JP2010098004A - Heat sink and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat sink capable of improving a cooling capacity and capable of controlling the heat sink itself to a fixed temperature range when a heating element generates heat. <P>SOLUTION: To heat radiation fins 4 of a heat sink body 3, a thermally conductive heat storage resin block 5 including a latent heat storage material is attached and worked. Around the heat storage resin block 5, a moisture preventing coating layer 6 is provided. Further, on the attaching surface 3a to the heating element 1 of the heat sink body 3, a highly thermally conductive sheet layer 7 is printed and worked beforehand. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、発熱体の発熱部に取り付けるヒートシンクに係り、特に潜熱蓄熱材を利用して、その潜熱冷却効果により、冷却性能を向上させ、ヒートシンクを一定の温度範囲に制御し得る、ヒートシンクに関するものである。   The present invention relates to a heat sink attached to a heat generating portion of a heating element, and more particularly to a heat sink that can utilize a latent heat storage material to improve cooling performance and control the heat sink to a certain temperature range by its latent heat cooling effect. It is.

近年、電子機器、特にコンピューターの性能向上は目覚しく、性能向上に伴い、コンピューターのチップやCPU等の発熱対策が重要となっている。例えば、パーソナルコンピューターでは、従来から筐体内部に空冷ファンを設けて空気の強制対流によって放熱を促進しており、近年はパーソナルコンピューターの性能向上に伴いより高性能な水冷タイプも提案されている。一方、内部のボードに実装されるチップやCPUそのものを冷却するため、チップ等の発熱体の発熱部に取り付けるヒートシンクが提案されている(特許文献1参照)。   In recent years, the performance of electronic devices, particularly computers, has been remarkably improved, and countermeasures against heat generation of computer chips, CPUs, and the like have become important as performance is improved. For example, in a personal computer, conventionally, an air cooling fan is provided inside a casing to promote heat dissipation by forced convection of air, and recently, a higher performance water cooling type has been proposed along with improvement in performance of the personal computer. On the other hand, in order to cool a chip mounted on an internal board or a CPU itself, a heat sink attached to a heat generating portion of a heat generating body such as a chip has been proposed (see Patent Document 1).

ヒートシンクは、多数の放熱フィンを付けて表面積を大きくした金属製ブロックが用いられ、発熱体の発熱部に固定されて使用され、発熱体から発生する熱を放熱フィンを介して空気中に放熱し、発熱体を冷却する仕組みになっている。   A heat sink uses a metal block with a large surface area with a large number of radiating fins, and is used by being fixed to the heat generating part of the heating element to dissipate the heat generated from the heating element into the air via the radiating fins. The heating element is cooled.

特開2004−89005号公報JP 2004-89005 A

しかしながら、従来のヒートシンクでは、空気の自然対流による熱伝導を用いて放熱するに過ぎず、冷却能力にはおのずと限界がある。ヒートシンクの冷却能力を高めるには、放熱フィンを長く延ばして表面積を拡大し、あるいは空気の強制対流を起こさせるファンを組み合わせる方法等があるが、前者の場合、ヒートシンクを取り付けるスペースが狭い場合には難しく、後者の場合、駆動電力の増加や騒音等の問題があった。   However, the conventional heat sink only dissipates heat using heat conduction by natural convection of air, and the cooling capacity is naturally limited. To increase the cooling capacity of the heat sink, there are methods such as extending the heat dissipation fins to increase the surface area, or combining a fan that causes forced convection of air, but in the former case, if the space for installing the heat sink is narrow In the latter case, there are problems such as an increase in driving power and noise.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、上記の従来手段によることなく、冷却能力を高めることができ、また、発熱体の発熱時にヒートシンク自体を一定の温度範囲に制御することが可能な、ヒートシンクを提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and can improve the cooling capacity without using the above-described conventional means, and can control the heat sink itself within a certain temperature range when the heating element generates heat. The purpose is to provide a heat sink.

さらに、本発明は、製造コストに優れたヒートシンクの製造方法を提供することを目的としている。   Furthermore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a heat sink excellent in manufacturing cost.

上記課題を解決するために、本発明に係る請求項1記載のヒートシンクは、ヒートシンク本体の放熱フィンに対し、潜熱蓄熱材を含みかつ熱伝導性のある蓄熱樹脂体を取付け加工したことを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the heat sink according to claim 1 of the present invention is characterized in that a heat storage resin body including a latent heat storage material and having heat conductivity is attached to a heat radiation fin of a heat sink body. To do.

請求項1記載のヒートシンクによれば、発熱体から発生する熱は、その発熱部に取り付けられたヒートシンク本体に伝達され、ヒートシンク本体に設けられた放熱フィンから、放熱フィンに取り付けられた蓄熱樹脂体に吸熱される。蓄熱樹脂体では、これに含まれる潜熱蓄熱材が、相変化する際に吸収する潜熱を蓄熱する。この潜熱蓄熱材による潜熱冷却作用によって、ヒートシンク自体が強制冷却され、発熱体からの熱を吸熱するための冷却能力が向上し、また、ヒートシンク自体の温度が一定の温度範囲に制御される。   According to the heat sink according to claim 1, heat generated from the heat generating body is transmitted to the heat sink main body attached to the heat generating portion, and the heat storage resin body attached to the heat radiating fin from the heat radiating fin provided on the heat sink main body. Endothermic. In the heat storage resin body, the latent heat storage material included therein stores the latent heat absorbed when the phase changes. Due to the latent heat cooling action of this latent heat storage material, the heat sink itself is forcibly cooled, the cooling capacity for absorbing heat from the heating element is improved, and the temperature of the heat sink itself is controlled within a certain temperature range.

