DE102016213523A1

DE102016213523A1 - Elektronisches/ Elektrisches Gerät

Info

Publication number: DE102016213523A1
Application number: DE102016213523.6A
Authority: DE
Inventors: Miwako FUJITA; Takanori Shintani
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2015-08-18
Filing date: 2016-07-22
Publication date: 2017-02-23
Anticipated expiration: 2036-07-23
Also published as: JP2017041494A; CN106469694A; DE102016213523B4; JP6582718B2; CN106469694B

Abstract

Ein rauschminderndes Leiterelement (40) wird in Kontakt mit einer Rippeneinheit (24) einer Wärmesenke (20) und einer Aufnahme (30) gebracht, so dass die Wärmesenke und die Aufnahme elektrisch leitfähig gemacht werden, und die Erzeugung einer unerwünschten Resonanz unterdrückt wird. Insbesondere werden die Rippen, die sich am weitesten von einem Halbleiterelement (10) befinden, verlängert, um sich in direktem Kontakt mit der Aufnahme (30) zu befinden. Folglich kann das Strahlungsrauschen bezüglich der Struktur der Wärmesenke (20) und der Aufnahme (30), die das Halbleiterelement (10) umgibt, das eine Erzeugungsquelle von Wärme und elektromagnetischen Wellen ist, reduziert werden.

Description

GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches/elektrisches Gerät, das Strahlungsrauschen mindern kann, das von dem elektronischen/elektrischen Gerät erzeugt wird.
HINTERGRUND
In den letzten Jahren ist auf Grund der zunehmenden Installation von Halbleitern in elektronischen/elektrischen Geräten der Einfluss von Strahlungsrauschen von einem elektronischen/elektrischen Gerät auf andere elektronische/elektrische Geräte zu einem Problem geworden. Der Einfluss des Strahlungsrauschens auf andere elektronische/elektrische Geräte wird als EMI (elektromagnetische Störbeeinflussung) bezeichnet, und dieser Einfluss bewirkt hauptsächlich eine Funkstörung bei Funkvorrichtungen oder Kommunikationsvorrichtungen oder Fehlfunktionen von elektronischen/elektrischen Geräten.
Entsprechend wird in diversen Ländern das Strahlungsrauschen, das von elektronischen/elektrischen Geräten erzeugt wird, in einem Frequenzband von 30 MHz bis 1 GHz oder in einem Frequenzband, das größer oder gleich 1 GHz ist, je nach der zu verwendenden Frequenz geregelt.
Häufig wird ein Verfahren zum Abdecken einer Rauschstrahlungsquelle, wie etwa einer Leiterplatte, einer Modulverdrahtung oder einer Wärmesenke, in einem elektronischen/elektrischen Gerät unter Verwendung eines Abschirmgehäuses aus Metall, leitfähigem Harz, verstärktem Harz oder dergleichen verwendet, um das Strahlungsrauschen, das von dem elektronischen/elektrischen Gerät erzeugt wird, zu unterdrücken.
Das Verfahren zum Abdecken einer Rauschstrahlungsquelle unter Verwendung eines Abschirmgehäuses ist jedoch im Hinblick auf die Abkühlleistung problematisch.
Um dieses Problem zu lösen, hat die nachstehend aufgeführte Patentschrift 1 ein Verfahren zum Verbessern der Kühlleistung durch Bilden einer Rippenstruktur vorgeschlagen, um die Wärmestrahlungsleistung an der äußeren Peripherie eines Gehäuses zu verbessern.
Das Strahlungsrauschen befindet sich auf einem hohen Pegel auf einer Frequenz, auf der eine Resonanz oder Stehwelle in einer Rauschstrahlungsquelle erzeugt wird. Als ein Verfahren zum Unterdrücken von Strahlungsrauschen, das die obigen Kennzeichen aufweist, offenbart die nachstehend aufgeführte Patentschrift 2 ein Verfahren zum Mindern von Strahlungsrauschen, das von einer Wärmesenke erzeugt wird.
1 bildet einen Zustand ab, in dem eine elektromagnetische Kopplung in der Anordnung eines Halbleiterelements, einer Wärmesenke und einer Aufnahme, die ein herkömmliches elektronisches/elektrisches Gerät konfigurieren, erzeugt wird. 2 bildet ein Beispiel der Beobachtung der elektrischen Feldstärke der Strahlung bei einer in 1 abgebildeten beispielhaften herkömmlichen Konfiguration ab.
