JP2006269639A

JP2006269639A - 放熱装置および車載電子機器

Info

Publication number: JP2006269639A
Application number: JP2005084059A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Ohashi; 康司大橋; Takushi Maeda; 拓志前田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-03-23
Filing date: 2005-03-23
Publication date: 2006-10-05
Also published as: US20060215369A1

Abstract

【課題】
冷却対象部品の熱を熱伝導グリスを介してヒートシンクに伝達して放出するようにした冷却装置において、冷却対象部品とヒートシンクとの間から熱伝導性グリスがはみ出ることを防止する。
【解決手段】
ヒートシンクとしてのファンケーシング７の下面に格子状溝１６を形成すると共に、この格子状溝１６の形成領域を取り巻く環状堀１５を形成する。ＩＣチップ５とファンケーシング７の下面との間に挟みこまれた熱伝導グリス１４は、格子状溝１６によってずれが防止される。当初、塗布した熱伝導グリス１４の量が多すぎて、格子状溝１６の形成領域から熱伝導グリス１４がはみ出しても、そのはみ出した熱伝導グリス１４は環状堀１５に溜められ、外部にはみ出すことはない。
【選択図】図１

Description

本発明は電子部品または電気部品からなる冷却対象部品の熱を熱伝導グリスを介してヒートシンクに伝達して放出するようにした冷却装置および車載電子機器に関する。

近年、カーナビゲーション装置に代表される車載電子機器にあっては、データ容量が飛躍的に増大し、使用されるＩＣチップも小型高性能化されてきている。このため、ＩＣチップの単位面積当たりの発熱量は増加する傾向にあり、その冷却のための装置が種々考えられてきている。
ＩＣチップの冷却装置は、基本的には、ＩＣチップの熱をヒートシンクに伝え、そのヒートシンクから放出する構成となっている。例えば、特許文献１に記載された冷却装置は、ノート型パソコンのものであるが、ＣＰＵの熱を、熱伝導体を介してキーボードから放出したり、熱伝導体を介して筺体から放出したり、或いは、ＣＰＵと冷却ファンとを並べて配置し、両者を熱伝導体で結合してその熱伝導体を冷却ファンで冷却するようにしている。
特開２０００−１０５６３５号公報

ＩＣチップとヒートシンクとの間の熱伝導性を高めるために、それらの間に熱伝導グリスを介在させるようにしたものがある。この熱伝導グリスを使用した放熱装置では、熱伝導グリスの塗布量が多すぎたり、或いは、特に車載電子機器にあっては車両から受ける振動などの外力が加わったりすると、熱伝導性グリスがＩＣチップとヒートシンクとの間から外へはみ出ることがある。すると、このはみ出た熱伝導性グリスが更に振動などの外力を受けるなどの原因で他の電子部品やコネクタ或いはスイッチの接点などに付着したりする恐れがある。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、熱伝導性グリスが冷却対象部品とヒートシンクとの間からはみ出ることを防止できる放熱装置およびその放熱装置を設けた車載電子機器を提供するところにある。

本発明の放熱装置は、電子部品または電気部品からなる冷却対象部品に、熱伝導グリスを介してヒートシンクを接触させ、前記冷却対象部品の熱を前記ヒートシンクに伝達して該ヒートシンクから放出するようにした冷却装置において、前記ヒートシンクに、前記熱伝導グリスが接触する部位を取り巻くようにして、凹部を形成したことを特徴とする。
この構成によれば、冷却対象部品とヒートシンクとの間からはみ出そうとする熱伝導グリスは、凹部内に収容され、外部にはみ出ることがない。
この場合、前記凹部は熱伝導グリスの接触部分の周りに間欠的（不連続的）に形成しても良いが、閉ループ状（連続的）とすることが好ましい。凹部が閉ループであれば、より確実に熱伝導グリスのはみ出しを防止できる。

また、前記凹部は、その外縁が前記冷却対象部品の外縁よりも内側に位置されていることが好ましい。凹部の外縁が冷却対象部品の外縁より内側にあれば、凹部の外側部分と冷却対象部品との間の隙間がごく狭いものとなるので、熱伝導グリスが冷却対象部品とヒートシンクとの間からはみ出ることをより確実に防止できる。
上記のような放熱装置は、車載電子機器に設けることができる。車載電子機器では、特に、車両の振動を受けたり、夏季などでは車内が異常高温となるという厳しい熱的環境に晒されたりする車載電子機器にあって、熱伝導グリスのはみ出しを効果的に防止できる。

