JP2010272861A - 放熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部材に緊密に接触する放熱装置を提供する。
【解決手段】放熱装置は、基板との間にスプリング４０を設置することにより、電子素子に緊密に接触させてから、前記スプリングを圧縮することにより、基板に対して垂直移動可能に基板に取り付けられ、且つ電気回路基板上の電子素子に対して放熱するために用いられる放熱器と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、放熱装置に関するものであって、特に発熱電子部材に対して放熱するために用いられる放熱装置に関するものである。

周知のように、ＣＰＵ（中央処理装置）などの電子部材が作動する時に生じる熱が電子部材の作動に悪い影響をもたらす。従って前記電子部材の上に放熱装置を装着して前記電子部材を冷却しなければならない。

しかし、製造公差による前記放熱装置の下面と前記電子部材の上面との間の隙間は、前記放熱装置と前記電子部材との接触不良を招き、従って前記電子部材が生じる熱を効果的に放熱することができなくなり、さらに前記電子部材の作動に悪い影響をもたらす。

本発明の目的は、前記課題を解決し、電子部材に緊密に接触する放熱装置を提供することである。

本発明に係る放熱装置は、基板と、前記基板に対して垂直移動可能に前記基板に取り付けられ、且つ電気回路基板上の電子素子に対して放熱するために用いられる放熱器と、を備える。

本発明の放熱装置において、放熱器は基板に対して垂直方向に移動できるため、前記放熱器と前記基板との間の距離を調節することができ、従って前記放熱器を電子素子に緊密に接触させることができる。

本発明の実施形態に係る放熱装置の立体組立図である。 図１に示す放熱装置の他の視角からの立体組立図である。 図１に示す放熱装置の部分組立図である。 図１に示す放熱装置の部分組立図である。 図４に示す放熱装置の第一放熱器の第一放熱フィンを除外した分解図である。 図１に示す放熱装置の第一放熱器の断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

図１〜図４を参照すると、本発明の実施形態に係る放熱装置は、電気回路基板１００の上にある第一電子素子２００及び第二電子素子３００に対して放熱するために用いられる。前記放熱装置は、基板１０と、前記基板１０の上に取り付けられる第一放熱器２０及び第二放熱器３０と、を備える。前記第一放熱器２０は、前記第一電子素子２００に対して放熱し、前記第二放熱器３０は、前記第二電子素子３００に対して放熱する。

本実施形態において、前記基板１０は、ファン固定ホルダーであって、前記第一放熱器２０及び前記第二放熱器３０をファン（図示せず）と組み合わせて、コンパクトであり且つ高い放熱効率を有する放熱装置を構成する。前記基板１０は、略矩形であり、銅、アルミニウムのような優れた熱伝導性能を有する金属材料からなり、その一端には前記第一放熱器２０を取り付けるための複数の第一貫通孔１２（図４を参照）及び前記第二放熱器３０を取り付けるための複数の第二貫通孔１３（図２を参照）が配列されており、他端には、ファン（図示せず）に対応する開口１４が形成されている。各々の第一貫通孔１２の周縁から上に向かってフランジ１２０が突出するため、前記第一放熱器２０にさらによく接触することができる。

前記第一放熱器２０は、熱伝導ホルダー２１と、前記熱伝導ホルダー２１に固定されている複数の柱状フィン２２と、複数の前記柱状フィン２２を挿通させる複数のシート状フィン２３と、を備える。前記熱伝導ホルダー２１は、銅、アルミニウムのような優れた熱伝導性能を有する金属材料からなる底板２１１及び上板２１５を備え、両者はかしめられるとともに、前記柱状フィン２２を挟んで固定する。他の実施形態において、前記熱伝導ホルダー２１は１つの熱伝導板体であって、前記柱状フィン２２を前記熱伝導板体に溶接するか、又は前記柱状フィン２２と前記熱伝導板体とを一体成型することもできる。各々のシート状フィン２３は、矩形であって、その上には前記基板１０の複数の第一貫通孔１２に対応する複数の円孔２３０が形成されている。