潜熱蓄熱体に蓄熱された熱は、熱伝導性樹脂によって潜熱蓄熱材から徐々に外部へ放熱される。   The heat stored in the latent heat storage body is gradually radiated to the outside from the latent heat storage material by the heat conductive resin.

本発明に係る請求項2記載のヒートシンクは、前記蓄熱樹脂体が、前記潜熱蓄熱材を熱伝導性樹脂内に練り込んで板状又はブロック状に一体成形してなり、当該蓄熱樹脂体に対し前記放熱フィンの先端部側を埋設したことを特徴とする。   In the heat sink according to claim 2 according to the present invention, the heat storage resin body is integrally formed in a plate shape or a block shape by kneading the latent heat storage material in a heat conductive resin, with respect to the heat storage resin body. The tip end side of the heat radiating fin is embedded.

請求項2記載のヒートシンクによれば、潜熱蓄熱材を熱伝導性樹脂内に練り込んで板状又はブロック状に一体成形した蓄熱樹脂体を放熱フィンの先端部に当該先端部が埋設されるように取付け加工することにより、極めて簡単な構造で、潜熱蓄熱材による潜熱冷却作用によって、ヒートシンク自体を強制冷却することができる。これにより、発熱体からの熱を吸熱するための冷却能力を向上させ、また、ヒートシンク自体の温度を一定の温度範囲に制御することが可能である。板状又はブロック状の蓄熱樹脂体に対し、その硬化前に、放熱フィンの先端部を根元側へかけて埋設するように押し込んで取付け加工すればよい。取付スペースがほとんど嵩張らず、従って、発熱体に従来のヒートシンクを取り付けるスペースがあれば、蓄熱樹脂体付きのヒートシンクもその殆どが取付け可能である。   According to the heat sink of claim 2, the tip portion of the radiating fin is embedded in a heat storage resin body in which the latent heat storage material is kneaded into the heat conductive resin and integrally formed in a plate shape or a block shape. By attaching to the heat sink, the heat sink itself can be forcibly cooled by the latent heat cooling action by the latent heat storage material with a very simple structure. As a result, it is possible to improve the cooling capacity for absorbing heat from the heating element, and to control the temperature of the heat sink itself within a certain temperature range. The plate-shaped or block-shaped heat storage resin body may be pushed and attached so as to be embedded so that the tip end portion of the heat dissipating fin is embedded toward the base side before curing. The mounting space is hardly bulky. Therefore, if there is a space for mounting the conventional heat sink on the heating element, most of the heat sink with the heat storage resin body can be mounted.

本発明に係る請求項3記載のヒートシンクは、前記潜熱蓄熱材が、30℃〜120℃の範囲で、固相から液相又は液相から気相に変化する材料から構成されていることを特徴とする。   The heat sink according to claim 3 according to the present invention is characterized in that the latent heat storage material is made of a material that changes from a solid phase to a liquid phase or from a liquid phase to a gas phase in a range of 30 ° C to 120 ° C. And

本発明に係る請求項4記載のヒートシンクは、前記潜熱蓄熱材が、氷、無機水和塩系、パラフィン系のいずれかであることを特徴とする。   The heat sink according to claim 4 of the present invention is characterized in that the latent heat storage material is any one of ice, inorganic hydrated salt, and paraffin.

本発明に係る請求項5記載のヒートシンクは、前記潜熱蓄熱材が、チオ硫酸ナトリウム水和物であることを特徴とする。   The heat sink according to claim 5 of the present invention is characterized in that the latent heat storage material is sodium thiosulfate hydrate.

本発明に係る請求項6記載のヒートシンクは、前記熱伝導性樹脂の熱伝導率が、0.3W/m・k以上であることを特徴とする。   The heat sink according to claim 6 of the present invention is characterized in that the thermal conductivity of the thermal conductive resin is 0.3 W / m · k or more.

本発明に係る請求項7記載のヒートシンクは、前記蓄熱樹脂体が、防湿コート層で被覆されていることを特徴とする。   The heat sink according to claim 7 of the present invention is characterized in that the heat storage resin body is covered with a moisture-proof coating layer.

本発明に係る請求項8記載のヒートシンクは、発熱体の発熱部に対するヒートシンク本体の接触面に、柔軟性および密着性を有する高熱伝導性シート層を設けたことを特徴とする。   The heat sink according to an eighth aspect of the present invention is characterized in that a high heat conductive sheet layer having flexibility and adhesion is provided on a contact surface of the heat sink body with respect to the heat generating portion of the heat generating element.

