JP3941704B2 - Heat dissipation structure for electronic components - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品の熱を放熱部に伝えて放熱するようにした電子部品の放熱構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子部品が実装された回路基板を、例えば金属製の筐体内に収容して構成される電子機器においては、パワートランジスタ等の発熱の大きな電子部品からの熱が、自身や他の電子部品等に悪影響を及ぼさないように、その熱を筐体の外壁から放熱することが行われる。その際の放熱構造としては、筐体に切起しにより形成された舌片部、及び、その筐体に熱的に接続している金属製の内カバーに切起しにより形成された舌片部を発熱部品上に重なるように押付けることにより、発熱部品の熱を両舌片部を介して筐体に伝えて放熱するものが知られている(例えば特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−233982号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の放熱構造では、電子部品の放熱面に対して伝熱用の舌片部を隙間なく密着させながら押付けるようにしているため、各部の組付けに高い寸法精度が必要となると共に、電子部品に余分な応力が作用するためその応力に耐え得る構造としなければならない不具合がある。
【0005】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、電子部品に余分な応力を作用させることなく、効率の良い放熱を行うことができる電子部品の放熱構造を提供するにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1の電子部品の放熱構造においては、電子部品の熱が、良熱伝導性を有する2個以上の伝熱ブロックを順に介して放熱部に伝えられ、放熱が行われるのであるが、前記伝熱ブロック間は、凹溝と凸条との嵌合構造により熱的に接続される。この場合、伝熱ブロック同士間は凹溝及び凸条の壁面同士が接触して熱を伝えるので、それら壁面の圧力は各伝熱ブロック内で相殺され、電子部品等に余分な応力が作用することはない。また、凹溝及び凸条の数を多くすることによって、平らな一つの面で接触する場合と比べて接触面積を大きくすることが可能となるので、伝熱効率ひいては放熱効率を高くすることができる。
【0007】
さらに、伝熱ブロックは凹溝及び凸条の延びる方向に相互に動くことが可能であり、また凹溝の深さ方向についても、凹溝の底部と凸条の先端部との間にクリアランスを設けることによって、伝熱ブロック相互間でのずれ動きが可能となる。従って、伝熱ブロック間における多少の位置ずれを吸収することができるので、組付けにおける各部の高い寸法精度は必要なくなる。
【0008】
【0009】
【0010】
【0011】
【0012】
そして、上記凹溝及び凸条を、伝熱ブロックの中心部から放射状に延びて設けている。これによれば、伝熱ブロック同士間で熱膨張率が異なるため、使用時に相互間の膨張度合が異なってくるような場合でも、凹溝及び凸条を放射状に延びて形成することによって、それらの間の滑りにより膨張度合の差を吸収することが可能となる。言い換えれば、伝熱ブロック間で熱膨張率が異なる材料を使用することが可能となる。
【0013】
またこのとき、請求項2の発明のように、放射状に延びる凹溝及び凸条を、伝熱ブロックの内周側よりも外周側の方が本数が多くなるように形成すると共に、その本数が変化する部分においてはリング状の溝を形成することができる。これによれば、伝熱ブロックの内周側における凹溝及び凸条の適切な幅を確保することができ、また上記のように伝熱ブロック相互間の膨張度合が異なってくる場合でも、リング状の溝を設けたことによって、凸条同士が干渉することなく済ませることができる。
【0014】
尚、本発明にいう電子部品とは、単体部品はもとより、配線基板(例えば一括熱プレスにより製造される熱可塑性樹脂製の多層配線基板)上に複数のチップ等を実装した混成集積回路(マルチチップモジュール)なども含む。またこの場合、金属をベースとしたモジュールにおいては、その金属ベースを一つの伝熱ブロックとして兼用させることも可能となる。モノリシックICではシリコンなどのウエハを伝熱ブロックとし、ウエハ加工技術で微細な凹凸を作り、これに組合せる伝熱ブロックはプリント基板回路パターン作成と同様のフォトエッチングで作ることも可能である。伝熱ブロックの材質としては、アルミ等の金属製はもとより、熱伝導性の良いセラミック製などでも良い。さらには伝熱ブロックとしては、矩形ブロック状のものに限らず、例えば板状などの各種形状のものであっても良い。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施例について、図面を参照しながら説明する。
ず、電子機器1の基本構成について、図1を参照して述べる。この図1は、電子機器(電子回路ユニット)1の要部の構成を概略的に示している。
【0016】
ここで、この電子機器1は、筐体2内に、プリント基板3を配設して構成されている。前記プリント基板3の表面(図で下面)のほぼ中央部には、発熱量が大きい例えばパワートランジスタ等の電子部品4が実装されている。尚、図示はしないが、このプリント基板3には、前記電子部品4以外にも、各種部品が実装されて電子回路が構成されている。また、前記筐体2は、熱伝導性の良い金属例えばアルミニウム製であり、この筐体2が放熱部としても機能するようになっている。筐体2の上面開口部には蓋2aが設けられる。
