JPH0638254U - 携帯用電子機器の放熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子機器において長時間連続使用を行っても
これらを構成している半導体装置に発生する熱を効率よ
く放出させる。 【構成】 密閉された外装ケース10の中に組み込まれて
いる半導体装置（発熱体）12にアルミニウム等熱伝導性
の良い材質を円筒形または平板状に形成した放熱用のヒ
ートパイプ20の長手方向の一端（受熱部）を密着させ、
この他端（放熱部）を外気に曝されているヒートシンク
（マイクロホン用防護金具）14に密着させている。また
前記ヒートパイプ20において円筒形のものを使用する場
合、前記発熱体若しくはヒートシンクにそれぞれ密着す
るヒートパイプ20の長手方向の両端の内少なくとも一方
を平板状に加工し、この中央付近は平面加工を施さず原
形の円筒状態としてもよい。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は携帯用無線機やビデオカメラ等、特に密閉構造の電子機器に使用さ れている発熱密度の高い半導体装置の放熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年の半導体装置、特に大規模集積回路や演算処理装置ではより一層の高速動 作と高密度化（高集積化）が実現され、この半導体装置を備える民生用の携帯無 線機（例えばコードレス電話機）やビデオカメラ等の電子機器は急速に小型化が 進んできている。また前記電子機器では、これらの使用環境の拡大により、ほこ りや水滴から内部の電子回路を保護するために密閉性の良い外装ケースが用いら れるようになってきた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

前記電子機器は、例えばコードレス電話の無線機の充電を行ないながらの長時 間通話、ビデオカメラにおいては店頭でのモニターに代表される極めて長時間に 渡る連続の使用が頻繁に行なわれるようになってきた。

【０００４】 前記電子機器の消費電力は最高で７ワット程度であるが、これらは本来一定の 使用時間に限定した設計で作られているため、上述したような長時間の連続使用 では半導体装置に発熱が起こる。

【０００５】 また「従来の技術」で述べたように密閉性の良い外装ケース内に収納されてい る半導体装置は特別な放熱手段を備えていないため、前記半導体装置の熱は外部 に放出され難くく、このため体質によっては低温火傷を引き起こしたり、火傷を 起こさないまでも使用者に不安感を抱かせることがある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】 上記課題を解決するために本案では密閉された外装ケースの中に組み込まれて いる半導体装置（発熱体）にアルミニウム等熱伝導性の良い材質を円筒形または 平板状に形成した放熱用のヒートパイプの長手方向の一端（受熱部）を密着させ 、この他端（放熱部）を外気に曝されているヒートシンクに密着させている。

【０００７】 前記ヒートパイプにおいて円筒形のものを使用する場合、前記発熱体若しくは ヒートシンクにそれぞれ密着するヒートパイプの長手方向の両端の内少なくとも 一方を平板状に加工し、この中央付近は平面加工を施さず原形の円筒状態として もよい。

【０００８】 また前記ヒートパイプの放熱部は外装ケースのデザイン上弊害のないように前 記ケースと一体、若しくは別部品として外気に曝されているヒートシンクに取り 付けてもよい。

【０００９】 周知の如く前記ヒートパイプとは、図４に示すように密閉した銅、アルミニウ ム等の熱伝導率の良い筒状または平面状容器22の内部長手方向（場合によっては 短手方向でも良い）に毛管力の大きいウイック24を設け、前記平面状容器22の内 部に作動流体と呼ばれる気体層と液体層に交互に変化し易い流体（例えば水、ア ルコール等）を作動液注入口26を通して適量注入させた後前記注入口26を密閉し ている。

【００１０】 この動作原理は、平面状容器22の一端の蒸発部（受熱部）に発熱があると、内 部に封入されている作動流体が蒸発し、発生した蒸気は前記蒸発部より低温の平 面状容器22の他端の凝縮部（放熱部）に移動し液体に変化し、この液体はウイッ ク24の毛管力により蒸発部に戻される。この蒸発潜熱により、大量の熱がわずか の温度差しかない一端から他端に輸送される。

