JP2002353670A - Heat sink - Google Patents
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- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/71—Means for bonding not being attached to, or not being formed on, the surface to be connected
- H01L24/72—Detachable connecting means consisting of mechanical auxiliary parts connecting the device, e.g. pressure contacts using springs or clips
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、受熱構造を改良し
たヒートシンク装置に関し、例えばパソコン用のマイク
ロプロセッサユニットの冷却などに利用されるものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat sink device having an improved heat receiving structure, and is used, for example, for cooling a microprocessor unit for a personal computer.
【０００２】[0002]
【発明が解決しようとする課題】例えば、パソコン用の
マイクロプロセッサユニット（以下、ＭＰＵという）は
駆動に際して放熱、冷却する必要があり、この放熱、冷
却のためにヒートシンク装置を用いている。図４は、従
来のヒートシンク装置の一例を示している。同図におい
て、１はプリント配線基板（以下、ＰＣ板という）で、
このＰＣ板１上には発熱体であるＭＰＵ２が固定した状
態で搭載されている。３はＭＰＵ２の発熱面である。ヒ
ートシンク装置は、ブロック状のヒートシンク本体４を
有している。このヒートシンク本体４は、例えばその周
辺部からそれぞれ垂下する複数の脚部５を一体に有して
おり、これら脚部５がＰＣ板１上に当接している。ま
た、このＰＣ板１における脚部５に対応する位置にはそ
れぞれ取付孔６が貫通形成されており、ＰＣ板１の裏側
から取付孔６に挿通された取付ビス７が前記各脚部５に
それぞれ螺着されていることによって、ＰＣ板１にヒー
トシンク本体４が固定されている。そして、ヒートシン
ク本体４は、前記ＭＰＵ２の発熱面３に対向する受熱面
８を下面に有している。For example, a microprocessor unit (hereinafter referred to as an MPU) for a personal computer needs to be radiated and cooled when driven, and a heat sink device is used for radiating and cooling. FIG. 4 shows an example of a conventional heat sink device. In the figure, reference numeral 1 denotes a printed wiring board (hereinafter, referred to as a PC board).
An MPU 2 as a heating element is mounted on the PC board 1 in a fixed state. Reference numeral 3 denotes a heating surface of the MPU 2. The heat sink device has a block-shaped heat sink body 4. The heat sink body 4 integrally has, for example, a plurality of legs 5 each hanging down from a peripheral portion thereof, and these legs 5 are in contact with the PC board 1. Mounting holes 6 are formed at positions corresponding to the legs 5 on the PC board 1, and mounting screws 7 inserted into the mounting holes 6 from the back side of the PC board 1 are provided on the respective legs 5. The heat sink body 4 is fixed to the PC board 1 by being screwed to each. The heat sink main body 4 has a heat receiving surface 8 on the lower surface facing the heat generating surface 3 of the MPU 2.
【０００３】前述のように前記従来のヒートシンク装置
では、ＰＣ板１にヒートシンク本体４を固定していたた
め、熱接続面であるＭＰＵ２の発熱面３とヒートシンク
本体４の受熱面８とを直接確実に接触させることは困難
であった。これは、ＰＣ板１の反りなどの寸法誤差が完
全には避けられないためである。そこで、従来は、ＭＰ
Ｕ２の発熱面３とヒートシンク本体４の受熱面８との間
に所定の隙間をもたせ、この隙間に熱接続用の熱伝導ラ
バーシートやグリスなどの接続部材９を介在させて、Ｍ
ＰＵ２とヒートシンク本体４とを熱的に接続していた。As described above, in the conventional heat sink device, since the heat sink body 4 is fixed to the PC board 1, the heat generating surface 3 of the MPU 2 and the heat receiving surface 8 of the heat sink main body 4, which are the heat connection surfaces, are directly and reliably connected. It was difficult to make contact. This is because dimensional errors such as warpage of the PC board 1 cannot be completely avoided. Therefore, conventionally, MP
A predetermined gap is provided between the heat generating surface 3 of U2 and the heat receiving surface 8 of the heat sink body 4, and a connection member 9 such as a heat conductive rubber sheet or grease for heat connection is interposed in this gap, and M
The PU 2 and the heat sink body 4 were thermally connected.
