JP2021158151A - Heat dissipation structure of electronic apparatus - Google Patents
Heat dissipation structure of electronic apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021158151A JP2021158151A JP2020054652A JP2020054652A JP2021158151A JP 2021158151 A JP2021158151 A JP 2021158151A JP 2020054652 A JP2020054652 A JP 2020054652A JP 2020054652 A JP2020054652 A JP 2020054652A JP 2021158151 A JP2021158151 A JP 2021158151A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat sink
- circuit board
- water
- cooled
- electronic component
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 title claims abstract description 27
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 7
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電子機器の放熱構造に係り、さらに詳しくは、水冷式ヒートシンクを用いて、回路基板上に配置された電子部品の放熱を行う放熱構造の改良に関する。 The present invention relates to a heat radiating structure of an electronic device, and more particularly to an improvement of a heat radiating structure for radiating heat of an electronic component arranged on a circuit board by using a water-cooled heat sink.
水冷式ヒートシンクを用いた電子機器の放熱構造が従来から知られている。図2は、従来の電子機器における放熱構造の一例を示した図である。電子部品20には、縦型ヒートシンク31が取り付けられ、縦型ヒートシンク31は、水冷式ヒートシンク30に連結されている。このため、電子部品20が発する熱は、縦型ヒートシンク31を通って、水冷式ヒートシンク30に伝搬し、冷却用パイプ40内の冷却水により排熱される。
A heat dissipation structure of an electronic device using a water-cooled heat sink has been conventionally known. FIG. 2 is a diagram showing an example of a heat dissipation structure in a conventional electronic device. A
水冷式ヒートシンク30は、略平板形状であることから、電子部品20からみて、回路基板10とは反対側に配置される。冷却水の漏出時の影響を考慮すれば、水冷式ヒートシンク30は、回路基板10や電子部品20よりも下方に配置されることが望ましい。このため、回路基板10は、電子部品20よりも上方に配置されることになり、回路基板10の下面に電子部品20が設けられている。縦型ヒートシンク31は、その下端が水冷式ヒートシンク30に連結され、その上端が回路基板10に固定されている。
Since the water-cooled
水冷式ヒートシンク30は排熱効率が高いが、水冷式ヒートシンク30及び縦型ヒートシンク31の配置に自由度がなく、電子部品20から水冷式ヒートシンク30に至る熱伝搬経路における伝導効率を向上させることが難しく、放熱効率を向上させることが難しいという問題があった。
Although the water-cooled
また、電子部品20を挟んで、回路基板10及び水冷式ヒートシンク30を配置する構成を採用することにより、空間の利用効率が低下し、電子機器を小型化することが難しいという問題があった。また、故障修理の作業効率を向上させることが難しいという問題があった。
Further, by adopting a configuration in which the
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、高い放熱効率が得られる電子機器の放熱構造を提供することを目的とする。また、電子機器を小型化することができ、あるいは、故障修理を容易化することができる電子機器の放熱構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a heat dissipation structure of an electronic device capable of obtaining high heat dissipation efficiency. Another object of the present invention is to provide a heat dissipation structure of an electronic device, which can be miniaturized or can facilitate failure repair.
本発明の第1の態様による電子機器の放熱構造は、電子部品が配置された第1主面を有する回路基板と、前記回路基板の第2主面に対向して配置された水冷式ヒートシンクと、前記電子部品に取り付けられた縦型ヒートシンクと、を備え、前記縦型ヒートシンクが、前記回路基板の貫通孔を介して、前記水冷式ヒートシンクに連結されている。 The heat dissipation structure of the electronic device according to the first aspect of the present invention includes a circuit board having a first main surface on which electronic components are arranged and a water-cooled heat sink arranged to face the second main surface of the circuit board. A vertical heat sink attached to the electronic component is provided, and the vertical heat sink is connected to the water-cooled heat sink via a through hole of the circuit board.
このような構成を採用することにより、電子部品から見て回路基板及び水冷式ヒートシンクを同一の方向に配置することができるので、放熱効率を低下させることなく、空間の利用効率を向上させ、電子機器を小型化することができる。また、故障修理の作業を容易化することができる。 By adopting such a configuration, the circuit board and the water-cooled heat sink can be arranged in the same direction when viewed from the electronic components, so that the space utilization efficiency can be improved without lowering the heat dissipation efficiency, and the electronic components can be used. The equipment can be miniaturized. In addition, the work of repairing a failure can be facilitated.
