WO2019021737A1 - 電子機器 - Google Patents

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WO2019021737A1
WO2019021737A1 PCT/JP2018/024567 JP2018024567W WO2019021737A1 WO 2019021737 A1 WO2019021737 A1 WO 2019021737A1 JP 2018024567 W JP2018024567 W JP 2018024567W WO 2019021737 A1 WO2019021737 A1 WO 2019021737A1
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heat
heat sink
case
mounting
outside
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PCT/JP2018/024567
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French (fr)
Inventor
祐基 山崎
大坪 宏安
Original Assignee
マクセル株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/40Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating

Definitions

  • the present invention relates to an electronic device capable of effectively cooling a semiconductor chip provided inside a case.
  • Patent Document 1 is known as an example of a cooling device using a heat sink made of aluminum or copper material with high heat radiation efficiency.
  • the cooling device is a cooling device for cooling a semiconductor chip mounted on a substrate, and is fixed to the substrate and disposed between a support plate facing the semiconductor chip, the semiconductor chip, and the support plate.
  • a heat sink comprising: a heat-sinking surface facing the semiconductor chip; a heat-sinking surface facing the support plate; and a plurality of heat-sinking fins formed on the heat-sinking surface; And a plurality of elastic members for biasing the heat sink such that the heat absorption surface is pressed against the semiconductor chip.
  • the heat sink is an electronic device. Since the heat is dissipated inside the case, the heat radiated from the heat sink may stagnate inside the case and adversely affect the cooling of the semiconductor chip.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an electronic device capable of effectively cooling a semiconductor chip housed in a case with a simple structure.
  • electronic equipment of the present invention is provided with a case and a semiconductor chip stored in the inside of this case, and electronic equipment attached to a mounting bracket fixed to a predetermined part outside the case.
  • a part of the heat sink is a mounting portion, and the mounting portion is mounted to the mounting bracket.
  • a part of the heat sink in direct or indirect contact with the semiconductor chip is used as a mounting portion, and the mounting portion is mounted on a mounting bracket fixed to a predetermined portion outside the case.
  • the heat absorbed by the heat sink is dissipated from the heat sink and is conducted from the mounting portion which is a part of the heat sink to the external mounting bracket, and is dissipated to the outside from the mounting bracket. Therefore, the semiconductor chip housed inside the case can be effectively cooled with a simple structure.
  • a part of the heat sink may be exposed to the outside of the case.
  • exposing a part of the heat sink to the outside of the case means, for example, providing an opening in the case and projecting a part of the heat sink from the opening to the outside, or exposing a part of the heat sink to the opening.
  • a part of the heat sink is disposed on the inner side of the case than the opening so as to face the opening.
  • the semiconductor chip can be cooled more effectively.
  • the heat generated from the semiconductor chip is dissipated by the heat sink and the mounting bracket by bringing a portion of the heat sink exposed to the outside of the case into contact with an external member with excellent thermal conductivity such as an external metal member.
  • an external member with excellent thermal conductivity such as an external metal member.
  • a part of the heat sink exposed to the outside of the case may have a plurality of radiation fins.
  • the heat generated from the semiconductor chip can be dissipated to the outside more effectively by the plurality of heat dissipation fins.
  • the semiconductor chip housed inside the case can be effectively cooled with a simple structure.
  • FIG. 1 is a perspective view of a stereo camera according to a first embodiment of the present invention. It is a bottom view the same.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA in FIG. It is an enlarged view of the principal part in FIG. 3 equally. It is sectional drawing which shows the principal part of the stereo camera which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. It is sectional drawing which shows the principal part of the stereo camera which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.
  • First Embodiment 1 is a perspective view showing a stereo camera according to the first embodiment
  • FIG. 2 is a bottom view thereof
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. 2
  • FIG. 4 is an enlarged view of main parts in FIG. is there.
  • the stereo camera 1 includes a substantially rectangular box-like case 2 and two imaging lenses 3 and 3 provided on one side of the case 2 so as to be separated left and right. There is.
  • Such stereo camera 1 calculates the distance to the object by triangulation using a pair of images obtained from an imaging module provided with a pair of left and right imaging lenses 3 and 3, thereby recognizing the object It is supposed to be done.
  • the case 2 is composed of a bottom plate portion 2a and a substantially rectangular box-like case main body 2b attached to the bottom plate portion 2a and opened on the lower surface side.
  • a frame 4 is provided inside the case 2.
  • the frame 4 is formed in a substantially rectangular plate shape, and is made of metal such as SUS.
  • the frame 4 is disposed in parallel with the bottom plate portion 2 a in the vicinity of the bottom plate portion 2 a with a predetermined gap between the frame 4 and the bottom plate portion 2 a of the case 2.
  • Two brackets 4a are erected integrally and at a right angle with the frame 4 at the edge on the opposite side of the imaging lens 3 of the frame 4.
  • the case 2 (plate-like of the opposite side of the imaging lens 3)
  • the case is screwed on.
  • the bottom plate portion 2a is fixed to the frame 4 from the bottom portion side by four screws.
  • two mounting boards 5 and 6 are disposed above and below the frame 4 at predetermined intervals in parallel with each other.
  • the mounting substrates 5 and 6 are fixed to the frame 4 by screws 7 and 8.
  • the screw 7 penetrates the lower mounting substrate 6 and is screwed into the frame 4.
  • the head 7 a of the screw 7 is disposed between the upper and lower mounting substrates 5 and 6 to maintain the distance between the mounting substrates 5 and 6.