In 1 und 2 verbreitet sich eine Rauschkomponente, die auf Grund des Schaltens eines Halbleiterelements 100 erzeugt wird, über eine Streukapazität auf eine Wärmesenke 200 aus.
Nun kommt es zwischen der Wärmesenke 200 und einer Aufnahme 300 auf Grund der elektromagnetischen Kopplung 330 mit einer Metallaufnahme in der Nähe der Wärmesenke 200 zu einer Resonanz. Auf dieser Resonanzfrequenz erzeugt die Rauschkomponente, die sich bis zu der Wärmesenke 200 ausbreitet, eine starke elektrische Feldschwingung, und die starke elektrische Feldschwingung ist außen als ein hoher Pegel des Strahlungsrauschens zu beobachten.
2 bildet den obigen Zustand ab, und eine Spitze bei 120 MHz ist als elektrische Feldkomponente, die durch die obige Resonanz verursacht wird, zu beobachten.
Im Allgemeinen, wenn ein Rauschen, das von einem Halbleiterelement (einem Schaltelement) 100 und einer Wärmesenke 200, die über einen Kondensator oder dergleichen elektrisch gekoppelt sind, erzeugt wird, wirkt die Wärmesenke 200, die ein Leiterelement ist, wie eine Antenne, die Strahlungsrauschen erzeugt. Wie in 3 abgebildet, wird auf einer Frequenz, auf der die Größe der Wärmesenke 200 halb so groß wie eine Wellenlänge ist, in der Wärmesenke 200 eine Stehwelle 400 erzeugt, und die Strahlungsleistung des Strahlungsrauschens nimmt zu.
Als Gegenmaßnahme gegen das Strahlungsrauschen, das wie zuvor beschrieben erzeugt wird, wurde ein Verfahren vorgeschlagen, um die eigentliche Strahlungsleistung des Strahlungsrauschens durch Auslegen einer Leitweglänge einer Wärmesenke derart zu reduzieren, dass keine Stehwelle in einer Basiseinheit der Wärmesenke erzeugt wird, ohne eine Rauschstrahlungsquelle unter Verwendung eines Abschirmgehäuses abzudecken.
In der nachstehend aufgeführten Patentschrift 3 wurde ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem ein Verluststrom auf Grund einer großen Änderung der Spannung dadurch unterdrückt wird, dass die Streukapazität zwischen einem Halbleiter-Leistungsschaltelement und einer Wärmesenke reduziert wird, oder dass ein elektrischer Widerstand zwischen der Wärmesenke und einer Aufnahme eines Wechselrichters erhöht wird, so dass sich das Strahlungsrauschen reduziert.
4(A) und 4(B) bilden einen Zustand eines Luftdurchgangs in einem herkömmlichen elektronischen/elektrischen Gerät ab, das ein Halbleiterelement, eine Wärmesenke, welche die Wärmeerzeugung von dem Halbleiterelement abkühlt, und eine Aufnahme aus einem leitfähigen Material umfasst.
Insbesondere bildet 4(A) einen Zustand ab, in dem Außenluft als Kühlmittel, das von einem Gebläse 350 abgesaugt und aus einer Öffnung angesaugt wird, durch einen Seitenabschnitt einer Wärmesenke 200 geht, der einen geringen Luftdurchgangswiderstand aufweist, so dass nicht genug Außenluft (kalte Luft) in der Wärmesenke strömt, um ein Halbleiterelement 100 abzukühlen.
4(B) bildet einen Zustand ab, in dem Außenluft als Kühlmittel, das von dem Gebläse 350 abgesaugt und aus der Öffnung angesaugt wird, durch einen unteren Abschnitt der Wärmesenke 200 geht, die einen geringen Luftdurchgangswiderstand aufweist, so dass nicht genug Außenluft (kalte Luft) in der Wärmesenke 200 strömt, um das Halbleiterelement 100 abzukühlen.
Ein Verfahren zum Mindern von Strahlungsrauschen durch vollständiges Abdecken einer Schaltung unter Verwendung eines Abschirmgehäuses, wie zuvor beschrieben, weist ein Problem auf, wie etwa eine Zunahme des Gewichts eines Geräts oder einen Anstieg der Kosten, zusätzlich zu dem obigen Problem im Hinblick auf die Kühlleistung.
