JP2009099753A - Heat sink - Google Patents

Heat sink Download PDF

Info

Publication number
JP2009099753A
JP2009099753A JP2007269690A JP2007269690A JP2009099753A JP 2009099753 A JP2009099753 A JP 2009099753A JP 2007269690 A JP2007269690 A JP 2007269690A JP 2007269690 A JP2007269690 A JP 2007269690A JP 2009099753 A JP2009099753 A JP 2009099753A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
fin
heat sink
heat transfer
fins
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2007269690A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuji Matsuoka
克二 松岡
Yukio Takamizawa
幸夫 高見澤
Original Assignee
Cosmo Tec:Kk
株式会社コスモテック
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cosmo Tec:Kk, 株式会社コスモテック filed Critical Cosmo Tec:Kk
Priority to JP2007269690A priority Critical patent/JP2009099753A/en
Publication of JP2009099753A publication Critical patent/JP2009099753A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat sink whose production is easy at low-cost and has high production efficiency, the heat sink excelling in heat liberation and decreasing electromagnetic noise release. <P>SOLUTION: The heat sink has: two or more heat radiating fins 2a to 2h that are individually prepared by processing metal plates; a heat transmission substrate 3 that comes in contact with a heating element 6; and adhesion layers 5a to 5d set between the heat radiating fins and heat transmission substrate to join them with an adhesive, wherein the adhesion layers are electrically insulating and highly thermally conductive. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、各種電子機器等の電機部品から発熱する熱を放散するための放熱体であるヒートシンクに関し、特に、放熱フィンと伝熱基板とが別体であるヒートシンクに関する。   The present invention relates to a heat sink that is a heat radiating body for dissipating heat generated from electric parts such as various electronic devices, and more particularly to a heat sink in which a heat radiating fin and a heat transfer substrate are separated.
各種電子部品は近年ますます高密度化、小型化が進み、それらの電子部品から生ずる単位面積当たりの発熱量は益々大きくなり、その熱を放散するための部品であるヒートシンクも益々高性能なものが求められるようになった。また、小型軽量化が進む電機部品において、より性能が良くて軽量なものが求められてきている。かかるヒートシンクとして金属の押出技術によるヒートシンクがあるが、大型のものは製造困難であり、また複雑な構造のフィンも製造困難であった。また薄型のフィンは押出が困難であり、軽量化が進む電機部品に対応が困難である。さらに押出法ヒートシンクは、ダイスが高価で、種々のタイプの電気製品への応用が困難であった。   In recent years, various electronic components have become increasingly denser and smaller in size, and the amount of heat generated per unit area generated from these electronic components has increased. Heat sinks that dissipate the heat are also becoming more sophisticated. Is now required. In addition, electrical components that are becoming smaller and lighter are required to have better performance and lighter weight. As such a heat sink, there is a heat sink by a metal extrusion technique. However, it is difficult to manufacture a large heat sink, and it is difficult to manufacture fins having a complicated structure. Also, thin fins are difficult to extrude, and it is difficult to deal with electrical parts that are becoming lighter. Furthermore, the extrusion method heat sink has a high die and is difficult to apply to various types of electrical products.
また、金属製薄板が折り曲げられて製造されたコルゲートフィンからなるヒートシンクも採用されている(特開平8−130274号、特開平8−320194号)。コルゲートフィンは上部(伝熱基板側を底板とすると、その反対側)に密閉部を有するので、フィンによって加熱されたエアーの抜けが悪く、放熱性が良くなかった。また、コルゲートフィンは、形状が一定しているため伝熱基板との接合面の面積を自由にとることができない問題点もあった。   Further, heat sinks made of corrugated fins manufactured by bending metal thin plates are also employed (Japanese Patent Laid-Open Nos. 8-130274 and 8-320194). Since the corrugated fin has a hermetically sealed portion at the upper part (on the opposite side when the heat transfer substrate side is the bottom plate), the air heated by the fin is not easily removed and the heat dissipation is not good. Further, since the corrugated fin has a constant shape, there is a problem that the area of the joint surface with the heat transfer substrate cannot be freely taken.
放熱フィンがコの字型形状をした放熱フィンも知られている(特願平10−126075)。この場合のコの字型フィンは多数重ね合わせた構造であり、各重ね部ごとに伝熱抵抗が発生するので、伝熱効率が良くなかった。また放熱フィンとして、薄板をコの字型に打ち抜いた構造のフィンも知られているが(特開2003−174129)、かかる構造は、板の厚みが薄い場合は、伝熱基板と放熱フィンとの接合面積を大きくとることができず、伝熱効率が悪い。   A heat radiating fin having a U-shaped heat radiating fin is also known (Japanese Patent Application No. 10-126075). In this case, a large number of U-shaped fins are stacked, and heat transfer resistance is generated in each overlapped portion, so heat transfer efficiency is not good. A fin having a structure in which a thin plate is punched into a U-shape is also known as a heat radiating fin (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-174129). Therefore, the heat transfer efficiency is poor.
一方、電子部品の内部で発生した電磁ノイズがヒートシンクに伝搬すると、ヒートシンクがアンテナとして機能し、外部に電磁ノイズを放出する問題がある。特に、電子部品であるLSIやメモリの動作周波数が高くなるのに伴い、電磁ノイズの発生が増大する傾向にある。そして、電磁ノイズが他の電子機器のみならず、自己の電子機器内で干渉を生じ、誤動作等の障害を受け易くなる。
このようなことから、電子部品とヒートシンクとの間に電磁ノイズを吸収するシートを介設する技術が開発されている(特開2004−22738、特開2006−310812)。又、接地面に接続されたヒートシンクにより、マイクロプロセッサからの電磁放射をファラデー遮蔽する技術が報告されている(特開平11−260976)。
さらに、高発熱素子に接するベース部上に、高伝熱性放熱フィンと、高抵抗放熱フィンとが混在するヒートシンク装置が開示されている(特開2002−305273)。この装置によれば、電磁ノイズの強度が電流に比例するため、高抵抗放熱フィンでの放射電磁界レベルが低くなり、全体としてアンテナ効率が低下するとされている。
On the other hand, when electromagnetic noise generated inside the electronic component propagates to the heat sink, there is a problem that the heat sink functions as an antenna and emits electromagnetic noise to the outside. In particular, the generation of electromagnetic noise tends to increase as the operating frequency of LSIs and memories that are electronic components increases. And electromagnetic noise causes interference not only in other electronic devices but also in its own electronic devices, and is susceptible to failures such as malfunctions.
For this reason, techniques for interposing a sheet that absorbs electromagnetic noise between the electronic component and the heat sink have been developed (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-22738, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-310812). In addition, a technique for Faraday shielding electromagnetic radiation from a microprocessor using a heat sink connected to a ground plane has been reported (Japanese Patent Laid-Open No. 11-260976).
Furthermore, a heat sink device is disclosed in which a high heat-conducting radiating fin and a high-resistance radiating fin are mixed on a base portion in contact with a high heat generating element (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-305273). According to this apparatus, since the intensity of electromagnetic noise is proportional to the current, the radiated electromagnetic field level at the high-resistance radiating fin is lowered, and the antenna efficiency is lowered as a whole.
特開平8−320194号公報(第1−2頁、第1図)。JP-A-8-320194 (page 1-2, FIG. 1). 特開平8−130274号公報(第1−2頁、第1図)。JP-A-8-130274 (page 1-2, FIG. 1). 特開平10−126075号公報(第1−2頁、第1図)。Japanese Patent Laid-Open No. 10-126075 (page 1-2, FIG. 1). 特開2003−174129号公報(第1−2頁、第1図)。Japanese Patent Laying-Open No. 2003-174129 (page 1-2, FIG. 1). 特開2004−22738号公報JP 2004-22738 A 特開2006−310812号公報JP 2006-310812 A 特開平11−260976号公報JP-A-11-260976 特開2002−305273号公報JP 2002-305273 A
しかしながら、上記特許文献5〜7記載の技術の場合、ヒートシンクのフィンとベース部が一体形成されているため、上記した製造上の問題がある。又、上記特許文献8記載の技術の場合も、高伝熱性放熱フィンはベース部と一体形成されているため、上記した製造上の問題があるとともに、高抵抗放熱フィンを高伝熱性放熱フィンと別の素材から製造する必要があり、生産性がさらに低下する。   However, in the case of the techniques described in Patent Documents 5 to 7, since the fins and the base portion of the heat sink are integrally formed, there are problems in manufacturing as described above. Also, in the case of the technique described in Patent Document 8, since the high heat-transfer radiating fin is integrally formed with the base portion, there is a problem in manufacturing as described above, and the high-resistance radiating fin is replaced with the high heat-transfer radiating fin. It must be manufactured from another material, further reducing productivity.
本発明の目的は、製造が簡易で低コストであり生産効率が高いとともに、放熱性に優れ、電磁ノイズの放出を低減させたヒートシンクを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a heat sink that is simple to manufacture, low in cost, high in production efficiency, excellent in heat dissipation, and reduced in emission of electromagnetic noise.