  • a female screw is formed on the head 7a, and the mounting substrate 5 is fixed by screwing a screw 8 penetrating the upper mounting substrate 5 into the female screw.
  • a package substrate 10 is provided substantially at the center of the lower surface of the lower mounting substrate 6, and a silicon chip (semiconductor chip) 11 is provided substantially at the center of the lower surface of the package substrate 10.
  • the package substrate 10 protects the silicon chip 11 and has a function of electrically connecting the silicon chip 11 to the mounting substrate 6. Since the heat is generated when the silicon chip 11 is driven, the heat capacity and the heat radiation function of the package substrate 10 protect the silicon chip 11 so that the heat is not excessively high.
  • the silicon chip 11 and the package substrate 10 are integrally formed and handled as an integral part. Further, in the present embodiment, since the silicon chip 11 performs high-level signal processing and image processing, the amount of heat generation of the silicon chip 11 in particular tends to be large. For this reason, the stereo camera 1 of the present embodiment is provided with the heat sink 15.
  • the heat sink 15 is formed of a metal having excellent thermal conductivity such as aluminum and fixed to the frame 4 by screwing. Further, a part of the heat sink 15 is a mounting portion 15a. That is, the heat sink 15 includes an attaching portion 15 a and a heat radiating portion 15 b provided integrally with the attaching portion 15 a around the attaching portion 15 a.
  • the mounting portion 15a is generally formed in a substantially square pole shape, and includes an upper upper plate portion 15d and a lower columnar portion 15e integrally formed with the upper plate portion 15d on the lower surface of the upper plate portion 15d.
  • the upper surface of the upper plate portion 15d that is, the upper end surface of the attachment portion 15a is a heat absorption surface 15c.
  • the heat absorption surface 15 c is formed in a circular shape, and has a larger circular shape than the outer shape of the silicon chip 11.
  • the heat absorption surface 15 c may have a shape other than a circular shape as long as the silicon chip 11 can be placed thereon.
  • An attachment hole 15f extending in the axial direction of the attachment portion 15a is formed on the lower end surface of the columnar portion 15e of the attachment portion 15a.
  • the mounting hole 15f is used when the stereo camera 1 is attached to the mounting bracket 100 fixed to a predetermined portion (for example, a wall, a ceiling, etc.) outside the case 2.
  • the inner peripheral surface of the mounting hole 15f A female screw is formed on the.
  • the inner peripheral surface of the mounting hole 15f may be replaced with an internal thread to form an engaging portion such as a projection, or the engaging portion or the internal thread may not be formed.
  • the mounting bracket 100 may be fitted in the mounting hole 15 f in a manner to prevent the retainer from coming off.
  • portions other than the heat absorption surface 15c of the mounting portion 15a are heat dissipation surfaces.
  • a circular opening 4b is formed substantially at the center of the frame 4 so as to face the silicon chip 11, and the upper end (upper plate 15d) of the mounting portion 15a of the heat sink 15 is inserted through the opening 4b.
  • the surface (the lower surface in FIGS. 3 and 4) of the silicon chip 11 indirectly and closely contacts the heat absorption surface 15c of the upper surface via the heat dissipation sheet 12.
  • the heat-radiating sheet 12 is a silicone-based thermally conductive sheet that has excellent heat conductivity and flexibility and transmits heat to the heat sink 15 quickly. Thus, since the heat dissipation sheet 12 has flexibility, it adheres closely to both the heat absorption surface 15 c and the silicon chip 11 without a gap.
  • the mounting substrate 6 is screwed to the frame 4 by the screw 7 so that the frame 4 is pressed downward by the head 7 a of the screw 7, but the mounting portion 15 a of the mounting substrate 6 and the heat sink 15 Since the package substrate 10, the silicon chip 11 and the heat dissipation sheet 12 are interposed between the upper end surface (heat absorption surface) 15c, the silicon chip 11 and the heat dissipation sheet 12 can be adjusted by adjusting the tightening force of the screw 7. The adhesion of the heat absorption surface 15c can be adjusted.
  • a rectangular opening 2 c is formed to be opposed to the opening 4 b of the frame 4 substantially at the center of the bottom plate 2 a of the case 2.
  • the opening 2 c is formed larger than the opening 4 b of the frame 4, and the opening 4 b is located inside the opening 2 c in a bottom view.
  • the columnar portion 15e of the mounting portion 15a of the heat sink 15 is exposed to the outside of the case 2 by the opening 2c, and the lower end portion of the columnar portion 15e protrudes downward from the bottom plate portion 2a of the case 2.
  • the heat radiating portion 15b of the heat sink 15 is a rectangular plate-like portion 15g provided integrally with the upper plate portion 15d outside the upper plate portion 15d of the attaching portion 15a, and the left and right side portions of the plate portion 15g.
  • the projection 15h is provided to project downward from the plate-like portion 15g, and the plurality of radiation fins 15k are provided to project downward from the plate-like portion 15g.
  • the plate-like portion 15 g is in contact with the lower surface of the frame 4 and is fixed to the frame 4 by screwing screws through the frame 4 into screw holes formed in the projecting portion 15.
  • the left and right side portions of the plate-like portion 15g are in close proximity to convex portions 2d, 2d provided so as to protrude inward (upper side in FIG.
