JP2018148187A - Heat sink - Google Patents

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JP2018148187A JP2017045171A JP2017045171A JP2018148187A JP 2018148187 A JP2018148187 A JP 2018148187A JP 2017045171 A JP2017045171 A JP 2017045171A JP 2017045171 A JP2017045171 A JP 2017045171A JP 2018148187 A JP2018148187 A JP 2018148187A
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義明 一條
Yoshiaki Ichijo
義明 一條
長谷川 博
Hiroshi Hasegawa
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat sink that can evenly cool down regardless of the position of a heat source on a substrate.SOLUTION: A heat sink 8 includes a base part 12 contacting an electronic element 10 and a fin part 13 composed of a plurality of fins 14 and 14a, and the fin distance on the downstream side is narrower than the fin distance on the upstream side in the flowing direction F with respect to an electronic element 10 (L)' which is a specific heat source. On the upstream side of the specific heat generation source, air passes between the fins arranged at a relatively large first interval and cools the heat generation source with a corresponding heat radiation power. On the downstream side of the specific heat source, the resistance of the circulating air is large and the heat radiation power is high. The temperature gradient occurring on the upstream side and the downstream side of the specific heat generation source becomes as small as possible and the temperature of the entire heat generation source can be made more uniform than the previous temperature, and the heat generation source hardly exceeds the allowable temperature at the time of use.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、フィン部が設けられたベース部を複数の発熱源に接触させ、フィン部を流通する空気により熱を放散して発熱源を冷却するヒートシンクに係り、特に、発熱源が空気の上流側にあるか下流側にあるかを問わず均等に冷却することができるヒートシンクに関するものである。   The present invention relates to a heat sink in which a base portion provided with a fin portion is brought into contact with a plurality of heat sources and heat is dissipated by air flowing through the fin portions to cool the heat source, and in particular, the heat source is upstream of the air. It is related with the heat sink which can cool equally regardless of whether it exists in the side or the downstream.

基板上に複数の電子素子を搭載して一定の機能を発揮するように構成された電子機器は、モジュール又はユニット等と称されて単体で使用されるか、又は各種の電子装置に構成要素として組み込まれて使用される。このようなユニットは、使用時に電子素子が熱を発生するため、この熱を効果的に放散して電子素子の温度が使用上の許容温度を越えないように配慮する必要がある。このようなユニットの一例である半導体モジュールを冷却するための発明が、下記特許文献1に開示されている。   An electronic device configured to have a plurality of electronic elements mounted on a substrate and exhibit a certain function is referred to as a module or a unit or the like, and is used alone or as a component in various electronic devices. Incorporated and used. In such a unit, since the electronic element generates heat during use, it is necessary to take care so that the temperature of the electronic element does not exceed the allowable temperature for use by effectively dissipating this heat. An invention for cooling a semiconductor module which is an example of such a unit is disclosed in Patent Document 1 below.

下記特許文献1に開示された発明は、半導体モジュールをヒートシンクで冷却するモータ制御装置に関するものである。この発明のモータ制御装置は、ベース部11とベース部11に設けたフィン12を備えたヒートシンク1と、ヒートシンク1のフィン12と対向し、ヒートシンク1を冷却するファン3と、ヒートシンク1に密着する半導体モジュールとを備えている。このヒートシンク1によれば、フィン12のファン3と対向する部分に、フィン間隔の広い幅広ピッチ部123を設けている。   The invention disclosed in Patent Document 1 below relates to a motor control device that cools a semiconductor module with a heat sink. The motor control device of the present invention is in close contact with the heat sink 1 and the heat sink 1 provided with the fin 12 provided on the base portion 11, the fin 12 of the heat sink 1, the fan 3 that cools the heat sink 1, and the heat sink 1. And a semiconductor module. According to the heat sink 1, the wide pitch portion 123 having a wide fin interval is provided in a portion of the fin 12 facing the fan 3.

ヒートシンクとファン間の空隙を小さくし過ぎると、ファンからの冷却風がヒートシンクのフィン間に流れ込まない問題が生じるが、この発明におけるヒートシンクによれば、ヒートシンクのフィンのピッチを、ファンと対向する部分で広くしているので、ファンからの冷却風をスムーズにフィン間に流入させることができる。これにより、フィン間に流れる冷却風の風量を増して、ヒートシンクの冷却性能を向上させ、モータ制御装置の全体を小形化することができるものとされている。   If the gap between the heat sink and the fan is made too small, there is a problem that the cooling air from the fan does not flow between the fins of the heat sink. However, according to the heat sink of the present invention, the pitch of the fins of the heat sink Therefore, the cooling air from the fan can flow smoothly between the fins. Thereby, the air volume of the cooling air flowing between the fins can be increased, the heat sink cooling performance can be improved, and the entire motor control device can be miniaturized.

特開2008−177314号公報JP 2008-177314 A

基板上に複数の電子素子を搭載したユニットを、前述したようなヒートシンクで冷却する場合には、基板上の複数の電子素子にヒートシンクのベース部を接触させ、フィンに沿って空気を流通させることにより、複数の電子素子からベース部に伝導した熱をフィンで空気に放散する。   When a unit having a plurality of electronic elements mounted on a substrate is cooled by a heat sink as described above, the base portion of the heat sink is brought into contact with the plurality of electronic elements on the substrate and air is circulated along the fins. Thus, the heat conducted from the plurality of electronic elements to the base portion is dissipated into the air by the fins.

ところが、ユニットの基板上に搭載された電子素子の数が多く発熱量が大きい場合、又は空気の流通方向に沿って上流側から下流側に向けて発熱量の大きい電子素子が複数個並んで配置されているような場合には、空気の流通方向の上流側は冷却され易いが、これよりも下流側は空気の温度が上昇して冷却されにくくなるため、上流から下流に向けて基板温度が上昇する温度勾配が生じてしまい、基板全体としての温度を均一化することが困難であった。   However, when the number of electronic elements mounted on the substrate of the unit is large and the calorific value is large, or a plurality of electronic elements having a large calorific value are arranged side by side from the upstream side to the downstream side along the air flow direction. In such a case, the upstream side in the air flow direction is easily cooled, but the downstream side is more difficult to cool because the air temperature rises, so the substrate temperature increases from upstream to downstream. An increasing temperature gradient is generated, and it is difficult to make the temperature of the entire substrate uniform.

上記特許文献1に記載の発明におけるヒートシンクは、前述した通り、ファンからの冷却風をスムーズにフィン間に流入させてヒートシンクの冷却性能を向上させることを特徴としているが、上述したように電子素子の数が多く全体としての発熱量が大きい場合や、上流側から下流側に向けて発熱量の大きい電子素子が並んで配置されている場合のように、上流側に比べて下流側の冷却条件が厳しい条件下では、必ずしも効果的な冷却効果は期待できなかった。   As described above, the heat sink in the invention described in Patent Document 1 is characterized in that the cooling air from the fan smoothly flows between the fins to improve the cooling performance of the heat sink. Cooling conditions on the downstream side compared to the upstream side, such as when there is a large number of and the overall heat generation amount is large, or when electronic elements with a large heat generation amount are arranged side by side from the upstream side to the downstream side However, an effective cooling effect could not be expected under severe conditions.

図7は、複数の電子素子を実装した基板100の図示手前側に設けた比較例のヒートシンク101を示す正面図であって、電子素子の使用時におけるヒートシンク101の温度を、ソフトウエアを用いたシミュレーションによって計算し、ヒートシンク101の図面に重ねてコンターで表したものである。なお、この比較例のユニットはダクトで覆われてはいない。   FIG. 7 is a front view showing a heat sink 101 of a comparative example provided on the front side of the substrate 100 on which a plurality of electronic elements are mounted, and the temperature of the heat sink 101 when using the electronic elements is determined using software. It is calculated by simulation and is represented by a contour superimposed on the drawing of the heat sink 101. The unit of this comparative example is not covered with a duct.