本発明の第2の態様による電子機器の放熱構造は、上記構成に加えて、前記回路基板の第1主面に対向して配置された第1ヒートシンクと、前記回路基板の外側を回り込むように配置され、前記水冷式ヒートシンク及び前記第1ヒートシンクを連結する第2ヒートシンクと、を備え、前記縦型ヒートシンクは、一端が前記水冷式ヒートシンクに接続され、他端が前記第1ヒートシンクに接続されている。 In addition to the above configuration, the heat dissipation structure of the electronic device according to the second aspect of the present invention wraps around the first heat sink arranged to face the first main surface of the circuit board and the outside of the circuit board. A second heat sink that is arranged and connects the water-cooled heat sink and the first heat sink is provided, and one end of the vertical heat sink is connected to the water-cooled heat sink and the other end is connected to the first heat sink. There is.
このような構成を採用することにより、電子部品の熱が縦型ヒートシンクから水冷式ヒートシンクへ伝搬する経路の数を増やすことができ、放熱効率を向上させることができる。 By adopting such a configuration, the number of paths through which the heat of the electronic component propagates from the vertical heat sink to the water-cooled heat sink can be increased, and the heat dissipation efficiency can be improved.
本発明の第3の態様による電子機器の放熱構造は、上記構成に加えて、前記回路基板が、略水平に配置され、前記電子部品が、前記回路基板の上面に配置され、前記水冷式ヒートシンクが、前記回路基板の下面側に配置されている。 In the heat dissipation structure of the electronic device according to the third aspect of the present invention, in addition to the above configuration, the circuit board is arranged substantially horizontally, the electronic component is arranged on the upper surface of the circuit board, and the water-cooled heat sink is provided. Is arranged on the lower surface side of the circuit board.
このような構成を採用することにより、水冷式ヒートシンクから漏出した熱媒体が回路基板や電子部品に影響を与えるのを防止することができる。 By adopting such a configuration, it is possible to prevent the heat medium leaking from the water-cooled heat sink from affecting the circuit board and electronic components.
本発明によれば、高い放熱効率が得られる電子機器の放熱構造を提供することができる。また、電子機器を小型化することができ、あるいは、故障修理を容易化することができる電子機器の放熱構造を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a heat dissipation structure of an electronic device capable of obtaining high heat dissipation efficiency. Further, it is possible to provide a heat dissipation structure of the electronic device, which can reduce the size of the electronic device or facilitate the repair of a failure.
図1は、本発明の実施の形態による放熱構造を適用した電子機器100の一構成例を示した図である。電子機器100は、回路基板10、電子部品20及びシートシンク30〜33を備えている。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an electronic device 100 to which the heat dissipation structure according to the embodiment of the present invention is applied. The electronic device 100 includes a
回路基板10は、1又は2以上の電子部品20が配置される基板であり、例えば、ガラスエポキシなどの絶縁性素材を矩形の板形状に加工し、配線パターンを形成したプリント基板である。電子部品20の搭載面は、片面又は両面のいずれでもよく、単層構造又は多層構造のいずれでもよい。
The
電子部品20は、動作中における発熱量が比較的大きい発熱性電子部品、例えば、大電流が流れる電源用電子部品である。図示した電子部品20は、半導体装置であり、部品本体21及びリード端子22により構成される。
The
部品本体21は、インバータ、サイリスタ、トランジスタなどの電力用半導体素子を樹脂封止して形成され、縦型ヒートシンク31が取り付けられるヒートシンク取付面23を有する。ヒートシンク取付面23は、熱伝導性を向上させるためのグリースを介して縦型ヒートシンク31を密着させる面であり、半導体素子が生成する熱は、ヒートシンク取付面23を介して縦型ヒートシンク31に伝搬する。
The component
リード端子22は、回路基板10上の配線パターンに接続される端子である。リード端子22は、例えば、回路基板10のスルーホールに挿通した状態で半田づけされ、回路基板10上の配線パターンと導通するとともに、部品本体21を回路基板10から離れた位置で支持する。
