▶ ホアウェイ・テクノロジーズ・カンパニー・リミテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-12-19
(54)【発明の名称】電子デバイス
(51)【国際特許分類】
H01L 23/36 20060101AFI20231212BHJP
H01L 23/427 20060101ALI20231212BHJP
H05K 7/20 20060101ALI20231212BHJP
【ＦＩ】
H01L23/36 Z
H01L23/46 B
H01L23/36 D
H05K7/20 B
H05K7/20 E
H05K7/20 F
H05K7/20 R
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023535973
(86)(22)【出願日】2021-11-05
(85)【翻訳文提出日】2023-07-18
(86)【国際出願番号】 CN2021129084
(87)【国際公開番号】W WO2022127432
(87)【国際公開日】2022-06-23
(31)【優先権主張番号】202011478901.3
(32)【優先日】2020-12-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】504161984
【氏名又は名称】ホアウェイ・テクノロジーズ・カンパニー・リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ペン、ヤオフェン
【テーマコード（参考）】
5E322
5F136
【Ｆターム（参考）】
5E322AA01
5E322AA03
5E322AB01
5E322AB04
5E322DB10
5E322DB12
5E322EA10
5E322EA11
5E322FA04
5F136BA04
5F136BB14
5F136BB16
5F136BC01
5F136BC04
5F136BC06
5F136CC14
5F136CC24
5F136DA27
5F136EA13
5F136FA02
5F136FA03
5F136FA53
(57)【要約】
本願は、電子デバイスを開示し、放熱技術の分野に関する。電子デバイスは、放熱ハウジング（１）、回路基板（２）、チップ（３）、熱界面材料層（４）、熱伝導部材（５）、および弾性部材（６）を含む。回路基板（２）、チップ（３）、熱伝導部材（５）、および弾性部材（６）は、放熱ハウジング（１）で形成されたチャンバ（１０１）の中に位置している。チップ（３）は、回路基板（２）の表面上に位置している。熱伝導部材（５）は、チップ（３）の表面上に位置している。熱伝達特性を有する弾性部材（６）は、熱伝導部材（５）および第１ハウジング壁（１１）の間で圧縮されて、チップ（３）および熱伝導部材（５）の間のギャップを低減する。このギャップは、熱界面材料層（４）で充填されている。ギャップに充填された薄い熱界面材料層（４）は、チップ（３）および熱伝導部材（５）の間の熱伝達を加速させることができるので、熱伝導部材（５）は吸収した熱を放熱ハウジング（１）へと迅速に伝達して、放熱効果を高められるようになる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電子デバイスであって、前記電子デバイスが放熱ハウジング、回路基板、チップ、熱界面材料層、熱伝導部材、および弾性部材を備え、前記回路基板、前記チップ、前記熱界面材料層、前記熱伝導部材、および前記弾性部材が全て、前記放熱ハウジングで形成されたチャンバの中に位置しており、前記チップが前記回路基板の表面上に位置しており、前記熱伝導部材が前記チップの、前記回路基板から離れた表面上に位置しており；
前記弾性部材が、前記熱伝導部材の、前記チップから離れた表面、および前記放熱ハウジングの第１ハウジング壁の内面の間で圧縮されて、前記チップおよび前記熱伝導部材の間のギャップを低減し、前記ギャップが前記熱界面材料層で充填されており、前記弾性部材が熱伝達特性を有し、前記第１ハウジング壁が、前記放熱ハウジングの、前記チップと対向する位置にあるハウジング壁である、電子デバイス。
【請求項2】
前記弾性部材がスプリングおよびヒートパイプを有し、前記スプリングが前記熱伝導部材および前記第１ハウジング壁の間で圧縮されて、前記チップおよび前記熱伝導部材の間の前記ギャップを低減し；
前記ヒートパイプが前記熱伝導部材および前記第１ハウジング壁の間に接続されて、前記熱伝導部材により前記チップから吸収された熱を前記放熱ハウジングへと伝達し；
前記ヒートパイプが弾力性を有し、前記ヒートパイプが、前記熱伝導部材の、前記チップから離れた前記表面、および前記放熱ハウジングの前記第１ハウジング壁の前記内面の間で圧縮されている、請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項3】
前記ヒートパイプが第１パイプ部分、第２パイプ部分、および第３パイプ部分を含み、前記第１パイプ部分が、前記熱伝導部材の、前記チップから離れた前記表面に取り付けられており、前記第３パイプ部分が前記第１ハウジング壁の前記内面に取り付けられており、前記第２パイプ部分が前記第１パイプ部分および前記第３パイプ部分の間に斜めに接続されている、請求項２に記載の電子デバイス。
【請求項4】
前記弾性部材が、折り曲げられた熱伝導シートであり、且つ前記熱伝導部材の、前記チップから離れた前記表面、および前記第１ハウジング壁の前記内面の間で圧縮されて配置されており、前記弾性部材が折り曲げ特性によって弾力を提供し、熱伝導特性によって熱を伝達する、請求項１から３のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項5】
前記回路基板が前記放熱ハウジングのハウジング壁に固定されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項6】
電子デバイスであって、前記電子デバイスが放熱ハウジング、回路基板、チップ、熱伝導部材、および弾性部材を備え、前記回路基板、前記チップ、前記熱伝導部材、および前記弾性部材が全て、前記放熱ハウジングで形成されたチャンバの中に位置しており、前記チップが前記回路基板の表面上に位置しており、前記熱伝導部材が前記チップの、前記回路基板から離れた表面上に位置しており；
前記弾性部材が、前記熱伝導部材の、前記チップから離れた表面、および前記放熱ハウジングの第１ハウジング壁の内面の間で圧縮されて、前記チップおよび前記熱伝導部材の間のギャップを低減し、前記弾性部材が熱伝達特性を有し、前記第１ハウジング壁が、前記放熱ハウジングの、前記チップと対向する位置にあるハウジング壁である、電子デバイス。
【請求項7】
前記電子デバイスがさらに熱界面材料層を備え；前記熱界面材料層が、前記チップおよび前記熱伝導部材の間の前記ギャップに充填されている、請求項６に記載の電子デバイス。
【請求項8】
電子デバイスであって、前記電子デバイスが放熱ハウジング、回路基板、チップ、熱界面材料層、弾性部材、および放熱装置を備え、前記回路基板、前記チップ、および前記熱界面材料層が全て、前記放熱ハウジングで形成されたチャンバの中に位置しており、前記チップが前記回路基板の表面上に位置しており；
前記放熱ハウジングの第１ハウジング壁が、前記熱界面材料層に対応する位置に開口部を有し、前記第１ハウジング壁が、前記放熱ハウジングの、前記チップと対向する位置にあるハウジング壁であり；
前記放熱装置が放熱ベースおよび装着プレートを有し、前記装着プレートが前記放熱ベースの側壁の外面上に位置しており；
前記放熱ベースが前記開口部に合致しており、前記放熱ベースが前記開口部に着脱可能に配置されており、前記放熱ベースが、前記チップの、前記回路基板から離れた表面上に位置しており、前記装着プレートが前記第１ハウジング壁の外面上に位置しており；
前記弾性部材が、前記装着プレートの、前記第１ハウジング壁から離れた表面上に位置しており、前記弾性部材および前記装着プレートが両方とも、留め具を用いて前記第１ハウジング壁に固定されており；
前記弾性部材が前記留め具および前記装着プレートの間で圧縮されて、前記チップおよび前記放熱ベースの間のギャップを低減し、前記ギャップが前記熱界面材料層で充填されている、電子デバイス。
【請求項9】
前記放熱ベースの、前記チップに近い表面上にベイパーチャンバが配置されている、請求項８に記載の電子デバイス。
【請求項10】
前記放熱装置がさらに放熱フィンを有し、前記放熱フィンが、前記放熱ベースの、前記チップから離れた表面上に位置している、請求項８または９に記載の電子デバイス。
【請求項11】
前記装着プレートの、前記放熱ベースの前記側壁から離れた端部が、前記放熱ハウジングのハウジング放熱フィンと接触している、請求項８から１０のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項12】
前記放熱ベースの前記側壁、および前記開口部の内壁の間に封止材が配置されている、請求項８から１１のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項13】
前記回路基板が前記放熱ハウジングのハウジング壁に固定されている、請求項８から１２のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項14】
電子デバイスであって、前記電子デバイスが放熱ハウジング、回路基板、チップ、弾性部材、および放熱装置を備え、前記回路基板および前記チップが両方とも、前記放熱ハウジングで形成されたチャンバの中に位置しており、前記チップが前記回路基板の表面上に位置しており；
前記放熱ハウジングの第１ハウジング壁が、前記チップに対応する位置に開口部を有し、前記第１ハウジング壁が、前記放熱ハウジングの、前記チップと対向する位置にあるハウジング壁であり；
前記放熱装置が放熱ベースおよび装着プレートを有し、前記装着プレートが前記放熱ベースの側壁の外面上に位置しており；
前記放熱ベースが前記開口部に合致しており、前記放熱ベースが前記開口部に着脱可能に配置されており、前記放熱ベースが、前記チップの、前記回路基板から離れた表面上に位置しており、前記装着プレートが前記第１ハウジング壁の外面上に位置しており；
前記弾性部材が、前記装着プレートの、前記第１ハウジング壁から離れた表面上に位置しており、前記弾性部材および前記装着プレートが両方とも、留め具を用いて前記第１ハウジング壁に固定されており；
前記弾性部材が前記留め具および前記装着プレートの間で圧縮されて、前記チップおよび前記放熱ベースの間のギャップを低減する、電子デバイス。
【請求項15】
前記電子デバイスがさらに熱界面材料層を備え；前記熱界面材料層が、前記チップおよび前記放熱ベースの間の前記ギャップに充填されている、請求項１４に記載の電子デバイス。
【請求項16】
電子デバイスであって、前記電子デバイスが放熱ハウジング、回路基板、チップ、熱界面材料層、および弾性部材を備え、前記回路基板、前記チップ、前記熱界面材料層、および前記弾性部材が全て、前記放熱ハウジングで形成されたチャンバの中に位置しており、前記チップが前記回路基板の表面上に位置しており；