【０００４】しかし、この従来の構造では、熱伝導ラバ
ーシートやグリスなどの接続部材９の熱抵抗が大きいた
め、ＭＰＵ２の発熱面３とヒートシンク本体４の受熱面
８との温度差が大きくなり、ヒートシンク装置が十分な
冷却性能を発揮できなかった。また、熱伝導ラバーシー
トの貼り付けやグリスの塗布などの作業が必要であり、
組立工数が多くなっていた。さらに、熱伝導ラバーシー
トやグリスなどの接続部材９を用いることがコストを悪
化させていた。However, in this conventional structure, since the thermal resistance of the connecting member 9 such as a heat conductive rubber sheet or grease is large, the temperature difference between the heat generating surface 3 of the MPU 2 and the heat receiving surface 8 of the heat sink body 4 becomes large. The heat sink device could not exhibit sufficient cooling performance. In addition, work such as sticking a heat conductive rubber sheet and applying grease is necessary,
The number of assembly steps was increased. Further, the use of the connection member 9 such as a heat-conductive rubber sheet or grease deteriorates the cost.
【０００５】このような問題点を解決する構造として、
特開２００１−２４１１４号公報には、図５に示すよう
に、複数の可動許容支持部５’を介してヒートシンク本
体４をＰＣ板１に可動自在に固定したものが開示されて
いる。この可動許容支持部５’の構造は、取付ビス７に
よりＰＣ板１上に搭載された取付部支柱10が固定されて
いる。そして、コイルばね11が取付部支柱10に巻装さ
れ、これにより、ヒートシンク本体４はＰＣ板１に接近
する方向へ付勢されている。この構成によれば、ＰＣ板
１の寸法誤差があってもヒートシンク本体４はＭＰＵ２
の発熱面３を追従でき、このＭＰＵ２の発熱面３にヒー
トシンク本体４の受熱面８を確実に面接触させて、これ
ら発熱面３と受熱面８とを相互に熱的に接続させること
ができる。すなわち、これら発熱面３および受熱面８間
の熱抵抗が低くなり、ＭＰＵ２の発生する熱を確実に受
熱できる。したがって、ＭＰＵ２を確実に冷却できる。
また、熱的接続のためにラバーシートやグリスなどの別
体の接続部材を用いる必要がなくなるので、コストダウ
ンできる。As a structure for solving such a problem,
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-24114 discloses a heat sink main body 4 movably fixed to a PC board 1 via a plurality of movable permissible support portions 5 'as shown in FIG. In the structure of the movable allowable supporting portion 5 ′, the mounting portion support 10 mounted on the PC board 1 is fixed by the mounting screw 7. Then, a coil spring 11 is wound around the mounting portion column 10, whereby the heat sink body 4 is urged in a direction approaching the PC board 1. According to this configuration, even if there is a dimensional error in the PC board 1, the heat sink main body 4 is connected to the MPU 2
The heat-generating surface 3 of the MPU 2 can follow the heat-generating surface 3 of the MPU 2 and the heat-receiving surface 8 of the heat sink body 4 can be reliably brought into surface contact with the heat-generating surface 3 of the MPU 2 so that the heat-generating surface 3 and the heat-receiving surface 8 can be thermally connected to each other. . That is, the thermal resistance between the heat generating surface 3 and the heat receiving surface 8 is reduced, and the heat generated by the MPU 2 can be reliably received. Therefore, the MPU 2 can be reliably cooled.
Further, since it is not necessary to use a separate connecting member such as a rubber sheet or grease for thermal connection, the cost can be reduced.
