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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abstrahlungsstruktur zum Abstrahlen von Wärme,
die von einem elektronischen Teil erzeugt wird.
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Herkömmlicherweise werden viele elektronische Teile einschließlich eines IC
(integrierter Schaltkreis) auf einer Leiterplatte für eine elektronische Vorrichtung angebracht.
Einige dieser elektronischen Teile erzeugen im Betrieb Wärme. Daher ist es erforderlich,
von diesen elektronischen Teilen, die Wärme erzeugen (im Folgenden als
wärmeerzeugende Elemente bezeichnet), erzeugte Wärme wirkungsvoll abzustrahlen.
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Zu diesem Zweck ist dem Stand der Technik nach, wie in Fig. 3 dargestellt, ein
Durchgangsloch 7 an einem Abschnitt einer Leiterplatte 3 ausgebildet, auf dem ein
wärmeerzeugendes Element 1 angebracht ist. Ein Abstrahlkörper 4 ist mit einem vorstehenden
Abschnitt 5 versehen, der einen Außendurchmesser hat, der geringfügig kleiner ist als
der Durchmesser des Durchgangslochs 7, und im Wesentlichen die gleiche Dicke hat
wie die Leiterplatte 3. Von dem wärmeerzeugenden Element 1 abgestrahlte Wärme wird
über den Abstrahlkörper 4 abgestrahlt. Das heißt, der vorstehende Abschnitt 5 des
Abstrahlkörpers 4 wird in das Durchgangsloch 7 eingeführt, das an der Leiterplatte 3
vorhanden ist. In diesem Fall wird Siliziumfett 2, das als gelierter Klebstoff dient, auf die
Oberfläche des wärmeerzeugenden Elementes 1, die der Leiterplatte 3 zugewandt ist,
oder die Oberseite des vorstehenden Abschnitts 5 des Abstrahlkörpers aufgetragen, um
den Kontaktzustand der miteinander in Kontakt befindlichen und gegenüberliegenden
Flächen des wärmeerzeugenden Elementes 1 und des vorstehenden Abschnitts 5 zu
vereinheitlichen. Der Abstrahlkörper 4 wird an der Leiterplatte 3 über eine
Siliziumfettschicht 20 angebracht, die hergestellt wird, indem das Siliziumfett 2 aufgetragen wird,
um so das vordere Ende des vorstehenden Abschnitts 5 des Abstrahlkörpers 4 mit dem
wärmeerzeugenden Element 1 zu verbinden.
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Bei diesem Aufbau wird von dem wärmeerzeugenden Element 1 erzeugte Wärme so
abgestrahlt, dass die Wärme über die Siliziumfettschicht 20 auf den vorstehenden
Abschnitt 5 des Abstrahlkörpers 4 übertragen und weiter auf den gesamten Abschnitt des
Abstrahlkörpers verteilt wird.
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Bei dem Aufbau in Fig. 3 ist es jedoch, wenn der vorstehende Abschnitt 5 des
Abstrahlkörpers 4 in das Durchgangsloch 7 der Leiterplatte 3 eingeführt wird, erforderlich, eine
Menge des Siliziumfetts 2, die auf die Fläche des wärmeerzeugenden Elementes 1, die
der Leiterplatte 3 zugewandt ist, und die Oberseite des vorstehenden Abschnitts 5 des
Abstrahlkörpers 4 aufgetragen wird, genau zu regulieren. Daher entsteht dahingehend
ein Problem, dass der Anbringungsvorgang kompliziert ist. Das heißt, wenn eine Menge
des aufzutragenden Siliziumfettes zu klein ist, kann der vorgegebene Abstrahleffekt
nicht erzielt werden. Wenn hingegen die Menge des Siliziumfetts, das aufzutragen ist,
zu groß ist, tritt überschüssiges Siliziumfett 2 aus dem Abstrahlkörper über den
Zwischenraum aus, der zwischen der Leiterplatte 3 und dem Abstrahlkörper 4 ausgebildet
ist, so dass das ausgetretene Fett an einer Hand eines Technikers oder an den Teilen
der Leiterplatte 3 oder dergleichen haftet, wodurch sich die Verarbeitbarkeit
verschlechtert. Dementsprechend muss eine Menge des Siliziumfetts reguliert werden,
indem sowohl der Abstrahleffekt als auch die Verarbeitbarkeit beim Anbringungsvorgang
berücksichtigt werden.