【0017】
さて、この電子機器1にあっては、前記電子部品4の発熱が自身や他の電子部品等に悪影響を及ぼさないように、電子部品4の熱を前記筐体2の外壁面から外部に放熱することが行われる。以下のような放熱構造が設けられている。
【0018】
即ち、この放熱構造では、良熱伝導性を有する金属材料例えばアルミニウム(押出成型品)からなる、複数個この場合2個の伝熱ブロック5,6(第1の伝熱ブロック5、第2の伝熱ブロック6と称する)が用いられる。前記電子部品4の熱は、第1の伝熱ブロック5、第2の伝熱ブロック6を順に介して、放熱部としての前記筐体2の壁面に伝えられるようになっている。
【0019】
このとき、前記第1の伝熱ブロック5は、全体として矩形ブロック状をなし、その下面側には、図で前後方向に延びて、複数本この場合3本の凹溝5aが比較的深く形成されている。従って、前記凹溝5a以外の部分が、下方に凸となるこの場合4本の凸条5bとされ、それら凸条5b及び凹溝5aがほぼ同等の幅で交互(いわば櫛歯状)に設けられていることになる。この第1の伝熱ブロック5の上面は、前記電子部品4の下面(放熱面)に例えばロウ付けにより固着されている。
【0020】
一方、前記第2の伝熱ブロック6は、全体として前記第1の伝熱ブロック5よりも図で左右方向にやや大きい矩形ブロック状をなし、その上面側には、図で前後方向に延びて、5個の凸条6b及び4個の凹溝6aが、交互に且つ前記凸条5b及び凹溝5aとほぼ同等の幅及び深さ(高さ)で形成されている。この第2の伝熱ブロック6の下面は、前記筐体2の内底面に例えばロウ付けにより固着されている。
【0021】
これにて、前記第1の伝熱ブロック5と第2の伝熱ブロック6とは、凸条5bが凹溝6aに、凸条6bが凹溝5aに、夫々相互に嵌合することにより組合わされ、熱的に接続される。この場合、凹溝5a、6aの底部と凸条6b、5bの先端部との間は夫々隙間を有しており、凹溝5a、6aと凸条6b、5bとは、壁面同士が接触するようになっている。さらに、伝熱ブロック5、6同士間の接触面、つまり凹溝5a、6a及び凸条6b、5bの側壁面に、熱伝導性及び潤滑性の良い液体、例えばシリコングリス(放熱グリス)が塗布されている。
【0022】
上記構成においては、電子部品4の熱が、良熱伝導性を有する第1及び第2の伝熱ブロック5及び6を順に介して、放熱部としての筐体2に伝えられて放熱が行われるのであるが、このとき、伝熱ブロック5、6間は凹溝5a、6a及び凸条6b、5bの壁面同士が接触して熱を伝えるので、平らな一つの面で接触する場合と比べて接触面積が著しく大きくなり、高い伝熱効率ひいては放熱効率を得ることができる。これと共に、電子部品の放熱面に対して伝熱用の舌片部を押付ける場合と異なり、凹溝5a、6a及び凸条6b、5bの壁面に作用する圧力は各伝熱ブロック5、6内で釣合っており、電子部品4等に余分な応力が作用することはない。
【0023】
そして、伝熱ブロック5、6は凹溝5a、6a及び凸条6b、5bの延びる方向(前後方向)に相互に動くことが可能であり、また凹溝5a、6aの深さ方向(上下方向)についても伝熱ブロック5、6相互間でのずれ動きが可能となる。従って、電子部品に対して伝熱用の舌片部を隙間なく密着させるため各部の組付けに高い寸法精度が必要となる構成とは異なり、伝熱ブロック5、6間における多少の位置ずれを吸収することができるので、組付けにおける各部の高い寸法精度は必要なくなる。しかもこのとき、伝熱ブロック5、6間の接触面に熱伝導性及び潤滑性の良いシリコングリスを塗布するようにしたので、熱を効率的に伝えながらも、伝熱ブロック5、6間でのずれ動きを滑らかにすることができる。
【0024】
この結果、従来の放熱構造のような、各部の組付けに高い寸法精度が必要となると共に、電子部品に余分な応力が作用するためその応力に耐え得る構造としなければならなかったものと異なり、効率の良い放熱を行うことができながらも、電子部品4に余分な応力を作用させることなく済ませることができ、また各部の組付けにさほどの高い寸法精度を必要としなくなるという優れた効果を得ることができるものである。特に、両伝熱ブロック5、6を、アルミの押出成型品としたことにより、それらの形成を容易に行うことができる利点も得ることができる。
【0025】
尚、上記した構成では、電子部品4として単体部品を例としているが、電子部品としては、配線基板上に発熱部品を含む複数のチップ等を実装した混成集積回路(マルチチップモジュール)などであっても良い。前記配線基板としては、熱硬化性樹脂製のものやセラミック製のものが一般的であるが、本出願人は、この種のモジュールに、例えばポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂、ポリエーテルイミド(PEI)樹脂といった熱可塑性樹脂製の多層配線基板を用いるものを開発してきている。この場合、例えば金属のベース上に、表面に導体箔パターンを形成した熱可塑性樹脂製のフィルムを多数枚積層し、一括して熱プレスすることにより多層配線基板を形成するようにした金属ベースモジュールがある。
【0026】
