JP3158105U - 電子素子の放熱構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストが低く、迅速に生産でき、製造工程が少なく、環境に配慮した、放熱効果の高い電子素子の放熱構造体を提供する。【解決手段】放熱構造体は、放熱フィン１０、前記放熱フィン上に設置されたアルミニウム材質放熱座体２０及び少なくとも１つの前記アルミニウム材質放熱座体上に設置された電子素子３０から構成され、前記アルミニウム材質放熱座体が金型により少なくとも１つの銅柱熱伝導体４０を押し込むまたはプレスする方式で前記アルミニウム材質放熱座体上に設置され、且つ位置を前記電子素子に対応させることで、熱伝導を行う。【選択図】図２

Description

本考案は放熱構造に関し、特に製造コストが低く、迅速に生産でき、製造工程数が少なく、環境に配慮した、放熱効率の高い、電子素子の放熱構造体に関する。

発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤ）は電気エネルギーを直接光エネルギーに転化する原理を利用し、半導体内で正極と負極の２つの端子に電圧を印加し、電流が通過して、電子と正孔が相互に結合するとき、余ったエネルギーを光の形式で放出するものであり、その使用する材料の違いによって、バンドギャップの高低で光子エネルギーに異なる波長の光を発生させる。高輝度、省電力、長寿命という利点を備えているため、ＬＥＤはさまざまな科学技術及び日常生活に応用されており、欠かすことのできない照明用品となっている。

ＬＥＤは入力される電力の僅か１５〜２０％が光に変換され、残りの８０〜８５％は熱に変換される。これらの熱が適時に外界へ排出されないと、ＬＥＤチップの温度が高すぎて発光効率と発光寿命に影響する。実用上、高仕事率、高輝度のＬＥＤ照明が設置される空間と位置が、その放熱の良し悪しにおいてきわめて重要である。

従来技術において開示されているＬＥＤランプ放熱モジュールの改良は、基本的にＬＥＤランプ、回路板、放熱フィン、熱伝導銅柱から構成され、そのうち、前記熱伝導銅柱は概ねＴ字形であり、前記回路板上のＬＥＤランプの位置に孔部が設けられ、放熱フィンは回路板の孔部の位置に凹孔が設けられ、熱伝導銅柱が凹孔に挿入され、Ｔ字形端を回路板の孔部中に位置させて、放熱フィンの凹孔端部に貼付させる。これによりＬＥＤランプが直接導熱柱のＴ字形端と接触し、熱を直接銅柱から放熱フィンに伝達して迅速に放熱すると言う目的を効果的に達することができる。

しかしながら、上述のＬＥＤランプ放熱モジュールの改良には使用時に次のような問題と欠点があり、改善が待たれている。上述の放熱方式はアルミニウム材質の放熱座体上に穴あけを行い、凹孔を形成した後、熱伝導銅柱を前記凹孔内に挿入する必要があるが、このような方式は時間と手間がかかるだけでなく、コスト効率も悪く、工程数も凹孔のプロセスが増加し、コストがかかると同時に製造時の工程に時間もかかるため、産業的競争力に劣る。且つ、従来技術は先に穴あけが必要なため、凹孔が大きすぎたり小さすぎたりして、熱伝導銅柱を凹孔に挿入するとき、きつさが適当でなく密着度が悪くなり（周囲に空隙が生まれる）、その放熱効果が低下することがあり、且つ空隙が生まれるために、空隙中に雑物が入り込み、放熱効果に影響することもある。また、この放熱モジュールは熱膨張の原理を採用したプロセスであるため、プロセス上時間がかかり、材料も損耗する。

本考案の主な目的は、製造コストが低く、迅速に生産でき、製造工程が少なく、環境に配慮した、放熱効果の高い電子素子の放熱構造体を提供することにある。

本考案の放熱構造体は、アルミニウム材質放熱座体に放熱フィンを連接し、且つ前記アルミニウム材質放熱座体上に少なくとも１つの金型で押し込む、またはプレスする方式で少なくとも１つの銅柱熱伝導体を上面に設け、前記銅柱熱伝導体に相対する位置上に複数の電子素子をそれぞれ設置し、前記電子素子が作動を開始して熱エネルギーを発生するとき、前記銅柱熱伝導体を相対させて設置することで、効果的に熱エネルギーを迅速に導き出すことができる。

