JPH06177297A - Cooling structure for electronic device - Google Patents
Cooling structure for electronic deviceInfo
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- JPH06177297A JPH06177297A JP33070092A JP33070092A JPH06177297A JP H06177297 A JPH06177297 A JP H06177297A JP 33070092 A JP33070092 A JP 33070092A JP 33070092 A JP33070092 A JP 33070092A JP H06177297 A JPH06177297 A JP H06177297A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明はプリント基板上に取り
付けた電子部品を冷却する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 structure for cooling electronic parts mounted on a printed circuit board.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種の冷却構造では一般にヒー
トシンクを利用して放熱するようにしている。電子部品
が小型でその発熱量が比較的少ない場合、プリント基板
上でのヒートシンクの占有面積がそれほど大きくないた
め、自動実装化によるコストダウンというメリットも考
慮して、小型ヒートシンクがプリント基板上に取り付け
られている。一方、中型の電子部品の場合、その発熱量
が多くなりヒートシンクのサイズも大きくなるため、ヒ
ートシンクはプリント基板の大型化を避けるために極力
プリント基板外に搭載されている。その場合、放熱設計
上余裕があれば、ヒートシンクは部品ケース内に取り付
けられているが、そうでない場合には部品ケース外に取
り付けられている。2. Description of the Related Art Conventionally, in this type of cooling structure, a heat sink is generally used to radiate heat. If the electronic component is small and its heat generation is relatively small, the area occupied by the heat sink on the printed circuit board is not so large, so the small heat sink is mounted on the printed circuit board in consideration of the cost reduction due to automatic mounting. Has been. On the other hand, in the case of a medium-sized electronic component, the amount of heat generated increases and the size of the heat sink also increases. Therefore, the heat sink is mounted outside the printed circuit board as much as possible in order to prevent the printed circuit board from increasing in size. In that case, if there is a margin in heat dissipation design, the heat sink is attached inside the component case, but if not, it is attached outside the component case.
【０００３】また、電子部品はプリント基板外のヒート
シンクに直接取り付けられる場合がある。この場合には
電子部品とプリント基板とを接続するための電気配線や
コネクタ等が必要となり、部品点数が増加する。一般的
にこの電気配線は高電流を流すため、システムによって
は配線長さを最短に抑える必要がある。従って、プリン
ト基板と電子部品との間の距離を大きくすることができ
ず、電子部品等の搭載場所が制限される。Electronic parts may be directly attached to a heat sink outside the printed circuit board. In this case, electrical wiring, connectors, etc. for connecting the electronic components and the printed circuit board are required, and the number of components increases. Since this electric wiring generally carries a high current, it is necessary to minimize the wiring length depending on the system. Therefore, the distance between the printed circuit board and the electronic component cannot be increased, and the mounting place of the electronic component or the like is limited.
【０００４】そこで、プリント基板上に電子部品を取り
付けるとともに、このプリント基板外にヒートシンクを
搭載する形式の冷却構造が採用されている。その一例を
特開昭６３−２５４７５４号公報に示す。Therefore, a cooling structure is adopted in which electronic parts are mounted on the printed circuit board and a heat sink is mounted outside the printed circuit board. An example thereof is shown in JP-A-63-254754.
【０００５】同公報にかかる電子部品冷却構造において
は、電子部品が装着された金属ブロックに取付孔が形成
され、この取付孔にヒートパイプの受熱部が直接挿着さ
れている。In the electronic component cooling structure according to the above publication, a mounting hole is formed in the metal block on which the electronic component is mounted, and the heat receiving portion of the heat pipe is directly mounted in the mounting hole.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところが、この金属ブ
ロックとヒートパイプの受熱部とが一体的に密接されて
いるため、ヒートパイプに接続されるヒートシンク等の
振動や熱応力が金属ブロックを介して電子部品に悪影響
を及ぼす。However, since the metal block and the heat receiving portion of the heat pipe are integrally and closely contacted with each other, vibration or thermal stress of a heat sink or the like connected to the heat pipe is mediated by the metal block. It adversely affects electronic parts.
