JP2006253601A - Heat radiator and heat radiating structure using same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光部品やパワー半導体等の各種電子部品の冷却に用いる放熱装置に関する。 The present invention relates to a heat dissipation device used for cooling various electronic components such as optical components and power semiconductors.
従来の放熱装置は、アルミニウムや銅等の熱伝導率の高い金属材料で台板上に複数の放熱フィンを設けて放熱部を形成し、この放熱部をプリント基板上に実装した半導体集積回路を内蔵するフラットパッケージである発熱部品の上面に熱伝導性の両面テープで貼付し、放熱フィンの間の溝に加締めたＬ型形状の金属製ピンをプリント基板に設けたスルーホールに挿入し、半田付けにより固定して放熱部の脱落を防止している（例えば、特許文献１参照。）。
しかしながら、上述した従来の技術においては、弾性をほとんど備えていない金属材料で放熱部を形成して発熱部品の上面に設置しているため、発熱部品を収納するケース等の筐体に放熱体を設置した発熱部品を収納すると、発熱部品からの熱は放熱体を介して筐体内部の空気に伝わり、そこから熱伝達によって筐体の内面に達して筐体の外部に放出されるので、放熱効率が低下するという問題がある。 However, in the above-described conventional technology, since the heat radiating portion is formed of a metal material having little elasticity and installed on the upper surface of the heat generating component, the heat radiating body is provided in a casing such as a case for storing the heat generating component. When the installed heat-generating component is stored, heat from the heat-generating component is transferred to the air inside the housing through the radiator, and from there, reaches the inner surface of the housing by heat transfer and is released to the outside of the housing. There is a problem that efficiency decreases.
このため、熱伝導により発熱部品の熱を筐体の内面に伝えるために筐体の内面に放熱部、例えば放熱フィンの先端を当接させると、発熱部品や放熱部の熱膨張により比較的温度の低い筐体を放熱部が押し上げ、その荷重により発熱部品の破損を誘発したり、半田付け等の部品接合部の信頼性が低下するので、放熱部を発熱部品と筐体との間に挟み込むことが困難であるという問題がある。 For this reason, in order to transmit the heat of the heat generating component to the inner surface of the housing by heat conduction, if the heat radiating portion, for example, the tip of the heat radiating fin is brought into contact with the inner surface of the housing, the temperature of the heat generating component or the heat radiating portion is relatively increased. The heat dissipation part pushes up the low-temperature housing, and the load induces damage to the heat-generating component, and the reliability of the soldered and other component joints decreases, so the heat-dissipating part is sandwiched between the heat-generating component and the case There is a problem that it is difficult.
また、上記の従来の技術においては、Ｌ型形状の金属製ピンで放熱部をプリント基板に固定して放熱部の脱落を防止しているため、発熱により発熱部品が熱膨張すると発熱部品がプリント基板と放熱体との間に挟み付けられ、その荷重により発熱部品の破損や部品接合部の信頼性の低下が生ずるという問題がある。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、発熱部品の破損を防止して発熱部品からの熱を効率的に筐体の外部に放出すると共に、部品接合部の信頼性の向上を図る手段を提供することを目的とする。
In the above-mentioned conventional technology, the heat radiation part is fixed to the printed circuit board with an L-shaped metal pin to prevent the heat radiation part from falling off. It is sandwiched between the substrate and the heat radiating body, and there is a problem in that the load causes breakage of the heat generating component and deterioration of the reliability of the component joint portion.
The present invention has been made to solve the above-described problems, and prevents the heat-generating component from being damaged and efficiently releases the heat from the heat-generating component to the outside of the housing. It aims at providing the means which aims at improvement.
本発明は、上記課題を解決するために、放熱装置が、熱伝導性を有する可撓性のシート材で形成した支持枠と、前記シート材で形成した筒状の多面体フィンとを備え、前記支持枠の内部に、複数の前記多面体フィンを、該多面体フィンの稜を連結して１列に配置し、中央部の一つの多面体フィンの一つの稜を前記支持枠に結合したことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention includes a heat dissipation device including a support frame formed of a flexible sheet material having thermal conductivity, and a cylindrical polyhedral fin formed of the sheet material, A plurality of the polyhedral fins are arranged inside a support frame in a row by connecting the edges of the polyhedral fins, and one ridge of one polyhedral fin at the center is coupled to the support frame. To do.
これにより、本発明は、放熱装置の高さ方向に比較的柔軟な弾性を持たせることができ、筐体と発熱部品の間に放熱装置を挟み込むことが可能になり、発熱部品からの熱を熱伝導により筐体に伝えることができ、発熱部品からの熱を効率的に筐体の外部に放出することができる他、発熱部品の破損を防止することができると共に部品接合部の信頼性の向上を図ることができるという効果が得られる。 As a result, the present invention can provide a relatively flexible elasticity in the height direction of the heat dissipation device, and the heat dissipation device can be sandwiched between the housing and the heat generating component, and the heat from the heat generating component can be reduced. Heat conduction can be transmitted to the housing, heat from the heat generating components can be efficiently released to the outside of the housing, damage to the heat generating components can be prevented, and reliability of the component joints The effect that improvement can be aimed at is acquired.
以下に、図面を参照して本発明による放熱装置の実施例について説明する。 Embodiments of a heat dissipation device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１は実施例１の放熱装置を示す斜視図、図２は実施例１の放熱装置の正面を示す説明図、図３は実施例１の放熱装置の設置状態の正面を示す説明図である。
図１において、１は放熱装置である。
２は支持枠であり、シート材としての金属シート材３で形成された略矩形の枠状部材である。
FIG. 1 is a perspective view showing a heat dissipation device of the first embodiment, FIG. 2 is an explanatory view showing the front of the heat dissipation device of the first embodiment, and FIG. 3 is an explanatory view showing the front of the installation state of the heat dissipation device of the first embodiment. .
In FIG. 1, 1 is a heat dissipation device.
Reference numeral 2 denotes a support frame, which is a substantially rectangular frame-shaped member formed of a metal sheet material 3 as a sheet material.
４は多面体フィンとしての菱形フィンであり、金属シート材３で形成された四角形の筒状部材であって、隣合う菱形フィン４の稜を連結して複数の菱形フィン４を１列に形成し、支持枠２の内部に配置され、中央部の一つの菱形フィン４の支持枠２の内面と対向する稜の一つが支持枠２の天板２ａまたは底板２ｂの内面に結合されている。
また、１列に配置された両端の菱形フィン４の支持枠２の側板２ｃの内面と対向する稜は、図２に示すように所定の隙間Ｓを介しての側板２ｃの内面と対向している。
Reference numeral 4 denotes a rhomboid fin as a polyhedral fin, which is a quadrangular cylindrical member formed of the metal sheet material 3 and connects the ridges of adjacent rhomboid fins 4 to form a plurality of rhombus fins 4 in a row. One of the ridges disposed inside the support frame 2 and facing the inner surface of the support frame 2 of one rhombus fin 4 at the center is coupled to the inner surface of the top plate 2a or the bottom plate 2b of the support frame 2.
Further, the ridges facing the inner surface of the side plate 2c of the support frame 2 of the rhombus fins 4 arranged at both ends are opposed to the inner surface of the side plate 2c through a predetermined gap S as shown in FIG. Yes.
本実施例では、３つの菱形フィン４を一列に連結した３連の菱形フィン４が支持枠２の内部に配置され、その中央の菱形フィン４の天板２ａ側の１つの稜が天板２ａの内面に結合されている。
金属シート材３は、アルミニウムまたはその合金、銅またはその合金等の金属材料を用いた熱伝導性を有する板厚が約０．１〜１．０ｍｍの薄板であって、比較的小さな力で撓ませることができる可撓性を有すると共に、大きな力では塑性変形して折り曲げ可能に構成されている。
In the present embodiment, three rhombus fins 4 in which three rhombus fins 4 are connected in a row are arranged inside the support frame 2, and one ridge on the top plate 2a side of the center rhombus fin 4 is the top plate 2a. It is connected to the inner surface of the.
The metal sheet material 3 is a thin plate having a thermal thickness of about 0.1 to 1.0 mm using a metal material such as aluminum or an alloy thereof, copper or an alloy thereof, and is bent with a relatively small force. In addition to being flexible, it can be bent by plastic deformation with a large force.
従って、本実施例の放熱装置１は、各部位が可撓性を有すると共に一列に連結した菱形フィン４の列方向に直交する方向、つまり放熱装置１の底板２ｂと天板２ａとの間の高さ方向に弾性を有している。
また、本実施例の放熱装置１は、１列に連結された菱形フィン４が中央部の一つの稜のみで支持枠２に結合し、他の支持枠２の天板２ａと底板２ｂの内面と対向する稜は対向するそれぞれの内面を接触支持して菱形フィン４の列方向の移動を可能にした自由構造となっている。
Therefore, in the heat dissipation device 1 of the present embodiment, each part has flexibility and a direction orthogonal to the row direction of the rhomboid fins 4 connected in a row, that is, between the bottom plate 2b and the top plate 2a of the heat dissipation device 1. It has elasticity in the height direction.