ヒートシンク101は、板状のベース部102と、ベース部102に設けられたフィン部103を備えている。フィン部103は、空気の流通方向である図中左右方向に沿った長手形状であって、長手方向と直交する上下方向に所定の間隔をおいて配置された複数のフィンから構成される。ユニットは、ヒートシンク101のベース部102よりもやや大きい基板100の上に、発熱源である電子素子(図示せず)が配置されているが、特に発熱の大きな電子素子が空気の流通方向に沿って略等間隔で3つの位置に設けられている。ヒートシンク101は、ユニットの電子素子にベース部102を接触させており、図中、左側から右側に向けて空気がフィン部103を流通すると、空気により熱が放散されてユニットが冷却される。   The heat sink 101 includes a plate-like base portion 102 and fin portions 103 provided on the base portion 102. The fin portion 103 has a longitudinal shape along the left-right direction in the drawing, which is the air flow direction, and is composed of a plurality of fins arranged at predetermined intervals in the vertical direction perpendicular to the longitudinal direction. In the unit, an electronic element (not shown), which is a heat source, is disposed on a substrate 100 that is slightly larger than the base portion 102 of the heat sink 101, but the electronic element that generates particularly large heat is along the air flow direction. Are provided at three positions at substantially equal intervals. The heat sink 101 has the base portion 102 in contact with the electronic elements of the unit. When air flows through the fin portion 103 from the left side to the right side in the drawing, the heat is dissipated by the air and the unit is cooled.

図7のコンター及び図中の温度表示から分かるように、図中左右方向の空気の流通方向に沿ったヒートシンク101の3つの位置には、周囲に比べて温度の高い箇所A1,A2,A3が現れている。図7中では、縦横2種類の矢印の交点で概略の位置を示した。これら各箇所A1,A2,A3の温度は、それぞれ、74〜75℃、76〜77℃、79〜80℃となっている。すなわち、空気の流通方向の上流側は冷却され易いが、これよりも下流側は空気の温度が上昇して冷却されにくくなるため、上流から下流に向けて基板温度が上昇する温度勾配が大きくなってしまい、ヒートシンク全体としての温度を均一に低下させられない状況が生じている。特に、最も下流の位置の温度は80℃に達しており、ユニットに搭載する電子素子の使用時の許容温度を越えてしまう可能性もある。   As can be seen from the contours in FIG. 7 and the temperature display in the figure, at three positions of the heat sink 101 along the air flow direction in the left-right direction in the figure, there are places A1, A2, A3 having higher temperatures than the surroundings. Appears. In FIG. 7, the approximate position is indicated by the intersection of two types of arrows in the vertical and horizontal directions. The temperatures of these portions A1, A2, and A3 are 74 to 75 ° C, 76 to 77 ° C, and 79 to 80 ° C, respectively. That is, the upstream side in the air flow direction is easy to cool, but the downstream side is more difficult to cool because the air temperature rises, so the temperature gradient in which the substrate temperature rises from upstream to downstream increases. As a result, the temperature of the entire heat sink cannot be lowered uniformly. In particular, the temperature at the most downstream position reaches 80 ° C., and there is a possibility that the allowable temperature at the time of use of the electronic element mounted on the unit may be exceeded.

本発明は、以上説明した従来の技術における種々の課題に鑑みてなされたものであり、フィン部が設けられたベース部を複数の発熱源に接触させ、フィン部を流通する空気により熱を放散して発熱源を冷却するヒートシンクにおいて、発熱源が空気流の上流側にあるか下流側にあるかを問わず均等に冷却することができる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 various problems in the conventional technology described above, and a base portion provided with a fin portion is brought into contact with a plurality of heat sources, and heat is dissipated by air flowing through the fin portion. Accordingly, an object of the present invention is to provide a heat sink that can cool evenly regardless of whether the heat source is on the upstream side or the downstream side of the air flow.

請求項1に記載されたヒートシンク8は、
取り付けられるべき対象物上の複数の発熱源10,10(L),10(L)’に接触するベース部12と、前記ベース部12に設けられて流通する空気により熱を放散するフィン部13,13(U),13(D)を備え、
前記フィン部13,13(U),13(D)は、
空気の流通方向Fに沿った長手形状であって、長手方向と交差する幅方向に所定の間隔をおいて配置された複数のフィン14,14aから構成され、
前記流通方向Fの上流側における前記フィン14の前記間隔である第1間隔は、前記流通方向Fの下流側における前記フィン14,14aの前記間隔である第2間隔よりも大きく構成されており、
前記フィン14,14aの前記間隔が一定である場合には前記取り付け時に許容温度を越えてしまうような特定発熱源10(L)’が配置された特定位置を基準とし、前記フィン14,14aの前記間隔が前記第1間隔である第1領域S1と前記フィン14,14aの前記間隔が前記第2間隔である第2領域S2との境界を、前記特定位置の直上を含む上流側近傍に設定したことを特徴としている。
The heat sink 8 according to claim 1 is:
A base portion 12 that contacts a plurality of heat sources 10, 10 (L), 10 (L) ′ on an object to be attached, and a fin portion 13 that dissipates heat by air that is provided in the base portion 12 and circulates. , 13 (U), 13 (D),
The fin portions 13, 13 (U), 13 (D)
It is a longitudinal shape along the air flow direction F, and is composed of a plurality of fins 14 and 14a arranged at predetermined intervals in the width direction intersecting the longitudinal direction,
The first interval that is the interval between the fins 14 on the upstream side in the flow direction F is configured to be larger than the second interval that is the interval between the fins 14 and 14a on the downstream side in the flow direction F.
When the distance between the fins 14 and 14a is constant, the specific position where the specific heat source 10 (L) ′ that will exceed the allowable temperature at the time of attachment is disposed as a reference. The boundary between the first region S1 in which the interval is the first interval and the second region S2 in which the interval between the fins 14 and 14a is the second interval is set near the upstream side including immediately above the specific position. It is characterized by that.

請求項2に記載されたヒートシンク8は、請求項1記載のヒートシンク8において、
前記第2間隔で配置された複数の前記フィン14,14aからなる前記フィン部13,13(D)の前記幅方向の寸法が、前記第1間隔で配置された複数の前記フィン14からなる前記フィン部13,13(U)の前記幅方向の寸法よりも大きいことを特徴としている。
The heat sink 8 according to claim 2 is the heat sink 8 according to claim 1,
The dimension in the width direction of the fin portions 13 and 13 (D) including the plurality of fins 14 and 14a disposed at the second interval is the plurality of fins 14 disposed at the first interval. It is characterized by being larger than the dimension in the width direction of the fin portions 13 and 13 (U).

請求項1に記載されたヒートシンクによれば、ヒートシンクの周囲を所定の流通方向に沿って流通する空気は、特定発熱源の特定位置よりも上流側では、比較的広い第1間隔で配置されたフィンの間を通過し、相応の放熱力を発揮して発熱源を冷却する。そして、特定発熱源の特定位置よりも下流側においては、空気は上流側より狭い第2間隔で配置されたフィンの間に入る。より狭い第2間隔で配置されたフィンの間では、フィンの間隔が広い特定発熱源の上流側に比べ、流通する空気の抵抗が大きくなってフィンに空気が十分に当たり、放熱力が高くなる。その結果、特定発熱源の特定位置を境界とした空気の上流側と下流側において生じる温度勾配は可及的に小さくなり、発熱源の全体としての温度を従来に比べて均一化することができ、特定発熱源を始めとする発熱源が使用時に許容温度を越えてしまう危険性を回避できる。   According to the heat sink described in claim 1, the air flowing around the heat sink along the predetermined flow direction is arranged at a relatively wide first interval upstream of the specific position of the specific heat source. Passes between the fins and cools the heat source with a suitable heat dissipation. And in the downstream rather than the specific position of a specific heat generation source, air enters between the fins arrange | positioned by the 2nd space | interval narrower than an upstream. Between fins arranged at narrower second intervals, compared to the upstream side of the specific heat source having a wide fin interval, the resistance of the flowing air is increased, and the fins are sufficiently exposed to air, and the heat dissipation power is increased. As a result, the temperature gradient generated on the upstream side and downstream side of the air with the specific position of the specific heat source as the boundary becomes as small as possible, and the temperature of the heat source as a whole can be made uniform compared to the conventional case. The risk that the heat source including the specific heat source will exceed the allowable temperature during use can be avoided.