【０００７】本発明はこのような金属ブロックと受熱部
との間の接続手段を改良して電子部品への振動や熱応力
の伝達を極力防止することを目的としている。It is an object of the present invention to improve the connecting means between the metal block and the heat receiving portion to prevent the transmission of vibrations and thermal stress to electronic parts as much as possible.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明にかかる電子部品
冷却構造においては、金属ブロックに電子部品が装着さ
れ、熱伝導性に優れた弾性体を介してこの金属ブロック
と放熱体の受熱部とが接続されている。In the electronic component cooling structure according to the present invention, an electronic component is mounted on a metal block, and the metal block and the heat receiving portion of the radiator are connected via an elastic body having excellent thermal conductivity. Are connected.
【０００９】[0009]
【作用】電子部品で発生した熱は金属ブロックへ伝達さ
れ、さらに弾性体を介して受熱部に伝達される。そし
て、その熱は放熱体に伝達されて、放熱される。放熱体
の振動や熱応力は弾性体により吸収されるため、金属ブ
ロック上の電子部品には及ばない。The heat generated in the electronic component is transferred to the metal block and further transferred to the heat receiving portion via the elastic body. Then, the heat is transferred to the radiator to be radiated. Vibrations and thermal stress of the radiator are absorbed by the elastic body, and therefore do not reach the electronic components on the metal block.
【００１０】[0010]
【実施例】まず、本発明の第一実施例にかかる電子部品
冷却構造を図１を参照して説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, an electronic component cooling structure according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【００１１】部品ケース１内のプリント基板２上にはパ
ワートランジスタ等の電子部品３が取り付けらていると
ともに、銅等からなる金属ブロック４が取着され、この
金属ブロック４に電子部品３が取着されている。金属ブ
ロック４には取付孔５が形成され、この取付孔５内には
熱伝導性の良好な弾性体６が埋設されている。An electronic component 3 such as a power transistor is mounted on the printed circuit board 2 in the component case 1, and a metal block 4 made of copper or the like is attached to the printed circuit board 2. The electronic component 3 is attached to the metal block 4. It is worn. A mounting hole 5 is formed in the metal block 4, and an elastic body 6 having good thermal conductivity is embedded in the mounting hole 5.
【００１２】本実施例では、この弾性体６として住友ス
リーエム株式会社製のフロリナートリキッドヒートシン
クが利用されている。この弾性体６においては、熱伝導
性の良好な多層フィルムからなる密閉袋７内に熱伝導性
に優れたパーフロロカーボン液８が収納されている。な
お、図示はしないが、多層フィルムはほぼ０．１８ミリ
の厚みを有し、外側の軟燃層と内側のシール層とそれら
の間のバリア層とからなり、各層が軟燃性接着剤により
接合されている。In this embodiment, a Fluoriner liquid heat sink manufactured by Sumitomo 3M Limited is used as the elastic body 6. In this elastic body 6, a perfluorocarbon liquid 8 having excellent thermal conductivity is contained in a closed bag 7 made of a multilayer film having good thermal conductivity. Although not shown, the multilayer film has a thickness of about 0.18 mm and is composed of an outer soft-flammable layer, an inner seal layer and a barrier layer between them, and each layer is made of a soft-flammable adhesive. It is joined.
【００１３】ヒートシンク９は部品ケース１の外側に設
置され、その基部に取付孔１０が形成されている。この
取付孔１０には前記弾性体６と同様な弾性体１１が埋設
されている。このヒートシンク９は銅やアルミニウムか
らなる。The heat sink 9 is installed on the outside of the component case 1, and a mounting hole 10 is formed at the base thereof. An elastic body 11 similar to the elastic body 6 is embedded in the mounting hole 10. The heat sink 9 is made of copper or aluminum.
