JP2000022366A - 熱伝導部材およびその熱伝導部材を用いた冷却構造 - Google Patents
熱伝導部材およびその熱伝導部材を用いた冷却構造Info
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- JP2000022366A JP2000022366A JP10184366A JP18436698A JP2000022366A JP 2000022366 A JP2000022366 A JP 2000022366A JP 10184366 A JP10184366 A JP 10184366A JP 18436698 A JP18436698 A JP 18436698A JP 2000022366 A JP2000022366 A JP 2000022366A
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- housing
- generating component
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
- H05K7/20436—Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing
- H05K7/2049—Pressing means used to urge contact, e.g. springs
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電子機器において半導体素子を効率良く冷却
すると共に、半導体素子の冷却機構においてネジ締結に
よる電子機器への悪影響を改善し、組立性の良い半導体
素子の冷却構造を提供する。 【解決手段】 高熱伝導率の金属箔を重ねあわせた柔軟
性に優れ、かつコ字形状または環状に成形された熱伝導
部材と該熱伝導部材のコ字形状または環状の中に弾性部
材を配設し、該弾性部材の弾性力を用いて所定の圧力で
もって上記熱伝導部材の一部分を半導体素子バッケージ
表面に、他の一部分を電子機器の筐体へ密着させる。
すると共に、半導体素子の冷却機構においてネジ締結に
よる電子機器への悪影響を改善し、組立性の良い半導体
素子の冷却構造を提供する。 【解決手段】 高熱伝導率の金属箔を重ねあわせた柔軟
性に優れ、かつコ字形状または環状に成形された熱伝導
部材と該熱伝導部材のコ字形状または環状の中に弾性部
材を配設し、該弾性部材の弾性力を用いて所定の圧力で
もって上記熱伝導部材の一部分を半導体素子バッケージ
表面に、他の一部分を電子機器の筐体へ密着させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発熱部品を冷却す
るための冷却構造に係わり、特に半導体素子を用いた電
子装置における冷却構造の改良に関するものである。
るための冷却構造に係わり、特に半導体素子を用いた電
子装置における冷却構造の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子機器における半導体素子の冷却構造
に関する従来技術について、図３及び図４を用いて説明
する。図３および図４は従来の技術による冷却構造を用
いた電子機器の構成例を説明するためにその横断面と縦
断面とをそれぞれ表した図である。
に関する従来技術について、図３及び図４を用いて説明
する。図３および図４は従来の技術による冷却構造を用
いた電子機器の構成例を説明するためにその横断面と縦
断面とをそれぞれ表した図である。
【０００３】図３および図４において、１は電子機器の
筐体で、この筐体１はその内部で発生した熱を吸収し外
部へ放熱する。２は発熱部品である半導体素子で、プラ
グイン式回路基板３上に実装される。４はマザー基板
で、各プラグイン式回路基板３の電気信号を接続する役
割を果たす。また、マザー基板４はコネクタ５ａ及び５
ｂによって各プラグイン式回路基板３と結合している。
さらに、マザー基板４は筐体１にネジ１３によって固定
されている。６はガイドレールで、プラグイン式回路基
板３とマザー基板４のコネクタ５ａ及び５ｂを正しく結
合させるために、筐体１の上下に配設された案内用の部
材である。
筐体で、この筐体１はその内部で発生した熱を吸収し外
部へ放熱する。２は発熱部品である半導体素子で、プラ
グイン式回路基板３上に実装される。４はマザー基板
で、各プラグイン式回路基板３の電気信号を接続する役
割を果たす。また、マザー基板４はコネクタ５ａ及び５
ｂによって各プラグイン式回路基板３と結合している。
さらに、マザー基板４は筐体１にネジ１３によって固定
