JP2004200533A

JP2004200533A - Heat radiation structure of device

Info

Publication number: JP2004200533A
Application number: JP2002369217A
Authority: JP
Inventors: Naoki Yama; 直樹山
Original assignee: Suzuka Fuji Xerox Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Suzuka Fuji Xerox Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2004-07-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-sized, light-weighted and low-priced heat radiation structure, in which a fan or an electronic cooler will not used, even in a device in which a heat radiation member is not mounted on the surface of a face light-emitting device, etc. <P>SOLUTION: In a heat radiation structure of a device 4, the back surface of the device 4 faces a surface of a printed board 6, and the device 4 is mounted to the printed board 6 so that a surface of the device 4 comes into contact with the atmosphere. The heating structure is provided with an upper heat radiation plate 2, having a projection 1 provided with a hole 8 communicating with the atmosphere so as to enclose the device 4, and a lower heat radiation plate 3, having a substantially L-shaped or substantially U-shaped section. The printed board 1 is interposed between the projection 1 and the lower heat radiation plate 3 so as to bond, and the upper heat radiation plate 2 is connected to the lower heat radiation plate 3. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品の放熱構造、特に、デバイスの表面に直接ヒートシンクを取り付けて放熱するができない場合にデバイスが実装されているプリント基板から放熱させるデバイスの放熱構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント基板に実装されるデバイスからの放熱は、主に以下の４つの方法が用いられている。
（１）デバイスの表面から直接熱を大気へ逃がす方法。
（２）デバイスの表面から熱の良導体である金属等へ熱伝導させ、熱を大気へ逃がす方法（例えば、特許文献１参照。）。
（３）デバイスが実装されたプリント基板へ熱伝導させ、プリント基板から直接熱を大気に逃がす方法。
（４）デバイス表面から輻射させて大気へ熱を逃がす方法。
【０００３】
しかし、上記の方法のそれぞれに対し、以下の問題がある。
上記（１）については、狭い装置筐体内の空間で、大気の流動性が悪い場合、放熱効果は期待できないという問題を有する。
また、上記（２）については、ヒートシンク等をデバイスの表面に貼り付ければ効果的に放熱を行うことができるが、デバイス表面が発光面等の場合、金属等により直接熱を逃がすためには、特殊なハウジングおよび金属ケースが必要であるという問題を有する（例えば、特許文献２参照。）。
また、上記（３）については、一般的にプリント基板の熱伝導率は低く、特に薄板、低層構成の場合は、熱の良導体としては期待できないという問題を有する。
さらに、上記（４）については、デバイス表面の輻射率に大きく影響され、光沢のある表面からは、輻射による熱移動は少ないという問題を有する。
【０００４】
そこで、前記した問題に対処するため、筐体空間を大きくする、ファン等の強制空冷を用いる、または基板下に電子冷却器を取り付けて放熱させる方法が一般的に用いられている（例えば、特許文献３および特許文献４参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−１９６５９８号公報
【特許文献２】
特開平５−３３３０号公報
【特許文献３】
特開平５−９５０６２号公報
【特許文献４】
特開平７−２８７１３０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、装置筐体の空間を大きくすると、筐体自体が大型、高重量になり、コストが高くなるという問題があった。また、ファン、電子冷却器等の強制冷却装置を用いた場合も、同様に、装置筐体の空間を大きくする必要があり、大型、高重量および高コストという問題があった。
【０００７】
