JP2006216582A - Structure of heat sink - Google Patents
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Description
本発明は放熱器の構造に関し、特に異なる金属からなる放熱器の構造に関わる。 The present invention relates to a structure of a radiator, and particularly relates to a structure of a radiator made of different metals.
科学技術の発達に伴い、電子素子(例えばCPUなど)の体積は微小化されており、その単位面積上の密度も増加しており、その機能も益々向上している。それに伴い、電子素子の発熱量も高くなっており、良好な放熱方式によって電子素子が生成する熱を除去しない場合、その高温によって電子素子に熱暴走(thermal runaway)や熱応力(thermal stress)などの現象が発生して全体の安定性が低下し、電子素子の寿命が低下してしまう。従っていかに外部の冷却装置およびシステムを利用して電子素子が生成するこれらの高温を除去するかは軽視できない問題である。 With the development of science and technology, the volume of electronic elements (for example, CPUs) is miniaturized, the density on the unit area is also increasing, and the function is further improved. Along with this, the heat generation of electronic devices has also increased, and if the heat generated by the electronic devices is not removed by a good heat dissipation method, the high temperature of the electronic devices causes thermal runaway, thermal stress, etc. As a result, the overall stability is lowered, and the life of the electronic device is reduced. Therefore, how to remove these high temperatures generated by the electronic device using an external cooling device and system is a problem that cannot be ignored.
一般によく見られる冷却方式は、1強制空気冷却、2自然冷却、3相変化を利用した冷却、4液体を使用した直接または間接冷却の四種類であり、現在最も多く使用されているのは強制空気冷却であり、放熱器を設置して冷却効果を達成するものであり、放熱器の放熱フィンによって放熱効果を高めるものである。その仕組みは放熱フィンによって電子素子の放熱面積を高めるものであり、空冷式の放熱フィンを使用した放熱器は空気を放熱の作動媒体(working medium)としているので、取り扱いが容易であり、安定性も高く、電子素子を破損させることもない。さらに放熱器の材料はアルミニウムや銅が中心であるので低コストであり、熱伝導率が高く、加工しやすいので例えば幾何形状や様々な設計にすることができ、電子素子の放熱問題を解決するのにさらに有利になっている。 There are four common cooling methods: 1 forced air cooling, 2 natural cooling, 3 phase change cooling, 4 direct or indirect cooling using liquid, and currently the most frequently used Air cooling is to achieve a cooling effect by installing a radiator, and to enhance the heat dissipation effect by the radiation fins of the radiator. The mechanism is to increase the heat dissipation area of the electronic element by using heat dissipation fins, and since the heat sink using air-cooling heat dissipation fins uses air as the working medium, it is easy to handle and stable. The electronic device is not damaged. Furthermore, the material of the radiator is mainly aluminum or copper, so it is low cost, has high thermal conductivity, and is easy to process. For example, it can be designed in various shapes and designs, solving the heat dissipation problem of electronic devices. It is even more advantageous.
一般によく見られる放熱器はアルミニウムをプレス成形したものであるが、アルミニウムは放熱は早いが熱伝導性に劣るので、電子素子の生成する高温をアルミニウム製の放熱器では熱を迅速に伝導することができず、その放熱効果には限界がある。もう一種類の銅材質による放熱器はアルミニウム製の放熱器熱伝導率の問題を改善できるが、銅材質の放熱効果はアルミニウム材質には及ばず、製造コストが高いので全体のコストと販売価格はアルミニウム製の放熱器よりも高くなってしまう。 The heat sink that is commonly seen is a press-molded aluminum, but since aluminum heats quickly, it is inferior in thermal conductivity, so the heat generated by an electronic element can be conducted quickly with an aluminum radiator. The heat dissipation effect is limited. Another type of copper material heatsink can improve the heat conductivity problem of aluminum heatsink, but the heat dissipation effect of copper material is not as good as aluminum material, and the manufacturing cost is high, so the overall cost and selling price is It becomes higher than the heatsink made of aluminum.
