CN1697603A

CN1697603A - 发热部件的散热结构

Info

Publication number: CN1697603A
Application number: CN 200510072662
Authority: CN
Inventors: 田中宏和; 石桥广行
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2004-05-14
Filing date: 2005-05-16
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2025-05-16
Also published as: CN100376127C; JP2005327940A; JP4433875B2

Abstract

一种发热部件的散热结构，其利用单一的散热部件将由多个发热部件产生的热高效地向对周围没有热影响的位置引导并散热。在印刷线路板(10)上设置对应发热元件(14)、(15)、(16)的通孔(11)、(12)、(13)，在散热部件(20)上设置对应通孔(11)、(12)、(13)的散热用凸部(25)、(26)、(27)，将这些散热用凸部(25)、(26)、(27)插入通孔(11)、(12)、(13)内，使热传导材料(30)介于散热用凸部(25)、(26)、(27)和发热元件(14)、(15)、(16)之间，通过热传导材料(30)将发热元件(14)、(15)、(16)产生的热向散热部件(20)引导并散热。

Description

发热部件的散热结构

技术领域

本发明涉及温度调节器等电子设备的发热部件、例如将从发热元件产生的热有效地散热的发热部件的散热结构。

背景技术

在温度调节器等电子设备的开发中，以制造更高性能的装置为目的进行了研究。其中，阻碍电子设备进一步小型化、高性能化的问题受到关注。即，电子设备的高性能化导致电子设备的耗电上升，与此同时，电子部件的温度上升，超过电子部件的耐热温度。换句话说，存在不能发挥规定性能的问题。另外，即使在小型化时，也存在同样的课题，即，必须将同量的热以更小的体积来进行散热、设备内容易充满热、电子部件的温度上升超过电子部件的耐热温度。

另外，在作为电子设备的温度调节器中，其电源部分的发热量最大，且电源部分使用多个发热量大的部件。因此，为消除部件间的热的影响，需要设置部件间的距离，难以进行小型化，另外，当对全部发热量大的部件作出热对策时，工序变得复杂，损害生产效率。

这样，如何提高电源部分的生产效率，使其小型化且散热效率好是今后的一个课题，因此，希望在将电源部分模块化时进行控制散热技术这方面的开发。

另外，作为现有的发热部件(发热元件)的散热结构，具有如下结构：为使安装于印刷线路板上的各发热元件的热散热，在该印刷线路板上分别设置散热器。即，在印刷线路板上设置通孔和多个螺丝孔，并且在印刷线路板的一侧的面上对应通孔安装发热元件，另外，在散热器上设置具有透孔的突起部和螺丝卡止孔，将突起部插入通孔内，将散热器对应发热元件的位置配置在印刷线路板上，然后，将通过螺丝孔插入的螺丝与螺丝卡止孔卡止，这样将散热器安装在印刷线路板上，通过透孔将热传导性粘接剂例如由注入器填充到突起部和发热部件的元件封装件之间的间隙(参照专利文献1)。

专利文献1：实开平06-45393号公报

在上述的现有发热部件的散热结构中，由于是相对于发热元件单体的散热结构，且利用螺丝安装印刷线路板和散热器，故由发热元件产生的热也具有向印刷线路板传导的热，难以传导到散热器。另外，由于在印刷线路板上螺丝拧合有散热器，故印刷线路板和散热器间的接触压减弱，由发热元件产生的热难以传导到散热器上。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而开发的，其目的在于提供一种发热部件的散热结构，其能够以单一的散热部件将从多个发热部件产生的热高效地向对周围没有热影响的位置引导并散热，另外，从多个发热部件传导到印刷线路板上的热也与上述相同地散热。

为实现所述目的，本发明提供一种发热部件的散热结构，其将安装于印刷线路板上的多个发热部件产生的热散热，其特征在于，包括：通孔，其对应多个发热部件设于印刷线路板上；散热部件，其具有可插入通孔设置的散热用凸部；热传导体，其介于散热用凸部和所述发热部件之间，通过使散热部件与印刷线路板接触，将发热部件产生的热通过热传导材料向散热部件引导并散热。

根据这样的结构，由发热部件产生的热介由热传导材料从散热用凸部热传导到散热部件上，在该整个散热部件扩散，进行散热。这样，可将从多个发热部件产生的热高效地向对周围没有热影响的位置引导并散热。另外，从多个发热部件传导到印刷线路板上的热也可与上述相同地被散热。可一次组装散热部件、印刷线路板和多个散热部件，实现高生产性。

