JP2024075186A - Heat dissipation structure and electronic device using heat dissipation sheet - Google Patents

Heat dissipation structure and electronic device using heat dissipation sheet Download PDF

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Abstract

【課題】コストアップを抑制し放熱シートの取り付け作業を短時間で行う放熱シートを用いた放熱構造を提供する。【解決手段】放熱構造HKは、基板2と、基板上の第1の高さH21の第1発熱体21及び第1の高さH21以下の第2の高さH22の第2発熱体22と、基板並びに第1発熱体及び第2発熱体に対し、離隔して対向する対向面3aを有して配置されたヒートシンク3と、基板並びに第1発熱体及び第2発熱体と、対向面との間に介在し厚さ方向に弾性を有する放熱シート5とを備える。対向面は、基板に直接対向する基板対向部31Gと基板との距離が基板対向部よりも大きい、第1発熱体と対向する第1発熱体対向部35及び第2発熱体と対向する第2発熱体対向部36とを有し、放熱シートは、基板対向部並びに第1発熱体対向部及び第2発熱体対向部に接触している。【選択図】図1A[Problem] To provide a heat dissipation structure using a heat dissipation sheet that suppresses an increase in cost and allows the installation work of the heat dissipation sheet to be performed in a short time. [Solution] A heat dissipation structure HK includes a substrate 2, a first heating element 21 at a first height H21 on the substrate, a second heating element 22 at a second height H22 equal to or less than the first height H21, a heat sink 3 arranged with an opposing surface 3a that faces the substrate and the first and second heating elements at a distance, and a heat dissipation sheet 5 interposed between the substrate, the first and second heating elements, and the opposing surface and having elasticity in the thickness direction. The opposing surface has a first heating element opposing portion 35 facing the first heating element and a second heating element opposing portion 36 facing the second heating element, and the distance between the substrate opposing portion 31G that directly faces the substrate and the substrate is greater than the substrate opposing portion, and the heat dissipation sheet is in contact with the substrate opposing portion and the first and second heating element opposing portions. [Selected Figure] Figure 1A

Description

本発明は、放熱シートを用いた放熱構造及び電子機器に関する。 The present invention relates to a heat dissipation structure and electronic device using a heat dissipation sheet.

特許文献1に、基板に実装された発熱体であるICと、ヒートシンクである放熱板金との間に放熱シートを介在させ、ICで生じた熱を、放熱シートを介して放熱板金に伝達して放熱する放熱構造が記載されている。 Patent document 1 describes a heat dissipation structure in which a heat dissipation sheet is interposed between an IC, which is a heat generating element mounted on a substrate, and a heat dissipation metal plate, which is a heat sink, and the heat generated by the IC is transferred to the heat dissipation metal plate via the heat dissipation sheet and dissipated.

特開2010-129954号公報JP 2010-129954 A

特許文献1に記載されている放熱構造では、基板と放熱板金との間の距離が一定であるため、高さの異なるICがある場合、IC毎に放熱板金との間の隙間を埋めるのに適した厚さの放熱シートを用いる必要がある。従って、放熱シートの部品点数が増えてコストアップとなり、厚さの異なるICそれぞれに独立して放熱シートを配置するため放熱シートの取り付け作業にも多くの時間を要する、という点で改善の余地がある。 In the heat dissipation structure described in Patent Document 1, the distance between the board and the heat dissipation metal plate is constant, so if there are ICs of different heights, it is necessary to use a heat dissipation sheet of a thickness suitable for filling the gap between the heat dissipation metal plate and each IC. This means that there is room for improvement in that the number of heat dissipation sheet components increases, leading to higher costs, and the installation work of the heat dissipation sheet takes a lot of time because the heat dissipation sheet must be placed independently for each IC of different thickness.

そこで、本発明が解決しようとする課題は、コストアップを抑制し、放熱シートの取り付け作業を短時間で行うことができる、放熱シートを用いた放熱構造及び電子機器を提供することにある。 The problem that the present invention aims to solve is to provide a heat dissipation structure and electronic device that uses a heat dissipation sheet, which can suppress increases in costs and enable the installation work of the heat dissipation sheet to be completed in a short time.

上記の課題を解決するために、本発明は次の1)、2)の構成を有する。
1) 基板と、
前記基板に取り付けられた第1の高さの第1発熱体及び前記第1の高さ以下の第2の高さの第2発熱体と、
前記基板、並びに、前記第1発熱体及び前記第2発熱体に対し、離隔して対向する対向面を有して配置されたヒートシンクと、
前記基板、並びに、前記第1発熱体及び前記第2発熱体と、前記対向面との間に介在し、厚さ方向に弾性を有する放熱シートと、
を備え、
前記対向面は、
前記基板に直接対向する基板対向部と、
前記基板との距離が前記基板対向部よりも大きい、前記第1発熱体と対向する第1発熱体対向部及び前記第2発熱体と対向する第2発熱体対向部と、
を有し、
前記放熱シートは、前記基板対向部、並びに、前記第1発熱体対向部及び前記第2発熱体対向部に接触している放熱構造である。
2) 1)に記載の放熱構造を備えた電子機器である。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configurations 1) and 2).
1) a substrate;
a first heating element having a first height and a second heating element having a second height equal to or less than the first height, the first heating element being attached to the substrate;
a heat sink disposed with a surface facing the substrate, the first heating element, and the second heating element at a distance from each other;
a heat dissipation sheet interposed between the substrate, the first heating element, the second heating element, and the opposing surface, the heat dissipation sheet having elasticity in a thickness direction;
Equipped with
The opposing surface is
a substrate facing portion directly facing the substrate;
a first heating element facing portion facing the first heating element and a second heating element facing portion facing the second heating element, the first heating element facing portion being spaced from the substrate by a distance greater than that of the substrate facing portion;
having
The heat dissipation sheet is a heat dissipation structure in contact with the substrate facing portion, the first heating element facing portion, and the second heating element facing portion.
2) An electronic device equipped with the heat dissipation structure described in 1).