図５及び図６を参照すると、前記底板２１１の上面には、複数円柱２１２が設置されている。本実施形態において、複数の前記円柱２１２は、前記底板２１１の周縁に沿って均一に配置されるが、他の実施形態において、マトリックスに配列されるか又は無規則に配列されてもよい。複数の前記円柱２１２は、前記底板２１１と一体成型され、即ち前記底板２１１の下面からプレス加工して形成されるため、前記底板２１１の下面には複数の前記円柱２１２に対応する複数の凹部２１３が形成される（図２を参照）。前記上板２１５は、平板状であって、その下面には複数の円形の凹部２１６が設置されており、その上面には前記凹部２１６に対応して複数の穿孔２１７が形成されており、各々の穿孔２１７と対応する凹部２１６とは同軸であり、且つ互いに連通され、さらに前記穿孔２１７の直径は対応する凹部２１６の直径より小さい。前記上板２１５には、前記底板２１１の複数の円柱２１２に対応する複数の貫通孔２１８が形成されており、当該貫通孔２１８の内径は前記円柱２１２の外径よりやや大きい。前記上板２１５の２つの対角位置には、前記上板２１５の上面から下へ向かって垂直となるように延在する取付柱２１９が設置されており、前記取付柱２１９にはねじ孔が形成される。前記柱状フィン２２は、円柱状であって、頭部２８と、前記頭部２８から上に向かって延在する柱体２９と、を備える。前記柱状フィン２２は、円柱状に限定されるものではなく、多角柱状であることができる。前記柱状フィン２２において、前記頭部２８の直径は前記柱体２９の横断面の直径より大きいため、前記頭部２８と前記柱体２９とは階段状を呈する。前記柱体２９の外径は、前記基板１０の第一貫通孔１２の内径より小さいが、前記シート状フィン２３の円孔２３０の内径よりやや大きい。前記柱体２９の横断面の直径は前記上板２１５の穿孔２１７の直径より小さいが、前記頭部２８の直径は前記上板２１５の穿孔２１７の直径より大きいため、前記柱体２９は前記穿孔２１７を貫通することができるが、前記頭部２８は前記穿孔２１７を貫通することができない。前記頭部２８の直径は前記上板２１５の凹部２１６の直径より小さいため、前記頭部２８は前記凹部２１６に収容されるが、前記頭部２８の高さが前記凹部２１６の深さより大きいため、前記頭部２８の底部は前記凹部２１６から露出する。本実施形態において、前記頭部２８の高さは前記凹部２１６の深さより０．０５〜０．１５ｍｍほど大きい。

前記底板２１１、前記上板２１５及び前記柱状フィン２２を組み立てる場合、先ず、前記柱状フィン２２を前記上板２１５に挿通させると、前記柱状フィン２２の柱体２９は前記上板２１５の穿孔２１７を貫通するが、前記柱状フィン２２の頭部２８は前記穿孔２１７に連通されている凹部２１６に収容され、且つ前記頭部２８の底部は前記凹部２１６から露出する。次に、前記底板２１１を前記上板２１５に押圧して、前記上板２１５の凹部２１６から露出する前記頭部２８は押圧膨張されて前記凹部２１６にかしめられるとともに、前記底板２１１の円柱２１２も変形して前記上板２１５の貫通孔２１８にかしめられ、変形した前記頭部２８の下面と前記上板２１５の下面とは同じ平面に位置し、且つ前記底板２１１の上面に緊密に接触する。従って、前記底板２１１と前記上板２１５とがかしめられるとともに、前記柱状フィン２２を前記底板２１１と前記上板２１５との間に挟んで固定する。