されている。６はガイドレールで、プラグイン式回路基
板３とマザー基板４のコネクタ５ａ及び５ｂを正しく結
合させるために、筐体１の上下に配設された案内用の部
材である。
【０００４】各プラグイン式回路基板３は、ガイドレー
ル６の溝部６’に沿って筐体１の内部へ挿入される。従
来、半導体素子２の冷却機構としては半導体素子２を覆
うように成形された吸熱板７を熱伝導性ゴム８を介して
半導体素子２のパッケージ表面に接触させ、ネジ１４に
よってプラグイン式回路基板３に固定している。吸熱板
７の一端は筐体１と接触させるためＬ字形状に成形さ
れ、この部分と筐体１の内部に設けられた放熱板９とを
ネジ１５によって固定することで接触させ、半導体素子
２から発生した熱を熱伝導によって筐体１へ放熱してい
る。
ル６の溝部６’に沿って筐体１の内部へ挿入される。従
来、半導体素子２の冷却機構としては半導体素子２を覆
うように成形された吸熱板７を熱伝導性ゴム８を介して
半導体素子２のパッケージ表面に接触させ、ネジ１４に
よってプラグイン式回路基板３に固定している。吸熱板
７の一端は筐体１と接触させるためＬ字形状に成形さ
れ、この部分と筐体１の内部に設けられた放熱板９とを
ネジ１５によって固定することで接触させ、半導体素子
２から発生した熱を熱伝導によって筐体１へ放熱してい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来技術には下記に示す欠点を有する。 １）半導体素子の冷却用部品が各々ネジ締結のため寸法
精度が安定せず吸熱板７と放熱板９を締結する際に生じ
る機械的ストレスがコネクタ部５ａまたは５ｂに加わり
易くコネクタ５ａまたは５ｂを破損させる恐れがあり、
一方コネクタ５ａ及び５ｂの接触不良の恐れもある。 ２）吸熱板７とプラグイン式回路基板３がネジ締結であ
るため、プラグイン式回路基板上の各々が接触する部分
は電気部品および配線が不可能となり電気部品の実装密
度が低下する。 ３）半導体素子の冷却用部品の形状が複雑で、かつネジ
締結作業を要するため作業性が悪く生産コストが高くな
る。
従来技術には下記に示す欠点を有する。 １）半導体素子の冷却用部品が各々ネジ締結のため寸法
精度が安定せず吸熱板７と放熱板９を締結する際に生じ
る機械的ストレスがコネクタ部５ａまたは５ｂに加わり
易くコネクタ５ａまたは５ｂを破損させる恐れがあり、
一方コネクタ５ａ及び５ｂの接触不良の恐れもある。 ２）吸熱板７とプラグイン式回路基板３がネジ締結であ
るため、プラグイン式回路基板上の各々が接触する部分
は電気部品および配線が不可能となり電気部品の実装密
度が低下する。 ３）半導体素子の冷却用部品の形状が複雑で、かつネジ
締結作業を要するため作業性が悪く生産コストが高くな
る。
【０００６】本発明は、これらの欠点を除去し、半導体
素子を効率良く冷却すると共に、半導体素子の冷却構造
にて、ネジ締結によって電子機器へ与えることになる悪
影響を排除し、組立性の良い半導体素子の冷却構造を提
供することを目的とする。
素子を効率良く冷却すると共に、半導体素子の冷却構造
にて、ネジ締結によって電子機器へ与えることになる悪
影響を排除し、組立性の良い半導体素子の冷却構造を提
供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、吸熱部材と、放熱部材と、前記吸熱部
材からの熱を前記放熱部材へ伝達するための部材と、前
記吸熱部材および前記放熱部材とに挟まれる弾性部材と
を備える熱伝導部材としたものである。
解決するために、吸熱部材と、放熱部材と、前記吸熱部
材からの熱を前記放熱部材へ伝達するための部材と、前
記吸熱部材および前記放熱部材とに挟まれる弾性部材と
を備える熱伝導部材としたものである。
【０００８】さらに、本発明は、高熱伝導性の吸熱部材
と、高熱伝導性の放熱部材と、前記吸熱部材および前記
放熱部材とに挟まれる弾性部材と、前記吸熱部材と前記
放熱部材間に配設され該吸熱部材と放熱部材間の熱流を
伝達すると共に前記弾性部材の伸縮に応じて変形可能な
高熱伝導性伝達部材とを備える熱伝導部材としたもので
ある。
と、高熱伝導性の放熱部材と、前記吸熱部材および前記
放熱部材とに挟まれる弾性部材と、前記吸熱部材と前記
放熱部材間に配設され該吸熱部材と放熱部材間の熱流を
伝達すると共に前記弾性部材の伸縮に応じて変形可能な
高熱伝導性伝達部材とを備える熱伝導部材としたもので
ある。
【０００９】さらに本発明は、上記の課題を解決するた
めに、筐体と該筐体内に発熱部品を有する装置で用いら
れ、前記発熱部品で発せられた熱を前記筐体より外部に
放熱するための冷却構造において、前記発熱部品の発熱