  • the convex part 2d is for reinforcing the intensity
  • the protrusion 15 h is formed in a substantially rectangular shape in cross section, and extends in the direction orthogonal to the paper surface in FIGS. 3 and 4. Then, one side surface and both end surfaces of the projecting portion 15 h are close to the inner surface of the opening 2 c disposed at right angles (see FIG. 2). Further, lower end portions of the protruding portions 15 h and 15 h protrude downward from the bottom plate portion 2 a of the case 2.
  • the plurality of heat dissipating fins 15k are formed in a rectangular cross section that is thinner than the projecting portion 15h, extends in a direction (vertical direction in FIG. 2) orthogonal to the paper surface in FIGS. 3 and 4 and disposed parallel to the projecting portion 15h ing. That is, the two radiation fins 15k and 15k are spaced apart in parallel between one projecting portion 15h and the mounting portion 15a, and are also spaced apart in parallel from the projecting portion 15h and the mounting portion 15a. Further, the two radiation fins 15k and 15k are arranged in parallel spaced apart between the other projecting part 15h and the mounting part 15a, and are arranged in parallel separated both in the projecting part 15h and the mounting part 15a.
  • both ends of these four radiation fins 15k are adjacent to the inner surface arranged in parallel with the opening 2c (see FIG. 2). Further, as shown in FIG. 2, four heat radiation fins 15k are provided parallel to each other on the opposite side surfaces of the attachment portion 15a and extending toward the inner surfaces of the opening 2c facing each other, The end of each of the heat dissipating fins 15k is close to the inner surface. That is, a gap (gap, clearance) is provided between the end of the heat dissipating fin 15k and the inner surface. In other words, the heat sink 15 and the case 2 are prevented from being assembled due to dimensional variations, and in order to prevent dust and the like from entering as much as possible, a gap is provided in consideration of the balance of both. Furthermore, as shown in FIG. 3 and FIG. 4, the lower end portion of the radiation fin 15 k protrudes below the bottom plate portion 2 a of the case 2.
  • the stereo camera 1 having such a configuration is used, for example, as a surveillance camera inside or outside a building. At that time, the stereo camera 1 is attached to a predetermined part of a wall or a ceiling of a building.
  • the mounting bracket 100 is fixed to such a predetermined part as shown in FIG. 3 and FIG.
  • the mounting bracket 100 includes, for example, a fixing plate 100a and an external thread 100b erected on the fixing plate 100a. Then, the stereo camera 1 is attached to the mounting bracket 100 by screwing the male screw 100 b into the female screw formed in the mounting hole 15 f of the mounting portion 15 a of the heat sink 15 exposed to the outside of the case 2.
  • an engagement portion in which the engagement portion is engaged with the fixing plate 100a is provided on the inner peripheral surface of the mounting hole 15f of the mounting portion 15a.
  • the stereo camera 1 may be attached to the mounting bracket 100 by the following method.
  • the mounting bracket 100 may be mounted on the outer peripheral portion of the columnar portion 15e of the mounting portion 15a without forming the mounting hole 15f in the mounting portion 15a.
  • a convex portion may be provided on the fixing plate 100a, and an engagement hole to which the columnar portion 15e can be engaged may be provided on the convex portion.
  • the heat sink 15 indirectly contacts the silicon chip 11 incorporated in the stereo camera 1 via the heat dissipation sheet 12, and the attachment portion 15 a which is a part of the heat sink 15 Is attached to the mounting bracket 100 fixed to a predetermined portion outside the case 2, so the heat generated from the silicon chip 11 and absorbed by the heat absorption surface 15 c of the heat sink 15 is dissipated from the heat sink 15.
  • the heat is conducted from the mounting portion 15 a to the external mounting bracket 100, and the heat is dissipated from the mounting bracket 100 to the outside. Therefore, the silicon chip 11 housed inside the case 2 can be effectively cooled with a simple structure.
  • the heat radiating portion 15b and the mounting portion 15a which are a part of the heat sink 15 are exposed to the outside of the case 2 through the opening 2c of the case 2, heat is also externally transmitted from the heat radiating portion 15b and the mounting portion 15a. Heat is dissipated. Therefore, the silicon chip 11 can be cooled more effectively.
  • the heat generated from the heat sink 15 can be an external member by bringing the heat radiating portion 15b and the attaching portion 15a exposed to the outside of the case 2 into contact with an external member excellent in thermal conductivity such as an external metal member. Since the heat is conducted to the outside and the heat is dissipated to the outside from this external member, the silicon chip 11 can be cooled more effectively. Further, since the heat radiating portion 15b has the plurality of heat radiating fins 15k, the heat generated from the silicon chip 11 can be dissipated to the outside more effectively by the plurality of heat radiating fins 15k.
  • FIG. 5 is an enlarged view of an essential part showing a stereo camera 1A of the second embodiment.
  • the difference between the stereo camera 1A shown in this figure and the stereo camera 1 of the first embodiment is the configuration of the heat sink 25. This point will be described below, and the configuration common to the first embodiment will be described. Are given the same reference numerals to omit or simplify the description.
  • the heat sink 25 is provided with the attachment part 15a similar to 1st Embodiment, and the thermal radiation part 25b.
  • the heat radiating portion 25 b is longer in the left-right direction than the heat radiating portion 15 b in the first embodiment.
  • the heat radiating portion 25b is a rectangular plate-like portion 25g provided integrally with the upper plate portion 15d outside the upper plate portion 15d of the mounting portion 15a, and is projected downward from the plate-like portion 25g. And a plurality of heat radiation fin groups 25j provided.
