な電子
部品を提供する事が出来る。

【００１６】

【実施例】以下本発明の実施例について携帯用パソコン
を例に挙げ、図面を参照しながら説明する。

【００１７】（実施例１）図１、２は携帯用パソコンの
ＰＣスロット部の断面図であり、図１はＰＣカード挿入
方向に平行な縦断面図、図２はＰＣカード挿入方向に垂
直な横断面図である。図１、２において１は基板、２は
基板上に搭載された発熱部品、４はコネクタ金属線、５
は樹脂製コネクタ、６は輻射熱を遮断する熱伝導性板状
部材、７は放熱板、８は熱伝導性板状部材部材６と放熱
部材７を熱的に結合する伝熱部材、１４はＰＣカード、
１５はＰＣカードの挿入着脱方向を示す矢印である。ま
た、図１、２においてＰＣカードは基板面上１〜２mm程
度はなして設置されており、熱伝導性板状部材がＰＣカ
ードと基板面上発熱部品との間に配置され、熱伝導板状
部材と放熱部材は伝熱部材を介して結合されている。

【００１８】本構成において、基板１上の発熱部品２に
より発した輻射熱の一部は熱伝導性板状部材６に吸収さ
れ、一部が反射されるため、ＰＣカード１４に直接輻射
熱が伝わることはない。しかも、熱伝導性板状部材６で
吸収された輻射熱は伝熱部材８を介して放熱部材７に放
熱されるため、部材６の温度上昇を抑制でき、部材６か
らＰＣカードへの輻射伝熱を小さくすることができる。
従って、本構成とすることで、基板上発熱部品からＰＣ
カード１４へ伝わる輻射熱を小さくでき、ＰＣカード１
４の温度上昇を抑制することができる。実際に、本構成
でＰＣカード１４の温度を５℃程度低減できることを実
験で確認した。

【００１９】一般的に熱伝導性部材、伝熱部材、放熱部
材はアルミニウム板や銅板が用いられるが、アルミニウ
ムや銅材の２〜５倍程度の熱伝導率を有するグラファイ
製シート材（例えば特開平８ー２３１８３号公報）とす
ることでアルミニウム板や銅板よりも高い放熱性と軽量
化が実現できる。

【００２０】また、熱伝導性板状部材６の基板面に対向
する面を光沢面とすることで熱伝導性板状部材６での輻
射熱の反射率を増加できるため、熱伝導性板状部材６あ
るいは電子部品での輻射熱の吸収を小さくすることがで
き、温度上昇抑制効果が高まる。

【００２１】さらに、放熱部材表面あるいは放熱部表面
を黒色とすることにより、熱放射率を大きくできるため
（≒１）、放熱特性が向上する。

【００２２】また、熱伝導性部材、伝熱部材、放熱部材
は各種電子部品との絶縁性を確保するために、表面に絶
縁フィルムを貼ったり絶縁塗料のコーティング等の処理
により表面に絶縁層を有することが望ましい。

【００２３】（実施例２）次に、図３に本発明の実施例
２を示す。

【００２４】図３は携帯用パソコンのＰＣスロット部の
断面図であり、ＰＣカード挿入方向に垂直な横断面図で
ある。図３において１は基板、２は基板上に搭載された
発熱部品、４はコネクタ金属線、５は樹脂製コネクタ、
６は輻射熱を遮断する熱伝導性板状部材、７は放熱板、
８は熱伝導性板状部材６と放熱板７を熱的に結合する伝
熱部材、１４はＰＣカード、１５はＰＣカードの挿入方
向を示す矢印であり、ＰＣカードは基板面上１〜２mm程
度はなして設置され、熱伝導性板状部材６がＰＣカード
と基板面との間に配置され、熱伝導性板状部材６と放熱
板７は伝熱部材８を介して結合されている。

【００２５】以上は図１、２と同じ構成であり、図３の
構成が図１、２と異なるのは熱伝導性板状部材６の一部
がＰＣカードに面接触している点である。ＰＣカードへ
進入する熱は前記の基板上発熱部品２からの輻射熱の他
に、基板内銅箔層を伝わりコネクタ金属線４から進入す
る熱が存在する。本構成のように、ＰＣカード表面に熱
伝導性板状部材６を接触させ、伝熱部材８を介して放熱
板７に放熱させることで発熱部品２からの輻射のみなら
ずコネクタから進入する熱、さらにはＰＣカード自体が
発する熱をも排除でき、ＰＣカードの温度上昇を小さく
できる。本構成とすることで、ＰＣカード温度を５〜１
０℃低減できることを実験で確認した。