上述の技術により、本考案は従来のＬＥＤランプ放熱モジュールに存在する、その放熱方式がアルミニウム材質放熱座体上に穴あけを行って凹孔を形成した後、熱伝導銅柱を前記凹孔内に挿入する方式では、時間と手間がかかるだけでなく、コスト効率も悪く、工程数も凹孔のプロセスが増加し、コストがかかると同時に製造時の工程に時間もかかるため、産業的競争力に劣り、且つ、従来技術は先に穴あけが必要なため、凹孔が大きすぎたり小さすぎたりして、熱伝導銅柱を凹孔に挿入するとき、きつさが適当でなく密着度が悪くなり（周囲に空隙が生まれる）、その放熱効果が低下することがあり、且つ空隙が生まれるために、空隙中に雑物が入り込み、放熱効果に影響することもあり、また、この放熱モジュールは熱膨張の原理を採用したプロセスであるため、プロセス上時間がかかり、材料も損耗するという問題点を打破し、プレスまたは押し込む方式で銅柱熱伝導体をアルミニウム材質放熱座体上に設置し、且つ熱エネルギーを発生する電子素子を相対させることで、熱伝導効果を高め、製造コストを抑え、迅速に生産でき、製造工程が少なく、環境に配慮した実用性を備えている。

本考案の最良の実施例の立体図である。 本考案の最良の実施例の立体分解図である。 本考案の最良の実施例の放熱を示す断面図である。 本考案の別の最良の実施例の立体図である。 本考案の別の最良の実施例の立体分解図である。

図１と図２に本考案の最良の実施例の立体図及び立体分解図をそれぞれ示す。これらの図からはっきりと分かるように、本考案は放熱フィン１０、前記放熱フィン１０上に設置されたアルミニウム材質放熱座体２０、少なくとも１つの前記アルミニウム材質放熱座体２０上に設置され、且つＬＥＤランプまたは任意の熱エネルギーを発生する素子とできる電子素子３０を含んで構成される。前記アルミニウム材質放熱座体２０上に前記電子素子３０の位置とそれぞれ相互に対応する少なくとも１つの銅柱熱伝導体４０が定義され、前記銅柱熱伝導体４０は金型を利用して押し込む方式で前記アルミニウム材質放熱座体２０上に設けられる。または、プレス方式で前記アルミニウム材質放熱座体２０上に設けてもよい。本実施例においてアルミニウム材質放熱座体２０は本体２1及び該本体２1下方に当接された筒状体２２から構成され、前記本体２1が前記放熱フィン１０の内側に形成された段差部１１上に配置される。

同時に図２と図３に本考案の最良の実施例の立体分解図及び放熱を示す断面図を示す。これらの図からはっきりと分かるように、前記放熱体上のアルミニウム材質放熱座体２０には放熱フィン１０が連接され、且つ前記アルミニウム材質放熱座体２０は少なくとも１つの金型で押し込む（例えばプレス等）方式で少なくとも１つの銅柱熱伝導体４０がその上面に設置され、前記銅柱熱伝導体４０に相対する位置に複数の電子素子３０がそれぞれ設置され、前記電子素子３０が作動を開始して熱エネルギー５０を発生すると、前記銅柱熱伝導体４０の相対設置により、前記電子素子３０の熱エネルギー５０が迅速に導き出され、前記銅柱熱伝導体４０を経由して放熱フィン１０から外部に効果的に排出される。