  • the plurality of radiation fin groups 25 j are disposed at predetermined intervals on the left and right. Although four radiation fin groups 25 j are provided in FIG. 5, the number of radiation fin groups 25 j may be four or more or less, and is determined according to the necessary heat radiation capacity.
  • the radiation fin group 25j is constituted by a plurality of radiation fins 15k provided in parallel at predetermined intervals.
  • the number of the radiation fins 15k of the radiation fin group 25j may be the same or different.
  • the radiation fin group 25j having the same number of radiation fins 15k may be asymmetrically disposed about the attachment portion 15a as the axis.
  • openings 2c for exposing the plurality of heat radiation fin groups 25j to the outside are formed to face the heat radiation fin groups 25j, and the heat radiation fin groups 25j are inserted through the respective openings 2c.
  • the lower half of the heat dissipating fin 15k of the heat dissipating fin group 25j protrudes downward from the bottom plate 2a.
  • a plurality of openings 2c are provided. That is, since the heat sink 25 is connected to one inside the case, even if it is projected from one large opening, the performance difference as the heat sink 25 is small even if it is projected from the plurality of openings 25 c.
  • the plurality of openings 2c disperses the heat radiation fins 15k to an appropriate size and makes them project, thereby making it easier to maintain the case strength than a single large opening for projecting the enlarged heat sink 25. ing.
  • FIG. 6 is an enlarged view of an essential part showing a stereo camera 1B of the third embodiment.
  • the main difference between the stereo camera 1B shown in this figure and the stereo cameras 1 and 1A of the first and second embodiments is the configuration of the heat sink 35, so this point will be described in the following, and the first and second The same reference numerals are given to the same configurations as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted or simplified.
  • the heat sink 35 is provided with a mounting portion 15a similar to the first and second embodiments.
  • the present embodiment is suitable for providing the heat sink 35 with the necessary heat dissipation capability when the amount of heat generation of the silicon chip 11 is larger than that of the first embodiment.
  • the heat sink 25 is integrally formed, but in the present embodiment, the heat sink 35 is formed of a plurality of members. That is, the heat sink 35 includes a heat sink main body 35A and a plurality of heat dissipating members 35B configured separately from the heat sink main body 35A.
  • the heat sink main body 35A includes an attaching portion 15a, a rectangular plate-like portion 15g integrally provided with the upper plate portion 15d outside the upper plate portion 15d of the attaching portion 15a, and the plate-like portion 15g. And a plurality of heat radiation fins 15k provided to project downward.
  • the heat dissipating member 35B includes a plate-like portion 35a and a plurality of heat dissipating fins 15k provided to project downward from the plate-like portion 35a. Such heat dissipating body 35B is fixed to the frame 4, so that heat is conducted via the frame 4 in contact with the heat sink main body 35A at the top of the plate-like portion 15g.
  • the number of heat radiation fins 15k of each heat radiation body 35B may be the same or different.
  • the heat dissipating body 35B having the same number of heat dissipating fins 15k may be asymmetrically disposed about the mounting portion 15a as an axis.
  • openings 2c for exposing the plurality of heat sinks 35B to the outside are formed to face the heat sinks 35B, and the heat radiation fins 15k of the heat sink 35B are inserted through the respective openings 2c.
  • the substantially lower half of the radiation fin 15k protrudes downward from the bottom plate 2a.
  • the number of heat radiation fins 15k is increased by the amount of the heat radiating body 35B compared to the first embodiment, so a silicon chip is obtained.
  • the calorific value of 11 is large compared with the first embodiment, it is possible to obtain an effect of being advantageous for cooling the silicon chip 11.
  • the frame 4 by forming the frame 4 with a member having a thermal conductivity higher than that of iron (sheet metal), SUS, etc., the frame 4 has thermal conductivity close to the heat sink and the heat is efficiently conducted to the radiator 35B. Thereby, the cooling of the silicon chip 11 can be enhanced.
  • the heat radiating body 35B is separate from the heat sink main body 35A, the number of the heat radiating body 35B can be easily adjusted. Therefore, it is easy to provide the heat sink 35 with the necessary heat dissipation capability.