請求項2に記載されたヒートシンクによれば、フィン間隔が広い上流側のフィン部とその近傍では、フィン間を流通する空気の抵抗よりも、フィン部の外側の空間に沿って流通する空気の抵抗の方が小さいため、多くの空気が当該空間に入り込む。そして、当該空間に沿って流通する空気が片側にのみ存在するフィンから受ける熱は、上流側のフィン部のフィン間を流通する空気が両側にあるフィンから受ける熱よりも少ない。このように、間隔の広い上流のフィンから出てきた空気に比べて温度が低く、また流量も多い当該空間からの空気が、下流において間隔の狭いフィン間に入る。このため、比較的温度の低い空気が大きな抵抗をもってフィン間を流れ、フィンに十分に当たって高い放熱力が得られるため、下流側のフィン部の幅方向の両端部分では特に強い冷却効果が得られる。   According to the heat sink described in claim 2, in the fin portion on the upstream side where the fin interval is wide and in the vicinity thereof, the resistance of the air flowing between the fins is larger than the resistance of the air flowing along the outer space of the fin portion. Since the resistance is smaller, a lot of air enters the space. And the heat which the air which distribute | circulates along the said space receives from the fin which exists only on one side is less than the heat which the air which distribute | circulates between the fins of an upstream fin part receives from the fin on both sides. In this way, air from the space having a low temperature and a high flow rate as compared with the air coming out from the upstream fins having a wide interval enters between the fins having a narrow interval downstream. For this reason, air having a relatively low temperature flows between the fins with a large resistance and sufficiently hits the fins to obtain a high heat radiating power. Therefore, a particularly strong cooling effect is obtained at both end portions in the width direction of the downstream fin portion.

第1実施形態に係る電子装置の内部が見えるように筐体の天板を除去した状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which removed the top plate of the housing | casing so that the inside of the electronic device which concerns on 1st Embodiment can be seen. 第1実施形態に係る電子装置に装着されるユニットの斜視図である。It is a perspective view of the unit with which the electronic device concerning a 1st embodiment is equipped. 第1実施形態におけるユニットからダクトを除去した状態を示す正面図である。It is a front view which shows the state which removed the duct from the unit in 1st Embodiment. 第1実施形態に係る電子装置に装着されるユニットの拡散分解斜視図である。It is a diffusion exploded perspective view of a unit with which an electronic device concerning a 1st embodiment is equipped. 第1実施形態に係る電子装置に装着されるユニットの正面図であって、特にユニットの使用時におけるヒートシンクの温度を、ヒートシンクに重ねてコンターで表した図である。It is a front view of the unit with which the electronic device concerning a 1st embodiment is equipped, and is the figure which expressed the temperature of the heat sink at the time of use of the unit especially on the heat sink in the contour. 第1実施形態に係る電子装置の使用時において、ユニットに設けられた複数の発熱源の位置(横軸)に対するジャンクション温度(縦軸)の関係を示すグラフと、同条件下においてフィンの間隔が一定である比較例のヒートシンクによる同様の関係を示すグラフとを、同一図中に示した表図である。When the electronic apparatus according to the first embodiment is used, a graph showing the relationship of the junction temperature (vertical axis) with respect to the positions (horizontal axis) of a plurality of heat sources provided in the unit, and the gap between the fins under the same conditions It is the table | surface which showed the graph which shows the same relationship by the heat sink of the comparative example which is constant in the same figure. 電子装置に装着される比較例のユニットの正面図であって、フィンの間隔が一定である比較例のヒートシンクの使用時の温度を、ヒートシンクに重ねてコンターで表した図である。It is a front view of the unit of the comparative example with which an electronic device is mounted | worn, Comprising: The temperature at the time of use of the heat sink of the comparative example with the constant space | interval of a fin is a figure which accumulated on the heat sink and represented with the contour.

図1〜図7を参照して第1実施形態の電子装置1を説明する。本発明のヒートシンクが適用される電子装置1の種類は特定のものに限定されないが、本実施形態では、電子装置1の一例として、図1に示すように、移動体端末の検査装置であるラジオコミュニケーションアナライザーを挙げた。ラジオコミュニケーションアナライザーは、移動体端末の多用な通信方式の規格ごとに基地局の機能を発揮する装置であって、必要とする機能に合せて作成したユニットをスロットに挿入することで移動体端末の検査を行う。   The electronic device 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. The type of the electronic device 1 to which the heat sink of the present invention is applied is not limited to a specific type, but in this embodiment, as an example of the electronic device 1, as shown in FIG. 1, a radio that is an inspection device for a mobile terminal A communication analyzer was cited. A radio communication analyzer is a device that demonstrates the functions of a base station for each standard of a variety of mobile terminal communication methods. By inserting a unit created according to the required function into a slot, Perform an inspection.

図1に示すように、電子装置1の筐体2の内部には、電子機器であるユニット3を取り付けるための枠状の構造体であるフレーム4が取り付けられている。このフレーム4の内部には、フレーム4の上側の開口から薄板状の複数のユニット3,3aが挿入できるようになっており、フレーム4の内部で各ユニット3,3aは所定間隔をおいて互いに略平行な状態で並んで配置されるように構成されている。図1に示す例では、ユニット3,3aの挿入位置であるスロットがフレーム4内に7つ設けられており、装着されている7つのユニット3,3aのうち2つが本発明のヒートシンクを有するユニット3(図2参照)であり、他の5つが他の種類のユニット3aである。   As shown in FIG. 1, a frame 4 that is a frame-like structure for attaching a unit 3 that is an electronic device is attached to the inside of a housing 2 of the electronic apparatus 1. A plurality of thin plate-like units 3 and 3a can be inserted into the inside of the frame 4 from the upper opening of the frame 4, and the units 3 and 3a are mutually spaced apart from each other within the frame 4. It is configured to be arranged side by side in a substantially parallel state. In the example shown in FIG. 1, seven slots in which the units 3 and 3a are inserted are provided in the frame 4, and two of the seven units 3 and 3a mounted have the heat sink of the present invention. 3 (see FIG. 2), and the other five are other types of units 3a.

図1に示すように、電子機器の筐体2の右側面には、2基の吸引ファン5が設けられており、フレーム4の内部に設けられた薄形のユニット3の表面に沿って、図中左側の上流から同右側の下流に向けた流通方向Fに沿って冷却用の空気を流通させるようになっている。また、流通する空気の上流側に当たる筐体2の左側面は、吸引ファン5で引かれた空気が筐体2内に入れるように空気透過構造となっている。また、筐体2の前面には、電子装置であるラジオコミュニケーションアナライザーの操作部や表示装置が設けられている。   As shown in FIG. 1, two suction fans 5 are provided on the right side surface of the housing 2 of the electronic device, and along the surface of the thin unit 3 provided inside the frame 4, In the figure, cooling air is circulated along the flow direction F from the upstream on the left side toward the downstream side on the right side. Further, the left side surface of the housing 2 that hits the upstream side of the circulating air has an air permeable structure so that the air drawn by the suction fan 5 enters the housing 2. In addition, on the front surface of the housing 2, an operation unit and a display device of a radio communication analyzer which is an electronic device are provided.

図2は、本発明のヒートシンクを有する実施形態のユニット3の斜視図である。なお、実施形態のユニット3は、後述するように、電子素子を実装した基板6と、この電子素子を冷却する冷却装置7から構成されており、冷却装置7はヒートシンク8とダクト9から構成されている。図2の前面側にあるダクト9を取り外し、内部のヒートシンク8を見せたのが図3の正面図である。そして、図3の前面側にあるヒートシンク8を奥側の基板6から取り外すとともに、前記ダクト9ともに表したのが図4の拡散分解斜視図である。   FIG. 2 is a perspective view of the unit 3 according to the embodiment having the heat sink of the present invention. As will be described later, the unit 3 according to the embodiment includes a substrate 6 on which an electronic element is mounted and a cooling device 7 that cools the electronic element. The cooling device 7 includes a heat sink 8 and a duct 9. ing. FIG. 3 is a front view showing the heat sink 8 inside after removing the duct 9 on the front side of FIG. Then, the heat sink 8 on the front side in FIG. 3 is removed from the back substrate 6 and the duct 9 is shown in the diffusion exploded perspective view of FIG.