本発明は上記の目的を達成するためになされたものであって、本発明のヒートシンクは以下の特徴を有する。本発明は、それぞれ個々に金属板を加工してなる複数の放熱フィンと、発熱体に接する伝熱基板と、前記放熱フィンと前記伝熱基板との間に介装されてこれらを接着する接着層とを備えたことを特徴とするヒートシンクである。
本発明において、前記接着層は、電気絶縁性でかつ高熱伝導性であることが好ましい。
又、本発明において、前記接着層は、電気絶縁性でかつ電波吸収性であることが好ましい。
The present invention has been made to achieve the above object, and the heat sink of the present invention has the following characteristics. The present invention provides a plurality of heat dissipating fins each individually processing a metal plate, a heat transfer substrate in contact with a heating element, and an adhesive that is interposed between the heat dissipating fins and the heat transfer substrate to bond them together. And a heat sink.
In the present invention, the adhesive layer is preferably electrically insulating and highly thermally conductive.
In the present invention, the adhesive layer is preferably electrically insulating and radio wave absorbing.
本発明は、放熱性の良いヒートシンクを提供する。ヒートシンクは、放熱板または放熱器とも呼ばれ、発熱する機械や電気部品に取り付けて、熱の放散によって発熱体の温度を下げることを目的にした部品であり、放熱するための薄い金属製の放熱体であるフィンが伝熱基板に取り付けられている構造を有する。   The present invention provides a heat sink with good heat dissipation. A heat sink, also called a heat sink or radiator, is a component that is attached to a machine or electrical component that generates heat, and is intended to lower the temperature of the heating element by radiating heat. It has the structure where the fin which is a body is attached to the heat-transfer board | substrate.
伝熱基板は、放熱フィンと接合されてフィンを固定すると同時に、発熱体の熱をフィンに伝達する役割の金属製の板である。伝熱基板は必ずしも平面である必要はなく、発熱体の表面の構造に沿って、曲面や他の形状をとることができる。伝熱基板の材質は、アルミニウムやその合金、銅やその合金など伝熱性の良い金属からなることが望ましい。   The heat transfer substrate is a metal plate that serves to transfer heat of the heating element to the fins while being bonded to the heat radiating fins to fix the fins. The heat transfer substrate does not necessarily have to be a flat surface, and can take a curved surface or other shapes along the structure of the surface of the heating element. The material of the heat transfer substrate is preferably made of a metal having good heat transfer properties such as aluminum or an alloy thereof, copper or an alloy thereof.
発熱体は、CPUやLEDなどの半導体素子、ハロゲンランプなどのランプ類など使用時に発熱する電気部品であり、本発明のヒートシンクは、これらの発熱体の熱を放熱フィンにより放散することにより、発熱体の温度上昇を抑えることを目的とする。   The heating element is an electrical component that generates heat when used, such as a semiconductor element such as a CPU or LED, or a lamp such as a halogen lamp, and the heat sink of the present invention generates heat by dissipating the heat of these heating elements by the radiation fins. The purpose is to suppress the temperature rise of the body.
本発明の放熱フィンは、個々に金属板を加工してなることを特徴とする。このようにすると、放熱フィンが複雑な形状であっても加工が容易であり、製造が簡易で低コストとなる。又、本発明においては、放熱フィンと伝熱基板とを接着層を介して接着固定するため、放熱フィンの取付けが容易であるとともに、放熱フィンの取付け位置の自由度が高く、製造が簡易でかつ放熱性の良いヒートシンクが得られる。
そして、接着層が電気絶縁性である場合、伝熱基板と放熱フィンとが電気的に分離される。従って、電子部品(発熱体)で発生した電磁ノイズが伝熱基板に伝わっても、その上の放熱フィンへはノイズが伝わらず、ヒートシンクがアンテナとして機能しなくなる。この場合、従来のように電磁ノイズ吸収層をヒートシンクと別体として用意しなくとも、放熱フィンの接着に用いる接着層を電磁ノイズの吸収層(又は阻止層)と兼用させることで、生産性が向上するとともに、発熱体と伝熱基板との間に余分な電磁ノイズ吸収層が介在しないため、発熱体からヒートシンクへの伝熱が良好となる。又、接着層が高熱伝導性である場合、伝熱基板から放熱フィンへの伝熱を確保することができる。
又、上記接着層が電波吸収性である場合、電磁ノイズを接着層が吸収するため、電子部品(発熱体)で発生した電磁ノイズが伝熱基板に伝わっても、その上の放熱フィンへ伝わらずに減衰し、ヒートシンクのアンテナ効率が低下する。
The heat dissipating fins of the present invention are characterized by individually processing metal plates. If it does in this way, even if a radiating fin is complicated shape, processing will be easy, manufacture will become simple and low cost. In the present invention, since the heat radiation fin and the heat transfer substrate are bonded and fixed via an adhesive layer, the heat radiation fin can be easily attached, and the degree of freedom of the position of the heat radiation fin is high and the production is simple. In addition, a heat sink with good heat dissipation can be obtained.
When the adhesive layer is electrically insulating, the heat transfer substrate and the heat radiating fin are electrically separated. Therefore, even if electromagnetic noise generated in the electronic component (heating element) is transmitted to the heat transfer board, the noise is not transmitted to the heat radiation fins thereon, and the heat sink does not function as an antenna. In this case, even if the electromagnetic noise absorbing layer is not prepared separately from the heat sink as in the prior art, the productivity can be increased by using the adhesive layer used for adhering the radiating fin also as the electromagnetic noise absorbing layer (or blocking layer). In addition, since an extra electromagnetic noise absorbing layer is not interposed between the heating element and the heat transfer substrate, heat transfer from the heating element to the heat sink is improved. Further, when the adhesive layer has high thermal conductivity, heat transfer from the heat transfer substrate to the heat radiating fins can be ensured.
In addition, when the adhesive layer is radio wave absorbing, the electromagnetic noise is absorbed by the adhesive layer, so even if the electromagnetic noise generated in the electronic component (heating element) is transmitted to the heat transfer board, it is transmitted to the heat radiating fins thereon. The antenna efficiency of the heat sink is reduced.
本発明において、前記放熱フィンは、一枚の金属板をコの字型に屈曲させてなるコの字型フィン、又は一枚の金属板をL字型に屈曲させてなるL字型フィンであり、前記コの字型フィンの閉部である底板、又は前記L字型フィンの底板の裏側面が前記伝熱基板に接着されていることが好ましい。
このようにすると、生産性が向上するとともに、上部が開放構造であることより、加熱されている側壁によって加熱されたエアーの抜けの良い構造とすることができる。
In the present invention, the radiating fin is a U-shaped fin formed by bending a single metal plate into a U-shape, or an L-shaped fin formed by bending a single metal plate into an L-shape. It is preferable that a bottom plate which is a closed portion of the U-shaped fin or a back side surface of the bottom plate of the L-shaped fin is bonded to the heat transfer substrate.
If it does in this way, while improving productivity, since an upper part is an open structure, it can be set as the structure where the escape of the air heated by the heated side wall is favorable.
前記接着層が電気絶縁性でかつ高熱伝導性である場合、熱伝導性フィラーと樹脂バインダーとを主成分とすることが好ましい。前記接着層が電気絶縁性でかつ電波吸収性である場合、フェライト粉末、熱伝導性フィラー及び樹脂バインダーとを主成分とすることが好ましい。   When the adhesive layer is electrically insulating and has high thermal conductivity, it is preferable that the thermal conductive filler and the resin binder are the main components. When the adhesive layer is electrically insulating and radio wave absorbing, it is preferable that the main component is ferrite powder, a thermally conductive filler, and a resin binder.
前記伝熱基板の一辺に沿う方向、及び該一辺に直交する辺に沿う方向のいずれにおいても、前記放熱フィンが複数個それぞれ離間して並んでいることが好ましい。
放熱フィンが伝熱基板の一辺又はそれに直交する辺に沿って一続きで長く延びる場合、アンテナ長が長くなり、電磁ノイズの共振周波数が小さくなるため、電磁ノイズによって電子機器が誤動作等の障害を受け易くなる。そこで、放熱フィンを複数個それぞれ離間して並ぶようにすれば、個々の放熱フィンのアンテナ長を短くすることができ、電磁ノイズの共振周波数を高周波数側へシフトさせて電子機器の誤動作等を低減できる。
又、この際、接着層が電気絶縁性を有すると、各放熱フィンは互いに電気的に分離されるので、各放熱フィンの電気的絶縁を他の方法で新たにとる必要がなく、生産性も損なわない。
In any of the direction along one side of the heat transfer substrate and the direction along the side orthogonal to the one side, it is preferable that a plurality of the radiation fins are arranged apart from each other.