  • the heat sinks 15 and 25 are fixed to the frame 4, but instead, they may be fixed to the bottom plate 2 a of the case 2. Further, in the first to third embodiments, the heat sinks 15, 25 and 35 are configured separately from the frame 4, but instead, the heat sinks 15, 25 and 35 and the frame 4 are die-cast by aluminum etc. May be integrated by means of

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Abstract

ケースの内部に収納される半導体チップを簡易な構造で効果的に冷却できる電子機器を提供する。 シリコンチップ11に接触するヒートシンク15の一部が取付部15aとされ、この取付部15aがケース2の外部の所定部位に固定された取付金具100に取り付けられるので、シリコンチップ11から発生し、ヒートシンク15によって吸熱された熱は、ヒートシンク15から放熱されるとともに、ヒートシンク15の一部である取付部15aから外部の取付金具100に熱伝導し、この取付金具100から外部に放熱される。したがって、ケース2の内部に収納されるシリコンチップ11を簡易な構造で効果的に冷却できる。

Description

電子機器
 本発明は、ケースの内部に設けられた半導体チップを効果的に冷却できる電子機器に関する。
 近年の電子機器においては、処理性能や信頼性の向上などのためにLSI化された半導体素子や高密度でかつ小型化されたLSIチップ搭載用の各種半導体パッケージが次第に取り入れられるようになってきた。
 このような素子の高集積化の度合が大きくなると、半導体チップの消費電力も増大することになる。そのため、消費電力の大きな半導体チップからの放熱に対し冷却の観点から、放熱効率の高いアルミニウムや銅の材料からなるヒートシンクを使用した冷却装置の一例として特許文献1に記載のものが知られている。
 この冷却装置は、基板に搭載された半導体チップを冷却する冷却装置であって、前記基板に固定され、前記半導体チップと対向する支持板と、前記半導体チップと前記支持板との間に配置されるヒートシンクであって、前記半導体チップと対向する吸熱面、前記支持板と対向する放熱面および該放熱面に形成された複数の放熱フィンを備えるヒートシンクと、ヒートシンクと前記支持板との間に配置され、前記吸熱面が前記半導体チップに押付けられるように、前記ヒートシンクを付勢する複数の弾性部材とを有しているものである。
特開2015-50262号公報
 ところで、上述したような従来の冷却装置を、例えばステレオカメラ、信号伝送装置等の高い消費電力を有する画像処理や信号処理チップ等の半導体チップを有する電子機器に使用した場合、ヒートシンクは、電子機器のケースの内部に存在しているので、ヒートシンクから放熱された熱がケースの内部にこもり、半導体チップの冷却に悪影響を及ぼす虞がある。
 また、前記冷却装置に代えて、または加えてファンによる空冷により半導体チップを冷却することも考えられるが、この場合、ファンの故障や寿命によりメンテナンスが必要となったり、ファンに埃が詰まり冷却効率が低下したりする虞がある。
 本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、ケースの内部に収納される半導体チップを簡易な構造で効果的に冷却できる電子機器を提供することを目的とする。
 前記課題を解決するために、本発明の電子機器は、ケースと、このケースの内部に収納される半導体チップとを備え、前記ケースの外部の所定部位に固定された取付金具に取り付けられる電子機器であって、
 前記半導体チップに直接または間接的に接触するヒートシンクを備え、
 前記ヒートシンクの一部が取付部とされ、この取付部が前記取付金具に取り付けられることを特徴とする。
 本発明においては、半導体チップに直接または間接的に接触するヒートシンクの一部が取付部とされ、この取付部がケースの外部の所定部位に固定された取付金具に取り付けられるので、半導体チップから発生し、ヒートシンクによって吸熱された熱は、ヒートシンクから放熱されるとともに、ヒートシンクの一部である取付部から外部の取付金具に熱伝導し、この取付金具から外部に放熱される。
 したがって、ケースの内部に収納される半導体チップを簡易な構造で効果的に冷却できる。
 また、本発明の前記構成において、前記ヒートシンクの一部が前記ケースの外部に露出していてもよい。
 ここで、ヒートシンクの一部をケースの外部に露出させるとは、例えば、ケースに開口部を設け、この開口部からヒートシンクの一部を外部に突出させたり、開口部にヒートシンクの一部を臨むようにして設けたり、さらに、ヒートシンクの一部を開口部よりケースの内側に当該開口部に対向するように配置することを含む。
 このような構成によれば、ケースの外部に露出しているヒートシンクの一部から熱が外部に放熱されるので、半導体チップをより効果的に冷却できる。また、ケースの外部に露出しているヒートシンクの一部を外部の金属製の部材等の熱伝導性に優れた外部部材に接触させることによって、半導体チップから発生した熱はヒートシンクや取付金具によって放熱されるとともに、外部部材に熱伝導し、この外部部材から外部に放熱されるので、半導体チップをさらに効果的に冷却できる。
 また、本発明の前記構成において、前記ケースの外部に露出している前記ヒートシンクの一部が複数の放熱フィンを有していてもよい。
 このような構成によれば、半導体チップから発生した熱を、複数の放熱フィンによってより効果的に外部に放熱できる。
 本発明によれば、ケースの内部に収納される半導体チップを簡易な構造で効果的に冷却できる。
本発明の第1の実施の形態に係るステレオカメラを示すもので、その斜視図である。 同、底面図である。 同、図2におけるA-A線視断面図である。 同、図3における要部の拡大図である。 本発明の第2の実施の形態に係るステレオカメラの要部を示す断面図である。 本発明の第3の実施の形態に係るステレオカメラの要部を示す断面図である。
