JP2011091167A - Heating component housing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は発熱部品収納体に関し、さらに詳しくは、発熱性を持つ電子部品が内蔵された収納体に関する。 The present invention relates to a heat generating component storage body, and more particularly to a storage body in which an electronic component having heat generation is incorporated.
従来、発熱性部品を内蔵する収納体としては、ブタンや水などの冷媒が封入された蛇行細管を内蔵した熱輸送平板に発熱性部品を固定し、熱輸送平板の放熱器により筐体外へあるいは筐体内へ自然対流により放熱するランプ冷却システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。このランプ冷却システムでは、ランプベースと熱輸送平板との接合面に、高熱伝導率でかつ弾力性を有するクッション材を熱伝導シートとして配置してランプベースと熱輸送平板との密着性を高め、熱抵抗を更に低減させることが考えられている。この他に、発熱性部品が内蔵された放熱構造において、内部空間に発熱性部品の熱を放熱させる放熱シートを備えるもの(例えば、特許文献2参照)や、複数の端子部間を熱的に伝達可能とする伝熱部材を設けたもの(例えば、特許文献3参照)が知られている。 Conventionally, as a storage body containing a heat-generating component, the heat-generating component is fixed to a heat transport flat plate containing a meandering capillary tube in which a refrigerant such as butane or water is enclosed, and the heat transport flat plate radiator is used to move it outside the housing. A lamp cooling system that dissipates heat by natural convection into a housing is known (see, for example, Patent Document 1). In this lamp cooling system, a cushioning material having high thermal conductivity and elasticity is arranged as a heat conductive sheet on the joint surface between the lamp base and the heat transport flat plate to improve the adhesion between the lamp base and the heat transport flat plate, It is considered to further reduce the thermal resistance. In addition to this, in a heat dissipation structure including a heat-generating component, a heat dissipation sheet that dissipates the heat of the heat-generating component in the internal space (for example, see Patent Document 2), or between a plurality of terminal portions thermally. The thing (for example, refer patent document 3) which provided the heat-transfer member which enables transmission is known.
上述の従来技術では、図9に示すように、筐体100の内部に配置された発熱性部品(熱源)から生じた熱は、順次、内部空気、筐体壁部101、外部空気へと伝わって行く。しかしながら、図10に示すように、筐体100には内部空気層が存在するため、熱源からの熱が筐体壁部101との境界で反射したり、内部空気層で対流したりすることで、熱が筐体壁部101まで効率よく届いているとは言えない。そのため、筐体100内を伝導する熱量も熱源からの熱量よりも大幅に少なく、外部空気まで伝わる熱量が少ない。このように、筐体壁部101へ伝導する熱量が元々小さいため、筐体100の構成材料を汎用樹脂から高熱伝導材料に変更しても、あまり放熱効果の向上は見られないものであった。
In the above-described prior art, as shown in FIG. 9, heat generated from a heat-generating component (heat source) disposed inside the
そこで、本発明の目的は、構成部材の点数を増加させることなく、放熱効率の高い低コストの発熱部品収納体を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a low-cost heat-generating component storage body with high heat dissipation efficiency without increasing the number of constituent members.
本発明の特徴は、発熱部品収納体であって、接続端子を備える発熱性電子部品と、接続端子が当接するように、前記発熱性電子部品を収納する筐体と、を備え、筐体は、電気絶縁性を有するベースポリマーに、熱伝導性の高い無機成分を配合してなる高熱伝導材料で形成されていることを要旨とする。 A feature of the present invention is a heat-generating component storage body including a heat-generating electronic component having a connection terminal and a housing for storing the heat-generating electronic component so that the connection terminal abuts. The gist of the present invention is that the base polymer is formed of a highly heat-conductive material obtained by blending an inorganic component having high heat conductivity with a base polymer having electrical insulation.
本発明では、発熱性電子部品で発生した熱が、内部空気を介さずに、接続端子を介して筐体壁部に直接的に熱伝導して、筐体へ発熱性電子部品からの熱を効率的に伝導させることができる。したがって、この筐体から外部空気に放散される熱量も大きくなり、放熱効率の高い発熱部品収納体となる。 In the present invention, heat generated in the heat-generating electronic component is directly conducted to the housing wall through the connection terminal without passing through the internal air, and heat from the heat-generating electronic component is transferred to the housing. It is possible to conduct efficiently. Therefore, the amount of heat dissipated from the housing to the outside air is increased, and a heat generating component housing having high heat dissipation efficiency is obtained.
本発明によれば、発熱性電子部品で発生した熱を、内部空気で停滞させることなく、円滑に外部空気へ伝導させて熱を放散させることができ、発熱性電子部品の信頼性を高めることができる。
また、本発明によれば、構成部材の点数の増加を抑えることができる。
According to the present invention, heat generated in the heat-generating electronic component can be smoothly conducted to the external air without stagnation in the internal air, and the heat can be dissipated, thereby improving the reliability of the heat-generating electronic component. Can do.