同時に図４と図５に本考案の別の最良の実施例の立体斜視図及び立体分解図をそれぞれ示す。これらの図からはっきりと分かるように、前記放熱構造体は放熱フィン１０ａ、アルミニウム材質放熱座体２０ａ、少なくとも１つの銅柱熱伝導体４０ａ及び少なくとも１つの電子素子３０ａを含んで構成され、前記放熱フィン１０ａ上に前記アルミニウム材質放熱座体２０ａが設置され、該アルミニウム材質放熱座体２０ａ上に凹陥部２１ａが形成され、前記アルミニウム材質放熱座体２０ａ上に押し込む（例えばプレス等）方式で設置された複数の銅柱熱伝導体４０ａが設けられ、前記銅柱熱伝導体４０ａに相対する位置に複数の電子素子３０ａが設置される。本実施例においてアルミニウム材質放熱座体２０ａは本体２２ａ及び本体２２ａ周縁から一体として延伸された環状壁２３ａから構成され、前記環状壁２３ａと前記本体２２ａ凹陥部２１ａを形成し、前記環状壁２３ａが前記放熱フィン１０ａの内側に結合される。

本考案の電子素子の放熱構造体は従来技術と比較して次のような改良点がある。
一、
前記銅柱熱伝導体４０が金型により押し込む（例えばプレス等）方式で前記アルミニウム材質放熱座体２０上に設置され（アルミニウム材質放熱座体２０の密度は銅柱熱伝導体４０より大きいため、強行的に押し込むことができる)、迅速な生産と製造工程数が少ないという利点を備えている。
二、
前記銅柱熱伝導体４０にそれぞれ相対して電子素子３０が設置され、前記電子素子３０が熱エネルギー５０を発生すると、それぞれ前記銅柱熱伝導体４０により熱エネルギー５０が放熱フィン１０上に伝導され、外部に排出されるため、放熱効率が高いという利点を備えている。
三、
銅柱熱伝導体４０がアルミニウム材質放熱座体２０に押し込まれるとき、事前の穴あけ技術を用いないため、材料の損耗が生じず、環境保護の利点を備えている。
四、
銅柱熱伝導体４０がそれぞれ電子素子３０の位置に対応しているため、選択的に銅柱熱伝導体４０の数量を採用でき、現在の銅材料の価格が高止まりしている時代において、製造コストを抑えられるという利点を備えている。

１０、１０ａ 放熱フィン
１１ 段差部
２０、２０ａ アルミニウム材質放熱座体
２１ａ 凹陥部
２１、２２ａ 本体
２２ 筒状体
２３ａ 環状壁
３０、３０ａ 電子素子
４０、４０ａ 銅柱熱伝導体
５０ 熱エネルギー

Claims (5)

1. 電子素子の放熱構造体であって、前記放熱構造体が、放熱フィン、前記放熱フィン上に設置されたアルミニウム材質放熱座体、少なくとも１つの前記アルミニウム材質放熱座体上に設置された電子素子から構成され、そのうち、前記アルミニウム材質放熱座体上に前記電子素子の位置と相互に対応する銅柱熱伝導体が設置され、且つ前記銅柱熱伝導体が金型を利用して前記アルミニウム材質放熱座体上に強行的に押し込まれて設置されたことを特徴とする、電子素子の放熱構造体。
2. 前記銅柱熱伝導体係が、金型を利用してプレス方式で前記アルミニウム材質放熱座体上に設置されたことを特徴とする、請求項１に記載の電子素子の放熱構造体。
3. 前記電子素子が、ＬＥＤランプまたは任意の熱エネルギーを発生する素子のいずれかであることを特徴とする、請求項１に記載の電子素子の放熱構造体。
4. 前記アルミニウム材質放熱座体が、本体と、前記本体下方に当接された筒状体から構成され、前記本体が前記放熱フィン内側に形成された段差部上に配置されたことを特徴とする、請求項１に記載の電子素子の放熱構造体。
5. 前記アルミニウム材質放熱座体が、本体と、前記本体周縁に一体として延伸された環状壁から構成され、前記環状壁と前記本体が凹陥部を形成し、前記環状壁が前記放熱フィンの内側に結合されたことを特徴とする、請求項１に記載の電子素子の放熱構造体。

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