そこでアルミニウム材質の放熱が早い性質と、銅材質の熱伝導が早い性質を利用した放熱器が製造された。図1の公知構造による放熱器においては、アルミニウム材部分11と銅材部分12とを有しており、前記アルミニウム材部分11は前記銅材部分12と接合されており、前記アルミニウム材部分11には数個の放熱フィン13が設けられており、前記銅材部分12は発熱する電子素子14に貼合しており、迅速に前記電子素子14の熱を伝導し、前記アルミニウム材部分11と放熱フィン13を経由して放熱される。
Therefore, a heatsink that uses the property of heat dissipation of aluminum material and the property of heat conduction of copper material was manufactured. 1 has an
あるいは図2の公知構造による放熱器においては、アルミニウム材部分21と銅材部分22とを有しており、前記アルミニウム材部分21の中間に凹溝が設けられており、前記凹溝211内には前記凹溝211の形状および体積が同一の銅材部分22が嵌入されており、前記アルミニウム材部分21には放熱フィン23が設けられており、前記銅材部分22は電子素子24に貼合しており、迅速に前記電子素子24の熱を伝導し、前記アルミニウム材部分21と放熱フィン23を経由して放熱される。
Alternatively, the radiator having the known structure in FIG. 2 has an
あるいは図3、4の公知構造による放熱器においては、アルミニウム材部分31を有しており、前記アルミニウム材部分31は中空の円柱形を呈しており、その内部に貫通孔311が形成されており、その外周には数個の外部に伸びる放熱フィン33が設けられており、前記貫通孔311内には銅材部分32が緊密に嵌合されており、銅材部分32の底端面は電子素子34に貼合しており、迅速に前記電子素子34の熱を伝導し、前記アルミニウム材部分31と放熱フィン33を経由して放熱される。
3 and 4, the radiator having the known structure has an
しかし、前述の三種の公知技術による放熱器は、実施する上で共通の問題が存在する。前記銅材部分12、22、32は所定の位置だけに集中しており、銅材部分12、22、32が電子素子14、24、34の熱を伝導するとき、熱は銅材部分12、22、32および銅材部分12、22、32に隣接するアルミニウム材部分11、21、31の一部分にだけ集中し、熱を有効的に放熱フィン13、23、33にまで伝導させることできない。言い換えると熱を平均的に放熱器全体に行き渡らせることができず、放熱効果は優れない。さらに、前記アルミニウム材部分11、21、31と銅材部分12、22、32は重量が異なるので、重量分布の不均衡によって容易にアルミニウム材部分11、21、31と銅材部分12、22、32の両者が分離してしまい、結果寿命が短くなってしまうという問題が発生する。
However, the above-mentioned three types of known heat radiators have a common problem in implementation. The
本発明の主な目的は、ベース板と若干の放熱フィンに少なくとも一つの熱伝導部材が設置されており、前記熱伝導部材は部分的に設置されているが、ベース板と放熱フィンの全体に設置されており、前記熱伝導部材の構成材料と、前記ベース板および放熱フィンの構成材料は異なり、好ましくは金属材料からなり、前記熱伝導部材を構成する金属材料と、前記ベース板および放熱フィンを構成する金属材料は異なり、放熱効果を高めることができる放熱器を提供することである。 The main object of the present invention is that at least one heat conducting member is installed on the base plate and some of the heat dissipating fins, and the heat conducting member is partially installed. The constituent material of the heat conducting member is different from the constituent material of the base plate and the heat dissipating fin, preferably made of a metal material, the metal material constituting the heat conducting member, the base plate and the heat dissipating fin The metal material which comprises is different, and is providing the heat radiator which can improve the heat dissipation effect.
本発明のもう一つの目的は、熱伝導部材がベース板および放熱フィンの内部に棒状または板状、あるいは交錯する網状に間隔を有して設置されており、放熱面積を増加させ、伝導熱を平均化し、迅速な放熱を行うことができる放熱器を提供することであり、前記熱伝導部材は粒状、蜂の巣状、ドットマトリクス状、放射状、螺旋状、同心円状、蜘蛛の巣状または不規則な幾何学状の分布形態にすることができる。 Another object of the present invention is that the heat conducting member is installed inside the base plate and the heat dissipating fins at intervals in the form of a rod or plate, or a mesh that intersects, increasing the heat dissipating area and conducting heat. The heat conducting member is averaged and can provide a quick heat dissipation, and the heat conducting member is granular, honeycomb, dot matrix, radial, spiral, concentric, spider web or irregular It can be a geometric distribution.