在此，发热部件相当于例如伴随电子设备的耗电的上升而发热的发热元件，散热部件相当于例如以铝为主成分的板材、以铜为主成分的板材及以铁为主成分的板材。

在此，热传导材料是使发热元件和散热部件进行热接触的材料，可以是容易变形的材料，热传导材料也可以是在被发热元件和散热部件夹着时产生扩展，使接触面积增大，从而提高热传导的材料，膏状热传导性树脂是适合的。该热传导性树脂是将热传导填充物混入热硬性环氧树脂中的树脂等。

另外，本发明发热部件的散热结构在上述结构的基础上，利用热传导粘接剂将散热部件粘接在印刷线路板上。

根据上述结构，可将从发热部件传导到印刷线路板上的热，即从发热部件的引线端子传导到印刷线路板上的热也能够以高热传导率向散热部件引导。

在此，热传导粘接剂相当于例如在热硬性环氧树脂中混入热传导填充物的热传导性粘接剂。

另外，本发明的发热部件的散热结构在上述结构的基础上，散热用凸部对应发热部件的大小及发热部件的形状来选择。

根据上述结构，介由热传导性高的散热凸部将多个发热部件的热热传导到散热位置，从散热位置向空气中散热，从而得到高的散热效果。

另外，本发明的发热部件的散热结构在上述结构的基础上，散热部件由散热板和多个凸部形成用单片部件构成，将这些凸部形成用单片部件与散热板的面部粘接，由各凸部形成用单片部件形成散热用凸部。

另外，本发明的发热部件的散热结构在上述结构的基础上，通过使用具有凸部成型部的模具冲压加工板状散热部件，将散热用凸部与该散热部件一体地形成。

根据这样的结构，可提供对应印刷线路板的廉价的散热部件。

另外，本发明的发热部件的散热结构在上述结构的基础上，在散热板散热面上对应散热用凸部的部位的中间形成限制热传导的凹部。

由于上述限制热传导的凹部的存在，减少各散热部件之间产生的热相混合。

另外，本发明的发热部件的散热结构在上述结构的基础上，在散热板的散热面上对应散热用凸部的部位设置散热用散热片。

根据上述结构，通过热传导性高的散热凸部将多个发热部件的热热传导到散热位置，并且从散热位置介由散热用散热片向空气中散热，从而得到更高的散热效果。

另外，本发明的发热部件的散热结构在上述结构的基础上，散热用散热片分别根据其大小决定散热量，根据发热部件的发热量进行选择。

根据上述结构，由于根据发热部件的发热量选择散热用散热片，故得到高的散热效果。

另外，本发明的发热部件的散热结构在上述结构的基础上，散热部件至少包括发热部件产生的热通过印刷线路板传导的规定的热传导范围，且散热部件的端部位于所述热传导范围之外。

另外，本发明的发热部件的散热结构在上述结构的基础上，在印刷线路板上安装有除发热部件之外的不希望受热的电子部件，该电子部件位于热影响范围之外。

根据上述结构，可使散热部件不接触不希望承受印刷线路板的热的位置，同时，对不希望受热的电子部件例如电容这样的电子部件没有热影响。

另外，本发明提供一种发热部件的散热结构，将安装于印刷线路板上的多个发热部件产生的热散热，其特征在于，包括：通孔，其对应发热部件设于所述印刷线路板上；散热部件，其设有对应通孔的孔部；散热用块，其可插入插入部，该插入部通过使散热部件的孔部与通孔一致并将散热部件与印刷线路板接合而构成的；热传导性连接部件，其将散热用块与散热部件连接；热传导材料，其介于散热用块和发热部件之间。介由热传导材料将发热部件产生的热向散热用块及散热部件引导并散热。

根据上述结构，从发热部件产生的热介由热传导材料向散热用块及介由热传导性连接部件向散热部件热传导，在该散热部件整体上扩散，进行散热。这样，可将从多个发热部件产生的热高效地向对周围没有热影响的位置引导并散热。另外，从多个发热部件传导到印刷线路板上的热也可与上述相同地被散热。可一次组装散热部件、印刷线路板和多个散热部件，实现高生产性。

根据本发明的发热部件的散热结构，从发热部件产生的热介由热传导材料向散热部件热传导，在该散热部件整体上扩散，进行散热。这样，可利用单一的散热部件将从多个发热部件产生的热高效地向对周围没有热影响的位置引导并散热。