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Die vorliegende Erfindung dient dazu, das genannte, herkömmlicherweise auftretende
Problem zu umgehen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine
Abstrahlstruktur für ein wärmeerzeugendes Element zu schaffen, mit der sich das
Austreten von Siliziumfett verhindern lässt und die Verarbeitbarkeit bei einem
Anbringungsvorgang ohne Verschlechterung des Abstrahleffektes verbessern lässt.
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Um die oben aufgeführte Aufgabe zu erfüllen, wird gemäß einem ersten Aspekt der
Erfindung eine Abstrahlstruktur für ein wärmeerzeugendes Element geschaffen, bei der
eine Abstrahlstruktur für ein wärmeerzeugendes Element eine Basis und einen
vorstehenden Abschnitt enthält, der an der Basis vorhanden ist, wobei ein wärmeerzeugendes
Element an einem Durchgangsloch angeordnet ist, das in einer Leiterplatte vorhanden
ist, und der vorstehende Abschnitt von einer Flächenseite der Leiterplatte her in das
Durchgangsloch eingeführt wird, die einer Fläche gegenüberliegt, an der das
wärmeerzeugende Element angeordnet ist, und mit dem wärmeerzeugenden Element über
gelierten Klebstoff in Kontakt kommt, so dass von dem wärmeerzeugenden Element
erzeugte Wärme über den vorstehenden Abschnitt nach außen abgestrahlt wird, dadurch
gekennzeichnet, dass:
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die Basis eine erste Fläche, die mit der Leiterplatte an einer Fläche in Kontakt kommt,
die der Leiterplatte zugewandt ist, und wenigstens eine Absatzfläche enthält, die an
einer Position vorhanden ist, die weiter von der Leiterplatte entfernt ist als die erste
Fläche.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Abstrahlstruktur für ein
wärmeerzeugendes Element gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung geschaffen, bei der die
Absatzfläche durch die erste Fläche, die mit der Leiterplatte in Kontakt kommt, und eine
zweite Absatzfläche gebildet wird, die an einer Seite der ersten Fläche gegenüber dem
vorstehenden Abschnitt vorhanden ist.
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Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird eine Abstrahlstruktur für ein
wärmeerzeugendes Element gemäß dem ersten oder dem zweiten Aspekt der Erfindung
geschaffen, bei der die Absatzfläche durch die erste Fläche, die mit der Leiterplatte in
Kontakt kommt, und eine dritte Absatzfläche gebildet wird, die an einer Seite des
vorstehenden Abschnitts der ersten Fläche vorhanden ist.
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Gemäß dem obenbeschriebenen Aufbau der vorliegenden Erfindung wird das
wärmeerzeugende Element an dem Durchgangsloch angeordnet, das in der Leiterplatte
vorhanden ist, und an der Oberfläche der Leiterplatte angelötet. Der Abstrahlkörper wird durch
den vorstehenden Abschnitt, der in das Durchgangsloch eingeführt wird, das an der
Leiterplatte vorhanden ist, und die Basis gebildet, die den vorstehenden Abschnitt
integral hält. Die Basis ist mit einer Absatzfläche an ihrer der Leiterplatte zugewandten
Fläche versehen. Siliziumfett wird auf die Fläche des wärmeerzeugenden Elementes, die
der Leiterplatte zugewandt ist, oder die Oberseite des vorstehenden Abschnitts des
Abstrahlkörpers aufgetragen, und dann wird der vorstehende Abschnitt in das
Durchgangsloch eingepasst, das in der Leiterplatte vorhanden ist, so dass die Basis mit der
Leiterplatte an ihrer ersten Fläche in Kontakt gebracht wird, die an dem Abschnitt
vorhanden ist, der am nächsten an der Leiterplatte liegt. Dadurch wird die
Siliziumfettschicht zwischen dem wärmeerzeugenden Element und dem vorstehenden Abschnitt
des Abstrahlkörpers und der Leiterplatte sowie dem vorstehenden Abschnitt des
Abstrahlkörpers ausgebildet.