図2〜図4に示す基板6の上面には、図4に示すように発熱源となる複数の電子素子10が実装されている。電子素子10の種類や機能は問わないが、いずれも使用時には熱を発する。そして、特に空気の流通方向Fに沿って基板6上に等間隔で設定された3つの位置には、他の電子素子10に比べて発熱量が大きい同一種類の電子素子10(L)がそれぞれ取り付けられている。また、基板6の下縁には、ユニット3をスロット内に装着した際に、ユニット3を電子装置1に接続するためのコネクタ11が設けられている。   A plurality of electronic elements 10 serving as heat generation sources are mounted on the upper surface of the substrate 6 shown in FIGS. 2 to 4 as shown in FIG. Although the kind and function of the electronic element 10 are not ask | required, all generate | occur | produce heat at the time of use. In particular, at the three positions set at equal intervals on the substrate 6 along the air flow direction F, the same type of electronic element 10 (L) having a larger calorific value than the other electronic elements 10 is respectively provided. It is attached. A connector 11 for connecting the unit 3 to the electronic device 1 when the unit 3 is mounted in the slot is provided on the lower edge of the substrate 6.

図2〜図4に示すように、基板6上の電子素子10に接するように、ヒートシンク8が設けられている。ヒートシンク8は、後述するダクト9とともに、電子素子10の冷却装置7を構成する部材である。図3及び図4に示すように、ヒートシンク8は、基板6と略同形で基板6より若干小さい矩形のベース部12と、ベース部12の前面側に設けられたフィン部13を有している。図示はしないが、ベース部12の背面側(基板6側)には、最も背の高い電子素子10に対応する部分に当該電子素子10(L)の外形に見合った浅い凹部が形成されている。これは、電子素子10(L)とベース部12を熱伝導パテで接着する際、その厚さをなるべく薄い値に統一するためである。また、フィン部13は、空気の流通方向Fに沿った長手形状の板材であって、長手方向と交差する方向に所定の間隔(ピッチとも称する)をおいて配置された複数のフィン14から構成されている。フィン14は、ベース部12の長手方向と、空気の流通方向Fに平行である。なお、本実施形態では、ベース部12の面内の方向であって、ベース部12又はフィン14の長手方向に直交する方向(ベース部12の短手方向)をフィン部13の幅方向と称する。   As shown in FIGS. 2 to 4, a heat sink 8 is provided so as to contact the electronic element 10 on the substrate 6. The heat sink 8 is a member that constitutes the cooling device 7 for the electronic element 10 together with the duct 9 described later. As shown in FIGS. 3 and 4, the heat sink 8 has a rectangular base portion 12 that is substantially the same shape as the substrate 6 and slightly smaller than the substrate 6, and a fin portion 13 provided on the front side of the base portion 12. . Although not shown, a shallow concave portion corresponding to the outer shape of the electronic element 10 (L) is formed in a portion corresponding to the tallest electronic element 10 on the back side (substrate 6 side) of the base portion 12. . This is to unify the thickness of the electronic element 10 (L) and the base portion 12 to a value as thin as possible when they are bonded together with a heat conduction putty. Further, the fin portion 13 is a plate material having a longitudinal shape along the air flow direction F, and includes a plurality of fins 14 arranged at predetermined intervals (also referred to as pitch) in a direction intersecting the longitudinal direction. Has been. The fins 14 are parallel to the longitudinal direction of the base portion 12 and the air flow direction F. In the present embodiment, the direction in the plane of the base portion 12 and perpendicular to the longitudinal direction of the base portion 12 or the fin 14 (the short direction of the base portion 12) is referred to as the width direction of the fin portion 13. .

図3及び図4に示すように、前記流通方向Fの上流側におけるフィン14の間隔を第1間隔と呼び、流通方向Fの下流側におけるフィン14の間隔を第2間隔と呼ぶとすれば、第1間隔は第2間隔の略2倍である。すなわち、流通方向Fの下流側では、流通方向Fの上流側におけるフィン14とフィン14の間に当たる位置にも、フィン14が設けられており、流通方向Fの上流側のフィン14の数は上流側のフィン14の数の略2倍となっている。   As shown in FIGS. 3 and 4, if the interval between the fins 14 on the upstream side in the flow direction F is called a first interval and the interval between the fins 14 on the downstream side in the flow direction F is called a second interval, The first interval is approximately twice the second interval. That is, on the downstream side in the flow direction F, the fins 14 are also provided at positions between the fins 14 on the upstream side in the flow direction F, and the number of fins 14 on the upstream side in the flow direction F is upstream. This is approximately twice the number of fins 14 on the side.

図4に示すように、電子源10のうちで特に発熱量が大きく、流通方向Fに沿って基板6上に間隔をおいて配置された3つの電子素子10(L)のうち、流通方向Fの最も下流にある電子素子10(L)を特定発熱源と呼び、その位置を特定位置と呼ぶ。なお、特定発熱源である電子素子10(L)を特に符号10(L)’で指し示す。この特定位置を基準とした場合、流通方向Fについて特定位置よりも上流側が、フィン14の間隔が第1間隔である第1領域S1である。また、同じく流通方向Fについて特定位置よりも下流側が、フィン14の間隔が第2間隔である第2領域S2である。また、換言すれば、フィン14の間隔が広い上流の第1領域S1と、フィン14の間隔が狭い下流の第2領域S2の境界は、特定電子素子10(L)’の上流側の縁辺15となる。   As shown in FIG. 4, the heat generation amount is particularly large among the electron sources 10, and among the three electronic elements 10 (L) arranged on the substrate 6 along the flow direction F, the flow direction F The most downstream electronic element 10 (L) is called a specific heat source, and its position is called a specific position. The electronic element 10 (L), which is a specific heat source, is particularly indicated by reference numeral 10 (L) ′. When this specific position is used as a reference, the upstream side of the specific position in the flow direction F is the first region S1 in which the interval between the fins 14 is the first interval. Similarly, the downstream side of the specific position in the flow direction F is the second region S2 in which the interval between the fins 14 is the second interval. In other words, the boundary between the upstream first region S1 in which the gap between the fins 14 is wide and the downstream second region S2 in which the gap between the fins 14 is narrow is an edge 15 on the upstream side of the specific electronic element 10 (L) ′. It becomes.

フィン14の間隔の広狭の境となる特定発熱源の特定位置は、次のように定められる。すなわち、フィン14の間隔が全長にわたって一定(例えば前記第1間隔)であったとすると、「発明が解決しようとする課題」で説明したように、空気の流通方向Fの上流側は冷却され易いが、これよりも下流側は空気の温度が上昇して冷却されにくくなる。このため、先に図7を参照して説明した例と同様、電子素子10を使用している際のヒートシンク8の温度を測定すると、流通方向Fに沿って下流にいくほど温度が上昇し、何れかの位置において周囲と極端に温度が異なる高温の領域が現れる。すなわち、上流から下流に向けて基板6の温度が急上昇する大きな温度勾配が生じる。このように、周囲と比べて特異な高温の領域が現れるヒートシンク8上の位置に相当する発熱源を、特定発熱源と呼び、本実施形態では前述した発熱量が大きい3つの電子素子10(L)のうち、最も下流にある電子素子10(L)’が特定発熱源に相当する。   The specific position of the specific heat source that becomes the boundary between the intervals of the fins 14 is determined as follows. That is, if the interval between the fins 14 is constant over the entire length (for example, the first interval), as described in “Problems to be solved by the invention”, the upstream side in the air flow direction F is easily cooled. The downstream side is more difficult to be cooled because the air temperature rises. Therefore, as in the example described above with reference to FIG. 7, when the temperature of the heat sink 8 is measured when the electronic element 10 is used, the temperature increases as it goes downstream along the flow direction F. At any position, a high-temperature region that is extremely different from the surroundings appears. That is, a large temperature gradient is generated in which the temperature of the substrate 6 rapidly increases from upstream to downstream. In this way, the heat source corresponding to the position on the heat sink 8 where a region having a unique high temperature as compared with the surroundings is called a specific heat source, and in the present embodiment, the three electronic elements 10 (L ), The electronic element 10 (L) ′ located on the most downstream side corresponds to a specific heat source.