附图说明

图1是本发明的发热部件的散热结构的实施例1的组装说明图；

图2是沿图1的X-X线的剖面图；

图3是本发明的发热部件的散热结构的实施例1的纵剖面图；

图4是表示从发热元件传导到印刷线路板上的热的影响范围的矢量图；

图5是散热部件的变形例的纵剖面图；

图6是散热部件的制造方法的说明图；

图7是散热部件的其它变形例的纵剖面图；

图8是散热部件向印刷线路板软钎焊接合的说明图；

图9是本发明的发热部件的散热结构的实施例2的平面图；

图10是本发明的发热部件的散热结构的实施例2的背面图；

图11是沿图9的Y-Y线的剖面图；

图12是本发明的发热部件的散热结构的实施例3的纵剖面图；

图13是本发明的发热部件的散热结构的实施例4中，将散热部件接合在印刷线路板状态的结构说明图；

图14是本发明的发热部件的散热结构的实施例4的纵剖面图。

符号说明

10，印制线路板(基板)；

11、12、13，通孔；

14、15、16，发热元件(发热部件)；

18，不希望受热的电子部件；

20，散热部件；

20-1，散热部件本体；

21，散热板；

22、23、24，凸部形成用单片部件；

29，凹部；

30，热传导材料；

40，热传导性粘接剂；

50，散热用散热片；

51、52，孔部；

53，块插入部；

54，散热用块；

55，热传导性连接部件。

具体实施方式

参照附图详细说明本发明的实施形态。

实施例1

图1～图8表示本发明的实施例1。图1是本发明的发热部件的散热结构的实施例1的组装说明图，图2是沿图1的X-X线的剖面图，图3是本发明的发热部件的散热结构的实施例1的纵剖面图。

在图1～图3中，附图标记10是印刷线路板(下面称为基板)，附图标记20是散热部件，附图标记30是热传导材料。

在基板10上形成有多个(3个)通孔11、12、13。而且，在基板10的一侧的面部10a上，对应通孔11设有作为发热部件的发热元件14，对应通孔12设有作为发热部件的发热元件15，对应通孔13设有作为发热部件的发热元件16，这些发热元件14、15、16通过将它们的各引线端子14A、15A、16A焊接在形成于基板10上的印刷焊盘(未图示)上，安装在基板10上。

此时，发热元件14的元件封装件14B的底面部14C位于通孔11的正上方，发热元件15的元件封装件15B的底面部15C位于通孔12的正上方，发热元件16的元件封装件16B的底面部16C位于通孔13的正上方。

另外，散热部件20由铝制散热板21和多个(3个)铝制凸部形成用单片部件22、23、24构成，凸部形成用单片部件22对应通孔11，在通孔11上，在整个范围内可设定任意的大小、高度。凸部形成用单片部件23对应通孔12，具有可无间隙地嵌入该通孔12中的尺寸，其高度尺寸大致与基板10的厚度相同。另外，凸部形成用单片部件24对应通孔13，具有可无间隙地嵌入该通孔13内的尺寸，其高度尺寸大致与基板10的厚度相同。

而且，凸部形成用单片部件22、23、24粘接在散热板21一侧的面部21A上，分别构成散热用凸部25、26、27。

图4表示从发热元件14、15、16向基板10传导的热的影响范围。该热影响的范围(热扩散的方向)被定义为基板10横向(平行于基板10面部的方向)的热传导率的矢量a和基板10纵向(垂直于基板10面部的方向)的热传导率的矢量b的合成矢量c。

因此，如图3所示，散热部件20至少是包含表示合成矢量c的影响的范围的大小，散热部件20的端部位于合成矢量c之外。

热传导材料30是使发热元件14、15、16和散热部件20热接触的材料，热传导材料30可以是容易变形的材料，热传导材料30也可以是在夹于发热元件14、15、16和散热部件30之间时扩展，使接触面积增大，从而提高热传导的材料，膏状的热传导性树脂适合。该热传导性树脂是向热硬性环氧树脂中混入热传导填充物的树脂等。

而且，通过在该热传导性树脂中增加热硬性的性质，将散热部件20和发热元件14、15、16固定，由此，可在热传导的基础上提高焊接发热元件14、15、16的可靠性。另外，热传导材料30也可以使用将上述的热传导膏加工成片状的热传导片。

另外，使基板10和散热部件20接触的接触装置可使用具有粘接性的热传导材料，例如向热硬性环氧树脂中混入了热传导填充物的热传导性粘接剂40。

然后，如图3所示，在散热板21的各散热用凸部25、26、27的面部载置热传导材料30，在散热板21一侧的面部21a上涂敷粘接剂40，向基板10的通孔11、12、13内插入散热用凸部25、26、27，将散热板21一侧的面部21a粘接在基板10另一侧的面部10b上，此时，散热用凸部25、26、27压坏(押し潰し)热传导材料30，热传导材料30分别与散热用凸部25、26、27和发热元件13、14、15的元件封装件13B、14B、15B的底面部13C、14C、15C进行面接触。