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Von dem wärmeerzeugenden Element erzeugte Wärme wird über die Siliziumfettschicht
auf den vorstehenden Abschnitt des Abstrahlkörpers übertragen und weiter auf den
gesamten Abstrahlkörper übertragen. Überschüssiges Siliziumfett tritt aus dem
Abstrahlkörper über den Zwischenraum zwischen der Umfangsfläche des Durchgangslochs, das
in der Leiterplatte ausgebildet ist, und der Außenumfangsfläche des vorstehenden
Abschnitts des Abstrahlkörpers aus. Da jedoch das überschüssige Siliziumfett in dem
Raum zurückgehalten bzw. aufgefangen wird, der durch die Leiterplatte und die
Absatzfläche, die an dem Abstrahlkörper vorhanden ist, gebildet wird, wird verhindert, dass das
überschüssige Siliziumfett an der Leiterplatte austritt.
Bei den Zeichnungen ist:
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Fig. 1 eine Schnittdarstellung, die die Abstrahlstruktur für ein wärmeerzeugendes
Element gemäß der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;
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Fig. 2 eine Schnittdarstellung, die die Abstrahlstruktur für ein wärmeerzeugendes
Element gemäß der zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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Fig. 3 eine Schnittdarstellung, die die herkömmliche Abstrahlstruktur für ein
wärmeerzeugendes Element zeigt.
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Die erste Ausführung der vorliegenden Erfindung wird ausführlich unter Bezugnahme
auf Fig. 1 erläutert. Fig. 1 ist eine Schnittdarstellung der Abstrahlstruktur gemäß der
ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung, bei der ein Abstrahlkörper 40 an einer
Leiterplatte 3 angebracht ist, auf der ein wärmeerzeugendes Element 1, wie
beispielsweise ein IC mit Zuleitungsdrähten 8, angebracht ist. Die Leiterplatte 3 ist an ihrer
Oberfläche mit einem Schaltungsmuster versehen, das eine Schaltung bildet und
Kontaktstege 9 zum Anbringen des wärmeerzeugenden Elementes 1 auf der Leiterplatte 3 mit
einem Lötvorgang enthält. Des Weiteren ist die Leiterplatte 3 an dem Abschnitt derselben,
an dem das wärmeerzeugende Element 1, wie beispielsweise ein IC, angebracht ist, mit
einem Durchgangsloch 7 versehen, das, wenn die Leiterplattenoberfläche aus der
Richtung X in der Figur gesehen wird, eine beliebige Form, wie beispielsweise eine
Rechteck- oder eine Kreisform, hat. Die Position des Durchgangslochs 7 auf der
Leiterplatte und der Lochdurchmesser desselben sind, wie in der Figur dargestellt, so festgelegt,
dass wenigstens ein Teil (oder vorzugsweise die Gesamtheit) desselben von dem
wärmeerzeugenden Element in einem Zustand abgedeckt wird, in dem das
wärmeerzeugende Element auf der Leiterplatte 3 angebracht ist.
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Der Abstrahlkörper 40 wird durch einen vorstehenden Abschnitt 5, dessen Außenform
die gleiche ist wie die Form des Durchgangslochs 7, und eine Basis 6 gebildet, die den
vorstehenden Abschnitt 5 integral aufnimmt. Der vorstehende Abschnitt 5 wird in das
Durchgangsloch 7, das in der Leiterplatte 3 ausgebildet ist, eingeführt und dient dazu,
die von dem wärmeerzeugenden Element 1 erzeugte Wärme auf ein Chassis 12 zu
übertragen, um so die Wärme abzustrahlen. Die Basis 6 ist mit Absatzflächen 61 und 62
an der Fläche derselben versehen, die der Leiterplatte 3 zugewandt ist. Der
Abstrahlkörper 40 kommt mit der Leiterplatte 3 an einer dieser Absatzflächen in Kontakt, d. h. an
der ersten Absatzfläche 61, die sich näher an der Leiterplatte 3 befindet als die zweite
Absatzfläche. So ist in diesem Kontaktzustand des Abstrahlkörpers und der Leiterplatte
ein Raum P mit einer Höhe, die der Differenz zwischen der ersten Absatzfläche 61 und
der zweiten Absatzfläche 62 entspricht, zwischen der zweiten Absatzfläche 62 und der
Leiterplatte 3 ausgebildet. Eine Schaltung, die Kontaktstege 90 oder kleine Teile oder
dergleichen enthält, die in dem Raum P aufgenommen werden können, kann in dem
Raum P angebracht werden.