ヒートシンク本体の接触面、具体的には発熱体の発熱部へのヒートシンク本体の取付面に、前記熱伝導性シート層を設けたから、ヒートシンク本体をねじ締めあるいは押さえ付けバネ等によって、発熱体の発熱部に固定すればよい。柔軟性および密着性を有する高熱伝導性シート層が、ヒートシンク本体の取付面と発熱体の発熱部との間の凹凸を吸収して、過度の歪が発熱体にかからず、損傷することもない。また、高熱伝導性シート層は、印刷により最小厚さを容易に制御可能であるから、熱抵抗を格段に下げることが可能である。   Since the heat conductive sheet layer is provided on the contact surface of the heat sink body, specifically the mounting surface of the heat sink body to the heat generating portion of the heat generating body, the heat generating body generates heat by tightening the heat sink body or holding down the spring. What is necessary is just to fix to a part. The highly heat-conductive sheet layer with flexibility and adhesion absorbs unevenness between the mounting surface of the heat sink body and the heating part of the heating element, so that excessive distortion is not applied to the heating element and may be damaged. Absent. Further, since the minimum thickness of the high thermal conductive sheet layer can be easily controlled by printing, the thermal resistance can be remarkably lowered.

本発明に係る請求項9記載のヒートシンクは、前記高熱伝導性シート層が、前記ヒートシンク本体の接触面に予め印刷加工されていることを特徴とする。   The heat sink according to claim 9 according to the present invention is characterized in that the high thermal conductive sheet layer is printed in advance on a contact surface of the heat sink body.

印刷はスクリーン印刷又はオフセット印刷でよい。これらの印刷によって、高熱伝導性シート層の厚さを、ヒートシンク本体の接触面上に最小30ミクロンまで薄く積層することができ、熱抵抗を格段に低下させることができて、ヒートシンクの冷却性能をより向上させることができる。   Printing may be screen printing or offset printing. By these printing, the thickness of the high thermal conductive sheet layer can be thinly laminated to a minimum of 30 microns on the contact surface of the heat sink body, the thermal resistance can be significantly reduced, and the cooling performance of the heat sink can be improved. It can be improved further.

また、予めヒートシンク本体の接触面に高熱伝導性シート層を印刷加工することで、ヒートシンク本体の接触面に後から熱伝導性シートを貼り付ける煩雑な作業が不要となり、仕上げ品質にも優れる。   Further, by printing the high heat conductive sheet layer on the contact surface of the heat sink body in advance, the complicated work of attaching the heat conductive sheet to the contact surface of the heat sink body later becomes unnecessary, and the finish quality is excellent.

本発明に係る請求項10記載のヒートシンクの製造方法は、潜熱蓄熱材を熱伝導性樹脂内に練り込んで板状又はブロック状に成形加工し、成形加工して得られた蓄熱樹脂体に対し、当該蓄熱樹脂体の硬化前に、ヒートシンク本体の放熱フィンの先端部側を埋設し、当該埋設状態で蓄熱樹脂体を硬化させることを特徴とする。   In the heat sink manufacturing method according to claim 10 of the present invention, the latent heat storage material is kneaded into a heat conductive resin and molded into a plate shape or a block shape, and the heat storage resin body obtained by molding is used. And before hardening of the said thermal storage resin body, the front-end | tip part side of the radiation fin of a heat sink main body is embed | buried, and the thermal storage resin body is hardened | cured in the said embedded state, It is characterized by the above-mentioned.

請求項10記載のヒートシンクの製造方法によれば、ヒートシンクの放熱フィンに対し蓄熱樹脂体を容易に取付け加工することができ、ファンを組み合わせる場合等に比べると、冷却性能向上のためのコストを下げることができる。   According to the method of manufacturing a heat sink according to claim 10, the heat storage resin body can be easily attached to the heat radiating fin of the heat sink, and the cost for improving the cooling performance is reduced as compared with the case where the fan is combined. be able to.

以上説明したように、本発明に係るヒートシンクによると、発熱体から発生する熱をヒートシンクの放熱フィンを介して蓄熱樹脂体に吸熱させて、蓄熱することにより、潜熱蓄熱材による潜熱冷却作用を利用して、ヒートシンク自体を強制冷却することができ、これにより、発熱体からの熱を吸熱するための冷却能力を向上させ、また、ヒートシンク自体の温度を一定の温度範囲に制御して、冷却性能を持続させることができるという優れた効果を奏する。   As described above, according to the heat sink according to the present invention, the heat generated from the heating element is absorbed into the heat storage resin body through the heat sink fins of the heat sink and stored, thereby utilizing the latent heat cooling action by the latent heat storage material. Thus, the heat sink itself can be forcibly cooled, thereby improving the cooling capacity for absorbing heat from the heating element, and controlling the temperature of the heat sink itself within a certain temperature range to improve the cooling performance. An excellent effect that can be sustained.

また、ファン等の手段が要らないから、冷却能力の向上を図りながら、消費電力の減少を同時に図ることができ、さらに、ファン等の設置スペースも不要で省スペース化を図れ、静音効果も期待できる等の優れた効果を奏する。   In addition, since no means such as a fan is required, it is possible to simultaneously reduce the power consumption while improving the cooling capacity. Further, the installation space for the fan is unnecessary, so that the space can be saved and the noise reduction effect is also expected. There are excellent effects such as being able to.

また、本発明に係るヒートシンクの製造方法によれば、ヒートシンクの放熱フィンに蓄熱樹脂体を容易に取付け加工することができ、ファンを組み合わせる場合等に比べると、コストを下げながら、冷却性能の向上を図ることができるという優れた効果を奏する。   Moreover, according to the heat sink manufacturing method of the present invention, the heat storage resin body can be easily attached to the heat sink fin of the heat sink, and the cooling performance is improved while reducing the cost compared to the case of combining the fans. It has an excellent effect that it can be achieved.