前記弾性部材が、前記回路基板、および前記放熱ハウジングの第２ハウジング壁の間で圧縮されて、前記チップ、および前記放熱ハウジングの第１ハウジング壁の間のギャップを低減し、前記ギャップが前記熱界面材料層で充填されており、前記第１ハウジング壁が、前記放熱ハウジングの、前記チップと対向する位置にあるハウジング壁であり、前記第２ハウジング壁が前記第１ハウジング壁と対向する位置にある、電子デバイス。
【請求項17】
前記回路基板が第１サブボードおよび第２サブボードを有し、前記第１サブボードおよび前記第２サブボードが電気的に接続されており；前記チップが前記第１サブボードの表面上に位置しており、前記弾性部材が前記第１サブボードおよび前記第２ハウジング壁の間で圧縮されており；
前記第２サブボードが前記放熱ハウジングのハウジング壁に固定されており、前記電子デバイスのインタフェースコンポーネントが前記第２サブボードの表面上に位置している、請求項１６に記載の電子デバイス。
【請求項18】
電子デバイスであって、前記電子デバイスが放熱ハウジング、回路基板、チップ、および弾性部材を備え、前記回路基板、前記チップ、および前記弾性部材が全て、前記放熱ハウジングで形成されたチャンバの中に位置しており、前記チップが前記回路基板の表面上に位置しており；
前記弾性部材が、前記回路基板、および前記放熱ハウジングの第２ハウジング壁の間で圧縮されて、前記チップ、および前記放熱ハウジングの第１ハウジング壁の間のギャップを低減し、前記第１ハウジング壁が、前記放熱ハウジングの、前記チップと対向する位置にあるハウジング壁であり、前記第２ハウジング壁が前記第１ハウジング壁と対向する位置にある、電子デバイス。
【請求項19】
前記電子デバイスがさらに熱界面材料層を備え；前記熱界面材料層が、前記チップおよび前記第１ハウジング壁の間の前記ギャップに充填されている、請求項１８に記載の電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、２０２０年１２月１５日出願の「ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＤＥＶＩＣＥ（電子デバイス）」と題する中国特許出願第２０２０１１４７８９０１．３号に基づく優先権を主張し、当該中国特許出願はその全体が参照により本明細書に組み込まれている。
【0002】
本願は放熱技術の分野に関し、具体的には電子デバイスの放熱アーキテクチャに関する。
【背景技術】
【0003】
自動運転車の車載機器のような電子デバイスには、チップおよび放熱ハウジングが構造的に含まれ得る。チップは放熱ハウジングの中に配置されている。放熱ハウジングはチップを封止して、防塵および防水効果を実現し、チップの熱を放散するように構成されている。
【0004】
チップは加工時に大きな許容差を有し、放熱ハウジングのハウジング壁およびベースがそれぞれ放熱ハウジングの加工時に厚さ許容差を有するので、通常、チップおよび放熱ハウジングのハウジング壁の間のギャップが大きく、このギャップを厚い熱界面材料層（例えば、通常は約１ミリメートルの厚さを有する熱界面材料層）で充填する必要がある。熱界面材料層は、チップおよび放熱ハウジングのハウジング壁の間の大きなギャップを排除し、空気によって生じる熱抵抗を減らし、熱伝達効果を改善し、チップの放熱を加速させることができる。
【0005】
チップおよび放熱ハウジングの間に充填される厚い熱界面材料層はギャップを排除でき、空気によって生じる熱抵抗を減らすが、厚い熱界面材料層自体が大きい熱抵抗を有するので、熱伝達の改善効果は不十分になる。したがって、電子デバイスの放熱効果は依然として不十分である。
【発明の概要】
【0006】
本願では、電子デバイスを提供して、関連技術の問題を克服する。この技術的解決手段は、以下の通りである。
【0007】
１つの態様によれば、電子デバイスが提供される。電子デバイスは、放熱ハウジング、回路基板、チップ、熱伝導部材、および弾性部材を含む。回路基板、チップ、熱伝導部材、および弾性部材は全て、放熱ハウジングで形成されたチャンバの中に位置している。チップは、回路基板の表面上に位置している。熱伝導部材は、チップの、回路基板から離れた表面上に位置している。弾性部材は、熱伝導部材の、チップから離れた表面、および放熱ハウジングの第１ハウジング壁の内面の間で圧縮されて、チップおよび熱伝導部材の間のギャップを低減する。弾性部材は熱伝達特性を有する。第１ハウジング壁は、放熱ハウジングの、チップと対向する位置にあるハウジング壁である。
【0008】
一例において、弾性部材は熱伝導部材および第１ハウジング壁の間で圧縮されているので、チップおよび熱伝導部材の間のギャップの大部分を排除できるようになり、チップおよび熱伝導部材は互いに対してよりぴったり合わさることができる。チップおよび熱伝導部材の間の密着度について、互いがよりぴったりと合わさると、それに応じてチップおよび熱伝導部材の間の熱伝達が速くなるので、熱伝導部材はチップの熱を迅速に吸収し、熱伝達特性を有する弾性部材を用いて、吸収した熱を放熱ハウジングへと伝達し、電子デバイスの放熱効果をさらに改善できるようになる。
【0009】
可能な一実装例において、電子デバイスはさらに熱界面材料層を含む。熱界面材料層は、チップおよび熱伝導部材の間のギャップに充填されている。
【0010】
一例において、弾性部材は熱伝導部材および第１ハウジング壁の間で圧縮されているので、チップおよび熱伝導部材の間のギャップの大部分を排除できるようになり、チップおよび熱伝導部材の間に充填された熱界面材料層の厚さを低減できる。熱界面材料層の厚さが低減すると、熱界面材料層の熱抵抗も減少する。熱界面材料層の熱抵抗が減少すると、チップから熱界面材料層、熱伝導部材への熱伝達を速くすることができるので、熱伝導部材はチップの熱を迅速に吸収し、吸収した熱を熱界面材料層、熱伝達特性を有する弾性部材、および放熱ハウジングへと順に伝達して、電子デバイスの放熱効果をさらに改善できるようになる。
【0011】
可能な一実装例において、弾性部材はスプリングおよびヒートパイプを含む。スプリングは熱伝導部材および第１ハウジング壁の間で圧縮されて、チップおよび熱伝導部材の間のギャップを低減する。ヒートパイプは、熱伝導部材および第１ハウジング壁の間に接続されて、熱伝導部材によってチップから吸収された熱を放熱ハウジングへと伝達する。ヒートパイプは弾力性を有する。ヒートパイプは、熱伝導部材の、チップから離れた表面、および放熱ハウジングの第１ハウジング壁の内面の間で圧縮されている。
【0012】
一例では、スプリングの弾性力によって、チップおよび熱伝導部材の間のギャップの大部分が排除され、チップおよび熱伝導部材の間の熱伝達を速くすることができる。熱伝導部材および放熱ハウジング１の間の熱伝達が、ヒートパイプの熱伝導性によって速くなり得る。チップで発生した熱を熱伝導部材へと迅速に伝達でき、熱伝導部材で吸収された熱を、ヒートパイプを用いて放熱ハウジングへと迅速に伝達し、放熱ハウジングを用いて外側へ放散して、チップの熱を放散する効果を高められることが分かる。
【0013】
可能な一実装例において、ヒートパイプは、第１パイプ部分、第２パイプ部分、および第３パイプ部分を含む。第１パイプ部分は、熱伝導部材の、チップから離れた表面に取り付けられている。第３パイプ部分は、第１ハウジング壁の内面に取り付けられている。第２パイプ部分は、第１パイプ部分および第３パイプ部分の間に斜めに接続されている。
【0014】
一例において、第２パイプ部分が第１パイプ部分および第３パイプ部分に対して傾斜しており、且つヒートパイプが金属製で延性を有するので、第１パイプ部分および第２パイプ部分の間の接続部を弾性変形可能にすることができ、且つ第２パイプ部分および第３パイプ部分の間の接続部を弾性変形可能にすることができ、スプリングの伸縮動作との干渉を起こすことなくヒートパイプの弾力性を実現する。
【0015】
可能な一実装例において、弾性部材は折り曲げられた熱伝導シートであり、熱伝導部材の、チップから離れた表面、および第１ハウジング壁の内面の間で圧縮されて、そこに配置されている。弾性部材は、折り曲げ特性によって弾力性を提供し、熱伝導特性によって熱を伝達する。
【0016】
一例において、弾性部材は折り曲げられたシートであり、折り曲げられた構造が伸縮自在の弾力性を有する。弾性部材が熱伝導シートであり、熱伝達特性を有するので、弾性部材は、熱伝導部材および第１ハウジング壁の間で圧縮が可能であり、熱伝導部材および第１ハウジング壁の間で熱を伝達できる。
【0017】
可能な一実装例において、回路基板は放熱ハウジングのハウジング壁に固定されている。
【0018】
一例において、回路基板はチャンバの中に固定されており、弾性部材の圧縮弾性力に対して支持力を提供できる。回路基板は、放熱ハウジングの任意のハウジング壁に固定されてよく、例えば、第１ハウジング壁にも、または第２ハウジング壁にも固定されてよい。
【0019】
別の態様によれば、電子デバイスが提供される。電子デバイスは、放熱ハウジング、回路基板、チップ、熱界面材料層、熱伝導部材、および弾性部材を含む。回路基板、チップ、熱界面材料層、熱伝導部材、および弾性部材は全て、放熱ハウジングで形成されたチャンバの中に位置している。チップは、回路基板の表面上に位置している。熱伝導部材は、チップの、回路基板から離れた表面上に位置している。弾性部材は、チップから離れた、熱伝導部材の表面、および放熱ハウジングの第１ハウジング壁の内面の間で圧縮されて、チップおよび熱伝導部材の間のギャップを低減する。このギャップは、熱界面材料層で充填されている。弾性部材は熱伝達特性を有する。第１ハウジング壁は、放熱ハウジングの、チップと対向する位置にあるハウジング壁である。
【0020】
一例において、弾性部材は熱伝導部材および第１ハウジング壁の間で圧縮されているので、チップおよび熱伝導部材の間のギャップの大部分を排除できるようになり、チップおよび熱伝導部材の間に充填された熱界面材料層の厚さを低減できる。熱界面材料層の厚さが低減すると、熱界面材料層の熱抵抗も減少する。熱界面材料層の熱抵抗が減少すると、チップから熱界面材料層、熱伝導部材への熱伝達を速くすることができるので、熱伝導部材はチップの熱を迅速に吸収し、吸収した熱を熱界面材料層、熱伝達特性を有する弾性部材、および放熱ハウジングへと順に伝達して、電子デバイスの放熱効果をさらに改善できるようになる。
【0021】
別の態様によれば、電子デバイスが提供される。電子デバイスは、放熱ハウジング、回路基板、チップ、弾性部材、および放熱装置を含む。回路基板およびチップは両方とも、放熱ハウジングで形成されたチャンバの中に位置している。チップは、回路基板の表面上に位置している。放熱ハウジングの第１ハウジング壁には、チップに対応する位置に開口部がある。第１ハウジング壁は、放熱ハウジングの、チップと対向する位置にあるハウジング壁である。放熱装置は、放熱ベースおよび装着プレートを含む。装着プレートは、放熱ベースの側壁の外面上に位置している。放熱ベースは開口部に合致し、放熱ベースは開口部に着脱可能に配置されており、放熱ベースは、チップの、回路基板から離れた表面上に位置している。装着プレートは、第１ハウジング壁の外面上に位置している。弾性部材は、装着プレートの、第１ハウジング壁から離れた表面上に位置している。弾性部材および装着プレートは両方とも、留め具を用いて第１ハウジング壁に固定されている。弾性部材は、留め具および装着プレートの間で圧縮されて、チップおよび放熱ベースの間のギャップを低減する。
【0022】