Dagegen weist ein Verfahren zum Reduzieren der Rauschstrahlungsleistung unter Verwendung der Technik, die in der Patentschrift 2 beschrieben wird, ein Problem auf, wie etwa eine kompliziertere Wärmesenkenstruktur oder einen dadurch verursachten Anstieg der Kosten. Ein anderes Problem bei der Technik, die in der Patentschrift 2 beschrieben wird, besteht darin, dass eine Spitze des Strahlungsrauschens, die durch die Resonanz in der Struktur einer Wärmesenke und einer umgebenden Aufnahme verursacht wird, sowie das obige Strahlungsrauschen, das nur durch die Wärmesenke verursacht wird, derart erfolgt, dass keine ausreichende Wirkung der Maßnahmen gegen das Strahlungsrauschen erzielt werden kann, indem nur das Verfahren verwendet wird, das in der Patentschrift 2 vorgeschlagen wird.
Als ein Problem bezüglich der Struktur der Wärmesenke und der umgebenden Aufnahme gibt es ein Problem, bei dem ein Halbleiterelement, das an der Wärmesenke angeordnet ist, nicht genug abgekühlt wird. Wie nämlich in 4(A) und 4(B) abgebildet, geht die Außenluft als Kühlmittel, das von dem Gebläse 350 abgesaugt und von der Öffnung angesaugt wird, durch den Seitenabschnitt oder den unteren Abschnitt der Wärmesenke, der einen geringen Luftdurchgangswiderstand aufweist, so dass nicht genug Außenluft (kalte Luft) in der Wärmesenke 200 strömt. Folglich wird nicht genug Wärme in der Wärmesenke 200 gestrahlt, und das Halbleiterelement 100 wird nicht genug abgekühlt.

Patentschrift 1: Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2006-049555
Patentschrift 2: Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2008-103458
Patentschrift 3: Japanisches Patent Nr. 3649259

KURZDARSTELLUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektronisches/elektrisches Gerät bereitzustellen, welches das Strahlungsrauschen reduzieren kann, das von dem elektronischen/elektrischen Gerät erzeugt wird, das die Anordnung eines Halbleiterelements, einer Wärmesenke und einer Aufnahme umfasst, und das ferner die Kühlleistung verbessern kann.
Um die Aufgabe zu erfüllen, umfasst ein elektronisches/elektrisches Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung ein Halbleiterelement, eine Wärmesenke, welche die Wärmeerzeugung von dem Halbleiterelement abkühlt, und eine Aufnahme, die aus einem Leiterelement gebildet ist. Die Wärmesenke umfasst eine Basiseinheit, die aus einem Leiterelement gebildet ist, und eine Rippeneinheit, die aus mindestens zwei oder mehreren Rippen konfiguriert ist, die sich in der Basiseinheit erstrecken oder auf einem eingepassten vertieften Abschnitt der Basiseinheit installiert sind. Ein Abschnitt der Rippeneinheit wird in Flächenkontakt mit der Aufnahme gebracht, und ein Raum, der Luft als Kühlmittel führt, wird zwischen einem anderen Abschnitt der Rippeneinheit und der Aufnahme bereitgestellt.
Ferner umfasst ein elektronisches/elektrisches Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung ein Halbleiterelement, eine Wärmesenke, welche die Wärmeerzeugung von dem Halbleiterelement abkühlt, und eine Aufnahme, die aus einem leitfähigen Material besteht. Die Wärmesenke umfasst eine Basiseinheit, die aus einem Leiterelement gebildet ist, und eine Rippeneinheit, die aus mindestens zwei oder mehreren Rippen konfiguriert ist, die in der Basiseinheit stehen oder in einem passenden vertieften Abschnitt der Basiseinheit installiert sind. Ein leitfähiges Material, das Luft als Kühlmittel führt, ist zwischen der Rippeneinheit und der Aufnahme angeordnet.
Ferner umfasst ein elektronisches/elektrisches Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung ein Halbleiterelement, eine Wärmesenke, welche die Wärmeerzeugung von dem Halbleiterelement abkühlt, und eine Aufnahme, die aus einem Leiterelement gebildet ist. Die Wärmesenke umfasst eine Basiseinheit, die aus einem Leiterelement gebildet ist, und eine Rippeneinheit, die aus mindestens zwei oder mehreren Rippen konfiguriert ist, die in der Basiseinheit stehen oder an einem passenden vertieften Abschnitt der Basiseinheit installiert sind. Ein nicht leitfähiges Material, das Luft als Kühlmittel führt, ist zwischen der Rippeneinheit und der Aufnahme angeordnet.