本発明の一態様によれば、コストアップを抑制し、放熱シートの取り付け作業を短時間で行うことができる、という効果が得られる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to suppress an increase in costs and to perform the installation work of the heat dissipation sheet in a short time.

図1Aは、本発明の一態様に係る放熱構造HK及び電子機器91を示す断面図である。FIG. 1A is a cross-sectional view showing a heat dissipation structure HK and an electronic device 91 according to one aspect of the present invention. 図1Bは、放熱構造HKが備えるヒートシンク3の下面図である。FIG. 1B is a bottom view of the heat sink 3 included in the heat dissipation structure HK. 図1Cは、放熱構造HKが備える放熱シート5の側面図である。FIG. 1C is a side view of the heat dissipation sheet 5 included in the heat dissipation structure HK. 図2は、放熱構造HKの第1変形例である放熱構造HKAを示す部分断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a heat dissipation structure HKA which is a first modified example of the heat dissipation structure HK. 図3は、放熱構造HKの第2変形例である放熱構造HKBを示す部分断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a heat dissipation structure HKB which is a second modified example of the heat dissipation structure HK. 図4は、放熱構造HKの第3変形例である放熱構造HKCを示す部分断面図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a heat dissipation structure HKC which is a third modified example of the heat dissipation structure HK. 図5Aは、放熱構造HKの第4変形例である放熱構造HKDを示す部分断面図である。FIG. 5A is a partial cross-sectional view showing a heat dissipation structure HKD which is a fourth modified example of the heat dissipation structure HK. 図5Bは、放熱構造HKDが備えるヒートシンク3Dの下面図である。FIG. 5B is a bottom view of the heat sink 3D included in the heat dissipation structure HKD.

本発明の一態様に係る放熱構造HKを説明する。放熱構造HKは、基板,基板に実装されたICなどの発熱体,放熱シート,及びヒートシンクを備える。
放熱シートは、発熱体とヒートシンクとの間にそれぞれに接触するよう配置されて、発熱体で生じた熱をヒートシンクに伝達する。
放熱構造HKは電子機器91に用いられる。電子機器91は、例えば、車載機器,通信装置,撮像装置などである。
The heat dissipation structure HK according to one aspect of the present invention will be described. The heat dissipation structure HK includes a substrate, a heat generating element such as an IC mounted on the substrate, a heat dissipation sheet, and a heat sink.
The heat dissipation sheet is disposed between the heat generating element and the heat sink so as to be in contact with both, and transfers heat generated by the heat generating element to the heat sink.
The heat dissipation structure HK is used in an electronic device 91. The electronic device 91 is, for example, an in-vehicle device, a communication device, an imaging device, or the like.

図1A及び図1Bを参照して放熱構造HKについて説明する。この説明において、上下左右前後の各方向を各図に示された矢印の方向で規定する。これらの方向は、説明の便宜上規定するものであって、電子機器91における放熱構造HKの搭載姿勢及び使用態様を限定するものではない。 The heat dissipation structure HK will be described with reference to Figures 1A and 1B. In this description, the up, down, left, right, front, and rear directions are defined by the directions of the arrows shown in each figure. These directions are defined for the convenience of description and do not limit the mounting posture or usage mode of the heat dissipation structure HK in the electronic device 91.

図1Aに示されるように、放熱構造HKは、基板2,基板2に取り付けられた複数の発熱体21~23,放熱シート5,及びヒートシンク3を有する。発熱体21~23は、例えば基板2に実装されたICであるがICに限定されない。
基板2は、電子機器91が備えるシャーシベース1に立設されたボス1a,1bに対し、ねじなどの固定具N1によって締め付け固定されている。
シャーシベース1にはボス1c,1dも立設されており、基板2に対しシャーシベース1とは反対側となる位置に、ヒートシンク3がねじなどの固定具N2によって締め付け固定されている。ヒートシンク3は、その下面で基板2と対向する対向面3aが基板2の上面2aに対し上方に距離H3aだけ離隔するように取り付けられている。
1A, the heat dissipation structure HK includes a substrate 2, a plurality of heat generating elements 21 to 23 attached to the substrate 2, a heat dissipation sheet 5, and a heat sink 3. The heat generating elements 21 to 23 are, for example, ICs mounted on the substrate 2, but are not limited to ICs.
The substrate 2 is fastened to bosses 1a and 1b provided on a chassis base 1 of the electronic device 91 by fasteners N1 such as screws.
Bosses 1c and 1d are also provided on the chassis base 1, and a heat sink 3 is fastened and fixed by fasteners N2 such as screws at a position on the opposite side of the substrate 2 from the chassis base 1. The heat sink 3 is attached such that an opposing surface 3a thereof, which faces the substrate 2 at its lower surface, is spaced above the upper surface 2a of the substrate 2 by a distance H3a.