When the radiating fins extend continuously along one side of the heat transfer board or a side perpendicular thereto, the antenna length becomes longer and the resonance frequency of the electromagnetic noise becomes smaller. It becomes easy to receive. Therefore, if a plurality of radiating fins are arranged apart from each other, the antenna length of each radiating fin can be shortened, and the resonance frequency of electromagnetic noise can be shifted to the high frequency side to cause malfunction of electronic equipment. Can be reduced.
At this time, if the adhesive layer has electrical insulation, the radiating fins are electrically separated from each other. Therefore, it is not necessary to take another electrical insulation of the radiating fins by another method, and productivity is also improved. No damage.
本発明によれば、製造が簡易で低コストであり生産効率が高いとともに、放熱性に優れ、電磁ノイズの放出を低減させたヒートシンクが得られる。   According to the present invention, it is possible to obtain a heat sink that is simple to manufacture, low in cost, high in production efficiency, excellent in heat dissipation, and reduced in emission of electromagnetic noise.
以下本発明を図面で示す実施例に基づいて説明する。図1は、本発明で製造されるヒートシンクの例を斜視図で示す。ヒートシンク1は、一枚の金属製薄板をコの字型に屈曲させてなるコの字型フィン2a、2b、2c、2d、・・・2hが側面の開放部を一定方向に向けて間隔を開けて並列配置されている。そして、伝熱基板3とフィンの閉部の底板4の裏側面8が第1接着層5で接合された構造を有する。伝熱基板3には、発熱体6が密着接合されている。本発明においては、複数のコの字型フィン2a、2b、2c、2dが間隔を置いて並列配置されており、これらのコの字型フィンの側壁7a―1、7a−2、7b―1、7b−2、7c−1、7c−2、7d−1、7d−2が平行に配列していることを特徴とする。
より詳しくは、コの字型フィン2a〜2dが伝熱基板3の横辺に沿う3s方向にそれぞれ側壁を離間させて並設されている。又、伝熱基板3の縦辺に沿う3t方向には、コの字型フィン2a〜2dにそれぞれ平行にコの字型フィン2e〜2hがコの字断面を離間させて並設されている。従って、複数のコの字型フィン2e〜2hの側壁7a―1、7a−2、7b―1、7b−2、7c−1、7c−2、7d−1、7d−2も平行に配列している。
又、第1接着層5a〜5dは、伝熱基板3の3t方向に沿ってストライプ状に形成され、第1接着層5a上にはコの字型フィン2a、2eが上記したように離間して配置されている。同様に第1接着層5b〜5dにも、対応する2個のコの字型フィンが離間して配置されている。
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an example of a heat sink manufactured by the present invention. The heat sink 1 has U-shaped fins 2 a, 2 b, 2 c, 2 d,... 2 h formed by bending a single metal thin plate into a U-shape, and the interval between the open portions of the side faces in a certain direction. Open and arranged in parallel. The heat transfer substrate 3 and the back side surface 8 of the bottom plate 4 of the fin closed portion are joined by the first adhesive layer 5. A heating element 6 is tightly bonded to the heat transfer substrate 3. In the present invention, a plurality of U-shaped fins 2a, 2b, 2c and 2d are arranged in parallel at intervals, and the side walls 7a-1, 7a-2, 7b-1 of these U-shaped fins are arranged. 7b-2, 7c-1, 7c-2, 7d-1, and 7d-2 are arranged in parallel.
More specifically, the U-shaped fins 2 a to 2 d are arranged side by side in the 3 s direction along the horizontal side of the heat transfer substrate 3 with the side walls separated from each other. In addition, in the 3t direction along the vertical side of the heat transfer substrate 3, U-shaped fins 2e to 2h are arranged in parallel with the U-shaped fins 2a to 2d in parallel with the U-shaped cross sections being separated from each other. . Accordingly, the side walls 7a-1, 7a-2, 7b-1, 7b-2, 7c-1, 7c-2, 7d-1, and 7d-2 of the plurality of U-shaped fins 2e to 2h are also arranged in parallel. ing.
The first adhesive layers 5a to 5d are formed in a stripe shape along the 3t direction of the heat transfer substrate 3, and the U-shaped fins 2a and 2e are separated on the first adhesive layer 5a as described above. Are arranged. Similarly, the corresponding two U-shaped fins are also spaced apart from each other in the first adhesive layers 5b to 5d.
第1接着層5による接合は、伝熱基板に歪みが入るほどの高温にする必要がなく、また伝熱基板や放熱フィンに無理な力が作用せず、材料に歪みを与えないので、ヒートシンクが加熱されても安定した伝熱基板や放熱フィンとなる。接着剤接合は、接合面に接着性を有する無機物や有機物からなる接着層を設けて接着する方式や、粘着テープなどのテープ状の接着材を用いることもできる。   The bonding by the first adhesive layer 5 does not require a high temperature that can cause distortion of the heat transfer substrate, and does not apply excessive force to the heat transfer substrate and the heat radiating fins and does not distort the material. Even if is heated, it becomes a stable heat transfer substrate or heat radiation fin. Adhesive bonding can be performed by a method in which an adhesive layer made of an inorganic or organic material having adhesiveness is provided on the bonding surface, or a tape-like adhesive such as an adhesive tape.
本発明の第1の発明において、このような第1接着層は、電気絶縁性でかつ高熱伝導性を有する。
第1接着層は、バインダーとなる無機系又は有機系の接着剤と、熱伝導性フィラーとを配合して形成することができる。有機系接着層としては、熱伝導性接着剤や伝熱セメントと称される分類の接着剤が使用される。有機系接着剤の主剤には、120℃から150℃の高温に耐えられるシリコーン系、エポキシ系、アクリル系、ウレタン系樹脂が好適に使用される。又、カーボンブラック、黒鉛、酸化チタン等を添加して接着層の誘電率を調整してもよく、各種助剤を添加してもよい。
In the first invention of the present invention, such a first adhesive layer is electrically insulating and has high thermal conductivity.
The first adhesive layer can be formed by blending an inorganic or organic adhesive serving as a binder and a heat conductive filler. As the organic adhesive layer, a heat conductive adhesive or a class of adhesives called heat transfer cement is used. As the main component of the organic adhesive, silicone-based, epoxy-based, acrylic-based, and urethane-based resins that can withstand high temperatures of 120 ° C. to 150 ° C. are preferably used. Carbon black, graphite, titanium oxide or the like may be added to adjust the dielectric constant of the adhesive layer, and various auxiliary agents may be added.
熱伝導性フィラーとしては、電気絶縁性を有する材料である、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、フェライト、炭化珪素などのセラミック粉末、カーボンブラック、グラファイト、ダイヤモンド等の炭素の粉末や繊維状形態の粉末等を用いることができ、これらの1種又は2種以上を適宜バインダーに添加すればよい。熱伝導性フィラーの粒径は特に限定されないが、好ましくは5〜30μm程度とすればよい。
熱伝導性フィラーの粒径が5μm未満であると、熱伝導性が低下する傾向にある。一方、熱伝導性フィラーの粒径が大きくなると熱伝導性が向上するが、接着層全体の熱伝導性を向上させるためには層を薄くし、接着剤と被接着体(伝熱基板、放熱フィン)との密着性を高めることがより有効である。このような点から、熱伝導性フィラーの粒径が30μmを超えると接着層の厚みが厚くなり、密着性が低下して層全体の熱伝導性が劣化する場合がある。
As the thermally conductive filler, ceramic powders such as boron nitride, aluminum nitride, silicon nitride, aluminum oxide, zinc oxide, silicon oxide, magnesium oxide, ferrite, and silicon carbide, which are electrically insulating materials, carbon black, graphite Carbon powder such as diamond, powder in a fibrous form, and the like can be used, and one or more of these may be appropriately added to the binder. The particle size of the heat conductive filler is not particularly limited, but it may be preferably about 5 to 30 μm.
When the particle size of the thermally conductive filler is less than 5 μm, the thermal conductivity tends to decrease. On the other hand, as the particle size of the thermally conductive filler increases, the thermal conductivity improves, but in order to improve the thermal conductivity of the entire adhesive layer, the layer is made thinner and the adhesive and the adherend (heat transfer substrate, heat dissipation) It is more effective to improve the adhesion to the fin). From such a point, when the particle size of the thermally conductive filler exceeds 30 μm, the thickness of the adhesive layer becomes thick, the adhesiveness is lowered, and the thermal conductivity of the entire layer may be deteriorated.
なお、本発明においては、接着層に絶縁性を付与させるため、接着層中に導電性フィラーを添加しない。導電性フィラーとして、銅、ニッケル、銀、金、アルミニウムなどの熱伝導性の良い金属やそれらの合金が挙げられる。   In the present invention, no conductive filler is added to the adhesive layer in order to provide insulation to the adhesive layer. Examples of the conductive filler include metals having good thermal conductivity such as copper, nickel, silver, gold, and aluminum, and alloys thereof.