【０００６】この構造では、可動許容支持部５’が例え
ば４箇所に設けられており、ＭＰＵ２の発熱面３の中心
とこれら４箇所の可動許容支持部５’との距離がそれぞ
れほぼ等しい場合には、４箇所の可動許容支持部５’が
付勢する力がほぼ均等に発熱面３にかかって良好な熱的
接続が得られる。ところが、発熱面３の中心とこれら４
箇所の可動許容支持部５’との距離がそれぞれ大きく異
なるような配置となった場合には、良好な熱的接続が得
られない虞がある。すなわち、４箇所の可動許容支持部
５’が付勢する力が不均等になると受熱面８が発熱面３
に面接触せずに傾いて接触する虞がある。受熱面８が発
熱面３に傾いて接触した場合には、受熱面８と発熱面３
との接触面積が著しく減少し、本来の冷却効果が得られ
ない。このように、特開２００１−２４１１４号公報で
開示された構造では、ＭＰＵ２と可動許容支持部５’と
の位置関係によっては、発熱面３と受熱面８とが良好な
熱的接続を得ることができず、その結果として良好な冷
却効果が得られないという問題があった。In this structure, the movable allowable supporting portions 5 'are provided at, for example, four places, and when the distance between the center of the heat generating surface 3 of the MPU 2 and these four movable allowable supporting parts 5' is substantially equal, respectively. In this method, the forces urged by the four movable permissible support portions 5 'are applied to the heat generating surface 3 almost uniformly, so that a good thermal connection can be obtained. However, the center of the heating surface 3 and these 4
In a case where the distance between the position and the movable permissible support portion 5 'is significantly different from each other, a good thermal connection may not be obtained. In other words, when the forces urged by the four movable allowable supporting portions 5 ′ become uneven, the heat receiving surface 8 becomes
There is a risk of contacting with the surface without contacting the surface. When the heat receiving surface 8 contacts the heat generating surface 3 at an angle, the heat receiving surface 8 and the heat generating surface 3
The contact area with the metal is remarkably reduced, and the original cooling effect cannot be obtained. As described above, in the structure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-24114, a good thermal connection between the heat generating surface 3 and the heat receiving surface 8 can be obtained depending on the positional relationship between the MPU 2 and the movable permissible support 5 ′. However, as a result, there is a problem that a good cooling effect cannot be obtained.
【０００７】本発明は、このような問題点を解決しよう
とするもので、発熱体と可動許容支持部との位置関係に
関わらず良好な冷却効果が得られるヒートシンク装置を
提供することを目的とする。An object of the present invention is to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a heat sink device capable of obtaining a good cooling effect irrespective of the positional relationship between a heating element and a movable allowable supporting portion. I do.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明のヒート
シンク装置では、発熱体とヒートシンク本体が傾くこと
なく、確実に面接触するようにモーメントが釣合うよう
に弾性力を設定したので、発熱体と可動許容支持部との
位置関係に関わらず、ヒートシンク本体が傾くことなく
発熱体と熱的に良好に接続できるので、良好な冷却効果
が得られる。According to the heat sink device of the first aspect of the present invention, the elastic force is set so that the moment is balanced so that the heat generating element and the heat sink main body are surely brought into surface contact without tilting. Irrespective of the positional relationship between the body and the movable permissible support portion, the heat sink body can be thermally connected to the heating element without tilting, so that a good cooling effect can be obtained.
【０００９】[0009]
【発明の実施形態】以下、本発明のヒートシンク装置の
実施例について図１から図３を参照しながら説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a heat sink device according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
【００１０】図３は、ノート型パソコンにおける発熱体
であるＭＰＵ21の実装状態を示している。このＭＰＵ21
のパッケージの上には発熱面22がある。この状態で、Ｍ
ＰＵ21は、ソケットもしくは直接半田付けにより被固定
部であるプリント配線基板（ＰＣ板）23上に固定した状
態で取り付けられる。FIG. 3 shows a mounting state of the MPU 21 which is a heating element in the notebook personal computer. This MPU21
There is a heating surface 22 on the package. In this state, M
The PU 21 is mounted in a fixed state on a printed wiring board (PC board) 23 which is a fixed portion by a socket or direct soldering.
【００１１】つぎに、ヒートシンク装置20の構成を図１
に基づいて説明する。ヒートシンク装置20は、熱伝導性
に優れた材料からなりＭＰＵ21に接触する一つのヒート
シンク本体24を有している。このヒートシンク本体24
は、ＭＰＵ21上の熱接続面である発熱面22に直接接触す
る熱接続面である受熱面25を下面中央部に有している。
そして、ヒートシンク本体24は、３つの可動許容支持部
26によりＰＣ板23の上側に、所定範囲上下動自在かつ水
平面に対して傾動自在に支持されている。Next, the structure of the heat sink device 20 is shown in FIG.
It will be described based on. The heat sink device 20 has one heat sink main body 24 made of a material having excellent thermal conductivity and in contact with the MPU 21. This heat sink body 24
Has a heat receiving surface 25 in the center of the lower surface, which is a heat connection surface that directly contacts the heat generation surface 22 that is a heat connection surface on the MPU 21.
The heat sink body 24 has three movable allowable support portions.
26, it is supported above the PC board 23 so as to be movable up and down within a predetermined range and to be tiltable with respect to a horizontal plane.