Entsprechend kann Strahlungsrauschen bezüglich der Struktur einer Wärmesenke und einer Aufnahme, die ein Halbleiterelement umgibt, das eine Erzeugungsquelle von Wärme und elektromagnetischen Wellen ist, einfach und wirksam reduziert werden, und die Wärmesenke wird ausreichend abgekühlt, indem Luft als Kühlmittel geführt wird, so dass das Halbleiterelement abgekühlt werden kann.
Ein leitfähiges Element ist zwischen einer Wärmesenke und einer Aufnahme angeordnet, um Luft als Kühlmittel zu führen. Folglich kann eine Resonanz zwischen der Wärmesenke und der Aufnahme unterdrückt werden, und die Kühlleistung kann verbessert werden.
Ferner ist ein nicht leitfähiges Element zwischen einer Wärmesenke und einer Aufnahme angeordnet, um Luft als Kühlmittel zu leiten. Folglich kann eine Resonanz zwischen der Wärmesenke und der Aufnahme unterdrückt werden, und die Kühlleistung kann verbessert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1 einen Zustand, in dem eine elektromagnetische Kopplung in der Anordnung eines Halbleiterelements angeordnet ist, eine Wärmesenke und eine Aufnahme, die ein herkömmliches elektronisches/elektrisches Gerät konfigurieren.
2 ein Beispiel der Beobachtung der elektrischen Feldstärke der Strahlung in einer in 1 abgebildeten beispielhaften herkömmlichen Konfiguration.
3 einen Zustand einer Stehwelle, die in einer Wärmesenke in der Anordnung eines Halbleiterelements, der Wärmesenke und einer Aufnahme, die ein herkömmliches elektronisches/elektrisches Gerät konfigurieren, erzeugt wird.
4 einen Zustand eines Luftdurchgangs in einem herkömmlichen elektronischen/elektrischen Gerät, das ein Halbleiterelement, eine Wärmesenke, welche die Wärmeerzeugung von dem Halbleiterelement abkühlt, und eine Aufnahme, das aus einem Leiterelement gebildet ist, umfasst.
5 ein Beispiel einer Anordnungsbeziehung zwischen einem Halbleiterelement, einer Wärmesenke und einer Aufnahme in einem elektronischen/elektrischen Gerät gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
6 ein Beispiel einer Anordnungsbeziehung zwischen einem Halbleiterelement, einer Wärmesenke und einer Aufnahme in einem elektronischen/elektrischen Gerät gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung.
7 ein Beispiel einer Anordnungsbeziehung zwischen einem Halbleiterelement, einer Wärmesenke, einer Aufnahme und einem rauschmindernden Leiterelement in einem elektronischen/elektrischen Gerät gemäß der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung.
8 ein Beispiel einer Anordnungsbeziehung zwischen einem Gebläse, einem Halbleiterelement, einer Wärmesenke, einer Aufnahme und einem rauschmindernden Leiterelement in einem elektronischen/elektrischen Gerät gemäß der Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung.
9 ein Beispiel einer Anordnungsbeziehung zwischen einem Gebläse, einem Halbleiterelement, einer Wärmesenke, einer Aufnahme und einem nicht leitfähigen Material zum Unterdrücken einer Resonanzspitze in einem elektronischen/elektrischen Gerät gemäß der Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung.
10 eine Wirkung der Reduzierung der elektrischen Feldstärke der Strahlung in einem elektronischen/elektrischen Gerät gemäß der Ausführungsform 3 oder 5 der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Ausführungsform 1
5 bildet ein Beispiel einer Anordnungsbeziehung zwischen einem Halbleiterelement, einer Wärmesenke und einer Aufnahme in einem elektronischen/elektrischen Gerät gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung ab.
Insbesondere werden in 5 die untere Oberfläche 23 einer Rippeneinheit einer Wärmesenke 20 und eine Aufnahme 30 derart in Flächenkontakt miteinander gebracht, dass die Wärmesenke 20 und die Aufnahme 30 elektrisch leitfähig gemacht werden und eine unerwünschte Resonanz unterdrückt wird. Mit anderen Worten werden die Rippen, die am weitesten von einem Halbleiterelement 10 entfernt sind, verlängert, um in direktem Kontakt mit der Aufnahme 30 zu stehen, und dadurch kann das Rauschen reduziert werden. Zusätzlich sind die Rippen in der Nähe des Halbleiterelements 10 relativ kurz, um die Außenluft (kalte Luft) als Kühlmittel derart zu führen, dass die Außenluft (kalte Luft) mühelos hindurchgehen kann. Folglich kann die Kühlleistung verbessert werden.
