JP4984984B2 - ヒートシンクの支持構造及び該構造を備えた電子部品冷却装置 - Google Patents
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Description
このため、これに対応して、LSIの周辺温度を一定値以下に冷却するためのシートシンクも大型化し、重量も重くなってきている。
特に、シートシンクを、基体の表面が鉛直方向に沿うように(すなわち、横倒状態で)実装し、LSIを、基体に起立状態で取り付けるような場合には、シートシンクの自重によって傾き易くなり、調整が非常に困難となる。
基体106の周縁部の角部近傍には、固定用ボルト108を通すためにの貫通孔106aが形成されている。また、フィン107,107,…は、鉛直方向に沿って層状空間を形成するように、配列されている。
支持板109の周縁部の貫通孔106aに対応する部位には、固定用ボルト108と螺合する雌ねじ部109aが形成されている。
すなわち、上記従来技術で、例えば、半導体素子がプリント配線板に傾いた状態で取り付けられている場合には、半導体素子の表面と、ヒートシンクの基体の裏面とが平行とならず、密着させることができない。
この例の半導体冷却装置1は、図1及び図2に示すように、コンピュータや通信装置等の電子機器に実装されるプリント配線板2に搭載された発熱部品である大規模集積回路(LSI)等の半導体素子3を冷却するために用いられ、半導体素子3が、平板状の補助熱伝導体4を介して取り付けられる放熱器としてのヒートシンク5と、半導体素子3が搭載されたプリント配線板2及びヒートシンク5を支持するための支持機構6とを備えて概略構成されている。
ヒートシンク5は、その裏面が補助熱伝導体4の表面に密着接合する平板状の基体8と、基体8の表面にこの表面に対して直角に、かつ、互いに平行となるように形成された複数の薄板状の放熱用のフィン9,9,…と、基体8に平行でヒートシンク5の重心位置を通る水平な軸上に設けられた固定用軸部11,11とを有している。
この重心位置を通る上記軸の周りには、ヒートシンク5は、その自重によって回転せず、かつ、基体8の表面及び裏面が鉛直方向に沿って配置される姿勢を保持する。
また、ヒートシンク5は、基体8の表面及び裏面が鉛直方向(すなわち、重力が働く方向)に沿って配置されるように、かつ、フィン9,9間に層状空間が鉛直方向に沿って形成されるように、支持機構6によって支持される。
また、基体8の周縁部の角部近傍には、固定用ボルト12を通すためにの貫通孔8aが形成されている。
また、この例では、固定用軸部11は、最外側の放熱用のフィン9に固定されている。
ヒートシンク5の基体8の表面側から貫通孔8aに固定用ボルト12が挿通され、固定用ボルト12の頭部と、基体8の表面との間の固定用ボルト12の軸部に、ワッシャ16と、ヒートシンク5を半導体素子3側に均一に押し付けるように付勢される圧縮コイルばね17とが介挿されている。
このため、半導体素子3と補助熱伝導体4、及び補助熱伝導体4とヒートシンク5との良好な密着性を維持し、熱抵抗の悪化が防止される。
まず、表面及び裏面が略鉛直方向に沿って配置されるように、ヒートシンク5の固定用軸部11を受け部15に載せ、半導体素子3が搭載されたプリント配線板2を、表面及び裏面が略鉛直方向に沿って配置されるように、かつ、ヒートシンク5と支持板14との間に挟み込むように、固定用ボルト12を用いて、ヒートシンク5と、半導体素子3が搭載されたプリント配線板2とを、支持板14に取り付ける。ここで、ヒートシンク5の基体8と半導体素子3との間に補助熱伝導体4を介挿させる。
このため、半導体素子3と補助熱伝導体4、及び補助熱伝導体4とヒートシンク5との良好な密着性を維持し、熱抵抗の悪化が防止される。
また、固定用軸部11を受け部15によって支持するので、例えば、固定用ボルト12に対する負荷を低減し、固定用ボルト12の緩み等を抑制することができる。
この例が上述した第1の実施例と大きく異なるところは、受け部(支持部)をレール状として上方からも押える構成とした点である。
これ以外の構成は、上述した第1の実施例の構成と略同一であるので、第1の実施例と同一の構成要素については、図3において、図1で用いた符号と同一の符号を付して、その説明を簡略にする。
この例の受け部21は、固定用軸部11を挟み込むように二股状に形成され、固定用軸部11を載せて摺動可能なように支持する支持部21aと、上方から押える押え部21bとを有している。
加えて、固定用軸部11が重心位置を通り、かつ、上方及び下方から押さえられているので、半導体冷却装置1Aは、上下反転した状態でも用いることができる。