【００１１】 なお図４に示すヒートパイプでは、受熱部と放熱部は逆の位置に配置してもよ く、設置状態は放熱部を上にするほど熱伝導効率が良い。

【００１２】

【作用】

上記構成構成のように、密閉された外装ケースの中に組み込まれている半導体 装置（発熱体）にヒートパイプの受熱部を密着させ、この放熱部を外装ケースと 一体または別部品として設けているヒートシンク（放熱体）に取り付ければ積極 的に発熱体の熱を外気に放出することができる。

【００１３】 さらに前記ヒートパイプが円筒形の場合、図５に示すようにヒートパイプ20の 受熱部と放熱部はそれぞれ半導体装置12とヒートシンク（図示なし）に熱伝導性 が極めて優れたろう付け等の接着材料4で密着できれば、このヒートパイプ20の 断面は図５に示すように円形を保ち、従って断面積を最大にできる。周知の如く ヒートパイプではこの断面積が大きいほど優れた放熱効果が得られる。

【００１４】 しかし前記手段では実用上において熱伝導性に優れたろう付け等の接着材料4 は非常に高価であり、ろう付け作業においてもこの作業が確実に行なわなければ 放熱効果は充分に発揮できず、製造工程において非常に手間がかかる。そこで前 記受熱部若しくは放熱部の少なくとも一方は図３に示すように円筒形の容器22を 平板状に成形して半導体装置12と直接面接触することによりろう付け等の接着剤 料4を用いなくても熱伝導性の減少を最小限にとどめることが可能となる。

【００１５】

【実施例】

本案の実施例として、前記マイクロホン用防護金具がヒートシンクを共用して いるのビデオカメラを図１に、この図１のＡ−Ａ断面でヒートパイプを半導体装 置（以下「発熱体」と呼ぶ）12に取り付けた付近の拡大図を図２に示す。図１と ２においてマイクロホン用防護金具14が外装ケース10の一部として外気に曝され る部分に備えられ、前記外装ケース10の内部には配線基板18とフレーム16が組み 込まれ、前記配線基板18には前記発熱体12が取り付けられ、この発熱体12とマイ クロホン用防護金具14が平板状のヒートパイプ20を介してつながっている。また 前記発熱体12及びマイクロホン用防護金具14とヒートパイプ20との当接部分はシ リコーングリス等で密着され、さらにケース10に衝撃が与えられても前記当接部 分の密着性を確保するためヒートパイプ20の受熱部側には外装ケース10の内壁と の間にスプリング15を設け、ヒートパイプ20の放熱部側はマイクロホン用防護金 具14とフレーム16に挟まれ固定されている。

【００１６】 またより優れた放熱効果を得るため前記ヒートパイプ20を平板状ではなく円筒 形のものを使用する場合、「作用」において述べた通り前記ヒートパイプ20の受 熱部若しくは放熱部の少なくとも一方は平板状に成形してもよい。

【００１７】 なお上記では１例として放熱部をビデオカメラのマイクロホン用防護金具14に 密着させているが、これは例えば携帯用無線機であればスピーカー用防護金具等 に密着できれば外装ケース10のデザインを損なうことなく外気に曝せる位置に設 けることができる。

【００１８】

【考案の効果】

上記構成により密閉されている外装ケースを持つ携帯用電子機器を長時間に渡 り連続で使用してもこの内部に設けられている半導体装置の熱はヒートパイプ20 を通じて外気に曝されているヒートシンクに伝達され、積極的な放熱が可能にな り、これにより前記電子機器全体の発熱が抑えられ使用者に不安感を抱かせるこ とがなくなる。

【００１９】 また前記外気に曝されているヒートシンクは例えば電子機器の外装ケース10の 一部または別部品として設けられるマイクロホン用防護金具14、若しくはスピー カー用防護金具と共用すれば前記電子機器の外装の形状を変化させることなく効 果的な放熱作用が得られる。