以下、本発明の第１の実施形態を車載電子機器としてのカーナビゲーション装置に適用して図１〜図３を参照しながら説明する。
図３はカーナビゲーション装置の制御装置を収納する筺体１を示している。この筺体１は、例えば鉄板からなる金属製の本体２と、この本体２に被せられた例えばアルミなどの金属製の蓋体３とからなり、図示はしないが、それら本体２および蓋体３には、外部との通気性を確保するためのスリットなどが設けられている。

上記筺体１内には、プリント配線基板４が設けられており、このプリント配線基板４上には、前記制御装置を構成する各種の電気部品および電子部品が搭載されている。図１には、それらの電気部品および電子部品のうち、例えばＣＰＵを構成するＩＣチップ５が示されている。このＩＣチップ５は、冷却対象部品に相当するもので、このＩＣチップ５の上部には、冷却ファン装置６が配設されている。

この冷却ファン装置６は、アルミダイキャスト製のファンケーシング７内に、小型モータ８によって回転されるファン９を配設して構成されている。そして、ファンケーシング７の四隅には、取付脚１０が突設されており、この取付脚１０がねじ１１によってプリント配線基板４に締め付け固定されている。この冷却ファン装置６において、小型モータ８によってファン９が回転駆動されると、空気が図１に矢印Ａで示すようにファンケーシング７の上面の吸入口１２から吸入され、ファンケーシング７の側面の吐出口１３から吐出されるようになる。

本実施形態においては、ＩＣチップ５の熱は、まず、冷却ファン装置６のファンケーシング７に伝達される。そして、このファンケーシング７に伝達された熱は、ファン９によって生成される上記の空気流中に放出され、ファンケーシング７が冷却される。このようにして、ＩＣチップ５の熱は、ヒートシンクとして機能するファンケーシング７に伝達され、そしてこのファンケーシング７から放出されるものである。

この場合、ＩＣチップ５からファンケーシング７への熱伝導が良好に行われるようにするために、ＩＣチップ５とファンケーシング７の下面７ａとの間には、熱伝導グリス１４が挟み込まれている。この熱伝導グリス１４は、ＩＣチップ５とファンケーシング７の下面７ａのうちの一方、例えばファンケーシング７の下面７ａに予め塗布されている。そして、ファンケーシング７をプリント配線基板４にねじ１１によって固定する際に、熱伝導グリス１４は、ＩＣチップ５の上面にも接し、ＩＣチップ５の上面とファンケーシング７の下面７ａとの間で圧せられることにより、両者間の隙間内で広がりながら両者に密に接するようになる。

さて、ファンケーシング７の下面７ａには、図２に示すように、熱伝導グリス１４が接触する例えば円形領域部分を取り巻くようにして閉ループ状の環状堀１５が形成されていると共に、環状堀１５によって囲まれた円形領域部分には、溝１６が格子状に形成されている。この場合、環状堀１５の外縁１５ａは、ＩＣチップ５の外縁５ａの内側に位置されている。

ところで、ファンケーシング７への熱伝導グリス１４の塗布量が多すぎたりすると、ファンケーシング７をプリント配線基板４に固定する際、ＩＣチップ５とファンケーシング７の下面７ａとの間で熱伝導グリス１４が圧せられて格子状溝１６の形成領域よりも外側に広がることがある。しかしながら、本実施形態では、ファンケーシング７の下面７ａには、熱伝導グリス１４の接触する領域を取り巻くようにして環状堀１５が形成されているので、格子状溝１６の形成領域よりも外側に広がった熱伝導グリス１４は、環状堀１５の内部に侵入してそこに溜められるようになる。このため、熱伝導グリス１４がＩＣチップ５よりも外側にはみ出ることを極力防止でき、プリント配線基板４上、或いは筺体１内にあるコネクタやスイッチの接点などに付着したりすることを効果的に防止できる。