このように、フィン間隔が一定の場合に大きな温度勾配を発生させる特定発熱源の位置(つまりは前述の特定位置)を定め、これよりも下流でフィン14の間隔を狭くすればよい。このようにすれば、特定発熱源よりも下流ではフィン間を流通する空気の抵抗が大きくなってフィン14に空気が十分に当たり、放熱力が高くなる。その結果、特定発熱源の特定位置を境界とした空気の上流側と下流側で生じる温度勾配は可及的に小さくなり、複数の発熱源を有する基板6の全体としての温度を従来に比べて均一化することができる。これにより、特定発熱源を始めとする発熱源が使用時に許容温度を越えてしまう危険性を回避できる効果が得られる。なお、電子素子10,10(L),10(L)’を所定の条件下で問題なく使用できる許容温度としては、種々の指標から定義される各種温度が採用可能であるが、例えば接合部温度(ジャンクション温度)を用いることができる。
なお、第1領域S1と第2領域S2の境界は、特定電子素子10(L)’の縁辺15に合った位置としたが、これに限るものではない。当該境界を縁辺15の上流側の近傍と設定しても、同等の作用効果を得ることができる。
As described above, the position of the specific heat source that generates a large temperature gradient when the fin interval is constant (that is, the above-described specific position) may be determined, and the interval between the fins 14 may be narrower downstream. If it does in this way, the resistance of the air which distribute | circulates between fins will become large downstream from a specific heat generation source, air will fully hit the fin 14, and heat dissipation power will become high. As a result, the temperature gradient generated on the upstream side and downstream side of the air with the specific position of the specific heat source as a boundary becomes as small as possible, and the overall temperature of the substrate 6 having a plurality of heat sources is higher than the conventional temperature. It can be made uniform. As a result, it is possible to avoid the risk that the heat source including the specific heat source will exceed the allowable temperature during use. As the allowable temperature at which the electronic elements 10, 10 (L), 10 (L) ′ can be used without problems under predetermined conditions, various temperatures defined from various indices can be employed. Temperature (junction temperature) can be used.
The boundary between the first region S1 and the second region S2 is a position that matches the edge 15 of the specific electronic element 10 (L) ′, but is not limited thereto. Even if the boundary is set in the vicinity of the upstream side of the edge 15, an equivalent effect can be obtained.

図3及び図4に示すように、第2間隔で配置された下流側のフィン部13(D)全体の幅方向の寸法は、第1間隔で配置された上流側のフィン部13(U)全体の幅方向の寸法よりも大きい。すなわち、下流側のフィン部13(D)は、上流側のフィン部13(U)の幅方向で最も外側にあるフィン14よりもさらに外側となる2つの位置に、それぞれ2本ずつのフィン14aをさらに有している。なお、図3に示すように、下流側のフィン部13(D)において図示上側の2本のフィン14aの方が、図示下側の2本のフィン14aよりもやや長い。   As shown in FIGS. 3 and 4, the widthwise dimension of the entire downstream fin portion 13 (D) arranged at the second interval is equal to the upstream fin portion 13 (U) arranged at the first interval. It is larger than the overall width dimension. That is, the downstream fin portion 13 (D) has two fins 14 a at two positions that are further outward than the outermost fin 14 in the width direction of the upstream fin portion 13 (U). It has further. In addition, as shown in FIG. 3, the two fins 14a on the upper side in the drawing are slightly longer than the two fins 14a on the lower side in the drawing in the fin portion 13 (D) on the downstream side.

なお、以上説明したヒートシンク8はアルミ製であるが、放熱能力を高めるために、アルミ材押し出し成形で作成するよりも、ベース部12にフィン部13をかしめで取り付ける工法を採用することが好ましい。   In addition, although the heat sink 8 demonstrated above is a product made from aluminum, in order to improve heat dissipation capability, it is preferable to employ | adopt the construction method which attaches the fin part 13 to the base part 12 by crimping rather than producing by aluminum material extrusion molding.

また、図1〜図4に示すように、ヒートシンク8のベース部12の上縁には、銅製の熱伝導部材16が取り付けられている。図1に示すように、筐体2の内部の各スロットにユニット3aを挿入した後、二点鎖線で示すアルミ製のカバー(蓋体)17で筐体2の上面の開口を閉止し、カバー17の所定位置に形成した孔からボルト18を挿入して熱伝導部材16のねじ孔にねじ込んで固定すれば、筐体2とカバー17とユニット3が一体に固定される。従って、ヒートシンク8が吸収した熱は、フィン部13で放熱される外、熱伝導部材16からカバー17に伝導して放熱される。   1 to 4, a copper heat conduction member 16 is attached to the upper edge of the base portion 12 of the heat sink 8. As shown in FIG. 1, after inserting the unit 3a into each slot inside the housing 2, the opening on the top surface of the housing 2 is closed with an aluminum cover (lid body) 17 indicated by a two-dot chain line. If the bolt 18 is inserted from the hole formed at a predetermined position 17 and screwed into the screw hole of the heat conducting member 16 and fixed, the housing 2, the cover 17 and the unit 3 are fixed together. Accordingly, the heat absorbed by the heat sink 8 is dissipated by the fin portion 13 and is conducted from the heat conducting member 16 to the cover 17 to be dissipated.

図2及び図4に示すように、ユニット3は、ヒートシンク8を覆うダクト9を有している。ダクト9は、前述したヒートシンク8とともに、電子素子10の冷却装置7を構成する部材である。ダクト9は、ヒートシンク8のベース部12と略同形でベース部12より若干大きい矩形の板体である。ダクト9の上縁と下縁には、ヒートシンク8のベース部12を囲う上フランジ9aと下フランジ9bがそれぞれ設けられている。下フランジ9bはベース部12の全体を覆っている。上フランジ9aは、熱伝導部材16の部分を除いてベース部12の下流側の略半分を覆っている。流通方向Fについてダクト9の上流側は入口20となっており、吸引ファン5に引かれて流動する空気がダクト9内に流入する。流通方向Fについてダクト9の下流側は出口21となっており、ヒートシンク8に沿って流通した空気がダクト9外に流出する。   As shown in FIGS. 2 and 4, the unit 3 has a duct 9 that covers the heat sink 8. The duct 9 is a member that constitutes the cooling device 7 for the electronic element 10 together with the heat sink 8 described above. The duct 9 is a rectangular plate that is substantially the same shape as the base portion 12 of the heat sink 8 and is slightly larger than the base portion 12. An upper flange 9 a and a lower flange 9 b that surround the base portion 12 of the heat sink 8 are respectively provided on the upper edge and the lower edge of the duct 9. The lower flange 9 b covers the entire base portion 12. The upper flange 9 a covers substantially half of the downstream side of the base portion 12 except for the portion of the heat conducting member 16. The upstream side of the duct 9 in the flow direction F is an inlet 20, and air that is drawn by the suction fan 5 and flows into the duct 9. In the flow direction F, the downstream side of the duct 9 is an outlet 21, and the air circulated along the heat sink 8 flows out of the duct 9.