Further, in the heat dissipation device 1 of this embodiment, the rhomboid fins 4 connected in a row are coupled to the support frame 2 only by one ridge at the center, and the inner surfaces of the top plate 2a and the bottom plate 2b of the other support frame 2 The ridges facing each other have a free structure in which the inner surfaces facing each other are supported in contact to enable movement of the rhomboid fins 4 in the row direction.
図３において、６は冷却する対象となる電子部品等の発熱部品であり、実装基板７に半田付け等により固定され、筐体８の内部に収納される。
９はサーマルインタフェース材であり、熱伝導性接着剤を用いた両面テープまたは熱伝導性物質を混合した熱伝導性接着剤であり、発熱部品６の上面と放熱装置１の支持枠２の底板２ｂの外面、つまり底面とを接着して放熱装置１を発熱部品６に固定すると共に、発熱部品６の熱を放熱装置１へ伝導する機能を有している。
In FIG. 3, reference numeral 6 denotes a heat generating component such as an electronic component to be cooled, which is fixed to the mounting substrate 7 by soldering or the like, and is housed inside the housing 8.
Reference numeral 9 denotes a thermal interface material, which is a double-sided tape using a heat conductive adhesive or a heat conductive adhesive mixed with a heat conductive material, and the top surface of the heat generating component 6 and the bottom plate 2b of the support frame 2 of the heat dissipation device 1. The heat radiation device 1 is fixed to the heat generating component 6 by adhering the outer surface, that is, the bottom surface, and the heat of the heat generating component 6 is conducted to the heat radiation device 1.
このサーマルインタフェース材９は、熱伝導性の高いものを用いることが望ましい。
上記の自由構造を有する放熱装置１の製作は、支持体２と複数の菱形フィン４をプレス成形等により金属シート材３を折り曲げ、端部をロウ付け等により結合して形成し、菱形フィン４の隣合う稜をロウ付け等により結合して連結し、中央部の菱形フィン４の支持枠２の天板２ａまたは底板２ｂ側の稜にペースト状のロウ材を塗布して、一列に連結した菱形フィン４を支持枠２の内部に挿入し、ロウ材を塗布した稜を支持枠２の内面に接触させた後にロウ材を加熱溶融して中央部の菱形フィン４の一つの稜を支持枠２の内面に結合し、連結した複数の菱形フィン４を支持枠２の内側に配置した放熱装置１を組立てて製作する。
As this thermal interface material 9, it is desirable to use a material having high thermal conductivity.
The heat radiating device 1 having the above-described free structure is formed by forming the support 2 and the plurality of rhombus fins 4 by bending the metal sheet material 3 by press molding or the like and joining the end portions by brazing or the like. The adjacent ridges are connected by brazing or the like, and a paste-like brazing material is applied to the ridge on the top plate 2a or bottom plate 2b side of the support frame 2 of the rhombus fin 4 at the center, and connected in a row. The rhombus fins 4 are inserted into the support frame 2, the ridges coated with the brazing material are brought into contact with the inner surface of the support frame 2, and then the brazing material is heated and melted so that one ridge of the rhombus fins 4 in the center is supported on the support frame The heat dissipating device 1 in which a plurality of diamond-shaped fins 4 coupled and connected to the inner surface of the support frame 2 are arranged inside the support frame 2 is assembled and manufactured.
また、以下に示す折り曲げによる方法で自由構造を有する放熱装置１を製作するようにしてもよい。
図４は実施例１の３連の菱形フィンを形成する金属シート材を示す上面図、図５は実施例１の金属シート材の嵌合方法を示す上面図、図６は実施例１の折り曲げ加工により組立てた放熱装置の正面を示す説明図である。
Moreover, you may make it manufacture the thermal radiation apparatus 1 which has a free structure by the method by the bending shown below.
4 is a top view showing the metal sheet material forming the triple rhombus fins of Example 1, FIG. 5 is a top view showing the fitting method of the metal sheet material of Example 1, and FIG. It is explanatory drawing which shows the front of the thermal radiation apparatus assembled by the process.
３連の菱形フィン４を有する放熱装置１を製作する場合の金属シート材３は、図４に示す状態に加工する。
すなわち、所定の板厚の金属シート材３の一方の端面３ａから所定の重ね代Ａを隔てて金属シート材３の長手方向に沿った一方の側辺３ｂから金属シート材３の幅方向の中央に向かう止め孔１０を有する嵌合スリット１１をプレス成形等により打抜いて形成する。
The metal sheet material 3 in the case of manufacturing the heat radiating device 1 having the three rhomboid fins 4 is processed into the state shown in FIG.
That is, the center in the width direction of the metal sheet material 3 from one side 3b along the longitudinal direction of the metal sheet material 3 with a predetermined overlap margin A from one end surface 3a of the metal sheet material 3 having a predetermined thickness. A fitting slit 11 having a stop hole 10 facing toward is formed by stamping or the like.
この場合に、止め孔１０の中心が金属シート材３の幅方向の中心線ＣＬに一致するようにして金属シート材３の一方の側辺３ｂから中心線ＣＬに到る止め孔１０を有する嵌合スリット１１を形成する。このときの嵌合スリット１１の幅は、用いる金属シート材３の板厚に略一致させ、止め孔１０の直径は嵌合スリット１１の幅の１．２〜１．５倍程度となるように設定する。他の嵌合スリット１２、１３、１４、２１、２２、２３、２４においても同様である。 In this case, the fitting having the stop hole 10 extending from the one side 3b of the metal sheet material 3 to the center line CL so that the center of the stop hole 10 coincides with the center line CL in the width direction of the metal sheet material 3. A joint slit 11 is formed. At this time, the width of the fitting slit 11 is made substantially equal to the thickness of the metal sheet material 3 to be used, and the diameter of the stopper hole 10 is about 1.2 to 1.5 times the width of the fitting slit 11. Set. The same applies to the other fitting slits 12, 13, 14, 21, 22, 23, 24.
次いで、嵌合スリット１１から支持枠２の側板２ｃに隙間Ｓを介して対向する稜を有する菱形フィン４の天板２ａ側の稜と天板２ａの内面との接触部３６（図６参照）とその側の側板２ｃとの距離より大きく天板２ａの長さの半分未満の長さを隔てた位置に図４に破線で示す山折り線１５ａを設定し、そこから側板２ｃの長さを隔てて山折り線１５ｂを、更に底板２ｂの長さを隔てて山折り線１５ｃを、側板２ｃの長さを隔てて山折り線１５ｄを設定する。 Next, a contact portion 36 between the ridge on the top plate 2a side of the rhomboid fin 4 having a ridge facing the side plate 2c of the support frame 2 through the gap S from the fitting slit 11 (see FIG. 6). A mountain fold line 15a shown by a broken line in FIG. 4 is set at a position that is larger than the distance from the side plate 2c on the side and less than half the length of the top plate 2a, and the length of the side plate 2c is set from there. The mountain fold line 15b is set apart, the mountain fold line 15c is further set apart by the length of the bottom plate 2b, and the mountain fold line 15d is set by separating the length of the side plate 2c.
山折り線１５ｄから天板２ａの長さの半分を隔てた位置に山折り線１５ｅを設定すると共に、その位置に一方の側辺３ｂから中心線ＣＬに到る止め孔１０を有する嵌合スリット１２を形成する。
嵌合スリット１２から菱形フィン４の菱形の１辺の長さを隔てて一方の側辺３ｂの反対側の他方の側辺３ｃから中心線ＣＬに到る止め孔１０を有する嵌合スリット２３を形成し、そこからそれぞれ菱形の１辺の長さを隔てて谷折り線１７ａ、１７ｂ、１７ｃを順に設定し、谷折り線１７ｃから菱形の１辺の長さを隔てて一方の側辺３ｂから中心線ＣＬに到る止め孔１０を有する嵌合スリット１３を形成し、そこから菱形の１辺の長さを隔てて山折り線１５ｆを設定し、更に菱形の１辺の長さを隔てて他方の側辺３ｃから中心線ＣＬに到る止め孔１０を有する嵌合スリット２４を形成し、そこからそれぞれ菱形の１辺の長さを隔てて谷折り線１７ｄ、１７ｅ、１７ｆを順に設定し、谷折り線１７ｆから菱形の１辺の長さを隔てて一方の側辺３ｂから中心線ＣＬに到る止め孔１０を有する嵌合スリット１４を形成し、そこから菱形の１辺の長さを隔てて山折り線１５ｇを設定すると共に、その位置に他方の側辺３ｃから中心線ＣＬに到る止め孔１０を有する嵌合スリット２２を形成する。
A fitting slit having a mountain fold line 15e set at a position that is half the length of the top plate 2a from the mountain fold line 15d, and a stop hole 10 extending from one side 3b to the center line CL at that position. 12 is formed.