在上述本发明的实施例1中，由发热元件13、14、15产生的热通过热传导材料30自散热用凸部25、26、27热传导到散热部件20上，在该散热部件20整体上扩散，进行散热。

这样，可利用一个散热部件20将由多个发热元件13、14、15产生的热高效地向对周围没有热影响的位置引导并散热。另外，从多个发热元件13、14、15传导到基板10上的热也可与上述相同地被散热。可一次组装散热部件20、基板10和多个散热部件13、14、15，实现高生产性。

另外，在上述本发明的实施例1中，在散热部件21一侧的面部21a上粘接凸部形成用单片部件22、23、24而构成散热部件20，利用凸部形成用单片部件22、23、24形成散热用凸部25、26、27，但如图5所示，在散热板21一侧的面部21a也可以和该散热板21一体地形成散热用凸部25、26、27，另外，如图6及图7所示，也可以使用具有多个凸部成型部42的模型41，通过冲压加工铝制的散热用板材(板状的散热部件)43，在散热板部44上与该散热板部44一体地形成多个散热用凸部45。

另外，在上述本发明的实施例1中，使用热传导性粘接剂40作为使散热部件20与基板10接触的接触装置，但也可以利用机械接合，例如螺丝拧合、软钎焊、夹住等使基板10和散热部件20接触。另外，在软钎焊接合时，如图8所示，也可以在散热部件20的端部设置突起46，将突起46在基板10的端部进行软钎焊47，另外，也可以将突起46插入基板10的通孔(未图示)内，进行软钎焊。

实施例2

图9～图11表示本发明的实施例2。

本发明的实施例2是在基板10上与发热元件13、14、15一起安装电容这样的不希望受热的电子部件18时的散热结构。

即，在基板10上形成有多个通孔11、12、13，在基板10一侧的面部10a上，对应通孔11设置作为发热部件的发热元件14，对应通孔12设置作为发热部件的发热元件15，对应通孔13设置作为发热部件的发热元件16，另外，在基板10一侧的面部10a上设有不希望受热的电子部件18。而且，这些发热元件14、15、16及电子部件18通过将它们的各引线端子14A、15A、16A、18A焊接在形成于基板10上的印刷焊盘(未图示)上，安装在基板10上。

另外，发热部件20在上述的实施例1的发热部件20的结构的基础上，在构成散热板21的散热面的另一侧面部21b上形成位于对应散热用突部25、26、27的部位25b、26b、27b中间的限制热传导的凹部29。

然后，如图11所示，在散热板21的各散热用凸部25、26、27的面部载置热传导材料30，同时，在散热板21一侧的面部21a涂敷粘接剂40，向基板10的通孔11、12、13内插入散热用凸部25、26、27，将散热板21一侧的面部21a粘接在基板10另一侧的面部10b，此时，散热用凸部25、26、27压坏热传导材料30，热传导材料30分别与散热用凸部25、26、27和发热元件14、15、16的元件封装件14B、15B、16B的底面部14C、15C、16C面接触。

另外，如图11所示，发热部件20的端部20c超过由合成矢量c所示的热影响的范围，且电子部件18位于热影响的范围之外。

如上所述，根据本发明的实施例2，由发热元件14、15、16产生的热通过热传导材料30从散热用凸部25、26、27热传导到散热部件20上，在该散热部件20整体上扩散，进行散热，另一方面，由发热元件14、15、16产生的热不影响受热部件18。另外，从多个散热部件14、15、16传导到基板10上的热也能够与上述相同地被散热。

另外，根据本发明的实施例2，由于在散热板21另一侧的面部21b形成有位于对应散热用凸部25、26、27的部位25a、26a、27a的中间的限制热传导的凹部29，故减少在各散热元件14、15、16之间产生的热相混合。

根据本发明的实施例2，从发热元件14、15、16传导到基板10上的热的影响范围是平行于基板10面部的方向的热传导率的矢量a和与面部正交的方向的热传导率的矢量b的合成矢量c的方向，由于散热部件20的端部20c至少位于热影响的范围之外，故可不使散热部件20接触基板10不希望受热的位置。

实施例3

图12表示本发明的实施例3。

本发明的实施例3在上述本发明的实施例2的基础上，形成如下散热结构，在除去凹部29的状态下，在散热板21另一侧的面部21b上的与散热用凸部25、26、27对应的部位25b、26b、27b上分别接合散热用散热片50。