図2及び図4に示すように、ダクト9には開口部30が設けられている。開口部30は縦長矩形であり、その長辺は特定発熱源である電子素子10(L)’の縦寸法に略一致し、その短辺は電子素子10(L)’の横寸法の略半分となっている。開口部30は、前記特定発熱源の特定位置と対応する位置に形成されている。より詳細に説明すれば、開口部30は、その上流側の縦縁辺30aが、電子素子10(L)’の上流側の縁辺15と略一致する位置に形成されている。従って、ダクト9外を流通する空気が開口部30からダクト9の内部に入ると、狭い第2間隔のフィン14の上流側に供給され、特定発熱源としての電子素子10(L)’を効率的に冷却することができる。   As shown in FIGS. 2 and 4, the duct 9 is provided with an opening 30. The opening 30 is a vertically long rectangle, and its long side substantially matches the vertical dimension of the electronic element 10 (L) ′, which is a specific heat source, and its short side is substantially half of the horizontal dimension of the electronic element 10 (L) ′. It has become. The opening 30 is formed at a position corresponding to a specific position of the specific heat source. More specifically, the opening 30 is formed at a position where the upstream vertical edge 30a substantially coincides with the upstream edge 15 of the electronic element 10 (L) '. Therefore, when the air flowing outside the duct 9 enters the inside of the duct 9 through the opening 30, the air is supplied to the upstream side of the fins 14 having the narrow second interval, and the electronic element 10 (L) ′ as the specific heat source is efficiently used. Can be cooled.

図2及び図4に示すように、ダクト9の入口20は拡大部22によって出口21よりも広くなっている。図2に示すように、熱伝導部材16の近傍及びその後方の空間を流れる空気はヒートシンク8による電子素子10,10(L),10(L)’の冷却には寄与しないので、この位置の上流側に拡大部22を設け、この位置を流通している空気を拡大部22によってダクト9内に導き、冷却に用いている。   As shown in FIGS. 2 and 4, the inlet 20 of the duct 9 is wider than the outlet 21 by the enlarged portion 22. As shown in FIG. 2, the air flowing in the vicinity of and behind the heat conducting member 16 does not contribute to the cooling of the electronic elements 10, 10 (L), 10 (L) ′ by the heat sink 8. An enlarged portion 22 is provided on the upstream side, and air flowing through this position is guided into the duct 9 by the enlarged portion 22 and used for cooling.

図3に示すように、間隔が広い第1領域S1のフィン部13において、幅方向について一番外側にある図中上下2本のフィン14とダクト9との間の空間S3は、第1領域S1のフィン14の間隔よりも広い。従って、ダクト9内に入った空気は、空気抵抗が小さい当該空間S3に多く入り込む。また、当該空間S3に沿って流通する空気が、片側にのみ存在するフィン14から受ける熱は、上流側のフィン部13(U)のフィン14,14間を流通する空気が両側にあるフィン14,14から受ける熱よりも少ない。従って、当該空間S3から第2領域S2の間隔の狭いフィン14a,14に入り込む空気による冷却効果は特に大きくなる。すなわち、第2領域S2の間隔の狭いフィン14a,14では、流通する空気の抵抗が大きくなり、フィン14a,14に空気が十分に当たり、放熱力が高くなるため、第2領域S2の幅方向の両端(図3において第2領域S2の上端及び下端)では特に強い冷却効果が得られる。   As shown in FIG. 3, in the fin portion 13 of the first region S1 having a wide interval, the space S3 between the upper and lower two fins 14 and the duct 9 in the outermost side in the width direction is the first region. It is wider than the interval between the fins 14 of S1. Accordingly, a large amount of air that has entered the duct 9 enters the space S3 having a low air resistance. Moreover, the heat which the air which distribute | circulates along the said space S3 receives from the fin 14 which exists only in one side is the fin 14 which the air which distribute | circulates between the fins 14 and 14 of the upstream fin part 13 (U) exists in both sides. , 14 less heat. Therefore, the cooling effect by the air entering the fins 14a and 14 having a narrow interval from the space S3 to the second region S2 is particularly great. That is, in the fins 14a, 14 having a narrow interval between the second regions S2, the resistance of the flowing air increases, the air sufficiently hits the fins 14a, 14, and the heat dissipation power increases, so that the width direction of the second region S2 increases. A particularly strong cooling effect is obtained at both ends (the upper and lower ends of the second region S2 in FIG. 3).

次に、以上の構成における効果を説明する。
電子装置1の使用時には、内部に収納したユニット3が発熱するため、吸引ファン5を駆動して冷却する。図1において、吸引ファン5に吸引された空気は、筐体2の左側面(図中左側)から筐体2内に入り、筐体2内の各ユニット3,3a間を通過してこれらを冷却した後、筐体2の右側面(図中右側)の吸引ファン5から筐体2外に排気される。
Next, effects of the above configuration will be described.
When the electronic apparatus 1 is used, the unit 3 housed therein generates heat, and therefore the suction fan 5 is driven to cool it. In FIG. 1, the air sucked by the suction fan 5 enters the housing 2 from the left side surface (left side in the figure) of the housing 2, passes between the units 3 and 3 a in the housing 2, and After cooling, the air is exhausted from the suction fan 5 on the right side surface (right side in the figure) of the housing 2 to the outside of the housing 2.

筐体2内に入った空気は、一般的に抵抗の小さいところを選んで流通するため、図1においてユニット3が挿入されていないスロットがあれば、空気は抵抗の大きいユニット3を避けて空きのスロットに流れてしまう。しかしながら、図1に示すように、本実施形態のダクト9を有するユニット3aと、ダクト9がないその他のユニット3が筐体2内に隙間なく並んでいる場合には、その他のユニット3よりも、ダクト9で筒状の空気の通り道を構成した実施形態のユニット3aの方が空気を取り込み易い。   Since air that has entered the housing 2 generally circulates in a place with a low resistance, if there is a slot in which the unit 3 is not inserted in FIG. Will flow into the slot. However, as shown in FIG. 1, when the unit 3 a having the duct 9 of the present embodiment and the other unit 3 without the duct 9 are arranged in the housing 2 without a gap, the unit 3 a is more than the other unit 3. The unit 3a of the embodiment in which the duct 9 forms a cylindrical air passage is easier to take in air.

図2及び図4に示すように、拡大部22を備えたユニット3の入口20から取り込まれた十分な量の空気は、特定発熱源である電子素子10(L)' よりも上流側(第1領域S1)では、比較的広い第1間隔で配置されたフィン14の間を通過し、相応の放熱力を発揮して発熱源(電子素子10,10(L))を冷却することができる。   As shown in FIGS. 2 and 4, a sufficient amount of air taken in from the inlet 20 of the unit 3 having the enlarged portion 22 is upstream (first) from the electronic element 10 (L) ′ that is the specific heat source. In one region S1), the heat sources (electronic elements 10, 10 (L)) can be cooled by passing between the fins 14 arranged at a relatively wide first interval and exhibiting a corresponding heat radiation force. .

特定発熱源である電子素子10(L)' の特定位置よりも下流側(第2領域S2)においては、空気は上流側より狭い第2間隔で配置されたフィン14の間に入る。第2領域S2に供給される空気は、第1領域S1で冷却に供されて温度が上昇している空気ではあるが、比較的狭い第2間隔で配置されたフィン14の間では、上流側の第1領域S1に比べて流通する空気の抵抗が大きくなるので、フィン14に空気が十分に当たり、相対的に高い放熱力が得られる。   On the downstream side (second region S2) from the specific position of the electronic element 10 (L) ′ that is the specific heat generation source, the air enters between the fins 14 arranged at the second interval narrower than the upstream side. The air supplied to the second region S2 is air that has been subjected to cooling in the first region S1 and has risen in temperature, but between the fins 14 arranged at a relatively narrow second interval, the upstream side Since the resistance of the flowing air is larger than that of the first region S1, the air sufficiently hits the fins 14, and a relatively high heat radiation force is obtained.

さらに、図2において、ダクト9の外面に沿って流通している空気の一部は、ダクト9に形成された開口部30からダクト9の内部に流入する。開口部30から流入した空気は、フィン14の間隔が狭い第2領域S2に入る。フィン14から熱を奪いながらダクト9内を第1領域S1から第2領域S2に流れて来た空気の温度よりも、ダクト9の外を流れて開口部30から第2領域S2に入ってきた空気の温度の方が低いので、この温度の低い空気が特定発熱源である電子素子10(L)' の発熱を集中的に冷却するため、第2領域S2での冷却効果は特に高くなる。   Further, in FIG. 2, a part of the air flowing along the outer surface of the duct 9 flows into the inside of the duct 9 from the opening 30 formed in the duct 9. The air that has flowed from the opening 30 enters the second region S2 where the interval between the fins 14 is narrow. Flowing outside the duct 9 and entering the second region S2 from the opening 30 rather than the temperature of the air flowing in the duct 9 from the first region S1 to the second region S2 while taking heat from the fins 14. Since the temperature of the air is lower, the lower temperature air intensively cools the heat generated by the electronic element 10 (L) ′, which is the specific heat source, so that the cooling effect in the second region S2 is particularly high.

