JPH07169886A - Heat sink - Google Patents
Heat sinkInfo
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- JPH07169886A JPH07169886A JP31667293A JP31667293A JPH07169886A JP H07169886 A JPH07169886 A JP H07169886A JP 31667293 A JP31667293 A JP 31667293A JP 31667293 A JP31667293 A JP 31667293A JP H07169886 A JPH07169886 A JP H07169886A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、発熱部品の熱を放熱部
まで伝導するヒートシンクの放熱構造に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat dissipation structure for a heat sink that conducts heat from a heat-generating component to a heat dissipation section.
【0002】[0002]
【従来の技術】図18は従来のヒートシンクを示す断面
図であり、図において1は発熱部品、2は例えば銅−タ
ングステン合金の如き高熱伝導性を有する物質よりなる
ヒートシンクで、3はヒートシンク2の底面、4はヒー
トシンク外部の放熱部である。図19はヒートシンク内
部の熱伝導経路の説明図であり、図において7は従来の
ヒートシンク内部の熱流線である。図20はヒートシン
クでの放熱密度の拡散効果の説明図であり、図において
8はヒートシンク上面での発熱部品1の発熱密度分布で
あり、10は従来のヒートシンクの底面3での放熱密度
分布である。2. Description of the Related Art FIG. 18 is a sectional view showing a conventional heat sink, in which 1 is a heat-generating component, 2 is a heat sink made of a material having high thermal conductivity such as a copper-tungsten alloy, and 3 is a heat sink 2. Bottom surfaces 4 are heat radiation parts outside the heat sink. FIG. 19 is an explanatory diagram of a heat conduction path inside the heat sink, and in the figure, 7 is a heat flow line inside the conventional heat sink. FIG. 20 is an explanatory diagram of the diffusion effect of the heat radiation density in the heat sink. In the figure, 8 is the heat generation density distribution of the heat generating component 1 on the top surface of the heat sink, and 10 is the heat radiation density distribution on the bottom surface 3 of the conventional heat sink. .
【0003】従来のヒートシンクにおいては、前記発熱
部品1で発生した熱はヒートシンク2を伝導してヒート
シンク底面3へと伝えられ、ヒートシンク底面3よりヒ
ートシンク外部の放熱部4へと放熱される。このとき熱
は熱流線7が示すように、ヒートシンク2の厚さ方向に
伝導すると同時に、ヒートシンク2の面内方向へも拡が
って伝わるため、ヒートシンク2の厚さ方向の放熱密度
は発熱部品1からヒートシンク底面3へと伝導するにつ
れて減少していく。ヒートシンク2の厚さが厚いほど、
ヒートシンク2の面内方向へ熱が拡がるため、ヒートシ
ンク底面3での放熱密度は小さくなる。ヒートシンク底
面3で温度一定とした場合、ヒートシンク底面3での放
熱密度分布10は、ヒートシンク上面での発熱部品の発
熱密度分布8に対して、発熱部品1−ヒートシンク底面
3間の熱抵抗が最も小さく、熱の伝わりやすい発熱部品
1の直下で最大となり、その周辺へと離れるに従って滑
らかに減少する分布となる。In the conventional heat sink, the heat generated in the heat-generating component 1 is conducted through the heat sink 2 and transmitted to the bottom surface 3 of the heat sink, and is radiated from the bottom surface 3 of the heat sink to the heat radiating portion 4 outside the heat sink. At this time, heat is conducted in the thickness direction of the heat sink 2 at the same time as being spread in the in-plane direction of the heat sink 2 as indicated by the heat flow line 7, so that the heat radiation density in the thickness direction of the heat sink 2 is from the heat generating component 1. It decreases as it conducts to the bottom surface 3 of the heat sink. The thicker the heat sink 2, the more
Since the heat spreads in the in-plane direction of the heat sink 2, the heat radiation density at the heat sink bottom surface 3 becomes small. When the temperature of the heat sink bottom surface 3 is constant, the heat radiation density distribution 10 on the heat sink bottom surface 3 has the smallest thermal resistance between the heat generating component 1 and the heat sink bottom surface 3 with respect to the heat generation density distribution 8 of the heat generating components on the heat sink upper surface. The maximum distribution is directly below the heat-generating component 1 where heat is easily transmitted, and the distribution decreases smoothly as the distance to the periphery increases.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来のヒートシンクは
以上のように構成されているため、ヒートシンク外部の
放熱部4にヒートパイプを利用する場合、発熱部品1で
発生する熱が大きいと発熱部品1の発熱密度が大きくな
り、ヒートパイプ内部の作動流体がドライアウトして放
熱できなくなる。これを防ぐためには高熱伝導率を有す
るヒートシンク2を介して発熱部品1で発生する熱を拡
散し、ヒートシンク底面3での放熱密度を下げてヒート
パイプへと放熱させる必要があり、このためにヒートシ
ンク2の厚みが厚くなり、重量が増加するといった課題
があった。Since the conventional heat sink is configured as described above, when a heat pipe is used for the heat radiating portion 4 outside the heat sink, if the heat generated by the heat generating component 1 is large, the heat generating component 1 The heat generation density of is increased and the working fluid inside the heat pipe is dried out and heat cannot be dissipated. In order to prevent this, it is necessary to diffuse the heat generated in the heat-generating component 1 through the heat sink 2 having a high thermal conductivity, reduce the heat dissipation density on the bottom surface 3 of the heat sink, and dissipate the heat to the heat pipe. There was a problem that the thickness of No. 2 became thicker and the weight increased.
【0005】本発明は上記のような課題を解消するため
になされたもので、ヒートシンク外部の放熱部に高放熱
密度を許容しないヒートパイプ等が取付られる薄型軽量
なヒートシンクを得ることを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to obtain a thin and lightweight heat sink in which a heat pipe or the like that does not allow a high heat radiation density is attached to a heat radiation portion outside the heat sink. .