本発明の第1の発明において、第1接着層の電気伝導度(体積抵抗率)は、好ましくは1×10Ω・cm以上とすることができ、より好ましくは1×1015Ω・cm以上とすることができる。電気伝導度が1×10Ω・cm未満であると、伝熱基板からの電磁ノイズを遮断することができず、電磁ノイズが放熱フィンに伝わって外部に放出されることがある。
又、熱伝導度は0.8〜3.0W/m・℃程度とすることができる。熱伝導度が0.8W/m・℃未満であると、伝熱基板からの熱が放熱フィンに伝わり難くなり、放熱効果が低下することがある。熱伝導度が3.0W/m・℃を超えるものを製造するには熱伝導性フィラーの配合量を多くする必要があるが、その分だけ接着層中のバインダー量が低下して接着層の強度が低下する場合がある。
なお、第1接着層の電気伝導度や熱伝導度が上記範囲となるよう、バインダーと熱伝導性フィラーとの配合割合を調整すればよい。
In the first invention of the present invention, the electric conductivity (volume resistivity) of the first adhesive layer can be preferably 1 × 10 9 Ω · cm or more, more preferably 1 × 10 15 Ω · cm. This can be done. If the electrical conductivity is less than 1 × 10 9 Ω · cm, electromagnetic noise from the heat transfer substrate cannot be blocked, and electromagnetic noise may be transmitted to the heat radiating fins and emitted to the outside.
The thermal conductivity can be about 0.8 to 3.0 W / m · ° C. When the thermal conductivity is less than 0.8 W / m · ° C., heat from the heat transfer substrate is hardly transmitted to the heat radiating fins, and the heat radiating effect may be lowered. In order to produce a product having a thermal conductivity exceeding 3.0 W / m · ° C., it is necessary to increase the blending amount of the thermally conductive filler, but the amount of the binder in the adhesive layer decreases accordingly, The strength may decrease.
In addition, what is necessary is just to adjust the mixture ratio of a binder and a heat conductive filler so that the electrical conductivity and heat conductivity of a 1st contact bonding layer may become the said range.
本発明の第2の発明においては、上記第1接着層に代えて、電気絶縁性でかつ高透磁率である第2接着層を用いること以外は第1の発明と同様である。第2接着層は、バインダーとなる無機系又は有機系の接着剤と、軟磁性フィラーとを配合して形成することができる。有機系接着層としては、第1の発明に用いたものを使用できる。
軟磁性フィラーとしては、種々の軟磁性(高透磁率)材料の粉末を用いることができるが、第2接着層に絶縁性を付与させるため、電気伝導性を有する高透磁率金属(合金)を用いない。これらの金属(合金)としては、パーマロイ(Fe−Ni合金)、スーパーマロイ(Fe−Ni−Mo合金)、センダスト(Fe−Si−Al合金)、ソフトフェライト、アルパーム(Fe−Al合金)、パーミンバー(Ni−Cr−Fe合金)、イソパーム(Ni−CuーFe合金)が挙げられる。
The second invention of the present invention is the same as the first invention except that a second adhesive layer that is electrically insulating and has high magnetic permeability is used instead of the first adhesive layer. The second adhesive layer can be formed by blending an inorganic or organic adhesive serving as a binder and a soft magnetic filler. As the organic adhesive layer, the one used in the first invention can be used.
As the soft magnetic filler, powders of various soft magnetic (high magnetic permeability) materials can be used. In order to provide insulation to the second adhesive layer, a high magnetic permeability metal (alloy) having electrical conductivity is used. Do not use. These metals (alloys) include permalloy (Fe-Ni alloy), supermalloy (Fe-Ni-Mo alloy), sendust (Fe-Si-Al alloy), soft ferrite, alpalm (Fe-Al alloy), permin bar. (Ni-Cr-Fe alloy) and isopalm (Ni-Cu-Fe alloy).
一方、軟磁性材料であるフェライト粉末を熱伝導性フィラーと混合し、さらにバインダーと混合したものは、絶縁性に優れ、高透磁率を示す。フェライト粉末の粒径は特に限定されないが、1〜30μm程度とすればよい。フェライト粉末の粒径が1μm未満であると、電波の吸収率が低下する傾向にある。一方、フェライト粉末の粒径が30μmを超えると、熱伝導性フィラーの粒径が30μmを超えた場合と同様の問題が生じる場合がある。   On the other hand, a ferrite powder, which is a soft magnetic material, mixed with a heat conductive filler and further mixed with a binder is excellent in insulating properties and exhibits high magnetic permeability. The particle size of the ferrite powder is not particularly limited, but may be about 1 to 30 μm. When the particle size of the ferrite powder is less than 1 μm, the radio wave absorption rate tends to decrease. On the other hand, when the particle size of the ferrite powder exceeds 30 μm, the same problem as when the particle size of the heat conductive filler exceeds 30 μm may occur.
軟磁性材料のフェライト(ソフトフェライト)は、外部磁界によって一時的に磁石となるものであり、例えば鉄、ニッケル、コバルト、亜鉛系のソフトフェライトを好適に用いることができる。
熱伝導性フィラーとしては、第1接着層に用いた熱伝導性フィラーを用いることができ、接着層に絶縁性を付与させるため、接着層中に導電性フィラーを添加しない点も第1接着層と同様である。
The soft magnetic material ferrite (soft ferrite) temporarily becomes a magnet by an external magnetic field. For example, iron, nickel, cobalt, and zinc-based soft ferrite can be preferably used.
As the heat conductive filler, the heat conductive filler used in the first adhesive layer can be used, and the first adhesive layer is also characterized in that no conductive filler is added to the adhesive layer in order to provide insulation to the adhesive layer. It is the same.
本発明の第2の発明において、第2接着層の電気伝導度(体積抵抗率)は、好ましくは1×10Ω・cm以上、さらに好ましくは、1×1011Ω・cm以上とすることができる。電気伝導度が1×10Ω・cm未満であると、伝熱基板からの電磁ノイズを遮断することができず、電磁ノイズが放熱フィンに伝わって外部に放出されることがある。
又、第2接着層の透磁率としては、100MHz〜3GHzの周波数帯における複素比透磁率の実数部が好ましくは2以上(より好ましくは4以上)であり、複素比透磁率の虚数部が好ましくは0.4以上(より好ましくは0.8以上)とすることができる。100MHz〜3GHzの周波数帯における複素比透磁率の実数部がが2未満、又は複素比透磁率の虚数部が0.4未満であると透磁損失による電磁波の減衰作用が低下し、伝熱基板からの電磁ノイズを遮断することができず、電磁ノイズが放熱フィンに伝わって外部に放出されることがある。
In the second invention of the present invention, the electrical conductivity (volume resistivity) of the second adhesive layer is preferably 1 × 10 9 Ω · cm or more, more preferably 1 × 10 11 Ω · cm or more. Can do. If the electrical conductivity is less than 1 × 10 9 Ω · cm, electromagnetic noise from the heat transfer substrate cannot be blocked, and electromagnetic noise may be transmitted to the heat radiating fins and emitted to the outside.
Further, as the magnetic permeability of the second adhesive layer, the real part of the complex relative permeability in the frequency band of 100 MHz to 3 GHz is preferably 2 or more (more preferably 4 or more), and the imaginary part of the complex relative permeability is preferred. Can be 0.4 or more (more preferably 0.8 or more). If the real part of the complex relative permeability in the frequency band of 100 MHz to 3 GHz is less than 2 or the imaginary part of the complex relative permeability is less than 0.4, the action of attenuating electromagnetic waves due to the permeability loss is reduced, and the heat transfer substrate The electromagnetic noise from the air cannot be cut off, and the electromagnetic noise may be transmitted to the heat radiating fins and emitted to the outside.
又、第2接着層の熱伝導度は0.8〜3.0W/m・℃程度とすることができ、その理由も第1接着層と同様である。
接着層の電気伝導度や透磁率が上記範囲となるよう、フェライト粉末と熱伝導性フィラーの配合割合を調整すればよい。
The thermal conductivity of the second adhesive layer can be about 0.8 to 3.0 W / m · ° C., and the reason is the same as that of the first adhesive layer.
What is necessary is just to adjust the mixture ratio of a ferrite powder and a heat conductive filler so that the electrical conductivity and magnetic permeability of a contact bonding layer may become the said range.
放熱フィン2は、一枚の金属板をコの字型に屈曲させてなるコの字型フィン、又は一枚の金属板をL字型に屈曲させてなるL字型フィンであり、前記コの字型フィンの閉部である底板、又は前記L字型フィンの底板の裏側面が前記伝熱基板に接着されていることが好ましい。
例えば、図1の実施形態において、放熱フィンはコの字型フィンからなる。コの字型フィンとは、一枚の金属の板をコの字型に屈曲させた構造を有する放熱フィンである。本発明の実施形態に係るヒートシンクでは、複数のコの字型フィンが間隔を開けて一定方向に並列配置されて、伝熱基板とフィンの閉部である底板の裏側面が接合されている。このようにコの字型形状を有することにより、薄板構造からフィンを簡易に製造でき、薄型軽量のフィンの製造が可能である。さらにコの字型フィンは底部が広いので、伝熱基板との接合面積も大きくとれる。また、上部が開放形状であるので、フィンによって加熱されたエアーの放散性も良くなる。
The radiating fin 2 is a U-shaped fin formed by bending a single metal plate into a U-shape, or an L-shaped fin formed by bending a single metal plate into an L-shape. It is preferable that a bottom plate which is a closed portion of the L-shaped fin or a back side surface of the bottom plate of the L-shaped fin is bonded to the heat transfer substrate.