図１〜図４を参照すると、前記第二放熱器３０は、熱伝導ホルダー３１と、前記基板１０の複数の第二貫通孔１３を貫通する複数の柱状フィン３２と、複数の前記柱状フィン３２を挿通させる複数のシート状フィン３３と、前記基板１０の下面に設置され且つ前記熱伝導ホルダー３１に接続するヒートパイプ３５と、を備える。各々の柱状フィン３２は、円柱状であり、その底端の外径は前記第二貫通孔１３の内径よりやや大きいため、その下端は前記基板１０の対応する第二貫通孔１３に緊密に収容され、且つ前記柱状フィン３２の下面と前記基板１０の下面とは同じ平面に位置する。前記柱状フィン３２の下端より上方部分は、前記基板１０の上面から露出する。前記基板１０の複数の第二貫通孔１３は、二組に分かれ、一組は前記第一放熱器２０と前記基板１０の開口１４との間に位置し、他の一組は前記第一放熱器２０の一端の外側に位置する。前記基板１０の複数の第二貫通孔１３が二組に分かれているため、複数の前記第二貫通孔１３に取り付けられる複数の柱状フィン３２も二組に分かれる。前記熱伝導ホルダー３１は、略矩形であって、前記第一放熱器２０の熱伝導ホルダー２１と前記基板１０の開口１４との間に設置される。前記熱伝導ホルダー３１の上面の片側は前記一組の柱状フィン３２の下面に接触し、前記熱伝導ホルダー３１の上面の他の片側には、縦長い溝部３１０が設置されている。前記ヒートパイプ３５は、略７字状であって、前記熱伝導ホルダー３１の溝部３１０に収容される吸熱段３５１と、前記吸熱段３５１に接続する放熱段３５５と、を備える。前記ヒートパイプ３５の放熱段３５５は、前記基板１０の下面に接触し、且つ他の一組の柱状フィン３２の下端の間に位置する。前記シート状フィン３３は、略Ｔ字状であって、前記基板１０の開口１４に対面する片側は円弧状である。各々のシート状フィン３３には、複数の円孔３３０が形成されており、各々の円孔３３０の内径は前記柱状フィン３２の外径よりやや小さい。

前記放熱装置を組み立てる場合、先ず、前記第二放熱器３０の複数の柱状フィン３２を前記基板１０の複数の第二貫通孔１３に緊密に挿入してから、複数の前記柱状フィン３２を複数の前記シート状フィン３３に挿通させて、複数の前記シート状フィン３３は、前記柱状フィン３２に互いに離間して平行に設置されて複数の通気空間（図示せず）を形成する。次に、前記熱伝導ホルダー３１と、前記ヒートパイプ３５とを前記基板１０の下面に溶接する。次に、一体に組み立てられた前記底板２１１、前記上板２１５及び前記柱状フィン２２を前記基板１０に取り付ける。即ち、前記柱状フィン２２は前記基板１０の下面から前記第一貫通孔１２を貫通して、前記上板２１５の上面は前記基板１０の下面に当接する。次に、複数のスプリング４０をそれぞれ複数の柱状フィン２２の外周に被せる。次に、複数の前記柱状フィン２２を複数の前記シート状フィン２３に挿通させて、複数の前記シート状フィン２３は、前記柱状フィン２２に互いに離間して平行に設置されて複数の通気空間（図示せず）を形成し、各々のスプリング４０の下端は前記基板１０の上面に当接し、各々のスプリング４０の上端は最下層のシート状フィン２３に当接する。よって前記放熱装置の組立が完成する。前記柱体２９の外径は前記シート状フィン２３の円孔２３０の内径よりやや大きいため、前記シート状フィン２３に挿通される前記柱体２９は前記シート状フィン２３に緊密に接触し、且つ前記スプリング４０が前記第一放熱器２０の最下層のシート状フィン２３を前記基板１０から離れる方向へ押圧すると、前記第一放熱器２０は前記基板１０に対して上に向かって移動して前記基板１０に緊密に接触する。

前記放熱装置を前記電気回路基板１００に取り付ける場合、前記第二放熱器３０の熱伝導ホルダー３１の下面は前記電気回路基板１００の上の第二電子素子３００の上面に緊密に接触させ、前記第一放熱器２０の底板２１１の下面は前記電気回路基板１００の上の第一電子素子２００の上面に近付けられる。前記第一放熱器２０の下面と前記第二放熱器３０の下面との間の高低差は、前記電気回路基板１００の上の第一電子素子２００の上面と第二電子素子３００の上面との間の高低差によって決まるため、前記第二放熱器３０の熱伝導ホルダー３１の下面が前記電気回路基板１００の上の第二電子素子３００の上面に緊密に接触させると、前記第一放熱器２０の底板２１１の下面は前記電気回路基板１００の上の第一電子素子２００の上面と若干離れている。前記第二放熱器３０の熱伝導ホルダー３１の下面が前記電気回路基板１００の上の第二電子素子３００の上面に緊密に接触させてから、２つのねじで前記電気回路基板１００を貫通して前記第二放熱器３０の熱伝導ホルダー３１のねじ孔３１３に螺合して、前記熱伝導ホルダー３１を前記第二電子素子３００に緊密に接触させるとともに前記電気回路基板１００に固定する。他の２つのねじで前記電気回路基板１００を貫通して前記第一放熱器２０の取付柱２１９のねじ孔に螺合して、前記第一放熱器２０の熱伝導ホルダー２１を前記第一電子素子２００に向かって引っ張って、前記熱伝導ホルダー２１を前記第一電子素子２００に緊密に接触させる。この時、前記第一放熱器２０を前記基板１０に対して下向きに調整するため、前記スプリング４０は最下層のシート状フィン２３に圧縮されて、前記第一放熱器２０は前記基板１０に依然として緊密に接触する。