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明に係るヒートシン
クは、ヒートシンクに空洞部あるいは上記ヒートシンク
より熱伝導率が低い部材、あるいは発熱部品に対し凸面
を有する部材、あるいは上記ヒートシンクより熱伝導率
が高く、上記発熱部品に対し凹面を有する部材を設けた
ものである。A heat sink according to the present invention has a hollow portion in a heat sink, a member having a lower thermal conductivity than the heat sink, a member having a convex surface for a heat-generating component, or a higher heat conductivity than the heat sink. A member having a concave surface is provided for the heat generating component.
【0007】[0007]
【作用】本発明に係るヒートシンクは、上記構造によ
り、発熱部品から発生する熱を、ヒートシンクに設けら
れた空洞部、あるいは上記ヒートシンクより熱伝導率が
低い部材、あるいは上記発熱部品に対し凸面を有する部
材、あるいは上記ヒートシンクより熱伝導率が高く、上
記発熱部品に対し凹面を有する部材によりヒートシンク
面内方向に拡散する。With the above structure, the heat sink according to the present invention has a cavity provided in the heat sink, a member having a lower thermal conductivity than that of the heat sink, or a convex surface with respect to the heat generating component. The heat conductivity is higher than that of the member or the heat sink, and the member having a concave surface with respect to the heat generating component diffuses in the heat sink in-plane direction.
【0008】[0008]
【実施例】実施例1.図1は、本発明の実施例1のヒー
トシンクを示す断面図である。図において1は発熱部
品、2は例えば銅−タングステン合金の如き高熱伝導性
を有する物質よりなるヒートシンクで、3はヒートシン
ク2の底面、4はヒートシンク外部の放熱部、5aはヒ
ートシンク2の内部に設けた空洞部である。図2はヒー
トシンク内部の熱伝導経路の説明図であり、図において
6は本発明の実施例1のヒートシンク内部の熱流線、7
は従来のヒートシンク内部の熱流線である。図3は本発
明の実施例1のヒートシンクでの放熱密度の拡散効果の
説明図であり、図において8はヒートシンク上面での発
熱部品1の発熱密度分布であり、9は本発明の実施例1
のヒートシンク底面での放熱密度分布であり、10は従
来のヒートシンクの底面での放熱密度分布である。EXAMPLES Example 1. 1 is a sectional view showing a heat sink according to a first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a heat-generating component, 2 is a heat sink made of a material having high thermal conductivity such as a copper-tungsten alloy, 3 is a bottom surface of the heat sink 2, 4 is a heat radiating portion outside the heat sink, and 5 a is provided inside the heat sink 2. It is a hollow part. FIG. 2 is an explanatory view of a heat conduction path inside the heat sink. In FIG. 2, 6 is a heat flow line inside the heat sink according to the first embodiment of the present invention, and 7
Is a heat flow line inside a conventional heat sink. FIG. 3 is an explanatory diagram of the diffusion effect of the heat dissipation density in the heat sink according to the first embodiment of the present invention, in which 8 is the heat generation density distribution of the heat generating component 1 on the upper surface of the heat sink, and 9 is the first embodiment of the present invention
Is a heat radiation density distribution on the bottom surface of the heat sink, and 10 is a heat radiation density distribution on the bottom surface of the conventional heat sink.
【0009】このように構成されたヒートシンクにおい
ては、発熱部品1で発生した熱は、ヒートシンク2を伝
導してヒートシンク底面3へと伝えられ、ヒートシンク
底面3よりヒートシンク外部の放熱部4へと放熱され
る。このとき熱はヒートシンク2の厚さ方向に伝導する
と同時にヒートシンク2の面内方向へも拡がって伝わる
ため、ヒートシンク2の厚さ方向の放熱密度は熱が発熱
部品1からヒートシンク底面3へと伝わるにつれて減少
していく。ヒートシンク底面3で温度一定とした場合、
ヒートシンク底面3での放熱密度分布は、空洞部5aが
なければ発熱部品1−ヒートシンク底面3間の熱抵抗が
最も小さくなる発熱部品1の直下で最大となり、その周
辺へと離れるに従って滑らかに減少する。空洞部5a
は、熱流線6が示すように発熱部品1の直下部分のヒー
トシンク2からヒートシンク底面3へ向かう熱流をヒー
トシンク2の面内方向外側へと偏向させるため、熱流線
7に比べて熱流はヒートシンク2の面内方向へ拡がる。
従って空洞部5aがない従来のヒートシンクの底面での
放熱密度分布10に比べて、ヒートシンク底面での放熱
密度分布9を、発熱部品1の直下部分で減少させ、周辺
部分で増加させて平滑化することができ、その結果ヒー
トシンク底面3での最大放熱密度を下げることができ
る。In the heat sink thus constructed, the heat generated in the heat-generating component 1 is conducted through the heat sink 2 and transmitted to the bottom surface 3 of the heat sink, and is radiated from the bottom surface 3 of the heat sink to the heat radiating portion 4 outside the heat sink. It At this time, the heat is conducted in the thickness direction of the heat sink 2 and at the same time spreads in the in-plane direction of the heat sink 2, so that the heat radiation density in the thickness direction of the heat sink 2 is increased as the heat is transmitted from the heat generating component 1 to the bottom surface 3 of the heat sink. Will decrease. When the temperature is constant on the bottom surface 3 of the heat sink,
If there is no cavity 5a, the heat radiation density distribution on the bottom surface 3 of the heat sink becomes maximum directly below the heat generating component 1 where the thermal resistance between the heat generating component 1 and the bottom surface 3 of the heat sink becomes the smallest, and decreases smoothly as the distance to the periphery thereof increases. . Cavity 5a
Causes the heat flow from the heat sink 2 located directly below the heat-generating component 1 toward the heat sink bottom surface 3 to be deflected outward in the in-plane direction of the heat sink 2 as indicated by the heat flow line 6, so that the heat flow is greater than that of the heat flow line 7. Spread in the in-plane direction.