また、デバイスの表面が発光面等の場合、該デバイスの放熱を行うためには、デバイスのほぼ全体を取り囲む特殊なハウジングおよび金属ケースを必要とするという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、かかる問題を解決するために、デバイスの表面を大気に接した状態で、該デバイスの放熱を小型、低重量および安価に行う放熱構造を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載のデバイスの放熱構造は、デバイスの裏面がプリント基板の表面に対向し、前記デバイスの表面が大気に接して前記プリント基板に実装されたデバイスの放熱構造において、前記デバイスを取り囲むように大気と連通する孔が設けられた凸部を有する上部放熱板と、断面略Ｌ字形状または略コ字形状の下部放熱板とを設け、前記凸部と前記下部放熱板とで前記プリント基板を密着するように挟み込み、前記上部放熱板と前記下部放熱板を連結したものである。この構成により、表面に直接放熱構造を付することができないデバイス、例えば面発光素子であっても、軽量、小型、安価で、しかも効率的にデバイスの放熱をすることができる。
【００１０】
請求項２に記載のデバイスの放熱構造は、請求項１に記載のデバイスの放熱構造において、前記上部放熱板と前記プリント基板の間、および／または前記下部放熱板と前記プリント基板の間に、放熱シートを設けたものである。この構成により、デバイスの熱を、プリント基板を介して上部放熱板および／または下部放熱板に効率的に伝えることができ、表面に直接放熱構造を付することができないデバイス、例えば面発光素子であっても、軽量、小型、安価で、しかも効率的にデバイスの放熱をすることができる。
【００１１】
請求項３に記載のデバイスの放熱構造は、請求項１に記載のデバイスの放熱構造において、前記上部放熱板が装置筐体の上面の一部または全部となり、前記下部放熱板が前記装置筐体の下面および側面の一部または全部となるものである。この構成により、上部放熱板および下部放熱板がそのまま装置の筐体となることから、装置筐体のコストの低減、すなわち、デバイスを搭載した装置のコストを低減することができる。
【００１２】
請求項４に記載のデバイスの放熱構造は、請求項１記載のデバイスの放熱構造において、前記上部放熱板が装置筐体の上面および側面の一部または全部となり、前記下部放熱板が前記装置筐体の下面の一部または全部となるものである。この構成により、上部放熱板および下部放熱板がそのまま装置の筐体となることから、装置筐体のコストの低減、すなわち、デバイスを搭載した装置のコストを低減することができる。
【００１３】
請求項５に記載のデバイスの放熱構造は、請求項１に記載のデバイスの放熱構造において、前記上部放熱板および前記下部放熱板の材質は、銅または黒アルマイト処理されたアルミニウムであるものである。この構成により、デバイスから伝わってきた熱を効率的に大気に逃がすことができる。また、金属等の基台の上に本放熱構造をもつ装置が載置された場合は、下部放熱板が銅または黒アルマイト処理されたアルミニウムからなることから、デバイスから伝わった熱を下部放熱板から前記基台に逃がすことができる。
【００１４】
請求項６に記載のデバイスの放熱構造は、請求項１に記載のデバイスの放熱構造において、前記プリント基板が前記凸部と密着する部分および／または前記プリント基板が前記下部放熱板と密着する部分において、前記プリント基板の表面および／または裏面に銅箔ベタパターンが設けられているものである。この構成により、デバイスからプリント基板に伝わってきた熱を、上部放熱板および／または下部放熱板に伝え易くできる。
【００１５】
請求項７に記載のデバイスの放熱構造は、請求項１に記載のデバイスの放熱構造において、前記上部放熱板および／または前記下部放熱板にヒートシンクが取り付けられているものである。この構成により、上部放熱板および／または下部放熱板の表面積が大きくなるため、上部放熱板および／または下部放熱板に溜まった熱を大気に放出し易くなる。
【００１６】
請求項８に記載のデバイスの放熱構造は、請求項１に記載のデバイスの放熱構造において、前記上部放熱板および／または前記下部放熱板に複数の凹部を設け、ヒートシンクの機能を持たせたものである。この構成により、上部放熱板および／または下部放熱板の表面積が大きくなるため、上部放熱板および／または下部放熱板に溜まった熱を大気に放出し易くなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態につき、図面を用いて詳細に説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の放熱構造を示す斜視図であり、図２はその分解図である。図１および図２に示すように、凸部１を有する上部放熱板２と略Ｌ字形状の下部放熱板３の間に、デバイス４およびそのドライバ等の電子部品５を実装したプリント基板６を挟み込んで密着させ、前記上部放熱板２および前記下部放熱板３を２本のボルト７で固定させている。
前記上部放熱板２には、前記デバイス４の大きさよりも若干大きい孔８があけられており、前記デバイス４の表面４１が大気と連通されている。
【００１９】
前記デバイス４は、例えばデバイスの表面４１から光を発光させる面発光素子等の発熱温度が高い素子である。このようなデバイス４の裏面がプリント基板と対向して実装され、なおかつ、デバイス４の表面４１に直接ヒートシンク等を取り付けて放熱することができない素子を放熱させるためには、プリント基板６を介して放熱させる方法を採らざるを得ない。
【００２０】
前記デバイス４により生じた熱は、一部は孔８により大気に放熱するが、その大半はプリント基板６に伝わる。図１の断面図である図４に示すように、前記デバイス４の熱が最も伝わりやすいのは、デバイス４の真下に位置している下部放熱板３である。この下部放熱板３を略Ｌ字形状にし、空気に接する側面３１を設けることにより、効率良く放熱することができる。なぜなら、側面３１に面した大気が下方から上方に向かって対流するためである。