A fitting slit 23 having a stop hole 10 extending from the fitting slit 12 to the center line CL from the other side 3c on the opposite side of the one side 3b across the length of one side of the rhombus 4 of the rhomboid fin 4. Then, valley fold lines 17a, 17b, and 17c are sequentially set with a length of one side of the rhombus separated therefrom, and from one side 3b with a length of one side of the rhombus separated from the valley fold line 17c. A fitting slit 13 having a stop hole 10 reaching the center line CL is formed, and then a mountain fold line 15f is set across the length of one side of the rhombus, and further, the length of one side of the rhombus is separated. A fitting slit 24 having a stop hole 10 extending from the other side 3c to the center line CL is formed, and then valley folding lines 17d, 17e, and 17f are sequentially set across the length of one side of the rhombus. , One side 3b across the length of one side of the rhombus from the valley fold line 17f A fitting slit 14 having a stop hole 10 reaching the center line CL is formed, and then a mountain fold line 15g is set across the length of one side of the rhombus, and at the position from the other side 3c. A fitting slit 22 having a stop hole 10 reaching the center line CL is formed.
そして、嵌合スリット２２から、天板２ａの長さの半分から嵌合スリット１１と山折り線１５ａとの間の長さを減じた長さを隔てて他方の側辺３ｃから中心線ＣＬに到る止め孔１０を有する嵌合スリット２１を形成し、そこから重ね代Ａを隔てて金属シート材３を切断し、端面３ｄを形成する。
上記の嵌合スリット１２と嵌合スリット２２の間の領域が３連の菱形フィン４を形成するフィン部形成領域２５となり、その他の領域が支持枠２を形成する枠部形成領域２７となる。
And from the fitting slit 22, a length obtained by subtracting the length between the fitting slit 11 and the mountain fold line 15a from half the length of the top plate 2a is separated from the other side 3c to the center line CL. The fitting slit 21 having the reaching stop hole 10 is formed, and the metal sheet material 3 is cut away from the overlap slit A to form the end face 3d.
The region between the fitting slit 12 and the fitting slit 22 is a fin portion forming region 25 that forms the triple diamond fins 4, and the other region is a frame portion forming region 27 that forms the support frame 2.
つまり、折り曲げによる方法で３連の菱形フィン４を有する放熱装置１を製作するための金属シート材３は、１枚の金属シート材３の長手方向に、菱形フィン４の周長に、形成する菱形フィン４の個数（本実施例では３個）を乗じた長さのフィン部形成領域２５を設定し、このフィン部形成領域２５の両側に、支持枠２の周長に２つの重ね代Ａの長さを加えた長さを分割した枠部形成領域２７を設定し、金属シート材３の両端部の枠部形成領域２７のそれぞれの端面３ａ、３ｄからそれぞれの重ね代Ａを隔てて側辺３ｂ、３ｃから金属シート材３の幅方向の中央に到る止め孔１０を有する互いに嵌合する一対の嵌合スリット１１、２１を形成し、フィン部形成領域２５の両側の枠部形成領域２７との境界線上に互いに嵌合する一対の嵌合スリット１２、２２を形成し、この一対の嵌合スリット１２、２２からそれぞれ菱形フィン４の周長の１／４の長さ（１辺の長さ）を隔てた位置および更に周長を隔てた位置のフィン部形成領域２５に互いに嵌合する一対の嵌合スリット２３、１３と互いに嵌合する一対の嵌合スリット１４、２４を形成して構成される。この場合のフィン部形成領域２５に形成される互いに嵌合する一対の嵌合スリットの数は、形成する菱形フィン４の個数（３個）より一つ少ない数（２対）となる。 That is, the metal sheet material 3 for manufacturing the heat radiating device 1 having the three rhombus fins 4 by the bending method is formed in the circumferential direction of the rhombus fins 4 in the longitudinal direction of one metal sheet material 3. A fin portion forming region 25 having a length multiplied by the number of rhombus fins 4 (three in this embodiment) is set, and two overlap margins A are added to the circumferential length of the support frame 2 on both sides of the fin portion forming region 25. The frame portion forming region 27 obtained by dividing the length of the metal sheet material 3 is set, and the respective overlap surfaces A are separated from the respective end surfaces 3a and 3d of the frame portion forming region 27 at both ends of the metal sheet material 3. A pair of fitting slits 11, 21 having a stop hole 10 extending from the sides 3 b, 3 c to the center in the width direction of the metal sheet material 3 are formed, and frame portion forming regions on both sides of the fin portion forming region 25. A pair of mating slots that fit together on the boundary line 12 and 22, and a position that is a quarter of the circumference of the rhomboid fin 4 (the length of one side) is separated from the pair of fitting slits 12 and 22, and the circumference is further separated. A pair of fitting slits 23 and 13 that are fitted to each other and a pair of fitting slits 14 and 24 that are fitted to each other are formed in the fin portion forming region 25 at the position. In this case, the number of the pair of fitting slits to be fitted to each other formed in the fin portion forming region 25 is one less (two pairs) than the number (three) of the diamond-shaped fins 4 to be formed.
このような互いに嵌合する一対の嵌合スリット１１、２１と一対の嵌合スリット１２、２２と一対の嵌合スリット１３、２３と一対の嵌合スリット１４、２４を形成し、山折り線１５ａ〜１５ｇおよび谷折り線１７ａ〜１７ｆを設定した金属シート材３による放熱装置１の組立は、以下のようにする。
すなわち、上記の金属シート材３を準備し、設定された山折り線１５ａ〜１５ｄおよび１５ｆを挟み角を略９０度に、山折り線１５ｅと１５ｇを挟み角を略１３５度にして山折り（図４における紙面の両端を奥側に折り曲げる折り方をいう。）にし、設定された谷折り線１７ａ〜１７ｆを挟み角を略９０度にして谷折り（図４における紙面の両端を手前側に折り曲げる折り方をいう。）にして折り曲げ、一対の嵌合スリット１３と２３とを嵌合させて結合部３３（図６参照）を形成し、一対の嵌合スリット１４と２４とを嵌合させて結合部３４（図６）を形成した後に、一対の嵌合スリット１２と２２とを嵌合させて結合部３２（図６）を形成し、フィン部形成領域２５の金属シート材３により隣合う稜で連結された３連の菱形フィン４を形成する。
A pair of fitting slits 11 and 21, a pair of fitting slits 12 and 22, a pair of fitting slits 13 and 23, and a pair of fitting slits 14 and 24 are formed, and a mountain fold line 15 a is formed. Assembling of the heat radiating device 1 by the metal sheet material 3 in which ˜15 g and valley fold lines 17 a to 17 f are set is performed as follows.
That is, the metal sheet material 3 is prepared, and the mountain fold lines 15a to 15d and 15f are set at an angle of about 90 degrees, and the mountain fold lines 15e and 15g are set at an angle of about 135 degrees. 4), and the valley fold lines 17a to 17f are sandwiched between the set valley fold lines 17a to 17f at an angle of about 90 degrees (both ends of the paper surface in FIG. And the pair of fitting slits 13 and 23 are fitted together to form a coupling portion 33 (see FIG. 6), and the pair of fitting slits 14 and 24 are fitted together. After forming the coupling portion 34 (FIG. 6), the pair of fitting slits 12 and 22 are fitted together to form the coupling portion 32 (FIG. 6). Forming three diamond-shaped fins 4 connected by matching edges To.
そして、形成された３連の菱形フィン４の周囲を山折り線１５ａ〜１５ｄで折り曲げた枠部形成領域２７の金属シート材３で囲い、一対の嵌合スリット１１と２１とを嵌合させて結合部３１（図６）を形成する。この場合の結合部３１の一対の嵌合スリット１１と２１との嵌合は図５に示すように金属シート材３の両端の重ね代Ａが支持枠２の内面側になるように嵌合させる。このようにすれば金属シート材３の両端が天板２ａの外側に跳ね上がることを防止でき、放熱装置１の装着性を向上させることができる。 And the circumference | surroundings of the formed rhombus fin 4 are enclosed by the metal sheet material 3 of the frame part formation area 27 bent by the mountain fold lines 15a-15d, and a pair of fitting slits 11 and 21 are fitted. A coupling portion 31 (FIG. 6) is formed. In this case, the pair of fitting slits 11 and 21 of the coupling portion 31 are fitted so that the overlap margin A at both ends of the metal sheet material 3 is on the inner surface side of the support frame 2 as shown in FIG. . If it does in this way, it can prevent that the both ends of the metal sheet material 3 jump up to the outer side of the top plate 2a, and the mounting | wearing property of the thermal radiation apparatus 1 can be improved.