Therefore, as compared with the heat radiation density distribution 10 on the bottom surface of the conventional heat sink without the cavity portion 5a, the heat radiation density distribution 9 on the bottom surface of the heat sink is reduced in the portion directly below the heat generating component 1 and increased in the peripheral portion to be smoothed. As a result, the maximum heat radiation density on the bottom surface 3 of the heat sink can be reduced.
【0010】同様の効果を空洞部なしの従来のヒートシ
ンクで行うには、ヒートシンク2の厚さを増加させる必
要があり、本発明では、この部分の厚さの増加を招くこ
となく放熱密度を下げられ、特にドライアウトの問題か
ら許容放熱密度に制約のあるヒートパイプなどの放熱デ
バイスを利用する場合にヒートシンクを薄型軽量化する
ことが可能となる。In order to achieve the same effect with the conventional heat sink having no cavity, it is necessary to increase the thickness of the heat sink 2. In the present invention, the heat radiation density is reduced without increasing the thickness of this portion. Therefore, it is possible to reduce the thickness and weight of the heat sink, particularly when using a heat dissipation device such as a heat pipe whose allowable heat dissipation density is restricted due to the problem of dryout.
【0011】実施例2.図4は、本発明の実施例2のヒ
ートシンクを示す断面図である。図において1は発熱部
品、2は例えば銅−タングステン合金の如き高熱伝導性
を有する物質よりなるヒートシンクで、3はヒートシン
ク2の底面、4はヒートシンク外部の放熱部、5bはヒ
ートシンク2内部に設けた周囲より熱伝導率の低い部材
である。図5はヒートシンク内部の熱伝導経路の説明図
であり、図において6は本発明の実施例2のヒートシン
ク内部の熱流線、7は従来のヒートシンク内部の熱流線
である。図6は本発明の実施例2のヒートシンクでの放
熱密度の拡散効果の説明図であり、図において8はヒー
トシンク上面での発熱部品1の発熱密度分布であり、9
は本発明の実施例2のヒートシンク底面での放熱密度分
布であり、10は従来のヒートシンクの底面での放熱密
度分布である。Embodiment 2. FIG. 4 is a sectional view showing a heat sink according to the second embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a heat generating component, 2 is a heat sink made of a material having high thermal conductivity such as copper-tungsten alloy, 3 is a bottom surface of the heat sink 2, 4 is a heat radiating portion outside the heat sink, and 5b is provided inside the heat sink 2. It is a member with lower thermal conductivity than the surroundings. FIG. 5 is an explanatory diagram of a heat conduction path inside the heat sink. In FIG. 5, 6 is a heat flow line inside the heat sink of the second embodiment of the present invention, and 7 is a heat flow line inside the conventional heat sink. FIG. 6 is an explanatory diagram of the diffusion effect of the heat dissipation density in the heat sink of the second embodiment of the present invention, in which 8 is the heat generation density distribution of the heat generating component 1 on the upper surface of the heat sink, and 9
Is the heat radiation density distribution on the bottom surface of the heat sink of Example 2 of the present invention, and 10 is the heat radiation density distribution on the bottom surface of the conventional heat sink.
【0012】このように構成されたヒートシンクにおい
ては、発熱部品1で発生した熱は、ヒートシンク2を伝
導してヒートシンク底面3へと伝えられ、ヒートシンク
底面3よりヒートシンク外部の放熱部4へと放熱され
る。このとき熱はヒートシンク2の厚さ方向に伝導する
と同時にヒートシンク2の面内方向へも拡がって伝わる
ため、ヒートシンク2の厚さ方向の放熱密度は熱が発熱
部品1からヒートシンク底面3へと伝わるにつれて減少
していく。ヒートシンク底面3で温度一定とした場合、
ヒートシンク底面3での放熱密度分布は、低熱伝導部分
5bがなければ発熱部品1−ヒートシンク底面3間の熱
抵抗が最も小さくなる発熱部品1の直下で最大となり、
その周辺へと離れるに従って滑らかに減少する。低熱伝
導部分5bは、熱流線6が示すように発熱部品1の直下
部分のヒートシンク2からヒートシンク底面3へ向かう
熱流に対して抵抗となり本熱流を減少させ、減少した熱
流分をヒートシンク2の面内方向外側へ拡げるため、熱
流線7と比べて熱流はヒートシンク2の面内方向へ拡が
る。従って低熱伝導部分5bがない従来のヒートシンク
の底面での放熱密度分布10に比べて、ヒートシンク底
面での放熱密度分布9を、発熱部品1の直下部分で減少
させ、周辺部分で増加させて平滑化することができ、そ
の結果ヒートシンク底面3での最大放熱密度を下げるこ
とができる。また本効果は、低熱伝導部分5bの形状を
矩形形状より、凸レンズ形状とすることでより促進され
る。In the heat sink thus constructed, the heat generated in the heat-generating component 1 is conducted through the heat sink 2 and transmitted to the bottom surface 3 of the heat sink, and is radiated from the bottom surface 3 of the heat sink to the heat radiating portion 4 outside the heat sink. It At this time, the heat is conducted in the thickness direction of the heat sink 2 and at the same time spreads in the in-plane direction of the heat sink 2, so that the heat radiation density in the thickness direction of the heat sink 2 is increased as the heat is transmitted from the heat generating component 1 to the bottom surface 3 of the heat sink. Will decrease. When the temperature is constant on the bottom surface 3 of the heat sink,
The heat dissipation density distribution on the bottom surface 3 of the heat sink is maximum directly below the heat generating component 1 where the heat resistance between the heat generating component 1 and the bottom surface 3 of the heat sink is the smallest, unless the low heat conduction portion 5b is provided.