面に接する吸熱部材と、前記筐体の接続面に接する放熱
部材と、前記吸熱部材および前記放熱部材とに挟まれる
弾性部材と、前記吸熱部材と前記放熱部材間に配設され
該吸熱部材と放熱部材間の熱流を伝達する高熱伝導性伝
達部材とを備える熱伝導部材を有し、前記高熱伝導性伝
達部材は、前記筐体に対する前記発熱部品の取り付け位
置に関連した前記発熱部品の発熱面と前記筐体接続面間
の隔たりに応じた前記弾性部材の収縮に対応して変形可
能であることを特徴とする冷却構造としたものである。
めに、筐体と該筐体内に発熱部品を有する装置で用いら
れ、前記発熱部品で発せられた熱を前記筐体より外部に
放熱するための冷却構造において、前記発熱部品の発熱
面に接する吸熱部材と、前記筐体の接続面に接する放熱
部材と、前記吸熱部材および前記放熱部材とに挟まれる
弾性部材と、前記吸熱部材と前記放熱部材間に配設され
該吸熱部材と放熱部材間の熱流を伝達する高熱伝導性伝
達部材とを備える熱伝導部材を有し、前記高熱伝導性伝
達部材は、前記筐体に対する前記発熱部品の取り付け位
置に関連した前記発熱部品の発熱面と前記筐体接続面間
の隔たりに応じた前記弾性部材の収縮に対応して変形可
能であることを特徴とする冷却構造としたものである。
【００１０】さらに本発明は、上記の課題を解決するた
めに、発熱部品を有する機器に用いられる冷却構造にお
いて、高熱伝導率の金属箔を重ねあわせコ字形状または
環状に成形された高熱伝導性部材と、該高熱伝導性部材
のコ字形状または環状の内側に配設された弾性部材と、
該弾性部材の弾性力を用いて所定の圧力でもって前記高
熱伝導性部材の一面を発熱部品の発熱面に密着させると
共に、前記高熱伝導性部材の他の一面を前記電子機器の
筐体へ密着させた冷却構造としたものである。
めに、発熱部品を有する機器に用いられる冷却構造にお
いて、高熱伝導率の金属箔を重ねあわせコ字形状または
環状に成形された高熱伝導性部材と、該高熱伝導性部材
のコ字形状または環状の内側に配設された弾性部材と、
該弾性部材の弾性力を用いて所定の圧力でもって前記高
熱伝導性部材の一面を発熱部品の発熱面に密着させると
共に、前記高熱伝導性部材の他の一面を前記電子機器の
筐体へ密着させた冷却構造としたものである。
【００１１】上述した冷却構造によれば、発熱体である
半導体素子と熱吸収体である電子機器の筐体は高熱伝導
でかつ柔軟性に優れた熱伝導部材によって接続されるの
で、それら半導体素子と筐体間の位置決めに関わる高い
寸法精度を必要とせず、また、冷却構造におけるネジ締
結の必要もなくて単純な部品構成でもって冷却効果が得
られるため、前述した従来技術の欠点をすべて補うこと
ができる。
半導体素子と熱吸収体である電子機器の筐体は高熱伝導
でかつ柔軟性に優れた熱伝導部材によって接続されるの
で、それら半導体素子と筐体間の位置決めに関わる高い
寸法精度を必要とせず、また、冷却構造におけるネジ締
結の必要もなくて単純な部品構成でもって冷却効果が得
られるため、前述した従来技術の欠点をすべて補うこと
ができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例につい
て、図１及び図２を用いて説明する。図１は本発明によ
る熱伝導部材の一例を説明する図、図２は本発明に関わ
る電子機器の一構成例を説明するためにその横断面を表
した図である。図１及び図２における１から５ａ及び５
ｂまでの符号を付したものは、前述した従来の技術で説
明したものと同様であり、ここでは説明を省略する。
て、図１及び図２を用いて説明する。図１は本発明によ
る熱伝導部材の一例を説明する図、図２は本発明に関わ
る電子機器の一構成例を説明するためにその横断面を表
した図である。図１及び図２における１から５ａ及び５
ｂまでの符号を付したものは、前述した従来の技術で説
明したものと同様であり、ここでは説明を省略する。
【００１３】図１において、１０は高熱伝導率の金属箔
（例えば銅箔）１０ａ〜１０ｆを熱伝導性粘着剤を介し
て重ね合わせることにより柔軟性に優れ、かつコ字形状
に成形された熱伝導部材で、その一部分（吸熱部材）が
熱伝導性接着剤（または熱伝導性両面接着テープ）１１
を介して半導体素子２のパッケージ表面に密着してい
る。
（例えば銅箔）１０ａ〜１０ｆを熱伝導性粘着剤を介し
て重ね合わせることにより柔軟性に優れ、かつコ字形状
に成形された熱伝導部材で、その一部分（吸熱部材）が
熱伝導性接着剤（または熱伝導性両面接着テープ）１１
を介して半導体素子２のパッケージ表面に密着してい
る。
【００１４】１２は弾性部材で、前記熱伝導性接着剤１
１を介して熱伝導部材１０のコ宇形状の中に配設されて
いる。弾性部材１２には、例えば、耐熱発泡性ゴムを用