これにより図６に示す放熱装置１が組立てられ、谷折り線１７ａで形成された菱形フィン４の稜が底板２ｂの内面に接触して接触部３５を、谷折り線１７ｃで形成された菱形フィン４の稜が天板２ａの内面に接触して接触部３６を、山折り線１５ｆで形成された菱形フィン４の稜が底板２ｂの内面に接触して接触部３７を、谷折り線１７ｄで形成された菱形フィン４の稜が天板２ａの内面に接触して接触部３８を、谷折り線１７ｆで形成された菱形フィン４の稜が底板２ｂの内面に接触して接触部３９を形成し、嵌合スリット１２と２２が嵌合した結合部３２により中央の菱形フィン４が支持枠２の天板２ａの内面に結合して放熱装置１の自由構造が形成される。 6 is assembled, and the ridges of the rhomboid fins 4 formed by the valley fold lines 17a come into contact with the inner surface of the bottom plate 2b so that the contact portions 35 are formed by the rhombus fins formed by the valley fold lines 17c. 4 is in contact with the inner surface of the top plate 2a, and the ridge of the diamond-shaped fin 4 formed by the mountain fold line 15f is in contact with the inner surface of the bottom plate 2b. The ridges of the formed rhombus fin 4 contact the inner surface of the top plate 2a to form the contact portion 38, and the ridges of the rhombus fin 4 formed by the valley fold line 17f contact the inner surface of the bottom plate 2b to form the contact portion 39. Then, the central rhombus fin 4 is coupled to the inner surface of the top plate 2a of the support frame 2 by the coupling portion 32 in which the fitting slits 12 and 22 are fitted, so that the free structure of the heat dissipation device 1 is formed.
また、谷折り線１７ｂにより形成で菱形フィン４の稜が側板２ｃと隙間Ｓを介して対向し、谷折り線１７ｅで形成された菱形フィン４の稜が側板２ｃと隙間Ｓを介して対向するように構成され、自由構造の移動範囲を拡張するように機能する。
このような、折り曲げによる方法で製作する場合の金属シート材３の加工は、短冊状の金属シート材３を複数重ねて嵌合スリット１１等を一度に打抜いて加工するようにしてもよく、帯状の金属シート材３に嵌合スリット１１等を順次に加工しながら切断して形成するようにしてもよい。またはこれらを組合せて折り曲げによる方法で製作する場合の金属シート材３を加工するようにしてもよい。
In addition, the ridge of the rhomboid fin 4 is formed by the valley fold line 17b and faces the side plate 2c via the gap S, and the ridge of the rhombus fin 4 formed by the valley fold line 17e is opposed to the side plate 2c via the gap S. Configured to function to extend the range of movement of the free structure.
The processing of the metal sheet material 3 in the case of manufacturing by the method by bending may be performed by punching the fitting slits 11 etc. at a time by stacking a plurality of strip-shaped metal sheet materials 3, The band-shaped metal sheet material 3 may be formed by cutting the fitting slits 11 and the like while sequentially processing them. Or you may make it process the metal sheet material 3 in the case of manufacturing by the method by bending combining these.
なお、本実施例では重ね代Ａを同一寸法として説明したが、接触部３６の状況に応じて別の寸法としてもよい。
また、本実施例では、金属シート材３の両端が天板２ａの内面側になるように結合部３１の一対の嵌合スリット１１と２１とを嵌合させるとして説明したが、両端が天板２ａの外面側になるようにして両端を天板２ａに接着するようにしてもよい。このようにすれば結合部３１の組立性を向上させることができる。
In the present embodiment, the overlap margin A has been described as having the same size, but other dimensions may be used depending on the situation of the contact portion 36.
Moreover, although the present Example demonstrated that a pair of fitting slits 11 and 21 of the coupling | bond part 31 were fitted so that both ends of the metal sheet material 3 may become the inner surface side of the top plate 2a, both ends are top plates. You may make it adhere | attach both ends to the top plate 2a so that it may become the outer surface side of 2a. If it does in this way, the assemblability of the coupling | bond part 31 can be improved.
上記のようにして製作された放熱装置１は、図３に示すようにその底板２ｂの底面をサーマルインタフェース材９で実装基板７上に設置された発熱部品６の上面に接着して固定され、放熱装置１の弾性を利用して支持枠２の天板２ａの外面により筐体８の内面を押し上げるように押圧して取付けられる。このようにすれば放熱装置１がその弾性により筐体８の内面を常に押圧しているので、放熱装置１が発熱部品６から脱落することがない。 The heat dissipating device 1 manufactured as described above is fixed by adhering the bottom surface of the bottom plate 2b to the upper surface of the heat generating component 6 installed on the mounting substrate 7 with the thermal interface material 9, as shown in FIG. Using the elasticity of the heat radiating device 1, the outer surface of the top plate 2 a of the support frame 2 is pressed and attached so as to push up the inner surface of the housing 8. In this way, the heat radiating device 1 always presses the inner surface of the housing 8 due to its elasticity, so that the heat radiating device 1 does not fall off the heat generating component 6.
この場合に、天板２ａの外面と筐体８の内面との間をサーマルインタフェース材９を用いて接着して固定するようにしてもよい。
天板２ａの外面により筐体８の内面を押圧して取付けることにより放熱装置１には初期荷重が作用し、図７（ａ）に示す組立状態から図７（ｂ）に示す取付状態になる。
このとき、初期荷重により放熱装置１の天板２ａと底板２ｂの間、つまり高さが減少するが、放熱装置１は可撓性を有する側板２ｃや菱形フィン４により形成される高さ方向の弾性を有しているのでその撓みにより高さの減少量を吸収する。
In this case, the outer surface of the top plate 2 a and the inner surface of the housing 8 may be bonded and fixed using the thermal interface material 9.
By pressing and attaching the inner surface of the housing 8 with the outer surface of the top plate 2a, an initial load is applied to the heat radiating device 1, and the assembled state shown in FIG. 7 (a) is changed to the attached state shown in FIG. 7 (b). .
At this time, although the height decreases between the top plate 2a and the bottom plate 2b of the heat dissipation device 1 due to the initial load, the heat dissipation device 1 is in the height direction formed by the flexible side plates 2c and the rhomboid fins 4. Since it has elasticity, the amount of decrease in height is absorbed by the bending.
また、接合部３２を除く天板２ａおよび底板２ｂ側の菱形フィン４の各稜は接触部３５、３６、３７、３８、３９により自由構造を構成して移動可能であるので、接合部３２の反対側の接触部３７は元の位置のままであるが、接触部３５、３６および接触部３８、３９はそれぞれ側板２ｃの方向、つまり列方向に移動する。
更に、組立状態で連結した菱形フィンの両端の稜と側板２ｃの内面の間に形成されていた隙間Ｓは、側壁２ｃの撓みによる湾曲と菱形フィン４のつぶれ、および前記の接触部３５等の移動により縮小する。
In addition, each ridge of the rhomboid fin 4 on the side of the top plate 2a and the bottom plate 2b excluding the joint portion 32 constitutes a free structure and can be moved by the contact portions 35, 36, 37, 38, 39. The contact portion 37 on the opposite side remains in its original position, but the contact portions 35 and 36 and the contact portions 38 and 39 move in the direction of the side plate 2c, that is, in the row direction.
Further, the gap S formed between the ridges at both ends of the rhomboid fins connected in the assembled state and the inner surface of the side plate 2c is caused by the bending of the side wall 2c, the collapse of the rhomboid fin 4, the contact portion 35, etc. Reduce by movement.
そして、発熱部品６が発熱して発熱部品６や放熱装置１の熱膨張等により放熱装置１の高さが更に減少すると隙間Ｓがなくなり、両端の菱形フィン４の稜がそれぞれの側板２ｃの内面に当接する。この両端の稜が側板２ｃの内面に当接した後、更に放熱装置１の高さを減少させるような荷重が加わり、図７（ｃ）に示すように側板２ｃの湾曲がなくなってしまうと、菱形フィン４の各面が方杖のように作用し、発熱部品６に自由構造のときよりは大きな力を及ぼすので、隙間Ｓの設定は、放熱装置１や発熱部品６および筐体８の製作精度、並びに放熱装置１の取付時の初期荷重および発熱部品６の発熱に伴う発熱部品６や放熱装置１の熱膨張等により放熱装置１に負荷される荷重等を考慮して定めることが重要である。 When the heat generating component 6 generates heat and the height of the heat radiating device 1 is further reduced due to thermal expansion of the heat generating component 6 or the heat radiating device 1, the gap S disappears, and the ridges of the rhomboid fins 4 at both ends are the inner surfaces of the respective side plates 2c. Abut. After the ridges at both ends abut against the inner surface of the side plate 2c, a load that further reduces the height of the heat dissipation device 1 is applied, and the side plate 2c is no longer curved as shown in FIG. Since each surface of the rhomboid fin 4 acts like a cane and exerts a larger force on the heat generating component 6 than in the free structure, the clearance S is set by manufacturing the heat radiating device 1, the heat generating component 6 and the housing 8. It is important to determine the accuracy, the initial load when the heat radiating device 1 is mounted, and the load applied to the heat radiating device 1 due to the thermal expansion of the heat generating component 6 and the heat radiating device 1 accompanying the heat generation of the heat generating component 6. is there.