 以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
 本実施の形態では、電子機器の一例としてステレオカメラに本発明を適用した場合につついて説明する。
(第1の実施の形態)
 図1は第1の実施の形態のステレオカメラを示す斜視図、図2は同底面図、図3は図2におけるA-A線視断面図、図4は図3における要部の拡大図である。
 図1および図2に示すように、ステレオカメラ1は、略矩形箱状のケース2と、このケース2の一側面に左右に離間して設けられた2つの撮像レンズ3,3とを備えている。このようなステレオカメラ1は、左右一対の撮像レンズ3,3を備えた撮像モジュールから得られる一対の画像を用いて、三角測量により対象物までの距離を算出し、それによって対象物の認識を行うようになっている。ケース2は底板部2aとこの底板部2aに取り付けられ、下面側が開口する略矩形箱状のケース本体2bとから構成されている。
 図3および図4に示すように、ケース2の内部にはフレーム4が設けられている。このフレーム4は略矩形板状に形成されており、例えばSUS等の金属製のものである。フレーム4はケース2の底板部2aとの間に所定の隙間をもって当該底板部2aの近傍に、底板部2aと平行に配置されている。フレーム4の撮像レンズ3の対向側の縁部に2つのブラケット4aがフレーム4と一体的にかつ直角に立設されており、このブラケット4aにケース2(撮像レンズ3の反対側面の板状のケース)をねじ止めしている。また、底板部2aは4つのねじで底面部側からフレーム4に固定されている。
 また、フレーム4の上方には2枚の実装基板5,6が上下に所定間隔でかつ平行に配置されている。実装基板5,6はねじ7,8によってフレーム4に固定されている。ねじ7は下側の実装基板6を貫通し、フレーム4にねじ込まれている。また、ねじ7の頭部7aは上下の実装基板5,6間に配置されることで、実装基板5,6の間隔を保持している。頭部7aには雌ねじが形成され、この雌ねじに上側の実装基板5を貫通するねじ8がねじ込まれることで、実装基板5が固定されている。
 下側の実装基板6の下面の略中央部には、パッケージ基板10が設けられ、このパッケージ基板10の下面の略中央部にシリコンチップ(半導体チップ)11が設けられている。パッケージ基板10はシリコンチップ11を保護するとともに、シリコンチップ11を実装基板6に電気的に接続する機能を有している。シリコンチップ11が駆動すると熱が生じるので、パッケージ基板10の熱容量と放熱機能とによって、シリコンチップ11が過度に高熱にならないように保護している。シリコンチップ11とパッケージ基板10とは一体的に構成され、一体部品として取り扱われる。
 また、本実施の形態ではシリコンチップ11が、高度の信号処理や画像処理を行うため、特にシリコンチップ11の発熱量が大きくなる傾向にある。
 このため本実施の形態のステレオカメラ1は、ヒートシンク15を備えている。
 ヒートシンク15はアルミ等の熱伝導率に優れた金属によって形成され、フレーム4にねじ止めによって固定されている。
 また、ヒートシンク15の一部は取付部15aとされている。すなわち、ヒートシンク15は、取付部15aと、この取付部15aの周囲に当該取付部15aと一体的に設けられた放熱部15bとを備えている。
 取付部15aは全体的に略四角柱状に形成され、上側の上板部15dと、この上板部15dの下面に当該上板部15dと一体的に形成された下側の柱状部15eとから構成され、上板部15dの上面、すなわち取付部15aの上端面が吸熱面15cとなっている。吸熱面15cは円形に形成され、シリコンチップ11の外形より大きな円形となっている。なお、吸熱面15cはシリコンチップ11を載せることができれば、円形以外の形状でもよい。
 取付部15aの柱状部15eの下端面には、取付部15aの軸方向に延在する取付孔15fが形成されている。この取付孔15fは、ケース2の外部の所定部位(例えば、壁、天井等)に固定された取付金具100にステレオカメラ1を取り付ける際に使用されるもので、この取付孔15fの内周面には雌ねじが形成されている。また、取付孔15fの内周面に雌ねじ代えて突起等の係合部を形成してもよいし、当該係合部や雌ねじを形成しなくてもよい。係合部や雌ねじを形成しない場合、取付金具100を取付孔15fに抜け止めを防止するようにして嵌合させればよい。
 また、取付部15aの吸熱面15c以外の部分(例えば、取付部15aの側面、下端面、取付孔15fの内周面等)は放熱面となっている。
 フレーム4の略中央部には円形の開口部4bがシリコンチップ11と対向して形成されており、この開口部4bにヒートシンク15の取付部15aの上端部(上板部15d)が挿通され、その上面の吸熱面15cに放熱シート12を介して、シリコンチップ11の表面(図3および図4において下面)が間接的に密に接触している。
 放熱シート12は、素早くヒートシンク15に熱を伝える、優れた熱伝導率と柔軟性を兼ね備えたシリコーン系熱伝導シートである。このように放熱シート12は柔軟性を有しているので、吸熱面15cとシリコンチップ11との双方に隙間なく密着する。
 また、上述したように実装基板6はねじ7によってフレーム4にねじ止めされることで、ねじ7の頭部7aによってフレーム4が下方に押圧されるが、実装基板6とヒートシンク15の取付部15aの上端面(吸熱面)15cとの間に、パッケージ基板10、シリコンチップ11および放熱シート12が介在しているので、ねじ7の締め付け力を調整することにより、放熱シート12に対するシリコンチップ11および吸熱面15cの密着力を調整できる。
 また、ケース2の底板部2aの略中央部には矩形の開口部2cがフレーム4の開口部4bと対向して形成されている。開口部2cはフレーム4の開口部4bより大きく形成され、底面視において開口部2cの内側に開口部4bが位置している。
 ヒートシンク15の取付部15aの柱状部15eは開口部2cによってケース2の外部に露出するとともに、当該柱状部15eの下端部はケース2の底板部2aより下方に突出している。