前記課題を解決するために、本発明による放熱器の構造は、ベース板を含み、前記ベース板には数個の放熱フィンが設けられており、前記ベース板および放熱フィンには少なくとも一つの熱伝導部材が設置されており、前記熱伝導部材は部分的に前記ベース板および放熱フィンに設置されており、前記ベース板および放熱フィンは第1の金属材料からなり、前記熱伝導部材は第2の金属材料からなり、前記ベース板および放熱フィンの第1の金属材料と、前記熱伝導部材の第2の金属材料は異なり、前記第2の金属材料の熱伝導率は前記第1の金属材料よりも高い。 In order to solve the above problems, a structure of a radiator according to the present invention includes a base plate, and the base plate is provided with several radiating fins, and the base plate and the radiating fins include at least one heat. A conductive member is installed, the heat conductive member is partially installed on the base plate and the heat radiating fin, the base plate and the heat radiating fin are made of a first metal material, and the heat conductive member is a second material. The first metal material of the base plate and the radiating fin is different from the second metal material of the heat conducting member, and the thermal conductivity of the second metal material is the first metal material. Higher than.
好ましくは前記熱伝導部材は前記ベース板および放熱フィン内部および/または表面上に設置されており、部分的に設置されており、前記ベース板及び放熱フィン内部および/または表面に嵌合または埋設されており、前記熱伝導部材は前記ベース板および放熱フィン全体に設置されており、好適な実施形態においては前記部分的な設置は間隔を有して配列された設置形態であり、前記間隔を有する配列は平行、非平行または交錯した配列である。 Preferably, the heat conducting member is installed inside and / or on the surface of the base plate and the radiation fin, and is partially installed, and is fitted or embedded in the base plate and the radiation fin and / or the surface. The heat conducting member is installed on the entire base plate and the heat radiating fin, and in a preferred embodiment, the partial installation is an installation form arranged at intervals, and has the intervals. The array is a parallel, non-parallel or interlaced array.
本発明により、電子素子が生成する熱は大部分が前記熱伝導部材により迅速に伝導され、一部分はベース板および放熱フィンに伝導され、熱伝導部材に伝導された熱はベース板および放熱フィンに伝導されて平均的に放熱器全体に伝導され、放熱器のベース板および放熱フィンによって迅速に放熱され、さらに外部に設けられているファンなどが生成する強制対流により、空気と、放熱フィンおよび熱伝導部材との熱交換が行われ、また熱伝導部材はベース板および放熱フィン内部および/または表面上に設置されているので、ベース板および放熱フィンの熱伝導を高めることができ、放熱面積、即ち空気との接触面積を増加させることができ、それにより放熱率を大幅に高めることができ、公知構造における熱が銅材料部分に集中し、熱をアルミニウム材料の放熱フィンに伝導できないという欠点を解決できた。 According to the present invention, most of the heat generated by the electronic device is quickly conducted by the heat conducting member, and part of the heat is conducted to the base plate and the heat radiating fin, and the heat conducted to the heat conducting member is transferred to the base plate and the heat radiating fin. Conducted and conducted to the entire radiator on average, quickly dissipated heat by the base plate and radiator fin of the radiator, and forced convection generated by an external fan, etc. Heat exchange with the conductive member is performed, and since the heat conductive member is installed inside and / or on the surface of the base plate and the heat radiating fin, the heat conduction of the base plate and the heat radiating fin can be increased, and the heat radiating area, That is, it is possible to increase the contact area with air, thereby greatly increasing the heat dissipation rate, and the heat in the known structure is concentrated on the copper material portion, and the heat is reduced. I was able to solve the disadvantage of not conducted to the heat radiating fins of aluminum material.
本発明の前記目的およびその構造と機能上の特性を図に沿って詳細に説明する。 The object of the present invention and its structural and functional characteristics will be described in detail with reference to the drawings.