本発明を実施するための第1の実施形態を図1ないし図5を参照して説明する。図1および図2において、符号1は電子部品(発熱体)、符号2はヒートシンクである。   A first embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 denotes an electronic component (heating element), and reference numeral 2 denotes a heat sink.

ヒートシンク2は、アルミニウム等の熱伝導性に優れた金属製からなり、図1に示すように、電子部品1の発熱部に取り付けられ、ヒートシンク本体3の上面には多数の放熱フィン4が立設されている。各放熱フィン4・・・の上端部(先端部)4aには、蓄熱樹脂ブロック(蓄熱樹脂体)5が取付け加工されている。   The heat sink 2 is made of a metal having excellent thermal conductivity such as aluminum and is attached to a heat generating portion of the electronic component 1 as shown in FIG. Has been. A heat storage resin block (heat storage resin body) 5 is attached to the upper end portion (tip portion) 4a of each heat radiation fin 4.

蓄熱樹脂ブロック5は、後述する潜熱蓄熱材を含み、電子部品1から発生する熱を、ヒートシンク本体3の各放熱フィン4を介して吸熱し、内部の潜熱蓄熱材が相変化する際に吸収する潜熱を蓄熱するようになっている。この潜熱蓄熱材による潜熱冷却作用によって、ヒートシンク2自体が強制冷却され、これにより、電子部品1からの熱を吸熱するための冷却能力が向上し、また、ヒートシンク2自体の温度を一定の温度範囲(30℃〜120℃)に制御可能となっている。   The heat storage resin block 5 includes a latent heat storage material, which will be described later, absorbs heat generated from the electronic component 1 through the heat radiation fins 4 of the heat sink body 3, and absorbs the internal latent heat storage material when the phase changes. It is designed to store latent heat. Due to the latent heat cooling action by the latent heat storage material, the heat sink 2 itself is forcibly cooled, thereby improving the cooling capacity for absorbing heat from the electronic component 1 and the temperature of the heat sink 2 itself within a certain temperature range. It can be controlled to (30 ° C. to 120 ° C.).

蓄熱樹脂ブロック5は、潜熱蓄熱材を熱伝導性樹脂内に練り込んで板状又はブロック状に成形加工されたものである。潜熱蓄熱材の代表例として、氷(水)(HO)、無機水和塩系、パラフィン系が挙げられる。無機水和塩系としては、塩化カルシウム水和物(CaCl・6HO)、硫酸ナトリウム水和物(NaSO・10HO)、チオ硫酸ナトリウム水和物(Na3・5HO)、酢酸ナトリウム水和物(CH3COONa・3HO)が用いられる。パラフィン系としては、C1838、C2042、C2246などが用いられる。 The heat storage resin block 5 is obtained by kneading a latent heat storage material into a heat conductive resin and molding it into a plate shape or a block shape. Typical examples of the latent heat storage material include ice (water) (H 2 O), inorganic hydrated salt, and paraffin. Examples of the inorganic hydrate salt system include calcium chloride hydrate (CaCl 2 · 6H 2 O), sodium sulfate hydrate (Na 2 SO 4 · 10H 2 O), and sodium thiosulfate hydrate (Na 2 S 2 O). 3 · 5H 2 O), sodium acetate hydrate (CH 3 COONa · 3H 2 O ) is used. As the paraffin type, C 18 H 38 , C 20 H 42 , C 22 H 46 and the like are used.

熱伝導性樹脂は、エポキシ樹脂又はシリコーン樹脂を主成分とし、熱伝導性フィラー、添加剤等が含まれる。熱伝導性フィラーには炭素や炭化ケイ素等が用いられ、添加剤にはシランカップリング剤等が用いられる。配合比率は、エポキシ樹脂100重量部に対し、イミダゾール系硬化剤1〜50重量部、樹脂増粘剤1〜20重量部、熱伝導性フィラーとして、炭素1〜150重量部、炭化ケイ素0〜250重量部、シランカップリング剤0〜20重量部が配合され、さらに、潜熱蓄熱材としてチオ硫酸ナトリウム水和物(潜熱蓄熱材)1〜350重量部が配合される。また、シリコーン樹脂100重量部に対しては、樹脂増粘剤1〜20重量部、炭素1〜150重量部、炭化ケイ素0〜250重量部が配合され、さらに、潜熱蓄熱材としてチオ硫酸ナトリウム水和物(潜熱蓄熱材)1〜350重量部が配合される。熱伝導性樹脂の熱伝導率は0.3W/m・k以上である。   The heat conductive resin is mainly composed of an epoxy resin or a silicone resin, and includes a heat conductive filler, an additive, and the like. Carbon, silicon carbide, or the like is used for the thermally conductive filler, and a silane coupling agent or the like is used for the additive. The blending ratio is 1 to 50 parts by weight of an imidazole curing agent, 1 to 20 parts by weight of a resin thickener, and 1 to 150 parts by weight of carbon and 0 to 250 parts of silicon carbide with respect to 100 parts by weight of the epoxy resin. Part by weight, 0 to 20 parts by weight of a silane coupling agent are blended, and further 1 to 350 parts by weight of sodium thiosulfate hydrate (latent heat heat storage material) is blended as a latent heat storage material. Moreover, 1 to 20 parts by weight of a resin thickener, 1 to 150 parts by weight of carbon, and 0 to 250 parts by weight of silicon carbide are blended with respect to 100 parts by weight of the silicone resin, and further sodium thiosulfate water as a latent heat storage material. 1 to 350 parts by weight of a Japanese product (latent heat storage material) is blended. The heat conductivity of the heat conductive resin is 0.3 W / m · k or more.

