JPS586880B2 - 熱的結合装置 - Google Patents
熱的結合装置Info
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- JPS586880B2 JPS586880B2 JP14798078A JP14798078A JPS586880B2 JP S586880 B2 JPS586880 B2 JP S586880B2 JP 14798078 A JP14798078 A JP 14798078A JP 14798078 A JP14798078 A JP 14798078A JP S586880 B2 JPS586880 B2 JP S586880B2
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- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は改良型の熱的結合部に係り、更に具体的には熱
的結合部に配置され、加圧下で結合部間の空所間隙の関
数として変形する熱伝導材の打ち出し加工した薄いシー
トに係る。
的結合部に配置され、加圧下で結合部間の空所間隙の関
数として変形する熱伝導材の打ち出し加工した薄いシー
トに係る。
熱伝導結合部を形成するように２表面を互いに接続する
場合、例えばモジュールハウジングに冷却板を接続する
場合、表面が空所等を無くして非常に滑らかに仕上げら
れ且つ表面が空気の間隙を無くして比較的良好に係合す
ることが要求される平担な表面が用いられる場合には、
機械加工許容値があり、表面は正確に平坦に作ることが
できず、それ故に全面では接触しない。
場合、例えばモジュールハウジングに冷却板を接続する
場合、表面が空所等を無くして非常に滑らかに仕上げら
れ且つ表面が空気の間隙を無くして比較的良好に係合す
ることが要求される平担な表面が用いられる場合には、
機械加工許容値があり、表面は正確に平坦に作ることが
できず、それ故に全面では接触しない。
良好な絶縁体である空気が高い熱抵抗結合部をもたらす
。
。
この高い熱抵抗を無くする為に、熱伝導性グリースある
いは液体又はガスの如き別の良好な熱伝導性材料が用い
られる。
いは液体又はガスの如き別の良好な熱伝導性材料が用い
られる。
熱伝導性グリースは比較的良好に作用するが、結合部か
らにじみ出たり、一般的に作業性が悪い（ｍｅｓｓｙ）
という不利な点を有している。
らにじみ出たり、一般的に作業性が悪い（ｍｅｓｓｙ）
という不利な点を有している。
アルミニウムあるいは銅のような良好な熱伝導性シート
が熱伝導の為に用いられることが公知である。
が熱伝導の為に用いられることが公知である。
例えば米国特許第３８２５７２５号の第６図が熱伝導の
為に熱発生体に隣接したアルミニウム箔を示している。
為に熱発生体に隣接したアルミニウム箔を示している。
いくつかの構成では、アルミニウム箔が熱的ラジエータ
として働く。
として働く。
同様に、米国特許第３２１９８９２号では電気的キャパ
シターの冷却手段を開示し、アルミニウムの如き高い熱
伝導性の金属で作られた該冷却手段の板がキャパシター
のケース壁と絶縁体との間に配列されている。
シターの冷却手段を開示し、アルミニウムの如き高い熱
伝導性の金属で作られた該冷却手段の板がキャパシター
のケース壁と絶縁体との間に配列されている。
これらの冷却板は内側に案内され且つこれらの冷却板領
域から普通の冷却器壁端及びケース底部へ熱を誘導する
為にキャパシターの一番熱い部分に接触している。
域から普通の冷却器壁端及びケース底部へ熱を誘導する
為にキャパシターの一番熱い部分に接触している。
しかしながら、熱的結合部に箔あるいは板を用いても、
熱抵抗は何ら改良されない。
熱抵抗は何ら改良されない。
現実には、熱抵抗が増加し、それによって結合部を横切
る熱伝導が低下する。
る熱伝導が低下する。
本発明の主目的は打ち出し加工した良好な熱伝導性の、
安価な、交換可能な材料を熱伝導結合部に配置し、熱抵
抗を減少することである。
安価な、交換可能な材料を熱伝導結合部に配置し、熱抵
抗を減少することである。
要約するに、本発明は熱発生素子表面とヒートシンク素
子表面とが略連続的に表面接触し、係合するように滑ら
かに仕上げられ、高精度に形成された表面を有する熱発
生素子と熱発生素子表面に対し反対の形状を有する滑ら
かに仕上げられた表面との間の改良型の熱的結合部から
成る。
子表面とが略連続的に表面接触し、係合するように滑ら
かに仕上げられ、高精度に形成された表面を有する熱発
生素子と熱発生素子表面に対し反対の形状を有する滑ら
かに仕上げられた表面との間の改良型の熱的結合部から
成る。
良好な熱伝導材の打ち出し加工した柔軟な薄いシートが
上記熱発生素子表面と上記ヒートシンク表面との間に配
置され、圧力が上記発生源と上記ヒートシンクとの係合
表面の至る所に均等にかけられると、打ち出し加工され
た材料の薄いシートは表面間の空所間隙の作用に従って