本発明は放熱器の構造を提供するものであり、図5、6に示すようにベース板41含み、前記ベース板41には数個の放熱フィン411および少なくとも一つの熱伝導部材42とが設けられており、前記熱伝導部材42と、前記ベース板および放熱フィン411とは接合されており、本実施形態においては、前記熱伝導部材42は前記ベース板41および放熱フィン411の内部および/または表面上に設置されており、部分的に設置されており、前記ベース板41及び放熱フィン411の内部および/または表面に嵌合または埋設されており、前記熱伝導部材42は前記ベース板41および放熱フィン411全体に設置されており、好適な実施形態においては前記部分的な設置は間隔を有して配列された設置形態であり、前記間隔を有する配列は平行、非平行または交錯した配列にすることができる。前記熱伝導部材42を構成する材料と、前記ベース板41および放熱フィン411を構成する材料は異なり、ベース板41および放熱フィン411は第1の金属材料からなり、前記熱伝導部材42は前記第1の金属材料とは異なる第2の金属材料からなる。
The present invention provides a structure of a radiator, and includes a
前記熱伝導部材42は、板状(図7)、棒状(図8)、網状(図9)、粒状(図10、11)、蜂の巣状(図12)、ドットマトリクス状(図13、14)、放射状(図15)、螺旋状(図16、17)、同心円状(図18)、蜘蛛の巣状(図19)、または不規則な幾何学状(図なし)とすることができる。例1として、第1の金属材料をアルミニウム材としたとき、前記第2の金属材料は金、銀または銅材、あるいは第1の金属材料よりも熱伝導率の良い伝導材とすることができる。例2として、前記第1の金属材料を銅材としたとき、前記第2の金属材料は金または銀材とすることができる。前記第1の金属材料および第2の金属材料は上述の材料に限らず、その他の金属材料を使用することもできる。
The
前記ベース板41を電子素子43上に貼合したとき、前記電子素子43が生成する熱は大部分が前記熱伝導部材42により迅速に伝導され、一部分は前記ベース板41および放熱フィン411に伝導され、前記熱伝導部材42に伝導された熱は前記ベース板41および放熱フィン411に伝導されて平均的に放熱器全体に伝導され、前記放熱器のベース板41および放熱フィン411によって迅速に放熱され、さらに外部に設けられているファン(図なし)などが生成する強制対流により、空気と、放熱フィン411および熱伝導部材42との熱交換が行われる。また前記熱伝導部材42は前記ベース板41および放熱フィン411内部および/または表面上に設置されているので、ベース板41および放熱フィン411の熱伝導を高めることができ、放熱面積、即ち空気との接触面積を増加させることができ、それにより放熱率を大幅に高めることができ、公知構造における熱が銅材料部分に集中し、熱をアルミニウム材料の放熱フィンに伝導できないという欠点を解決できる。
When the
上記の詳細な説明は本発明の好適な実施形態を示すものであり、本発明の方法、形状、構造、装置を利用した変化、修飾などは全て本発明の権利範囲に含まれる。 The above detailed description shows preferred embodiments of the present invention, and all changes, modifications, etc. using the method, shape, structure, and apparatus of the present invention are within the scope of the present invention.
41 ベース板
411 放熱フィン
42 熱伝導部材
43 電子素子
41
Claims (23)
前記ベース板および放熱フィンには少なくとも一つの熱伝導部材が設置されており、前記熱伝導部材は部分的に前記ベース板および放熱フィンに設置されており、前記ベース板および放熱フィンは第1の金属材料からなり、前記熱伝導部材は第1の金属材料とは異なる第2の金属材料からなることを特徴とする放熱器の構造。 A structure of a radiator including a base plate provided with several radiating fins,
At least one heat conducting member is installed on the base plate and the heat dissipating fin, the heat conducting member is partially installed on the base plate and the heat dissipating fin, and the base plate and the heat dissipating fin are the first member. A heatsink structure, wherein the heat conducting member is made of a second metal material different from the first metal material.
前記ベース板および放熱フィンには少なくとも一つの熱伝導部材が設置されており、前記熱伝導部材は部分的に前記ベース板および放熱フィンに設置されており、前記熱伝導部材を構成する材料と、前記ベース板および放熱フィンを構成する材料は異なることを特徴とする放熱器の構造。 A structure of a radiator including a base plate provided with several radiating fins,
At least one heat conducting member is installed on the base plate and the heat dissipating fin, the heat conducting member is partially installed on the base plate and the heat dissipating fin, and a material constituting the heat conducting member; The structure of the heat radiator characterized by the material which comprises the said base plate and a radiation fin differing.
The heat sink structure according to claim 19, wherein the first metal material is copper, and the second metal material is gold and silver.
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JP2005024845A JP2006216582A (en) | 2005-02-01 | 2005-02-01 | Structure of heat sink |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110440228A (en) * | 2019-09-02 | 2019-11-12 | 桂林海威科技股份有限公司 | A kind of Multifunctional LED lamp radiator structure and its application |
-
2005
- 2005-02-01 JP JP2005024845A patent/JP2006216582A/en active Pending
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CN110440228A (en) * | 2019-09-02 | 2019-11-12 | 桂林海威科技股份有限公司 | A kind of Multifunctional LED lamp radiator structure and its application |
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