いることにより、その優れた弾性が熱伝導材１０の柔軟
性と合わさって、図の矢印のａ方向に伸縮自在となる。
さらに、コ字形状に成型された熱伝導部材１０の湾曲部
分（高熱伝導性伝達部材）は、柔軟性に優れるため弾性
部材１０の伸縮に応じて曲率が可変なため、容易には破
断することなくその熱伝導性を保持することができる。
また熱伝導材１０の符号ｂで示された部分(放熱部材)は
筐体１と面接触が可能で放熱効果が高い。さらに弾性部
材であるゴムの発泡倍率または厚みを変化させることに
より熱伝導部材１０が筐体１と面接触する際、所定の圧
力にすることが可能で、安定した放熱効果が得られる。
１を介して熱伝導部材１０のコ宇形状の中に配設されて
いる。弾性部材１２には、例えば、耐熱発泡性ゴムを用
いることにより、その優れた弾性が熱伝導材１０の柔軟
性と合わさって、図の矢印のａ方向に伸縮自在となる。
さらに、コ字形状に成型された熱伝導部材１０の湾曲部
分（高熱伝導性伝達部材）は、柔軟性に優れるため弾性
部材１０の伸縮に応じて曲率が可変なため、容易には破
断することなくその熱伝導性を保持することができる。
また熱伝導材１０の符号ｂで示された部分(放熱部材)は
筐体１と面接触が可能で放熱効果が高い。さらに弾性部
材であるゴムの発泡倍率または厚みを変化させることに
より熱伝導部材１０が筐体１と面接触する際、所定の圧
力にすることが可能で、安定した放熱効果が得られる。
【００１５】以上説明した構造とすることにより、半導
体素子２から発生した熱は、高熱伝導で柔軟性に優れ、
半導体素子や筐体と所定の圧力でもって面接触可能な熱
伝導部材１０を介して筐体１へ効率良く放熱される。ま
た、半導体素子２を更に冷却したい場合は、図２に点線
で示す部分が熱伝導部材となるようにして、熱伝導部材
１０の形状を環状にする。そうすることによって放熱経
路が２倍になり更なる冷却効果が得られる。
体素子２から発生した熱は、高熱伝導で柔軟性に優れ、
半導体素子や筐体と所定の圧力でもって面接触可能な熱
伝導部材１０を介して筐体１へ効率良く放熱される。ま
た、半導体素子２を更に冷却したい場合は、図２に点線
で示す部分が熱伝導部材となるようにして、熱伝導部材
１０の形状を環状にする。そうすることによって放熱経
路が２倍になり更なる冷却効果が得られる。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、半導体素子の冷却機構
を柔軟性に優れた部品で構成し、ネジ締結を廃止したこ
とにより、半導体素子と筐体とを固定する際に用いられ
るコネクタに不要な力が加えられることがないのでその
破損または接触不良等の故障が無くなる。また、半導体
素子が実装された回路基板上において、従来の冷却構造
を使用するための、電気部品及び配線の不可領域を必要
としないため、回路基板上の電気部品の実装密度が向上
する。さらに、本発明の冷却構造の部品構成が単純であ
って組立性が良く、そのため電子機器の製作コストの低
減を図ることができる。
を柔軟性に優れた部品で構成し、ネジ締結を廃止したこ
とにより、半導体素子と筐体とを固定する際に用いられ
るコネクタに不要な力が加えられることがないのでその
破損または接触不良等の故障が無くなる。また、半導体
素子が実装された回路基板上において、従来の冷却構造
を使用するための、電気部品及び配線の不可領域を必要
としないため、回路基板上の電気部品の実装密度が向上
する。さらに、本発明の冷却構造の部品構成が単純であ
って組立性が良く、そのため電子機器の製作コストの低
減を図ることができる。
【図１】本発明による熱伝導部材の一例を説明する図
【図２】本発明に関わる電子機器の一構成例の横断面を
表した図
表した図
【図３】従来の技術による冷却構造を用いた電子機器の
構成例の横断面を表した図
構成例の横断面を表した図
【図４】従来の技術による冷却構造を用いた電子機器の
構成例の縦断面を表した図
構成例の縦断面を表した図
１：筐体、 ２：半導体素子、 ３：プラグイン式回路
基板、 ４：マザー基板、 ５ａ，５ｂ：コネクタ、
６：ガイドレール、 ６’：ガイドレール溝部、 ７：
吸熱板、 ８：熱伝導性ゴム、 ９：放熱板、 １０：
熱伝導性部材、１０ａ〜１０ｆ：金属箔、 １１：熱伝
導性接着剤、 １２：弾性部材、 １３〜１５：取付ネ
ジ。
基板、 ４：マザー基板、 ５ａ，５ｂ：コネクタ、
６：ガイドレール、 ６’：ガイドレール溝部、 ７：
吸熱板、 ８：熱伝導性ゴム、 ９：放熱板、 １０：
熱伝導性部材、１０ａ〜１０ｆ：金属箔、 １１：熱伝
導性接着剤、 １２：弾性部材、 １３〜１５：取付ネ
ジ。
Claims (4)
- 【請求項１】 吸熱部材と、放熱部材と、前記吸熱部材