【００１２】つぎに、この可動許容支持部26の構造を説
明する。ＰＣ板23には、ＭＰＵ21を囲む３か所に取付孔
27が貫通形成されている。そして、ＰＣ板23上に搭載さ
れた筒状の取付部支柱28内にそれぞれ上から挿通された
取付ビス29が、これら取付孔27にそれぞれ螺着されてい
る。これにより、ＰＣ板23上に３本の取付部支柱28が立
設状態で固定されている。また、ヒートシンク本体24に
は、前記取付部支柱28をそれぞれ内部に収納する上面が
開口した有底筒状の収納部30がそれぞれ形成されてい
る。これら収納部30の底面部には、前記取付部支柱28が
それぞれ挿通する通孔31がそれぞれ形成されている。そ
して、各取付部支柱28には弾性体としてのコイルばね32
がそれぞれ巻装され、これらコイルばね32は、取付部支
柱28の上端部に形成されたフランジ部33と収納部30の底
面部との間にそれぞれ挟み込まれている。これにより、
ヒートシンク本体24は、取付部支柱28を介してＰＣ板23
に対し下方、つまりこのＰＣ板23およびＭＰＵ21に接近
する方向へ付勢されている。なお、それぞれのコイルば
ね32は、これらが取付けられている３つの可動許容支持
部26の位置ａ，ｂ，ｄとＭＰＵ21の発熱面22の中心ｃと
の位置関係（図３）に応じて、ヒートシンク本体24が水
平になるような下向きの荷重をヒートシンク本体24に与
えるように、ばね定数や長さがそれぞれ設定されてい
る。また、ＰＣ板23の一面つまり上面に一端が接触した
前記取付部支柱28のフランジ部33はストッパーとなり、
ＰＣ板23からヒートシンク本体24が外れないようにす
る。フランジ部33は前記通孔31よりも径大である。Next, the structure of the movable allowable supporting portion 26 will be described. The PC board 23 has three mounting holes surrounding the MPU 21.
27 are formed through. Further, mounting screws 29 inserted from above into cylindrical mounting portion columns 28 mounted on the PC board 23 are screwed into the mounting holes 27, respectively. As a result, the three mounting portion columns 28 are fixed on the PC board 23 in an upright state. Further, the heat sink body 24 is formed with cylindrical bottomed storage portions 30 each having an open top surface for storing the mounting portion columns 28 therein. Through holes 31 through which the mounting portion columns 28 are inserted are formed in the bottom surfaces of the storage portions 30, respectively. A coil spring 32 as an elastic body is provided on each mounting portion support 28.
The coil springs 32 are sandwiched between a flange 33 formed at the upper end of the mounting portion support 28 and the bottom surface of the storage portion 30, respectively. This allows
The heat sink body 24 is connected to the PC board 23 via the mounting portion support 28.
Is urged downward, that is, in a direction approaching the PC board 23 and the MPU 21. The respective coil springs 32 are arranged in accordance with the positional relationship (FIG. 3) between the positions a, b, and d of the three movable permissible supports 26 to which they are attached and the center c of the heat generating surface 22 of the MPU 21. The spring constant and length are set so that a downward load is applied to the heat sink body 24 so that the heat sink body 24 is horizontal. In addition, the flange portion 33 of the mounting portion support 28 having one end in contact with one surface of the PC board 23, that is, the upper surface, serves as a stopper,
The heat sink body 24 does not come off the PC board 23. The diameter of the flange portion 33 is larger than that of the through hole 31.
【００１３】さらに、ヒートシンク本体24の下方の前記
取付部支柱28の下端近くには、リング状の止め輪34が取
付部支柱28と一体に設けられている。この止め輪34は通
孔31よりも径大であり、前記取付部支柱28およびコイル
ばね32は収納部30内に位置し、この収納部30の外部へ取
り外すことができない構造になっている。Further, a ring-shaped retaining ring 34 is provided integrally with the mounting portion support 28 below the heat sink body 24 near the lower end of the mounting portion support 28. The retaining ring 34 has a diameter larger than that of the through hole 31, and the mounting portion support 28 and the coil spring 32 are located in the storage portion 30, and have a structure that cannot be removed from the storage portion 30.