【００２０】 さらに優れた放熱効果を得るためにヒートパイプ20の形状を円筒形にする場合 、このヒートパイプ20の受熱部若しくは放熱部の少なくとも一方を平板状に成形 すればろう付け等の作業の手間が省け製造工程の簡略化が計れる。

【提出日】平成５年１０月２６日

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００１

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、携帯用無線機やビデオカメラ等、特に密閉構造の電子機器に使用 されている発熱密度の高い半導体装置及びその周辺の電子部品の放熱装置に関す る。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】 前記電子機器の消費電力は最高で７ワット程度であるが、これらは本来一定の 使用時間に限定した設計で作られているため、上述したような長時間の連続使用 や、また、近年の電子機器の小型化に対応するために、構成部品の配置スペース の小型化が要求され、これらの条件下において配置される半導体装置には、従来 予想しえなかった発熱が起こり、前記小形化に伴って半導体装置の熱が、この近 傍に配置される電子部品、例えばビデオカメラにおいてはビデオテープに密接さ れるシリンダ、ヘッド、モータ等に伝達され、これら電子部品においても熱によ る問題が起こっている。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために本案では密閉された外装ケースの中に組み込まれて いる半導体装置（発熱体）にアルミニウム等熱伝導性の良い材質を円筒形または 平板状に形成した放熱用のヒートパイプの長手方向の一端（受熱部）を密着、若 しくは間接的に接続 させ、この他端（放熱部）を外気に曝されているヒートシン クに接合させている。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】 また、より優れた放熱効果を得るため前記ヒートパイプ20を平板状ではなく円 筒形のものを使用する場合、「作用」において述べた通り前記ヒートパイプ20の 受熱部、若しくは放熱部の少なくとも一方は平板状に成形してもよい。また、前 記実施例においては、ヒートパイプ20を発熱体12に密着させているので、放熱作 用は発熱体12には極めて有効であるが、前記「課題を解決する手段」に於いて述 べた如く、特に小型化の要求される電子機器において、前記発熱体12は、特定の 半導体装置に限定することなく、この近傍に配置される他の電子部品に置換えて もよく、さらに前記ヒートパイプ20は、他の構成部品に影響を及ぼさない位置で あって、前記発熱体（近傍の電子部品も含む）12に密着しなくとも、間接的に発 熱体12の放熱を促せる位置に配置してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ビデオカメラにヒートパイプを取り付けた本
考案の実施例を示す図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ断面を矢印方向に見た図であ
る。

【図３】 円筒形のヒートパイプの一端が平板状に加工
され半導体装置に密着している部分の断面図である。

【図４】 ヒートパイプの１例を示す断面図である。

【図５】 半導体装置に円筒形のヒートパイプがろう付
けされている部分の断面図である。

【符号の説明】

図において同一符号は同一、または相当部分を示す。 ４ 接着剤料 １０ 外装ケース １２ 半導体装置（発熱体） １４ マイクロホン用防護金具 １６ フレーム ２０ ヒートパイプ ２２ 容器

【手続補正書】

【提出日】平成５年１０月２６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項２

【補正方法】変更

【補正内容】

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子機器の外装ケースの中に組み込まれ
   ている半導体装置と、この半導体装置に熱伝導性の良い
   材料からなる平板状または円筒形のヒートパイプ構造の
   長手方向の一端（受熱部）が密着され、この他端（放熱
   部）が、外気に曝されているヒートシンクに密着してい
   る携帯用電子機器の放熱装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の円筒形のヒートパイプに
   おいて、この受熱部と放熱部の少なくとも一方が平板状
   に加工され、これらがそれぞれ半導体装置とヒートシン
   クに密着している携帯用電子機器の放熱装置。
3. 【請求項３】 電子機器のマイクロホン若しくはスピー
   カー用防護金具がヒートパイプの放熱部に密着され、ヒ
   ートシンクを共用している請求項１記載の携帯用電子機
   器の放熱装置。