Moreover, according to this invention, the increase in the score of a structural member can be suppressed.
以下、本発明の実施の形態に係る発熱部品収納体の詳細を図面に基づいて説明する。本実施の形態に係る発熱部品収納体は、フュージブルリンクに本発明を適用したものである。但し、図面は模式的なものであり、各部材の寸法比率、部材の数などは現実のものとは異なる。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。 Hereinafter, the detail of the heat-emitting component storage body which concerns on embodiment of this invention is demonstrated based on drawing. The heat generating component housing according to the present embodiment is an application of the present invention to a fusible link. However, the drawings are schematic, and the dimensional ratio of each member, the number of members, and the like are different from actual ones. Moreover, the part from which the relationship and ratio of a mutual dimension differ also in between drawings is contained.
図1および図2に示すように、本実施の形態に係る発熱部品収納体1は、接続端子21を備える発熱性電子部品としてのフュージブルリンク2と、接続端子21が貫通して固定される配線基板3と、接続端子21が当接するように、配線基板3および発熱性電子部品2を収納する筐体1とを備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the heat
図1に示すように、本実施の形態に係る発熱部品収納体1は、直方体容器状の収納体本体1Aと、収納体本体1Aの上部開口部を閉塞する蓋体1Bと、を備え、収納体本体1A内に複数のフュージブルリンク2などが搭載されたプリント配線基板3が収納されている。
As shown in FIG. 1, the heat generating
ここで、筐体1の構成材料は、電気絶縁性を有するベースポリマーとしてのポリフェニレンスルフィドに、熱伝導性の高い(10〜80W/mK)セラミックス(例えば、アルミナ、ジルコニアなど)を高充填(60%以上)させたものを用いる。
Here, the constituent material of the
フュージブルリンク2は、一対の接続端子21を含むフューズエレメントの可溶部をハウジング22内に組み込んだものである。
The
図2に示すように、本実施の形態では、フュージブルリンク2におけるハウジング22から突出する一対の接続端子21が、配線基板3を貫通するようになっている。これら接続端子21は、アルミニウムで形成されている。
As shown in FIG. 2, in the present embodiment, a pair of
接続端子21は、配線基板3にパターン形成されたパッド部31を貫通して配線基板3が接続端子21の長さの中央に位置するように設定されている。接続端子21の先端部21Aの端面は、長方形状に形成され、縦横の寸法が20mm以上に設定されている。因みに、配線基板3は、その表裏にそれぞれ3mm程度の長さの接続端子21が突出する位置で、接続端子21とパッド部31とが半田32で固着、接続されている。なお、パッド部31は、図示しない回路パターンに接続されている。
The
そして、図2に示すように、接続端子21の先端部21Aは、収納体本体1Aの底部(筐体壁部)1Abに当接するように設定されている。このように接続端子21の先端部21Aが収納体本体1Aの底部1Abに当接する状態を保持するには、配線基板3を収納体本体1Aに対して固定することが好ましい。
And as shown in FIG. 2, the front-end |
図2および図3に示すように、このような構成の発熱部品収納体1では、発熱性電子部品としてのフュージブルリンク2で発生した熱が、アルミニウムでなる接続端子21を介して先端部21Aから収納体本体1Aの底部1Abに直接に伝導される。したがって、フュージブルリンク2では発生した熱量のうち、内部空気に伝達する少量の熱量を除く多くの熱量が、底部1Abより収納体本体1Aへ効率良く伝導する。なお、接続端子21は、これらの多くの熱量を収納体本体1Aに伝導させるが、フュージブルリンク2からは熱輻射により、収納体本体1Aや蓋体1Bに熱が移動する。収納体本体1Aに伝導した熱は、蓋体1Bにも伝導して、発熱部品収納体1全表面から外部空気へ熱が放散される。
As shown in FIGS. 2 and 3, in the heat
上述のように本実施の形態に係る発熱部品収納体では、フュージブルリンク2で発生した熱を速やかに外部空気へ放散させることができるため、フュージブルリンク2の特性を乱すことがなく、安全器としての信頼性を高める効果がある。また、本実施の形態に係る発熱部品収納体1では、フュージブルリンク2の接続端子21の先端部21Aを収納体本体1Aの底部1Abに直接当接させるだけであるため、構成部材の点数の増加を抑えることができる。
As described above, in the heat generating component housing according to the present embodiment, the heat generated in the
(測定試験)
以下、本発明に係る発熱部品収納体の作用、効果を説明するために発熱部と筐体との間に金属を介在した場合と金属を介在しない場合に行った測定試験について、図4〜図8を用いて説明する。また、この測定試験では、筐体部材11は、汎用樹脂としてのタルク入りポリプロピレン(商品名:CJ233、株式会社プライムポリマー製)と、高熱伝導材料として、ポリフェニレンスルフィドに、熱伝導性の高い(10〜80W/mK)セラミックス(例えば、アルミナ、ジルコニアなど)を高充填(60%以上)させた材料(商品名:IDEMITSU PPS、出光興産株式会社製)と、でそれぞれ形成されたものを用意した。この高熱伝導材料の熱伝導率は3W/mKである。
(Measurement test)
Hereinafter, in order to explain the operation and effect of the heat generating component housing according to the present invention, measurement tests performed when a metal is interposed between the heat generating portion and the housing and when a metal is not interposed are shown in FIGS. 8 will be used for explanation. Further, in this measurement test, the