For example, in the embodiment of FIG. 1, the heat radiating fins are U-shaped fins. The U-shaped fin is a heat radiating fin having a structure in which a single metal plate is bent into a U-shape. In the heat sink according to the embodiment of the present invention, a plurality of U-shaped fins are arranged in parallel in a certain direction at intervals, and the heat transfer substrate and the back side surface of the bottom plate which is a closed portion of the fins are joined. Thus, by having a U-shaped shape, a fin can be easily manufactured from a thin plate structure, and a thin and lightweight fin can be manufactured. Furthermore, since the U-shaped fin has a wide bottom, a large bonding area with the heat transfer substrate can be obtained. Moreover, since the upper part is an open shape, the dissipating property of the air heated by the fins is improved.
伝熱基板3の一辺に沿う方向、及び該一辺に直交する辺に沿う方向のいずれにおいても、放熱フィンが複数個それぞれ離間して並んでいることが好ましい。
放熱フィンが伝熱基板の一辺又はそれに直交する辺に沿って一続きで長く延びる場合、アンテナ長が長くなり、電磁ノイズの共振周波数が小さくなるため、電磁ノイズによって電子機器が誤動作等の障害を受け易くなる。そこで、放熱フィンを複数個それぞれ離間して並ぶようにすれば、個々の放熱フィンのアンテナ長を短くすることができ、電磁ノイズの共振周波数を高周波数側へシフトさせて電子機器の誤動作等を低減できる。
例えば、図1の実施形態において、伝熱基板3の横辺に沿う3s方向には、複数のコの字型フィン2a〜2dがそれぞれ側壁を離間させて並設されている。又、伝熱基板3の縦辺に沿う3t方向には、2個のコの字型フィン2a、2e(又は2b、2f等)がそれぞれコの字断面を離間させて並設されている。ここで、2個のコの字型フィン2a、2e(又は2b、2f等)の側壁が平行にかつ同一平面上に位置すると、エアーの流れがよくなって放熱効果が向上する。
アンテナ長が長くなり過ぎないような各放熱フィンの縦横寸法は、電子機器の特性に応じて適宜設計すればよい。
In any of the direction along one side of the heat transfer substrate 3 and the direction along the side orthogonal to the one side, it is preferable that a plurality of heat radiation fins are arranged apart from each other.
When the radiating fins extend continuously along one side of the heat transfer board or a side perpendicular thereto, the antenna length becomes longer and the resonance frequency of the electromagnetic noise becomes smaller. It becomes easy to receive. Therefore, if a plurality of radiating fins are arranged apart from each other, the antenna length of each radiating fin can be shortened, and the resonance frequency of electromagnetic noise can be shifted to the high frequency side to cause malfunction of electronic equipment. Can be reduced.
For example, in the embodiment of FIG. 1, a plurality of U-shaped fins 2 a to 2 d are arranged side by side in the 3 s direction along the horizontal side of the heat transfer substrate 3 with the side walls separated from each other. In addition, in the 3t direction along the vertical side of the heat transfer substrate 3, two U-shaped fins 2a, 2e (or 2b, 2f, etc.) are arranged side by side with their U-shaped cross sections separated from each other. Here, when the sidewalls of the two U-shaped fins 2a, 2e (or 2b, 2f, etc.) are positioned in parallel and on the same plane, the air flow is improved and the heat dissipation effect is improved.
What is necessary is just to design suitably the vertical and horizontal dimension of each radiation fin so that an antenna length may not become too long according to the characteristic of an electronic device.
コの字型フィンを構成する一枚の金属板は、アルミニウムやその合金、銅やその合金など伝熱性の良い金属からなる。薄板の厚みdは、0.05mmから2mmであることが好ましく、さらに好ましくは0.1mmから1.0mmであり、0.15mmから0.3mmであることが最も好ましい。厚みを増すと、間を通る空気量が減り、薄すぎるとフィンの先端部の温度が低下することより、実験結果これらの範囲が好ましいことがわかった。また、コの字型フィンの底板の巾wは、2mmから15mmであることが好ましく、さらに好ましくは3mmから10mmであり、4mmから7mmであることが最も好ましい。フィンの間隔は、フィンの高さとフィンの長さに応じて最適値が決まる。但し、フィンの数も多い方がよいので、実験結果これらの範囲が好ましいことが分かった。また、コの字型フィンの高さhは、5mmから50mmであることが好ましく、さらに好ましくは10mmから40mmであり、15mmから30mmであることが最も好ましい。フィンの高さは構造上からも制限され、また、高すぎる場合や低過ぎる場合は熱効率が悪く、実験結果これらの範囲が望ましい。また、コの字型フィンの並列配置されている側壁間の間隔pは、2mmから15mmであることが好ましく、さらに好ましくは3mmから10mmであり、4mmから7mmであることが最も好ましい。これらもフィンの底板の巾wの場合と同様の理由による。以上のように、これらの範囲は実験結果、放熱効果の大きいことが確認された範囲である。なお、ヒートシンク全体の長さや巾は、放熱すべき発熱量と許容される温度上昇などの放熱性能と、発熱体の寸法や装置設計上ヒートシンクに割り当てられる空間によって定められる。   One metal plate constituting the U-shaped fin is made of a metal having good heat conductivity such as aluminum or an alloy thereof, copper or an alloy thereof. The thickness d of the thin plate is preferably 0.05 mm to 2 mm, more preferably 0.1 mm to 1.0 mm, and most preferably 0.15 mm to 0.3 mm. As the thickness increased, the amount of air passing between them decreased, and when it was too thin, the temperature at the tip of the fin decreased, and experimental results showed that these ranges were preferable. The width w of the bottom plate of the U-shaped fin is preferably 2 mm to 15 mm, more preferably 3 mm to 10 mm, and most preferably 4 mm to 7 mm. The optimum value of the fin interval is determined according to the height of the fin and the length of the fin. However, since it is better to have a larger number of fins, the experimental results show that these ranges are preferable. The height h of the U-shaped fin is preferably 5 mm to 50 mm, more preferably 10 mm to 40 mm, and most preferably 15 mm to 30 mm. The height of the fin is limited in terms of structure, and if it is too high or too low, the thermal efficiency is poor, and these ranges are desirable as a result of experiments. The interval p between the side walls of the U-shaped fins arranged in parallel is preferably 2 mm to 15 mm, more preferably 3 mm to 10 mm, and most preferably 4 mm to 7 mm. These are also for the same reason as in the case of the width w of the bottom plate of the fin. As described above, these ranges are ranges in which it is confirmed that the heat dissipation effect is large as a result of experiments. The length and width of the heat sink as a whole are determined by the amount of heat to be radiated, heat dissipation performance such as an allowable temperature rise, and the space allocated to the heat sink in terms of the dimensions of the heating element and the device design.
本発明のコの字型フィンの形状は、必ずしも底部より側壁が直角に立ち上がっているものに限定されない。コの字型フィンの開放部へ向かっての立ち上がり部において、側壁が閉部の底板から巾方向にいったん縮小した後に、開放部へと向かって立ち上がる構造をとることもできる。このような形状にすることにより、底部における伝熱基板からの伝熱面積を大きくとれ、伝熱基板の熱をフィンに伝えやすい構造となる。   The shape of the U-shaped fin of the present invention is not necessarily limited to that in which the side wall rises at a right angle from the bottom. In the rising portion of the U-shaped fin toward the open portion, the side wall may be once reduced in the width direction from the bottom plate of the closed portion and then risen toward the open portion. By adopting such a shape, the heat transfer area from the heat transfer substrate at the bottom can be increased, and the heat of the heat transfer substrate can be easily transferred to the fins.
本発明のコの字型フィンの他の形状として、コの字型フィンの側壁の頂点部において、側壁の薄板金属が折れ曲がっている構造をとることもできる。このような構造をとることにより、高さが制限されるフィンであるが、フィンの表面積を大きくしたい場合に好適である。折れ曲がりの方向は、全ての側壁において同じ方向であることが好ましい。折れ曲がりの角度は、1度以上で90度未満であることが好ましく、10度以上で60度以下であることがさらに好ましい。   As another shape of the U-shaped fin of the present invention, a structure in which a thin metal plate on the side wall is bent at the apex of the side wall of the U-shaped fin can be taken. By adopting such a structure, the height of the fin is limited, but it is suitable when it is desired to increase the surface area of the fin. It is preferable that the direction of bending is the same for all side walls. The angle of bending is preferably 1 degree or more and less than 90 degrees, more preferably 10 degrees or more and 60 degrees or less.