Eine Konfiguration ist nicht auf die abgebildete Konfiguration eingeschränkt, und es kann eine andere Konfiguration, die sowohl eine Kühlwirkung als auch eine Rauschminderungswirkung aufweisen kann, verwendet werden.
Ausführungsform 2
6 bildet ein Beispiel einer Anordnungsbeziehung zwischen einem Halbleiterelement, einer Wärmesenke und einer Aufnahme in einem elektronischen/elektrischen Gerät gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung ab.
Insbesondere in 6 ist ein gebogener (z. B. L-förmiger) Abschnitt 25 in einem Abschnitt (z. B. einem äußersten Abschnitt) der Rippen der Wärmesenke 20 derart gebildet, dass ein Abschnitt parallel zu einer Aufnahme des gebogenen Abschnitts 25 in Flächenkontakt mit der Aufnahme 30 gebracht wird. Folglich werden die Wärmesenke 20 und die Aufnahme 30 elektrisch leitfähig gemacht, und eine unerwünschte Resonanz wird unterdrückt.
Ein Abschnitt, in dem der gebogene (z. B. L-förmige) Abschnitt 25 in Kontakt mit der Aufnahme 30 steht, kann je nach Bedarf unter Verwendung einer Schraube, von Klebstoff, von leitfähigem Band, von leitfähiger Paste oder dergleichen befestigt werden. In 6 ist der gebogene (z. B. L-förmige) Abschnitt 25 im rechten Winkel gebogen, doch die Form des gebogenen Abschnitts 25 ist nicht darauf eingeschränkt, und der gebogene Abschnitt 25 kann eine mäßige Krümmung (r) aufweisen.
Ausführungsform 3
7 bildet ein Beispiel einer Anordnungsbeziehung zwischen einem Halbleiterelement, einer Wärmesenke, einer Aufnahme und einem rauschmindernden Leiterelement in einem elektronischen/elektrischen Gerät gemäß der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung ab.
Insbesondere in 7(A) bis 7(C) wird eine Seitenfläche einer Rippeneinheit 24 einer Wärmesenke 20 in Flächenkontakt mit einer Aufnahme 30 gebracht, um elektrisch leitfähig gemacht zu werden, und dadurch wird eine unerwünschte Resonanz unterdrückt.
Ferner ist bei dieser Ausführungsform ein rauschminderndes Leiterelement 40 von einer Seitenfläche 32 der Aufnahme bis zu der Seitenfläche der Rippeneinheit 24 der Wärmesenke 20 angeordnet, und Luft wird als Kühlmittel hindurch gelassen, so dass die Wärmesenke 20 durch Luft, die aus einem Gebläse 50 ausgestoßen wird, wirksam abgekühlt wird.
Bei der obigen Konfiguration kann die Konzentration von Luft auf der Seitenfläche der Rippeneinheit 24 der Wärmesenke 20 verringert werden, die Wärmestrahlungsleistung in der Wärmesenke kann erhöht werden, ohne eine Vergrößerung der Wärmesenke 20 oder eines Kühlgebläses 50, und das Halbleiterelement kann ausreichend abgekühlt werden.
Wenn eine Aufnahmeseitenfläche, die mit einer Öffnung versehen ist, die ein Kühlmittel aus der Wärmesenke ansaugt (siehe 7(C)), nicht leitfähig ist, kann eine rauschmindernde Wirkung erreicht werden, indem die Aufnahmeseitenfläche mit einer flachen Plattenfläche 35 einer Metallaufnahme in Kontakt gebracht wird, wie in 7(B-1) abgebildet.
Wenn eine Aufnahmeseitenfläche, die mit einer Öffnung versehen ist, die ein Kühlmittel aus der Wärmesenke ansaugt (siehe 7(C)), leitfähig ist, kann ein rauschminderndes Leiterelement 40 nur mit einer Metallaufnahme in Kontakt gebracht werden, das eine Öffnung umfasst, wie in 7(B-2) abgebildet.
Ferner kann eine ähnliche Kühlwirkung erzielt werden, selbst wenn das rauschmindernde Leiterelement 40 nicht an der Seitenfläche der Rippeneinheit 24 der Wärmesenke 20 haftet. Entsprechend kann das rauschmindernde Leiterelement 40 eine Form aufweisen, wie in 7(B-3) oder 7(B-4) abgebildet.