【００１４】なお、ヒートシンク装置20の組立に際して
は、ヒートシンク本体24の収納部30内にコイルばね32お
よび取付部支柱28を組み込み、取付部支柱28の下部を通
孔31に挿通した後、取付部支柱28の下端近くに止め輪34
を取り付ける。この止め輪34によりコイルばね32および
取付部支柱28がヒートシンク本体24の収納部30内から外
れることがなく、ヒートシンク装置20をＰＣ板23上に搭
載する際の作業性を向上させるものである。また、この
ようにして組み立てたヒートシンク装置20をＰＣ板23上
に搭載し、取付ビス29を取付部支柱28に挿通してＰＣ板
23の取付孔27に螺着することより、ヒートシンク装置20
をＰＣ板23上に取り付ける。この状態で、ヒートシンク
本体24はＰＣ板23に対して上下動自在かつ傾動自在にな
っており、かつコイルばね32によりＰＣ板23つまりＭＰ
Ｕ21の方へ付勢されているので、ＭＰＵ21の発熱面22が
寸法誤差などに起因して水平なＰＣ板23と直交する高さ
方向のばらつきおよび水平面に対する傾きのばらつきが
あっても、ＭＰＵ21の発熱面22を追従でき、このＭＰＵ
21の発熱面22にヒートシンク本体24の受熱面25が確実に
面接触して、これら発熱面22と受熱面25とが相互に熱的
に接続される。コイルばね32の力により、ヒートシンク
本体24の受熱面25は、所定の荷重をもってＭＰＵ21の発
熱面22を押す。At the time of assembling the heat sink device 20, the coil spring 32 and the mounting portion support 28 are installed in the storage portion 30 of the heat sink main body 24, and the lower portion of the mounting portion support 28 is inserted into the through hole 31. Retaining ring 34 near the lower end of column 28
Attach. The retaining ring 34 prevents the coil spring 32 and the mounting portion support 28 from coming out of the storage portion 30 of the heat sink main body 24, thereby improving workability when mounting the heat sink device 20 on the PC board 23. Further, the heat sink device 20 assembled in this manner is mounted on the PC board 23, and the mounting screws 29 are inserted through the mounting portion support columns 28, and the PC board is mounted.
The heat sink device 20 is screwed into the mounting hole 27 of the heat sink device 20.
Is mounted on the PC board 23. In this state, the heat sink body 24 is vertically movable and tiltable with respect to the PC board 23, and the PC board 23,
Since the heating surface 22 of the MPU 21 is urged toward U21, even if the heating surface 22 of the MPU 21 has a variation in the height direction orthogonal to the horizontal PC board 23 due to a dimensional error and a variation in the inclination with respect to the horizontal plane, the MPU 21 has This MPU can follow the heating surface 22
The heat receiving surface 25 of the heat sink main body 24 surely makes surface contact with the heat generating surface 22 of the heat sink 21, and the heat generating surface 22 and the heat receiving surface 25 are thermally connected to each other. Due to the force of the coil spring 32, the heat receiving surface 25 of the heat sink body 24 presses the heat generating surface 22 of the MPU 21 with a predetermined load.
【００１５】つぎに、それぞれのコイルばね32がヒート
シンク本体24を付勢する荷重、すなわち弾性力の設定方
法について説明する。本実施例は可動許容支持部26を３
箇所設けているが、まず図２に基づいて、可動許容支持
部を２箇所に単純化した場合を例にとって説明する。図
２において、２つの可動許容支持部26，26’の位置をそ
れぞれＡ，Ｂと表し、ＭＰＵ21の発熱面22の中心をＣと
表す。ここで、Ａ，Ｂ及びＣは上方から見て直線上に配
置されているものとする。図上、Ａ−Ｃ間の距離ＡＣと
Ｂ−Ｃ間の距離ＢＣは異なっているため、２つの可動許
容支持部26，26’であるＡ，Ｂにかかる荷重を同一に設
定すると、ヒートシンク本体24が傾いてしまい、ＭＰＵ
21の発熱面22とヒートシンク本体24の受熱面25とが面接
触しない虞がある。そこで、ヒートシンク本体24が水平
であるときのＡ，Ｂにおけるコイルばね32による弾性力
をそれぞれＦA，ＦBとし、ヒートシンク本体24が傾かな
いようなＦA，ＦBの値を設定する。そのためには、Ｃを
原点としたＦAによる力のモーメントＦA・ＡＣと、Ｃを
原点としたＦBによる力のモーメントＦB・ＢＣとを略同
一にし、Ｃにおいてこれらが釣合うように設定すればよ
い。すなわち、下記の比率を満たす荷重ＦA，ＦBがそれ
ぞれＡ，Ｂにかかるように、２つのコイルばね32の弾性
力の比率を設定する。Next, a method for setting the load for biasing the heat sink body 24 by each coil spring 32, that is, the elastic force will be described. In this embodiment, the movable allowable support 26 is
First, the case where the movable permissible support portion is simplified to two places will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the positions of the two movable allowable supporting portions 26 and 26 'are represented by A and B, respectively, and the center of the heat generating surface 22 of the MPU 21 is represented by C. Here, A, B, and C are arranged on a straight line when viewed from above. In the figure, since the distance AC between AC and the distance BC between BC are different, if the loads applied to the two movable allowable supporting portions 26 and 26 ', A and B, are set to be the same, the heat sink body 24 tilts, MPU