The
ヒートシンク30〜33は、いずれも放熱部材であり、熱伝導性が良好な材料、例えば、アルミなどの金属材料が用いられる。ヒートシンク30〜33間の連結は、接合面間に熱伝導性のグリースを介在させ、ねじ40を用いて締結することにより行われる。
The heat sinks 30 to 33 are all heat radiating members, and a material having good thermal conductivity, for example, a metal material such as aluminum is used. The connection between the
水冷式ヒートシンク30は、冷却用パイプ40が設けられた略平板形状の放熱部材である。冷却用パイプ40は、冷却水などの熱媒体が流れるパイプであり、水冷式ヒートシンク30の下面側に配設され、排熱に使用される。所望の排熱効果を得るには、水冷式ヒートシンク30に沿って冷却用パイプ40を蛇行させる必要があることから、水冷式ヒートシンク30は、冷却用パイプ40が配設される面を主面とする略平板形状に形成される。
The water-cooled
水冷式ヒートシンク30は、回路基板10の下面と対向し、略平行になるように配置されている。また、回路基板10は、スペーサ41を介して、水冷式ヒートシンク30に支持されており、水冷式ヒートシンク30から離間されている。
The water-cooled
水冷式ヒートシンク30を回路基板10の下方に配置することにより、冷却用パイプ40から漏出した熱媒体が回路基板10や電子部品20に影響を与えるのを防止することができる。また、いずれも平板形状からなる回路基板10及び水冷式ヒートシンク30を電子部品20からみて同じ方向に配置することができるため、電子部品20を回路基板10及び水冷式ヒートシンク30で挟み込む場合に比べ、空間の利用効率を向上させることができ、電子機器100を小型化することができる。
By arranging the water-cooled
縦型ヒートシンク31は、回路基板10と交差するように配置された放熱部材である。図示した縦型ヒートシンク31は、矩形の断面を有する柱状体であり、回路基板10の上面側に垂直に立設され、その側面に電子部品20が取り付けられている。
The
縦型ヒートシンク31の下端は、回路基板10の貫通孔11を介して、水冷式ヒートシンク30に連結されている。このため、電子部品20の熱は、縦型ヒートシンク31を介して、水冷式ヒートシンク30に最短距離で伝搬することができる。従って、回路基板10の外側を回り込んで、水冷式ヒートシンク30と連結する場合に比べ、高い放熱効率が得られる。
The lower end of the
図示した縦型ヒートシンク31は、回路基板10上に立設される本体部31Aと、本体部31Aの下端に設けられた連結部31Bとにより構成される。本体部31A及び連結部31Bは、ともに略四角柱の形状からなるが、連結部31Bの断面積は、本体部31Aよりも小さく、縦型ヒートシンク31の外周上には段差が形成されている。当該段差に形成される段差面31Cに対し、回路基板10の貫通孔11周辺がねじで固定されている。
The illustrated
第1ヒートシンク32は、電子部品20よりも上方に配置された略平板形状の放熱部材である。第1ヒートシンク32は、回路基板10の上面と対向し、平行となるように配置されている。また、第1ヒートシンク32の下面には、縦型ヒートシンク31の上端が連結されている。
The
第2ヒートシンク33は、回路基板10の外側を回り込んで、水冷式ヒートシンク30及び第1ヒートシンク32を互いに連結する放熱部材であり、回路基板10、電子部品20及び縦型ヒートシンク30の水平方向外側を取り囲む筒形状、例えば、4枚の略平板を互いに連結した形状からなる。
The
第2ヒートシンク33は、上端が第1ヒートシンク32の下面の周縁部に連結され、下端が水冷式ヒートシンク30の上面の周縁部に接続されている。このため、電子部品20から縦型ヒートシンク31に伝搬した熱は、最短距離で水冷式ヒートシンク30に伝搬するだけでなく、第1及び第2ヒートシンク32,33を通って、水冷式ヒートシンク30に伝搬する。このようにして、縦型ヒートシンク31から水冷式ヒートシンク30に至る熱伝搬経路の数を増やすことにより、第1及び第2ヒートシンク32,33を有しない場合に比べ、高い放熱効率が得られる。
The upper end of the
上記実施の形態では、望ましい構成例として、第1ヒートシンク32が平板形状であり、第2ヒートシンク33が筒形状である場合の例について説明したが、本発明は、このような構成のみに限定されない。第1及び第2ヒートシンク32,33は、回路基板10の外側を回り込んで、縦型ヒートシンク31の熱を水冷式ヒートシンク30へ伝搬する経路を提供するものであれば、任意の形状のものを採用することができる。
In the above embodiment, as a desirable configuration example, an example in which the
また、上記実施の形態では、望ましい構成例として、縦型ヒートシンク31が略四角柱である場合の例について説明したが、本発明は、このような構成のみに限定されない。縦型ヒートシンク31は、電子部品20が取り付けられ、水冷式ヒートシンク30及び第1ヒートシンク32に連結されることにより、2つの放熱経路を提供するものであれば、任意の形状のものを採用することができる。
Further, in the above-described embodiment, an example in which the
10 回路基板
11 貫通孔
20 電子部品
21 部品本体
22 リード端子
23 ヒートシンク取付面
30 水冷式ヒートシンク
31 縦型ヒートシンク
31A 本体部
31B 連結部
31C 段差面
32 第1ヒートシンク
33 第2ヒートシンク
40 冷却用パイプ
41 スペーサ
100 電子機器
10
Claims (3)
前記回路基板の第2主面に対向して配置された水冷式ヒートシンクと、
前記電子部品に取り付けられた縦型ヒートシンクと、を備え、
前記縦型ヒートシンクが、前記回路基板の貫通孔を介して、前記水冷式ヒートシンクに連結されていることを特徴とする電子機器の放熱構造。 A circuit board having a first main surface on which electronic components are arranged,
A water-cooled heat sink arranged to face the second main surface of the circuit board,
A vertical heat sink attached to the electronic component is provided.