本発明の実施形態に係るヒートシンクは、複数のコの字型フィンが伝熱基板に間隔を開けて一定方向に並列配置されて、閉部の底板の裏側面が伝熱基板と接合していることを特徴とする。発熱体が平板である場合、本発明の伝熱基板も発熱体に沿って平板である。複数のコの字型フィンの側壁は、コの字型フィンの複数の側壁が平行に配列している。このように並列に配置していることにより、フィンにより加熱されたエアーの流れが一定方向を向き、対流効果が良くなる。このように間隔を開けて平行に並ぶ側壁で、複数のコの字型フィン間の側壁の間隔が均等であることが望ましい。伝熱基板を均等に冷却できるからである。   In the heat sink according to the embodiment of the present invention, a plurality of U-shaped fins are arranged in parallel in a certain direction at intervals on the heat transfer substrate, and the back side surface of the bottom plate of the closed portion is joined to the heat transfer substrate. It is characterized by that. When the heating element is a flat plate, the heat transfer substrate of the present invention is also a flat plate along the heating element. The side walls of the plurality of U-shaped fins are arranged in parallel with the plurality of side walls of the U-shaped fins. By arranging in parallel in this way, the flow of air heated by the fins is directed in a certain direction, and the convection effect is improved. As described above, it is desirable that the side wall intervals between the plurality of U-shaped fins are uniform on the side walls arranged in parallel with a space therebetween. This is because the heat transfer substrate can be uniformly cooled.
伝熱基板において、発熱体からの伝熱が均等でなく、局所的に高温である場合は、その部分のコの字型フィンの数を増やし、その部分での側壁の間隔を密にすることもできる。そのようにすることで、ヒートシンク全体として均等に冷却する構造にすることができる。   If the heat transfer from the heating element is not uniform and is locally high in the heat transfer board, increase the number of U-shaped fins in that part and close the side wall spacing in that part. You can also. By doing so, the heat sink as a whole can be cooled uniformly.
発熱体が曲面である場合、本発明の伝熱基板も発熱体に沿って曲面にすることが好ましい。複数のコの字型フィンは、互いに伝熱基板の曲面の法線方向に配列するようにすることができる。このことにより、フィンにより加熱されたエアーの流れが曲面全体に向かって均等に放散し、対流効果も良くなる。この場合、コの字型フィンを若干外に広がるように開いた構造にし、このコの字型フィンの複数の側壁が伝熱基板の曲面の法線方向に配列している構造とすることで、放熱フィンで加熱されたエアーの対流効果がさらに良くなる。   When the heating element is a curved surface, the heat transfer substrate of the present invention is also preferably curved along the heating element. The plurality of U-shaped fins can be arranged in the normal direction of the curved surface of the heat transfer substrate. As a result, the air flow heated by the fins is evenly dissipated toward the entire curved surface, and the convection effect is improved. In this case, the U-shaped fins are opened so as to spread slightly outward, and a plurality of side walls of the U-shaped fins are arranged in the normal direction of the curved surface of the heat transfer substrate. The convection effect of the air heated by the radiating fin is further improved.
本発明におけるコの字型フィンや伝熱基板は、耐熱性の黒色塗料、例えば黒アルマイト処理などで表面処理されていることが望ましい。黒く表面処理されることにより、放熱係数が高まるからである。   The U-shaped fin and the heat transfer substrate in the present invention are preferably surface-treated with a heat-resistant black paint such as black alumite treatment. This is because the heat dissipation coefficient is increased by the black surface treatment.
本発明の実施形態によれば、薄くて軽量であるにもかかわらず放熱効果の大きなヒートシンクとすることができる。また本発明の実施形態に係るヒートシンクは、放熱フィンが薄板金属の平行な側壁からなり、上部が開放構造であることより、加熱されている側壁によって加熱されたエアーの抜けの良い構造とすることができる。また本発明の実施形態に係るヒートシンクは、伝熱基板と放熱フィンとの接合面積を大きく取れる構造であるので、伝熱基板から放熱フィンへの伝熱効率の良いヒートシンクとすることができる。また本発明の実施形態に係るヒートシンクは、コの字型の簡便な構造の放熱フィンであり、簡単な構造であるため、製造が容易であり、コストが安い。また本発明では、伝熱基板と放熱フィンとの接合に際して、接着剤を使用して、伝熱基板に加工歪みや熱歪みが生じないように接合されることにより、発熱体と伝熱基板との密着性が良いヒートシンクとなる。また本発明の実施形態では伝熱基板とコの字型フィンが接着剤接合であるので、多数のフィンを伝熱基板に接合する場合の作業性が良い。また本発明の実施形態に係るヒートシンクでは、フィンの高さ、平行部の間隔を自由にとることができるので、各種電気機器に対応したヒートシンクが製造容易である。また本発明の実施形態に係るヒートシンクは、フィンの表面積を変えないで、底板の面積を大きくとる構造にすることができるので、伝熱面積が広くなり、熱抵抗が小さくなる。さらに発熱体が曲面の場合においても、それに沿った放熱フィンとなり、その場合も放熱効率の良いフィンとすることができる。   According to the embodiment of the present invention, it is possible to provide a heat sink having a large heat dissipation effect despite being thin and lightweight. In addition, the heat sink according to the embodiment of the present invention has a structure in which heat radiation fins are formed of parallel side walls of thin metal plates and the upper part has an open structure, so that air heated by the heated side walls can be easily removed. Can do. Moreover, since the heat sink which concerns on embodiment of this invention is a structure which can take the joining area of a heat-transfer board | substrate and a radiation fin large, it can be set as the heat sink with the sufficient heat-transfer efficiency from a heat-transfer board | substrate to a radiation fin. In addition, the heat sink according to the embodiment of the present invention is a U-shaped heat dissipation fin with a simple structure, and since it has a simple structure, manufacturing is easy and cost is low. Further, in the present invention, when the heat transfer substrate and the heat radiating fin are bonded, an adhesive is used to bond the heat transfer substrate so as not to cause processing strain or thermal distortion, thereby generating the heating element and the heat transfer substrate. It becomes a heat sink with good adhesion. Further, in the embodiment of the present invention, the heat transfer substrate and the U-shaped fins are adhesive-bonded, so that workability when a large number of fins are bonded to the heat transfer substrate is good. Further, in the heat sink according to the embodiment of the present invention, the height of the fin and the interval between the parallel portions can be freely set, so that the heat sink corresponding to various electric devices can be easily manufactured. Moreover, since the heat sink according to the embodiment of the present invention can be configured to increase the area of the bottom plate without changing the surface area of the fin, the heat transfer area is increased and the thermal resistance is reduced. Further, even when the heating element is a curved surface, it becomes a heat radiating fin along that, and in that case, it can be a fin with good heat radiating efficiency.
図2は、本発明の実施形態に係るコの字型フィンの一つの例を断面図で示す。この図で示すコの字型フィン2a、2b、2c、・・・は、底板4a、4b、4c、・・・から側壁7a―1、7a−2、7b―1、7b−2、7c−1、7c−2、・・・が直角に上方に向かって立っており、上方が開放されている構造になっている。そしてこれらの複数のコの字型フィン2は、一定の間隔pを隔てて並列配置されていることが望ましい。コの字型フィン2は、フィンの厚みdを有する。フィンの厚みは、側壁7a、7bの厚みを意味し、通常は底板4も同じであるが、底板の厚みを変更することもできる。コの字型フィン2の側壁7a―1、7a−2の間の距離qは、複数のコの字型フィンの並列は位置されている間隔pとほぼ等しいことが望ましい。伝熱基板3と接合している底板4の裏側面8の巾wは、この図の場合、q+2dにほぼ等しい。   FIG. 2 shows a cross-sectional view of an example of a U-shaped fin according to an embodiment of the present invention. The U-shaped fins 2a, 2b, 2c,... Shown in this figure are formed from the bottom plates 4a, 4b, 4c,... To the side walls 7a-1, 7a-2, 7b-1, 7b-2, 7c- 1, 7 c-2,... Stand upward at a right angle, and the upper part is open. The plurality of U-shaped fins 2 are desirably arranged in parallel with a constant interval p. The U-shaped fin 2 has a fin thickness d. The thickness of the fin means the thickness of the side walls 7a and 7b, and the bottom plate 4 is usually the same, but the thickness of the bottom plate can be changed. The distance q between the side walls 7a-1 and 7a-2 of the U-shaped fin 2 is preferably substantially equal to the interval p at which the plurality of U-shaped fins are arranged in parallel. The width w of the back side surface 8 of the bottom plate 4 joined to the heat transfer substrate 3 is substantially equal to q + 2d in this figure.