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Ein Bezugszeichen 10 kennzeichnet ein Mylar-Band (Warenzeichen), das als
isolierendes Klebeband zum Befestigen des Abstrahlkörpers 40 an der Leiterplatte 3 dient, bis
der Abstrahlkörper 40 eng mit dem Chassis 12 in Kontakt gebracht worden ist. Das
Mylar-Band kann je nach dem Vorgang zur Montage der Abstrahlstruktur weggelassen
werden. Ein Bezugszeichen 11 kennzeichnet ein Siliziumblech, das als ein elastisches
Element mit hoher Wärmeleitfähigkeit dient und den Abstrahlkörper in engen Kontakt mit
dem Chassis 12 bringt. Ein Bezugszeichen 20 kennzeichnet eine Siliziumfettschicht, die
durch den weiter unten beschriebenen Montagevorgang ausgebildet wird.
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Die genannten Bestandteile der Ausführung werden auf die folgende Weise
zusammengesetzt. Zunächst wird das wärmeerzeugende Element 1 auf die Kontaktstege 9
aufgesetzt, die auf dem Verdrahtungsmuster der Leiterplatte 3 ausgebildet sind, und die
Zuleitungsdrähte 8 werden verlötet, um das wärmeerzeugende Element mit den
Kontaktstegen zu verbinden. Dann wird das Siliziumfett auf die Fläche des wärmeerzeugenden
Elementes 1, die der Leiterplatte zugewandt ist, oder auf die Oberseite des
vorstehenden Abschnitts 5 des Abstrahlkörpers 40 aufgetragen, danach wird der vorstehende
Abschnitt 5 des Abstrahlkörpers 40 in das Durchgangsloch 7 eingepasst, und anschließend
wird der Abstrahlkörper 40 mit dem Mylar-Band 10 an der Leiterplatte 3 befestigt.
Daraufhin wird die Leiterplatte 3 an einem vorgegebenen Abschnitt eines nicht dargestellten
Gehäuses befestigt, in dem die Leiterplatte aufgenommen werden soll, und
anschließend wird das Siliziumblech 11 zwischen den Abstrahlkörper 40 und das Chassis 12
eingeführt, so dass der Abstrahlkörper 40 über das Siliziumblech 11 in engem Kontakt
mit dem Chassis 12 ist.
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Bei dem obenstehenden Aufbau wird die von dem wärmeerzeugenden Element 1
erzeugte Wärme über die Siliziumfettschicht 20 auf den vorstehenden Abschnitt 5 des
Abstrahlkörpers 40 übertragen, dann auf den gesamten Abstrahlkörper einschließlich
der Basis 6 übertragen, danach über das Siliziumblech 10 auf das Chassis 12
übertragen und aus dem Gehäuse nach außen abgestrahlt. Dabei fließt überschüssiges Fett an
der Oberseite der Basis 6 durch den Raum, der zwischen der Umfangsfläche des
Durchgangslochs 7, das in der Leiterplatte 3 ausgebildet ist, und der äußeren
Umfangsfläche des vorstehenden Abschnitts 5 des Abstrahlkörpers 40 ausgebildet ist. Da jedoch
die Basis 6 mit der zweiten Absatzfläche 62 versehen ist, wird der Raum P zwischen der
zweiten Absatzfläche 62 und der Leiterplatte 3 ausgebildet. So wird das überschüssige
Siliziumfett, das auf die Oberseite der Basis geflossen ist, in dem Raum P aufgefangen,
so dass verhindert werden kann, dass das überschüssige Siliziumfett aus dem
Abstrahlkörper austritt.
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Die zweite Ausführung der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 2
ausführlich erläutert. Fig. 2 ist eine Schnittdarstellung der Abstrahlstruktur gemäß der
zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung, bei der ein Abstrahlkörper 41 an einer
Leiterplatte 3 angebracht ist, auf der ein wärmeerzeugendes Element 1 montiert ist. In
der Figur werden Abschnitte, die mit denen in Fig. 1 identisch sind, durch die
gemeinsamen Bezugszeichen gekennzeichnet, und auf ihre Erläuterung wird verzichtet.