このような金属ベースモジュールにあっては、その金属ベースに予め凹溝(及び又は凸条)を形成しておく(例えば上記第1の伝熱ブロック5と同等の形状とする)ことにより、一つの伝熱ブロックとして兼用させることが可能となる。このとき、熱プレス時における凹溝或いは凸条の変形を防止するために、第2の伝熱ブロック又はそれと同等の形状を有する金属ブロックを上記金属ベースと組合せておいた状態で熱プレスを行うことが好ましい。
【0027】
に、伝熱ブロックの変形例及び本発明の実施例について、図2〜図5を夫々参照しながら説明する。電子部品4や筐体2(放熱部)等については、上記した基本構成と共通しており、それら共通部分については、符号を共通して使用すると共に、新たな図示や詳しい説明を省略し、以下、異なる点について述べる。
【0028】
図2は、伝熱ブロックの変形例を示すものである。この変形例では、電子部品4と筐体2の内底面(放熱部)との間に、第1,第2,第3の3つの伝熱ブロック11,12,13が順に設けられる。そのうち第1の伝熱ブロック11は、その上面が電子部品4の下面に例えばロウ付けにより固着され、その下面側に、正面図で前後方向に延びる3本の凹溝11a及び4本の凸条11bが同等の幅で交互に形成されている。また、前記第3の伝熱ブロック13は、その下面が筐体2の内底面に例えばロウ付けにより固着され、その上面側に、正面図で左右方向に延びる5本の凹溝13a及び6本の凸条13bが同等の幅で交互に形成されている。
【0029】
そして、第2の伝熱ブロック12は、その上面側に、正面図で前後方向に延びて、前記第1の伝熱ブロック11の凹溝11a及び凸条11bと相互に嵌合する5個の凸条12b及び4個の凹溝12aが形成されており、これと共に、その下面側に、正面図で左右方向に延びて、前記第3の伝熱ブロック13の凹溝13a及び凸条13bと相互に嵌合する5個の凸条12d及び4個の凹溝12cが形成されている。
【0030】
これにて、第1の伝熱ブロック11と第2の伝熱ブロック12とは、凸条11bが凹溝12aに、凸条12bが凹溝11aに、夫々相互に嵌合することにより組合わされ、それらの壁面同士が接触して熱を伝え、第2の伝熱ブロック12と第3の伝熱ブロック13とは、凸条12dが凹溝13aに、凸条13bが凹溝12cに、夫々相互に嵌合することにより組合わされ、それらの壁面同士が接触して熱を伝えるように組付けられる。
【0031】
このとき、この構成では、第1、第2の伝熱ブロック11、12間での凹溝11a、12a及び凸条11b、12bの延びる方向(前後方向)と、第2、第3の伝熱ブロック12、13間での凹溝12c、13a及び凸条12d、13bの延びる方向(左右方向)とが、90度異なるようになっている。また、それら第1〜第3の伝熱ブロック11〜13は、全体として上下方向にも隙間を有した状態に組付けられている。
【0032】
尚、上記伝熱ブロック11,12,13は、やはり良熱伝導性を有する材料例えばアルミニウムの押出成型品から構成することができるのであるが、このとき、第2の伝熱ブロック12については、上半部と下半部とを別々に形成し、それらを例えばロウ付けにより接着して構成することができる。また、上記基本構成と同様に、伝熱ブロック11,12,13同士の接触面には、例えばシリコングリスが塗布されている。
【0033】
上記構成においては、電子部品4の熱が、第1,第2,第3の伝熱ブロック11,12,13を順に介して、放熱部としての筐体2に伝えられて放熱が行われるのであるが、このとき、上記基本構成と同様に、各伝熱ブロック11,12,13間での大きな接触面積を得ることができて高い伝熱効率ひいては放熱効率を得ることができ、また、電子部品4等に余分な応力が作用することはない。そして、第1の伝熱ブロック11と第3の伝熱ブロック13との間では、第2の伝熱ブロック12を介して、前後、左右、上下のいずれの方向にも相互にずれ動きが可能となるので、位置ずれを吸収する効果の高いものとすることができるのである。
【0034】
図3は、伝熱ブロックの別の変形例を示している。このでは、上記基本構成と同様に、電子部品4の熱が、例えばアルミ製の第1の伝熱ブロック21及び第2の伝熱ブロック22を順に介して筐体2(放熱部)に伝えられて放熱される。前記第1の伝熱ブロック21の下面側には、図で左右の端部を除く部位に、前後方向に延びる複数本の凹溝21aが形成されており、前記第2の伝熱ブロック22の上面側には、前記各凹溝21aに嵌合する複数本の凸条22aが前後方向に延びて形成されている。
【0035】
このとき、前記第1の伝熱ブロック21の各凹溝21aの先端(入口部)の角部(コーナーの縁部)、及び、前記第2の伝熱ブロック22の各凸条22aの先端の角部が、斜めに切欠かれている(いわゆる面とりが行われている)。
【0036】
そして、左側のみ図示するように、前記第1の伝熱ブロック21の左端部分には、下面から左側面にかけて傾斜面が形成されており、以て位置合せ部23が設けられている。これに対し、前記第2の伝熱ブロック22の左端部分には、上方に立上る立上り壁部が設けられると共にその内壁部が傾斜面とされ、以て、前記位置合せ部23との間で伝熱ブロック21,22間の左右方向の位置合せを行う位置合せ部24が設けられている。また、第2の伝熱ブロック22の立上り壁部の上端内側の角部も斜めに切欠かれている。尚、図示していない右側の端部においても、同様の位置合せ部が上記と対称的に形成されている。
【0037】
上記構成においては、伝熱ブロック21,22を組合せるにあたって、凹溝21a及び凸条22aの先端の角部が斜めに切欠かれているので、それらの間に多少の位置ずれがあっても、面とり部分によって相互に嵌合方向に案内されて位置合せがいわば自動的に行われるようになり、凹溝21aと凸条22aとの嵌め合いがよりスムーズに行われるようになって組付性を高めることができる。