基板2の上面2aには、3つの発熱体21~23が実装されている。この例において発熱体21~23はICである。
発熱体21,22,23は、それぞれ厚さが異なっている。すなわち、発熱体21,22,23は、厚さに相当する基板2の上面2aからの高さH21,H22,H23が互いに異なっている。
この例において、高さH22<高さH23<高さH21である。また、高さH21<距離H3aとされている。
以下、発熱体21を第1発熱体21,発熱体22を第2発熱体22,発熱体23を第3発熱体23とも称する。また、高さH21は第1の高さH21,高さH22は第2の高さH22,高さH23は第3の高さH23とも称する。
Three heating elements 21 to 23 are mounted on the upper surface 2a of the substrate 2. In this example, the heating elements 21 to 23 are ICs.
The heating elements 21, 22, and 23 have different thicknesses. That is, the heating elements 21, 22, and 23 have different heights H21, H22, and H23 from the upper surface 2a of the substrate 2, which correspond to the thicknesses.
In this example, height H22<height H23<height H21. Also, height H21<distance H3a.
Hereinafter, the heating element 21 will also be referred to as the first heating element 21, the heating element 22 as the second heating element 22, and the heating element 23 as the third heating element 23. In addition, the height H21 will also be referred to as the first height H21, the height H22 as the second height H22, and the height H23 as the third height H23.

ヒートシンク3は、上面3bに、上方にリブ状に突出した複数のフィン3fを有する。
ヒートシンク3の対向面3aは、相対的に、下方向に突出した部分(凸部)と上方向に陥没した部分(凹部)との凹凸形状3Mを有する。
具体的には、図1Aにおいて、ヒートシンク3は、対向面3a,第1凸部31,第1発熱体対向部35,第2凸部32,第2発熱体対向部36,第3凸部33,第3発熱体対向部37,及び第4凸部34を有する。
以下、第1凸部31,第2凸部32,第3凸部33,及び第4凸部34を纏めて基板対向部31Gとも称する。また、第1発熱体対向部35,第2発熱体対向部36,及び第3発熱体対向部37を纏めて発熱体対向部35Gとも称する。
The heat sink 3 has a plurality of fins 3f on the upper surface 3b, which protrude upward like ribs.
The opposing surface 3a of the heat sink 3 has a concave-convex shape 3M having portions (convex portions) protruding downward and portions (concave portions) recessed upward.
Specifically, in FIG. 1A , the heat sink 3 has an opposing surface 3a, a first convex portion 31, a first heating element opposing portion 35, a second convex portion 32, a second heating element opposing portion 36, a third convex portion 33, a third heating element opposing portion 37, and a fourth convex portion 34.
Hereinafter, the first convex portion 31, the second convex portion 32, the third convex portion 33, and the fourth convex portion 34 will also be collectively referred to as a substrate facing portion 31G. In addition, the first heating element facing portion 35, the second heating element facing portion 36, and the third heating element facing portion 37 will also be collectively referred to as a heating element facing portion 35G.

基板対向部31G及び発熱体対向部35Gについて、図1Bも参照して詳細に説明する。図1Bはヒートシンク3の下面図であり、基板対向部31G及び発熱体対向部35Gの平面図としての形状と発熱体21~23の位置との関係の理解を容易にするため、発熱体21~23の形状を、その存在する位置で一点鎖線にて示してある。 The substrate facing portion 31G and the heating element facing portion 35G will be described in detail with reference to FIG. 1B. FIG. 1B is a bottom view of the heat sink 3, and in order to facilitate understanding of the relationship between the shapes of the substrate facing portion 31G and the heating element facing portion 35G in plan view and the positions of the heating elements 21-23, the shapes of the heating elements 21-23 are shown by dashed lines at the positions where they are located.

対向面3aにおいて、平面視で少なくとも発熱体21~23に対向する範囲は凹部の発熱体対向部35Gとされ、隣接する発熱体の間の基板2と直接対向する部分の一部が凸部の基板対向部31Gとされている。
より詳しくは、発熱体対向部35Gのうち、発熱体21に対し上方で対向する部位は第1発熱体対向部35とされ、発熱体22に対し上方で対向する部位は第2発熱体対向部36とされ、発熱体23に対し上方で対向する部位は第3発熱体対向部37とされている。
On the opposing surface 3a, the area opposing at least the heating elements 21 to 23 in a planar view is defined as a recessed heating element opposing portion 35G, and a portion of the portion directly opposing the substrate 2 between adjacent heating elements is defined as a protruding substrate opposing portion 31G.
More specifically, of the heating element facing portion 35G, the portion facing the heating element 21 from above is designated as the first heating element facing portion 35, the portion facing the heating element 22 from above is designated as the second heating element facing portion 36, and the portion facing the heating element 23 from above is designated as the third heating element facing portion 37.