7(B-1) und 7(B-2) bilden Beispiele ab, bei denen das rauschmindernde Leiterelement 40 im rechten Winkel gebogen ist, doch ein gebogener Abschnitt kann eine mäßige Krümmung (r) aufweisen, wie in 7(B-3) oder 7(B-4) abgebildet.
Ausführungsform 4
8 bildet ein Beispiel einer Anordnungsbeziehung zwischen einem Gebläse, einem Halbleiterelement, einer Wärmesenke, einer Aufnahme und einem rauschmindernden Leiterelement in einem elektronischen/elektrischen Gerät gemäß der Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung ab.
Insbesondere in 8(A) und 8(B) wird eine untere Oberfläche 23 der Rippeneinheit einer Wärmesenke 20 in Flächenkontakt mit einer unteren Oberfläche 34 der Aufnahmeunterseite gebracht, um elektrisch leitfähig gemacht zu werden, und eine unerwünschte Resonanz wird unterdrückt.
Ferner ist bei dieser Ausführungsform ein rauschminderndes Leiterelement 42 mit einem gekrümmten Vorsprung in einem Raum zwischen der unteren Oberfläche 34 der Aufnahme und der Wärmesenke derart angeordnet, dass Luft, die aus einem Gebläse 50 ausgestoßen wird, nicht hindurch geht, und Luft als Kühlmittel, das eine Wärmesenke 22 wirksam abkühlt, durchgelassen wird.
Bei dieser Konfiguration kann die Konzentration von Luft in einem Raum zwischen der Wärmesenke 20 und der unteren Oberfläche 34 der Aufnahme, wie in 4(B) abgebildet, verringert werden, die Wärmestrahlungsleistung in der Wärmesenke kann erhöht werden, ohne Vergrößerung der Wärmesenke 20 oder eines Kühlgebläses 50, und das Halbleiterelement kann ausreichend abgekühlt werden.
Ausführungsform 5
9 bildet ein Beispiel einer Anordnungsbeziehung zwischen einem Gebläse, einem Halbleiterelement, einer Wärmesenke, einer Aufnahme und einem nicht leitfähigen Material zum Unterdrücken einer Resonanzspitze in einem elektronischen/elektrischen Gerät gemäß der Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung ab.
Insbesondere wenn ein nicht leitfähiges Material 62 zum Unterdrücken einer Resonanzspitze zwischen einer unteren Oberfläche 23 der Rippeneinheit einer Wärmesenke 20 und einer Aufnahme 30 angeordnet ist, wie in 9 abgebildet, wird ein Streukapazitätswert oder ein Widerstandswert (eine Verlustkomponente der Streukapazität) zwischen der Wärmesenke 20 und der Aufnahme 30 beeinflusst. Im Vergleich mit dem Fall, bei dem das nicht leitfähige Material 62 zum Unterdrücken einer Resonanzspitze, die in 9 abgebildet ist, nicht angeordnet ist, nimmt nämlich der Streukapazitätswert gemäß einer spezifischen dielektrischen Konstante des nicht leitfähigen Materials zum Unterdrücken einer Resonanzspitze zu. Die Widerstandswertkomponente nimmt gemäß der spezifischen dielektrischen Konstante und einem dielektrischen Verlustfaktor des nicht leitfähigen Materials zum Unterdrücken einer Resonanzspitze zu.
Entsprechend kann durch das Bereitstellen des nicht leitfähigen Materials 62 zum Unterdrücken einer Resonanzspitze ein Wert der Streukapazität, bei dem es sich um einen Faktor der Erzeugung einer unerwünschten Resonanz handelt, derart zunehmen, dass eine Resonanzerzeugungsfrequenz geregelt werden kann. Zum Beispiel kann der Pegel des erzeugten Rauschens reduziert werden, indem eine Resonanzfrequenz eingestellt wird, um nahe an einer Frequenz zu liegen, auf welcher der Pegel einer Rauschquelle gering ist.
Durch das Bereitstellen des nicht leitfähigen Materials 62 zum Unterdrücken einer Resonanzspitze kann ein Q-Wert der Resonanz reduziert werden, und der Pegel einer Rauschspitze, die durch die Resonanz verursacht wird, kann reduziert werden. Da das nicht leitfähige Material 62 zum Unterdrücken einer Resonanzspitze einen größeren dielektrischen Verlustfaktor aufweist, nimmt eine Wirkung des Reduzierens des Q-Wertes, nämlich eine Wirkung des Unterdrückens der Resonanzspitze, zu.