【0038】
さらに、伝熱ブロック21,22の外周部に、位置合せ部23,24を設けたことにより、組付け時において、伝熱ブロック21,22の大まかな位置合せを行うことができ、組付性を高めることができるものである。尚、この例では、凹溝21a及び凸条22aの先端の角部を斜めに切欠く構成と、伝熱ブロック21,22の外周部に位置合せ部23,24を設けた構成との双方を備えるものとしたが、いずれか一方を省略して実施することも可能である。
【0039】
図4は、本発明の第1の実施例を示すものである。図は、一つの伝熱ブロック31の構成を示しており、この伝熱ブロック31は、やはりアルミ等から矩形のブロック状(板状)に構成され、その上面側に、複数本の凹溝31a及び凸条31bが、その中心部から放射方向に延びて、周方向に交互に形成されている。図示はしないが、この伝熱ブロック31と組合される伝熱ブロックは、その下面側に逆の凹凸関係となる凹溝及び凸条が形成されており、嵌合構造により組合されるようになっている。
【0040】
上記構成においては、伝熱ブロック31の凹溝31a及び凸条31bを放射状に延びて形成したことによって、組合される伝熱ブロック31同士間で熱膨張率が異なるため、使用時に相互間の膨張度合が異なってくるような場合でも、それらの間の滑りにより膨張度合の差を吸収することが可能となり、凹溝31aあるいは凸条31bに応力がかかって伝熱ブロック31の変形ひいては電子部品4への悪影響を未然に防止することができる。言い換えれば、組合される伝熱ブロック31間で熱膨張率が異なる材料を使用することが可能となるものである。
【0041】
図5は、本発明の第2の実施例を示すものである。この実施例における伝熱ブロック41は,上記第1の実施例の伝熱ブロック31の変形例とも言うべきものであり、その上面側には、複数本の凹溝及び凸条が中心部から放射方向に延びて形成されるのであるが、このとき、それら凹溝及び凸条を、伝熱ブロック41の内周側よりも外周側の方が本数が多くなるようにすると共に、その本数が変化する部分にリング状の溝を形成するようにしている。
【0042】
具体的には、例えば、伝熱ブロック41の中心部(最内周部)には、各2個の凹溝41a及び凸条41bが設けられ、その外周側にリング状溝41cを介して、各12本の凹溝41d及び凸条41eが設けられ、その外周側にリング状溝41fを介して、各24本の凹溝41g及び凸条41hが設けられている。また、前記リング状溝41c,41fは、凹溝41a,41d,41gと同等の深さで形成されている。尚、図示はしないが、この伝熱ブロック41と組合される伝熱ブロックは、やはりその下面側に逆の凹凸関係となる凹溝及び凸条並びにリング溝が形成されている。
【0043】
上記構成によれば、上記第1の実施例と同様に、組合される伝熱ブロック41同士間の熱膨張率が異なっても、膨張度合の差を吸収することが可能となる。そして、これと共に、伝熱ブロック41の内周側における凹溝41a,41d及び凸条41b,41eの適切な幅(幅と高さの比)を確保することができ、また本数の変化部分にリング状溝41c,41fを設けたことによって、凸条同士が干渉することなく済ませることができるものである。
【0044】
尚、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で様々な拡張、変更が可能である。例えば、伝熱ブロックの材質としては、アルミニウムに限らず、他の金属や熱伝導性の良いセラミック等も採用することができる。この場合、押出成形に限らず、各種の方法で製作することができる。伝熱ブロックの形状としても様々な変形が考えられる。
【0045】
凹溝を整数個ずらせて伝熱ブロック同士を組合せることも可能である。これは組合せ時の大きな位置ズレを吸収することに利用できる。放熱部についても、筐体(外壁)を放熱部とするのではなく、別途に放熱フィン等を有する放熱部を設けるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】 電子機器の基本構成を示すもので、電子機器の概略的な構成を示す縦断正面図
【図2】 伝熱ブロックの変形例を示すもので、3個の伝熱ブロックを組合せた状態の正面図(a)及び右側面図(b)
【図3】 伝熱ブロックの異なる変形例を示すもので、伝熱ブロックを組合せた状態の部分的正面図
【図4】 本発明の第1の実施例を示すもので、一つの伝熱ブロックの平面図(a)及び側面図(b)
【図5】 本発明の第2の実施例を示す図4相当図
【符号の説明】
図面中、2は筐体(放熱部)、4は電子部品、5,6,11,12,13,21,22,31,41は伝熱ブロック、5a,6a,11a,12a,12c,13a,21a,31a,41a,41d,41gは凹溝、5b,6b,11b,12b,12d,13b,22a,31b,41b,41e,41hは凸条、23,24は位置合せ部、41c,41fはリング状溝を示す。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat dissipation structure for an electronic component in which heat of the electronic component is transmitted to a heat radiating portion to be dissipated.