第1発熱体対向部35~第3発熱体対向部37は、平面視において、それぞれ発熱体21~23に対応した領域を包含する範囲とされている。
ヒートシンク3の対向面3aには、第1発熱体対向部35~第3発熱体対向部37のそれぞれを囲むように、相対的に下方に突出した基板対向部31Gが設けられている。
基板対向部31Gは、図1Aにおいて第1凸部31,第2凸部32,第3凸部33,及び第4凸部34として示されるが、これらは、この例において同じ高さの凸部として繋がり発熱体対向部35Gを囲んで形成されている。図1Aに示されるように、基板対向部31Gと基板2の上面2aとの隙間の上下方向の距離は、距離H31である。
The first heating element facing portion 35 to the third heating element facing portion 37 are each formed to have a range that includes the regions corresponding to the heating elements 21 to 23, respectively, in a plan view.
The facing surface 3a of the heat sink 3 is provided with substrate facing portions 31G that protrude relatively downward so as to surround each of the first heat generating element facing portion 35 to the third heat generating element facing portion 37.
1A, the substrate facing portion 31G is shown as a first convex portion 31, a second convex portion 32, a third convex portion 33, and a fourth convex portion 34, which in this example are connected as convex portions of the same height and are formed to surround the heating element facing portion 35G. As shown in FIG. 1A, the vertical distance of the gap between the substrate facing portion 31G and the upper surface 2a of the substrate 2 is a distance H31.

基板対向部31Gから第1発熱体対向部35,第2発熱体対向部36,及び第3発熱体対向部37それぞれに接続する面は、上下方向に対しなだらかになる方向に傾斜した傾斜面となっている。この傾斜面は、図1Aにおいて、第1発熱体対向部35については傾斜面3s1,3s2として、第2発熱体対向部36については傾斜面3s3,3s4として、第3発熱体対向部37については傾斜面3s5,3s6として示されている。傾斜面は、基板対向部31Gと第1発熱体対向部35及び第2発熱体対向部36とを接続するすべての面に適用されていなくてもよい。基板対向部31Gと第1発熱体対向部35及び第2発熱体対向部36との少なくとも一方が傾斜面によって接続されているものであってもよい。 The surfaces connecting the substrate facing portion 31G to the first heating element facing portion 35, the second heating element facing portion 36, and the third heating element facing portion 37 are inclined surfaces that are inclined in a direction that becomes gentler in the vertical direction. In FIG. 1A, these inclined surfaces are shown as inclined surfaces 3s1 and 3s2 for the first heating element facing portion 35, as inclined surfaces 3s3 and 3s4 for the second heating element facing portion 36, and as inclined surfaces 3s5 and 3s6 for the third heating element facing portion 37. The inclined surfaces do not have to be applied to all surfaces connecting the substrate facing portion 31G to the first heating element facing portion 35 and the second heating element facing portion 36. At least one of the substrate facing portion 31G and the first heating element facing portion 35 and the second heating element facing portion 36 may be connected by an inclined surface.

一方、第1発熱体対向部35,第2発熱体対向部36,及び第3発熱体対向部37と基板2の上面2aとの隙間の上下方向の距離H35,距離H36,及び距離H37の大小は、それぞれが対向する発熱体21,発熱体22,及び発熱体23の高さH21,高さH22,及び高さH23の高低に対応する順となっている。
詳しくは、この例では、高さH22<高さH23<高さH21であり、この順に対応して距離H36<距離H37<距離H35となっている。
On the other hand, the vertical distances H35, H36, and H37 of the gaps between the first heating element facing portion 35, the second heating element facing portion 36, and the third heating element facing portion 37 and the upper surface 2a of the substrate 2 correspond in order to the heights H21, H22, and H23 of the heating elements 21, 22, and 23 that they respectively oppose.
Specifically, in this example, height H22<height H23<height H21, and corresponding to this order, distance H36<distance H37<distance H35.

第1発熱体対向部35と発熱体21との隙間の上下方向の距離Δ1は、(距離H35-高さH21)であり、第2発熱体対向部36と発熱体22との隙間の上下方向の距離Δ2は(距離H36-高さH22)であり、第3発熱体対向部37と発熱体23との隙間の上下方向の距離Δ3は(距離H37-高さH23)である。 The vertical distance Δ1 of the gap between the first heating element facing portion 35 and the heating element 21 is (distance H35 - height H21), the vertical distance Δ2 of the gap between the second heating element facing portion 36 and the heating element 22 is (distance H36 - height H22), and the vertical distance Δ3 of the gap between the third heating element facing portion 37 and the heating element 23 is (distance H37 - height H23).

ところで、図1Cに示されるように、放熱シート5は平面視で矩形であって厚さT5の平板状に形成されている。放熱シート5は、可撓性を有し厚さ方向に弾性圧縮可能であり、材質は、例えば、シリコーン製で、硬さがデュロメータのタイプOO(ASTMD 2240)で「40」である。具体的には“積水ポリマテック株式会社製 シリコーン放熱シート FEATHER-S3S”である。 As shown in FIG. 1C, the heat dissipation sheet 5 is rectangular in plan view and formed as a flat plate with a thickness of T5. The heat dissipation sheet 5 is flexible and elastically compressible in the thickness direction. It is made of, for example, silicone and has a durometer type OO (ASTM D 2240) hardness of "40." Specifically, it is "Silicone Heat Dissipation Sheet FEATHER-S3S" manufactured by Sekisui Polymatech Co., Ltd.