変形され、熱的結合部の熱抵抗を減少する。
上記熱発生素子表面と上記ヒートシンク表面との間に配
置され、圧力が上記発生源と上記ヒートシンクとの係合
表面の至る所に均等にかけられると、打ち出し加工され
た材料の薄いシートは表面間の空所間隙の作用に従って
変形され、熱的結合部の熱抵抗を減少する。
第１図は熱伝導性のモジュールハウジング１０とヒート
シンク冷却板１２との間に配置されたアルミニウムある
いは銅の如き良好な熱伝導性材料１４の打ち出し加工し
た薄いシートを示している米国特許第３９９３１２３号
のガス封入型モジュールの概略図である。
シンク冷却板１２との間に配置されたアルミニウムある
いは銅の如き良好な熱伝導性材料１４の打ち出し加工し
た薄いシートを示している米国特許第３９９３１２３号
のガス封入型モジュールの概略図である。
打ち出し加工した熱伝導性材料１４がモジュールハウジ
ングと冷却板との間に示されているけれども、実質的に
係合するいずれかの２表面間に配置されてもよい。
ングと冷却板との間に示されているけれども、実質的に
係合するいずれかの２表面間に配置されてもよい。
モジュールハウジング１０はチツプ１６で発生する熱に
対して熱伝導通路として働く。
対して熱伝導通路として働く。
熱はチツプ１６から支柱１８へ、支柱１８からハウジン
グ１０へ、そして最後に接触面を横切り冷却板１２へつ
たわる。
グ１０へ、そして最後に接触面を横切り冷却板１２へつ
たわる。
結合部２０を形成している表面は注意深く機械加工され
そして最後に滑らかにされなければならない。
そして最後に滑らかにされなければならない。
これらの表面が機械加工され且つ仕上げられるとこれら
の表面は実質的に係合する。
の表面は実質的に係合する。
しかしながら、例えば表面が平坦に機械加工され且つ滑
らかに仕上げられたとしても、表面は潜在的な機械加工
許容値の為に、又全表面の不完全性を除去する能力が無
い為に、高精度な平坦さと滑らかさに仕上げることはで
きない。
らかに仕上げられたとしても、表面は潜在的な機械加工
許容値の為に、又全表面の不完全性を除去する能力が無
い為に、高精度な平坦さと滑らかさに仕上げることはで
きない。
それ故に、係合した表面間に空気間隙及び空所が生じる
。
。
空気が絶縁体であるから、結合部の熱抵抗はそこにある
これらの空所の為に高くなる。
これらの空所の為に高くなる。
表面は平坦でなくてもよく、任意の所望の形状でよい。
このことは反対側の係合表面が逆の形状を有する必要が
ある。
ある。
表面が要求した幾何学的形状に形成され且つ滑らかにさ
れると、アルミニウムあるいは銅の如き打ち出し加工さ
れた熱伝導体１４がその間に挿入される。
れると、アルミニウムあるいは銅の如き打ち出し加工さ
れた熱伝導体１４がその間に挿入される。
その間に配置された打ち出し加工材１４を有した冷却板
１２とモジュールハウジング１０の上面は留め金２２に
よって互いに押しつけられ、相互に押し合って係合表面
に均一な圧力を与える。
１２とモジュールハウジング１０の上面は留め金２２に
よって互いに押しつけられ、相互に押し合って係合表面
に均一な圧力を与える。
この係合圧力は係合表面間の空所間隙の作用に従って打
ち出し加工材１４を変形させ、それによって熱的結合部
２０の熱抵抗を減少する。
ち出し加工材１４を変形させ、それによって熱的結合部
２０の熱抵抗を減少する。
係合表面が実際に接触する該当領域の打ち出し加工され
た箔１４が完全に圧縮され、そして空所があり即ち表面
が接触されない領域では、打ち出し加工された箔が空所
の高さによって非圧縮あるいは圧縮されることが認識さ
れよう。
た箔１４が完全に圧縮され、そして空所があり即ち表面
が接触されない領域では、打ち出し加工された箔が空所
の高さによって非圧縮あるいは圧縮されることが認識さ
れよう。
表面は０．０２５−０．０５ｍｍで正確に機械加工され
ることが知られている。
ることが知られている。
このような小さな空所ですら、０．２ ５−０．３ ８
ｍｍの高さと、０．２５−０．５ｍｍの幅で打ち出し加
工された０．０２５ｍｍの厚さのアルミニウム箔が接触
面材をもたない元の熱抵抗を３０−１００％減少するこ
とが明らかとなっている。
ｍｍの高さと、０．２５−０．５ｍｍの幅で打ち出し加
工された０．０２５ｍｍの厚さのアルミニウム箔が接触
面材をもたない元の熱抵抗を３０−１００％減少するこ
とが明らかとなっている。
一般的に、２つの平坦な係合表面間の接触面熱抵抗は表
面の仕上げ、表面の平坦度、及び係合力、更に具体的に
は、接触表面への圧力及び圧力分布の関数となる。
面の仕上げ、表面の平坦度、及び係合力、更に具体的に
は、接触表面への圧力及び圧力分布の関数となる。
第１図のモジュール１０と冷却板１２との間に用いた打
ち出し加工箔１４の平面図が第２図に示されている。
ち出し加工箔１４の平面図が第２図に示されている。
第３図は第２図の切断線３−３で切り取った断面図を示
す。
す。
この図は比較的厚い材料と、打ち出し加工の高さ及び幅