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Die Basis 6 des vorstehenden Abschnitts 5 des Abstrahlkörpers 41 ist zusätzlich zu den
Absatzflächen 61 und 62 mit einer dritten Absatzfläche 63 an der Fläche derselben
zwischen dem vorstehenden Abschnitt 5 und einer ersten Absatzfläche 61 versehen. Die
dritte Absatzfläche 63 ist an dem Abschnitt ausgebildet, der von der Leiterplatte 3 weiter
entfernt ist als die erste Absatzfläche 61, wobei die Differenz zwischen ihnen so ist, dass
der Abstrahlkörper 41 an der ersten Absatzfläche 61 mit der Leiterplatte 3 in Kontakt
kommt. So wird in diesem Kontaktzustand ein Raum Q mit einer Höhe, die der Differenz
zwischen der ersten Absatzfläche 61 und der dritten Absatzfläche 63 entspricht,
zwischen der dritten Absatzfläche 63 und der Leiterplatte 3 ausgebildet.
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Beim Aufbau der zweiten Ausführung, bei der der oben beschriebene Abstrahlkörper 41
eingesetzt wird, wird wie bei der ersten Ausführung von dem wärmeerzeugenden
Element 1 erzeugte Wärme über eine Siliziumfettschicht 20 auf den vorstehenden Abschnitt
5 des Abstrahlkörpers 41 übertragen, dann auf den gesamten Abstrahlkörper
übertragen, anschließend weiter über ein Siliziumblech 11 auf ein Chassis 12 übertragen und
aus dem Gehäuse nach außen abgestrahlt. Dabei fließt überschüssiges Siliziumfett auf
der Oberseite der Basis 6 durch den Raum, der zwischen der Umfangsfläche eines
Durchgangslochs 7, das an der Leiterplatte 3 ausgebildet ist, und der
Außenumfangsfläche des vorstehenden Abschnitts 5 des Abstrahlkörpers 41 ausgebildet ist. Da jedoch
das überschüssige Siliziumfett, das so auf die Oberseite der Basis fließt, in dem Raum
Q aufgefangen wird, der zwischen der Leiterplatte 3 und der dritten Absatzfläche 63
ausgebildet ist, die an der Basis 6 des Abstrahlkörpers 41 vorhanden ist, kann
verhindert werden, dass das überschüssige Siliziumfett aus dem Abstrahlkörper austritt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wie oben beschrieben, überschüssiges
Siliziumfett, das aus der Siliziumfettschicht austritt, in dem Raum aufgefangen, der zwischen
der Leiterplatte und der zweiten oder dritten Absatzfläche ausgebildet ist, die an der
Basis des Abstrahlkörpers vorhanden ist, und so verhindert, dass es auf der Leiterplatte
breit austritt. Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung insofern vorteilhaft, als die
Bemessung einer Menge an Siliziumfett, das beim Zusammensetzen der
Abstrahlstruktur aufgetragen wird, vereinfacht werden kann und sich die Verarbeitbarkeit beim
Anbringen des Abstrahlkörpers verbessert.
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Des Weiteren können, da der Raum an dem Abstrahlkörper ausgebildet ist, ein
Verdrahtungsmuster, Kontaktstege, Durchgangslöcher und dergleichen auf der Leiterplatte in
dem Raum ausgebildet werden, so dass sich ein zusätzlicher technischer Effekt dahin
gehend erzielen lässt, dass die Fläche der Leiterplatte effektiv genutzt werden kann.
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Weiterhin kann, da bei der vorliegenden Erfindung der Raum an dem Abstrahlkörper
ausgebildet ist, selbst wenn das Volumen des Abstrahlkörpers der vorliegenden
Erfindung das gleiche ist wie das des herkömmlichen Abstrahlkörpers die gesamte Fläche
des Abstrahlkörpers, die mit der Luft in dem Gehäuse in Kontakt kommt, gegenüber
dem herkömmlichen Abstrahlkörper vergrößert werden. Damit kann ein zusätzlicher
technischer Effekt dahingehend erzielt werden, dass der Abstrahleffekt innerhalb des
Gehäuses verbessert wird.