厚さT5は、図1Aにおける基板対向部31Gと基板2の上面2aとの隙間の距離H31よりも大きい。また、厚さT5は、第1発熱体対向部35と発熱体21との隙間の距離Δ1,第2発熱体対向部36と発熱体22との隙間の距離Δ2,及び第3発熱体対向部37と発熱体23との隙間の距離Δ3のいずれに対しても大きい。 The thickness T5 is larger than the gap distance H31 between the substrate facing portion 31G and the upper surface 2a of the substrate 2 in FIG. 1A. In addition, the thickness T5 is larger than the gap distance Δ1 between the first heating element facing portion 35 and the heating element 21, the gap distance Δ2 between the second heating element facing portion 36 and the heating element 22, and the gap distance Δ3 between the third heating element facing portion 37 and the heating element 23.

従って、放熱構造HKは、放熱シート5が基板対向部31G及び発熱体対向部35Gにおいて、必ず上下方向に弾性的に圧縮される。そのため、放熱シート5は、圧縮の反発力によって、基板2の上面2a及び発熱体21~23と、ヒートシンク3の対向面3aにおける基板対向部31G及び発熱体対向部35Gとの両方に、良好に密着する。
これにより、放熱構造HKは、発熱体21~23の高さが異なっていても、一つの放熱シート5を、発熱体21~23とヒートシンク3との間に介在するよう配置して、発熱体21~23に生じた熱をヒートシンク3に良好に伝達して放熱できる。よって、放熱構造HKは、コストアップが抑制され、放熱シート5の取り付け作業を短時間で行うことができる。
Therefore, in the heat dissipation structure HK, the heat dissipation sheet 5 is always elastically compressed in the vertical direction at the board facing portion 31G and the heating element facing portion 35G. Therefore, the heat dissipation sheet 5 adheres well to both the upper surface 2a of the board 2 and the heating elements 21 to 23, and to the board facing portion 31G and the heating element facing portion 35G on the facing surface 3a of the heat sink 3, due to the repulsive force of the compression.
As a result, even if the heights of the heat generating elements 21 to 23 differ, the heat dissipation structure HK can dissipate heat generated in the heat generating elements 21 to 23 by disposing one heat dissipation sheet 5 between the heat generating elements 21 to 23 and the heat sink 3, and can effectively transfer the heat generated in the heat generating elements 21 to 23 to the heat sink 3. Therefore, the heat dissipation structure HK prevents an increase in cost, and the installation work of the heat dissipation sheet 5 can be completed in a short time.

基板2の上面2aと基板対向部31Gとの隙間の距離H31及び距離Δ1~Δ3は、互いに等しい或いは互いに近い値であるとよい。この場合、放熱シート5の圧縮量のばらつきが小さくなる。すなわち、放熱シート5に掛かる負荷のばらつきが少なくなるので放熱シート5が破断するなどの不具合が生じにくく、放熱構造HKは、長期的信頼性が維持される。 The gap distance H31 between the upper surface 2a of the substrate 2 and the substrate facing portion 31G and the distances Δ1 to Δ3 are preferably equal or close to each other. In this case, the variation in the amount of compression of the heat dissipation sheet 5 is reduced. In other words, the variation in the load applied to the heat dissipation sheet 5 is reduced, making it less likely that problems such as breakage of the heat dissipation sheet 5 will occur, and the heat dissipation structure HK will maintain its long-term reliability.

図1Aに示されるように、ヒートシンク3は、発熱体対向部35Gと基板対向部31Gとがなだらかに接続するよう傾斜した傾斜面3s1~3s6を有する。
ヒートシンク3が傾斜面3s1~3s6を有することにより、放熱シート5はヒートシンク3の凹凸形状3Mに良好に追従して密着性が高くなるので、放熱効果が向上する。また、図1Bに示される放熱シート5のジグザグ状の変形が緩やかになるため、採用する放熱シート5の材質の選択肢が増え、使用された放熱シート5の耐久性が向上する。
As shown in FIG. 1A, the heat sink 3 has inclined surfaces 3s1 to 3s6 that are inclined so as to gently connect the heat generating element facing portion 35G and the board facing portion 31G.
Since the heat sink 3 has the inclined surfaces 3s1 to 3s6, the heat dissipation sheet 5 can conform well to the uneven shape 3M of the heat sink 3 and has high adhesion, improving the heat dissipation effect. In addition, the zigzag deformation of the heat dissipation sheet 5 shown in Fig. 1B becomes gentler, which increases the options for the material of the heat dissipation sheet 5 to be used and improves the durability of the heat dissipation sheet 5 used.

以上詳述した実施例は、その構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形した変形例としてもよい。 The embodiment described above is not limited to the configuration, and may be modified without departing from the spirit of the present invention.