Daher wird es bevorzugt, dass ein Material, das einen großen dielektrischen Verlustfaktor aufweist, wie etwa ein Vinylmaterial (beispielsweise Polyvinylchlorid), ein Epoxidharz oder ein Verbundmaterial davon, verwendet wird.
Alternativ werden die Form, eine dielektrische Konstante und ein dielektrischer Verlustfaktor eines nicht leitfähigen Materials zum Unterdrücken einer Resonanzspitze derart ausgewählt oder bestimmt werden, dass auf der zuvor beschriebenen Resonanzfrequenz ein Widerstandswert, der durch einen dielektrischen Verlustfaktor des nicht leitfähigen Materials 62 zum Unterdrücken einer Resonanzspitze erzeugt wird, größer ist als ein Widerstandswert, der für eine Wärmesenke spezifisch ist, die eine Hauptkomponente eines Widerstandswertes bezüglich der Resonanz ist, nämlich ein Widerstandswert von einer Halbleiterelement-Verbindungsstelle (nicht abgebildet) der Wärmesenke 20 mit einem Abschnitt in der Nähe der Aufnahme der Wärmesenke 20 (in 9 die untere Oberfläche 23 der Rippeneinheit). Folglich kann eine erhebliche Wirkung des Unterdrückens einer Resonanzspitze erreicht werden.
Ferner ist das vorliegende nicht leitfähige Material in einem Raum zwischen einer unteren Oberfläche der Aufnahme (der unteren Oberfläche 23 der Rippeneinheit) und der Wärmesenke 20 derart angeordnet, dass Luft, die von dem Gebläse 50 ausgestoßen wird, nicht hindurch geht, und daher Luft als Kühlmittel, das die Wärmesenke wirksam abkühlt, hindurch gehen kann.
Entsprechend kann die Konzentration von Luft in einem Raum zwischen einer Wärmesenke und einer Aufnahme, wie in 4(B) abgebildet, verringert werden, die Wärmestrahlungsleistung in der Wärmesenke kann ohne Vergrößerung der Wärmesenke 20 oder des Kühlgebläses 50 erhöht werden, und das Halbleiterelement kann genug abgekühlt werden.
10 bildet eine Wirkung des Unterdrückens von Strahlungsrauschen gemäß der obigen Ausführungsform 3 oder 5 der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit einer herkömmlichen Konfiguration ab. Es versteht sich, dass eine Spitzenkomponente auf 120 MHz, die erzeugt wird, in 2, welche die externe elektrische Feldstärke der Strahlung in der herkömmlichen Konfiguration abbildet, unter Verwendung der Ausführungsform 3 oder 5 der vorliegenden Erfindung reduziert wird.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung ist nicht nur auf ein elektronisches Gerät, das ein Halbleiterelement, das eine Erzeugungsquelle von Wärme und elektromagnetischen Wellen ist, eine Wärmesenke, welche die Wärmeerzeugung von dem Halbleiterelement abkühlt, und eine Aufnahme, die aus einem leitfähigen Material besteht und das Halbleiterelement und die Wärmesenke aufnimmt, umfasst, sondern auch auf ein elektrisches Gerät, das diese Bauteile umfasst, anwendbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2006-049555 [0020]
JP 2008-103458 [0020]
JP 3649259 [0020]

Claims

Elektronisches/elektrisches Gerät, umfassend ein Halbleiterelement (10), eine Wärmesenke (20), welche die Wärmeerzeugung von dem Halbleiterelement abkühlt, und eine Aufnahme (30), die aus einem Leiterelement gebildet ist, wobei die Wärmesenke (20) eine Basiseinheit (22), die aus einem Leiterelement gebildet ist, und eine Rippeneinheit (24), die aus mindestens zwei oder mehreren Rippen konfiguriert ist, die in der Basiseinheit (22) stehen oder an einem passenden vertieften Abschnitt der Basiseinheit installiert sind (22), umfasst, und ein Abschnitt der Rippeneinheit (24) in Flächenkontakt mit der Aufnahme (30) gebracht wird, und ein Raum, der Luft als Kühlmittel führt, zwischen einem anderen Abschnitt der Rippeneinheit (24) und der Aufnahme (30) bereitgestellt wird.
Elektronisches/elektrisches Gerät nach Anspruch 1, wobei der eine Abschnitt der Rippeneinheit (24) eine Rippe ist, die am weitesten von einer unteren Oberfläche des Halbleiterelements (10) entfernt ist, und eine untere Oberfläche der Rippeneinheit (24) in Flächenkontakt mit der Aufnahme (30) gebracht wird.