一例において、弾性部材が留め具の上部および装着プレートの間で圧縮されているので、チップおよび放熱ベースの間のギャップの大部分を排除できるようになり、チップおよび放熱ベースは互いに対してよりぴったり合わさることができる。チップおよび放熱ベースが互いに対してよりぴったり合わさると、それに応じて、チップおよび放熱ベースの間の熱伝達が速くなるので、放熱ベースはチップの熱を迅速に吸収してチップの熱を放散し、電子デバイスの放熱効果をさらに改善できるようになる。
【0023】
さらに、チップの熱を放散する経路に関しては、装着プレートの底部が第１ハウジング壁の外面に密着しているので、放熱装置および放熱ハウジングは熱的に接続されており、これにより、放熱ベースによってチップから吸収された熱も放熱ハウジングへと伝達されて、放熱ハウジングによってチップの熱を放散できるようになる。チップで発生した熱の一部分が放熱装置によって放散され、熱のその他の部分が放熱装置によって放熱ハウジングへと伝達され、放熱ハウジングによって放散されることが分かる。
【0024】
可能な一実装例において、電子デバイスはさらに熱界面材料層を含む。熱界面材料層は、チップおよび放熱ベースの間のギャップに充填されている。弾性部材は、ギャップに充填される熱界面材料層の厚さも低減できる。
【0025】
一例において、熱界面材料層が電子デバイスのチップおよび放熱ベースの間に充填されているが、装着プレートの外面上に配置された圧縮状態の弾性部材が放熱ベースに押圧力を加えるので、チップおよび放熱ベースの間のギャップの大部分は排除されている。この場合、ギャップに充填する必要があるのは、薄い熱界面材料層だけである。例えば、充填する熱界面材料層の厚さは、わずか０．０５ミリメートル～０．０７ミリメートル、またはさらに小さい。
【0026】
さらに、チップおよび放熱ベースの間に充填された薄い熱界面材料層が圧縮変形特性を有し、且つ弾性部材が放熱ベースに押圧力を加えるので、熱界面材料層の厚さをさらに圧縮でき、これにより、熱界面材料層はさらに薄くなる。例えば、シリカゲル製で厚さが０．０７ミリメートルの熱界面材料層が選択されて、チップおよび放熱ベースの間に充填される。熱界面材料層は、弾性部材の押圧作用を受けて、０．０２ミリメートルの厚さの分だけ再度圧縮される。この場合、チップおよび放熱ベースの間に最終的に充填される熱界面材料層の厚さは、０．０５ミリメートルになる。
【0027】
圧縮状態の弾性部材は、チップおよび放熱ベースの間のギャップの大部分を排除でき、チップおよび放熱ベースの間に充填される熱界面材料層の厚さを著しく低減できることが分かる。熱界面材料層の厚さが低減すると、熱界面材料層の熱抵抗も減少する。熱界面材料層の熱抵抗が減少すると、熱界面材料層の熱伝導性が改善され、電子デバイスの放熱効果をさらに改善できる。
【0028】
可能な一実装例では、放熱ベースの、チップに近い表面上に、ベイパーチャンバが配置されている。
【0029】
一例において、ベイパーチャンバはさらに、チップおよび放熱装置の間の熱伝達を速くして、チップの熱を放散する効果を高められる。
【0030】
可能な一実装例において、放熱装置はさらに放熱フィンを含み、放熱フィンは、放熱ベースの、チップから離れた表面上に位置している。
【0031】
一例において、放熱フィンは、放熱ベースの全体の放熱面積を増やして、チップの放熱を加速させることができる。
【0032】
可能な一実装例において、装着プレートは、放熱ベースの側壁に隣接した放熱フィンの根元に位置している。
【0033】
一例において、放熱フィンを放熱ベースの上部の外面上に取り付ける解決手段では、放熱ベースの側壁の外面上の装着プレートは、放熱フィンの根元に固定されてよい。もちろん、装着プレートは代替的に、放熱ベースの側壁の、放熱ベースの上部に近い外面上に位置してもよい。本実施形態では、装着プレートの具体的な取り付け位置について限定しないが、放熱ベースの底部が開口部に位置し得ること、且つ装着プレートを第１ハウジング壁の外面上に装着できることが前提である。
【0034】
可能な一実装例において、装着プレートの、放熱ベースの側壁から離れた端部が、放熱ハウジングのハウジング放熱フィンと接触している。
【0035】
一例において、装着プレートの底部が第１ハウジング壁と接触しており、且つ装着プレートの端部がハウジング放熱フィンと接触しているので、装着プレートおよび放熱ハウジングの間の接触面積が増加し、放熱装置および放熱ハウジングの間の熱伝達を速くして、チップの熱を放散する効果を高められるようになる。
【0036】
可能な一実装例において、放熱ベースの側壁、および開口部の内壁の間には、封止材が配置されている。
【0037】
一例において、放熱ハウジングの開口部に放熱ベースを取り付ける場合、放熱ベースの側壁、および開口部の内壁の間に封止材が位置しているので、塵および水などが、放熱ベースの外壁、および開口部の内壁の間のギャップを通ってチャンバに入り込むのを防止できるようになる。
【0038】
可能な一実装例において、回路基板は放熱ハウジングのハウジング壁に固定されている。
【0039】
一例において、回路基板はチャンバの中に固定されており、弾性部材の圧縮弾性力に対して支持力を提供できる。回路基板は、放熱ハウジングの任意のハウジング壁に固定されてよく、例えば、第１ハウジング壁にも、または第２ハウジング壁にも固定されてよい。
【0040】
別の態様によれば、電子デバイスが提供される。電子デバイスは、放熱ハウジング、回路基板、チップ、熱界面材料層、弾性部材、および放熱装置を含む。回路基板、チップ、および熱界面材料層は全て、放熱ハウジングで形成されたチャンバの中に位置している。チップは、回路基板の表面上に位置している。放熱ハウジングの第１ハウジング壁には、熱界面材料層に対応する位置に開口部がある。第１ハウジング壁は、放熱ハウジングの、チップと対向する位置にあるハウジング壁である。放熱装置は、放熱ベースおよび装着プレートを含む。装着プレートは、放熱ベースの側壁の外面上に位置している。放熱ベースは開口部に合致し、放熱ベースは開口部に着脱可能に配置されており、放熱ベースは、チップの、回路基板から離れた表面上に位置している。装着プレートは、第１ハウジング壁の外面上に位置している。弾性部材は、装着プレートの、第１ハウジング壁から離れた表面上に位置している。弾性部材および装着プレートは両方とも、留め具を用いて第１ハウジング壁に固定されている。弾性部材は、留め具および装着プレートの間で圧縮されて、チップおよび放熱ベースの間のギャップを低減し、ギャップに充填される熱界面材料層の厚さを低減する。
【0041】
一例において、圧縮状態の弾性部材は、チップおよび放熱ベースの間のギャップの大部分を排除でき、チップおよび放熱ベースの間に充填される熱界面材料層の厚さを著しく低減できる。熱界面材料層の厚さが低減すると、熱界面材料層の熱抵抗も減少する。熱界面材料層の熱抵抗が減少すると、熱界面材料層の熱伝導性が改善され、電子デバイスの放熱効果をさらに改善できる。
【0042】
別の態様によれば、電子デバイスが提供される。電子デバイスは、放熱ハウジング、回路基板、チップ、および弾性部材を含む。回路基板、チップ、および弾性部材は全て、放熱ハウジングで形成されたチャンバの中に位置している。チップは、回路基板の表面上に位置している。弾性部材は、回路基板、および放熱ハウジングの第２ハウジング壁の間で圧縮されて、チップ、および放熱ハウジングの第１ハウジング壁の間のギャップを低減する。第１ハウジング壁は、放熱ハウジングの、チップと対向する位置にあるハウジング壁である。第２ハウジング壁は、第１ハウジング壁と対向する位置にある。
【0043】
一例において、弾性部材により回路基板に加えられる弾力によって、チップおよび第１ハウジング壁の間のギャップを低減して、チップおよび第１ハウジング壁を互いに対してよりぴったり合わせることができる。チップおよび第１ハウジング壁が互いに対してよりぴったり合わさると、それに応じて、チップおよび第１ハウジング壁の間の熱伝達が速くなるので、放熱ハウジングはチップの熱を迅速に吸収してチップ３の熱を放散し、電子デバイスの放熱効果をさらに改善できるようになる。
【0044】
可能な一実装例において、電子デバイスはさらに熱界面材料層を含む。熱界面材料層は、チップおよび第１ハウジング壁の間のギャップに充填されている。弾性部材は、ギャップに充填される熱界面材料層の厚さも低減できる。
【0045】
一例において、熱界面材料層が電子デバイスのチップおよび第１ハウジング壁の間に充填されているが、回路基板および第２ハウジング壁に配置された圧縮状態の弾性部材がチップに向かう弾性力を回路基板に加えるので、チップおよび第１ハウジング壁の間のギャップの大部分が排除されている。この場合、ギャップに充填する必要があるのは、薄い熱界面材料層だけである。例えば、充填する熱界面材料層の厚さは、わずか０．０５ミリメートル～０．０７ミリメートル、またはさらに小さい。
【0046】
回路基板および第２ハウジング壁の間に取り付けられている圧縮状態の弾性部材は、チップおよび第１ハウジング壁の間のギャップの大部分を排除でき、チップおよび第１ハウジング壁の間に充填される熱界面材料層の厚さを著しく低減できることが分かる。熱界面材料層の厚さが低減すると、熱界面材料層の熱抵抗も減少する。熱界面材料層の熱抵抗が減少すると、熱界面材料層の熱伝導性が改善され、電子デバイスの放熱効果をさらに改善できる。
【0047】
可能な一実装例において、回路基板は第１サブボードおよび第２サブボードを含む。第１サブボードおよび第２サブボードは電気的に接続されている。チップは、第１サブボードの表面上に位置している。弾性部材は、第１サブボードおよび第２ハウジング壁の間で圧縮されている。第２サブボードは、放熱ハウジングのハウジング壁に固定されている。電子デバイスのインタフェースコンポーネントが、第２サブボードの表面上に位置している。
【0048】
一例において、弾性部材により第１サブボードに加えられる弾性力に起因して、チップおよび第１ハウジング壁の間のギャップの大部分が排除され、チップおよび第１ハウジング壁の間の熱伝達を速くすることができる。チップおよび第１ハウジング壁の間に熱界面材料層を充填する場合でも、充填する熱界面材料層の厚さは小さく、例えば、０．０５ミリメートル～０．０７ミリメートルの範囲内であり、熱界面材料層の熱抵抗は小さい。これを考慮すると、チップおよび第１ハウジング壁の間の熱伝達がさらに速くなり、チップの熱を放散する効果を高められる。
【0049】
インタフェースコンポーネントについては、インタフェースコンポーネントが第２サブボードの表面上に位置しており、弾性部材と共に振動する必要がないので、インタフェースコンポーネント、およびインタフェースコンポーネントを取り付ける際に通る装着ポートの間にギャップを確保する必要がない。このように、インタフェースコンポーネントおよび装着ポートの間の封止性能を保証して、防塵および防水効果を実現できる。
【0050】
別の態様によれば、電子デバイスが提供される。電子デバイスは、放熱ハウジング、回路基板、チップ、熱界面材料層、および弾性部材を含む。回路基板、チップ、熱界面材料層、および弾性部材は全て、放熱ハウジングで形成されたチャンバの中に位置している。チップは、回路基板の表面上に位置している。弾性部材は、回路基板、および放熱ハウジングの第２ハウジング壁の間で圧縮されて、チップ、および放熱ハウジングの第１ハウジング壁の間のギャップを低減する。このギャップは、熱界面材料層で充填されている。第１ハウジング壁は、放熱ハウジングの、チップと対向する位置にあるハウジング壁である。第２ハウジング壁は、第１ハウジング壁と対向する位置にある。