基板対向部31Gは連続して同じ高さに形成されている例を説明したが、高さは一様でなくてもよく、異なる高さの部分を有していてもよい。また、基板対向部31Gは、発熱体21~23それぞれを完全に囲うように形成されているものに限定されず、部分的に欠落していてもよい。また、欠落した部位が発熱体対向部35G或いは対向面3aの一部となっていてもよい。 Although an example has been described in which the substrate facing portion 31G is formed continuously at the same height, the height need not be uniform and may have portions of different heights. Furthermore, the substrate facing portion 31G is not limited to being formed so as to completely surround each of the heating elements 21-23, and may be partially missing. Furthermore, the missing portions may become part of the heating element facing portion 35G or the facing surface 3a.

放熱構造HKは、変形例1として、図2に示されるように傾斜面3s1~3s6を有していないヒートシンク3Aを備えた放熱構造HKAとしてもよい。
すなわち、ヒートシンク3Aは、基板2に実装された発熱体24,25それぞれに上方で対向する第1発熱体対向部35A,第2発熱体対向部36Aと、発熱体24,25の間の基板2の上面2aに対向する基板対向部31GAとを有する。
第1発熱体対向部35A,第2発熱体対向部36Aと基板対向部31GAとは、傾斜面ではなく上下方向に延在する壁部3hによって接続されている。
この変形例1は、発熱体同士が近接配置されて基板対向部31GAの幅が狭くなってしまう場合に用いると、基板対向部31GAの幅を減少させずに維持できる。
As a first modification, the heat dissipation structure HK may be a heat dissipation structure HKA including a heat sink 3A that does not have the inclined surfaces 3s1 to 3s6 as shown in FIG.
That is, the heat sink 3A has a first heating element facing portion 35A and a second heating element facing portion 36A that face above the heating elements 24, 25 mounted on the substrate 2, respectively, and a substrate facing portion 31GA that faces the upper surface 2a of the substrate 2 between the heating elements 24, 25.
The first heating element facing portion 35A, the second heating element facing portion 36A and the substrate facing portion 31GA are connected by a wall portion 3h extending in the vertical direction, rather than by an inclined surface.
When this modified example 1 is used in a case where the heating elements are arranged close to each other and the width of the substrate facing portion 31GA becomes narrow, the width of the substrate facing portion 31GA can be maintained without being reduced.

また、発熱体24,25に高さの差があってもその差が小さい場合は、発熱体24,25それぞれに対応する第1発熱体対向部35A,第2発熱体対向部36Aについての距離H35A,H36Aは、図2に示されるように発熱体24,25の高さに対応して小さな差をつけてもよいし、同じとしてもよい。 In addition, if there is a difference in height between the heating elements 24, 25 but the difference is small, the distances H35A, H36A for the first heating element facing portion 35A and the second heating element facing portion 36A corresponding to the heating elements 24, 25, respectively, may be slightly different in accordance with the heights of the heating elements 24, 25 as shown in FIG. 2, or may be the same.

放熱構造HKは、隣接する発熱体が、第1の間隔である所定値以下で近接配置されている場合に、変形例2のヒートシンク3Bを有する放熱構造HKBとしてもよい。放熱構造HKBは、図3に示されるように、近接配置された発熱体24,25に対して、ヒートシンク3Bの一つの発熱体対向部35Bが対応するようになっている。換言するならば、近接配置された複数の発熱体は一つの発熱体組とみなし、ヒートシンクにはその発熱体組に対応した一つの凹部である発熱体対向部を設ける、というものである。
これは、二つの発熱体が近接配置されている場合、両発熱体の間の基板領域が狭く、その狭い基板領域に対向する凸部を形成することが難しくなるためである。
所定値は、基板2及びヒートシンク3Bの離隔距離,発熱体24の高さH24などに応じて適宜最適値を設定してよい。
When adjacent heat generating elements are closely arranged with a distance equal to or less than a predetermined value, which is the first distance, the heat dissipation structure HK may be a heat dissipation structure HKB having a heat sink 3B of modified example 2. As shown in Fig. 3, the heat dissipation structure HKB is configured so that one heat generating element facing portion 35B of the heat sink 3B corresponds to the closely arranged heat generating elements 24, 25. In other words, a plurality of closely arranged heat generating elements are regarded as one heat generating element group, and the heat sink is provided with a heat generating element facing portion that is a recess corresponding to the heat generating element group.
This is because when two heat generating elements are arranged close to each other, the substrate area between the two heat generating elements is narrow, making it difficult to form opposing protrusions in the narrow substrate area.
The predetermined value may be set to an optimum value as appropriate depending on the distance between the substrate 2 and the heat sink 3B, the height H24 of the heating element 24, and the like.

これにより、基板2が、第1発熱体24と第2発熱体25とが所定値以下の第1の間隔で隣接して取り付けられた第1発熱体組K1(図3参照)と、第1の間隔よりも大きい所定値を超える第2の間隔で隣接して取り付けられた第2発熱体組K2(図2参照)とを備えている場合、次のようにしてもよい。すなわち、ヒートシンク3の対向面3aにおいて、図3に示される第1発熱体組K1に対向する前記第1発熱体対向部及び前記第2発熱体対向部は連結し、一つの発熱体対向部35Bとして形成される。また、図2に示される前記第2発熱体組K2に対向する前記第1発熱体対向部35A及び前記第2発熱体対向部36Aは離隔して形成される。 As a result, when the substrate 2 includes a first heating element group K1 (see FIG. 3) in which the first heating element 24 and the second heating element 25 are attached adjacent to each other with a first interval that is equal to or less than a predetermined value, and a second heating element group K2 (see FIG. 2) in which the first heating element 24 and the second heating element 25 are attached adjacent to each other with a second interval that is greater than a predetermined value and is greater than the first interval, the following may be done. That is, on the opposing surface 3a of the heat sink 3, the first heating element facing portion and the second heating element facing portion that face the first heating element group K1 shown in FIG. 3 are connected to each other and formed as one heating element facing portion 35B. Also, the first heating element facing portion 35A and the second heating element facing portion 36A that face the second heating element group K2 shown in FIG. 2 are formed apart from each other.