It decreases smoothly as it moves away from it. The low heat conduction portion 5b serves as a resistance against the heat flow from the heat sink 2 directly below the heat-generating component 1 to the heat sink bottom surface 3 as indicated by the heat flow line 6, reduces the main heat flow, and reduces the reduced heat flow within the surface of the heat sink 2. Since it spreads outward in the direction, the heat flow spreads in the in-plane direction of the heat sink 2 as compared with the heat flow line 7. Therefore, as compared with the heat radiation density distribution 10 on the bottom surface of the conventional heat sink without the low heat conduction portion 5b, the heat radiation density distribution 9 on the bottom surface of the heat sink is reduced in the portion directly below the heat-generating component 1 and increased in the peripheral portion to be smoothed. As a result, the maximum heat radiation density on the bottom surface 3 of the heat sink can be reduced. Further, this effect is further promoted by making the shape of the low heat conduction portion 5b into a convex lens shape rather than a rectangular shape.
【0013】同様の効果を低熱伝導部分なしの従来のヒ
ートシンクで行うには、ヒートシンク2の厚さを増加さ
せる必要があり、本発明では、この部分の厚さの増加を
招くことなく放熱密度を下げられ、特にドライアウトの
問題から許容放熱密度に制約のあるヒートパイプなどの
放熱デバイスを利用する場合に、ヒートシンクを薄型軽
量化することが可能となる。In order to achieve the same effect with the conventional heat sink without the low heat conductive portion, it is necessary to increase the thickness of the heat sink 2. In the present invention, the heat radiation density can be increased without increasing the thickness of this portion. It is possible to reduce the thickness of the heat sink, particularly when using a heat radiating device such as a heat pipe whose allowable heat radiation density is restricted due to the problem of dryout.
【0014】実施例3.図7は、本発明の実施例3のヒ
ートシンクを示す断面図である。図において1は発熱部
品、2は例えば銅−タングステン合金の如き高熱伝導性
を有する物質よりなるヒートシンクで、3はヒートシン
ク2の底面、4はヒートシンク外部の放熱部、5cはヒ
ートシンク2内部に設けた凸レンズ形状で、ヒートシン
ク2の周囲よりも熱伝導率の低い部材である。図8はヒ
ートシンク内部の熱伝導経路の説明図であり、図におい
て6は本発明の実施例3のヒートシンク内部の熱流線、
7は従来のヒートシンク内部の熱流線である。図9は本
発明の実施例3のヒートシンクでの放熱密度の拡散効果
の説明図であり、図において8はヒートシンク上面での
発熱部品1の発熱密度分布であり、9は本発明の実施例
3のヒートシンク底面での放熱密度分布であり、10は
従来のヒートシンクの底面での放熱密度分布である。Example 3. FIG. 7 is a sectional view showing a heat sink of Example 3 of the present invention. In the figure, 1 is a heat generating component, 2 is a heat sink made of a material having high thermal conductivity such as a copper-tungsten alloy, 3 is a bottom surface of the heat sink 2, 4 is a heat radiating portion outside the heat sink, and 5c is provided inside the heat sink 2. It is a member having a convex lens shape and a thermal conductivity lower than that of the periphery of the heat sink 2. FIG. 8 is an explanatory view of a heat conduction path inside the heat sink, and in the drawing, 6 is a heat flow line inside the heat sink of the third embodiment of the present invention,
Reference numeral 7 is a heat flow line inside the conventional heat sink. FIG. 9 is an explanatory diagram of the diffusion effect of the heat dissipation density in the heat sink of the third embodiment of the present invention, in which 8 is the heat generation density distribution of the heat generating component 1 on the upper surface of the heat sink, and 9 is the third embodiment of the present invention. Is a heat radiation density distribution on the bottom surface of the heat sink, and 10 is a heat radiation density distribution on the bottom surface of the conventional heat sink.
【0015】このように構成されたヒートシンクにおい
ては、発熱部品1で発生した熱は、ヒートシンク2を伝
導してヒートシンク底面3へと伝えられ、ヒートシンク
底面3よりヒートシンク外部の放熱部4へと放熱され
る。このとき熱はヒートシンク2の厚さ方向に伝導する
と同時にヒートシンク2の面内方向へも拡がって伝わる
ため、ヒートシンク2の厚さ方向の放熱密度は熱が発熱
部品1からヒートシンク底面3へと伝わるにつれて減少
していく。ヒートシンク底面3で温度一定とした場合、
ヒートシンク底面3での放熱密度分布は、凸レンズ形状
の部材5cがなければ発熱部品1−ヒートシンク底面3
間の熱抵抗が最も小さくなる発熱部品1の直下で最大と
なり、その周辺へと離れるに従って滑らかに減少する。
凸レンズ形状の部材5cは、熱流線6が示すように発熱
部品1の直下部分のヒートシンク2からヒートシンク底
面3へ向かう熱流に対して抵抗となり本熱流を減少さ
せ、減少した熱流分をヒートシンク2の面内方向外側へ
拡げるため、熱流線7と比べて熱流はヒートシンク2の
面内方向へ拡がる。従って凸レンズ形状の部材5cがな
い従来のヒートシンクの底面での放熱密度分布10に比
べて、ヒートシンク底面での放熱密度分布9を、発熱部
品1の直下部分で減少させ、周辺部分で増加させて平滑
化することができ、その結果ヒートシンク底面3での最
大放熱密度を下げることができる。In the heat sink thus constructed, the heat generated in the heat-generating component 1 is conducted through the heat sink 2 and transmitted to the heat sink bottom surface 3 and is radiated from the heat sink bottom surface 3 to the heat radiating portion 4 outside the heat sink. It At this time, the heat is conducted in the thickness direction of the heat sink 2 and at the same time spreads in the in-plane direction of the heat sink 2, so that the heat radiation density in the thickness direction of the heat sink 2 is increased as the heat is transmitted from the heat generating component 1 to the bottom surface 3 of the heat sink. Will decrease. When the temperature is constant on the bottom surface 3 of the heat sink,
The heat dissipation density distribution on the bottom surface 3 of the heat sink is heat-generating component 1-bottom surface 3 of the heat sink unless there is a convex lens-shaped member 5c.