本実施例の放熱装置１の放熱の作用について、図８を用いて説明する。
発熱部品６が通電等によって発熱を開始すると、その熱は、周囲の空気層への熱伝達による放熱が極めて悪いために熱伝導性の高いサーマルインタフェース材９へ集中して伝導し、更に放熱装置１の底板２ｂへ伝導する（図８（ａ））。
底板２ｂに流入した熱は、底板２ｂにおいて板方向に伝導して拡散する共に、筒状の菱形フィン４の各面および支持枠２の側板２ｃを通じて天板２ａ方向に伝導する（図８（ｂ））。
The action of heat dissipation of the heat dissipation device 1 of this embodiment will be described with reference to FIG.
When the heat generating component 6 starts to generate heat by energization or the like, its heat is concentrated and conducted to the thermal interface material 9 having high thermal conductivity because heat dissipation due to heat transfer to the surrounding air layer is extremely poor, and further, the heat dissipation device 1 is conducted to the bottom plate 2b (FIG. 8A).
The heat flowing into the bottom plate 2b is conducted and diffused in the plate direction in the bottom plate 2b, and is also conducted in the direction of the top plate 2a through each surface of the cylindrical rhomboid fin 4 and the side plate 2c of the support frame 2 (FIG. 8B). )).
そして、天板２ａに伝導した熱は、天板２ａにより押圧されている筐体８の内面に伝導し、筐体８内面より温度の低い筐体８の外面から大気中に放熱される（図８（ｃ））。
このようにして、発熱部品６の上面と筐体８の内面との間に取付けた放熱装置１による放熱が行われ、発熱部品６が冷却されて発熱部品６の温度が低下し、温度依存性を有する電子部品等の性能を維持してその誤動作等を防止すると共に、放熱装置１の弾性により部品接合部に過大な応力が生ずることがないので、その信頼性を向上させることができる。
The heat conducted to the top plate 2a is conducted to the inner surface of the housing 8 pressed by the top plate 2a, and is radiated to the atmosphere from the outer surface of the housing 8 whose temperature is lower than the inner surface of the housing 8 (see FIG. 8 (c)).
In this way, heat is radiated by the heat radiating device 1 mounted between the upper surface of the heat generating component 6 and the inner surface of the housing 8, the heat generating component 6 is cooled, the temperature of the heat generating component 6 is lowered, and the temperature dependence is reduced. In addition to maintaining the performance of the electronic components having the above-mentioned characteristics, preventing malfunctions and the like, and the elasticity of the heat radiating device 1 prevents excessive stress from being generated in the component joints, thereby improving the reliability.
以上説明したように、本実施例では、熱伝導性を有する可撓性の金属シート材で支持枠と筒状の菱形フィンを形成し、支持枠の内部に菱形フィンの稜を連結して一列に配置し、中央部の菱形フィンの一つの稜を支持枠の内面に結合して放熱装置を形成するようにしたことによって、放熱装置の高さ方向に比較的柔軟な弾性を持たせることができ、筐体と発熱部品の間に放熱装置を挟み込むことが可能になり、発熱部品からの熱を熱伝導により筐体に伝えることができ、発熱部品からの熱を効率的に筐体の外部に放出することができる他、発熱部品の破損を防止することができると共に部品接合部の信頼性の向上を図ることができる。 As described above, in this embodiment, the support frame and the cylindrical rhombus fins are formed of a flexible metal sheet material having thermal conductivity, and the ridges of the rhombus fins are connected to the inside of the support frame. The heat sink is formed by connecting one ridge of the diamond-shaped fin at the center to the inner surface of the support frame, so that the heat sink can have a relatively flexible elasticity in the height direction. It is possible to sandwich a heat dissipation device between the case and the heat generating component, and heat from the heat generating component can be transferred to the case by heat conduction, and the heat from the heat generating component can be efficiently transferred to the outside of the case. In addition, the heat generating component can be prevented from being damaged, and the reliability of the component joint can be improved.
また、一列の菱形フィンの両端の菱形フィンの支持枠の側板に対向する稜を側板の内面と隙間Ｓを介して対向させるようにしたことによって、放熱装置の高さ方向の比較的柔軟な弾性の範囲を拡大することはでき、発熱部品の破損を防止して部品接合部の信頼性の向上を更に図ることができると共に、筐体と発熱部品の間に放熱装置を挟み込むときの取付性を向上させることができる。 In addition, since the ridges facing the side plates of the rhombus fin support frame at both ends of the row of rhombus fins are opposed to the inner surface of the side plate via the gap S, the heat dissipation device is relatively flexible in the height direction. This can expand the range of components, prevent breakage of heat-generating components, and further improve the reliability of component joints, and improve the mounting ability when a heat dissipation device is sandwiched between the housing and heat-generating components. Can be improved.
更に、支持枠の内部に菱形フィンの稜を連結して一列に配置した放熱装置を、長手方向にフィン部形成領域と枠部形成領域を設定した１枚の金属シート材に互いに嵌合する一対の嵌合スリットを複数設け、この１枚の金属シート材を折り曲げ、一対の嵌合スリットを嵌合させて形成するようにしたことによって、特別なロウ付け等の結合手段を用いなくても放熱装置を容易に形成することができると共に、嵌合により形成された結合部が自由に回動するので、放熱装置の高さ方向の弾性を更に柔軟なものとすることができる。 Further, a pair of heat radiation devices, which are arranged in a row by connecting the ridges of rhombus fins inside the support frame, are fitted into a single metal sheet material in which the fin portion formation region and the frame portion formation region are set in the longitudinal direction. By disposing a plurality of fitting slits, bending one sheet of metal material, and fitting a pair of fitting slits, heat is dissipated without using any special brazing or other coupling means. The device can be easily formed, and the coupling portion formed by fitting freely rotates, so that the elasticity of the heat dissipation device in the height direction can be made more flexible.
なお、本実施例では、多面体フィンの形状は四角形である菱形として説明したが、多面体フィンの形状は菱形に限らず、多数の辺を有する多角形としてもよく、辺の数を無限大にした円形状の多面体フィンであってもよい。
この場合において、上記した放熱装置１を一枚の金属シート材３を用いて折り曲げにより形成するときは、多角形に辺の数を無限大を含む４の倍数とするとよい。このようにすれば一枚の金属シート材３を用いて折り曲げにより放熱装置１を容易に形成することができる。
In this embodiment, the shape of the polyhedral fin has been described as a rhombus that is a quadrangle, but the shape of the polyhedral fin is not limited to a rhombus, and may be a polygon having a large number of sides, and the number of sides is infinite. Circular polyhedral fins may be used.
In this case, when the heat radiating device 1 described above is formed by bending using one metal sheet material 3, the number of sides of the polygon may be a multiple of 4 including infinity. If it does in this way, the heat radiating device 1 can be easily formed by bending using the metal sheet material 3 of 1 sheet.
例えば、図９に示す多面体フィンの形状を円形状とした円筒フィン４０を３連にした放熱装置１の場合は、一枚の金属シート材３に山折り線や谷折り線を設定せずに上記図４に示した３連の菱形フィン４を形成する金属シート材３と同じ一対の嵌合スリット１１、２１等を形成し、それぞれの嵌合スリットの間を所定の方向に湾曲させながら一対の嵌合スリット１１、２１と一対の嵌合スリット１２、２２と一対の嵌合スリット１３、２３と一対の嵌合スリット１４、２４を嵌合させれば、図９に示す放熱装置１を容易に組立てることができる。この場合に一対の嵌合スリット１２、２２と嵌合スリット２３および嵌合スリット１４との間隔は、円筒フィン４０の周長、つまり円周の１／４に設定する。 For example, in the case of the heat radiating device 1 in which the cylindrical fins 40 having a circular shape of the polyhedral fin shown in FIG. 9 are connected in series, without setting a mountain fold line or a valley fold line on one metal sheet material 3 The same pair of fitting slits 11, 21 and the like as the metal sheet material 3 forming the three rhomboid fins 4 shown in FIG. 4 are formed, and a pair of them is bent while bending between the respective fitting slits in a predetermined direction. If the fitting slits 11 and 21, the pair of fitting slits 12 and 22, the pair of fitting slits 13 and 23, and the pair of fitting slits 14 and 24 are fitted, the heat dissipation device 1 shown in FIG. Can be assembled. In this case, the distance between the pair of fitting slits 12, 22 and the fitting slit 23 and the fitting slit 14 is set to the circumferential length of the cylindrical fin 40, that is, 1/4 of the circumference.