からの熱を前記放熱部材へ伝達するための部材と、前記
吸熱部材および前記放熱部材とに挟まれる弾性部材とを
備えることを特徴とする熱伝導部材。 - 【請求項２】 高熱伝導性の吸熱部材と、高熱伝導性の
放熱部材と、前記吸熱部材および前記放熱部材とに挟ま
れる弾性部材と、前記吸熱部材と前記放熱部材間に配設
され該吸熱部材と放熱部材間の熱流を伝達すると共に前
記弾性部材の伸縮に応じて変形可能な高熱伝導性伝達部
材とを備えることを特徴とする熱伝導部材。 - 【請求項３】 筐体と該筐体内に発熱部品を有する装置
で用いられ、前記発熱部品で発せられた熱を前記筐体よ
り外部に放熱するための冷却構造において、前記発熱部
品の発熱面に接する吸熱部材と、前記筐体の接続面に接
する放熱部材と、前記吸熱部材および前記放熱部材とに
挟まれる弾性部材と、前記吸熱部材と前記放熱部材間に
配設され該吸熱部材と放熱部材間の熱流を伝達する高熱
伝導性伝達部材とを備える熱伝導部材を有し、前記高熱
伝導性伝達部材は、前記筐体に対する前記発熱部品の取
り付け位置に関連した前記発熱部品の発熱面と前記筐体
接続面間の隔たりに応じた前記弾性部材の収縮に対応し
て変形可能であることを特徴とする冷却構造。 - 【請求項４】 発熱部品を有する機器に用いられる冷却
構造において、高熱伝導率の金属箔を重ねあわせコ字形
状または環状に成形された高熱伝導性部材と、該高熱伝
導性部材のコ字形状または環状の内側に配設された弾性
部材と、該弾性部材の弾性力を用いて所定の圧力でもっ
て前記高熱伝導性部材の一面を前記発熱部品の発熱面に
密着させると共に、前記高熱伝導性部材の他の一面を前
記機器の筐体へ密着させるようにしたことを特徴とする
冷却構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10184366A JP2000022366A (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | 熱伝導部材およびその熱伝導部材を用いた冷却構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10184366A JP2000022366A (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | 熱伝導部材およびその熱伝導部材を用いた冷却構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000022366A true JP2000022366A (ja) | 2000-01-21 |
Family
ID=16151979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10184366A Pending JP2000022366A (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | 熱伝導部材およびその熱伝導部材を用いた冷却構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000022366A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10134983A1 (de) * | 2001-07-18 | 2002-09-19 | Infineon Technologies Ag | Anordnung zur Kühlung integrierter Halbleiterbausteine |
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| JP2013135405A (ja) * | 2011-12-27 | 2013-07-08 | Canon Inc | 電子機器 |
| JP2017022296A (ja) * | 2015-07-14 | 2017-01-26 | 千代田インテグレ株式会社 | 熱伝導部材 |
| JP2019040745A (ja) * | 2017-08-25 | 2019-03-14 | 信越ポリマー株式会社 | 放熱構造体およびそれを備えるバッテリー |
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-
1998
- 1998-06-30 JP JP10184366A patent/JP2000022366A/ja active Pending
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