図3は、本発明の実施形態に係るコの字型フィンの他の例を断面図で示す。コの字型フィンの側壁の底板から開放部へ向かっての立ち上がり部において、前記閉部の底板から巾方向に縮小した後に立ち上がる側壁からなる場合が図示されている。図Aは、コの字型フィン11の底板12から側壁13a、13bが角度αで内側に立ち上がっている場合が示されている。図Bにおいては、コの字型フィン14の底板15から側壁16a、16bの内側への立ち上がり角度αがゼロに近い場合の例で、本発明に含まれる。これらの図では、底板12、15の裏側の伝熱基板との接合する巾wは、w>q+2dとなる。このような構造をとっても、隣接するコの字型フィンの側壁間の距離pを一定に保ちつつ、伝熱巾wが大きくとれるので、伝熱面積が大きくなり、伝熱効率を良くすることができた。   FIG. 3 is a sectional view showing another example of the U-shaped fin according to the embodiment of the present invention. A case is shown in which the rising portion of the side wall of the U-shaped fin from the bottom plate toward the open portion includes a side wall that rises after being reduced in the width direction from the bottom plate of the closed portion. FIG. A shows a case where the side walls 13a and 13b rise from the bottom plate 12 of the U-shaped fin 11 to the inside at an angle α. In FIG. B, an example in which the rising angle α from the bottom plate 15 of the U-shaped fin 14 to the inside of the side walls 16a and 16b is close to zero is included in the present invention. In these drawings, the width w to be joined to the heat transfer substrate on the back side of the bottom plates 12 and 15 is w> q + 2d. Even with such a structure, the heat transfer width w can be increased while keeping the distance p between the sidewalls of adjacent U-shaped fins constant, so that the heat transfer area can be increased and the heat transfer efficiency can be improved. It was.
図4は、本発明の実施形態に係るコの字型フィンの他の例を断面図で示す。本発明のコの字型フィンを使用する場合において、装置の寸法上の制限から、ヒートシンクの高さが制限され場合がある。かかかる場合において、ヒートシンクの放熱体であるフィンの表面積をあまり変化しないで、高さを低くしたい場合がある。そのような応用例として、コの字型フィン21の側壁22a、22bの頂点部において薄板金属が折れ曲がっている構造を有する場合を図示する。折れ曲がりの方向は、A図のように一定方向に曲がっていることが好ましい。コの字型フィン25の側壁26a、26bが内側より外外に向いている場合(B図)や内々に向いている構造を取ることもできる。   FIG. 4 is a sectional view showing another example of the U-shaped fin according to the embodiment of the present invention. When using the U-shaped fins of the present invention, the height of the heat sink may be limited due to the limitations on the size of the device. In such a case, there is a case where it is desired to reduce the height without changing the surface area of the fin as a heat sink of the heat sink so much. As such an application example, a case where a sheet metal is bent at the apexes of the side walls 22a and 22b of the U-shaped fin 21 is illustrated. The direction of bending is preferably bent in a certain direction as shown in FIG. A structure in which the side walls 26a and 26b of the U-shaped fin 25 face outward from the inside (FIG. B) or inwardly can also be adopted.
図5は、伝熱基板が曲面の場合のヒートシンク31の例を断面図で示す。発熱体32が曲面を有し、伝熱基板33が曲面である場合である。コの字型フィン34a、34b、34c、34d、・・・・の底板35a、35b、35c、35d、・・・・の裏側が接着層36a、36b、36c、36d、・・・・により伝熱基板33と接合されている。この図においては、コの字型フィンの側壁37a−1、37a−2、37b−1、37b−2、37c−1、37c−2、37d−1、37d−2、・・・・が、底辺35より直角方向に立っている場合が図示されている。そして、これらのコの字型フィンの側壁間の中心線a、b、c、d、・・・・が伝熱基板32の曲面の法線方向に配列している。   FIG. 5 is a sectional view showing an example of the heat sink 31 when the heat transfer substrate is a curved surface. This is a case where the heating element 32 has a curved surface and the heat transfer substrate 33 has a curved surface. The back side of the bottom plates 35a, 35b, 35c, 35d, ... of the U-shaped fins 34a, 34b, 34c, 34d, ... are transmitted by the adhesive layers 36a, 36b, 36c, 36d, ... Bonded to the thermal substrate 33. In this figure, the side walls 37a-1, 37a-2, 37b-1, 37b-2, 37c-1, 37c-2, 37d-1, 37d-2,. The case of standing in the direction perpendicular to the base 35 is illustrated. Further, center lines a, b, c, d,... Between the sidewalls of these U-shaped fins are arranged in the normal direction of the curved surface of the heat transfer substrate 32.
図6は、伝熱基板が曲面の場合の他の例であるヒートシンク41を断面図で示す。発熱体42が曲面を有し、伝熱基板43が曲面である場合である。開放部が外に開いているコの字型フィン44a、44b、44c、44d、・・・・の底板45a、45b、45c、45d、・・・・の裏側が接着層46a、46b、46c、46d、・・・・により伝熱基板43と接合されている。コの字型フィンの側壁47a−1、47a−2、47b−1、47b−2、47c−1、47c−2、47d−1、47d−2、・・・・のそれぞれが伝熱基板43の曲面の法線方向に配列している。なお、図5、6では、伝熱基板の表面が半円形の曲面を有する場合を示したが、他の曲面、例えば円筒、楕円等であってもよい。   FIG. 6 is a sectional view showing a heat sink 41 which is another example in the case where the heat transfer substrate is a curved surface. This is a case where the heating element 42 has a curved surface and the heat transfer substrate 43 has a curved surface. The back side of the U-shaped fins 44a, 44b, 44c, 44d,... With the open part opened to the outside is the adhesive layer 46a, 46b, 46c, and the back side of the bottom plates 45a, 45b, 45c, 45d,. It is joined to the heat transfer substrate 43 by 46d,. Each of the U-shaped fin side walls 47a-1, 47a-2, 47b-1, 47b-2, 47c-1, 47c-2, 47d-1, 47d-2,. Are arranged in the normal direction of the curved surface. 5 and 6 show the case where the surface of the heat transfer substrate has a semicircular curved surface, other curved surfaces such as a cylinder and an ellipse may be used.
厚さ0.2mm、巾60mm、長さ41.8mmの純アルミニウム板(JISA1100)を直角に折り曲げて、高さhが18mm、伝熱基板との接合する巾wが5.6mm、側壁間の距離qが5.2mmのコの字型フィンを6個製作した。これらのコの字型フィンは、表面処理で黒アルマイト加工を施した。厚さ2mm、巾60mm、長さ60mmの純アルミニウム板(JISA1100)を伝熱基板として使用し、やはり表面処理により黒アルマイト加工を施した。この伝熱基板上に6個のコの字型フィンを隣接するコの字型フィンの側壁間の距離pが5.2mmで、図1のように、側面の開放部が一定方向に向くように間隔を開けて並列配置させた。そして、伝熱基板とこれらのコの字型フィンは、主剤がエポキシ樹脂であり、熱伝導性フィラーとしてMn-Zn系フェライトを配合し、硬化した場合の熱伝導率が1.0W/m℃以上である高熱伝導性接着剤により接合し、1個のヒートシンクが製作された。このヒートシンクにおいて、白金セラミックヒータを発熱体とし、熱伝導性両面粘着テープにより接合した。得られたヒートシンクの熱抵抗は、4.8℃/Wで非常に伝熱性が良かった。   A pure aluminum plate (JISA1100) having a thickness of 0.2 mm, a width of 60 mm, and a length of 41.8 mm is bent at a right angle, the height h is 18 mm, the width w for joining to the heat transfer substrate is 5.6 mm, and between the side walls Six U-shaped fins having a distance q of 5.2 mm were manufactured. These U-shaped fins were black-anodized by surface treatment. A pure aluminum plate (JISA1100) having a thickness of 2 mm, a width of 60 mm, and a length of 60 mm was used as a heat transfer substrate, and black anodized by surface treatment. The distance p between the sidewalls of the six U-shaped fins adjacent to the six U-shaped fins on this heat transfer substrate is 5.2 mm, and the open side of the side faces in a certain direction as shown in FIG. Were arranged in parallel at intervals. The heat transfer substrate and these U-shaped fins are mainly epoxy resin, and Mn-Zn ferrite is blended as a heat conductive filler, and the heat conductivity when cured is 1.0 W / m ° C. One heat sink was manufactured by bonding with the above high thermal conductive adhesive. In this heat sink, a platinum ceramic heater was used as a heating element, and bonded with a heat conductive double-sided adhesive tape. The heat sink obtained had a thermal resistance of 4.8 ° C./W and very good heat conductivity.
本発明によって製造されるヒートシンクは、各種電子機器、ランプ類の電機機器からの発熱を放散する電機部品として使用される。   The heat sink manufactured by the present invention is used as an electric component that dissipates heat generated from various electronic devices and electric devices such as lamps.