【0051】
回路基板および第２ハウジング壁の間に取り付けられている圧縮状態の弾性部材は、チップおよび第１ハウジング壁の間のギャップの大部分を排除でき、チップおよび第１ハウジング壁の間に充填される熱界面材料層の厚さを著しく低減できることが分かる。熱界面材料層の厚さが低減すると、熱界面材料層の熱抵抗も減少する。熱界面材料層の熱抵抗が減少すると、熱界面材料層の熱伝導性が改善され、電子デバイスの放熱効果をさらに改善できる。
【図面の簡単な説明】
【0052】
【図1】弾性部材が本願による放熱ハウジングの中に位置している構造の概略図である。
【0053】
【図2】本願による電子デバイスの構造の概略図である。
【0054】
【図3】本願による電子デバイスの構造の概略図である。
【0055】
【図4】本願による電子デバイスの構造の概略図である。
【0056】
【図5】本願による電子デバイスのヒートパイプの構造に関する概略図である。
【0057】
【図6】本願による電子デバイスの構造の概略図である。
【0058】
【図7】本願による電子デバイスの構造の概略図である。
【0059】
【図8】本願による電子デバイスの構造の概略図である。
【0060】
【図9】本願による電子デバイスの構造の概略図である。
【0061】
【図10】本願による電子デバイスの構造の概略図である。
【0062】
【図11】本願による電子デバイスの構造の概略図である。
【0063】
【図12】本願による電子デバイスの構造の概略図である。
【0064】
【図13】本願による電子デバイスの構造の概略図である。
【0065】
【図14】本願による電子デバイスの構造の概略図である。
【0066】
【図15】本願による電子デバイスの構造の概略図である。
【0067】
［参照番号］
１．放熱ハウジング；１０１．チャンバ；１１．第１ハウジング壁；１２．開口部；１３．第２ハウジング壁；１４．上部カバー；１５．底部；１６．ハウジング放熱フィン；２．回路基板；２１．第１サブボード；２２．第２サブボード；３．チップ；４．熱界面材料層；５．熱伝導部材；６．弾性部材；６１．スプリング；６２．ヒートパイプ；６２１．第１パイプ部分；６２２．第２パイプ部分；６２３．第３パイプ部分；７．放熱装置；７１．放熱ベース；７２．装着プレート；７３．ベイパーチャンバ；７４．放熱フィン；８．留め具；９．封止材；１０．インタフェースコンポーネント。
１．放熱ハウジング；１０１．チャンバ；１１．第１ハウジング壁；１２．開口部；１３．第２ハウジング壁；１４．上部カバー；１５．底部；１６．ハウジング放熱フィン；２．回路基板；２１．第１サブボード；２２．第２サブボード；３．チップ；４．熱界面材料層；５．熱伝導部材；６．弾性部材；６１．スプリング；６２．ヒートパイプ；６２１．第１パイプ部分；６２２．第２パイプ部分；６２３．第３パイプ部分；７．放熱装置；７１．放熱ベース；７２．装着プレート；７３．ベイパーチャンバ；７４．放熱フィン；８．留め具；９．封止材；１０．インタフェースコンポーネント。
【発明を実施するための形態】
【0068】
本願の一実施形態が、電子デバイスを提供する。電子デバイスは、コンピュータ分野のデバイス、または車両分野のデバイスなどであってもよい。本実施形態では、電子デバイスが関連する具体的な分野を限定しない。電子デバイスは、熱をチップから放散する必要があり且つ防塵および防水の放熱ハウジングをさらに提供する必要がある任意の分野に適用されてよい。例えば、電子デバイスは、屋外で用いられる車載モジュールであってよい。
【0069】
本実施形態では、電子デバイスの放熱ハウジングの防塵および防水レベルがＩＰ５４またはそれより高い。防塵の観点から、放熱ハウジングは異物が電子デバイスに入り込むのを完全に防止できる。塵が入るのを全く防ぐわけではないが、電子デバイスの正常動作を損なうのに足る量の塵は入り込むことができない。防水の観点から、放熱ハウジングは、あらゆる方向から跳ねかかる水が電子デバイスに侵入して損傷を引き起こすのを防止できる。
【0070】
図１に示すように、電子デバイスの放熱ハウジング１には複数のハウジング壁が含まれており、この複数のハウジング壁は囲われてチャンバ１０１になり得る。例えば、放熱ハウジング１は六面体の箱体であり、６つのハウジング壁を含み、６つのハウジング壁は囲われてチャンバ１０１になり得る。電子デバイスのコンポーネントが放熱ハウジング１の中に位置してよい。放熱ハウジング１は、ＩＰ５４またはそれより高い防塵および防水レベルがあり、放熱ハウジング１の中のコンポーネントの放熱、防水、および防塵などで役割を果たすことができるので、放熱ハウジング１は、塵および水がチャンバ１０１に入り込んで電子デバイスのコンポーネントの正常動作に影響を及ぼすのを効果的に防止できる。
【0071】
まだ図１を参照されたい。放熱ハウジング１は、上部カバー１４および底部１５を含んでよい。上部カバー１４は底部１５を覆って、チャンバ１０１を有する放熱ハウジング１を形成する。
【0072】
例えば、図１に示すように、放熱ハウジング１の上部カバー１４は、底のないハウジング状の構造体であってよく、底部１５はカバーのないハウジング状の構造体であってよい。上部カバー１４および底部１５の大きさは合致している。例えば、上部カバー１４の長さおよび幅はそれぞれ、底部１５の長さおよび幅に合致するので、上部カバー１４は底部１５を覆って、チャンバを有するハウジングを形成するようになる。
【0073】
別の例では、放熱ハウジング１の上部カバー１４は代替的にプレート状の構造体であってもよく、底部１５はカバーのないハウジング状の構造体であってよく、上部カバー１４は底部１５を覆って放熱ハウジング１を形成する。あるいは、放熱ハウジング１の上部カバー１４は底のないハウジング状の構造体で底部がなく、底部１５はプレート状の構造体であり、上部カバー１４は底部１５を覆って放熱ハウジング１を形成する。本実施形態では、放熱ハウジング１の具体的な形成方式を限定しないが、放熱ハウジング１が、電子デバイスのコンポーネントを収容するように構成されたチャンバを有し、且つ優れた封止性能を有することが前提である。
【0074】
放熱ハウジング１はさらに放熱機能を有するので、放熱ハウジング１は、金属（例えば、金属アルミニウム、アルミニウム合金、金属銅、または銅合金）からダイキャストされてよい。
【0075】
放熱ハウジング１の全体の放熱面積を増やすために、図１に示すように、ハウジング放熱フィン１６が放熱ハウジング１の外面上に配置されてよい。例えば、ハウジング放熱フィン１６は上部カバー１４の外面上に配置されている。別の例では、ハウジング放熱フィン１６は、上部カバー１４の外面上および底部１５の外面上の両方に配置されている。本実施形態では、これについて限定しない。当業者であれば、実際の状況に基づいて、放熱ハウジング１の外面上におけるハウジング放熱フィン１６の具体的な位置をフレキシブルに選択するであろう。
【0076】
一例において、放熱ハウジング１はダイキャスト方式で加工される。それに対応して、ハウジング放熱フィン１６もダイキャスト方式で加工されてよい。ハウジング放熱フィン１６は代替的に、溶接方式で加工されてもよい。放熱フィンが溶接方式で加工されることにより、ハウジング放熱フィン１６は放熱ハウジング１の外面上に密集して分布するようになる。ハウジング放熱フィン１６が密集しているほど、放熱ハウジング１の全体の放熱面積が大きくなり、チップ３の熱を放散する効果が良くなることを示す。当業者であれば、実際の状況に基づいて、放熱ハウジング１の外面上におけるハウジング放熱フィン１６の具体的な加工方式をフレキシブルに選択するであろう。本実施形態では、これについて限定しない。
【0077】
放熱ハウジング１の中に電子デバイスのコンポーネントを取り付けしやすくするために、それに対応して、放熱ハウジング１の上部カバー１４および底部１５は着脱可能に取り付けられている。例えば、上部カバー１４のハウジング壁および底部１５のハウジング壁が、ネジなどを用いて組み立てられる。本実施形態では、上部カバー１４および底部１５の取り付け方式について限定しない。当業者であれば、実際の状況に基づいて、取り付け方式をフレキシブルに選択するであろう。
【0078】
本実施形態における電子デバイスはさらに、回路基板２およびチップ３を含む。回路基板２は、放熱ハウジング１の中に位置している。例えば、回路基板２は、上部カバー１４のハウジング壁の内面上に取り付けられてもよく、または回路基板２は、底部１５のハウジング壁の内面上に取り付けられてもよい。次いでチップ３および電子デバイスの他のコンポーネントは、回路基板２上に取り付けられる。最終的に、上部カバー１４は底部１５上に取り付けられる。
【0079】
説明しやすくするために、チップ３と対向するハウジング壁が第１ハウジング壁１１と呼ばれることがある。言い換えれば、チップ３の、回路基板２から離れた表面と対向するハウジング壁が、第１ハウジング壁１１と呼ばれる。回路基板２と対向するハウジング壁が第２ハウジング壁１３と呼ばれる。言い換えれば、回路基板２の、チップ３から離れた表面と対向するハウジング壁が、第２ハウジング壁１３と呼ばれる。第１ハウジング壁１１および第２ハウジング壁１３の位置が向かい合っている。図１に示すように、第１ハウジング壁１１は上部カバー１４の上部壁であってよく、第２ハウジング壁１３は底部１５の底部壁であってよい。
【0080】
一例において、チップ３は、回路基板２上のフラットケーブルを用いて、電子デバイスの別のコンポーネントに電気的に接続されてよい。それに対応して、チップ３は回路基板２上に位置している。例えば、チップ３は、回路基板２の表面上にスズではんだ付けされる。例えば、回路基板２の上部（ｔｏｐ）表面または底部（ｂｏｔｔｏｍ）表面にチップ指定位置があり、このチップ指定位置にチップ３がスズではんだ付けされてよい。チップ３が作動すると、熱が発生する。放熱ハウジング１は、チップ３の熱を放散することができる。それに対応して、チップ３の熱は、放熱ハウジング１のハウジング壁に伝達されてよく、放熱ハウジング１のハウジング壁を通じて放散される。熱を放散する具体的な経路については、電子デバイスの構造に関する以下の説明で詳細に説明する。
【0081】
ある応用シナリオにおいて、電子デバイスは複数のチップ３を含んでよい。本実施形態のチップ３は、回路基板２の表面上にある任意のチップでもよく、または回路基板２の表面上にあるメインチップであってもよい。メインチップとは、その消費電力が全消費電力の５０％を占めるチップである。
【0082】
本実施形態で提供される複数の電子デバイスの具体的な構造を、以下で詳細に説明する。
【0083】
【0084】
図２は、電子デバイスの分解組立構造の概略図である。電子デバイスは、放熱ハウジング１、回路基板２、およびチップ３を含むだけでなく、熱伝導部材５および弾性部材６も含む。図３は、組み立てられた電子デバイスの構造の概略図である。熱伝導部材５は、チップ３の、回路基板２から離れた表面上に位置している。弾性部材６は、熱伝導部材５、および放熱ハウジング１の第１ハウジング壁１１の間で圧縮されている。弾性部材６には、圧縮弾性だけでなく、熱伝達特性もある。このように、チップ３で発生した熱を熱伝導部材５へと伝達し、熱伝導部材５により弾性部材６へと伝達し、次いで弾性部材６により第１ハウジング壁１１へと伝達して、第１ハウジング壁１１により熱を外側へ放散できる。