放熱構造HKBは、近接配置された二つの発熱体に対応する一つの凹部に、対向する発熱体の高さに応じて抉り量の異なる二つの領域を形成して変形例3の放熱構造HKCとしてもよい。
図4に示されるように、放熱構造HKCにおいて、近接配置された発熱体26,27は一つの発熱体とみなされて、ヒートシンク3Cは一つの凹部である発熱体対向部35Cを有する。発熱体26の高さH26は、発熱体27の高さH27よりも高い。
この場合、発熱体対向部35Cに、基板2との隙間の上下方向の距離が距離H35Caであって発熱体26に対応した領域35Caと、基板2との隙間の上下方向の距離が距離H35Cbであって発熱体27に対応した領域35Cbとを形成する。
距離H35Caと距離H35Cbの大小関係は、高さH26と高さH27との大小関係に対応して、距離H35Ca>距離H35Cbとする。
The heat dissipation structure HKB may be a heat dissipation structure HKC of variant 3 in which two regions with different hollowing amounts are formed in one recess corresponding to two closely arranged heat generating elements according to the heights of the opposing heat generating elements.
4, in the heat dissipation structure HKC, the closely arranged heat generating elements 26 and 27 are regarded as one heat generating element, and the heat sink 3C has one recessed portion 35C facing the heat generating elements. The height H26 of the heat generating element 26 is greater than the height H27 of the heat generating element 27.
In this case, in the heater facing portion 35C, a region 35Ca corresponding to the heater 26 is formed, and the vertical distance of the gap with the substrate 2 is a distance H35Ca, and a region 35Cb corresponding to the heater 27 is formed, and the vertical distance of the gap with the substrate 2 is a distance H35Cb.
The magnitude relationship between the distance H35Ca and the distance H35Cb corresponds to the magnitude relationship between the height H26 and the height H27, and is set to distance H35Ca>distance H35Cb.

放熱構造HKCは、高さの大きく異なる二つの発熱体が近接配置されている場合に、放熱シート5の圧縮量をより均一化させることができるので、放熱シート5の耐久性が向上する。また、高さの低い発熱体27とヒートシンク3Cとの間に挟まれた部分の圧縮量が増加するので、その分、放熱シート5の密着性が向上し放熱効果がより高く得られる。 When two heat generating elements of significantly different heights are placed close to each other, the heat dissipation structure HKC can make the amount of compression of the heat dissipation sheet 5 more uniform, improving the durability of the heat dissipation sheet 5. In addition, the amount of compression of the portion sandwiched between the heat generating element 27, which is shorter, and the heat sink 3C increases, which improves the adhesion of the heat dissipation sheet 5 and improves the heat dissipation effect.

図5A,図5Bに示されるように、放熱構造HKは、発熱体51~53それぞれに対向するよう形成された第1発熱体対向部35D,第2発熱体対向部36D,及び第3発熱体対向部37Dの上方となる底面に、下方に突出した複数のリブ3Rを有するヒートシンク3Dを備えた放熱構造HKDとしてもよい。
この例において、リブ3Rは、横断面形状が半円状であり、前後方向に直線状に延びるものであるが、横断面形状は半円状に限定されず、三角形状、四角形状であってもよい。また、直線状に延びるものに限定されず、曲線状に延びるものであってもよく、形成本数も限定されない。
リブ3Rを設けることで、ヒートシンク3Dと放熱シート5との間の接触面積が増えるので、放熱効果を向上させることができる。
As shown in Figures 5A and 5B, the heat dissipation structure HK may be a heat dissipation structure HKD that includes a heat sink 3D having a plurality of ribs 3R protruding downward on its bottom surface above a first heating element facing portion 35D, a second heating element facing portion 36D, and a third heating element facing portion 37D that are formed to face the heating elements 51 to 53, respectively.
In this example, the rib 3R has a semicircular cross-sectional shape and extends linearly in the front-rear direction, but the cross-sectional shape is not limited to a semicircular shape and may be a triangular or rectangular shape. Also, the cross-sectional shape is not limited to a linear shape and may be a curved shape, and the number of ribs formed is not limited.
By providing the ribs 3R, the contact area between the heat sink 3D and the heat dissipation sheet 5 is increased, thereby improving the heat dissipation effect.

相対的に突出する基板対向部31Gの横断面形状は、矩形又は台形に限定されない。横断面形状は段付き形状であってもよく、曲線を含む形状であってもよい。 The cross-sectional shape of the relatively protruding board facing portion 31G is not limited to a rectangle or a trapezoid. The cross-sectional shape may be stepped or may include a curve.