【００１４】ヒートパイプ１２は周知の放熱体であっ
て、図示はしないが、真空状態の管内に水及びフロロカ
ーボン液が密閉され、管の一端が加熱されると液が比較
的低温で蒸発し、その蒸気が圧力液となって音速で管の
他端に移動する。そして、管の他端が冷却されるとこの
蒸気が凝縮し、潜熱を放出して液化する。この凝縮液は
加熱側である管の一端に管内のウイックを通して速やか
に還流するようになっている。The heat pipe 12 is a well-known radiator, and although not shown, water and fluorocarbon liquid are sealed in a vacuum tube, and when one end of the tube is heated, the liquid evaporates at a relatively low temperature, The vapor becomes a pressure liquid and moves to the other end of the tube at the speed of sound. Then, when the other end of the tube is cooled, this vapor condenses, releasing latent heat and liquefying. The condensate is quickly refluxed through one end of the tube on the heating side through a wick inside the tube.
【００１５】このように、ヒートパイプ１２内では外力
なしで熱の移動を効率よく行うことができる。このヒー
トパイプ１２の外壁は銅などからなる。このヒートパイ
プ１２の一端側で受熱部１２ａは部品ケース１内に挿入
され、金属ブロック４内の弾性体６に挿着されている。
従って、弾性体６はわん状に変形し、金属ブロック４の
取付孔５の内面及びヒートパイプ１２の受熱部１２ａの
外面が弾性体６の密閉袋７に密接する。一方、ヒートパ
イプ１２の他端側である放熱部１２ｂはヒートシンク９
内の弾性体１１に挿着され、この弾性体１１は前記弾性
体６と同様にわん状に変形している。ヒートシンク９の
取付孔１０の内面及びヒートパイプ１２の放熱部１２ｂ
の外面はこの弾性体１１の密閉袋７に密接している。As described above, heat can be efficiently transferred in the heat pipe 12 without external force. The outer wall of the heat pipe 12 is made of copper or the like. The heat receiving portion 12 a is inserted into the component case 1 on one end side of the heat pipe 12 and attached to the elastic body 6 in the metal block 4.
Therefore, the elastic body 6 is deformed into a bowl shape, and the inner surface of the mounting hole 5 of the metal block 4 and the outer surface of the heat receiving portion 12 a of the heat pipe 12 come into close contact with the sealing bag 7 of the elastic body 6. On the other hand, the heat radiating portion 12b, which is the other end of the heat pipe 12, has the heat sink 9
The elastic body 11 is inserted into the inner elastic body 11 and is deformed like a bowl like the elastic body 6. The inner surface of the mounting hole 10 of the heat sink 9 and the heat dissipation portion 12b of the heat pipe 12
The outer surface of the elastic body 11 is in close contact with the sealing bag 7 of the elastic body 11.
【００１６】電子部品３で発生した熱は金属ブロック４
へ伝達され、さらに弾性体６の密閉袋７及びパーフロロ
カーボン液８を介してヒートパイプ１２の受熱部１２ａ
に伝達される。そして、その熱はヒートパイプ１２の放
熱部１２ｂから弾性体１１の密閉袋７及びパーフロロカ
ーボン液８を介してヒートシンク９に伝達され、放熱さ
れる。The heat generated in the electronic component 3 is generated by the metal block 4
To the heat receiving portion 12a of the heat pipe 12 via the sealing bag 7 of the elastic body 6 and the perfluorocarbon liquid 8.
Be transmitted to. Then, the heat is transferred from the heat radiating portion 12b of the heat pipe 12 to the heat sink 9 via the sealing bag 7 of the elastic body 11 and the perfluorocarbon liquid 8 and radiated.