A heat dissipation structure for an electronic device, wherein the vertical heat sink is connected to the water-cooled heat sink via a through hole in the circuit board.
前記回路基板の外側を回り込むように配置され、前記水冷式ヒートシンク及び前記第1ヒートシンクを連結する第2ヒートシンクと、を備え、
前記縦型ヒートシンクは、一端が前記水冷式ヒートシンクに接続され、他端が前記第1ヒートシンクに接続されていることを特徴とする請求項1に記載の電子機器の放熱構造。 A first heat sink arranged to face the first main surface of the circuit board,
A second heat sink, which is arranged so as to wrap around the outside of the circuit board and connects the water-cooled heat sink and the first heat sink, is provided.
The heat dissipation structure for an electronic device according to claim 1, wherein one end of the vertical heat sink is connected to the water-cooled heat sink and the other end is connected to the first heat sink.
前記電子部品が、前記回路基板の上面に配置され、
前記水冷式ヒートシンクが、前記回路基板の下面側に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電子機器の放熱構造。 The circuit board is arranged substantially horizontally.
The electronic component is arranged on the upper surface of the circuit board.
The heat dissipation structure of an electronic device according to claim 1 or 2, wherein the water-cooled heat sink is arranged on the lower surface side of the circuit board.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020054652A JP2021158151A (en) | 2020-03-25 | 2020-03-25 | Heat dissipation structure of electronic apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020054652A JP2021158151A (en) | 2020-03-25 | 2020-03-25 | Heat dissipation structure of electronic apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021158151A true JP2021158151A (en) | 2021-10-07 |
Family
ID=77918265
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020054652A Pending JP2021158151A (en) | 2020-03-25 | 2020-03-25 | Heat dissipation structure of electronic apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021158151A (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002271068A (en) * | 2001-03-14 | 2002-09-20 | Denso Corp | Electronic device |
JP2015201543A (en) * | 2014-04-08 | 2015-11-12 | 株式会社デンソー | Electric circuit device |
-
2020
- 2020-03-25 JP JP2020054652A patent/JP2021158151A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002271068A (en) * | 2001-03-14 | 2002-09-20 | Denso Corp | Electronic device |
JP2015201543A (en) * | 2014-04-08 | 2015-11-12 | 株式会社デンソー | Electric circuit device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5007296B2 (en) | Power module base | |
JP4867793B2 (en) | Semiconductor device | |
KR101017452B1 (en) | Semiconductor package | |
JP2010171279A (en) | Heat radiator | |
JP2009117612A (en) | Circuit module and method of manufacturing the same | |
JP2006303290A (en) | Semiconductor device | |
JP2010097967A (en) | Semiconductor device | |
JP2008028163A (en) | Power module device | |
KR102586458B1 (en) | semiconductor sub-assembly and semiconductor power module | |
JP6458131B2 (en) | Air conditioner outdoor unit | |
TWI244182B (en) | Heat-dissipation device | |
JP2008124187A (en) | Base for power module | |
JP2021158151A (en) | Heat dissipation structure of electronic apparatus | |
JP2008124187A6 (en) | Power module base | |
TW201436701A (en) | Heat dissipating module | |
JP2021048262A (en) | Semiconductor device | |
JP3207656U (en) | Assembly structure of high power semiconductor and radiator | |
JP2006140390A (en) | Power semiconductor equipment | |
JP3855726B2 (en) | Power module | |
JP2006066464A (en) | Semiconductor device | |
WO2022059052A1 (en) | Power semiconductor module | |
WO2024114220A1 (en) | Metal substrate heat dissipation structure and photovoltaic power optimizer | |
TWI754457B (en) | A circuit substrate with heat-dissipation block and packaging structure thereof | |
JP2006066465A (en) | Semiconductor device | |
JP2018148125A (en) | Electronic equipment and manufacturing method of electronic equipment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220922 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230719 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230721 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20230823 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230905 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20230823 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231109 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231219 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20240402 |