The thermal resistance between them becomes maximum immediately below the heat-generating component 1, and decreases gradually as the distance to the periphery increases.
The convex lens-shaped member 5c serves as a resistance against the heat flow from the heat sink 2 directly below the heat-generating component 1 to the heat sink bottom surface 3 as indicated by the heat flow line 6, reduces the main heat flow, and reduces the reduced heat flow to the surface of the heat sink 2. Since it spreads inward inward, the heat flow spreads in the in-plane direction of the heat sink 2 as compared with the heat flow line 7. Therefore, as compared with the heat dissipation density distribution 10 on the bottom surface of the conventional heat sink without the convex lens-shaped member 5c, the heat dissipation density distribution 9 on the bottom surface of the heat sink is decreased in the portion directly below the heat-generating component 1 and increased in the peripheral portion to be smoothed. As a result, the maximum heat radiation density on the bottom surface 3 of the heat sink can be reduced.
【0016】同様の効果を凸レンズ形状の部材なしの従
来のヒートシンクで行うには、ヒートシンク2の厚さを
増加させる必要があり、本発明では、この部分の厚さの
増加を招くことなく放熱密度を下げられ、特にドライア
ウトの問題から許容放熱密度に制約のあるヒートパイプ
などの放熱デバイスを利用する場合に、ヒートシンクを
薄型軽量化することが可能となる。In order to achieve the same effect with a conventional heat sink without a convex lens-shaped member, it is necessary to increase the thickness of the heat sink 2. In the present invention, the heat dissipation density can be increased without increasing the thickness of this portion. The heat sink can be made thinner and lighter when a heat dissipation device such as a heat pipe whose allowable heat dissipation density is restricted due to the problem of dryout is used.
【0017】実施例4.図10は、本発明の実施例4の
ヒートシンクを示す断面図である。図において1は発熱
部品、2は例えば銅−タングステン合金の如き高熱伝導
性を有する物質よりなるヒートシンクで、3はヒートシ
ンク2の底面、4はヒートシンク外部の放熱部、5dは
ヒートシンク2内部に設けた周囲より熱伝導率が高い凹
レンズ形状の部材である。図11はヒートシンク内部の
熱伝導経路の説明図であり、図において6は本発明の実
施例4のヒートシンク内部の熱流線、7は従来のヒート
シンク内部の熱流線である。図12は本発明の実施例4
のヒートシンクでの放熱密度の拡散効果の説明図であ
り、図において8はヒートシンク上面での発熱部品1の
発熱密度分布であり、9は本発明の実施例4のヒートシ
ンク底面での放熱密度分布であり、10は従来のヒート
シンクの底面での放熱密度分布である。Embodiment 4. FIG. 10 is a sectional view showing a heat sink of Example 4 of the present invention. In the figure, 1 is a heat generating component, 2 is a heat sink made of a material having high thermal conductivity such as copper-tungsten alloy, 3 is the bottom surface of the heat sink 2, 4 is a heat radiating portion outside the heat sink, and 5d is provided inside the heat sink 2. It is a concave lens-shaped member having a higher thermal conductivity than the surroundings. FIG. 11 is an explanatory diagram of a heat conduction path inside the heat sink. In FIG. 11, 6 is a heat flow line inside the heat sink of Embodiment 4 of the present invention, and 7 is a heat flow line inside the conventional heat sink. FIG. 12 is a fourth embodiment of the present invention.
8 is an explanatory view of a diffusion effect of heat dissipation density in the heat sink of FIG. 8, in which 8 is a heat density distribution of the heat generating component 1 on the upper surface of the heat sink, and 9 is a heat dissipation density distribution on the bottom surface of the heat sink of the fourth embodiment of the present invention. Yes, 10 is the heat radiation density distribution on the bottom surface of the conventional heat sink.
【0018】このように構成されたヒートシンクにおい
ては、発熱部品1で発生した熱は、ヒートシンク2を伝
導してヒートシンク底面3へと伝えられ、ヒートシンク
底面3よりヒートシンク外部の放熱部4へと放熱され
る。このとき熱はヒートシンク2の厚さ方向に伝導する
と同時にヒートシンク2の面内方向へも拡がって伝わる
ため、ヒートシンク2の厚さ方向の放熱密度は熱が発熱
部品1からヒートシンク底面3へと伝わるにつれて減少
していく。ヒートシンク底面3で温度一定とした場合、
ヒートシンク底面3での放熱密度分布は、高熱伝導部分
5dがなければ発熱部品1−ヒートシンク底面3間の熱
抵抗が最も小さくなる発熱部品1の直下で最大となり、
その周辺へと離れるに従って滑らかに減少する。高熱伝
導部分5dは、発熱部品1の直下部分のヒートシンク2
からヒートシンク底面3へ向かう熱流に対して熱抵抗の
低い部分となり熱が伝わりやすい。しかも高熱伝導部分
5の厚さは、発熱部品1の直下部分は薄く、発熱部品1
の直下部分から周辺に離れるにつれて厚くなる凹レンズ
形状をしているため、本発明のヒートシンク内部の熱流
線6は、従来のヒートシンク内部の熱流線7と比べてよ
り熱流の通りやすい高熱伝導部分5dの厚い凹レンズ形
状の端部に集まる。発熱部品1の直下部分の熱流線は、
高熱伝導部分5の厚い凹レンズ形状の端部に熱流線が集
まった分だけ集中が緩和される。従って、従来のヒート
シンクの底面での放熱密度分布10に比べて、ヒートシ
ンク底面3での放熱密度分布9を、発熱部品1の直下部
分で減少させ、その結果ヒートシンク底面3での最大放
熱密度を下げることができる。In the heat sink thus constructed, the heat generated in the heat-generating component 1 is conducted through the heat sink 2 and transmitted to the bottom surface 3 of the heat sink, and is radiated from the bottom surface 3 of the heat sink to the heat radiating portion 4 outside the heat sink. It At this time, the heat is conducted in the thickness direction of the heat sink 2 and at the same time spreads in the in-plane direction of the heat sink 2. Therefore, the heat radiation density in the thickness direction of the heat sink 2 is increased as the heat is transmitted from the heat generating component 1 to the bottom surface 3 of the heat sink. Will decrease. When the temperature is constant on the bottom surface 3 of the heat sink,
The heat dissipation density distribution on the bottom surface 3 of the heat sink becomes maximum immediately below the heat generating component 1 where the thermal resistance between the heat generating component 1 and the bottom surface 3 of the heat sink is the smallest if there is no high heat conduction portion 5d.