この場合、環状堀１５の外縁１５ａがＩＣチップ５の外縁５ａの内側にあれば、環状堀１５の外周部分とＩＣチップ５との間の隙間Ｇが極く狭い（例えば０．４ｍｍ程度）ので、熱伝導グリス１４が環状堀１５内からその外周側にずれ動くことがより確実に阻止されるようになる。
また、ファンケーシング７の下面７ａのうち、熱伝導グリス１４が接触する領域に格子状溝１６を設けたことにより、熱伝導グリス１４がＩＣチップ５とファンケーシング７の下面７ａとの間で圧せられる際、その熱伝導グリス１４は格子状溝１６内にも隙間なく侵入する。この熱伝導グリス１４の格子状溝１６への侵入（食い込み）により、熱伝導グリス１４のずれ動きが防止される。

更に、筺体１は、蓋体３が上、本体２が下となるように横にして、或いは本体２と蓋体３とが左右の位置関係となるように立てた状態で車両に配設される。そして、車両が動かされると、筺体１に振動が加わる。この振動により、或いは熱的な影響により、熱伝導グリス１４が格子状溝１６による保持にもかかわらず、ずれ動くことがある。このようにして熱伝導グリス１４がずれ動いても、格子状溝１６の形成領域を取り巻く環状堀１５が形成されていることにより、熱伝導グリス１４は環状堀１５内に侵入して該環状堀１５内に止められ、環状堀１５の外周側へのはみ出しが防止される。

図４は本発明の第２の実施形態を示す。この実施形態では、蓋体３にヒートシンクとしてのほぼコ字形の熱伝導板１７が取り付けられており、蓋体３を本体２に被着する際に、熱伝導板１７の下片１７ａが熱伝導グリス１４を介してＩＣチップ５に接するようになっている。この場合、熱伝導板１７の下辺７ａには、上記第１の実施形態と同様の環状堀１５と格子状溝１６とが形成されている。

図５は本発明の第３の実施形態を示す。この実施形態では、蓋体３にヒートシンクとしての突出部１８が一体に形成されており、蓋体３を本体２に被着する際に、突出部１８の下面１８ａが熱伝導グリス１４を介してＩＣチップ５に接するようになっている。この場合、突出部１８の下面１８ａには、上記第１の実施形態と同様の環状堀１５と格子状溝１６とが形成されている。

なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施形態に限定されるものではなく、以下のような拡張或いは変更が可能である。
環状堀１５の内縁は、ＩＣチップ５の外縁５ａよりも内側に位置していることが必要であるが、環状堀１５の外縁１５ａは、ＩＣチップ５の外縁５ａと一致していても良いし、ＩＣチップ５の外縁５ａより外側にあっても良い。
熱伝導グリス１４の接触部位を取り巻くように形成する凹部は、必ずしも上記実施形態の環状堀１５のように閉ループ状のものである必要はなく、複数の溝を間隔を置いて連ね、全体としてみた場合に熱伝導グリス１４の接触部位を取り巻くような形態となっていれば良い。この場合、複数の溝の不連続部分が上になるようにしたりすれば良い。
熱伝導グリス１４のずれ止めを行う溝１６は、格子状に限らない。円形、矩形状のものであっても良い。
溝１６は必ずしも設けなくとも良い。
冷却対象部品はＩＣチップに限られない。

本発明の第１の実施形態を示す要部の縦断側面図ファンケーシングの下面の要部を示す斜視図筺体の断面図本発明の第２の実施形態を示す要部の縦断側面図本発明の第３の実施形態を示す要部の縦断側面図

符号の説明

図中、１は筺体、２は本体、３は蓋体、４はプリント配線基板、５はＩＣチップ（冷却対象部品）、６は冷却ファン装置、７はファンケーシング（ヒートシンク）、９はファン、１４は熱伝導グリス、１５は環状堀（凹部）、１６は格子状溝、１７は熱伝導板（ヒートシンク）、１８は突出部（ヒートシンク）である。

Claims

電子部品または電気部品からなる冷却対象部品に、熱伝導グリスを介してヒートシンクを接触させ、前記冷却対象部品の熱を前記ヒートシンクに伝達して該ヒートシンクから放出するようにした冷却装置において、
前記ヒートシンクに、前記熱伝導グリスが接触する部位を取り巻くようにして、凹部を形成したことを特徴とする放熱装置。
前記凹部は、閉ループ状であることを特徴とする請求項１記載の放熱装置。
前記凹部は、前記冷却対象部品の外縁よりも内側に位置されていることを特徴とする請求項１または２記載の放熱装置。
請求項１ないし３のいずれかの放熱装置を設けた車載電子機器。