[0002]
[Prior art]
In an electronic device configured by housing a circuit board on which an electronic component is mounted, for example, in a metal casing, heat from a heat generating electronic component such as a power transistor is transmitted to itself or other electronic components. In order not to adversely affect, the heat is radiated from the outer wall of the housing. As the heat dissipation structure at that time, the tongue piece formed by cutting and raising the casing, and the tongue formed by cutting and raising the metal inner cover that is thermally connected to the casing It is known that heat of a heat generating component is transmitted to a housing via both tongue pieces to radiate heat by pressing the portion so as to overlap the heat generating component (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-233982
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional heat dissipation structure, since the heat transfer tongue piece is pressed against the heat dissipation surface of the electronic component without any gaps, high dimensional accuracy is required for the assembly of each part. In addition, since excessive stress acts on the electronic component, there is a problem that the structure must be able to withstand the stress.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a heat dissipation structure for an electronic component that can perform efficient heat dissipation without applying excessive stress to the electronic component.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the heat dissipation structure for an electronic component according to the first aspect of the present invention, heat of the electronic component is transmitted to the heat dissipation portion through two or more heat transfer blocks having good thermal conductivity in order, and heat dissipation is performed. However, the heat transfer blocks are thermally connected by the fitting structure of the concave grooves and the ridges. In this case, the wall surfaces of the concave grooves and the ridges contact each other between the heat transfer blocks to transfer heat, so that the pressure on the wall surfaces is canceled in each heat transfer block, and extra stress acts on the electronic components and the like. There is nothing. Also, by increasing the number of grooves and ridges, the contact area can be increased as compared with the case where contact is made on one flat surface, so that the heat transfer efficiency and thus the heat dissipation efficiency can be increased. .
[0007]
Furthermore, the heat transfer block can move in the direction in which the groove and the ridge extend, and also in the depth direction of the groove, a clearance is provided between the bottom of the groove and the tip of the ridge. By providing, the shift movement between the heat transfer blocks becomes possible. Therefore, since a slight positional shift between the heat transfer blocks can be absorbed, high dimensional accuracy of each part in assembly is not necessary.
[0008]
[0009]
[0010]
[0011]
[0012]
Then, the grooves and projections are provided extending radially from the center portion of the heat transfer block. According to this, since the coefficient of thermal expansion is different between the heat transfer blocks, even when the degree of expansion between the heat transfer blocks is different at the time of use, by forming the grooves and ridges radially extending, It becomes possible to absorb the difference in the degree of expansion by sliding between the two. In other words, it is possible to use materials having different coefficients of thermal expansion between the heat transfer blocks.
[0013]
Further, at this time, as in the invention of claim 2 , the radially extending concave grooves and ridges are formed so that the number on the outer peripheral side is larger than the inner peripheral side of the heat transfer block, and the number is A ring-shaped groove can be formed in the changing portion. According to this, it is possible to ensure an appropriate width of the concave grooves and ridges on the inner peripheral side of the heat transfer block, and even when the degree of expansion between the heat transfer blocks differs as described above, the ring By providing the groove, the protrusions can be prevented from interfering with each other.
[0014]
The electronic component referred to in the present invention is not only a single component but also a hybrid integrated circuit (multi-chip circuit) in which a plurality of chips are mounted on a wiring board (for example, a multilayer wiring board made of thermoplastic resin manufactured by batch heat pressing). Chip module). Further, in this case, in a module based on a metal, the metal base can also be used as one heat transfer block. In a monolithic IC, a wafer such as silicon is used as a heat transfer block, fine irregularities are formed by wafer processing technology, and the heat transfer block combined therewith can be formed by photoetching similar to printed circuit board pattern formation. As a material of the heat transfer block, not only a metal such as aluminum but also a ceramic having good thermal conductivity may be used. Furthermore, the heat transfer block is not limited to a rectangular block shape, and may be in various shapes such as a plate shape.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, actual施例embodying the present invention will be described with reference to the drawings.
Also not a, the basic configuration of the electronic apparatus 1, described with reference to FIG. The Figure 1, electronic equipment shows a configuration of a main part of the (electronic circuit unit) 1 schematically.
[0016]
Here, the electronic device 1 is configured by disposing a printed circuit board 3 in a housing 2. An electronic component 4 such as a power transistor having a large calorific value is mounted almost at the center of the surface (the lower surface in the figure) of the printed circuit board 3. Although not shown, the printed circuit board 3 is mounted with various components in addition to the electronic component 4 to form an electronic circuit. Further, the housing 2 is a good metal for example aluminum thermal conductivity, the housing 2 of this is also functions as a heat radiating portion. A lid 2 a is provided on the upper surface opening of the housing 2.
[0017]
In the electronic device 1, the heat of the electronic component 4 is radiated from the outer wall surface of the housing 2 to the outside so that the heat generated by the electronic component 4 does not adversely affect itself or other electronic components. To be done . Heat radiation structure is provided as follows.
[0018]
That is, in this heat dissipation structure, a plurality of heat transfer blocks 5 and 6 (the first heat transfer block 5 and the second heat transfer block 5 are made of a metal material having good heat conductivity, such as aluminum (extruded product). (Referred to as heat transfer block 6). The heat of the electronic component 4 is transmitted to the wall surface of the housing 2 as a heat radiating section through the first heat transfer block 5 and the second heat transfer block 6 in this order.
[0019]
At this time, the first heat transfer block 5 is formed in a rectangular block shape as a whole, and the lower surface thereof extends in the front-rear direction in the figure, and a plurality of, in this case, three concave grooves 5a are formed relatively deeply. Has been. Accordingly, the portions other than the concave groove 5a are formed into four convex strips 5b that protrude downward, and the convex strips 5b and the concave grooves 5a are provided alternately (in a so-called comb shape) with substantially the same width. Will be. The upper surface of the first heat transfer block 5 is fixed to the lower surface (heat radiating surface) of the electronic component 4 by brazing, for example.