また、前記下部放熱板３を上部放熱板２にボルト７等で連結することにより、下部放熱板３の熱を上部放熱板２に伝えて、大気と接する面積の大きい上部放熱板２から効率的に放熱させることができる。
【００２１】
プリント基板６とデバイス４および電子部品５のみにした状態で、デバイス４および電子部品５を連続して動作させた場合のデバイス４の温度は１０２度であったが、本実施形態に示した放熱構造では、デバイス４の温度は６４．７度となり、約３８度の温度低減効果があった。
尚、上部本熱板だけの場合のデバイス４の温度は７５度であり、下部放熱板だけの場合のデバイス４の温度は７４．７度であった。
【００２２】
本実施例では、図３に示すように、デバイス４を用いた装置、例えば発光装置の筐体の一部として、上部放熱板２および下部放熱板３を用いているため、発光装置の小型軽量化および低コスト化を行うことができる。
また、前記上部放熱板２および下部放熱板３の材料として熱伝導率の高いアルミニウムまたは銅を採用することができる。アルミニウムについては、黒アルマイト処理を施すことにより、放熱効果を一層高めることができる。
【００２３】
（第２実施形態）
図５は、第２実施形態に係るデバイスの放熱構造を示す。以下、第１実施形態との相違点のみ説明し、第１実施形態と同一の事項については、説明を省略する。
【００２４】
図５に示すように、上部放熱板２とプリント基板６の間と、下部放熱板３とプリント基板６の間に放熱シート１３を設けた点が第１実施形態との相違点である。該放熱シートは、柔らかく、放熱板とプリント基板の密着を向上させるものであれば良く、例えば、低硬度のシリコーンゴムを採用することができる。この放熱シート１３を用いることにより、上部放熱板２、下部放熱板３とプリント基板６の密着が向上するため、第１実施形態に示した以上に放熱効果を高めることができる。
また、放熱シート１３の代わりに、シリコーンを主成分とした放熱接着剤を採用しても同様の効果を得ることができる。
本実施形態においては、上部放熱板２、プリント基板６および下部放熱板３を固定するために、図１に示したボルト７に加えて、上部放熱板２、プリント基板６および下部放熱板３を貫通する上下方向の穴を２個あけ、ボルト等でとも締めすることが適している。なぜなら、前記放熱シートまたは放熱接着剤は弾性体であるため、上下方向にボルト等で締めることにより、上部放熱板２、プリント基板６および下部放熱板３との密着度が向上するからである。
【００２５】
（第３実施形態）
図６は、第３実施形態に係るデバイスの放熱構造を示す。以下、第１実施形態との相違点のみ説明し、第１実施形態と同一の事項については、説明を省略する。
【００２６】
図６に示すように、上部放熱板２に複数の凹部２１と、下部放熱板３の側面３１に複数の凹部３２を設けることにより、上部放熱板２および下部放熱板３の表面積が大きくなり、放熱板自体がヒートシンクの働きをするため、さらに放熱効果を高めることができる。
ここで、下部放熱板３については、図７に示したように、前記した空気の対流ができやすいように凹部を上下方向に設ける方が、左右方向に設けるよりも放熱効果を大きくすることができる。
【００２７】
（第４実施形態）
図７は、第４実施形態に係るデバイスの放熱構造を示す。以下、第１実施形態との相違点のみ説明し、第１実施形態と同一の事項については、説明を省略する。
【００２８】
図７に示すように、上部放熱板２に複数のヒートシンク１０を設けることにより、上部放熱板２表面積が実質的に大きくなり、放熱効果を大きくすることができる。
ヒートシンクは市販されているものを採用することができ、ヒートシンク１０の下面に前記した放熱シートまたは放熱接着剤を付けることにより上部放熱板２に固定する。
尚、図示を省略したが、下部放熱板３の側面３１にも同様にヒートシンクを貼り付けることにより、さらに放熱効果を向上させることができる。
【００２９】
（第５実施形態）
図８および図９は、第５実施形態に係るデバイスの放熱構造を示す。以下、第１実施形態との相違点のみ説明し、第１実施形態と同一の事項については、説明を省略する。
【００３０】
図８は、第１実施形態におけるプリント基板６を下方から見た斜視図であり、プリント基板６に伝わった熱を下部放熱板３に伝えやすいように、プリント基板６の裏面に銅箔ベタパターン１１を設けたものである。
この銅箔ベタパターン１１は、プリント基板６が下部放熱板３と密着する部分の面積よりも大きい方が適している。プリント基板６の裏面に配線パターンが無ければ、プリント基板７の全面を銅箔ベタパターンにしても良い。
【００３１】
図９は、第１実施形態におけるプリント基板６を上方から見た斜視図であり、プリント基板６に伝わった熱を上部放熱板２に伝えやすいように、プリント基板６の表面に銅箔ベタパターン１２を設けたものである。
図９では、放熱効率を上げるためにデバイス４の周囲を全て囲んだロ字状の銅箔ベタパターンを例示したが、電子部品５との配線パターンを設けるため、コ字状の銅箔ベタパターンにしても良い。図９に示したロ字状の銅箔ベタパターンの場合は、プリント基板６を多層にし、中間にある層の配線パターンを用いてデバイス４と電子部品５を電気的に接続することになる。
【００３２】
図８および図９に示した銅箔ベタパターンを用いることにより、プリント基板６の熱の伝導を良くすることができる。また、プリント基板６の裏面全体に銅箔ベタパターンを設けた場合は、プリント基板自体も放熱機能を持たせることができるため、さらに放熱効率を向上させることができる。
また、銅箔ベタパターンの上にはレジストが無い方が放熱効果を高めることができる。
【００３３】
（第６実施形態）
図１０は、第６実施形態に係るデバイスの放熱構造を示す。以下、第１実施形態との相違点のみ説明し、第１実施形態と同一の事項については、説明を省略する。
【００３４】