本発明の放熱装置において、前記第一放熱器２０と前記基板１０との間に前記スプリング４０を設置することにより、また前記第二放熱器３０を前記第二電子素子３００に緊密に接触させてから、前記スプリング４０を圧縮することにより、前記第一放熱器２０と前記基板１０との間の距離を調節することができ、前記第二放熱器３０と前記第二電子素子３００との緊密な接触を確保するとともに、前記第一放熱器２０も前記第一電子素子２００に緊密に接触し、さらに前記第一放熱器２０及び前記第二放熱器３０と前記基板１０との連接構造はコンパクトであって、前記基板１０に取り付けられた前記第一放熱器２０及び前記第二放熱器３０が公差によって前記第一電子素子２００及び前記第二電子素子３００に接触し難くなる問題は発生しない。

前記第一放熱器２０の熱伝導ホルダー２１及び前記第二放熱器３０の熱伝導ホルダー３１を前記電気回路基板１００に固定する固定装置として、本実施形態に係るねじで螺合する方式に限定されるものではなく、ファスナーなどの他の方式を採用してもよい。弾性素子もスプリングに限定されるものではなく、弾性シート又はゴムなどを採用してもよい。

他の実施形態において、発熱電子素子の数量が三つ又はさらに多い場合、第一放熱器以外の他の放熱器を基板に移動可能に連接し、且つ放熱器と基板との間に弾性素子を設置することにより、放熱器と基板との間の距離を調節して、放熱器を対応する電子素子に緊密に接触させるとともに、放熱器と基板とが離間することを免れる。

以上、本発明を実施例に基づいて具体的に説明したが、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能であることは勿論であって、本発明の技術的範囲は、以下の特許請求の範囲に定められる。

１０ 基板
１２ 第一貫通孔
１３ 第二貫通孔
１４ 開口
２０ 第一放熱器
２１，３１ 熱伝導ホルダー
２２，３２ 柱状フィン
２３，３３ シート状フィン
２８ 頭部
２９ 柱体
３０ 第二放熱器
３５ ヒートパイプ
４０ スプリング
１００ 電気回路基板
１２０ フランジ
２００ 第一電子素子
２１１ 底板
２１２ 円柱
２１３，２１６ 凹部
２１５ 上板
２１７ 穿孔
２１８ 貫通孔
２１９ 取付柱
２３０，３３０ 円孔
３００ 第二電子素子
３１０ 溝部
３１３ ねじ孔
３５１ 吸熱段
３５５ 放熱段

Claims (6)

1. 基板と、
   前記基板に対して垂直移動可能に前記基板に取り付けられ、且つ電気回路基板上の電子素子に対して放熱するために用いられる放熱器と、
   を備えることを特徴とする放熱装置。
2. 前記放熱器と前記基板との間には、弾性素子が設置されることを特徴とする請求項１に記載の放熱装置。
3. 前記放熱器は、前記電子素子に導熱するように接する熱伝導ホルダー及び前記熱伝導ホルダーに取り付けられる複数の柱状フィンを備え、
   複数の前記柱状フィンは、前記基板を貫き且つ前記基板に対してその軸方向に沿って移動できることを特徴とする請求項２に記載の放熱装置。
4. 前記柱状フィンは、前記柱状フィンの長手方向に沿って互いに離間して設置される複数のシート状フィンを貫通することを特徴とする請求項３に記載の放熱装置。
5. 前記熱伝導ホルダー及び複数の前記シート状フィンは、別々に前記基板の両側に設置されることを特徴とする請求項４に記載の放熱装置。
6. 前記弾性素子は、前記基板と前記基板に隣接するシート状フィンとの間に設置されることを特徴とする請求項５に記載の放熱装置。

Images