 ヒートシンク15の放熱部15bは、取付部15aの上板部15dの外側に当該上板部15dと一体的に設けられた矩形板状の板状部15gと、この板状部15gの左右両側部に当該板状部15gから下方に突出するようにして設けられた突出部15h,15hと、板状部15gから下方に突出ようにして設けられた複数の放熱フィン15kとを備えている。
 板状部15gはフレーム4の下面に当接されるとともに、フレーム4を通して突出部15に形成されているねじ孔にねじをねじ込むことによって、フレーム4に固定されている。
 また、板状部15gの左右両側部は、底板部2aの開口部2cに内側(図4において上側)に突出して設けられている凸部2d,2dに近接している。なお、凸部2dは開口部2cを有することで低下するケース2の強度を補強するためのものである。
 突出部15hは断面略矩形状に形成され、図3および図4において紙面と直交する方向に延在している。そして、突出部15hの一方の側面および両端面がそれぞれ開口部2cの直角に配置された内面に近接している(図2参照)。また、突出部15h,15hの下端部はケース2の底板部2aより下方に突出している。
 複数の放熱フィン15kは、突出部15hより細い断面矩形状に形成され、図3および図4において紙面と直交する方向(図2において上下方向)に延在し、突出部15hと平行に配置されている。
 すなわち、一方の突出部15hと取付部15aとの間において2枚の放熱フィン15k,15kが平行離間して配置されるとともに、突出部15hおよび取付部15aとも平行離間して配置されている。また、他方の突出部15hと取付部15aとの間において2枚の放熱フィン15k,15kが平行離間して配置されるとともに、突出部15hおよび取付部15aとも平行離間して配置されている。そして、これら4枚の放熱フィン15kの両端部はそれぞれ開口部2cの平行に配置された内面に近接している(図2参照)。
 また、図2に示すように、取付部15aの対向する側面にはそれぞれ4枚の放熱フィン15kが互いに平行離間し、かつ開口部2cの互い対向する内面に向けて延在して設けられ、これら放熱フィン15kの端部が当該内面に近接している。つまり、放熱フィン15kの端部と前記内面との間に隙間(ギャップ、クリアランス)が設けられている。つまり、ヒートシンク15とケース2の寸法バラつきで組み立てられないことがないようにするとともに、なるべくゴミなどを侵入させないために双方のバランスを考慮した隙間を設けている。
 さらに、図3および図4に示すように、放熱フィン15kの下端部はケース2の底板部2aより下方に突出している。
 このような構成のステレオカメラ1は、例えば建物内外の監視カメラ等として使用される。その際、ステレオカメラ1は建物の壁や天井の所定部位に取り付けられる。このような所定部位には、図3および図4に示すように、取付金具100が固定される。この取付金具100は、例えば固定板100aと、この固定板100aに立設された雄ねじ100bとを備えている。
 そして、この雄ねじ100bをケース2の外部に露出するヒートシンク15の取付部15aの取付孔15fに形成された雌ねじにねじ込むことによって、ステレオカメラ1が取付金具100に取り付けられる。
 なお、取付部15aの取付孔15fの内周面に、雌ねじに代わる係合部を形成する一方で、固定板100aに係合部が係合される被係合部を設け、これらの係合によってステレオカメラ1を取付金具100に取り付けてもよい。
 また、取付部15aに取付孔15fを形成しないで、取付部15aの柱状部15eの外周部に取付金具100を取り付けるようにしてもよい。この場合、例えば固定板100aに凸部を設けるとともに、この凸部に柱状部15eが係合可能な係合孔を設ければよい。
 以上のように、本実施の形態によれば、ステレオカメラ1に内蔵されているシリコンチップ11にヒートシンク15が放熱シート12介して間接的に接触し、このヒートシンク15の一部である取付部15aがケース2の外部の所定部位に固定された取付金具100に取り付けられるので、シリコンチップ11から発生し、ヒートシンク15の吸熱面15cによって吸熱された熱は、ヒートシンク15から放熱されるとともに、ヒートシンク15の取付部15aから外部の取付金具100に熱伝導し、この取付金具100から外部に放熱される。
 したがって、ケース2の内部に収納されるシリコンチップ11を簡易な構造で効果的に冷却できる。
 また、ヒートシンク15の一部である放熱部15bおよび取付部15aがケース2の開口部2cを介してケース2の外部に露出しているので、当該放熱部15bおよび取付部15aからも熱が外部に放熱される。このため、シリコンチップ11をより効果的に冷却できる。また、ケース2の外部に露出している放熱部15bおよび取付部15aを外部の金属製の部材等の熱伝導性に優れた外部部材に接触させることによって、ヒートシンク15から発生した熱を外部部材に熱伝導し、この外部部材から外部に放熱されるので、シリコンチップ11をさらに効果的に冷却できる。
 また、放熱部15bが複数の放熱フィン15kを有しているので、シリコンチップ11から発生した熱を、複数の放熱フィン15kによってより効果的に外部に放熱できる。
(第2の実施の形態)
 図5は第2の実施の形態のステレオカメラ1Aを示す要部の拡大図である。この図に示すステレオカメラ1Aが第1の実施の形態のステレオカメラ1と主に異なる点はヒートシンク25の構成であるので、以下ではこの点について説明し、第1の実施の形態と共通構成には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
 図5に示すように、ヒートシンク25は、第1の実施の形態と同様の取付部15aと、放熱部25bとを備えている。本実施の形態では、シリコンチップ11の発熱量が第1の実施の形態に比して大きい場合に、必要な放熱能力をヒートシンク25に持たせるのに好適である。
 放熱部25bは第1の実施の形態における放熱部15bより左右方向の長さが長くなっている。放熱部25bは、取付部15aの上板部15dの外側に当該上板部15dと一体的に設けられた矩形板状の板状部25gと、この板状部25gから下方に突出するようにして設けられた複数の放熱フィン群25jとを備えている。複数の放熱フィン群25jは左右に所定間隔で配置されている。
 図5では、4つの放熱フィン群25jが設けられているが、放熱フィン群25jの数は4つ以上あるいはそれ以下でもよく、必要な放熱能力に応じて決定される。