まず、図4に示すように、板状の筐体部材11の上にアルミニウム板(純度99%、1000番系)12を載置し、さらにその上にシリコンラバーヒータ(100W、10W、25×50mm、株式会社スリーハイ製)13を載置したものを用意する。筐体部材11は、厚さが2mmであり縦横寸法が60mm×60mmである。アルミニウム板12は、厚さが3mmであり、縦横寸法が20mm×20mmである。シリコンラバーヒータ13は、縦横寸法が25mm×50mmである。このシリコンラバーヒータ13には、デジタル温度コントローラ(商品名:THC−15、株式会社スリーハイ製)14が配線14a,14bを介して接続されている。
First, as shown in FIG. 4, an aluminum plate (purity 99%, No. 1000 series) 12 is placed on a plate-
そして、シリコンラバーヒータ13をデジタル温度コントローラ14にて100℃に保持し、筐体部材11におけるアルミニウム板12が載置された領域の下面中央の温度を測定した。
And the
すなわち、アルミニウム板12が介在する場合(図5参照)と介在しない場合(図6参照)と、高熱伝導材料と汎用樹脂とした場合について、10分間測定を行った。
That is, the measurement was performed for 10 minutes when the
その結果を図7および図8に示す。なお、図7は2分間の温度上昇の結果を示すものであり、図8は10分間の温度上昇の結果を示す。図7に示すように、アルミニウム板12を介在させた方が、高熱伝導材料、汎用樹脂ともに熱を伝える速度が速いことがわかる。また、図8に示すように、アルミニウム板12を介在させた方が、高熱伝導材料、汎用樹脂ともに熱を伝える量が増えることがわかる。そして、図7および図8より、高熱伝導材料の方が熱をよく伝え、また熱を伝える速度も速いことがわかる。
The results are shown in FIGS. FIG. 7 shows the result of the temperature increase for 2 minutes, and FIG. 8 shows the result of the temperature increase for 10 minutes. As shown in FIG. 7, it can be seen that when the
このように、発熱部品収納体1の内部空気を介することなく発熱性電子部品からの熱を筐体側へ直接伝導させることにより、伝導効率が高く、熱を通過させる量が増えた。また、内部空気を介在せずに熱伝導させることにより、熱を伝える速度が速くなった。さらに、汎用樹脂よりも高熱伝導材料を用いる方が熱を多く伝えることができる。また、汎用樹脂よりも高熱伝導材料を用いる方が熱を速く伝えることができる。
Thus, by directly conducting the heat from the heat-generating electronic component to the housing side without passing through the internal air of the heat-generating
(その他の実施の形態)
上述した実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものではない。
(Other embodiments)
The discussion and drawings which form part of the disclosure of the above-described embodiments do not limit the present invention.
例えば、上記実施の形態においては、発熱性電子部品としてフュージブルリンク2を適用して説明したが、フュージブルリンク2に限定されるものではなく、フューズ、コイル、抵抗素子、ランプ、ソレノイド、LEDパッケージ、LEDソケットなどの各種の電子部品を適用することが可能である。
For example, in the above-described embodiment, the
また、上記実施の形態においては、筐体1の構成材料として、ポリフェニレンスルフィドに、熱伝導性の高い(10〜80W/mK)セラミックス(例えば、アルミナ、ジルコニアなど)を高充填(60%以上)させたものを用いたが、要は熱伝導性が高い電気絶縁性材料であれば、これに限定されるものではない。 Moreover, in the said embodiment, as a constituent material of the housing | casing 1, polyphenylene sulfide is highly filled (60-80% or more) with high thermal conductivity (10-80 W / mK) ceramics (for example, alumina, zirconia, etc.). However, the present invention is not limited to this as long as it is an electrically insulating material having high thermal conductivity.
1…発熱部品収納体
1A…収納体本体
1Ab…底部
1B…蓋体
2…フュージブルリンク
3…配線基板
21…接続端子
21A…先端部
31…パッド部
32…半田
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記筐体は、電気絶縁性を有するベースポリマーに、熱伝導性の高い無機成分を配合してなる高熱伝導材料で形成されていることを特徴とする発熱部品収納体。 A heat-generating electronic component including a connection terminal; and a housing that stores the heat-generating electronic component so that the connection terminal comes into contact therewith,
The casing is formed of a highly heat-conductive material obtained by blending an inorganic component having high heat conductivity with a base polymer having electrical insulation properties.
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