Elektronisches/elektrisches Gerät nach Anspruch 2, wobei der eine Abschnitt der Rippeneinheit (24) in Kontakt mit einem rauschmindernden Leiterelement (40) gebracht wird, und das rauschmindernde Leiterelement (40) in Flächenkontakt mit einer mit einer Öffnung versehenen Seitenfläche (32) der Aufnahme (30) gebracht wird.
Elektronisches/elektrisches Gerät nach Anspruch 2, wobei der eine Abschnitt der Rippeneinheit (24) einen gebogenen Abschnitt (25) umfasst, der in einer Richtung parallel zur Aufnahme (30) gebogen ist, und der gebogene Abschnitt (25) in Flächenkontakt mit der Aufnahme (30) gebracht wird.
Elektronisches/elektrisches Gerät nach Anspruch 4, wobei der eine Abschnitt der Rippeneinheit (24) in Kontakt mit einem rauschmindernden Leiterelement (40) gebracht wird, und das rauschmindernde Leiterelement (40) in Flächenkontakt mit einer mit einer Öffnung versehenen Seitenfläche (32) der Aufnahme (30) gebracht wird.
Elektronisches/elektrisches Gerät nach Anspruch 5, wobei das rauschmindernde Leiterelement (42) ein plattenförmiges Leiterelement ist, das einen gekrümmten Vorsprung aufweist, der in Flächenkontakt mit der Rippeneinheit (24) und der Aufnahme (34) gebracht wird, und der gekrümmte Vorsprung in Kontakt mit einer unteren Oberfläche der Rippeneinheit (24) gebracht wird.
Elektronisches/elektrisches Gerät nach Anspruch 6, wobei das rauschmindernde Leiterelement (40) aus einem leitfähigen Klebstoff besteht, und das rauschmindernde Leiterelement (40) an der Wärmesenke (20) und der Aufnahme (30) befestigt ist.
Elektronisches/elektrisches Gerät, umfassend ein Halbleiterelement (10), eine Wärmesenke (20), welche die Wärmeerzeugung von dem Halbleiterelement (10) abkühlt, und eine Aufnahme (30), das aus einem leitfähigen Material besteht, wobei die Wärmesenke (20) eine Basiseinheit (22), die aus einem Leiterelement besteht, und eine Rippeneinheit (24), die aus mindestens zwei oder mehreren Rippen konfiguriert ist, die in der Basiseinheit (22) stehen oder an einem passenden vertieften Abschnitt der Basiseinheit (22) installiert sind, umfasst, und ein leitfähiges Material, das Luft als Kühlmittel führt, zwischen der Rippeneinheit (24) und der Aufnahme (30) angeordnet ist.
Elektronisches/elektrisches Gerät, umfassend ein Halbleiterelement (10), eine Wärmesenke (20), welche die Wärmeerzeugung von dem Halbleiterelement (10) abkühlt, und eine Aufnahme (30), die aus einem Leiterelement gebildet ist, wobei die Wärmesenke (20) eine Basiseinheit (22), die aus einem Leiterelement gebildet ist, und eine Rippeneinheit (24), die aus mindestens zwei oder mehreren Rippen konfiguriert ist, die in der Basiseinheit (22) stehen oder an einem passenden vertieften Abschnitt der Basiseinheit (22) installiert sind, umfasst, und ein nicht leitfähiges Material (62), das Luft als Kühlmittel führt, zwischen der Rippeneinheit (24) und dem Aufnahme (30) angeordnet ist.
Elektronisches/elektrisches Gerät nach Anspruch 9, wobei das nicht leitfähige Material (62) auf der gesamten Oberfläche zwischen einer unteren Oberfläche der Rippeneinheit (24) und der Aufnahme (30) angeordnet ist.
Elektronisches/elektrisches Gerät nach Anspruch 10, wobei eine Form, eine dielektrische Konstante und ein dielektrischer Verlustfaktor des nicht leitfähigen Materials (62) derart ausgewählt werden, dass auf einer Frequenz, auf der die Resonanz erzeugt wird, die durch eine Streukapazität oder einen Störeinfluss zwischen der Wärmesenke (20) und der Aufnahme (30) verursacht wird, ein Widerstandswert zwischen der Wärmesenke (20) und der Aufnahme (30), wobei der Widerstandswert durch den dielektrischen Verlustfaktor des nicht leitfähigen Materials (62) erzeugt wird, größer als der Widerstandswert ist, der für die Wärmesenke (20) spezifisch ist.