It decreases smoothly as it moves away from it. The high heat conductive portion 5d is the heat sink 2 immediately below the heat generating component 1.
Since the heat resistance is low, the heat is easily transferred to the heat sink bottom surface 3. Moreover, the thickness of the high heat conductive portion 5 is thin in the portion directly below the heat generating component 1, and
The heat flow line 6 inside the heat sink of the present invention has a concave lens shape that becomes thicker as it goes away from the portion directly below to the periphery, so that the heat flow line 5 d in which the heat flow is easier to pass than the heat flow line 7 inside the conventional heat sink. Collected at the end of a thick concave lens shape. The heat flow line directly below the heat-generating component 1 is
Concentration is relieved by the amount of heat flow lines gathered at the thick concave lens-shaped end portion of the high heat conduction portion 5. Therefore, as compared with the heat radiation density distribution 10 on the bottom surface of the conventional heat sink, the heat radiation density distribution 9 on the heat sink bottom surface 3 is reduced in the portion directly below the heat generating component 1, and as a result, the maximum heat radiation density on the heat sink bottom surface 3 is lowered. be able to.
【0019】同様の効果を高熱伝導部分なしの従来のヒ
ートシンクで行うには、ヒートシンク2の厚さを増加さ
せる必要があり、本発明では、この部分の厚さの増加を
招くことなく放熱密度を下げられ、特にドライアウトの
問題から許容放熱密度に制約のあるヒートパイプなどの
放熱デバイスを利用する場合に、ヒートシンクを薄型軽
量化することが可能となる。In order to achieve the same effect with the conventional heat sink without the high heat conduction portion, it is necessary to increase the thickness of the heat sink 2. In the present invention, the heat radiation density can be increased without increasing the thickness of this portion. It is possible to reduce the thickness of the heat sink, particularly when using a heat radiating device such as a heat pipe whose allowable heat radiation density is restricted due to the problem of dryout.
【0020】実施例5.図13は、本発明の実施例5の
ヒートシンクを示す断面図である。図において1は発熱
部品、2は例えば銅−タングステン合金の如き高熱伝導
性を有する物質よりなるヒートシンクで、3はヒートシ
ンク2の底面、4はヒートシンク外部の放熱部、5bは
ヒートシンク2の底面に設けた周囲より熱伝導の低い凸
レンズ形状部分である。図14はヒートシンク内部の熱
伝導経路の説明図であり、図において6は本発明の実施
例5のヒートシンク内部の熱流線、7は従来のヒートシ
ンク内部の熱流線である。図15は本発明の実施例5の
ヒートシンクでの放熱密度の拡散効果の説明図であり、
図において8はヒートシンク上面での発熱部品1の発熱
密度分布であり、9は本発明の実施例5のヒートシンク
底面での放熱密度分布であり、10は従来のヒートシン
クの底面での放熱密度分布である。Example 5. FIG. 13 is a sectional view showing a heat sink of Example 5 of the present invention. In the figure, 1 is a heat-generating component, 2 is a heat sink made of a material having high thermal conductivity such as copper-tungsten alloy, 3 is a bottom surface of the heat sink 2, 4 is a heat radiating portion outside the heat sink, and 5b is provided on the bottom surface of the heat sink 2. It is a convex lens-shaped portion that has lower thermal conductivity than the surroundings. FIG. 14 is an explanatory view of a heat conduction path inside the heat sink. In FIG. 14, 6 is a heat flow line inside the heat sink of Example 5 of the present invention, and 7 is a heat flow line inside the conventional heat sink. FIG. 15 is an explanatory view of the diffusion effect of the heat radiation density in the heat sink of the fifth embodiment of the present invention,
In the figure, 8 is the heat generation density distribution of the heat-generating component 1 on the top surface of the heat sink, 9 is the heat radiation density distribution on the bottom surface of the heat sink of Embodiment 5 of the present invention, and 10 is the heat radiation density distribution on the bottom surface of the conventional heat sink. is there.