There is a possibility that the heat generating surface 22 of the heat sink 21 and the heat receiving surface 25 of the heat sink body 24 do not make surface contact. Therefore, A when the heatsink body 24 is horizontal, each F A the elastic force by the coil spring 32 in the B, and F B, F A, such as the heat sink body 24 from tipping, sets the value of F B. For this purpose, the moment F A · AC of the force due to F A with the origin at C and the moment F B · BC of the force due to F B with the origin at C are made substantially the same, so that they are balanced at C. Just set it. That is, the ratio of the elastic force of the two coil springs 32 is set so that the loads FA and FB satisfying the following ratios are applied to A and B , respectively.
【００１６】[0016]
【数１】 (Equation 1)
【００１７】つぎに、本実施例の可動許容支持部を３箇
所とした場合を説明する。図３において、３つの可動許
容支持部26の取付孔27の中心位置をそれぞれａ，ｂ，ｄ
と表し、ＭＰＵ21の発熱面22の中心をｃと表す。そし
て、線分ａ−ｂと線分ｄ−ｃの延長線との交点をｅと表
す。そして、線分ａ−ｅ，線分ｂ−ｅ，線分ｄ−ｃ，線
分ｅ−ｃの長さをそれぞれａｅ，ｂｅ，ｄｃ，ｅｃと
し、ヒートシンク本体24が水平であるときのａ，ｂ，ｄ
に作用するコイルばね32の弾性力をそれぞれＦａ，Ｆ
ｂ，Ｆｄとする。ここで、ヒートシンク本体24が傾かな
いようにするには、発熱体たるＭＰＵ21の中心たる発熱
面22の中心ｃを原点とした、これらの弾性力Ｆａ，Ｆ
ｂ，Ｆｄによる力のモーメントが、発熱面22の中心ｃに
おいて釣合うように、弾性力Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｄをそれぞ
れ設定すればよい。Next, a description will be given of a case in which the movable permissible support portion of this embodiment has three locations. In FIG. 3, the center positions of the mounting holes 27 of the three movable allowable supporting portions 26 are respectively denoted by a, b, and d.
And the center of the heating surface 22 of the MPU 21 is represented by c. The intersection of the line segment ab and the extension of the line segment dc is represented by e. The lengths of the line segments ae, line segment be, line segment dc, and line segment ec are ae, be, dc, and ec, respectively. b, d
The elastic force of the coil spring 32 acting on the
b and Fd. Here, in order to prevent the heat sink body 24 from tilting, these elastic forces Fa and F are set with the origin at the center c of the heat generating surface 22 which is the center of the MPU 21 which is the heat generating element.
The elastic forces Fa, Fb, and Fd may be set so that the moments of the forces b and Fd are balanced at the center c of the heat generating surface 22.
【００１８】その設定の方法を数２に基づき以下に説明
する。まず、ｅを原点とした弾性力Ｆａ，Ｆｂによるモ
ーメントＦａ・ａｅ，Ｆｂ・ｂｅをｅにおいて釣合わせ
る（式（１））。その結果、ｃを原点としたときの弾性
力Ｆａ，Ｆｂによるモーメントを合成した合成モーメン
トは、（Ｆａ＋Ｆｂ）・ｅｃと表される。つぎに、この
合成モーメントとｃを原点とした弾性力Ｆｄによるモー
メントＦｄ・ｄｃとをｃにおいて釣合わせる（式
（２））。式（１），（２）より弾性力Ｆａ，Ｆｂ，Ｆ
ｄの比率は、式（３）のとおりとなる。この比率を満た
すならば、ｃを原点とした弾性力Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｄによ
る力のモーメントが、ｃにおいて釣合うことになる。The setting method will be described below based on Equation 2. First, moments Fa · ae and Fb · be due to elastic forces Fa and Fb with e as the origin are balanced by e (Equation (1)). As a result, the combined moment obtained by combining the moments due to the elastic forces Fa and Fb when c is the origin is expressed as (Fa + Fb) · ec. Next, the resultant moment and the moment Fd · dc due to the elastic force Fd with the origin at c are balanced at c (Equation (2)). From the equations (1) and (2), the elastic forces Fa, Fb, F
The ratio of d is as shown in equation (3). If this ratio is satisfied, the moment of the force due to the elastic forces Fa, Fb, and Fd with c as the origin will be balanced at c.