図１０は、第６実施形態における放熱構造を上方から見た斜視図であり、下部放熱板３が略コ字形状である点が第１実施形態との相違点である。プリント基板６の裏面全体を銅箔ベタパターンにし、プリント基板６の裏面全体に放熱シートを貼り付けて下部放熱板３に密着させることにより、さらに放熱効果を高めることができる。
【００３５】
前記した実施例１〜６に示したデバイス４の放熱構造は、実際には、外部からのノイズによる影響を無くすため、図３に示した金属等の導電性のあるカバー９で囲った装置として使われることになる。各実施例においては、説明を容易にするため、カバー９の説明を省略した。
尚、カバー９には、装置内部の空気を大気と連通させるための孔９１を少なくとも２つ設けることが好ましい。
【００３６】
前記した発明の実施の形態は、説明のために例示したものであって、本発明としてはそれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記載から当業者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【００３７】
例えば、図１１に示すように、上部放熱板２が装置筐体の上面および側面になっても良い。
また、例えば、図１２に示すように、上部放熱板２が凸部１を有する略Ｔ字形状であっても良い。該凸部１に、複数の孔８を設け、該孔８に複数のデバイス４を設けても良い。さらに、図示しないが、上部放熱板２の凸部１は複数であっても良い。
尚、実施例では、デバイスとして面発光素子を例示して説明したが、本発明はこれに限られることはなく、発熱する素子であれば適用可能であることは言うまでもない。
【００３８】
【発明の効果】
デバイスの表面に直接放熱構造を取り付けることができないデバイスであっても、小型で安価に放熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るデバイスの放熱構造を説明する斜視図である。
【図２】第１実施形態に係るデバイスの放熱構造を説明する斜視図である。
【図３】第１実施形態に係るデバイスの放熱構造を説明する斜視図である。
【図４】第１実施形態に係るデバイスの放熱構造を説明する断面図である。
【図５】第２実施形態に係るデバイスの放熱構造を説明する断面図である。
【図６】第３実施形態に係るデバイスの放熱構造を説明する斜視図である。
【図７】第４実施形態に係るデバイスの放熱構造を説明する斜視図である。
【図８】第５実施形態に係るデバイスの放熱構造を説明する斜視図である。
【図９】第５実施形態に係るデバイスの放熱構造を説明する斜視図である。
【図１０】第６実施形態に係るデバイスの放熱構造を説明する斜視図である。
【図１１】本発明に係る他の実施形態を説明する斜視図である。
【図１２】本発明に係る他の実施形態を説明する斜視図である。
【符号の説明】
１凸部
２上部放熱板
３下部放熱板
４デバイス
５電子部品
６プリント基板
７ボルト
８孔
９カバー
１０ヒートシンク
１１銅箔ベタパターン
１２銅箔ベタパターン
１３放熱シート[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat dissipation structure of an electronic component, and more particularly, to a heat dissipation structure of a device for dissipating heat from a printed circuit board on which the device is mounted when a heat sink cannot be directly attached to the surface of the device to dissipate heat.
[0002]
[Prior art]
The following four methods are mainly used for heat radiation from a device mounted on a printed circuit board.
(1) A method in which heat is directly released from the surface of the device to the atmosphere.
(2) A method in which heat is conducted from the surface of the device to a metal or the like which is a good conductor of heat to release heat to the atmosphere (for example, see Patent Document 1).
(3) A method in which heat is conducted to a printed board on which devices are mounted, and heat is directly released from the printed board to the atmosphere.
(4) A method of radiating heat from the device surface to release heat to the atmosphere.
[0003]
However, each of the above methods has the following problems.
The above (1) has a problem that a heat dissipation effect cannot be expected when the fluidity of the air is poor in a narrow space in the device housing.