とを示す。
とを示す。
突起即ち盛り上がり部分は平坦化するように圧力を課す
と、押しつぶされる傾向がある略一様な微小な方角部よ
りなる。
と、押しつぶされる傾向がある略一様な微小な方角部よ
りなる。
第２図で平らに成っているように打ち出し加工箔が変形
されるけれども、この打ち出し加工箔は柔軟であり、且
つそれ故に、容易に別の幾何学的形状に適合できる。
されるけれども、この打ち出し加工箔は柔軟であり、且
つそれ故に、容易に別の幾何学的形状に適合できる。
第１図に示す冷却型モジュールの寿命の間に、モジュー
ルに作用し且つ冷却板を除去することが必要となろう。
ルに作用し且つ冷却板を除去することが必要となろう。
打ち出し加工の薄い熱伝導材はモジュールを再び組み立
てる場合に、新しい熱伝導材が挿入できるほど十分安価
である。
てる場合に、新しい熱伝導材が挿入できるほど十分安価
である。
これは今まで使用された作業性の悪いグリースに比べ明
白な利点をもたらす。
白な利点をもたらす。
熱的結合部に用いられる場合に、この利点をもたらすよ
うに熱伝導材の薄いシートを打ち出し加工することは比
較的簡単である。
うに熱伝導材の薄いシートを打ち出し加工することは比
較的簡単である。
約０．０２５ｍｍ厚さの経済的なアルミニウム箔２６の
シートは０．１５ｍｍあるいは０．１８ｍｍワイヤを用
いた０．３３ｍｍ厚さの格子を２５．４ｍｍ当り約１６
−１８個有しているワイヤスクリーン２８と、ゴムの如
き弾力性材料の台の間に挿入される。
シートは０．１５ｍｍあるいは０．１８ｍｍワイヤを用
いた０．３３ｍｍ厚さの格子を２５．４ｍｍ当り約１６
−１８個有しているワイヤスクリーン２８と、ゴムの如
き弾力性材料の台の間に挿入される。
この打ち出し工程はワイヤスクリーン上に適当な下向き
の圧力Ｆをかけるとさにより達成され、ワイヤスクリー
ンがゴムパッド即ち台をあてがわれた箔に対し押しつけ
られる。
の圧力Ｆをかけるとさにより達成され、ワイヤスクリー
ンがゴムパッド即ち台をあてがわれた箔に対し押しつけ
られる。
スクリーンのワイヤが弾力性材をあてがわれた箔を押し
つけ、スクリーンの夫々の格子角で箔の突起即ち盛り上
がりを形成する。
つけ、スクリーンの夫々の格子角で箔の突起即ち盛り上
がりを形成する。
打ち出し加工箔の材料費は無視できるほど安く、製造工
程は簡単である。
程は簡単である。
上記打ち出し加工箔は容易に配置され、接触面の熱的抵
抗を減少することにすぐれている。
抗を減少することにすぐれている。
打ち出し加工箔はいずれの幾何学的形状にも適合でき、
結合部の部品の製作許容値の厳密さを軽減する。
結合部の部品の製作許容値の厳密さを軽減する。
箔材及び製造費が比較的安価であるから打ち出し加工箔
は消耗部品となり、且つ分解及び再度の組立てが要求さ
れる場合、容易に交換できる。
は消耗部品となり、且つ分解及び再度の組立てが要求さ
れる場合、容易に交換できる。
打ち出し加工材が配置されている表面の至る所に圧力を
かけると、打ち出し部分が接合した表面領域によって異
なる割合で押しつぶされるという機械的現象が起る。
かけると、打ち出し部分が接合した表面領域によって異
なる割合で押しつぶされるという機械的現象が起る。
打ち出し部分の変形割合は空所間隙の関数になる。
本構成は結合部の熱抵抗を減少し、それによって結合部
を横切る熱伝導性能を改良し、冷却をうまく行なうこと
ができる。
を横切る熱伝導性能を改良し、冷却をうまく行なうこと
ができる。
第１図は冷却板とモジュールハウジングとの間の接触面
に配置した打ち出し加工材を有する冷却型モジュールの
断面図である。 第２図は打ち出し加工の熱伝導材を示す為に、第１図の
切断線２−２に沿って切り取った断面図である。 第３図は打ち出し加工材のいろいろな部分の寸法を示す
為に、第２図の切断線３−３に沿って切り取った断面図
である。 第４図は打ち出し加工材を製作する為に、ワイヤスクリ
ーンとゴム即ち弾性材の台との間に配置された金属箔を
示している概略図である。 １２・・・・・・冷却板、１４・・・・・・熱伝導性材
料、２２・・・・・・留め金、１０・・・・・・モジュ
ールハウジング。
に配置した打ち出し加工材を有する冷却型モジュールの
断面図である。 第２図は打ち出し加工の熱伝導材を示す為に、第１図の
切断線２−２に沿って切り取った断面図である。 第３図は打ち出し加工材のいろいろな部分の寸法を示す
為に、第２図の切断線３−３に沿って切り取った断面図
である。 第４図は打ち出し加工材を製作する為に、ワイヤスクリ
ーンとゴム即ち弾性材の台との間に配置された金属箔を
示している概略図である。 １２・・・・・・冷却板、１４・・・・・・熱伝導性材
料、２２・・・・・・留め金、１０・・・・・・モジュ
ールハウジング。
Claims (1)
- １ 滑らかに仕上げられた表面を有する熱発生素子と、
上記熱発生素子表面と略連続的に表面接触して係合する
ように上記熱発生素子表面と反対の形状で滑らかに仕上