[0020]
On the other hand, the second heat transfer block 6 as a whole has a rectangular block shape slightly larger in the left-right direction in the drawing than the first heat transfer block 5, and the upper surface side extends in the front-rear direction in the drawing. Five convex strips 6b and four concave grooves 6a are formed alternately and with a width and depth (height) substantially equal to the convex strips 5b and concave grooves 5a. The lower surface of the second heat transfer block 6 is fixed to the inner bottom surface of the housing 2 by, for example, brazing.
[0021]
As a result, the first heat transfer block 5 and the second heat transfer block 6 are assembled by fitting the protrusion 5b into the groove 6a and the protrusion 6b into the groove 5a. Combined and thermally connected. In this case, there are gaps between the bottoms of the grooves 5a and 6a and the tips of the ridges 6b and 5b, and the walls of the grooves 5a and 6a and the ridges 6b and 5b are in contact with each other. It is like that. In addition, the contact surface between the heat transfer block 5,6 together, i.e. grooves 5a, 6a and projections 6b, the side wall surface of 5b, thermal conductivity and lubricity good liquid, for example, silicon grease (thermal grease) is It has been applied.
[0022]
In the above configuration, the heat of the electronic component 4 is transmitted to the housing 2 as the heat radiating part through the first and second heat transfer blocks 5 and 6 having good heat conductivity in order to radiate heat. However, at this time, between the heat transfer blocks 5 and 6, the wall surfaces of the concave grooves 5a and 6a and the ridges 6b and 5b are in contact with each other to transmit heat, so compared with the case where they are in contact with one flat surface. The contact area is remarkably increased, and high heat transfer efficiency and consequently heat dissipation efficiency can be obtained. At the same time, unlike the case where the heat transfer tongue piece is pressed against the heat radiating surface of the electronic component, the pressure acting on the wall surfaces of the concave grooves 5a, 6a and the ridges 6b, 5b is applied to the heat transfer blocks 5, 6 respectively. The electronic components 4 and the like are not subjected to excessive stress.
[0023]
The heat transfer blocks 5 and 6 can move relative to each other in the extending direction (front-rear direction) of the grooves 5a and 6a and the ridges 6b and 5b, and the depth direction (vertical direction) of the grooves 5a and 6a. ) Can also be displaced between the heat transfer blocks 5 and 6. Therefore, in order to bring the heat transfer tongue piece into close contact with the electronic component without any gap, a slight positional deviation between the heat transfer blocks 5 and 6 is required, unlike the configuration that requires high dimensional accuracy for the assembly of each part. Since it can absorb, the high dimensional accuracy of each part in an assembly | attachment becomes unnecessary. In addition, at this time, silicon grease having good thermal conductivity and lubricity is applied to the contact surface between the heat transfer blocks 5 and 6, so that heat can be efficiently transferred between the heat transfer blocks 5 and 6. The shift movement can be smoothed.
[0024]
As a result, such as a heat radiation structure of traditional, with high dimensional accuracy in assembling of the components required, those extra stress on the electronic components had to a structure capable of withstanding the stress to act and In contrast, while being able to perform efficient heat dissipation, it is possible to eliminate the need for applying excessive stress to the electronic component 4 and to eliminate the need for high dimensional accuracy for assembling each part. Can be obtained. In particular, the Ryoden'netsu blocks 5 and 6, by which the extrusion molding of aluminum, it is possible to obtain an advantage capable of performing their formation easily.
[0025]
In the above configuration , a single component is taken as an example of the electronic component 4, but the electronic component is a hybrid integrated circuit (multi-chip module) in which a plurality of chips including heat generating components are mounted on a wiring board. May be. As the wiring board, those made of thermosetting resin or ceramic are generally used. However, the present applicant includes, for example, polyether ether ketone (PEEK) resin, polyether imide (PE Products using multilayer wiring boards made of thermoplastic resin such as PEI resin have been developed. In this case, for example, a metal base module in which a multilayer wiring board is formed by laminating a large number of thermoplastic resin films having a conductive foil pattern formed on a metal base and collectively pressing the film. There is.
[0026]
In such a metal base module, a concave groove (and / or protrusion) is formed in advance in the metal base (for example, a shape equivalent to that of the first heat transfer block 5). It can be used as two heat transfer blocks. At this time, in order to prevent deformation of the groove or the ridge during hot pressing, the second heat transfer block or a metal block having a shape equivalent to the second heat transfer block is combined with the metal base to perform hot pressing. It is preferable.
[0027]
In the following, the actual施例 modifications and the present invention the heat transfer block, with reference respectively to FIGS. The electronic component 4 and the housing 2 (heat radiating portion), etc., are common with the basic configuration described above, for their common parts, the use in common reference numerals, and new illustration and detailed description , below, we describe the different points.
[0028]
FIG. 2 shows a modification of the heat transfer block . In this modified example , first, second, and third three heat transfer blocks 11, 12, and 13 are provided in order between the electronic component 4 and the inner bottom surface (heat radiating portion) of the housing 2. Among them, the first heat transfer block 11 has an upper surface fixed to the lower surface of the electronic component 4 by brazing, for example, and has three concave grooves 11a and four ridges extending in the front-rear direction in the front view on the lower surface side. 11b are alternately formed with the same width. The lower surface of the third heat transfer block 13 is fixed to the inner bottom surface of the housing 2 by brazing, for example, and five concave grooves 13a and six extending in the left-right direction in the front view are formed on the upper surface side. The ridges 13b are alternately formed with the same width.