 放熱フィン群25jは、所定間隔で平行離間して設けられた複数の放熱フィン15kによって構成されている。放熱フィン群25jの放熱フィン15kの枚数は同数であってもよいし、異なる数であってもよい。また、その等しい数の放熱フィン15kを有する放熱フィン群25jが取付部15aを軸として左右非対称に配置されていてもよい。
 ケースの底板部2aには、複数の放熱フィン群25jを外部に露出させるための開口部2cが放熱フィン群25jに対向して形成され、各開口部2cに放熱フィン群25jが挿通され、当該放熱フィン群25jの放熱フィン15kの略下半分は底板部2aより下方に突出している。
 なお、開口部2cを複数設けたのは、大きな開口部1個より小さな開口部2cを複数設けた方がケース強度を保ち易いからである。したがって、ケース強度さえ確保、またはデザイン性で問題なければ大きなヒートシンクが1つの開口部から突出している形態でも構わない。つまり、ケース内部ではヒートシンク25として1つにつながっているため1つの大きな開口から突出させても、複数の開口部25cから突出させてもヒートシンク25としての性能差はあまりない。なお、複数設けられた開口部2cは、放熱フィン15kを適度な大きさに分散させて突出させることで、大型化したヒートシンク25を突出させるための1つの大きな開口部よりケース強度を保ち易くしている。
 本実施の形態では、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる他、放熱フィン群25jが複数あり、放熱フィン15kの枚数が第1の実施の形態より増加しているので、シリコンチップ11の発熱量が第1の実施の形態に比して大きい場合に、確実にシリコンチップ11を冷却できるという効果を得ることができる。
(第3の実施の形態)
 図6は第3の実施の形態のステレオカメラ1Bを示す要部の拡大図である。この図に示すステレオカメラ1Bが第1および第2の実施の形態のステレオカメラ1,1Aと主に異なる点はヒートシンク35の構成であるので、以下ではこの点について説明し、第1および第2の実施の形態と共通構成には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
 図6に示すように、ヒートシンク35は、第1および第2の実施の形態と同様の取付部15aを備えている。本実施の形態はシリコンチップ11の発熱量が第1の実施の形態に比して大きい場合に、必要な放熱能力をヒートシンク35に持たせるのに好適である。
 第2の実施の形態ではヒートシンク25を一体物で構成したが、本実施の形態は、ヒートシンク35を複数の部材で構成している。すなわち、ヒートシンク35は、ヒートシンク本体35Aと、このヒートシンク本体35Aとは別体に構成された複数の放熱体35Bとを備えている。
 ヒートシンク本体35Aは、取付部15aと、この取付部15aの上板部15dの外側に当該上板部15dと一体的に設けられた矩形板状の板状部15gと、この板状部15gから下方に突出するようにして設けられた複数の放熱フィン15kとを備えている。
 また、放熱体35Bは板状部35aと、この板状部35aから下方に突出するようにして設けられた複数の放熱フィン15kとを備えている。
 このような放熱体35Bは、フレーム4に固定されているため、ヒートシンク本体35Aと板状部15gの上部で接するフレーム4を介して熱が伝導されるようになっている。
 各放熱体35Bの放熱フィン15kの枚数は同数であってもよいし、異なる数であってもよい。また、その等しい数の放熱フィン15kを有する放熱体35Bが取付部15aを軸として左右非対称に配置されていてもよい。
 ケースの底板部2aには、複数の放熱体35Bを外部に露出させるための開口部2cが放熱体35Bに対向して形成され、各開口部2cに放熱体35Bの放熱フィン15kが挿通され、当該放熱フィン15kの略下半分は底板部2aより下方に突出している。
 本実施の形態では、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる他、放熱体35Bの分だけ放熱フィン15kの枚数が第1の実施の形態より増加しているので、シリコンチップ11の発熱量が第1の実施の形態に比して大きい場合に、シリコンチップ11の冷却に有利であるという効果を得ることができる。
 また、フレーム4を鉄(板金)やSUS等に比べ熱伝導率の高い部材で形成することによって、ヒートシンクに近い熱伝導性をフレーム4に持たせ、放熱体35Bに熱を効率的に伝導させることによってシリコンチップ11の冷却を高めることができる。
 また、放熱体35Bがヒートシンク本体35Aと別体であるので、放熱体35Bの数を容易に調整できる。このため、必要な放熱能力をヒートシンク35に持たせるのが容易となる。
 なお、第1および第2の実施の形態では、ヒートシンク15,25をフレーム4に固定したが、これに代えてケース2の底板部2aに固定してもよい。
 また、第1~第3の実施の形態では、ヒートシンク15,25,35をフレーム4と別体に構成したが、これに代えて、ヒートシンク15,25,35とフレーム4とをアルミダイキャスト等の手段によって一体的に構成してもよい。
 1,1A,1B ステレオカメラ(電子機器)
 2 ケース
 4 フレーム
 11 シリコンチップ(半導体チップ)
 15,25,35 ヒートシンク
 15 a 取付部
 15k 放熱フィン
 100 取付金具

Claims (3)

  1.  ケースと、このケースの内部に収納される半導体チップとを備え、前記ケースの外部の所定部位に固定された取付金具に取り付けられる電子機器であって、
     前記半導体チップに直接または間接的に接触するヒートシンクを備え、
     前記ヒートシンクの一部が取付部とされ、この取付部が前記取付金具に取り付けられることを特徴とする電子機器。
  2.  前記ヒートシンクの一部が前記ケースの外部に露出していることを特徴とする請求項1に記載の電子機器。
  3.  前記ケースの外部に露出している前記ヒートシンクの一部が複数の放熱フィンを有することを特徴とする請求項2に記載の電子機器。
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