また、本実施例では、菱形フィン４の個数を３個として説明したが、菱形フィン４の数は３個に限らず、２個であっても４個以上であってもよい。
例えば、図１０に示す菱形フィン４を５連にした放熱装置１の場合は、図１１に示す状態に１枚の金属シート材３を加工する。
すなわち、３連の場合と同様に、１枚の金属シート材３の長手方向に、菱形フィン４の周長に、形成する菱形フィン４の個数（５個）を乗じた長さのフィン部形成領域２５を設定し、このフィン部形成領域２５の両側に、支持枠２の周長に２つの重ね代Ａの長さを加えた長さを分割した枠部形成領域２７を設定し、金属シート材３の両端部の枠部形成領域２７のそれぞれの端面３ａ、３ｄからそれぞれの重ね代Ａを隔てて側辺３ｂ、３ｃから金属シート材３の幅方向の中央に到る止め孔１０を有する互いに嵌合する一対の嵌合スリット４１、５１を形成し、フィン部形成領域２５の両側の枠部形成領域２７との境界線上に互いに嵌合する一対の嵌合スリット４２、５２を形成し、この一対の嵌合スリット４２、５２からそれぞれ菱形フィン４の周長の１／４の長さ（１辺の長さ）を隔てた位置および更に周長の２倍を隔てた位置のフィン部形成領域２５に互いに嵌合する一対の嵌合スリット５３、４３と互いに嵌合する一対の嵌合スリット４４、５４を形成し、形成した一対の嵌合スリット５３、４３の間に嵌合スリット５３および嵌合スリット４３からそれぞれ菱形フィン４の周長の１／２の長さ（２辺の長さ）を隔てた位置に互いに嵌合する一対の嵌合スリット４５、５５を形成し、同様に一対の嵌合スリット４４、５４の間に嵌合する一対の嵌合スリット５６、４６を形成して構成される。この場合のフィン部形成領域２５に形成される互いに嵌合する一対の嵌合スリットの数は、形成する菱形フィン４の個数（５個）より一つ少ない数（４対）となる。
In the present embodiment, the number of the diamond-shaped fins 4 is described as three. However, the number of the diamond-shaped fins 4 is not limited to three, and may be two or four or more.
For example, in the case of the heat radiating device 1 in which the rhomboid fins 4 shown in FIG. 10 are arranged in five, one metal sheet material 3 is processed in the state shown in FIG.
That is, as in the case of triples, the fin portion is formed in a length obtained by multiplying the circumferential length of the rhomboid fins 4 by the number of rhombus fins 4 (five) to be formed in the longitudinal direction of one metal sheet material 3. A region 25 is set, and on both sides of the fin portion formation region 25, a frame portion formation region 27 is set by dividing a length obtained by adding the length of the two overlap margins A to the circumferential length of the support frame 2, and a metal sheet There is a stop hole 10 that reaches the center in the width direction of the metal sheet material 3 from the side edges 3b and 3c with the overlap margin A from the respective end surfaces 3a and 3d of the frame forming regions 27 at both ends of the material 3. A pair of fitting slits 41 and 51 are formed to be fitted to each other, and a pair of fitting slits 42 and 52 are formed to be fitted to each other on the boundary line with the frame portion forming regions 27 on both sides of the fin portion forming region 25. From the pair of fitting slits 42 and 52, the diamond fin 4 A pair of fitting slits 53 and 43 that fit into the fin portion forming region 25 at a position separated by a quarter length of the circumference (length of one side) and at a position separated by twice the circumference. A pair of fitting slits 44 and 54 are formed to be fitted with each other, and the circumference of the rhomboid fin 4 is 1/2, respectively, between the fitting slit 53 and the fitting slit 43 between the formed pair of fitting slits 53 and 43. A pair of fitting slits 45 and 55 that are fitted to each other are formed at positions separated by a length of 2 (length of two sides), and a pair of fitting slits 44 and 54 that are similarly fitted between the pair of fitting slits 44 and 54 are formed. The fitting slits 56 and 46 are formed. In this case, the number of the pair of fitting slits to be fitted to each other formed in the fin portion forming region 25 is one less (four pairs) than the number of the rhombic fins 4 to be formed (five).
そして、３連の場合と同様に嵌合スリット４１、４２の間に支持枠２を形成するための山折り線４７ａ〜４７ｄを、嵌合スリット４２の位置に山折り線４７ｅを、嵌合スリット５３、４５の間にそれぞれから菱形フィン４の１辺の長さを隔てて谷折り線４８ａを、嵌合スリット４５、５５の間に菱形フィン４を形成するために順に１辺の長さを隔てて山折り線４７ｆ〜４７ｈを、嵌合スリット５５、４３の間にそれぞれから菱形フィン４の１辺の長さを隔てて谷折り線４８ｂを、嵌合スリット４３、５４の間にそれぞれから菱形フィン４の１辺の長さを隔てて山折り線４７ｉを、嵌合スリット５４、４６の間にそれぞれから菱形フィン４の１辺の長さを隔てて谷折り線４８ｃを、嵌合スリット４６、５６の間に菱形フィン４を形成するために順に１辺の長さを隔てて山折り線４７ｊ〜４７ｌを、嵌合スリット５６、４４の間にそれぞれから菱形フィン４の１辺の長さを隔てて谷折り線４８ｄを、嵌合スリット５２の位置に山折り線４７ｍを設定する。 In the same manner as in the case of the triple connection, the mountain fold lines 47a to 47d for forming the support frame 2 between the fitting slits 41 and 42, the mountain fold line 47e at the position of the fitting slit 42, and the fitting slit In order to form a trough fold line 48a with a length of one side of the rhomboid fin 4 between 53 and 45, respectively, and to form a rhombus fin 4 between the fitting slits 45 and 55, the length of one side is increased. The mountain fold lines 47f to 47h are spaced apart from each other between the fitting slits 55 and 43, and the valley fold line 48b is separated from each other between the fitting slits 43 and 54, respectively. The mountain fold line 47i is separated by the length of one side of the rhomboid fin 4, and the valley fold line 48c is separated by a length of one side of the rhombus fin 4 from the fitting slits 54 and 46, respectively. To form a diamond-shaped fin 4 between 46 and 56 The mountain fold lines 47j to 47l are separated from each other by the length of one side, the valley fold line 48d is separated from the fitting slits 56 and 44 by the length of one side of the rhomboid fin 4, and the fitting slit 52 is provided. The mountain fold line 47m is set at the position.
このような互いに嵌合する一対の嵌合スリット４１、５１と一対の嵌合スリット４２、５２と一対の嵌合スリット４３、５３と一対の嵌合スリット４４、５４と一対の嵌合スリット４５、５５と一対の嵌合スリット４６、５６を形成し、山折り線４７ａ〜４７ｍおよび谷折り線４８ａ〜４８ｄを設定した金属シート材３を３連の場合と同等にして各山折り線、谷折り線を所定の方向に所定の角度で折り曲げた後に、それぞれの互いに嵌合する一対の嵌合スリット４１、５１等を嵌合させて結合部３１等を形成すれば、両端の菱形フィン４の稜が側板２Ｃの内面と隙間Ｓを介して対向する図１０に示す放熱装置１を容易に組立てることができる。 Such a pair of fitting slits 41, 51, a pair of fitting slits 42, 52, a pair of fitting slits 43, 53, a pair of fitting slits 44, 54, and a pair of fitting slits 45, 55 and a pair of fitting slits 46 and 56, and the metal sheet material 3 in which the mountain fold lines 47a to 47m and the valley fold lines 48a to 48d are set is made the same as in the case of three fold lines. After bending the line in a predetermined direction at a predetermined angle, a pair of fitting slits 41, 51, etc., which are fitted to each other are fitted to form the coupling portion 31 etc., the edges of the rhomboid fins 4 at both ends 10 can be easily assembled, facing the inner surface of the side plate 2C with a gap S therebetween.
なお、菱形フィン４の数を偶数とする場合は、その中央部の２つの菱形フィン４のいずれか一つの菱形フィン４の稜を支持枠２の天板２ａまたは底板２ｂに結合すればよい。 When the number of rhomboid fins 4 is an even number, the ridge of any one of the two rhomboid fins 4 at the center may be coupled to the top plate 2a or the bottom plate 2b of the support frame 2.