【0021】このように構成されたヒートシンクにおい
ては、発熱部品1で発生した熱は、ヒートシンク2を伝
導してヒートシンク底面3へと伝えられ、ヒートシンク
底面3よりヒートシンク外部の放熱部4へと放熱され
る。このとき熱はヒートシンク2の厚さ方向に伝導する
と同時にヒートシンク2の面内方向へも拡がって伝わる
ため、ヒートシンク2の厚さ方向の放熱密度は熱が発熱
部品1からヒートシンク底面3へと伝わるにつれて減少
していく。ヒートシンク底面3で温度一定とした場合、
ヒートシンク底面3での放熱密度分布は、低熱伝導部分
5bがなければ発熱部品1−ヒートシンク底面3間の熱
抵抗が最も小さくなる発熱部品1の直下で最大となり、
その周辺へと離れるに従って滑らかに減少する。低熱伝
導部分5bは、熱流線6が示すように発熱部品1の直下
部分のヒートシンク2からヒートシンク底面3へ向かう
熱流に対して抵抗となり本熱流を減少させ、減少した熱
流分をヒートシンク2の面内方向外側へ拡げるため、熱
流線7と比べて熱流はヒートシンク2の面内方向へ拡が
る。従って低熱伝導部分5bがない従来のヒートシンク
の底面での放熱密度分布10に比べて、ヒートシンク底
面での放熱密度分布9を、発熱部品1の直下部分で減少
させ、周辺部分で増加させて平滑化することができ、そ
の結果ヒートシンク底面3での最大放熱密度を下げるこ
とができる。本効果は、低熱伝導部分5bの形状を矩形
形状より、凸レンズ形状とすることでより促進される。In the heat sink thus constructed, the heat generated in the heat-generating component 1 is conducted to the heat sink 2 and transmitted to the bottom surface 3 of the heat sink, and is radiated from the bottom surface 3 of the heat sink to the heat radiating portion 4 outside the heat sink. It At this time, the heat is conducted in the thickness direction of the heat sink 2 and at the same time spreads in the in-plane direction of the heat sink 2, so that the heat radiation density in the thickness direction of the heat sink 2 is increased as the heat is transmitted from the heat generating component 1 to the bottom surface 3 of the heat sink. Will decrease. When the temperature is constant on the bottom surface 3 of the heat sink,
The heat dissipation density distribution on the bottom surface 3 of the heat sink is maximum directly below the heat generating component 1 where the heat resistance between the heat generating component 1 and the bottom surface 3 of the heat sink is the smallest, unless the low heat conduction portion 5b is provided.
It decreases smoothly as it moves away from it. The low heat conduction portion 5b becomes a resistance against the heat flow from the heat sink 2 directly below the heat-generating component 1 toward the heat sink bottom surface 3 as indicated by the heat flow line 6 and reduces the main heat flow, and the reduced heat flow amount is within the surface of the heat sink 2. Since it spreads outward in the direction, the heat flow spreads in the in-plane direction of the heat sink 2 as compared with the heat flow line 7. Therefore, as compared with the heat radiation density distribution 10 on the bottom surface of the conventional heat sink without the low heat conduction portion 5b, the heat radiation density distribution 9 on the bottom surface of the heat sink is reduced in the portion directly below the heat generating component 1 and increased in the peripheral portion to be smoothed. As a result, the maximum heat radiation density on the bottom surface 3 of the heat sink can be reduced. This effect is further promoted by making the shape of the low heat conductive portion 5b into a convex lens shape rather than a rectangular shape.
【0022】同様の効果を低熱伝導部分なしの従来のヒ
ートシンクで行うには、ヒートシンク2の厚さを増加さ
せる必要があり、本発明では、この部分の厚さの増加を
招くことなく放熱密度を下げられ、特にドライアウトの
問題から許容放熱密度に制約のあるヒートパイプなどの
放熱デバイスを利用する場合に、ヒートシンクを薄型軽
量化することが可能となる。また、低熱伝導部分5bは
ヒートシンク底面3に設けているので、ヒートシンク内
部に設ける場合より製造が容易である利点もある。In order to achieve the same effect with the conventional heat sink without the low heat conductive portion, it is necessary to increase the thickness of the heat sink 2. In the present invention, the heat dissipation density can be increased without increasing the thickness of this portion. It is possible to reduce the thickness of the heat sink, particularly when using a heat radiating device such as a heat pipe whose allowable heat radiation density is restricted due to the problem of dryout. Further, since the low heat conductive portion 5b is provided on the bottom surface 3 of the heat sink, there is also an advantage that the manufacturing is easier than when it is provided inside the heat sink.
【0023】なお、上記実施例2、3、4ではヒートシ
ンク内部に、また上記実施例5ではヒートシンク底面内
部にそれぞれ熱拡散部を設けたが、図16、17に示す
ようにヒートシンクが発熱部品または放熱部と接する部
分にそれぞれ熱拡散部を設けても同様の効果が得られ
る。The heat spreaders are provided inside the heat sink in the second, third and fourth embodiments, and inside the bottom surface of the heat sink in the fifth embodiment. However, as shown in FIGS. The same effect can be obtained by providing a heat diffusion portion in each of the portions in contact with the heat radiation portion.
【0024】[0024]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ヒート
シンク内部及びヒートシンクが発熱部品または放熱部と
接する部分に熱拡散部を設けることにより、ヒートシン
クの厚さを厚くすることなく、発熱部品から発生した熱
をヒートシンク面内方向に拡散して、ヒートシンク底面
での放熱密度を下げることができ、これにより高放熱密
度を許容しないヒートパイプなどの放熱デバイスを利用
する場合に、薄型軽量なヒートシンクを得られる効果が
ある。As described above, according to the present invention, the heat-dissipating component is provided without increasing the thickness of the heat sink by providing the heat diffusion portion inside the heat sink and in the portion where the heat sink contacts the heat-generating component or the heat-dissipating portion. The heat generated from the heat sink can be diffused in the in-plane direction of the heat sink to reduce the heat dissipation density on the bottom surface of the heat sink. Therefore, when using a heat dissipation device such as a heat pipe that does not allow high heat dissipation density, a thin and lightweight heat sink. There is an effect that can be obtained.
【図1】本発明の実施例1によるヒートシンクを示す断
面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a heat sink according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施例1によるヒートシンク内部の熱
伝導経路を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a heat conduction path inside the heat sink according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施例1によるヒートシンクでの放熱
密度の拡散効果の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a diffusion effect of heat dissipation density in the heat sink according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施例2によるヒートシンクを示す断
面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a heat sink according to a second embodiment of the present invention.
【図5】本発明の実施例2によるヒートシンク内部の熱
伝導経路を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a heat conduction path inside a heat sink according to a second embodiment of the present invention.
【図6】本発明の実施例2によるヒートシンクでの放熱
密度の拡散効果の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a diffusion effect of heat radiation density in the heat sink according to the second embodiment of the present invention.
【図7】本発明の実施例3によるヒートシンクを示す断
面図である。FIG. 7 is a sectional view showing a heat sink according to a third embodiment of the present invention.