【００２６】本実施例においても、実施例１と同様に、
熱伝導性部材、伝熱部材、放熱部材にアルミニウムや銅
材の２〜５倍程度の熱伝導率を有するグラファイ製シー
ト材（例えば特開平８ー２３１８３号公報）を用いるこ
とでアルミニウム板や銅板よりも高い放熱性と軽量化が
実現できる。

【００２７】また、熱伝導性板状部材６の基板面に対向
する面を光沢面とすることで熱伝導性板状部材６での輻
射熱の反射率を増加できるため、熱伝導性板状部材６あ
るいは電子部品での輻射熱の吸収を小さくすることがで
き、温度上昇抑制効果が高まる。

【００２８】さらに、放熱部材表面あるいは放熱部表面
を黒色とすることにより、熱放射率を大きくできるため
（≒１）、放熱特性が向上する。

【００２９】また、熱伝導性部材、伝熱部材、放熱部材
は各種電子部品との絶縁性を確保するために、表面に絶
縁フィルムを貼ったり絶縁塗料のコーティング等の処理
により表面に絶縁層を有することが望ましい。

【００３０】（実施例３）次に、図４、図５に本発明の
実施例３を示す。

【００３１】図４は携帯用パソコンにおいて基板上に設
置されたハードディスク部の断面図であり、図５はハー
ドディスク部の平面図である。

【００３２】図４、５において、１は基板、２は基板上
に搭載された発熱部品、３は基板内銅箔層、４はコネク
タ金属線、５は樹脂製コネクタ、６は輻射熱を遮断する
熱伝導性板状部材、７は放熱板、９はハードディスク、
１０はハードディスクのスピンドルモータ、１１はハー
ドディスクの磁気記録媒体、１２はハードディスク基
板、１３は熱移動を示す矢印である。さらに、熱伝導性
板状部材６はハードディスク基板１２の底面および基板
１の間に両面をそれぞれの基板面に接触して配置され、
さらに、放熱板７に結合している。

【００３３】ハードディスク９の温度上昇原因として
は、モータでの発熱、ハードディスク基板１２での発
熱、ハードディスク周辺の発熱部品２の熱の基板内銅箔
層３、コネクタ金属線４からの進入、基板１表面からの
伝熱があり、基板１上にハードディスク９を配置した場
合、ハードディスク９では上面よりも下面の方が３〜５
℃程度温度が高くなる。従って、本構成のようにハード
ディスク９の下面に熱伝導性板状部材を敷き放熱板７と
結合することで、矢印１３に示すように基板１およびハ
ードディスク基板１２およびハードディスクモータ１０
の熱は熱伝導性板状部材６に吸熱され、放熱板７から放
熱される。

【００３４】その結果、基板等の外部からの熱の進入を
抑制できるとともに、自己発生する熱を効果的に放熱で
き、ハードディスク９上面から放熱させるよりも温度低
減効果は大きい。

【００３５】実際に、本構成とすることでハードディス
ク温度を８℃（対策前６３℃、対策後５６℃）低減する
ことができた。

【００３６】本実施例においても、実施例１、２と同様
に、熱伝導性部材、放熱部材にアルミニウムや銅材の２
〜５倍程度の熱伝導率を有するグラファイ製シート材
（例えば特開平８ー２３１８３号公報）を用いることで
アルミニウム板や銅板よりも高い放熱性と軽量化が実現
できる。

【００３７】さらに、放熱部材表面あるいは放熱部表面
を黒色とすることにより、熱放射率を大きくできるため
（≒１）、放熱特性が向上する。

【００３８】また、熱伝導性部材、伝熱部材、放熱部材
は各種電子部品との絶縁性を確保するために、表面に絶
縁フィルムを貼ったり絶縁塗料のコーティング等の処理
により表面に絶縁層を有することが望ましい。

【００３９】

【発明の効果】以上のように本発明の電子部品放熱構造
では、発熱部品を搭載した基板に近接配置された電子部
品と基板面との間に不透明な熱伝導性板状部材を配置
し、さらに、放熱部により熱を逃がすことで、基板上発
熱部品から発する輻射熱による前記電子部品の加熱を抑
制することができる。