蓄熱樹脂ブロック5の全表面には、図2に示すように、防湿コート層6が被覆加工されている。防湿コート層6は、蓄熱樹脂ブロック5内の潜熱蓄熱材が潜熱により固相から液相に変化した際に、液相が蓄熱樹脂ブロック5から排湿されるのを防止する。防湿コート層6は、エポキシ樹脂を主成分とし、熱伝導性フィラー、添加剤等が含まれる。熱伝導性フィラーには炭素や炭化ケイ素等が用いられ、添加剤にはシランカップリング剤等が用いられる。配合比率は、エポキシ樹脂100重量部に対し、イミダゾール系硬化剤1〜50重量部、炭素1〜150重量部、炭化ケイ素0〜250重量部、シランカップリング剤0〜20重量部が配合される。   As shown in FIG. 2, a moisture-proof coat layer 6 is coated on the entire surface of the heat storage resin block 5. The moisture-proof coating layer 6 prevents the liquid phase from being drained from the heat storage resin block 5 when the latent heat storage material in the heat storage resin block 5 is changed from a solid phase to a liquid phase due to latent heat. The moisture-proof coating layer 6 contains an epoxy resin as a main component and includes a heat conductive filler, an additive, and the like. Carbon, silicon carbide, or the like is used for the thermally conductive filler, and a silane coupling agent or the like is used for the additive. The blending ratio is 1 to 50 parts by weight of imidazole curing agent, 1 to 150 parts by weight of carbon, 0 to 250 parts by weight of silicon carbide, and 0 to 20 parts by weight of silane coupling agent with respect to 100 parts by weight of epoxy resin. .

なお、防湿コート層6は、アルミニウム等の金属箔で蓄熱樹脂ブロック5の全表面を被服加工したものであってもよい。   In addition, the moisture-proof coat layer 6 may be a coating of the entire surface of the heat storage resin block 5 with a metal foil such as aluminum.

ヒートシンク本体3の取付面3aには、図1に示すように、柔軟性および密着性を有する厚さ120ミクロン程度の熱伝導性シート層7が予め印刷加工により設けられている。熱伝導性シート層7は、柔軟性および密着性を有して、ヒートシンク本体3の取付面3aと電子部品1の発熱部1aとの間の凹凸を吸収し、厚さが非常に小さいから、熱抵抗を格段に下げることが可能である。   As shown in FIG. 1, a heat conductive sheet layer 7 having a thickness of about 120 microns having flexibility and adhesion is provided on the mounting surface 3a of the heat sink body 3 in advance by printing. The heat conductive sheet layer 7 has flexibility and adhesion, absorbs unevenness between the mounting surface 3a of the heat sink body 3 and the heat generating portion 1a of the electronic component 1, and has a very small thickness. It is possible to significantly reduce the thermal resistance.

熱伝導性シート層7は、エポキシ樹脂又はシリコーン樹脂を主成分とし、熱伝導性フィラー、添加剤が含まれる。熱伝導性フィラーには炭素や炭化ケイ素等が用いられ、添加剤にはシランカップリング剤等が用いられる。配合比率は、エポキシ樹脂100重量部に対し、イミダゾール系硬化剤1〜50重量部、炭素1〜150重量部、炭化ケイ素0〜25重量部、シランカップリング剤0〜20重量部が配合され、シリコーン樹脂100重量部に対しては、炭素1〜150重量部、樹脂増粘剤1〜20重量部が配合される。   The heat conductive sheet layer 7 is mainly composed of an epoxy resin or a silicone resin, and includes a heat conductive filler and an additive. Carbon, silicon carbide, or the like is used for the thermally conductive filler, and a silane coupling agent or the like is used for the additive. The blending ratio is 1 to 50 parts by weight of imidazole curing agent, 1 to 150 parts by weight of carbon, 0 to 25 parts by weight of silicon carbide, and 0 to 20 parts by weight of silane coupling agent with respect to 100 parts by weight of the epoxy resin. 1 to 150 parts by weight of carbon and 1 to 20 parts by weight of a resin thickener are blended with respect to 100 parts by weight of the silicone resin.

次に、上記ヒートシンク2について、その製造手順を図3ないし図5を参照して、説明する。   Next, the manufacturing procedure of the heat sink 2 will be described with reference to FIGS.