本発明の実施形態に係るヒートシンクの例を示す斜視図。The perspective view which shows the example of the heat sink which concerns on embodiment of this invention. 本発明におけるコの字型フィンの例を示す断面図。Sectional drawing which shows the example of the U-shaped fin in this invention. 本発明におけるコの字型フィンの他の例を示す断面図。Sectional drawing which shows the other example of the U-shaped fin in this invention. 本発明におけるコの字型フィンの他の例を示す断面図。Sectional drawing which shows the other example of the U-shaped fin in this invention. 伝熱基板が曲面である場合の本発明の実施形態に係るヒートシンクの例を示す断面図。Sectional drawing which shows the example of the heat sink which concerns on embodiment of this invention in case a heat-transfer board | substrate is a curved surface. 伝熱基板が曲面である場合の本発明の実施形態に係るヒートシンクの他の例を示す断面図。Sectional drawing which shows the other example of the heat sink which concerns on embodiment of this invention in case a heat-transfer board | substrate is a curved surface.
符号の説明Explanation of symbols
1:ヒートシンク、 2:放熱フィン(コの字型フィン)、 3:伝熱基板、 4:底板、
5:接着層(第1及び第2接着層)、 6:発熱体、 7:側壁、 8:裏側面。
11:コの字型フィン、 12:底板、 13:側壁、
14:コの字型フィン、 15:底板、 16:側壁。
21:コの字型フィン、 22:側壁、
25:コの字型フィン、 26:側壁。
31:ヒートシンク、 32:発熱体、 33:伝熱基板、
34:コの字型フィン、 35:底板、 36:接着層、 37:側壁。
41:ヒートシンク、 42:発熱体、 43:伝熱基板、
44:コの字型フィン、 44:底板、 45:接着層、 46:側壁。
1: heat sink, 2: heat radiation fin (U-shaped fin), 3: heat transfer board, 4: bottom plate,
5: adhesive layer (first and second adhesive layers), 6: heating element, 7: side wall, 8: back side surface.
11: U-shaped fin, 12: Bottom plate, 13: Side wall,
14: U-shaped fin, 15: Bottom plate, 16: Side wall.
21: U-shaped fin, 22: Side wall,
25: U-shaped fin, 26: Side wall.
31: heat sink, 32: heating element, 33: heat transfer board,
34: U-shaped fin, 35: Bottom plate, 36: Adhesive layer, 37: Side wall.
41: heat sink, 42: heating element, 43: heat transfer board,
44: U-shaped fin, 44: Bottom plate, 45: Adhesive layer, 46: Side wall.

Claims (7)

  1. それぞれ個々に金属板を加工してなる複数の放熱フィンと、
    発熱体に接する伝熱基板と、
    前記放熱フィンと前記伝熱基板との間に介装されてこれらを接着する接着層とを備えたことを特徴とするヒートシンク。
    A plurality of heat dissipating fins each individually processing a metal plate;
    A heat transfer substrate in contact with the heating element;
    A heat sink comprising an adhesive layer interposed between the heat radiation fin and the heat transfer substrate to bond them.
  2. 前記接着層は電気絶縁性でかつ高熱伝導性であることを特徴とする請求項1記載のヒートシンク。   The heat sink according to claim 1, wherein the adhesive layer is electrically insulating and has high thermal conductivity.
  3. 前記接着層は電気絶縁性でかつ電波吸収性であることを特徴とする請求項1記載のヒートシンク。   The heat sink according to claim 1, wherein the adhesive layer is electrically insulating and radio wave absorbing.
  4. 前記放熱フィンは、一枚の金属板をコの字型に屈曲させてなるコの字型フィン、又は一枚の金属板をL字型に屈曲させてなるL字型フィンであり、前記コの字型フィンの閉部である底板、又は前記L字型フィンの底板の裏側面が前記伝熱基板に接着されている請求項1ないし3のいずれか記載のヒートシンク。   The heat radiation fin is a U-shaped fin formed by bending a single metal plate into a U-shape, or an L-shaped fin formed by bending a single metal plate into an L-shape. The heat sink according to any one of claims 1 to 3, wherein a bottom plate which is a closed portion of the L-shaped fin or a back side surface of the bottom plate of the L-shaped fin is bonded to the heat transfer substrate.
  5. 前記接着層は、熱伝導性フィラーと樹脂バインダーとを主成分とする請求項2記載のヒートシンク。   The heat sink according to claim 2, wherein the adhesive layer includes a heat conductive filler and a resin binder as main components.
  6. 前記接着層は、フェライト粉末、熱伝導性フィラー及び樹脂バインダーとを主成分とする請求項3記載のヒートシンク。   The heat sink according to claim 3, wherein the adhesive layer includes a ferrite powder, a thermally conductive filler, and a resin binder as main components.
  7. 前記伝熱基板の一辺に沿う方向、及び該一辺に直交する辺に沿う方向のいずれにおいても、前記放熱フィンが複数個それぞれ離間して並んでいる請求項1〜6のいずれか記載のヒートシンク。   The heat sink according to any one of claims 1 to 6, wherein a plurality of the radiation fins are arranged apart from each other in a direction along one side of the heat transfer substrate and a direction along a side orthogonal to the one side.
JP2007269690A 2007-10-17 2007-10-17 Heat sink Withdrawn JP2009099753A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007269690A JP2009099753A (en) 2007-10-17 2007-10-17 Heat sink

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007269690A JP2009099753A (en) 2007-10-17 2007-10-17 Heat sink

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009099753A true JP2009099753A (en) 2009-05-07

Family

ID=40702476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007269690A Withdrawn JP2009099753A (en) 2007-10-17 2007-10-17 Heat sink

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009099753A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011199092A (en) * 2010-03-23 2011-10-06 Hitachi Automotive Systems Ltd Electronic control device for vehicle
WO2012093840A2 (en) * 2011-01-07 2012-07-12 가온미디어 주식회사 Thermal convection and thermal conduction combination-type heat sink apparatus for electronic device
JP2013239676A (en) * 2012-05-17 2013-11-28 Toyota Industries Corp Cooler and manufacturing method of the same
WO2014073494A1 (en) * 2012-11-12 2014-05-15 北川工業株式会社 Heat dissipating member
US8797742B2 (en) 2010-03-17 2014-08-05 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Electronic controller for vehicle
JP2017084883A (en) * 2015-10-23 2017-05-18 スタンレー電気株式会社 Heat sink using graphite and light emitting device
WO2021054755A1 (en) * 2019-09-19 2021-03-25 주식회사 케이엠더블유 Antenna device

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8797742B2 (en) 2010-03-17 2014-08-05 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Electronic controller for vehicle
JP2011199092A (en) * 2010-03-23 2011-10-06 Hitachi Automotive Systems Ltd Electronic control device for vehicle
WO2012093840A2 (en) * 2011-01-07 2012-07-12 가온미디어 주식회사 Thermal convection and thermal conduction combination-type heat sink apparatus for electronic device
WO2012093840A3 (en) * 2011-01-07 2012-11-08 가온미디어 주식회사 Thermal convection and thermal conduction combination-type heat sink apparatus for electronic device
JP2013239676A (en) * 2012-05-17 2013-11-28 Toyota Industries Corp Cooler and manufacturing method of the same
WO2014073494A1 (en) * 2012-11-12 2014-05-15 北川工業株式会社 Heat dissipating member
JP2014095137A (en) * 2012-11-12 2014-05-22 Kitagawa Ind Co Ltd Heat radiation member
JP2017084883A (en) * 2015-10-23 2017-05-18 スタンレー電気株式会社 Heat sink using graphite and light emitting device
WO2021054755A1 (en) * 2019-09-19 2021-03-25 주식회사 케이엠더블유 Antenna device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4978478B2 (en) Electromagnetic wave suppressing heat radiation sheet and electronic device
JP2009099753A (en) Heat sink
US7842381B2 (en) Thermally conductive EMI shield
CN107836062A (en) Fin and the wireless power transmission module including the fin
JP2003188323A (en) Graphite sheet and its manufacturing method
KR20130020832A (en) Thermal interface material assemblies, and related methods
JP2003168882A (en) Heat conductive sheet
CN206547243U (en) Thermal interfacial material, board-level shield and electronic equipment
CN106604606A (en) Thermally-conductive electromagnetic interference (EMI) absorbers
JP2006093546A (en) Heat sink sheet, heat radiating cylinder and heat radiating structure employing it
JP3068613B1 (en) Heat radiator for electronic components
EP3657517A1 (en) Wireless power transmission device for vehicle
KR20190084318A (en) Semiconductor device
KR20200140253A (en) Semiconductor device
JP4543864B2 (en) Heat dissipation component and manufacturing method thereof
JP4075481B2 (en) Metal-graphite sheet composite and electronic device
TW201320116A (en) Electromagnetically absorbing, thermally conductive sheet and electronic instrument
KR20210010554A (en) Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device
CN105899043A (en) Heat dissipation device with electromagnetic shielding function
JP4823891B2 (en) Heat dissipation sheet
CN206077940U (en) Heat conduction electromagnetic interference EMI absorber
JP2007214350A (en) Semiconductor apparatus
JP2009123785A (en) Heat-transfer-emission material
JP2020061482A (en) Heat dissipation structure
CN105992510B (en) Shield piece

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20110104