その結果、特定発熱源である電子素子10(L)' の特定位置を境界とした空気の上流側と下流側で生じる温度勾配は可及的に小さくなり、発熱源(電子素子10,10(L),10(L)’)の全体としての温度を従来に比べて均一化することができる。   As a result, the temperature gradient generated on the upstream side and the downstream side of the air with the specific position of the electronic element 10 (L) ′, which is the specific heat generation source, as a boundary becomes as small as possible, and the heat generation source (electronic elements 10, 10 ( L) and 10 (L) ′) as a whole can be made uniform in temperature as compared with the prior art.

なお、ダクト9に形成した開口部30の大きさ及び形状によって、特定発熱源である電子素子10(L)' の発熱を集中的に冷却する効果は変動する。特定発熱源である電子素子10(L)' による発熱を集中的に冷却するためには、電子素子10(L)' の領域の一部に相当する面積の開口部30を、電子素子10(L)' の領域の上流側に設けることが好ましい。実施形態のように、電子素子10(L)' の領域の半分の面積の開口部30を、電子素子10(L)' の領域の上流側に設ければ、ダクト9の外を流れている比較的温度の低い空気を、効率的に、かつ高い流速でダクト9内に導き入れることができ、特定発熱源たる電子素子10(L)' に相当するフィン14の部分にピンポイントで当てることができる。このとき、フィン14の第1領域S1と第2領域S2との境界も電子素子10(L)' の上流側(縁辺15の直上よりも上流側)に設定すると、より好適となる。この開口部30の面積を電子素子10(L)' の面積以上にすることは、開口部30から流入する空気の流速が小さくなるため好ましくない。また、この開口部30の形状を電子素子10(L)' の領域を越えるような形状にすることは、電子素子10(L)' に相当する位置以外の位置に開口部30からの空気を当てることになるため、好ましくない。   The effect of intensively cooling the heat generation of the electronic element 10 (L) ′, which is a specific heat source, varies depending on the size and shape of the opening 30 formed in the duct 9. In order to intensively cool the heat generated by the electronic element 10 (L) ′, which is the specific heat source, the opening 30 having an area corresponding to a part of the region of the electronic element 10 (L) ′ is formed in the electronic element 10 ( L) ′ is preferably provided upstream of the region. If the opening 30 having a half area of the region of the electronic element 10 (L) ′ is provided on the upstream side of the region of the electronic element 10 (L) ′ as in the embodiment, it flows outside the duct 9. Air having a relatively low temperature can be introduced into the duct 9 efficiently and at a high flow rate, and pinpointed to the portion of the fin 14 corresponding to the electronic element 10 (L) ′, which is a specific heat source. Can do. At this time, it is more preferable that the boundary between the first region S1 and the second region S2 of the fin 14 is also set on the upstream side of the electronic element 10 (L) ′ (upstream side immediately above the edge 15). Setting the area of the opening 30 to be equal to or larger than the area of the electronic element 10 (L) ′ is not preferable because the flow velocity of air flowing from the opening 30 becomes small. Further, making the shape of the opening 30 so as to exceed the region of the electronic element 10 (L) ′ allows air from the opening 30 to be moved to a position other than the position corresponding to the electronic element 10 (L) ′. This is not preferable because it will be applied.

図5は、本実施形態のユニット3のヒートシンク8を示す正面図であって、電子素子10(L)の使用時におけるヒートシンク8の温度を、ソフトウエアを用いたシミュレーションによって計算し、ヒートシンク8の図面に重ねてコンターで表したものである。   FIG. 5 is a front view showing the heat sink 8 of the unit 3 of the present embodiment. The temperature of the heat sink 8 when the electronic element 10 (L) is used is calculated by simulation using software. It is expressed in contour on top of the drawing.

図5のコンター及び図中の温度表示から分かるように、図中左右方向の空気の流通方向Fに沿ったヒートシンク8の3つの位置には、周囲に比べてやや温度の高い箇所H1,H2,H3が現れている。図7中では、縦横2種類の矢印の交点で概略の位置を示した。これら各箇所H1,H2,H3の温度は、それぞれ、左側(上流側)から順に、概ね74〜75℃、73〜74℃、76〜77℃となっている。このように、上流から下流に向けてヒートシンク8の温度が上昇する単純な温度勾配は解消されており、また各箇所における周囲との温度の差も小さくなっている。すなわち、図7に示した比較例のヒートシンク103に比べ、ヒートシンク8の全体としての温度は均一に低下しており、ユニット3に搭載する電子素子10,10(L),10(L)’の使用時の許容温度を越えてしまう可能性は小さくなっている。   As can be seen from the contour in FIG. 5 and the temperature display in the figure, the three positions of the heat sink 8 along the air flow direction F in the left-right direction in the figure have locations H1, H2, slightly higher in temperature than the surroundings. H3 appears. In FIG. 7, the approximate position is indicated by the intersection of two types of arrows in the vertical and horizontal directions. The temperatures of these portions H1, H2, and H3 are approximately 74 to 75 ° C, 73 to 74 ° C, and 76 to 77 ° C, respectively, in order from the left side (upstream side). Thus, the simple temperature gradient in which the temperature of the heat sink 8 rises from upstream to downstream is eliminated, and the difference in temperature from the surroundings at each location is also small. That is, as compared with the heat sink 103 of the comparative example shown in FIG. 7, the temperature of the heat sink 8 as a whole is uniformly reduced, and the electronic elements 10, 10 (L), 10 (L) ′ mounted on the unit 3 The possibility of exceeding the allowable temperature during use is small.

図6は、電子装置1の使用時において、ユニット3に設けられた発熱源(電子部品)の位置(横軸に示す)とジャンクション温度(縦軸に示す)との関係を示すグラフであって、実施形態と、フィンの間隔が一定(例えば実施形態の第1領域S1のフィン14の間隔)である比較例とを、同一図中に示したものである。   FIG. 6 is a graph showing the relationship between the position of the heat source (electronic component) provided in the unit 3 (shown on the horizontal axis) and the junction temperature (shown on the vertical axis) when the electronic apparatus 1 is used. The embodiment and the comparative example in which the distance between the fins is constant (for example, the distance between the fins 14 in the first region S1 of the embodiment) are shown in the same drawing.

図6に示す実施形態のデータは、図5に示したようなシミュレーション結果を複数取得して綜合し、本実施形態の一般的な傾向として示したものである。この図から理解されるように、本実施形態のヒートシンク8及びこのヒートシンク8を利用した冷却装置7によれば、冷却空気の流通方向Fに関する温度勾配が緩和され、電子部品の全体としての温度を従来に比べて均一化することができる。このため、電子部品の温度が使用時に許容温度を越えてしまう危険性を回避することができる。   The data of the embodiment shown in FIG. 6 is obtained as a general tendency of this embodiment by acquiring and combining a plurality of simulation results as shown in FIG. As understood from this figure, according to the heat sink 8 of this embodiment and the cooling device 7 using the heat sink 8, the temperature gradient with respect to the flow direction F of the cooling air is relaxed, and the temperature of the entire electronic component is reduced. It can be made uniform compared to the conventional case. For this reason, the danger that the temperature of an electronic component will exceed allowable temperature at the time of use can be avoided.