まず、溶剤でエポキシ樹脂(主剤)を溶かした後のエポキシ樹脂溶液中に、所定の配合比率で、イミダゾール系硬化剤、熱伝導性フィラー(炭素、炭化ケイ素)、樹脂増粘剤、添加剤、チオ硫酸ナトリウム水和物を投入して混錬し、図3(A)に示すように、得られた蓄熱樹脂溶液8を第1容器9内に流し込む。そして、図3(A)から図3(B)に示すように、第1容器9内に流し込んだ蓄熱樹脂溶液8の上から、放熱フィン4の先端部4aを下向きにして、各放熱フィン4の先端部4a側を所定の深さDまで蓄熱樹脂溶液8中に含浸し、当該状態で蓄熱樹脂溶液8を硬化させる。   First, in the epoxy resin solution after dissolving the epoxy resin (main agent) with a solvent, at a predetermined blending ratio, an imidazole curing agent, a heat conductive filler (carbon, silicon carbide), a resin thickener, an additive, Sodium thiosulfate hydrate is added and kneaded, and the obtained heat storage resin solution 8 is poured into the first container 9 as shown in FIG. Then, as shown in FIGS. 3 (A) to 3 (B), each of the radiating fins 4 is arranged with the tip end portion 4a of the radiating fin 4 facing downward from above the heat storage resin solution 8 poured into the first container 9. The heat storage resin solution 8 is impregnated to the predetermined depth D in the front end portion 4a side, and the heat storage resin solution 8 is cured in this state.

一定時間経過により、第1容器9内の蓄熱樹脂溶液8が硬化したら、第1容器9から、硬化してできた蓄熱樹脂ブロック5をヒートシンク2ごと取り出す。これにより、各放熱フィン4の先端部4a側に蓄熱樹脂ブロック5が取付け加工されたヒートシンク2が得られる。   When the heat storage resin solution 8 in the first container 9 is cured after a certain period of time, the heat storage resin block 5 that has been cured is taken out from the first container 9 together with the heat sink 2. Thereby, the heat sink 2 in which the heat storage resin block 5 is attached and processed on the front end portion 4a side of each radiating fin 4 is obtained.

次に、放熱フィン4の先端部4aの蓄熱樹脂ブロック5に対し、防湿コート層6となる防湿樹脂を被覆加工する。溶剤でエポキシ樹脂(主剤)を溶かしたエポキシ樹脂溶液に対し、所定の配合比率で、硬化剤、熱伝導性フィラー(炭素、炭化ケイ素)、添加剤(シランカップリング剤)を投入・混錬し、防湿樹脂溶液10を得る。そして、図4(A)に示すように、防湿樹脂溶液10を第2容器11内に流し込み、ヒートシンク2の放熱フィン4の先端部4aの蓄熱樹脂ブロック5を下にした姿勢で、図4(B)に示すように、同蓄熱樹脂ブロック5を第2容器11内の防湿樹脂溶液10に浸し、蓄熱樹脂ブロック5の表面全体を防湿樹脂溶液10で被覆する。蓄熱樹脂ブロック5の周囲を防湿樹脂で完全に固める。   Next, the heat storage resin block 5 at the tip end portion 4 a of the heat radiating fin 4 is coated with a moistureproof resin that becomes the moistureproof coating layer 6. Addition and kneading of curing agent, heat conductive filler (carbon, silicon carbide), and additive (silane coupling agent) at the specified blending ratio to the epoxy resin solution in which the epoxy resin (main agent) is dissolved in a solvent A moisture-proof resin solution 10 is obtained. Then, as shown in FIG. 4A, the moisture-proof resin solution 10 is poured into the second container 11, and the heat storage resin block 5 at the front end portion 4a of the heat radiating fin 4 of the heat sink 2 is placed downward, as shown in FIG. As shown in B), the heat storage resin block 5 is immersed in the moisture-proof resin solution 10 in the second container 11, and the entire surface of the heat storage resin block 5 is covered with the moisture-proof resin solution 10. The periphery of the heat storage resin block 5 is completely hardened with moisture-proof resin.

次に、一定時間経過により、第2容器11内の防湿樹脂溶液10が硬化したら、第2容器11から、ヒートシンク2を取り出す。そして、図5に示すように、ヒートシンク2の取付面3aに対し、熱伝導性シート層7を印刷する。印刷はスクリーン印刷で行なう。これにより、図1および図2に示すヒートシンク2が出来上がる。   Next, when the moisture-proof resin solution 10 in the second container 11 is cured after a certain period of time, the heat sink 2 is taken out from the second container 11. Then, as shown in FIG. 5, the heat conductive sheet layer 7 is printed on the mounting surface 3 a of the heat sink 2. Printing is performed by screen printing. Thereby, the heat sink 2 shown in FIG. 1 and FIG. 2 is completed.

本発明者は、表1の材料、配合で得られた蓄熱樹脂溶液を、2.5cm角、高さ2cmの容器内に深さ約3mmに注入し、2cm角、高さ3cmのヒートシンクを容器内に浸し、50℃で一日放置し、硬化させた。次に、表2の材料、配合で得られた防湿樹脂溶液を2.5cm角、高さ2cmの容器内に深さ約1mmに注入し、上記ヒートシンクにおける蓄熱樹脂ブロックを容器内に浸し、防湿樹脂溶液で浸されていない部分には上から同溶液を流し込み、完全にブロック周囲を被覆し、そのまま50℃で一日放置し、硬化させた。最後に、ヒートシンク本体の取付面に表3の材料、配合で得られた熱伝導性シート用材料を120μの厚みにスクリーン印刷し、80℃で3時間の熱乾燥を行ない、熱伝導性シート層を硬化させた。また、比較例として、蓄熱樹脂ブロックを備えずヒートシンクの取付面に熱伝導性シート層を印刷したものを用意した。