【００１７】特に、金属ブロック４及びヒートシンク９
とヒートパイプ１２との間の接続部分に弾性体６，１１
が介在されているため、ヒートシンク９の振動やヒート
パイプ１２の熱応力はこれらの弾性体６，１１により吸
収され、金属ブロック４上の電子部品３に与える悪影響
が少なくなる。In particular, the metal block 4 and the heat sink 9
And elastic body 6, 11 at the connecting portion between the heat pipe 12 and
The vibration of the heat sink 9 and the thermal stress of the heat pipe 12 are absorbed by these elastic bodies 6 and 11, and the adverse effect on the electronic component 3 on the metal block 4 is reduced.
【００１８】ところで、前述した従来技術では、金属ブ
ロックの材質とヒートパイプの受熱部の材質、並びにヒ
ートシンクの材質とヒートパイプの放熱部の材質とが互
いに異なる場合に、外部環境によってはそれらの間の接
触部分の電極電位差による電食が発生する危険があり、
信頼性が低くなっていた。又、この電食を避けるために
金属ブロックとヒートパイプとヒートシンクとを同一材
質（通常は銅）にすると、ヒートシンクの材質をアルミ
ニウムにした場合と比較して重量の増加につながる。そ
こで、それらの接触部分にニッケルメッキ等を施せば、
電食は避けられるが、コストアップにつながる。By the way, in the above-mentioned prior art, when the material of the metal block and the material of the heat receiving portion of the heat pipe, and the material of the heat sink and the material of the heat radiating portion of the heat pipe are different from each other, depending on the external environment, the space between There is a risk of electrolytic corrosion due to the electrode potential difference at the contact part of
It was unreliable. If the metal block, the heat pipe, and the heat sink are made of the same material (usually copper) to avoid this electrolytic corrosion, the weight will be increased as compared with the case where the heat sink is made of aluminum. So, if you apply nickel plating etc. to those contact parts,
Although electrolytic corrosion can be avoided, it will increase costs.
【００１９】ところが、本実施例では、金属ブロック４
及びヒートシンク９とヒートパイプ１２との間に弾性体
６，１１（密閉袋７及びパーフロロカーボン液８）を介
在させているので、それらの材質を異なるものにした場
合でも、電食の危険がなく信頼性が高くなる。However, in this embodiment, the metal block 4
Since the elastic bodies 6 and 11 (sealing bag 7 and perfluorocarbon liquid 8) are interposed between the heat sink 9 and the heat pipe 12, there is no risk of electrolytic corrosion even when the materials are different. Higher reliability.
【００２０】一方、変形容易なこの弾性体６，１１を利
用すれば、それに対するヒートパイプ１２の着脱が容易
になる。また、弾性体６，１１の密閉袋７（多層フィル
ム）は電気的絶縁性を有しているので、複数のシステム
で一つのヒートシンク９を共用した場合でも、短絡や電
気雑音の侵入のおそれがなく信頼性が高くなる。On the other hand, if the elastic bodies 6 and 11 which are easily deformed are used, the heat pipe 12 can be easily attached and detached. Further, since the airtight bag 7 (multilayer film) of the elastic bodies 6 and 11 has an electrical insulating property, even if one heat sink 9 is shared by a plurality of systems, there is a risk of short circuit or electric noise intrusion. Not reliable.
【００２１】図２に示す第２実施例においては、ヒート
シンク９内の弾性体１１が円筒状をなし、この弾性体１
１内に挿入されたヒートパイプ１２の放熱部１２ｂがそ
の軸心方向Ａに沿って移動できるようになっている。ま
た、図３に示す第３実施例においては、弾性体１１と放
熱部１２ｂとの間が球面軸受け状をなし、放熱部１２ｂ
が弾性体１１内で周方向Ｂへ移動できるようになってい
る。従って、ヒートシンク９とヒートパイプ１２との間
の自由度が増し、ヒートシンク９の振動をより一層吸収
し易くなる。In the second embodiment shown in FIG. 2, the elastic body 11 in the heat sink 9 has a cylindrical shape.
The heat radiating portion 12b of the heat pipe 12 inserted in the unit 1 can be moved along the axial direction A thereof. Further, in the third embodiment shown in FIG. 3, the elastic body 11 and the heat radiating portion 12b have a spherical bearing shape, and the heat radiating portion 12b is formed.