以上説明した実施形態では、複数のフィン14で構成されているフィン部13が、フィン14の間隔の広い上流の第1領域S1と、フィン14間隔の狭い下流の第2領域S2の2つに分かれており、空気の流通方向Fにおける特定発熱源の始点を、第2領域S2の始点と一致させた。しかしながら、特定発熱源の位置でフィン14の間隔を狭くして冷却力を上げるという本発明の趣旨に沿う範囲において、流通方向Fの位置が異なる特定発熱源を2以上設定し、フィン14の間隔が異なる3以上の領域を設定してもよい。つまり、流通方向Fに沿った2以上の特定発熱源の特定位置ごとに、流通方向Fの下流に向かうほどフィン14の間隔が段階的に狭くなるように構成してもよい。   In the embodiment described above, the fin portion 13 composed of the plurality of fins 14 is divided into two areas, that is, the first area S1 in the upstream where the gap between the fins 14 is wide and the second area S2 in the downstream where the gap between the fins 14 is narrow. The start point of the specific heat source in the air flow direction F is made to coincide with the start point of the second region S2. However, two or more specific heat sources with different positions in the flow direction F are set in the range in accordance with the gist of the present invention that the cooling power is increased by narrowing the interval between the fins 14 at the position of the specific heat source, and the distance between the fins 14 Three or more areas having different values may be set. That is, you may comprise so that the space | interval of the fin 14 may become narrow in steps toward the downstream of the distribution direction F for every specific position of two or more specific heat sources along the distribution direction F.

以上説明した実施形態では、特定発熱源は一つであり、ダクト9に形成した開口部30も一つであったが、特定発熱源を2以上設定するなら各特定位置ごとに開口部30を設けてもよい。   In the embodiment described above, there is one specific heat source, and there is also one opening 30 formed in the duct 9. However, if two or more specific heat sources are set, the opening 30 is provided for each specific position. It may be provided.

1…電子装置
3…ユニット
6…基板
7…冷却装置
8…ヒートシンク
9…ダクト
10,10(L)…発熱源としての電子素子
10(L)’…特定発熱源としての電子素子
12…ヒートシンク8のベース部
13…ヒートシンク8のフィン部
13(U)…上流側のフィン部
13(D)…下流側のフィン部
14,14a…フィン
20…ダクトの入口
21…ダクトの出口
30…ダクトに形成された開口部
S1…フィンの間隔が広い特定位置より上流側の第1領域
S2…フィンの間隔が狭い特定位置より下流側の第2領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electronic device 3 ... Unit 6 ... Board | substrate 7 ... Cooling device 8 ... Heat sink 9 ... Duct 10, 10 (L) ... Electronic element as a heat generation source 10 (L) '... Electronic element as a specific heat generation source 12 ... Heat sink 8 Base part 13 ... Fin part of heat sink 8 (U) ... Fin part on the upstream side 13 (D) ... Fin part on the downstream side 14, 14a ... Fin 20 ... Inlet of duct 21 ... Outlet of duct 30 ... Formed in duct Opened portion S1... First region upstream of a specific position where the fin interval is wide S2... Second region downstream of the specific position where the fin interval is narrow

請求項1に記載されたヒートシンク8は、
取り付けられるべき対象物上の複数の発熱源10,10(L),10(L)’に接触するベース部12と、前記ベース部12に設けられて流通する空気により熱を放散するフィン部13,13(U),13(D)を備え、
前記フィン部13,13(U),13(D)は、
空気の流通方向Fに沿った長手形状であって、長手方向と交差する幅方向に所定の間隔をおいて配置された複数のフィン14,14aから構成され、
前記流通方向Fの上流側における前記フィン14の前記間隔である第1間隔は、前記流通方向Fの下流側における前記フィン14,14aの前記間隔である第2間隔よりも大きく構成されており、
前記フィンは、前記長手方向の寸法が相対的に大きく、前記第1間隔で配置された複数の第1フィンと、前記長手方向の寸法が相対的に小さく、前記流通方向の下流側において前記第1フィンとの間隔が前記第2間隔となるように少なくともその一部が前記第1フィンと前記第1フィンとの間に配置された複数の第2フィンとを有しており、
前記フィン14,14aの前記間隔が一定である場合には前記取り付け時に許容温度を越えてしまうような特定発熱源10(L)’が配置された特定位置を基準とし、前記フィン14,14aの前記間隔が前記第1間隔である第1領域S1と前記フィン14,14aの前記間隔が前記第2間隔である第2領域S2との境界を、前記特定位置の直上を含む上流側近傍に設定したことを特徴としている。
The heat sink 8 according to claim 1 is:
A base portion 12 that contacts a plurality of heat sources 10, 10 (L), 10 (L) ′ on an object to be attached, and a fin portion 13 that dissipates heat by air that is provided in the base portion 12 and circulates. , 13 (U), 13 (D),
The fin portions 13, 13 (U), 13 (D)
It is a longitudinal shape along the air flow direction F, and is composed of a plurality of fins 14 and 14a arranged at predetermined intervals in the width direction intersecting the longitudinal direction,
The first interval that is the interval between the fins 14 on the upstream side in the flow direction F is configured to be larger than the second interval that is the interval between the fins 14 and 14a on the downstream side in the flow direction F.
The fin has a relatively large size in the longitudinal direction, a plurality of first fins arranged at the first interval, and a relatively small size in the longitudinal direction. A plurality of second fins arranged at least partially between the first fin and the first fin so that the interval between the first fin and the second interval is the second interval;
When the distance between the fins 14 and 14a is constant, the specific position where the specific heat source 10 (L) ′ that will exceed the allowable temperature at the time of attachment is disposed as a reference. The boundary between the first region S1 in which the interval is the first interval and the second region S2 in which the interval between the fins 14 and 14a is the second interval is set near the upstream side including immediately above the specific position. It is characterized by that.

Claims (2)

取り付けられるべき対象物上の複数の発熱源(10,10(L),10(L)’)に接触するベース部(12)と、前記ベース部に設けられて流通する空気により熱を放散するフィン部(13,13(U),13(D))を備え、
前記フィン部は、
空気の流通方向(F)に沿った長手形状であって、長手方向と交差する幅方向に所定の間隔をおいて配置された複数のフィン(14,14a)から構成され、
前記流通方向の上流側における前記フィンの前記間隔である第1間隔は、前記流通方向の下流側における前記フィンの前記間隔である第2間隔よりも大きく構成されており、
前記フィンの前記間隔が一定である場合には前記取り付け時に許容温度を越えてしまうような前記発熱源である特定発熱源(10(L)’)が配置された特定位置を基準とし、前記フィンの前記間隔が前記第1間隔である第1領域(S1)と前記フィンの前記間隔が前記第2間隔である第2領域(S2)との境界を、前記特定位置の直上を含む上流側近傍に設定したことを特徴とするヒートシンク(8)。
Heat is dissipated by a base part (12) that contacts a plurality of heat sources (10, 10 (L), 10 (L) ′) on an object to be attached, and air that is provided in the base part and circulates. With fins (13, 13 (U), 13 (D)),
The fin portion is
It is a longitudinal shape along the air flow direction (F), and is composed of a plurality of fins (14, 14a) arranged at predetermined intervals in the width direction intersecting the longitudinal direction,
The first interval that is the interval between the fins on the upstream side in the flow direction is configured to be larger than the second interval that is the interval between the fins on the downstream side in the flow direction,
When the interval between the fins is constant, the fin is used as a reference at a specific position where the specific heat source (10 (L) ′), which is the heat source that exceeds the allowable temperature at the time of attachment, is disposed. An upstream vicinity including a boundary between the first region (S1) in which the interval is the first interval and the second region (S2) in which the interval between the fins is the second interval, including immediately above the specific position A heat sink (8), characterized in that
前記第2間隔で配置された複数の前記フィン(14,14a)からなる前記フィン部(13,13(D))の前記幅方向の寸法が、前記第1間隔で配置された複数の前記フィン(14)からなる前記フィン部(13,13(U))の前記幅方向の寸法よりも大きいことを特徴とする請求項1記載のヒートシンク(8)。   The plurality of fins arranged in the width direction of the fin portions (13, 13 (D)) including the plurality of fins (14, 14a) arranged at the second interval are arranged at the first interval. The heat sink (8) according to claim 1, wherein the fin portion (13, 13 (U)) made of (14) is larger than a dimension in the width direction.
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