Regarding the above (2), heat can be effectively dissipated by attaching a heat sink or the like to the surface of the device. However, when the device surface is a light emitting surface or the like, it is necessary to release heat directly from a metal or the like. There is a problem that a special housing and a metal case are required (for example, see Patent Document 2).
In addition, the above (3) has a problem that the thermal conductivity of the printed circuit board is generally low, and particularly in the case of a thin plate or a low-layer structure, it cannot be expected as a good heat conductor.
Furthermore, the above (4) has a problem that heat transfer due to radiation is small from a glossy surface because it is greatly affected by the emissivity of the device surface.
[0004]
In order to cope with the above-mentioned problem, a method of enlarging a casing space, using forced air cooling such as a fan, or mounting an electronic cooler under a substrate to dissipate heat is generally used (for example, see Patent Reference 3 and Patent Document 4.).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-6-196598 [Patent Document 2]
JP-A-5-3330 [Patent Document 3]
JP-A-5-95062 [Patent Document 4]
JP-A-7-287130
[Problems to be solved by the invention]
However, when the space of the device housing is enlarged, there is a problem that the housing itself becomes large and heavy, and the cost increases. Similarly, when a forced cooling device such as a fan or an electronic cooler is used, it is necessary to increase the space of the device housing, and there is a problem of large size, high weight, and high cost.
[0007]
In addition, when the surface of the device is a light-emitting surface or the like, there is a problem that a special housing and a metal case surrounding substantially the entire device are required to radiate the heat of the device.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a heat radiating structure that can radiate heat from a device in a small, low-weight, and inexpensive manner while the surface of the device is in contact with the atmosphere in order to solve such a problem.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The heat dissipation structure of the device according to claim 1, wherein the back surface of the device faces the surface of the printed circuit board, and the surface of the device is in contact with the atmosphere and surrounds the device in the heat dissipation structure of the device mounted on the printed circuit board. An upper heat sink having a convex portion provided with a hole communicating with the atmosphere, and a lower heat sink having a substantially L-shaped or substantially U-shaped cross section are provided, and the print is formed by the convex portion and the lower heat sink. The upper radiator plate and the lower radiator plate are connected so as to sandwich the substrate so as to be in close contact with each other. With this configuration, even a device that cannot be directly provided with a heat dissipation structure on its surface, for example, a surface-emitting element, can efficiently and efficiently dissipate heat from the device at light weight, small size, low cost, and low cost.
[0010]
The heat radiating structure of the device according to claim 2, wherein the heat radiating structure of the device according to claim 1, wherein between the upper heat radiating plate and the printed circuit board and / or between the lower heat radiating plate and the printed circuit board. A heat radiation sheet is provided. With this configuration, the heat of the device can be efficiently transmitted to the upper heat sink and / or the lower heat sink via the printed circuit board, and a device that cannot be directly provided with a heat dissipation structure on its surface, for example, a surface emitting element. Even so, the device can be efficiently radiated with light weight, small size, low cost, and efficiency.
[0011]
The heat dissipation structure of the device according to claim 3 is the heat dissipation structure of the device according to claim 1, wherein the upper heat sink is a part or all of the upper surface of the device housing, and the lower heat sink is the device housing. Part or all of the lower surface and the side surfaces. With this configuration, the upper heat sink and the lower heat sink become the housing of the device as they are, so that the cost of the device housing can be reduced, that is, the cost of the device in which the device is mounted can be reduced.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, in the heat radiation structure of the device according to the first aspect, the upper heat radiation plate is a part or all of an upper surface and a side surface of the device housing, and the lower heat radiation plate is a part of the device housing. It is part or all of the lower surface of the body. With this configuration, the upper heat sink and the lower heat sink become the housing of the device as they are, so that the cost of the device housing can be reduced, that is, the cost of the device in which the device is mounted can be reduced.
[0013]
According to a fifth aspect of the present invention, in the heat dissipation structure of the device according to the first aspect, the material of the upper heatsink and the lower heatsink is copper or aluminum subjected to black alumite treatment. . With this configuration, heat transmitted from the device can be efficiently released to the atmosphere. When the device with this heat dissipation structure is mounted on a base made of metal, etc., since the lower heat sink is made of copper or aluminum treated with black alumite, the heat transferred from the device is transferred to the lower heat sink. Can escape to the base.
[0014]
The heat radiation structure of the device according to claim 6, wherein the heat radiation structure of the device according to claim 1, wherein the printed board is in close contact with the convex portion and / or the printed board is in close contact with the lower heat sink. , A solid copper foil pattern is provided on a front surface and / or a back surface of the printed circuit board. With this configuration, heat transmitted from the device to the printed circuit board can be easily transmitted to the upper heat sink and / or the lower heat sink.