[0029]
Then, the second heat transfer block 12 has five front surfaces extending in the front-rear direction on the upper surface side and fitted to the concave grooves 11a and the convex strips 11b of the first heat transfer block 11. Convex ridges 12b and four concave grooves 12a are formed, and at the same time, on the lower surface side thereof, extend in the left-right direction in the front view, and the concave grooves 13a and ridges 13b of the third heat transfer block 13 Five protruding ridges 12d and four recessed grooves 12c are formed to be fitted to each other.
[0030]
Thus, the first heat transfer block 11 and the second heat transfer block 12 are combined by fitting the convex strips 11b into the concave grooves 12a and the convex strips 12b into the concave grooves 11a, respectively. These wall surfaces are in contact with each other to transmit heat, and the second heat transfer block 12 and the third heat transfer block 13 have the protruding stripes 12d as the concave grooves 13a and the convex stripes 13b as the concave grooves 12c, respectively. They are assembled by fitting together so that their wall surfaces come into contact with each other and transfer heat.
[0031]
At this time, in this configuration , the direction in which the concave grooves 11a and 12a and the ridges 11b and 12b extend between the first and second heat transfer blocks 11 and 12 (the front-rear direction), and the second and third heat transfer The extending direction (left-right direction) of the concave grooves 12c, 13a and the ridges 12d, 13b between the blocks 12, 13 is different by 90 degrees. Moreover, these 1st-3rd heat-transfer blocks 11-13 are assembled | attached in the state which has the clearance gap also in the up-down direction as a whole.
[0032]
In addition, although the said heat-transfer block 11, 12, 13 can also be comprised from the material which has a good heat conductivity, for example, the extrusion molding product of aluminum, about the 2nd heat-transfer block 12, at this time, An upper half part and a lower half part can be formed separately, and they can be constituted by bonding them by brazing, for example. Similarly to the above basic configuration , for example, silicon grease is applied to the contact surfaces of the heat transfer blocks 11, 12, 13.
[0033]
In the above configuration, the heat of the electronic component 4 is transmitted to the housing 2 as the heat radiating section through the first, second, and third heat transfer blocks 11, 12, and 13 in order, and the heat is radiated. However, at this time, similarly to the above basic configuration , a large contact area between the heat transfer blocks 11, 12, and 13 can be obtained, so that high heat transfer efficiency and consequently heat dissipation efficiency can be obtained. No extra stress acts on 4 mag. And between the 1st heat transfer block 11 and the 3rd heat transfer block 13, it can mutually shift and move in any direction of front and back, right and left, and up and down via the 2nd heat transfer block 12. Therefore, the effect of absorbing the positional deviation can be made high.
[0034]
FIG. 3 shows another modification of the heat transfer block . In this example , similarly to the basic configuration described above, the heat of the electronic component 4 is transferred to the housing 2 (heat dissipating part) through the first heat transfer block 21 and the second heat transfer block 22 made of aluminum in order, for example. To dissipate heat. On the lower surface side of the first heat transfer block 21, a plurality of concave grooves 21 a extending in the front-rear direction are formed in portions excluding the left and right ends in the drawing, and the second heat transfer block 22 On the upper surface side, a plurality of ridges 22a fitted into the respective concave grooves 21a are formed extending in the front-rear direction.
[0035]
The tip of this time, the corners of the front Stories tip of each groove 21a of the first heat transfer block 21 (inlet) (the edge of the corner), and the second respective projections 22a of the heat transfer block 22 The corners are cut diagonally (so-called chamfering is performed).
[0036]
As shown only on the left side, an inclined surface is formed on the left end portion of the first heat transfer block 21 from the lower surface to the left side surface, and thus an alignment portion 23 is provided. On the other hand, the left end portion of the second heat transfer block 22 is provided with a rising wall portion that rises upward and has an inner wall portion that is an inclined surface. An alignment unit 24 that performs alignment in the left-right direction between the heat transfer blocks 21 and 22 is provided. Moreover, the corner | angular part inside the upper end of the rising wall part of the 2nd heat-transfer block 22 is also notched diagonally. Note that a similar alignment portion is also formed symmetrically at the right end (not shown).
[0037]
In the above configuration, when the heat transfer blocks 21 and 22 are combined, since the corners of the tips of the concave groove 21a and the ridge 22a are cut obliquely, even if there is a slight misalignment between them, The chamfered portions are guided to each other in the fitting direction so that the positioning is automatically performed, so that the fitting between the groove 21a and the protrusion 22a is performed more smoothly, and the assembling property is improved. Can be increased.
[0038]
Furthermore, by providing the alignment portions 23 and 24 on the outer peripheral portions of the heat transfer blocks 21 and 22, the heat transfer blocks 21 and 22 can be roughly aligned at the time of assembling. Can be increased. Both In the example of this, and the notch District constituting the corner portion obliquely the tip of the concave grooves 21a and ridges 22a, a structure provided with positioning portions 23, 24 on the outer periphery of the heat transfer block 21 However, any one of them may be omitted.
[0039]
Figure 4 shows a first embodiment of the present invention. The figure shows the configuration of one heat transfer block 31, which is also formed in a rectangular block shape (plate shape) from aluminum or the like, and a plurality of concave grooves 31a on the upper surface side thereof. And the protruding item | line 31b is extended in the radial direction from the center part, and is formed by turns in the circumferential direction. Although not shown, the heat transfer block combined with the heat transfer block 31 is formed with concave grooves and ridges having a reverse concavo-convex relationship on the lower surface side, and is combined by a fitting structure. ing.