【００１９】[0019]
【数２】 (Equation 2)
【００２０】なお、３つのコイルばね32の弾性力Ｆａ，
Ｆｂ，Ｆｄの比率は、上記比率と一致させるのが最も好
ましいが、上記比率近辺に設定しておけば、ヒートシン
ク本体24は傾くことがなく実用上問題ない。The elastic forces Fa, of the three coil springs 32,
The ratio of Fb and Fd is most preferably the same as the above ratio. However, if the ratio is set near the above ratio, the heat sink body 24 does not tilt and there is no practical problem.
【００２１】前記実施例の構成によれば、発熱体たるＭ
ＰＵ21と可動許容支持部26との位置関係に関わらず、Ｍ
ＰＵ21の中心を原点とした弾性体たるコイルばね32によ
る弾性力のモーメントがＭＰＵ21の中心において釣合う
ように、つまり、ＭＰＵ21とヒートシンク本体24が傾く
ことなく、確実に面接触するようにモーメントが釣合う
ように、複数のコイルばね32の弾性力をそれぞれ設定す
ることにより、ヒートシンク本体24を水平に保つことが
できるので、ＭＰＵ21の発熱面22とヒートシンク本体24
の受熱面25とが良好な熱的接続を得ることができ、良好
な冷却効果を得ることができる。したがって、従来のよ
うにＭＰＵ21と複数の可動許容支持部26との距離をそれ
ぞれ等しく設定する必要がないので、ＭＰＵ21とヒート
シンク本体24の配置の自由度が増加する。その結果、ノ
ートパソコン等にヒートシンク装置20を実装する際の無
駄なスペースを省くことができ、ノートパソコンをより
小型化することができる。According to the configuration of the above embodiment, the heating element M
Regardless of the positional relationship between the PU 21 and the movable allowable support 26, M
The moment is adjusted so that the moment of the elastic force by the coil spring 32 as the elastic body having the origin at the center of the PU 21 is balanced at the center of the MPU 21, that is, the MPU 21 and the heat sink body 24 are surely brought into surface contact without tilting. By setting the elastic forces of the plurality of coil springs 32 so as to match each other, the heat sink body 24 can be kept horizontal, so that the heat generating surface 22 of the MPU 21 and the heat sink body 24
Good heat connection with the heat receiving surface 25 can be obtained, and a good cooling effect can be obtained. Accordingly, the distance between the MPU 21 and the plurality of movable permissible supporting portions 26 does not need to be set equal to each other as in the related art, and the degree of freedom in the arrangement of the MPU 21 and the heat sink body 24 increases. As a result, unnecessary space when mounting the heat sink device 20 on a notebook personal computer or the like can be omitted, and the notebook personal computer can be further downsized.
【００２２】また、コイルばね32のばね定数を上記比率
にそれぞれ設定し、それぞれの長さを同一にしておけ
ば、製品毎にＭＰＵ21の取付高さが多少ばらついた場合
においても、ＭＰＵ21の取付高さに依存せずにそれぞれ
のコイルばね32の弾性力を上記比率に保つことができ
る。If the spring constants of the coil springs 32 are set to the above-mentioned ratios and the lengths of the coil springs 32 are set to be the same, even if the mounting height of the MPU 21 varies somewhat from product to product, the mounting height of the MPU 21 will vary. The elastic force of each of the coil springs 32 can be maintained at the above-mentioned ratio regardless of the ratio.