図１２は実施例２の複合シート材を示す断面図である。
なお、上記実施例１と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
図１２において、６１はシート材としての複合シート材であり、実施例１と同様の金属シート材３のおもて面に熱放射膜６２を形成し、反対側の金属シート材３の裏面に樹脂膜６３を形成したシート材である。
12 is a cross-sectional view showing the composite sheet material of Example 2. FIG.
In addition, the same part as the said Example 1 attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits the description.
In FIG. 12, reference numeral 61 denotes a composite sheet material as a sheet material, in which a heat radiation film 62 is formed on the front surface of the metal sheet material 3 similar to that in Example 1, and on the back surface of the opposite metal sheet material 3. This is a sheet material on which a resin film 63 is formed.
熱放射膜６２は、金属シート材３のおもて面に形成された塗膜であって、伝導された熱を赤外線および／もしくは遠赤外線に変換して放射する赤外線放射効果を有すると共に比較的小さな力で撓ませることができる可撓性を有している。
このような熱放射膜６２は、酸化珪素、酸化アルミニウムを含有する粉体にバインダを配合した液状体、例えばセラックα（セラック（株）、商標登録第４５７７１６３号）をスプレー等で金属シート材３のおもて面に直接吹付け、その後に乾燥させた塗膜によって形成する。
The heat radiation film 62 is a coating film formed on the front surface of the metal sheet material 3 and has an infrared radiation effect of radiating by converting the conducted heat into infrared rays and / or far infrared rays, and relatively. It has flexibility that can be bent with a small force.
Such a heat radiation film 62 is formed by spraying a liquid material in which a binder is mixed with powder containing silicon oxide and aluminum oxide, for example, shellac α (Shellak Co., Ltd., registered trademark No. 4577163) by using a metal sheet 3 It is formed by a coating film sprayed directly on the front surface and then dried.
樹脂膜６３は、金属シート材３の裏面にポリイミド等の樹脂フィルムを貼付して形成され、熱伝導性を有する共に可撓性を有する膜であって、その比較的強い弾性により複合シート材６１の腰を強くする機能を有している。
この複合シート材６１を用いて上記実施例１の図１、図２に示す３連の菱形フィン４を有する放熱装置１を製作する場合は、図４に示した金属シート材３と同様に形成した複合シート材６１を用いて折り曲げにより組立てる。
The resin film 63 is formed by pasting a resin film such as polyimide on the back surface of the metal sheet material 3 and is a film having heat conductivity and flexibility, and is a composite sheet material 61 due to its relatively strong elasticity. Has the function of strengthening the waist.
When the composite sheet material 61 is used to manufacture the heat dissipating device 1 having the three diamond-shaped fins 4 shown in FIGS. 1 and 2 of the first embodiment, it is formed in the same manner as the metal sheet material 3 shown in FIG. The composite sheet material 61 is assembled by bending.
この場合に、熱放射膜６２は、図２に示す支持枠２の内面側となるように、中央の菱形フィン４の場合はその外側となるように、両側の菱形フィン４場合はその内側となるように配置する。
このようにすれば、図８による熱の移動において、支持枠２や菱形フィン４の金属シート材３を通じた熱の伝導は同様であるが、底板２ｂの内面に配した熱放射膜６２から３つの菱形フィン４の底板２ｂ側の２辺を構成する各面に熱放射により直接熱が伝わる熱の移動経路、内側に熱放射膜６２を配した両側の菱形フィン４では底板２ｂ側の２辺を構成する各面から天板２ａ側の２辺を構成する各面へ熱放射により直接熱が伝わる熱の移動経路、外側に熱放射膜６２を配した中央の菱形フィン４では天板２ａ側の２辺を構成する面から天板へ熱放射により直接熱が伝わる熱の移動経路が増えるので、放熱装置１の放熱効果を向上させることができる。
In this case, the heat radiation film 62 is on the inner surface side of the support frame 2 shown in FIG. 2, so that it is on the outer side in the case of the central rhomboid fin 4, and on the inner side in the case of the rhomboid fins 4 on both sides. Arrange so that
In this manner, in the heat transfer according to FIG. 8, the heat conduction through the metal sheet material 3 of the support frame 2 and the rhomboid fins 4 is the same, but from the heat radiation films 62 to 3 arranged on the inner surface of the bottom plate 2b. The heat transfer path through which heat is directly transmitted by heat radiation to each surface constituting the two sides of the two rhomboid fins 4 on the bottom plate 2b side, and the two sides on the bottom plate 2b side of the rhombus fins 4 on both sides with the heat radiation film 62 disposed inside In the central rhombus fin 4 with the heat radiation film 62 arranged on the outer side, a heat transfer path through which heat is directly transmitted from each surface constituting each side to each surface constituting the two sides on the top plate 2a side, the top plate 2a side Since the number of heat transfer paths through which heat is directly transmitted from the surfaces constituting the two sides to the top plate by heat radiation increases, the heat dissipation effect of the heat dissipation device 1 can be improved.
また、金属シート材３の裏面に設けた樹脂膜６３により放熱装置１の腰を強くすることができるので、筐体８と発熱部品６の間に放熱装置１を挟み込むときの放熱装置１の変形を防止することができ、放熱装置１の取付性を向上させることができる。
上記の放熱装置１の冷却効果を評価するために以下に示す評価試験を行った。
図１３は評価試験に用いた試験装置を示す説明図である。
Moreover, since the waist of the heat radiating device 1 can be strengthened by the resin film 63 provided on the back surface of the metal sheet material 3, the heat radiating device 1 is deformed when the heat radiating device 1 is sandwiched between the housing 8 and the heat generating component 6. Can be prevented, and the mountability of the heat dissipation device 1 can be improved.
In order to evaluate the cooling effect of the heat radiating device 1, the following evaluation test was performed.
FIG. 13 is an explanatory view showing a test apparatus used for the evaluation test.
図１３において、６５は試験装置である。
６６は試験装置６５の試験装置筐体であり、板厚１ｍｍのステンレス板（ＳＵＳ３０４）で横１００ｍｍ、縦１００ｍｍ、高さ１００ｍｍの箱として形成されている。
本試験に用いた発熱部品６は、２４０ピンＱＦＰ型の横３０ｍｍ、縦３０ｍｍ、厚さ３．７５ｍｍ、入力電力１．５Ｗの温度測定用ＩＣであり、基台６７に設置された横５５ｍｍ、縦６５ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの実装基板７に固定されて試験装置筐体６６に収納され、その上面と試験装置筐体６６の内面との間に供試品を取付けるための３０ｍｍの空間が確保されている。
In FIG. 13, 65 is a test apparatus.
Reference numeral 66 denotes a test apparatus housing of the test apparatus 65, which is a stainless steel plate (SUS304) having a thickness of 1 mm and is formed as a box having a width of 100 mm, a length of 100 mm, and a height of 100 mm.
The heat generating component 6 used in this test is a 240 pin QFP type 30 mm wide, 30 mm long, 3.75 mm thick, temperature measuring IC with an input power of 1.5 W. Fixed to a mounting board 7 having a length of 65 mm and a thickness of 1.5 mm, the test board is accommodated in a test apparatus housing 66, and a 30 mm space for mounting a test sample is provided between the upper surface of the test board and the inner surface of the test apparatus housing 66. It is secured.
本評価試験に用いた供試品は、図１４に示すアルミニウム材から削り出した複数の放熱フィンを有する横３０ｍｍ、縦３０ｍｍのヒートシンク７１のフィン高さを７．５ｍｍとした小フィン品とフィン高さを２０ｍｍとした大フィン品の２種類のヒートシンク７１を発熱部品６の上面に設置したもの、および図１５に示す横３０ｍｍ、縦３０ｍｍ、厚さ１ｍｍの熱伝導パッド７２（住友スリーエム（株）製、熱伝導シート、形式９８９４−ＦＲ１０）を３０枚積層して発熱部品６の上面と試験装置筐体６６の内面との間に設置したもの（熱伝導パッド品という。）、並びに上記の複合シート材６１を用いて形成した本実施例の横３０ｍｍ、縦３０ｍｍ、高さ３０ｍｍの放熱装置１の菱形フィン４を図１６に示すように５連にして発熱部品６の上面と試験装置筐体６６の内面との間に設置したもの（５連菱形フィン品という。）と図１７に示すように３連にして発熱部品６の上面と試験装置筐体６６の内面との間に設置したもの（３連菱形フィン品という。）の５種類である。 The specimens used in this evaluation test were small fins and fins having a fin height of a heat sink 71 of 30 mm wide and 30 mm long having a plurality of heat radiation fins cut out from the aluminum material shown in FIG. A heat sink 71 having two types of large fins with a height of 20 mm installed on the upper surface of the heat generating component 6 and a heat conduction pad 72 (Sumitomo 3M Co., Ltd.) having a width of 30 mm, a length of 30 mm and a thickness of 1 mm shown in FIG. ), 30 sheets of heat conduction sheet, type 9894-FR10), which are installed between the upper surface of the heat generating component 6 and the inner surface of the test device housing 66 (referred to as a heat conduction pad product), and the above. The diamond-shaped fins 4 of the heat dissipating device 1 of 30 mm wide, 30 mm long and 30 mm high of the present embodiment formed by using the composite sheet material 61 are arranged in five as shown in FIG. Between the surface and the inner surface of the test device casing 66 (referred to as a five-row diamond fin product), and as shown in FIG. There are five types of products (referred to as triple rhombus fin products) installed between the two.