Are movable in the elastic body 11 in the circumferential direction B. Therefore, the degree of freedom between the heat sink 9 and the heat pipe 12 is increased, and the vibration of the heat sink 9 is more easily absorbed.
【００２２】前記各実施例では、ヒートパイプ１２を利
用したが、熱伝導性の良好な他の放熱体に変更してもよ
い。また、前述した実施例では弾性体６，１１として密
閉袋７内にパーフロロカーボン液８を収納したものを利
用したが、このような流体ではなく、熱伝導性が良好で
且つ電気的絶縁性がある弾性固体を利用してもよい。さ
らに、車体をヒートシンク９の代わりに利用してもよ
い。Although the heat pipe 12 is used in each of the above-described embodiments, it may be changed to another heat radiator having good heat conductivity. Further, in the above-described embodiment, the elastic body 6, 11 used is one in which the perfluorocarbon liquid 8 is housed in the closed bag 7, but it is not such a fluid, and the thermal conductivity is good and the electrical insulation is good. Certain elastic solids may be utilized. Further, the vehicle body may be used instead of the heat sink 9.
【００２３】[0023]
【発明の効果】本発明によれば、金属ブロック上の電子
部品から離した位置で放熱する形式の電子部品冷却構造
において、熱伝導性に優れた弾性体の機能により、放熱
側の振動や熱応力により電子部品が悪影響を受けること
は少なくなる。According to the present invention, in the electronic component cooling structure of the type that radiates heat at a position separated from the electronic component on the metal block, the function of the elastic body having excellent thermal conductivity causes vibration and heat on the heat radiating side. Electronic components are less likely to be adversely affected by stress.
【図１】第１実施例に係る電子部品冷却構造を示す概略
断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an electronic component cooling structure according to a first embodiment.
【図２】第２実施例に係る電子部品冷却構造を示す概略
断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view showing an electronic component cooling structure according to a second embodiment.
【図３】第３実施例に係る電子部品冷却構造を示す概略
断面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view showing an electronic component cooling structure according to a third embodiment.
２ プリント基板、３ 電子部品、４ 金属ブロック、
５ 取付孔、６ 弾性体、７ 密閉袋、８ 流体しての
パーフロロカーボン液、９ 放熱体としてのヒートシン
ク、１０ 取付孔、１１ 弾性体、１２ 放熱体として
のヒートパイプ、１２ａ 受熱部、１２ｂ 放熱部。2 printed circuit boards, 3 electronic components, 4 metal blocks,
5 mounting holes, 6 elastic body, 7 airtight bag, 8 perfluorocarbon liquid as fluid, 9 heat sink as radiator, 10 mounting hole, 11 elastic body, 12 heat pipe as radiator, 12a heat receiving part, 12b heat radiation Department.
Claims (1)
受熱部を有する放熱体とを備え、熱伝導性に優れた弾性
体を介してこの金属ブロックと放熱体の受熱部とを接続
したことを特徴とする電子部品の冷却構造。1. A metal block on which electronic components are mounted,
A cooling structure for an electronic component, comprising: a heat radiator having a heat receiving portion, wherein the metal block is connected to the heat receiving portion of the heat radiator via an elastic body having excellent thermal conductivity.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33070092A JPH06177297A (en) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | Cooling structure for electronic device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33070092A JPH06177297A (en) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | Cooling structure for electronic device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06177297A true JPH06177297A (en) | 1994-06-24 |
Family
ID=18235588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33070092A Pending JPH06177297A (en) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | Cooling structure for electronic device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06177297A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2009088560A (en) * | 2008-12-25 | 2009-04-23 | Kyushu Univ | Heat transfer cable, heat transfer cable unit, heat transfer system, and heat transfer system construction method |
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-
1992
- 1992-12-10 JP JP33070092A patent/JPH06177297A/en active Pending
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