【００２３】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、
前記実施例では、コイルばね32をヒートシンク本体24側
の収納部30に設けたが、ＰＣ板23側に設けてもよい。ま
た、取付部支柱28を固定する取付ビス29を上側から取り
付けたが、取付ビス29を下側から取り付けてもよい。It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example,
In the above embodiment, the coil spring 32 is provided in the storage section 30 on the heat sink main body 24 side, but may be provided on the PC board 23 side. Further, although the mounting screw 29 for fixing the mounting portion column 28 is attached from above, the mounting screw 29 may be attached from below.
【００２４】さらに、冷却の対象となる発熱体もＭＰＵ
21には限らず、本ヒートシンク装置20は、発熱する各種
電気部品に適用可能である。The heating element to be cooled is also an MPU.
Not limited to 21, the heat sink device 20 is applicable to various electric components that generate heat.
【００２５】[0025]
【発明の効果】請求項１の発明によれば、発熱体と可動
許容支持部との位置関係に関わらず良好な冷却効果が得
られる。According to the first aspect of the present invention, a good cooling effect can be obtained irrespective of the positional relationship between the heating element and the movable permissible support.
【図１】本発明のヒートシンク装置の一実施例を示す部
分断面図である。FIG. 1 is a partial sectional view showing one embodiment of a heat sink device of the present invention.
【図２】同上可動許容支持部を２箇所に単純化した場合
を示す外観側面図である。FIG. 2 is an external side view showing a case where the movable allowable supporting portion is simplified to two places.
【図３】同上プリント配線基板における発熱体であるＭ
ＰＵの実装状態を示す平面図である。FIG. 3 shows a heating element M in the printed wiring board.
It is a top view showing the mounting state of PU.
【図４】従来のヒートシンク装置の一例を示す断面図で
ある。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an example of a conventional heat sink device.
【図５】従来の別のヒートシンク装置の一例を示す部分
断面図である。FIG. 5 is a partial sectional view showing an example of another conventional heat sink device.
20 ヒートシンク装置 21 ＭＰＵ（発熱体） 23 ＰＣ板（被固定部） 24 ヒートシンク本体 26 可動許容支持部 32 コイルばね（弾性体） 20 Heat sink device 21 MPU (heating element) 23 PC board (fixed part) 24 Heat sink main body 26 Movable supporting part 32 Coil spring (elastic body)
Claims (1)
し、発熱体が固定された被固定部に、前記ヒートシンク
本体を複数の可動許容支持部により前記発熱体に対し接
近および離反する方向に可動にかつ傾動自在に支持する
とともに、弾性体を設けたヒートシンク装置において、
前記発熱体と前記ヒートシンク本体が傾くことなく、確
実に面接触するようにモーメントが釣合うように弾性力
を設定したことを特徴とするヒートシンク装置。1. A heat sink body contacting a heating element, wherein the heat sink body is movable in a direction in which the heat sink body approaches and separates from the heating element by a plurality of movable permissible supporting portions on a fixed portion to which the heating element is fixed. In a heat sink device provided with an elastic body while supporting it in a tiltable manner,
A heat sink device, wherein an elastic force is set such that moments are balanced so that the heat generating element and the heat sink main body are surely brought into surface contact without tilting.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001156857A JP2002353670A (en) | 2001-05-25 | 2001-05-25 | Heat sink |
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| JP2001156857A JP2002353670A (en) | 2001-05-25 | 2001-05-25 | Heat sink |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002353670A true JP2002353670A (en) | 2002-12-06 |
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ID=19000802
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| JP2001156857A Pending JP2002353670A (en) | 2001-05-25 | 2001-05-25 | Heat sink |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002353670A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7170750B2 (en) | 2003-11-28 | 2007-01-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electronic apparatus |
| US7203062B2 (en) | 2003-09-30 | 2007-04-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electronic apparatus with air cooling unit |
| US7215546B2 (en) | 2004-04-28 | 2007-05-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Pump, electronic apparatus, and cooling system |
| US7301771B2 (en) | 2004-04-28 | 2007-11-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Heat-receiving apparatus and electronic equipment |
| JP2008502138A (en) * | 2004-06-04 | 2008-01-24 | クーリギー インコーポレイテッド | Semiconductor cooling device coupling device and mounting method |
| JP2009147382A (en) * | 2009-03-25 | 2009-07-02 | Toshiba Corp | Electronic apparatus |
| JP2015073004A (en) * | 2013-10-02 | 2015-04-16 | 富士通株式会社 | Cooling device, electronic apparatus and method for manufacturing cooling device |
-
2001
- 2001-05-25 JP JP2001156857A patent/JP2002353670A/en active Pending
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