【図8】本発明の実施例3によるヒートシンク内部の熱
伝導経路を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a heat conduction path inside a heat sink according to a third embodiment of the present invention.
【図9】本発明の実施例3によるヒートシンクでの放熱
密度の拡散効果の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a diffusion effect of heat radiation density in the heat sink according to the third embodiment of the present invention.
【図10】本発明の実施例4によるヒートシンクを示す
断面図である。FIG. 10 is a sectional view showing a heat sink according to a fourth embodiment of the present invention.
【図11】本発明の実施例4によるヒートシンク内部の
熱伝導経路を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a heat conduction path inside the heat sink according to the fourth embodiment of the present invention.
【図12】本発明の実施例4によるヒートシンクでの放
熱密度の拡散効果の説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of a diffusion effect of heat radiation density in the heat sink according to the fourth embodiment of the present invention.
【図13】本発明の実施例5によるヒートシンクを示す
断面図である。FIG. 13 is a sectional view showing a heat sink according to a fifth embodiment of the present invention.
【図14】本発明の実施例5によるヒートシンク内部の
熱伝導経路を示す説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram showing a heat conduction path inside the heat sink according to the fifth embodiment of the present invention.
【図15】本発明の実施例5によるヒートシンクでの放
熱密度の拡散効果の説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram of a diffusion effect of heat radiation density in the heat sink according to the fifth embodiment of the present invention.
【図16】本発明の他の実施例によるヒートシンク内部
の熱伝導経路を示す説明図である。FIG. 16 is an explanatory view showing a heat conduction path inside a heat sink according to another embodiment of the present invention.
【図17】本発明の他の実施例によるヒートシンク内部
の熱伝導経路を示す説明図である。FIG. 17 is an explanatory view showing a heat conduction path inside a heat sink according to another embodiment of the present invention.
【図18】従来のヒートシンクの実施例を示す断面図で
ある。FIG. 18 is a sectional view showing an example of a conventional heat sink.
【図19】従来のヒートシンクの実施例によるヒートシ
ンク内部の熱伝導経路を示す説明図である。FIG. 19 is an explanatory diagram showing a heat conduction path inside a heat sink according to an example of a conventional heat sink.
【図20】従来のヒートシンクの実施例によるヒートシ
ンクでの放熱密度の拡散効果の説明図である。FIG. 20 is an explanatory diagram of a diffusion effect of heat dissipation density in a heat sink according to an example of a conventional heat sink.
1 発熱部品 2 ヒートシンク 3 ヒートシンク底面 4 ヒートシンク外部の放熱部 5 熱拡散部 6 本発明のヒートシンク内部の熱流線 7 従来のヒートシンク内部の熱流線 8 ヒートシンク上面での発熱部品の発熱密度分布 9 本発明のヒートシンク底面での放熱密度分布 10 従来のヒートシンク底面での放熱密度分布 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat generating component 2 Heat sink 3 Bottom surface of heat sink 4 Radiating portion outside heat sink 5 Thermal diffusion portion 6 Heat flow line inside heat sink of the present invention 7 Heat flow line inside conventional heat sink 8 Heat generation density distribution of heat generating component on top of heat sink 9 Heat dissipation density distribution on bottom of heat sink 10 Heat dissipation density distribution on bottom of conventional heat sink
Claims (7)
記発熱部品から発せられる熱を放熱部へ伝導するヒート
シンクにおいて、上記ヒートシンクに、上記発熱部品か
ら発生する熱の熱流を拡散する熱拡散部を設けたことを
特徴とするヒートシンク。1. A heat sink provided between a heat-generating component and a heat-radiating portion, for conducting heat generated from the heat-generating component to the heat-radiating portion, the heat for diffusing a heat flow of heat generated from the heat-generating component to the heat sink. A heat sink having a diffusion portion.
導経路で、熱流束が集中する部分に、上記熱拡散部を設
けたことを特徴とする、請求項1記載のヒートシンク。2. The heat sink according to claim 1, wherein the heat diffusion portion is provided in a portion where a heat flux is concentrated in a heat conduction path from the heat generating component to the heat radiation portion.
ことを特徴とする、請求項1及び2いずれか記載のヒー
トシンク。3. The heat sink according to claim 1, wherein the heat diffusion portion is formed by a hollow portion.
クよりも低い部材により形成したことを特徴とする、請
求項1〜3いずれか記載のヒートシンク。4. The heat sink according to claim 1, wherein the heat diffusion portion is formed of a member having a thermal conductivity lower than that of the heat sink.
面を有する部材により形成したことを特徴とする、請求
項4記載のヒートシンク。5. The heat sink according to claim 4, wherein the heat diffusion portion is formed of a member having a convex surface with respect to the heat generating component.
クよりも高く、上記発熱部品に対し凹面を有する部材に
より形成したことを特徴とする、請求項1及び2いずれ
か記載のヒートシンク。6. The heat sink according to claim 1, wherein the heat diffusion portion is formed of a member having a heat conductivity higher than that of a heat sink and having a concave surface with respect to the heat generating component.
と接する部分に形成したことを特徴とする、請求項1〜
6いずれか記載のヒートシンク。7. The heat spreader is formed at a portion in contact with a heat generating component or a heat sink.
6. The heat sink according to any one of 6.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31667293A JPH07169886A (en) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | Heat sink |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31667293A JPH07169886A (en) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | Heat sink |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07169886A true JPH07169886A (en) | 1995-07-04 |
Family
ID=18079628
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31667293A Pending JPH07169886A (en) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | Heat sink |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07169886A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009099023A1 (en) * | 2008-02-08 | 2009-08-13 | Fuchigami Micro Co., Ltd. | Heatsink, cooling module, and coolable electronic board |
WO2019030809A1 (en) * | 2017-08-08 | 2019-02-14 | Necプラットフォームズ株式会社 | Heat radiation structure |
-
1993
- 1993-12-16 JP JP31667293A patent/JPH07169886A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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