【0085】
図２に示すように、回路基板２は放熱ハウジング１のチャンバ１０１の中に固定されてよい。例えば図２に示すように、回路基板２は、ネジを用いて放熱ハウジング１の底部１５に固定されている。回路基板２は代替的に、ネジを用いて放熱ハウジング１の上部カバー１４に固定されてもよい。本実施形態では、放熱ハウジング１のチャンバ１０１における回路基板２の取り付け位置および取り付け方式を限定しないが、チャンバ１０１の中に回路基板２をしっかりと固定できることが前提である。
【0086】
回路基板２はチャンバ１０１の中に固定されており、弾性部材６の圧縮弾性力に対して支持力を提供できる。
【0087】
図３に示すように、熱伝導部材５は、チップ３の、回路基板２から離れた表面上に位置しており、熱伝導部材５はチップ３の熱を吸収し、吸収した熱を放熱ハウジング１に伝達するように構成されている。熱伝導部材５は、形状および大きさがそれぞれチップ３に合致する。例えば、熱伝導部材５はプレート状の構造体であり、熱伝導部材５の大きさはチップ３の大きさに等しい、または熱伝導部材５の面積がチップ３の面積よりわずかに大きい。熱伝導部材５は、チップ３の表面を覆って、チップ３の各位置で熱を吸収する。熱伝導部材５は、銅プレートまたはベイパーチャンバなどであってもよい。本実施形態では、熱伝導部材の材料を限定しないが、熱伝導部材５がチップ３の熱を迅速に吸収できることが前提である。
【0088】
チップ３および熱伝導部材５の間のギャップを低減して、熱伝導部材５およびチップ３の間の接触面積を増やし、熱伝導部材５によるチップ３の熱吸収を加速させるために、それに対応して、図３に示すように、弾性部材６は、熱伝導部材５、および放熱ハウジング１の第１ハウジング壁１１の間で圧縮されている。第１ハウジング壁１１は、放熱ハウジング１の、熱伝導部材５と対向する位置にあるハウジング壁である。弾性部材６は熱伝導部材５および第１ハウジング壁１１の間で圧縮されているので、チップ３および熱伝導部材５は互いに圧縮されて、チップ３および熱伝導部材５の間のギャップを低減する、または排除することさえできるようになる。チップ３および熱伝導部材５が互いに対してよりぴったり合わさることは、チップ３および熱伝導部材５の間の熱伝達効果が良くなることを示す。
【0089】
弾性部材６は、弾力だけでなく熱伝達特性も有し、熱伝導部材５および第１ハウジング壁１１の間で圧縮されている。これにより、チップ３および熱伝導部材５の間のギャップが低減し、熱伝導部材５によってチップ３から吸収された熱が放熱ハウジング１へと伝達し、その熱が放熱ハウジング１によって外側へ放散され得る。弾性部材６の具体的な構造については、以下で詳細に説明する。
【0090】
第１ハウジング壁１１および熱伝導部材５の間で圧縮された弾性部材６は、熱伝導部材５の表面にチップ３を押圧して、チップ３および熱伝導部材５が互いに対してよりぴったり合わさるようにし、チップ３、熱伝導部材５、および放熱ハウジング１の間の熱伝達を速くし、電子デバイスの放熱効果を改善できることが分かる。
【0091】
チップ３および熱伝導部材５の間のギャップをさらに低減するために、それに対応して、図４に示すように、チップ３および熱伝導部材５の間に熱界面材料層４がさらに充填されている。熱界面材料層４はフレキシブル材料であり、且つ特定の熱伝導性を有する。例えば、熱界面材料層４は、シリカゲル、シリコーングリース、またはゲルなどであってもよい。本実施形態では、熱界面材料層４の具体的な材料を限定しないが、熱界面材料層４はギャップを低減して熱伝導効果を実現できることが前提である。
【0092】
電子デバイスのチップ３および熱伝導部材５の間に熱界面材料層４が充填されているが、熱伝導部材５および第１ハウジング壁１１の間で圧縮された弾性部材６が熱伝導部材５に押圧力を加えるので、チップ３および熱伝導部材５の間のギャップの大部分が排除されている。この場合、ギャップに充填する必要があるのは、薄い熱界面材料層４だけである。例えば、充填する熱界面材料層４の厚さは、わずか０．０５ミリメートル～０．０７ミリメートル、またはさらに小さい。
【0093】
さらに、チップ３および熱伝導部材５の間に充填された薄い熱界面材料層４が圧縮変形特性を有し、且つ弾性部材６が熱伝導部材５に押圧力を加えるので、熱界面材料層４の厚さをさらに低減でき、これにより、熱界面材料層４はさらに薄くなる。例えば、シリカゲル製で厚さが０．０７ミリメートルの熱界面材料層４が選択されて、チップ３および熱伝導部材５の間に充填される。熱界面材料層４は、弾性部材６の押圧作用を受けて、０．０２ミリメートルの厚さの分だけ再度圧縮される。この場合、チップ３および熱伝導部材５の間に最終的に充填される熱界面材料層４の厚さは、０．０５ミリメートルになる。
【0094】
熱伝導部材５および第１ハウジング壁１１の間で圧縮されている弾性部材６は、チップ３および熱伝導部材５の間のギャップの大部分を排除でき、チップ３および熱伝導部材５の間に充填される熱界面材料層４の厚さを著しく低減できることが分かる。熱界面材料層４の厚さが低減すると、熱界面材料層４の熱抵抗も減少する。熱界面材料層４の熱抵抗が減少すると、熱界面材料層４の熱伝導性が改善され、電子デバイスの放熱効果をさらに改善できる。
【0095】
例えば、熱伝導部材５および第１ハウジング壁１１の間で弾性部材６が圧縮されない場合、厚さが１ミリメートル～１．５ミリメートルの熱界面材料層４をチップ３および熱伝導部材５の間に配置する必要がある。熱伝導部材５および第１ハウジング壁１１の間で弾性部材６が圧縮されている場合、厚さがわずか０．０５ミリメートル～０．０７ミリメートルの熱界面材料層４をチップ３および熱伝導部材５の間に配置する必要がある。前者の場合における熱界面材料層４の厚さは、後者の場合における熱界面材料層４の厚さより著しく大きいことが分かる。この場合、前者の場合における熱界面材料層４の熱抵抗も、後者の場合における熱界面材料層４の熱抵抗より大きい。さらに、後者の場合における熱界面材料層４の熱伝達性能が、前者の場合における熱界面材料層４の熱伝達性能より高い。
【0096】
上述したように、電子デバイスの放熱経路は以下のようになる。チップ３で熱が発生する。チップ３の表面上に位置している熱伝導部材５が熱を吸収し、その熱を弾性部材６へと伝達する。弾性部材６は次に、熱を放熱ハウジング１へと伝達し、最終的に放熱ハウジング１が熱を外側へ放散する。
【0097】
弾性部材６はチップ３の表面に熱伝導部材５を押圧する機能だけでなく、熱伝達機能を有する必要もあることが分かる。以下では、熱伝達特性を有する複数の弾性部材６を説明する。
【0098】
弾性部材６の可能な構造については、以下の通りであってよい。図２に示すように、弾性部材６はスプリング６１およびヒートパイプ６２を含む。図４に示すように、スプリング６１は熱伝導部材５および第１ハウジング壁１１の間で圧縮されて、チップ３および熱伝導部材５の間のギャップを低減する。ヒートパイプ６２は、熱伝導部材５および第１ハウジング壁１１の間に接続されて、熱伝導部材５によってチップ３から吸収された熱を放熱ハウジング１へと伝達する。さらに、ヒートパイプ６２は弾力性を有し、熱伝導部材５および第１ハウジング壁１１の間で圧縮されている。
【0099】
ヒートパイプ６２は、冷却剤（放熱液とも呼ばれることがある）を内部に充填した銅パイプである。
【0100】
ヒートパイプ６２はさらに弾力性を有し、これも熱伝導部材５および第１ハウジング壁１１の間で圧縮されているので、ヒートパイプ６２はスプリング６１と共に伸縮動作を行うことができるようになる。このように、スプリング６１がチップ３に向かう弾性力を熱伝導部材５に加える場合、ヒートパイプ６２は反対方向の作用力を熱伝導部材５に加えないので、熱伝導部材５およびチップ３の間のギャップの低減が影響を受けないようになる。
【0101】
ヒートパイプ６２の弾力性を実現するために、それに対応して、図５に示すように、ヒートパイプ６２は３つの部分、すなわち、第１パイプ部分６２１、第２パイプ部分６２２、および第３パイプ部分６２３を含んでよい。第１パイプ部分６２１は、熱伝導部材５の、チップ３から離れた表面に取り付けられている。第３パイプ部分６２３は、第１ハウジング壁１１の内面に取り付けられている。第２パイプ部分６２２は、第１パイプ部分６２１および第３パイプ部分６２３の間に斜めに接続されている。
【0102】
例えば、第１パイプ部分６２１のパイプ壁の外面が、熱伝導部材５の、チップ３から離れた表面に溶接されてよく、第３パイプ部分６２３のパイプ壁の外面が、放熱ハウジング１の第１ハウジング壁１１の内面に溶接されてよい。第２パイプ部分６２２は、熱伝導部材５および第１ハウジング壁１１の間に斜めに配置されて、スプリング６１の伸縮動作との干渉をすることなく、ヒートパイプ６２の弾力性を実現する。
【0103】
第２パイプ部分６２２は、第１パイプ部分６２１および第３パイプ部分６２３の間に斜めに接続されている。例えば、図５に示すように、第２パイプ部分６２２は第１パイプ部分６２１に対して右に傾斜している。別の例では、第２パイプ部分６２２は第１パイプ部分６２１に対して左にも傾斜してよい。本実施形態では、第２パイプ部分６２２が第１パイプ部分６２１に対して右または左のいずれに傾斜するのかを限定しない。本実施形態では、第１パイプ部分６２１に対する第２パイプ部分６２２の傾斜角度を限定しない。当業者であれば、実際の状況に基づいて、傾斜の角度をフレキシブルに選択するであろう。
【0104】
第２パイプ部分６２２が第１パイプ部分６２１および第３パイプ部分６２３に対して傾斜しており、且つヒートパイプ６２が金属製で延性を有するので、第１パイプ部分６２１および第２パイプ部分６２２の間の接続部を弾性変形可能にすることができ、第２パイプ部分６２２および第３パイプ部分６２３の間の接続部を弾性変形可能にすることができる。
【0105】
弾性部材６は、スプリング６１を用いて伸縮自在の弾力性を提供し、ヒートパイプ６２を用いて熱伝達特性を提供することが分かる。
【0106】
弾性部材６の別の可能な構造については、以下の通りであってよい。図６に示すように、弾性部材６は折り曲げられた熱伝導シートであり、例えば、折り曲げられた金属シートでも、折り曲げられた銅シートでも、または折り曲げられたベイパーチャンバでもよい。弾性部材６は、熱伝導部材５および第１ハウジング壁１１の間で圧縮されてよく、熱伝導部材５および第１ハウジング壁１１の間で熱を伝達できる。
【0107】
一例において、複数の弾性部材６があってよく、熱伝導部材５および第１ハウジング壁１１の間で複数の折り曲げられた熱伝導シートが圧縮されている。複数の折り曲げられた熱伝導シートは、熱伝導部材５および第１ハウジング壁１１の間で均等に圧縮されてよい。あるいは、折り曲げられた熱伝導シートは、熱が高い位置では密集して配置されてよく、熱が低い位置ではまばらに配置されてよい。当業者であれば、実際の状況に基づいて、配置方式をフレキシブルに選択できる。
【0108】