[0015]
According to a seventh aspect of the present invention, in the heat dissipation structure of the device according to the first aspect, a heat sink is attached to the upper heat sink and / or the lower heat sink. With this configuration, the surface area of the upper radiator plate and / or the lower radiator plate increases, so that heat accumulated in the upper radiator plate and / or the lower radiator plate can be easily released to the atmosphere.
[0016]
The heat dissipation structure of the device according to claim 8 is the heat dissipation structure of the device according to claim 1, wherein a plurality of recesses are provided in the upper heat sink and / or the lower heat sink to provide a heat sink function. It is. With this configuration, the surface area of the upper radiator plate and / or the lower radiator plate increases, so that heat accumulated in the upper radiator plate and / or the lower radiator plate can be easily released to the atmosphere.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0018]
(1st Embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing a heat dissipation structure according to the first embodiment, and FIG. 2 is an exploded view thereof. As shown in FIGS. 1 and 2, a printed circuit board 6 on which electronic components 5 such as a device 4 and its driver are mounted is disposed between an upper heat sink 2 having a convex portion 1 and a lower heat sink 3 having a substantially L shape. The upper heat radiating plate 2 and the lower heat radiating plate 3 are fixed by two bolts 7.
The upper heat sink 2 is provided with a hole 8 slightly larger than the size of the device 4, and a surface 41 of the device 4 is communicated with the atmosphere.
[0019]
The device 4 is an element having a high heat generation temperature, such as a surface-emitting element that emits light from the surface 41 of the device. In order to dissipate heat from an element that cannot be dissipated by attaching a heat sink or the like directly to the front surface 41 of the device 4, the back surface of the device 4 is mounted facing the printed circuit board, and the printed circuit board 6 is used. I have to take a way to radiate heat.
[0020]
Part of the heat generated by the device 4 is radiated to the atmosphere through the holes 8, but most of the heat is transmitted to the printed circuit board 6. As shown in FIG. 4 which is a cross-sectional view of FIG. 1, heat of the device 4 is most easily transmitted to the lower heat sink 3 located immediately below the device 4. By making the lower heat sink 3 substantially L-shaped and providing the side surface 31 that is in contact with air, heat can be efficiently radiated. This is because the atmosphere facing the side surface 31 flows upward from below.
Further, by connecting the lower radiator plate 3 to the upper radiator plate 2 with bolts 7 or the like, the heat of the lower radiator plate 3 is transmitted to the upper radiator plate 2 so that the upper radiator plate 2 having a large area in contact with the atmosphere is efficiently removed. Heat can be dissipated.
[0021]
When the device 4 and the electronic component 5 were continuously operated with only the printed circuit board 6, the device 4 and the electronic component 5, the temperature of the device 4 was 102 ° C. In the structure, the temperature of the device 4 was 64.7 degrees, and a temperature reduction effect of about 38 degrees was obtained.
The temperature of the device 4 when only the upper main heat plate was used was 75 degrees, and the temperature of the device 4 when only the lower heat sink was used was 74.7 degrees.
[0022]
In this embodiment, as shown in FIG. 3, since the upper radiator plate 2 and the lower radiator plate 3 are used as a part of the device using the device 4, for example, the housing of the light emitting device, the light emitting device is small and light. Cost and cost can be reduced.
Further, aluminum or copper having high thermal conductivity can be adopted as a material of the upper heat sink 2 and the lower heat sink 3. With respect to aluminum, the heat radiation effect can be further enhanced by performing black alumite treatment.
[0023]
(2nd Embodiment)
FIG. 5 shows a heat dissipation structure of the device according to the second embodiment. Hereinafter, only the differences from the first embodiment will be described, and the description of the same items as the first embodiment will be omitted.
[0024]
As shown in FIG. 5, a difference from the first embodiment is that a heat radiating sheet 13 is provided between the upper heat radiating plate 2 and the printed circuit board 6 and between the lower heat radiating plate 3 and the printed circuit board 6. The heat radiating sheet may be soft as long as it improves the adhesion between the heat radiating plate and the printed circuit board. For example, low-hardness silicone rubber can be used. By using the heat radiating sheet 13, the adhesion between the upper heat radiating plate 2, the lower heat radiating plate 3 and the printed circuit board 6 is improved, so that the heat radiating effect can be enhanced more than that shown in the first embodiment.
The same effect can be obtained by using a heat-radiating adhesive containing silicone as a main component instead of the heat-radiating sheet 13.