この例が上述した第1の実施例と大きく異なるところは、ヒートシンクを、吊り下げるように支持する構成とした点である。
これ以外の構成は、上述した第1の実施例の構成と略同一であるので、第1の実施例と同一の構成要素については、図4において、図2で用いた符号と同一の符号を付して、その説明を簡略にする。
加えて、一段と確実にヒートシンク5Bと補助熱伝導体4、及び補助熱伝導体4と半導体素子3との密着性を保つことができる。
例えば、上述した実施例では、ヒートシンクを構成するフィンとして、薄板状のものを用いる場合について述べたが、これに限らず、例えば、円柱状(ピン状)のものを用いて良い。また、冷却対象として複数の半導体素子を配置しても良い。
また、固定用軸部は、最外側のフィンにのみ取着するようにしても良いし、貫通させても良い。また、例えば、最外側のフィンに挿通孔を形成して、この挿通孔に挿通される固定用軸部を受け部に形成しても良い。
2 プリント配線板
3 半導体素子(電子部品)
4 補助熱伝導体
5,5B ヒートシンク
6,6A,6B 支持機構
8 基体
9 フィン(放熱フィン)
11,31 固定用軸部
12 固定用ボルト(固定具)
14 支持板
15,32 受け部
18 ヒートシンク支持構造
Claims (9)
- 電子部品を冷却するために用いられるヒートシンクの支持構造であって、
前記ヒートシンクは、基体と、該基体の表面に設けられた複数の放熱フィンとを有すると共に、前記基体が鉛直方向に沿って配置された状態で、前記ヒートシンクを通る水平な所定の軸上で支持され、該軸として、前記ヒートシンクが、その自重によって前記軸の周りに回転しない軸が選定されることを特徴とするヒートシンクの支持構造。 - 前記ヒートシンクは、その表面が鉛直方向に沿って配置された平板状の前記基体と、前記複数の放熱フィンと、前記基体の表面に平行な前記所定の軸上の両側部に配置された固定用軸部とを有すると共に、支持機構によって支持され、
該支持機構は、搭載された前記電子部品が前記ヒートシンク側を向いた状態で、かつ、鉛直方向に沿って配置されるようにプリント配線板が取り付けられる支持板と、該支持板の両側部に設けられ、前記固定用軸部を受ける受け部とを有することを特徴とする請求項1記載のヒートシンクの支持構造。 - 前記ヒートシンクが、前記基体の表面が、鉛直方向に沿って配置され、前記支持板との間に、前記プリント配線板を挟み込んだ状態で配置され、前記基体が前記電子部品に密着接合していることを特徴とする請求項2記載のヒートシンクの支持構造。
- 前記ヒートシンクが、前記基体の表面が、鉛直方向に沿って配置され、前記支持板との間に、前記プリント配線板を挟み込んだ状態で配置され、
前記ヒートシンクの前記基体と前記電子部品との間に、補助熱伝導体が挟み込まれ、前記電子部品に前記補助熱伝導体が密着接合し、かつ、該補助熱伝導体に前記基体が密着接合していることを特徴とする請求項2記載のヒートシンクの支持構造。 - 前記ヒートシンクが、固定具によって前記基体が鉛直方向に沿って配置されるように、前記支持板に取り付けられていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1に記載のヒートシンクの支持構造。
- 前記所定の軸として、前記ヒートシンクが、前記基体の表面が鉛直方向に沿って配置されるように、前記支持機構によって支持されたときに、前記ヒートシンクの重心又は鉛直線に沿って前記重心の上方の位置を通る水平な軸が選定されることを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1に記載のヒートシンクの支持構造。
- 前記固定具の締付け力をそれぞれ調整することによって、前記ヒートシンクの姿勢が微調整可能とされていることを特徴とする請求項5又は6記載のヒートシンクの支持構造。
- 前記固定具としての固定用ボルトを用いて、前記基体の隅部が締め付けられ、前記固定用ボルトによる締付け力をそれぞれ調整することによって、前記固定用軸部が前記受け部上で回転して、前記ヒートシンクが前記支持板に直交する鉛直面に沿って回転変位するように、又は/及び、前記固定用軸部が前記受け部上を摺動して、前記ヒートシンクが鉛直軸の周りに回転変位するように、前記ヒートシンクの姿勢が微調整されることを特徴とする請求項7記載のヒートシンクの支持構造。
- 電子機器に実装された電子部品を冷却するための電子部品冷却装置であって、請求項1乃至8のいずれか1に記載のヒートシンクの支持構造を備えたことを特徴とする電子部品冷却装置。
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