図２～図５に示す電子デバイスにおいて、弾性部材６は熱伝導部材５および第１ハウジング壁１１の間で圧縮されているので、チップ３および熱伝導部材５の間のギャップの大部分を排除できるようになり、チップ３および熱伝導部材５は互いに対してよりぴったり合わさることができる。チップ３および熱伝導部材５が互いに対してよりぴったり合わさると、それに応じてチップ３および熱伝導部材５の間の熱伝達が速くなるので、熱伝導部材５はチップ３の熱を迅速に吸収し、熱伝達特性を有する弾性部材６を用いて、吸収した熱を放熱ハウジング１へと伝達し、電子デバイスの放熱効果をさらに改善できるようになる。
【0109】
別の電子デバイスの構造の概略図については、図４を参照されたい。
【0110】
電子デバイスは、放熱ハウジング１、回路基板２、およびチップ３を含むだけでなく、熱界面材料層４、熱伝導部材５、および弾性部材６も含む。熱伝導部材５は、チップ３の、回路基板２から離れた表面上に位置している。熱界面材料層４は、熱伝導部材５の、チップ３から離れた表面上に位置している。熱伝達特性を有する弾性部材６は、熱伝導部材５および第１ハウジング壁１１の間で圧縮されている。
【0111】
【0112】
図４に示す電子デバイスにおいて、弾性部材６は熱伝導部材５および第１ハウジング壁１１の間で圧縮されているので、チップ３および熱伝導部材５の間のギャップの大部分を排除できるようになり、チップ３および熱伝導部材５の間に充填された熱界面材料層４の厚さを低減できる。熱界面材料層４の厚さが低減すると、熱界面材料層４の熱抵抗も減少する。熱界面材料層４の熱抵抗が減少すると、チップ３から熱界面材料層４、熱伝導部材５への熱伝達を速くすることができるので、熱伝導部材５はチップ３の熱を迅速に吸収し、吸収した熱を熱界面材料層４、熱伝達特性を有する弾性部材６、および放熱ハウジング１へと順に伝達して、電子デバイスの放熱効果をさらに改善できるようになる。
【0113】
【0114】
図７は、組み立てる前の電子デバイスの構造の概略図である。電子デバイスは、放熱ハウジング１、回路基板２、およびチップ３を含むだけでなく、弾性部材６および放熱装置７も含む。回路基板２は、放熱ハウジング１のハウジング壁で形成されたチャンバ１０１の中に位置している。例えば、図７に示すように、回路基板２は、ネジを用いて放熱ハウジング１の上部カバー１４に固定されている。もちろん、回路基板２は代替的に、ネジを用いて放熱ハウジング１の底部１５に固定されてもよい。本実施形態では、放熱ハウジング１のチャンバ１０１における回路基板２の取り付け位置および取り付け方式を限定しないが、チャンバ１０１の中に回路基板２をしっかりと固定できることが前提である。チップ３は回路基板２の表面上に位置しており、例えば、回路基板２の表面にスズではんだ付けされてよい。
【0115】
放熱装置７は、チップ３の熱を放散するように構成されている。チップ３の放熱を加速させるために、放熱装置７は熱伝導率係数が高い金属製であってよく、例えば、銅製であってよい。
【0116】
図７に示すように、放熱装置７は放熱ベース７１および装着プレート７２を含んでよい。放熱ベース７１はプレート状の構造体を有し、且つ特定の厚さを有してよい。装着プレート７２は、放熱ベース７１の側壁上に位置してよく、装着プレート７２の底部が放熱ベース７１の底部より高い。放熱ベース７１は、チップ３に接触するように構成されている。装着プレート７２は、放熱装置７および放熱ハウジング１の着脱可能な取り付けを実現するように構成されている。放熱装置７および放熱ハウジング１の間の位置関係および取り付け関係は、以下の通りであってよい。
【0117】
図７に示すように、放熱ハウジング１の第１ハウジング壁１１は、チップ３に対応する位置に開口部１２を有する。開口部１２の大きさはチップ３に合致する。例えば、開口部１２の面積がチップ３の面積より大きい。例えば、第１ハウジング壁１１には、チップ３に対応する位置に開口部１２が設けられてよい。開口部１２は長方形のウィンドウとしてよく、これにより、放熱装置７の放熱ベース７１を開口部１２に固定できるようになる。
【0118】
放熱ベース７１の大きさは開口部１２に合致する。例えば、放熱ベース７１の面積が開口部１２の面積よりわずかに大きいまたはこれに等しいので、放熱ベース７１を開口部１２に配置できるようになる。放熱ベース７１は、チップ３の、回路基板２から離れた表面上に位置している。装着プレート７２は、第１ハウジング壁１１の外面上に位置している。
【0119】
このように、チップ３は開口部１２と対向する位置にあり、開口部１２の面積はチップ３の面積より大きい。図８に示すように、放熱ベース７１の底部は開口部１２に固定されてよく、チップ３と接触してよい。装着プレート７２は、第１ハウジング壁１１の外面上に装着されている。
【0120】
放熱装置７およびチップ３の間のギャップを低減するために、それに対応して、図８に示すように、弾性部材６は、装着プレート７２の、第１ハウジング壁１１から離れた表面上に位置している。弾性部材６および装着プレート７２は両方とも、留め具８を用いて第１ハウジング壁１１に固定されている。弾性部材６は、留め具８および装着プレート７２の間で圧縮されて、チップ３および放熱ベース７１の間のギャップを低減する。
【0121】
留め具８は上部に横方向プレートがある任意の構造体であってよく、留め具８の上部にある横方向プレートは弾性部材６を圧縮する働きをする。例えば、留め具８はネジであってよく、留め具８の上部にある横方向プレートとして、ネジのナットが用いられてよい。
【0122】
弾性部材６は、圧縮弾性を有する任意の構造体であってよく、例えば、スプリングであってよい。
【0123】
このように、弾性部材６は装着プレート７２の外面上に位置しており、留め具８は、弾性部材６、装着プレート７２、および第１ハウジング壁１１を連続的に通り抜けて、放熱装置７および放熱ハウジング１の間の着脱可能な取り付けを実現できる。弾性部材６は、留め具８の上部にある横方向プレート、および装着プレート７２の間で圧縮されており、例えば、弾性部材６はネジのナットおよび装着プレート７２の間で圧縮されている。
【0124】
図８に示す電子デバイスにおいて、弾性部材６が、留め具８の上部、および装着プレート７２の間で圧縮されているので、チップ３および放熱ベース７１の間のギャップの大部分を排除できるようになり、チップ３および放熱ベース７１は互いに対してよりぴったり合わさることができる。チップ３および放熱ベース７１が互いに対してよりぴったり合わさると、それに応じて、チップ３および放熱ベース７１の間の熱伝達が速くなるので、放熱ベース７１はチップ３の熱を迅速に吸収してチップ３の熱を放散し、電子デバイスの放熱効果をさらに改善できるようになる。
【0125】
さらに、チップ３の熱を放散する経路に関しては、図８に示すように、装着プレート７２の底部が第１ハウジング壁１１の外面に密着しているので、放熱装置７および放熱ハウジング１は熱的に接続されており、これにより、放熱ベース７１によってチップ３から吸収された熱も放熱ハウジング１へと伝達されて、放熱ハウジング１によってチップ３の熱を放散できるようになる。図８に示す電子デバイスでは、チップ３で発生した熱の一部分が放熱装置７によって吸収され、放熱装置７によって外側へ放散され；熱のその他の部分が放熱装置７によって放熱ハウジング１へと伝達され、放熱ハウジング１によって外側へ放散されることが分かる。チップ３で発生した熱は、放熱装置７および放熱ハウジング１が合同で外側へ放散できることが分かる。
【0126】
放熱装置７および放熱ハウジング１の間の熱伝達をさらに速くするために、それに対応して、図９に示すように、装着プレート７２の、放熱ベース７１から離れた端部が放熱ハウジング１のハウジング放熱フィン１６と接触している。
【0127】
このように、装着プレート７２の底部が第１ハウジング壁１１と接触しており、且つ装着プレート７２の端部がハウジング放熱フィン１６と接触しているので、装着プレート７２および放熱ハウジング１の間の接触面積が増加し、放熱装置７および放熱ハウジング１の間の熱伝達を速くして、チップ３の熱を放散する効果を高められるようになる。
【0128】
チップ３および放熱ベース７１の間のギャップをさらに低減するために、それに対応して、図１０に示すように、熱界面材料層４がさらに、チップ３および放熱ベース７１の間に充填されている。熱界面材料層４はフレキシブル材料であり、且つ熱伝導性を有する。例えば、熱界面材料層４は、シリカゲル、シリコーングリース、またはゲルなどであってもよい。本実施形態では、熱界面材料層４の具体的な材料を限定しないが、熱界面材料層４がギャップを低減して熱伝導効果を実現できることが前提である。
【0129】
熱界面材料層４が電子デバイスのチップ３および放熱ベース７１の間に充填されているが、装着プレート７１の外面上に配置された圧縮状態の弾性部材６が放熱ベース７１に押圧力を加えるので、チップ３および放熱ベース７１の間のギャップの大部分は排除されている。この場合、ギャップに充填する必要があるのは、薄い熱界面材料層４だけである。例えば、充填する熱界面材料層４の厚さは、わずか０．０５ミリメートル～０．０７ミリメートル、またはさらに小さい。
【0130】
さらに、チップ３および放熱ベース７１の間に充填された薄い熱界面材料層４が圧縮変形特性を有し、且つ弾性部材６が放熱ベース７１に押圧力を加えるので、熱界面材料層４の厚さをさらに低減でき、これにより、熱界面材料層４はさらに薄くなる。例えば、シリカゲル製で厚さが０．０７ミリメートルの熱界面材料層４が選択されて、チップ３および放熱ベース７１の間に充填される。熱界面材料層４は、弾性部材６の押圧作用を受けて、０．０２ミリメートルの厚さの分だけ再度圧縮される。この場合、チップ３および放熱ベース７１の間に最終的に充填される熱界面材料層４の厚さは、０．０５ミリメートルになる。
【0131】
圧縮状態の弾性部材６は、チップ３および放熱ベース７１の間のギャップの大部分を排除でき、チップ３および放熱ベース７１の間に充填される熱界面材料層４の厚さを著しく低減できることが分かる。熱界面材料層４の厚さが低減すると、熱界面材料層４の熱抵抗も減少する。熱界面材料層４の熱抵抗が減少すると、熱界面材料層４の熱伝導性が改善され、電子デバイスの放熱効果をさらに改善できる。
【0132】
例えば、弾性部材６を配置しない解決手段では、厚さが１ミリメートル～１．５ミリメートルの熱界面材料層４をチップ３および放熱ベース７１の間に配置する必要がある。圧縮状態の弾性部材６を装着プレート７２の外面に配置する解決手段では、厚さがわずか０．０５ミリメートル～０．０７ミリメートルの熱界面材料層４をチップ３および放熱ベース７１の間に配置する必要がある。前者の場合における熱界面材料層４の厚さは、後者の場合における熱界面材料層４の厚さより著しく大きいことが分かる。この場合、前者の場合における熱界面材料層４の熱抵抗も、後者の場合における熱界面材料層４の熱抵抗より大きい。さらに、後者の場合における熱界面材料層４の熱伝達性能が、前者の場合における熱界面材料層４の熱伝達性能より高い。
【0133】
図１０に示す電子デバイスでは、圧縮状態の弾性部材６を装着プレート７２の外面に配置するので、チップ３および放熱ベース７１の間のギャップの大部分を排除できるようになり、チップ３および放熱ベース７１の間に充填される熱界面材料層４の厚さを低減できる。熱界面材料層４の厚さが低減すると、熱界面材料層４の熱抵抗も減少する。熱界面材料層４の熱抵抗が減少すると、チップ３から熱界面材料層４、放熱ベース７１への熱伝達を速くすることができるので、放熱ベース７１はチップ３の熱を迅速に吸収できるようになる。さらに放熱ベース７１は、吸収した熱を放熱ハウジング１へと伝達し、電子デバイスの放熱効果をさらに改善できる。