这些散热用散热片50根据各自的大小决定散热量，根据发热元件14、15、16的发热量进行选择。

根据上述本发明的实施例3，由发热元件14、15、16产生的热通过热传导材料30自散热用凸部25、26、27向散热部件20热传导，在该整个散热部件20上扩散，进行散热，另一方面，利用各散热用散热片29进行散热。因此，由发热元件14、15、16产生的热不影响受热部件18。特别是由于散热用散热片29的存在，将发热元件14、15、16的热从散热位置向空气中散热，由此，得到更高的散热效果。

实施例4

图13及图14表示本发明的实施例4。

在本发明的实施例4中，散热部件20具有设有对应通孔11、12的孔部51、52的散热部件本体20-1，将散热部件20与印刷线路板10接合，使孔部51、52与通孔11、12一致，构成块插入部53，向这些块插入部53内插入散热用块54，同时，通过热传导性连接部件55将这些散热用块54与散热部件本体20-1连接，使热传导材料30介于散热用块54和发热部件20之间，通过热传导材料30将发热元件14、15产生的热向发热部件20引导并散热。

根据上述本发明的实施例4，由发热元件13、14产生的热通过热传导性粘接剂40自散热用块54经由热传导性连接部件55热传导到散热部件20上，在该散热部件20整体上扩散，进行散热。

产业上的可利用性

本发明的发热部件的散热结构中，由发热部件产生的热通过热传导材料热传导到散热部件上，在该整个散热部件上扩散，进行散热。这样，可利用单一的散热部件将由多个发热部件产生的热高效地向对周围没有热影响的位置引导并散热。另外，由多个发热部件传导到印刷线路板上的热也可与上述相同地被散热。可一次安装散热部件、印刷线路板及多个发热部件，具有可实现高生产性的效果，对温度调节器等电子设备的发热部件的散热结构等是有用的。

Claims

1、一种发热部件的散热结构，将安装于印刷线路板上的多个发热部件产生的热散热，其特征在于，包括：通孔，其对应所述发热部件设于所述印刷线路板上；散热部件，其具有可插入所述通孔设置的散热用凸部；热传导材料，其介于所述散热用凸部和所述发热部件之间，通过使所述散热部件与所述印刷线路板接触，将所述发热部件产生的热散热。

2、如权利要求1所述的发热部件的散热结构，其特征在于，利用热传导粘接剂将所述散热部件粘接在所述印刷线路板上。

3、如权利要求1所述的发热部件的散热结构，其特征在于，所述散热用凸部对应所述发热部件的大小及所述发热部件的形状来选择。

4、如权利要求1所述的发热部件的散热结构，其特征在于，所述散热部件由散热板和多个凸部形成用单片部件构成，将这些凸部形成用单片部件粘接在所述散热板的面部上，由各个所述凸部形成用单片部件形成所述散热用凸部。

5、如权利要求1所述的发热部件的散热结构，其特征在于，通过使用具有凸部成型部的模具冲压加工板状散热部件，将所述散热用凸部与该散热部件一体地形成。

6、如权利要求4所述的发热部件的散热结构，其特征在于，在所述散热板的散热面上对应所述散热用凸部的部位的中间，形成限制热传导的凹部。

7、如权利要求4所述的发热部件的散热结构，其特征在于，在所述散热板的散热面上对应所述散热用凸部的部位，设置散热用散热片。

8、如权利要求7所述的发热部件的散热结构，其特征在于，所述散热用散热片根据其各自的大小决定散热量，根据所述发热部件的发热量进行选择。

9、如权利要求1所述的发热部件的散热结构，其特征在于，所述散热部件至少包括所述发热部件产生的热通过所述印刷线路板传导的规定的热传导范围，且所述散热部件的端部位于所述热传导范围之外。

10、如权利要求9所述的发热部件的散热结构，其特征在于，在所述印刷线路板上安装有除所述发热部件之外的不希望受热的电子部件，该电子部件位于所述热传导范围之外。

11、一种发热部件的散热结构，将安装于印刷线路板上的多个发热部件产生的热散热，其特征在于，包括：通孔，其对应所述发热部件设于所述印刷线路板上；散热部件，其设有对应所述通孔的孔部；散热用块，其可插入插入部，该插入部通过使所述散热部件的孔部与所述通孔一致并将所述散热部件与所述印刷线路板接合而构成；热传导性连接部件，其将所述散热用块与所述散热部件连接；热传导材料，其介于所述散热用块和所述发热部件之间，

介由所述热传导材料将所述发热部件产生的热向所述散热用块及所述散热部件引导并散热。