In this embodiment, in order to fix the upper heat sink 2, the printed board 6, and the lower heat sink 3, in addition to the bolts 7 shown in FIG. 1, the upper heat sink 2, the printed board 6, and the lower heat sink 3 are combined. It is suitable to make two vertically penetrating holes and tighten them with bolts or the like. This is because, since the heat radiating sheet or the heat radiating adhesive is an elastic body, the degree of adhesion to the upper heat radiating plate 2, the printed circuit board 6, and the lower heat radiating plate 3 is improved by vertically tightening with a bolt or the like.
[0025]
(Third embodiment)
FIG. 6 shows a heat dissipation structure of the device according to the third embodiment. Hereinafter, only the differences from the first embodiment will be described, and the description of the same items as the first embodiment will be omitted.
[0026]
As shown in FIG. 6, by providing a plurality of recesses 21 on the upper heat sink 2 and a plurality of recesses 32 on the side surface 31 of the lower heat sink 3, the surface area of the upper heat sink 2 and the lower heat sink 3 increases, Since the heat radiating plate itself functions as a heat sink, the heat radiating effect can be further enhanced.
Here, as for the lower heat sink 3, as shown in FIG. 7, it is possible to increase the heat radiation effect by providing the concave portion in the vertical direction so that the convection of the air can be easily performed, as compared with the horizontal direction. it can.
[0027]
(Fourth embodiment)
FIG. 7 shows a heat dissipation structure of the device according to the fourth embodiment. Hereinafter, only the differences from the first embodiment will be described, and the description of the same items as the first embodiment will be omitted.
[0028]
As shown in FIG. 7, by providing the plurality of heat sinks 10 on the upper heat sink 2, the surface area of the upper heat sink 2 is substantially increased, and the heat dissipation effect can be increased.
A commercially available heat sink can be used, and the heat sink 10 is fixed to the upper heat radiating plate 2 by attaching the heat radiating sheet or the heat radiating adhesive to the lower surface of the heat sink 10.
Although not shown, a heat sink can be similarly attached to the side surface 31 of the lower heat sink 3 to further improve the heat dissipation effect.
[0029]
(Fifth embodiment)
8 and 9 show a heat dissipation structure of the device according to the fifth embodiment. Hereinafter, only the differences from the first embodiment will be described, and the description of the same items as the first embodiment will be omitted.
[0030]
FIG. 8 is a perspective view of the printed circuit board 6 according to the first embodiment viewed from below, and a copper foil solid pattern is formed on the back surface of the printed circuit board 6 so that heat transmitted to the printed circuit board 6 can be easily transmitted to the lower heat sink 3. 11 is provided.
The copper foil solid pattern 11 is preferably larger than the area of the portion where the printed board 6 is in close contact with the lower heat sink 3. If there is no wiring pattern on the back surface of the printed board 6, the entire surface of the printed board 7 may be a copper foil solid pattern.
[0031]
FIG. 9 is a perspective view of the printed circuit board 6 according to the first embodiment as viewed from above, and a copper foil solid pattern is formed on the surface of the printed circuit board 6 so that heat transmitted to the printed circuit board 6 can be easily transmitted to the upper heat sink 2. 12 are provided.
In FIG. 9, a square-shaped copper foil solid pattern surrounding the entire periphery of the device 4 is illustrated to increase the heat radiation efficiency. However, in order to provide a wiring pattern with the electronic component 5, a U-shaped copper foil solid pattern is used. You may do it. In the case of the square-shaped copper foil solid pattern shown in FIG. 9, the printed circuit board 6 has a multilayer structure, and the device 4 and the electronic component 5 are electrically connected using the wiring pattern of the intermediate layer.
[0032]
By using the copper foil solid pattern shown in FIGS. 8 and 9, heat conduction of the printed circuit board 6 can be improved. Further, when the copper foil solid pattern is provided on the entire back surface of the printed board 6, the printed board itself can also have a heat dissipation function, so that the heat dissipation efficiency can be further improved.
Further, the absence of the resist on the copper foil solid pattern can enhance the heat radiation effect.
[0033]
(Sixth embodiment)
FIG. 10 shows a heat dissipation structure of the device according to the sixth embodiment. Hereinafter, only the differences from the first embodiment will be described, and the description of the same items as the first embodiment will be omitted.
[0034]
FIG. 10 is a perspective view of the heat radiating structure according to the sixth embodiment as viewed from above, and is different from the first embodiment in that the lower heat radiating plate 3 is substantially U-shaped. The entire back surface of the printed circuit board 6 is made of a copper foil solid pattern, and a heat radiating sheet is attached to the entire back surface of the printed circuit board 6 so as to adhere to the lower heat radiating plate 3, thereby further improving the heat radiating effect.