【００４０】また、前記放熱部材として電子機器筐体金
属部を用いることで新たに放熱部材を設置することなく
機器の軽量化が図れる。

【００４１】また、前記熱伝導性板状部材を前記電子部
品に面接触させることで直接電子部品の熱を放熱部へ放
熱させることが可能となり、放熱効果が向上する。

【００４２】さらに、前記熱伝導性板状部材と前記放熱
部材が第３の伝熱部材で結合されていてもよい。

【００４３】また、一般的に熱伝導性部材、伝熱部材、
放熱部材はアルミニウム板や銅板が用いられるが、前記
熱伝導性板状部材または前記放熱部材または前記伝熱部
材をグラファイ製シート材とすることでアルミニウム板
や銅板よりも高い放熱性と軽量化が実現できる。

【００４４】また、前記熱伝導性板状部材の基板面に対
向する面を光沢面とすることで熱伝導性板状部材での輻
射熱の反射率を増加できるため、前記熱伝導性板状部材
あるいは前記電子部品での輻射熱の吸収を小さくするこ
とができ、温度上昇抑制効果が高まる。

【００４５】さらに、前記放熱部材表面あるいは前記放
熱部表面を黒色とすることにより、放熱部表面での熱放
射率を大きくできるため（≒１）、放熱特性が向上す
る。

【００４６】なお、熱伝導性部材、伝熱部材、放熱部材
は各種電子部品との絶縁性を確保するために、表面に絶
縁フィルムを貼ったり絶縁塗料のコーティング等の処理
により表面に絶縁層を有することが望ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における電子部品放熱装置の
縦断面図

【図２】同横断面図

【図３】本発明の実施例２における電子部品放熱装置の
縦断面図

【図４】本発明の実施例３における電子部品放熱装置の
縦断面図

【図５】同平面図

【符号の説明】

１ 基板 ２ 基板上発熱部品 ３ 基板内銅箔層 ４ コネクタ部金属配線 ５ コネクタ ６ 熱伝導性板状部材 ７ 放熱部材 ８ 伝熱部材 ９ ハードディスク １０ ハードディスクのスピンドルモータ １１ ハードディスク磁気媒体 １２ ハードディスク基板 １３ 熱流れ方向を示す矢印 １４ ＰＣカード １５ ＰＣカード挿入方向を示す矢印

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発熱部品を搭載した基板面に接触あるいは
   前記基板面に近接して配置された電子部品と前記基板面
   との間に不透明な熱伝導性板状部材を配置し、かつ、前
   記熱伝導性板状部材自体は放熱部を有するか、または、
   前記熱伝導性板状部材が別の放熱部材と接触させること
   で、前記基板あるいは基板面上発熱部品から前記電子部
   品に伝達する熱を放熱部材へ逃がし、前記基板面上ある
   いは基板面に近接配置された前記電子部品の温度上昇を
   抑制していることを特徴とする電子部品放熱装置。
2. 【請求項２】前記放熱部材が金属製電子機器筐体あるい
   は筐体外表面に露出した金属部材であることを特徴とす
   る請求項１記載の電子部品放熱装置。
3. 【請求項３】前記熱伝導性板状部材が前記電子部品と面
   接触していることを特徴とする請求項１，２記載の電子
   部品放熱装置。
4. 【請求項４】前記熱伝導性板状部材と前記放熱部材が第
   ３の伝熱部材で結合されていることを特徴とする請求項
   １，２，３記載の電子部品放熱装置。
5. 【請求項５】前記熱伝導性板状部材または前記放熱部材
   または前記伝熱部材がグラファイト製材料からなること
   を特徴とする請求項１，２，３，４記載の電子部品放熱
   装置。
6. 【請求項６】前記熱伝導性板状部材または前記放熱部材
   または前記伝熱部材表面に絶縁層を有することを特徴と
   する請求項１，２，３，４，５記載の放熱装置。
7. 【請求項７】前記熱伝導性板状部材の基板面に対向する
   面が光沢を有していることを特徴とする請求項１，２，
   ３，４，５，６記載の電子部品放熱装置。
8. 【請求項８】前記放熱部材表面あるいは前記放熱部表面
   が黒色を有していることを特徴とする請求項１，２，
   ３，４，５，６，７記載の電子部品放熱装置。