[0040]
In the said structure, since the thermal expansion coefficient differs between the heat-transfer blocks 31 combined by forming the concave groove 31a and the protruding item | line 31b of the heat-transfer block 31 extending radially, mutual expansion | swelling is carried out at the time of use. Even when the degrees are different, it is possible to absorb the difference in the degree of expansion by slipping between them, and stress is applied to the grooves 31a or the ridges 31b to deform the heat transfer block 31 and thus the electronic component 4. It is possible to prevent adverse effects on In other words, it is possible to use materials having different coefficients of thermal expansion between the heat transfer blocks 31 to be combined.
[0041]
Figure 5 shows a second embodiment of the present invention. The heat transfer block 41 in this embodiment should be referred to as a modification of the heat transfer block 31 of the first embodiment, and a plurality of concave grooves and ridges radiate from the center on the upper surface side. In this case, the number of the grooves and the protrusions on the outer peripheral side is larger than the inner peripheral side of the heat transfer block 41, and the number of the grooves changes. A ring-shaped groove is formed in the portion to be formed.
[0042]
Specifically, for example, at the center portion (innermost peripheral portion) of the heat transfer block 41, two concave grooves 41a and ridges 41b are provided, and the outer peripheral side thereof is provided with a ring-shaped groove 41c. Twelve concave grooves 41d and convex ridges 41e are provided, and 24 concave grooves 41g and convex ridges 41h are provided on the outer peripheral side thereof via ring-shaped grooves 41f. The ring-shaped grooves 41c and 41f are formed with a depth equivalent to the recessed grooves 41a, 41d and 41g. Although not shown in the figure, the heat transfer block combined with the heat transfer block 41 is formed with concave grooves, ridges, and ring grooves that have an opposite concave-convex relationship on the lower surface side.
[0043]
According to the said structure, even if the thermal expansion coefficient between the heat-transfer blocks 41 combined differs similarly to the said 1st Example, it becomes possible to absorb the difference in an expansion degree. And with this, the appropriate width (ratio of width to height) of the grooves 41a and 41d and the ridges 41b and 41e on the inner peripheral side of the heat transfer block 41 can be ensured, and the number of the change portions can be changed. By providing the ring-shaped grooves 41c and 41f, the protrusions can be made without interfering with each other.
[0044]
In addition, this invention is not limited to each above-mentioned Example, A various expansion and change are possible within the range which does not deviate from a summary. For example, the material of the heat transfer block is not limited to aluminum, and other metals, ceramics with good thermal conductivity, and the like can also be used. In this case, not only extrusion molding but also various methods can be used. Various deformations can be considered as the shape of the heat transfer block.
[0045]
It is also possible to combine the heat transfer blocks by shifting an integral number of grooves. This can be used to absorb a large positional shift at the time of combination. As for the heat radiating portion, the housing (outer wall) may not be a heat radiating portion, but a heat radiating portion having heat radiating fins may be provided separately.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal front view showing a basic configuration of an electronic device and showing a schematic configuration of the electronic device. FIG. 2 shows a modification example of a heat transfer block in which three heat transfer blocks are combined. Front view (a) and right side view (b)
FIG. 3 shows a different modification of the heat transfer block, and is a partial front view of a state in which the heat transfer blocks are combined. FIG. 4 shows the first embodiment of the present invention and shows one heat transfer block. Top view (a) and side view (b)
FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 4 showing a second embodiment of the present invention.
In the drawings, 2 is a housing (heat radiation part), 4 is an electronic component, 5, 6, 11, 12, 13, 21, 22, 31, 41 are heat transfer blocks, 5a, 6a, 11a, 12a, 12c, 13a. , 21a, 31a, 41a, 41d, 41g are concave grooves, 5b, 6b, 11b, 12b, 12d, 13b, 22a, 31b, 41b, 41e, 41h are ridges, 23, 24 are alignment parts, 41c, 41f Indicates a ring-shaped groove.

Claims (2)

電子部品の熱を、良熱伝導性を有する2個以上の伝熱ブロックを順に介して放熱部に伝えるように構成されていると共に、
前記伝熱ブロック間は、凹溝と凸条との嵌合構造により、それら凹溝及び凸条の壁面同士が接触して熱を伝えるように構成され
前記凹溝及び凸条は、前記伝熱ブロックの中心部から放射状に延びて設けられていることを特徴とする電子部品の放熱構造。
It is configured to transmit the heat of the electronic component to the heat radiating part through two or more heat transfer blocks having good thermal conductivity in order,
Between the heat transfer blocks, due to the fitting structure between the groove and the ridge, the wall surfaces of the groove and the ridge are in contact with each other to transmit heat ,
The heat dissipation structure for an electronic component, wherein the concave grooves and the ridges are provided to extend radially from a central portion of the heat transfer block .
前記凹溝及び凸条は、前記伝熱ブロックの内周側よりも外周側の方が本数が多くなるように形成されていると共に、その本数が変化する部分においてはリング状の溝が形成されることを特徴とする請求項1記載の電子部品の放熱構造。 The concave grooves and the ridges are formed so that the number on the outer peripheral side is larger than the inner peripheral side of the heat transfer block, and a ring-shaped groove is formed in a portion where the number changes. radiating structure for an electronic component according to claim 1, wherein the that.
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