Figure 2010098004
Figure 2010098004
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The inventor injects the heat storage resin solution obtained from the materials and blends shown in Table 1 into a 2.5 cm square, 2 cm high container to a depth of about 3 mm, and a 2 cm square, 3 cm high heat sink. It was dipped in and allowed to stand at 50 ° C. for one day to cure. Next, the moisture-proof resin solution obtained by mixing the materials shown in Table 2 into a 2.5 cm square and 2 cm high container is poured to a depth of about 1 mm, and the heat storage resin block in the heat sink is immersed in the container to prevent moisture. The same solution was poured from above into the portion not immersed in the resin solution, completely covering the periphery of the block, and allowed to stand at 50 ° C. for one day to be cured. Finally, the material of Table 3 on the mounting surface of the heat sink body and the heat conductive sheet material obtained by blending were screen-printed to a thickness of 120 μm and heat-dried at 80 ° C. for 3 hours to form a heat conductive sheet layer. Was cured. As a comparative example, a heat storage resin block was not provided, and a heat conductive sheet layer was printed on the heat sink mounting surface.
Figure 2010098004
Figure 2010098004
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発熱体(130℃)の上面に実施例のヒートシンクと比較例のヒートシンクをそれぞれ取付け、各ヒートシンクの発熱部受取面裏側と、ヒートシンクの放熱フィンの先端側における温度変化を測定した。表4および表5にそれらの結果を示す。表4の結果によると、比較例のヒートシンクは発熱部受取面裏側の温度が60分で120℃まで達するのに対し、実施例のヒートシンクは180分でも100℃を下回った。また、表5の結果によると、比較例のヒートシンクは放熱フィンの先端側の温度が180分で100度超まで達するのに対し、実施例のヒートシンクは180分でも60度を下回った。これらの結果から、比較例に比べて、実施例のヒートシンクは、ヒートシンクから蓄熱樹脂ブロックに効果的に吸熱されていることが分かった。

Figure 2010098004
Figure 2010098004
The heat sink of the example and the heat sink of the comparative example were respectively attached to the upper surface of the heat generating body (130 ° C.), and the temperature change at the back side of the heat generating part receiving surface of each heat sink and the front end side of the heat sink fin of the heat sink was measured. Tables 4 and 5 show the results. According to the results shown in Table 4, the heat sink of the comparative example had a temperature on the back side of the heat generating portion receiving surface reaching 120 ° C. in 60 minutes, whereas the heat sink of the example was below 100 ° C. even in 180 minutes. Further, according to the results of Table 5, the heat sink of the comparative example had a temperature on the tip side of the radiation fin reaching over 100 degrees in 180 minutes, whereas the heat sink of the example was less than 60 degrees in 180 minutes. From these results, it was found that the heat sink of the example was effectively absorbed by the heat storage resin block from the heat sink as compared with the comparative example.
Figure 2010098004
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また、発明者は、アルミ板の上面に表3の熱伝導性シート用材料を120μの厚さに塗布して熱乾燥させたものと、アルミ板の上面に市販のサーマルシートを後付けしたものを2つ用意し、それぞれの上に130℃の発熱体を固定し、各アルミ板の裏面温度をサーモグラフィで観察し、温度変化を測定した。表6にその結果を示す。表6の結果から、表3の熱伝導性シート層の方が熱伝導性効果に優れていることを確認できた。

Figure 2010098004
In addition, the inventor applied the heat conductive sheet material shown in Table 3 to a thickness of 120 μm on the upper surface of the aluminum plate and thermally dried, and the product obtained by adding a commercially available thermal sheet to the upper surface of the aluminum plate. Two were prepared, a heating element of 130 ° C. was fixed on each of them, the back surface temperature of each aluminum plate was observed by thermography, and the temperature change was measured. Table 6 shows the results. From the results in Table 6, it was confirmed that the thermally conductive sheet layer in Table 3 was superior in the thermal conductivity effect.
Figure 2010098004

本発明に係るヒートシンクは、冷却能力を高めることができ、また、発熱体の発熱時にヒートシンク自体を一定の温度範囲に制御可能なヒートシンクとして、利用可能である。   The heat sink according to the present invention can increase the cooling capacity, and can be used as a heat sink capable of controlling the heat sink itself within a certain temperature range when the heat generating element generates heat.