【0134】
チップ３および放熱装置７の間の熱伝達をさらに速くするために、それに対応して、図１１に示すように、放熱ベース７１の、チップ３に近い表面上にベイパーチャンバ７３を配置する。
【0135】
ベイパーチャンバ７３はチップ３に合致する。例えば、ベイパーチャンバ７３の形状はチップ３の形状に合致し、ベイパーチャンバ７３の面積がチップ３の面積に合致する。
【0136】
このように、１つの解決手段において、放熱ベース７１は開口部１２を通り抜けて、チップ３の表面上に位置している。放熱ベース７１の底部にあるベイパーチャンバ７３は、チップ３と接触している。装着プレート７２の外面に位置している圧縮状態の弾性部材６は、チップ３の、回路基板２と対向する表面に放熱ベース７１を押圧するので、ベイパーチャンバ７３はチップ３に密着して、チップ３およびベイパーチャンバ７３の間の熱伝達を速くすることができるようになる。
【0137】
別の解決手段において、放熱ベース７１は開口部１２を通り抜けて、チップ３の表面上に位置している。放熱ベース７１の底部にあるベイパーチャンバ７３は熱界面材料層４と接触しており、熱界面材料層４はチップ３と接触している。装着プレート７２の外面上に位置している圧縮状態の弾性部材６は、チップ３の、回路基板２と対向する表面に放熱ベース７１を押圧して、ベイパーチャンバ７３およびチップ３の間のギャップを低減する。薄い熱界面材料層４がギャップに充填されている。例えば、熱界面材料層４の厚さは約０．０５ミリメートルであり、チップ３およびベイパーチャンバ７３の間の熱伝達を速くする。
【0138】
放熱装置７の放熱能力を改善するために、それに対応して、図１２に示すように、放熱装置７はさらに放熱フィン７４を含む。放熱フィン７４は、放熱ベース７１の、チップ３から離れた表面上に位置している。
【0139】
放熱フィン７４は、放熱ベース７１の全体の放熱面積を増やして、チップ３の放熱を加速させることができる。
【0140】
図１２に示すように、放熱フィン７４は、放熱ベース７１に対して垂直な縦方向の放熱フィンを含んでよい。放熱フィン７４の数を増やすために、放熱フィン７４はさらに、縦方向の放熱フィンに対して垂直な横方向の放熱フィンを含んでよい。当業者であれば、実際の状況に基づいて、放熱ベース７１の外面上における放熱フィン７４の配置をフレキシブルに選択するであろう。
【0141】
一例において、放熱フィン７４は複数の方式で取り付けられてよく、例えば、溶接方式で放熱ベース７１の外面上に装着されてよい。放熱フィン７４が溶接方式で加工されるので、放熱フィン７４の数が増加して放熱フィン７４が密集し、放熱装置７の全体の放熱面積が増加し、チップ３の熱を放散する放熱装置７の効果を改善するようになる。
【0142】
図１２に示すように、放熱フィン７４を放熱ベース７１の上部の外面上に取り付ける解決手段では、放熱ベース７１の側壁の外面上の装着プレート７２は、放熱フィン７４の根元に固定されてよい。例えば、図１２に示すように、装着プレート７２は、放熱ベース７１の側壁に隣接した放熱フィン７４の根元に位置してよい。もちろん、図１１に示すように、装着プレート７２は代替的に、放熱ベース７１の側壁の、放熱ベース７１に近い外面上に位置してもよい。本実施形態では、装着プレート７２の具体的な取り付け位置について限定しないが、放熱ベース７１の底部が開口部１２に位置し得ること、且つ装着プレート７２を第１ハウジング壁１１の外面上に装着できることが前提である。
【0143】
放熱装置７は放熱ハウジング１の開口部１２に着脱可能に取り付けられているので、電子デバイスの防塵および防水性能を改善するために、それに対応して、図１２に示すように、放熱ベース７１の側壁、および開口部１２の内壁の間に封止材９が配置されている。
【0144】
一例において、封止材９は放熱ベース７１に合致する。例えば、放熱ベース７１は長方形であり、封止材９は長方形のリングであり、放熱ベース７１の側壁上にスリーブ状に取り付けられ（ｓｌｅｅｖｅｄ）得る。次いで、放熱ハウジング１の開口部１２に放熱ベース７１を取り付ける場合、放熱ベース７１の側壁、および開口部１２の内壁の間に封止材９が位置しているので、塵および水などが、放熱ベース７１の外壁、および開口部１２の内壁の間のギャップを通ってチャンバ１０１に入り込むのを防止できるようになる。
【0145】
図９に示す電子デバイスにおいて、放熱装置７は開口部１２を通り抜けて、チップ３の表面上に位置している。放熱装置７の装着プレート７２の外面上に位置している圧縮状態の弾性部材６は、放熱装置７に弾性力を加えるので、チップ３および放熱ベース７１の間のギャップの大部分を排除できるようになり、チップ３および放熱ベース７１は互いに対してよりぴったり合わさることができる。チップ３および放熱ベース７１が互いに対してよりぴったり合わさると、それに応じて、チップ３および放熱ベース７１の間の熱伝達が速くなるので、放熱ベース７１はチップ３の熱を迅速に吸収してチップ３の熱を放散し、電子デバイスの放熱効果をさらに改善できるようになる。
【0146】
図１０に示すように、チップ３および放熱ベース７１の間に熱界面材料層４を充填する場合でも、充填する熱界面材料層４の厚さは小さく、例えば、わずか０．０５ミリメートル～０．０７ミリメートルの範囲内であり、熱界面材料層４の熱抵抗は小さい。これを考慮すると、熱界面材料層４の熱伝導性が改善され、電子デバイスの放熱効果をさらに改善できる。
【0147】
さらに、放熱装置７の装着プレート７１の底部が第１ハウジング壁１１の外面と接触しており、且つ装着プレート７１の端部が第１ハウジング壁１１上のハウジング放熱フィン１６と接触しているので、放熱装置７および放熱ハウジング１を熱的に接続でき、これにより、放熱装置７によってチップ３から吸収される熱を放熱ハウジング１へと伝達して、この熱を放熱ハウジング１によって放散することもできるようになる。放熱装置７および放熱ハウジング１は両方とも、チップ３の熱を放散して、チップ３の熱を放散する効果を高められることが分かる。
【0148】
このように、チップ３で発生する熱を、放熱装置７へと迅速に伝達できる。放熱装置７で吸収された熱の一部分がそれ自体によって放散され、その他の部分が、装着プレート７２および第１ハウジング壁１１の間の接触を通じて放熱ハウジング１へと伝達されてよく、放熱ハウジング１によって放散される。放熱装置７および放熱ハウジング１は両方とも、チップ３の熱を放散して、チップ３の熱を放散する効果を高められることが分かる。
【0149】
別の電子デバイスの構造の概略図については、図１０を参照されたい。電子デバイスは、放熱ハウジング１、回路基板２、およびチップ３だけでなく、熱界面材料層４、弾性部材６、および放熱装置７も含む。回路基板２は、放熱ハウジング１のチャンバ１０１の中に固定されている。チップ３は、回路基板２の表面上に位置している。熱界面材料層４は、チップ３の、回路基板２から離れた表面上に位置している。放熱ハウジング１の第１ハウジング壁１１には、チップ３に対応する位置に開口部１２が設けられる。放熱装置７の放熱ベース７１の底部は開口部１２に入っており、放熱ベース７１は熱界面材料層４の表面上に位置している。放熱装置７の装着プレート７２は、第１ハウジング壁１１の外面上に装着されている。弾性部材６は、装着プレート７２の外面上に位置している。弾性部材６および装着プレート７２は両方とも、留め具８を用いて第１ハウジング壁１１に固定されている。弾性部材６は圧縮状態であり、具体的には、留め具８の上部、および装着プレート７２の間で圧縮されている。
【0150】
【0151】
電子デバイスでは、放熱装置７は開口部１２を通り抜けて、チップ３の表面上に位置している。放熱装置７の装着プレート７２の外面は、圧縮状態の弾性部材６を有する。弾性部材６によって放熱装置７に加えられる弾性力で、チップ３および放熱ベース７１の間のギャップの大部分を排除できる。チップ３および放熱ベース７１の間に熱界面材料層４を充填するが、充填する熱界面材料層４の厚さが小さく、例えば、わずか０．０５ミリメートル～０．０７ミリメートルの範囲内であり、熱界面材料層４の熱抵抗が小さい。これを考慮すると、熱界面材料層４の熱伝導性が改善され、電子デバイスの放熱効果をさらに改善できる。
【0152】
さらに、放熱装置７の装着プレート７１の底部が第１ハウジング壁１１の外面と接触しており、且つ装着プレート７１の端部が第１ハウジング壁１１上のハウジング放熱フィン１６と接触しているので、放熱装置７および放熱ハウジング１を熱的に接続でき、これにより、放熱装置７によってチップ３から吸収される熱を放熱ハウジング１へと伝達して、この熱を放熱ハウジング１によって放散することもできるようになる。放熱装置７および放熱ハウジング１は両方とも、チップ３の熱を放散して、チップ３の熱を放散する効果を高められることが分かる。
【0153】
このように、チップ３で発生する熱を、放熱装置７へと迅速に伝達できる。放熱装置７で吸収された熱の一部分がそれ自体によって放散され、その他の部分が、装着プレート７２および第１ハウジング壁１１の間の接触を通じて放熱ハウジング１へと伝達されてよく、放熱ハウジング１によって放散される。放熱装置７および放熱ハウジング１は両方とも、チップ３の熱を放散して、チップ３の熱を放散する効果を高められることが分かる。
【0154】
【0155】
図１３に示すように、電子デバイスは、放熱ハウジング１、回路基板２、チップ３、および弾性部材６を含む。回路基板２、チップ３、および弾性部材６は全て、放熱ハウジング１で形成されたチャンバ１０１の中に位置している。チップ３は、回路基板２の表面上に位置している。弾性部材６は、回路基板２、および放熱ハウジング１の第２ハウジング壁１３の間で圧縮されて、チップ３、および放熱ハウジング１の第１ハウジング壁１１の間のギャップを低減する。
【0156】
第１ハウジング壁１１は、放熱ハウジング１の、チップ３と対向する位置にあるハウジング壁である。第２ハウジング壁１３は、放熱ハウジング１の回路基板２と対向する位置にあるハウジング壁である。チップ３が回路基板２の表面上に位置しているので、第２ハウジング壁１３は、第１ハウジング壁１１と対向する位置にある。
【0157】
弾性部材６は、圧縮弾性を有する任意のコンポーネントであってよく、例えば、スプリングであってよい。
【0158】
図１３に示すように、回路基板２およびチップ３は両方とも、チャンバ１０１の中に位置している。チップ３は、回路基板２の表面上に位置している。チップ３は、第１ハウジング壁１１と対向する位置にある。回路基板２は、第２ハウジング壁１３と対向する位置にある。圧縮状態の弾性部材６は、回路基板２の、チップ３から離れた表面、および第２ハウジング壁１３の内面の間に取り付けられている。
【0159】
チャンバ１０１の中に弾性部材６を取り付けるには、複数の方式がある。例えば、１つの方式が、弾性部材６の一方の端部を、回路基板２の、チップ３から離れた表面に溶接し、弾性部材６のもう一方の端部を第２ハウジング壁１３の内面に溶接することであってよい。別の例では、別の方式が、弾性部材６を回路基板２および第２ハウジング壁１３の間にネジを用いて固定することであってよい。例えば、ネジは弾性部材６を通り抜けて、ネジの一方の端部が回路基板２に固定されており、もう一方の端部が第２ハウジング壁１３に固定されている。チャンバ１０１の中に弾性部材６を取り付ける具体的な方式を限定しないが、弾性部材６が回路基板２および第２ハウジング壁１３の間で圧縮されて、そこに位置し得ること、且つチップ３に向かう弾性力を回路基板２に加えられることが前提である。