[0035]
The heat dissipation structure of the device 4 shown in the first to sixth embodiments is actually a device surrounded by a conductive cover 9 such as a metal shown in FIG. 3 in order to eliminate the influence of external noise. Will be used. In each embodiment, the description of the cover 9 is omitted to facilitate the description.
Preferably, the cover 9 is provided with at least two holes 91 for communicating the air inside the apparatus with the atmosphere.
[0036]
The above-described embodiments of the present invention have been described by way of example only, and the present invention is not limited to these embodiments. Those skilled in the art will understand from the claims, the detailed description of the invention, and the drawings. Modifications and additions are possible without departing from the technical idea of the present invention that can be recognized.
[0037]
For example, as shown in FIG. 11, the upper heat sink 2 may be the upper surface and the side surface of the device housing.
Further, for example, as shown in FIG. 12, the upper heat sink 2 may have a substantially T-shape having the convex portion 1. A plurality of holes 8 may be provided in the convex portion 1, and a plurality of devices 4 may be provided in the holes 8. Further, although not shown, the convex portion 1 of the upper heat sink 2 may be plural.
In the embodiments, the surface light emitting element is described as an example of the device. However, the present invention is not limited to this, and it goes without saying that the present invention is applicable to any element that generates heat.
[0038]
【The invention's effect】
Even a device in which the heat radiation structure cannot be directly attached to the surface of the device can be radiated at a small size and at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view illustrating a heat dissipation structure of a device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a perspective view illustrating a heat dissipation structure of the device according to the first embodiment.
FIG. 3 is a perspective view illustrating a heat dissipation structure of the device according to the first embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a heat dissipation structure of the device according to the first embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a heat dissipation structure of a device according to a second embodiment.
FIG. 6 is a perspective view illustrating a heat dissipation structure of a device according to a third embodiment.
FIG. 7 is a perspective view illustrating a heat dissipation structure of a device according to a fourth embodiment.
FIG. 8 is a perspective view illustrating a heat dissipation structure of a device according to a fifth embodiment.
FIG. 9 is a perspective view illustrating a heat dissipation structure of a device according to a fifth embodiment.
FIG. 10 is a perspective view illustrating a heat dissipation structure of a device according to a sixth embodiment.
FIG. 11 is a perspective view illustrating another embodiment according to the present invention.
FIG. 12 is a perspective view illustrating another embodiment according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Convex part 2 Upper heat sink 3 Lower heat sink 4 Device 5 Electronic component 6 Printed circuit board 7 Bolt 8 Hole 9 Cover 10 Heat sink 11 Copper foil solid pattern 12 Copper foil solid pattern 13 Heat dissipation sheet

Claims

In the heat dissipation structure of the device mounted on the printed circuit board, the back surface of the device is opposed to the surface of the printed circuit board, and the surface of the device is in contact with the atmosphere,
An upper heat sink having a convex portion provided with a hole communicating with the atmosphere to surround the device,
A lower heat sink having a substantially L-shaped or substantially U-shaped cross section;
Sandwiching the printed circuit board in close contact with the convex portion and the lower heat sink,
A heat radiation structure for a device, wherein the upper heat radiation plate and the lower heat radiation plate are connected.

The heat dissipation structure of the device according to claim 1,
A heat dissipation structure for a device, wherein a heat dissipation sheet is provided between the upper heat sink and the printed board and / or between the lower heat sink and the printed board.

The device for radiating heat according to claim 1,
The upper heat sink is part or all of the upper surface of the device housing,
A heat dissipation structure for a device, wherein the lower heat dissipation plate forms part or all of a lower surface and side surfaces of the apparatus housing.

The device for radiating heat according to claim 1,
The upper heat sink is part or all of the upper surface and side surfaces of the device housing,
The heat radiating structure of a device, wherein the lower heat radiating plate is part or all of a lower surface of the device housing.

The heat dissipation structure of the device according to claim 1,
The heat radiating structure of the device, wherein a material of the upper heat radiating plate and the lower heat radiating plate is copper or aluminum treated with black alumite.

The heat dissipation structure of the device according to claim 1,
A solid copper foil pattern is provided on a front surface and / or a back surface of the printed circuit board in a portion where the printed circuit board is in close contact with the convex portion and / or in a portion where the printed circuit board is in close contact with the lower heat sink. The heat dissipation structure of the device.

The heat dissipation structure of the device according to claim 1,
A heat dissipation structure for a device, wherein a heat sink is attached to the upper heat sink and / or the lower heat sink.

The heat dissipation structure of the device according to claim 1,
A heat dissipation structure for a device, wherein a plurality of recesses are provided in the upper heat sink and / or the lower heat sink to function as a heat sink.