評価試験は、試験装置筐体６６の内部の雰囲気温度を測定しながら発熱部品６の温度帯域が電子・電気部品の低温レベルである１００℃程度となるようにして行った。
表１にその評価試験の結果および各放熱装置の重量を示す。
The evaluation test was performed such that the temperature range of the heat generating component 6 is about 100 ° C., which is the low temperature level of the electronic / electrical component, while measuring the atmospheric temperature inside the test apparatus housing 66.
Table 1 shows the results of the evaluation test and the weight of each heat dissipation device.
表１から明らかに本実施例の５連菱形フィン品、３連菱形フィン品の温度低減効果は、他の放熱装置である小フィン品、大フィン品、熱伝導パッド品に較べて優れていることが判る。
As apparent from Table 1, the temperature reduction effect of the five-row diamond fin product and the triple diamond fin product of this example is superior to that of other heat dissipation devices, which are small fin products, large fin products, and heat conduction pad products. I understand that.
また、本実施例の５連菱形フィン品、３連菱形フィン品の重量は、他の小フィン品、大フィン品、熱伝導パッド品に較べて軽量化されていることが判る。
このように本実施例の放熱装置１は、発熱部品６への自重による荷重を軽減することができると共に、軽量化された放熱装置１で優れた放熱効果を発揮することができる。
以上説明したように、本実施例では、シート材として金属シート材の表裏に赤外線放射効果を有する熱放射膜と樹脂膜とを形成した複合シート材を用いた場合においても、上記実施例１と同様の効果を得ることができる他、熱放射膜により熱の移動経路を増加させることができ、発熱部品からの熱をより効率的に筐体の外部に放出することができる。
Moreover, it turns out that the weight of the 5 rhombus fin goods of this Example and a 3 rhombus fin goods is weight-reduced compared with another small fin goods, a large fin goods, and a heat conduction pad goods.
Thus, the heat radiating device 1 of the present embodiment can reduce the load due to its own weight on the heat generating component 6 and can exhibit an excellent heat radiating effect with the lightened heat radiating device 1.
As described above, in this example, even when the composite sheet material in which the heat radiation film having the infrared radiation effect and the resin film are formed on the front and back of the metal sheet material as the sheet material, the above Example 1 and In addition to obtaining the same effect, the heat radiating film can increase the heat transfer path, and the heat from the heat-generating component can be released to the outside of the housing more efficiently.
１ 放熱装置
２ 支持枠
２ａ 天板
２ｂ 底板
２ｃ 側板
３ 金属シート材
３ａ、３ｄ 端面
３ｂ、３ｃ 側辺
４ 菱形フィン
６ 発熱部品
７ 実装基板
８ 筐体
９ サーマルインタフェース材
１０ 止め孔
１１〜１４、２１〜２４、４１〜４６、５１〜５６ 嵌合スリット
１５ａ〜１５ｇ、４７ａ〜４７ｍ 山折り線
１７ａ〜１７ｆ、４８ａ〜４８ｄ 谷折り線
２５ フィン部形成領域
２７ 枠部形成領域
３１〜３４ 結合部
３５〜３９ 接触部
６１ 複合シート材
６２ 熱放射膜
６３ 樹脂膜
６５ 試験装置
６６ 試験装置筐体
６７ 基台
７１ ヒートシンク
７２ 熱伝導パッド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat sink 2 Support frame 2a Top plate 2b Bottom plate 2c Side plate 3 Metal sheet material 3a, 3d End surface 3b, 3c Side 4 Diamond-shaped fin 6 Heating component 7 Mounting board 8 Case 9 Thermal interface material 10 Stop hole 11-14, 21 -24, 41-46, 51-56 Fitting slit 15a-15g, 47a-47m Mountain fold line 17a-17f, 48a-48d Valley fold line 25 Fin part formation area 27 Frame part formation area 31-34 Coupling part 35- 39 Contact part 61 Composite sheet material 62 Thermal radiation film 63 Resin film 65 Test device 66 Test device case 67 Base 71 Heat sink 72 Thermal conduction pad
Claims (7)
前記支持枠の内部に、複数の前記多面体フィンを、該多面体フィンの稜を連結して１列に配置し、中央部の一つの多面体フィンの一つの稜を前記支持枠に結合したことを特徴とする放熱装置。 A support frame formed of a flexible sheet material having thermal conductivity, and a cylindrical polyhedral fin formed of the sheet material,
A plurality of the polyhedral fins are arranged inside the support frame in a row by connecting the edges of the polyhedral fins, and one ridge of one polyhedral fin at the center is coupled to the support frame. A heat dissipation device.
前記一列の多面体フィンの両端の多面体フィンの前記支持枠の側板に対向する稜が、前記側板の内面と隙間を介して対向していることを特徴とする放熱装置。 In claim 1,
A heat radiating device, wherein a ridge facing the side plate of the support frame of the polyhedron fins at both ends of the row of polyhedron fins faces the inner surface of the side plate via a gap.
前記シート材が、熱伝導性を有する金属材料からなる薄板であることを特徴とする放熱装置。 In claim 1 or claim 2,
The heat dissipation device, wherein the sheet material is a thin plate made of a metal material having thermal conductivity.
前記シート材が、熱伝導性を有する金属材料からなる薄板と、該薄板のおもて面に形成した赤外線放射効果を有する可撓性の熱放射膜と、前記薄板の裏面に形成した熱伝導性を有する樹脂材料からなる可撓性の樹脂膜とにより構成されていることを特徴とする放熱装置。 In claim 1 or claim 2,
The sheet material is a thin plate made of a metal material having thermal conductivity, a flexible heat radiation film having an infrared radiation effect formed on the front surface of the thin plate, and a heat conduction formed on the back surface of the thin plate. And a flexible resin film made of a resin material having a property.
前記筒状の多面体フィンが、菱形形状であることを特徴とする放熱装置。 In claim 1 to claim 3 or claim 4,
The heat dissipation device, wherein the cylindrical polyhedral fin has a rhombus shape.
前記複数の多面体フィンと前記支持枠とを、長手方向に前記多面体フィンの周長に、形成する多面体フィンの個数を乗じた長さのフィン部形成領域を設定し、該フィン部形成領域の両側に、前記支持枠の周長に２つの重ね代の長さを加えた長さを分割した枠部形成領域を設定し、前記シート材の両端部の枠部形成領域のそれぞれの端面からそれぞれの重ね代を隔てて前記シート材の長手方向に沿った側辺から前記シート材の幅方向の中央に到る互いに嵌合する一対の嵌合スリットを形成し、前記フィン部形成領域の両側の前記枠部形成領域との境界線上に前記互いに嵌合する一対の嵌合スリットを形成し、前記フィン部形成領域に、形成する多面体フィンの個数よりも一つ少ない数の前記互いに嵌合する一対の嵌合スリットを形成した１枚のシート材を折り曲げ、前記互いに嵌合する一対の嵌合スリットを嵌合させて形成したことを特徴とする放熱装置。 In claim 1 to claim 4 or claim 5,
A fin part forming region having a length obtained by multiplying the plurality of polyhedral fins and the support frame by a circumferential length of the polyhedral fin in the longitudinal direction and the number of polyhedral fins to be formed is set on both sides of the fin part forming region. A frame forming region obtained by dividing a length obtained by adding two overlapping margins to the circumferential length of the support frame, and from each end face of the frame forming region at both ends of the sheet material, A pair of fitting slits are formed that are fitted to each other from the side along the longitudinal direction of the sheet material to the center in the width direction of the sheet material with an overlap margin, and the fins on both sides of the fin portion forming region A pair of fitting slits to be fitted to each other are formed on a boundary line with a frame part forming region, and a pair of the fitting parts to be fitted to each other is smaller in number than the number of polyhedral fins to be formed in the fin part forming region. One piece with a mating slit Bent over preparative material, the heat dissipation apparatus being characterized in that formed by fitting a pair of coupling slit to be fitted to each other.
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