放熱構造HK及びその変形例は、発熱体に対向する凹部を有するヒートシンクを備えているが、凹部は、発熱しない実装部品に対向して形成されていてもよい。 The heat dissipation structure HK and its variations include a heat sink with a recess facing the heat generating element, but the recess may be formed facing a non-heat generating mounted component.

1 シャーシベース
1a,1b,1c,1d ボス
2 基板
2a 上面
21~27 発熱体
3,3A,3B,3C,3D ヒートシンク
3a 対向面
3b 上面
3f フィン
3h 壁部
3R リブ
31 第1凸部
32 第2凸部
33 第3凸部
34 第4凸部
31G,31GA 基板対向部
35,35A,35D 第1発熱体対向部
36,36A,36D 第2発熱体対向部
37,37D 第3発熱体対向部
35G,35B,35C 発熱体対向部
35Ca,35Cb 領域
3s1~3s6 傾斜面
3M 凹凸形状
5 放熱シート
91 電子機器
HK,HKA~HKD 放熱構造
H21~H23,H26,H27 高さ
H3a,H31,H35~H37,H35A,H36A,H35Ca,H35Cb 距離
K1 第1発熱体組
K2 第2発熱体組
N1,N2 固定具
T5 厚さ
Δ1~Δ3 距離
1 Chassis base 1a, 1b, 1c, 1d Boss 2 Substrate 2a Top surface 21-27 Heat generating element 3, 3A, 3B, 3C, 3D Heat sink 3a Opposing surface 3b Top surface 3f Fin 3h Wall portion 3R Rib 31 First convex portion 32 Second convex portion 33 Third convex portion 34 Fourth convex portion 31G, 31GA Substrate opposing portion 35, 35A, 35D First heating element opposing portion 36, 36A, 36D Second heating element opposing portion 37, 37D Third heating element opposing portion 35G, 35B, 35C Heat generating element opposing portion 35Ca, 35Cb Regions 3s1-3s6 Inclined surface 3M Concave-convex shape 5 Heat dissipation sheet 91 Electronic device HK, HKA-HKD Heat dissipation structure H21 to H23, H26, H27 Height H3a, H31, H35 to H37, H35A, H36A, H35Ca, H35Cb Distance K1 First heating element group K2 Second heating element group N1, N2 Fixture T5 Thickness Δ1 to Δ3 Distance

Claims (5)

基板と、
前記基板に取り付けられた第1の高さの第1発熱体及び前記第1の高さ以下の第2の高さの第2発熱体と、
前記基板、並びに、前記第1発熱体及び前記第2発熱体に対し、離隔して対向する対向面を有して配置されたヒートシンクと、
前記基板、並びに、前記第1発熱体及び前記第2発熱体と、前記対向面との間に介在し、厚さ方向に弾性を有する放熱シートと、
を備え、
前記対向面は、
前記基板に直接対向する基板対向部と、
前記基板との距離が前記基板対向部よりも大きい、前記第1発熱体と対向する第1発熱体対向部及び前記第2発熱体と対向する第2発熱体対向部と、
を有し、
前記放熱シートは、前記基板対向部、並びに、前記第1発熱体対向部及び前記第2発熱体対向部に接触している放熱構造。
A substrate;
a first heating element having a first height and a second heating element having a second height equal to or less than the first height, the first heating element being attached to the substrate;
a heat sink disposed with a surface facing the substrate, the first heating element, and the second heating element at a distance from each other;
a heat dissipation sheet interposed between the substrate, the first heating element, the second heating element, and the opposing surface, the heat dissipation sheet having elasticity in a thickness direction;
Equipped with
The opposing surface is
a substrate facing portion directly facing the substrate;
a first heating element facing portion facing the first heating element and a second heating element facing portion facing the second heating element, the first heating element facing portion being spaced from the substrate by a distance greater than that of the substrate facing portion;
having
The heat dissipation sheet is in contact with the substrate facing portion, the first heating element facing portion, and the second heating element facing portion.
前記基板対向部と前記第1発熱体対向部及び前記第2発熱体対向部の少なくとも一方とが傾斜面によって接続されている請求項1記載の放熱構造。 The heat dissipation structure according to claim 1, in which the substrate facing portion is connected to at least one of the first heating element facing portion and the second heating element facing portion by an inclined surface. 前記第1発熱体対向部と前記基板との距離が、前記第2発熱体対向部と前記基板との距離以上である請求項1又は請求項2記載の放熱構造。 The heat dissipation structure according to claim 1 or 2, wherein the distance between the first heating element facing portion and the substrate is equal to or greater than the distance between the second heating element facing portion and the substrate. 前記基板に、前記第1発熱体と前記第2発熱体とが、第1の間隔で隣接して取り付けられた第1発熱体組を備え、
前記対向面において、前記第1発熱体組に対向する前記第1発熱体対向部及び前記第2発熱体対向部は連結して形成されている請求項1記載の放熱構造。
a first heating element set in which the first heating element and the second heating element are attached adjacent to each other at a first interval on the substrate;
2. The heat dissipation structure according to claim 1, wherein the first heating element facing portion and the second heating element facing portion facing the first heating element set are formed so as to be connected to each other on the facing surface.
請求項1記載の放熱構造を備えた電子機器。 An electronic device equipped with the heat dissipation structure according to claim 1.
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