第1の実施形態を示すもので、電子部品の発熱部にヒートシンクを取り付けた状態を示す側面図、The side view which shows 1st Embodiment and shows the state which attached the heat sink to the heat-emitting part of an electronic component, 図1に示すヒートシンクの断面図、1 is a cross-sectional view of the heat sink shown in FIG. 図1に示すヒートシンクの製造方法を説明するもので、(A)および(B)はその製造手順を示す説明図、FIG. 1 is a diagram for explaining a manufacturing method of the heat sink shown in FIG. 1, (A) and (B) are explanatory diagrams showing the manufacturing procedure; 図1に示すヒートシンクの製造方法を説明するもので、(A)および(B)はその製造手順を示す説明図、FIG. 1 is a diagram for explaining a manufacturing method of the heat sink shown in FIG. 1, (A) and (B) are explanatory diagrams showing the manufacturing procedure; 図1に示すヒートシンクの製造方法を説明するもので、製造手順を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacturing procedure, explaining the manufacturing method of the heat sink shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 電子部品(発熱体)
1a 発熱部
2 ヒートシンク
3 ヒートシンク本体
3a ヒートシンク本体の取付面
4 放熱フィン
4a 放熱フィンの上端部
5 蓄熱樹脂ブロック(蓄熱樹脂体)
6 防湿コート層
7 熱伝導性シート層
8 蓄熱樹脂溶液
9 第1容器
10 防湿樹脂溶液
11 第2溶液
H 第1容器内の蓄熱樹脂溶液中に放熱フィンの先端部を含浸させる深さ
1 Electronic component (heating element)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a Heat generating part 2 Heat sink 3 Heat sink main body 3a Mounting surface 4 of heat sink main body Heat radiation fin 4a Upper end part 5 of heat radiation fin Thermal storage resin block (thermal storage resin body)
6 Moisture-proof coating layer 7 Thermally conductive sheet layer 8 Thermal storage resin solution 9 First container 10 Moisture-proof resin solution 11 Second solution H Depth of impregnating the tips of the heat radiation fins into the thermal storage resin solution in the first container

Claims (10)

発熱体の発熱部に取り付けられるヒートシンクにおいて、ヒートシンク本体の放熱フィンに対し、潜熱蓄熱材を含みかつ熱伝導性のある蓄熱樹脂体が取付け加工されていることを特徴とするヒートシンク。   A heat sink attached to a heat generating portion of a heat generating body, wherein a heat storage resin body including a latent heat storage material and having thermal conductivity is attached to a heat radiating fin of a heat sink body. 前記蓄熱樹脂体は、前記潜熱蓄熱材が熱伝導性樹脂内に練り込まれて板状又はブロック状に一体成形され、当該蓄熱樹脂体に対し前記放熱フィンの先端部側が埋設されていることを特徴とする、請求項1記載のヒートシンク。   In the heat storage resin body, the latent heat storage material is kneaded into a heat conductive resin and integrally formed into a plate shape or a block shape, and the tip end side of the heat radiation fin is embedded in the heat storage resin body. The heat sink according to claim 1, wherein the heat sink is characterized. 前記潜熱蓄熱材は、30℃〜120℃の範囲で、固相から液相又は液相から気相に変化する材料から構成されていることを特徴とする、請求項1又は請求項2記載のヒートシンク。   The said latent heat storage material is comprised in the range of 30 to 120 degreeC from the material which changes from a solid phase to a liquid phase, or a liquid phase to a gaseous phase, The Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. heatsink. 前記潜熱蓄熱材は、氷、無機水和塩系、パラフィン系のいずれかであることを特徴とする、請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載のヒートシンク。   The heat sink according to any one of claims 1 to 3, wherein the latent heat storage material is one of ice, inorganic hydrated salt, and paraffin. 前記潜熱蓄熱材は、チオ硫酸ナトリウム水和物であることを特徴とする、請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載のヒートシンク。   The heat sink according to any one of claims 1 to 4, wherein the latent heat storage material is sodium thiosulfate hydrate. 前記熱伝導性樹脂の熱伝導率は、0.3W/m・K以上であることを特徴とする、請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載のヒートシンク。   The heat sink according to any one of claims 1 to 5, wherein the thermal conductivity of the thermal conductive resin is 0.3 W / m · K or more. 前記潜熱蓄熱体は、防湿コート層で被覆されていることを特徴とする、請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載のヒートシンク。   The heat sink according to any one of claims 1 to 6, wherein the latent heat storage body is covered with a moisture-proof coating layer. 発熱体の発熱部に対するヒートシンク本体の接触面に、柔軟性および密着性を有する高熱伝導性シート層が設けられていることを特徴とする、請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載のヒートシンク。   The high heat conductive sheet layer which has a softness | flexibility and adhesiveness is provided in the contact surface of the heat sink main body with respect to the heat-emitting part of a heat generating body, The Claim 1 thru | or 7 characterized by the above-mentioned. Heat sink. 前記高熱伝導性シート層は、前記ヒートシンク本体の接触面に予め印刷加工されていることを特徴とする、請求項8記載のヒートシンク。   The heat sink according to claim 8, wherein the high thermal conductive sheet layer is pre-printed on a contact surface of the heat sink body. 発熱体の発熱部に取り付けられるヒートシンクの製造方法において、潜熱蓄熱材を熱伝導性樹脂内に練り込んで板状又はブロック状に成形加工し、成形加工された蓄熱樹脂体が硬化する前に、ヒートシンク本体の放熱フィンの先端部側を蓄熱樹脂体に埋設し、当該埋設状態で前記蓄熱樹脂体を硬化させることを特徴とするヒートシンクの製造方法。   In the manufacturing method of the heat sink attached to the heat generating part of the heating element, the latent heat storage material is kneaded into the heat conductive resin and molded into a plate shape or block shape, and before the molded heat storage resin body is cured, A method of manufacturing a heat sink, characterized in that a heat storage resin body is embedded at a tip end side of a heat radiation fin of a heat sink body, and the heat storage resin body is cured in the embedded state.
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