げられた表面を有するヒートシンク素子と、上記熱発生
素子表面と上記ヒートシンク素子表面との間に配置され
た良熱伝導性材の打ち出し加工された柔軟な薄いシート
と、上記打ち出し加工された柔軟な薄いシートを上記両
表面間の空所間隙の関数として変形するように上記熱発
生素子と上記ヒートシンク素子との係合表面にわたって
均等に圧力をかける手段とからなる熱的結合装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US86364077A | 1977-12-23 | 1977-12-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5487961A JPS5487961A (en) | 1979-07-12 |
| JPS586880B2 true JPS586880B2 (ja) | 1983-02-07 |
Family
ID=25341465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14798078A Expired JPS586880B2 (ja) | 1977-12-23 | 1978-12-01 | 熱的結合装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0002883B1 (ja) |
| JP (1) | JPS586880B2 (ja) |
| DE (1) | DE2860441D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61186629A (ja) * | 1985-02-14 | 1986-08-20 | 松下電器産業株式会社 | 衛生洗浄装置の温水供給装置 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2214719B (en) * | 1988-01-26 | 1991-07-24 | Gen Electric Co Plc | Housing for electronic device |
| CA1307355C (en) * | 1988-05-26 | 1992-09-08 | David C. Degree | Soft-faced semiconductor component backing |
| JPH07114250B2 (ja) * | 1990-04-27 | 1995-12-06 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション | 熱伝達システム |
| EP1182701A1 (de) * | 2000-08-21 | 2002-02-27 | Abb Research Ltd. | Verfahren zur Herstellung eines Pufferelementes zur Verminderung von mechanischen Spannungen |
| US7995344B2 (en) * | 2007-01-09 | 2011-08-09 | Lockheed Martin Corporation | High performance large tolerance heat sink |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1272820A (fr) * | 1959-11-07 | 1961-09-29 | Philips Nv | Appareil comportant un système d'électrodes semi-conducteur |
-
1978
- 1978-11-01 EP EP19780300576 patent/EP0002883B1/en not_active Expired
- 1978-11-01 DE DE7878300576T patent/DE2860441D1/de not_active Expired
- 1978-12-01 JP JP14798078A patent/JPS586880B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61186629A (ja) * | 1985-02-14 | 1986-08-20 | 松下電器産業株式会社 | 衛生洗浄装置の温水供給装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0002883B1 (en) | 1981-01-07 |
| DE2860441D1 (en) | 1981-02-26 |
| EP0002883A1 (en) | 1979-07-11 |
| JPS5487961A (en) | 1979-07-12 |
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