【0160】
このように、弾性部材６により回路基板２に加えられる弾力によって、チップ３および第１ハウジング壁１１の間のギャップを低減して、チップ３および第１ハウジング壁１１を互いに対してよりぴったり合わせることができる。チップ３および第１ハウジング壁１１が互いに対してよりぴったり合わさると、それに応じて、チップ３および第１ハウジング壁１１の間の熱伝達が速くなるので、放熱ハウジング１はチップ３の熱を迅速に吸収してチップ３の熱を放散し、電子デバイスの放熱効果をさらに改善できるようになる。
【0161】
チップ３および第１ハウジング壁１１の間のギャップをさらに低減するために、それに対応して、図１４に示すように、チップ３および第１ハウジング壁１１の間に熱界面材料層４が充填されている。熱界面材料層４はフレキシブル材料であり、且つ熱伝導性を有する。例えば、熱界面材料層４は、シリカゲル、シリコーングリース、またはゲルなどであってもよい。本実施形態では、熱界面材料層４の具体的な材料を限定しないが、熱界面材料層４がギャップを低減して熱伝導効果を実現できることが前提である。
【0162】
熱界面材料層４が、電子デバイスのチップ３および第１ハウジング壁１１の間に充填されているが、回路基板２および第２ハウジング壁１３の間に配置された圧縮状態の弾性部材６がチップ３に向かう弾性力を回路基板２に加えるので、チップ３および第１ハウジング壁１１の間のギャップの大部分が排除されている。この場合、ギャップに充填する必要があるのは、薄い熱界面材料層４だけである。例えば、充填する熱界面材料層４の厚さは、０．０５ミリメートル～０．０７ミリメートル、またはさらに小さい。
【0163】
さらに、チップ３および第１ハウジング壁１１の間に充填された薄い熱界面材料層４が圧縮変形特性を有し、且つ弾性部材６が回路基板２に弾性力を加えるので、熱界面材料層４の厚さをさらに低減でき、これにより、熱界面材料層４はさらに薄くなる。例えば、シリカゲル製で厚さが０．０７ミリメートルの熱界面材料層４が選択されて、チップ３および第１ハウジング壁１１の間に充填される。熱界面材料層４は、弾性部材６の押圧作用を受けて、０．０２ミリメートルの厚さの分だけ再度圧縮される。この場合、チップ３および第１ハウジング壁１１の間に最終的に充填される熱界面材料層４の厚さは、０．０５ミリメートルになる。
【0164】
回路基板２および第２ハウジング壁１３の間に取り付けられている圧縮状態の弾性部材６は、チップ３および第１ハウジング壁１１の間のギャップの大部分を排除でき、チップ３および第１ハウジング壁１１の間に充填される熱界面材料層４の厚さを著しく低減できることが分かる。熱界面材料層４の厚さが低減すると、熱界面材料層４の熱抵抗も減少する。熱界面材料層４の熱抵抗が減少すると、熱界面材料層４の熱伝導性を改善して、電子デバイスの放熱効果をさらに改善できる。
【0165】
例えば、弾性部材６を配置しない解決手段では、厚さが１ミリメートル～１．５ミリメートルの熱界面材料層４をチップ３および第１ハウジング壁１１の間に配置する必要がある。圧縮状態の弾性部材６を回路基板２および第２ハウジング壁１３の間に配置する解決手段では、厚さがわずか０．０５ミリメートル～０．０７ミリメートルの熱界面材料層４をチップ３および第１ハウジング壁１１の間に配置する必要がある。前者の場合における熱界面材料層４の厚さは、後者の場合における熱界面材料層４のそれより著しく大きいことが分かる。この場合、前者の場合における熱界面材料層４の熱抵抗も、後者の場合における熱界面材料層４のそれより大きい。さらに、後者の場合における熱界面材料層４の熱伝達性能が、前者の場合における熱界面材料層４のそれより高い。
【0166】
図１３および図１４に示すように、回路基板２は弾性部材６を用いてチャンバ１０１の中に固定されている。弾性部材６が伸縮動作を行うとき、回路基板２も弾性部材６と共に振動し、これが、回路基板２の表面にある他のコンポーネントの正常動作、特に、インタフェースコンポーネントにおける取り付け封止性能に影響を及ぼすことがある。
【0167】
前述した問題を克服するために、回路基板２は少なくとも２つのサブボードに分割されてよく、チップ３だけが一方のサブボードを占有し、他のコンポーネントが別のサブボードを占有する。チップ３が位置しているサブボードは、弾性部材６を用いてチャンバ１０１の中にフレキシブルに固定されている。他のコンポーネントが位置しているサブボードは、チャンバ１０１の中にしっかりと固定されている。しかしながら、回路基板２が大きい電子デバイスでは、回路基板２はさらに、より多くのサブボードに分割されてよく、チップ３だけが１つのサブボードを占有し、他のコンポーネントが複数の残りのサブボードを占有する。本実施形態では、回路基板２に含まれるサブボードの数を限定しないが、第１サブボードおよび第２サブボードを含む一例が用いられてよい。第１サブボードは、チップ３が位置しているサブボードであり、第１サブボードの数はチップ３の数と合致する。第２サブボードは、他のコンポーネントが位置しているサブボードであり、第２サブボードの数は他のコンポーネントの数に関連しており、１つまたは複数の第２サブボードがあってよい。
【0168】
図１５に示すように、回路基板２は第１サブボード２１および第２サブボード２２を含む。第１サブボード２１および第２サブボード２２は電気的に接続されている。チップ３は第１サブボード２１の表面上に位置しており、弾性部材６は第１サブボード２１および第２ハウジング壁１３の間で圧縮されている。第２サブボード２２は放熱ハウジング１のハウジング壁に固定されており、電子デバイスのインタフェースコンポーネント１０が第２サブボード２２の表面上に位置している。
【0169】
１つまたは複数の第１サブボード２１があり、これは主にチップ３の数に関連する。例えば、チップ３が１つある場合、第１サブボード２１も１つある。別の例では、チップ３が複数ある場合、第１サブボード２１は１つでよく、複数のチップ３は全て、この第１サブボード２１上に位置している。別の例では、チップ３が複数ある場合、第１サブボード２１も複数あり、チップ３は第１サブボード２１と１対１対応になっている。本実施形態では第１サブボード２１の数を限定しないが、当業者であれば、実際の状況に基づいて第１サブボードの数をフレキシブルに選択するであろう。
【0170】
１つまたは複数の第２サブボード２２があり、これは主に電子デバイス内のコンポーネントの数に関連する。例えば、大量のコンポーネントがある場合、複数の第２サブボード２２があってよい。本実施形態では第２サブボード２２の数を限定しないが、当業者であれば、実際の状況に基づいて第２サブボードの数をフレキシブルに選択するであろう。
【0171】
添付図面では、１つの第１サブボード２１および１つの第２サブボード２２が一例として用いられてよい。
【0172】
図１５に示すように、チップ３は複数の回路基板２のうちの第１サブボード２１の表面に溶接され、第１サブボード２１および第２ハウジング壁１３の間で弾性部材６が圧縮されている。インタフェースコンポーネント１０は第２サブボード２２の表面に溶接され、第２サブボード２２はチャンバ１０１の中にしっかりと固定されている。電気的な接続関係に関しては、第１サブボード２１および第２サブボード２２はフレキシブルケーブルを用いて電気的に接続されてもよく、または第１サブボード２１および第２サブボード２２はフレキシブル回路基板を用いて電気的に接続されてもよい。
【0173】
このように、第１サブボード２１に対する弾性部材６の弾性力に起因して、チップ３および第１ハウジング壁１１の間のギャップの大部分が排除され、チップ３および第１ハウジング壁１１の間の熱伝達を速くすることができる。チップ３および第１ハウジング壁１１の間に熱界面材料層４を充填する場合でも、充填する熱界面材料層４の厚さは小さく、例えば、０．０５ミリメートル～０．０７ミリメートルの範囲内であり、熱界面材料層４の熱抵抗は小さい。これを考慮すると、チップ３および第１ハウジング壁１１の間の熱伝達がさらに速くなり、チップ３の熱を放散する効果を高められる。
【0174】
インタフェースコンポーネント１０については、インタフェースコンポーネント１０が第２サブボード２２の表面上に位置しており、弾性部材６と共に振動する必要がないので、インタフェースコンポーネント１０、およびインタフェースコンポーネントを取り付ける際に通る装着ポートの間にギャップを確保する必要がない。このように、インタフェースコンポーネント１０および装着ポートの間の封止性能を保証して、防塵および防水効果を実現できる。
【0175】
【0176】
図１４に示すように、電子デバイスは、放熱ハウジング１、回路基板２、チップ３、熱界面材料層４、および弾性部材６を含む。回路基板２、チップ３、熱界面材料層４、および弾性部材６は全て、放熱ハウジング１で形成されたチャンバ１０１の中に位置している。チップ３は、回路基板２の表面上に位置している。熱界面材料層４は、チップ３の、回路基板２から離れた表面上に位置している。弾性部材６は、回路基板２、および放熱ハウジング１の第２ハウジング壁１３の間で圧縮されて、チップ３、および放熱ハウジング１の第１ハウジング壁１１の間のギャップを低減する。
【0177】
第１ハウジング壁１１は、放熱ハウジング１の、チップ３と対向する位置にあるハウジング壁である。第２ハウジング壁１３は、放熱ハウジング１の回路基板２と対向する位置にあるハウジング壁である。第２ハウジング壁１３は、第１ハウジング壁１１と対向する位置にある。
【0178】
そのような構造を有する電子デバイスの説明については、前述した説明を参照されたい。ここでは、詳細について１つずつ改めて説明しない。
【0179】
電子デバイスでは、回路基板２および第２ハウジング壁１３の間で圧縮された弾性部材６が回路基板２に弾性力を加えるので、チップ３および第１ハウジング壁１１の間のギャップの大部分を排除できるようになり、チップ３および第１ハウジング壁１１は互いに対してよりぴったり合わさることができる。チップ３および第１ハウジング壁１１が互いに対してよりぴったり合わさると、それに応じて、チップ３および第１ハウジング壁１１の間の熱伝達が速くなるので、第１ハウジング壁１１はチップ３の熱を迅速に吸収してチップ３の熱を放散し、電子デバイスの放熱効果をさらに改善できるようになる。
【0180】
チップ３および第１ハウジング壁１１の間に熱界面材料層４を充填する場合でも、充填する熱界面材料層４の厚さは小さく、例えば、わずか０．０５ミリメートル～０．０７ミリメートルの範囲内であり、熱界面材料層４の熱抵抗は小さい。これを考慮すると、熱界面材料層４の熱伝導性が改善され、電子デバイスの放熱効果をさらに改善できる。
【0181】
前述の説明は、本願の単なる実施形態に過ぎず、本願を限定することを意図するものではない。本願の趣旨および原理から逸脱することなく行われる修正、同等の置換、または改良はいずれも、本願の保護範囲に含まれるべきである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【国際調査報告】