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JP2834996B2 - ヒートシンク - Google Patents

ヒートシンク

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JP2834996B2
JP2834996B2 JP4716394A JP4716394A JP2834996B2 JP 2834996 B2 JP2834996 B2 JP 2834996B2 JP 4716394 A JP4716394 A JP 4716394A JP 4716394 A JP4716394 A JP 4716394A JP 2834996 B2 JP2834996 B2 JP 2834996B2
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    • 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
    • H01L23/46Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
    • H01L23/467Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing gases, e.g. air
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    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、集積回路パッケージ等
の発熱部品に適用されるヒートシンクに関する。
【0002】近年、小型化及び高信頼性化が要求される
電子装置として、例えばラップトップパソコン等の可搬
型電子装置が広く市場に出回っている。この種の装置の
高性能化を図るためには、発熱量の大きい集積回路パッ
ケージを一つ又はそれ以上用いることが必要になる。こ
のため、このような発熱部品の放熱性を確保するため
に、強制空冷を行うためのファン付きのヒートシンクが
使用される。
【0003】一方、排気ファン等を用いて内部に冷却用
の空気流が生じるようにされた装置が実用されており、
この種の装置に適合する高性能なヒートシンクが要望さ
れている。
【0004】
【従来の技術】従来、集積回路パッケージ等の発熱部品
の上面に密着して固定される熱伝導性の良好な材質から
なるベース部と、このベース部を強制的に空冷するため
のファンとを備えたヒートシンクが公知である。
【0005】ファンは通常ベース部の上面に露出して設
けられており、このファンによりヒートシンク内に取り
入れられた冷却風がベース部から熱を奪ってベース部の
側方四方向に吐出されることで発熱部品の放熱が行われ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述のような従来のヒ
ートシンクを内部に冷却用の空気流が生じるようにされ
た装置に適用すると、高密度実装化により空気流の流路
が狭い場所等にヒートシンクを実装した場合等に、ヒー
トシンクの吐出し口から熱風が四方向へ排気されるた
め、空気流の流路に乱れが生じ、効率の良い装置冷却が
困難になり、熱風による周辺素子の熱破壊等の問題が生
じていた。
【0007】また、従来のヒートシンクにあっては、ヒ
ートシンク上面にファンが露出しているので、実装作業
等に際して作業者の指がファンに触れたりファンから異
物が入り込んで故障の原因になることがあった。
【0008】よって、本発明の目的は、冷却効率が高く
信頼性に優れたヒートシンクを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によると、内部に
冷却用の空気流が生じるようにされた装置に適用される
ヒートシンクであって、その下面は上記装置内に実装さ
れる発熱素子に密着し、その上面に開口を有し、その側
面に空気吐出し口を有するベース部と、上記開口を覆う
ように上記ベース部と一体に設けられ、その側面に空気
吸込み口を有するカバー部と、上記開口内に設けられ、
上記カバー部の内部から上記ベース部の内部に空気を送
り込む送風手段とを備え、上記空気吸込み口及び上記空
気吐出し口はそれぞれ上記空気流の上流側及び下流側に
向いているヒートシンクが提供される。
【0010】本発明の望ましい実施態様においては、空
気吐出し口には複数の扉が設けられており、これら複数
の扉を選択的に開閉しておくことにより、空気の吐出し
方向が設定可能になる。
【0011】
【作用】本発明によると、カバー部及びベース部にそれ
ぞれ空気吸込み口及び空気吐出し口を設け、空気吸込み
口及び空気吐出し口がそれぞれ装置内の空気流の上流側
及び下流側に向くようにしているので、装置内の冷却用
の空気流の流路に乱れが生じにくくなり、効率の良い装
置冷却が可能になる。
【0012】また、送風手段が設けられるベース部の開
口を覆うようにカバー部を設けているので、送風手段に
指が直接触れたり異物が入り込むことが防止され、信頼
性が向上する。
【0013】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して詳細に
説明する。図1は本発明が適用されるヒートシンクの斜
視図、図2はその断面図である。このヒートシンク2
は、発熱素子としての集積回路パッケージ4に搭載され
る。集積回路パッケージ4は平坦な上面を有しており、
その下面にはプリント配線板に実装するときに使用され
るリード5が突出している。
【0014】ヒートシンク2は、集積回路パッケージ4
の上面にその下面が密着して固定されるベース部6と、
ベース部6と一体に設けられるカバー部8と、送風手段
としてのファンアセンブリ10とからなる。ベース部6
及びカバー部8は熱伝導性が良好なアルミ合金等の金属
材からなり、ベース部6は接着、ネジ止め等により集積
回路パッケージ4に固定される。カバー部8をベース部
6に固定して一体化する手段の具体例については後述す
る。
【0015】カバー部8の側面には空気吸込み口12が
形成され、ベース部6の側面には空気吐出し口14が形
成されている。また、ベース部6の上部にはベース部内
部に突出する円環状突起16が設けられており、この円
環状突起16によりベース部6の上面には開口18が形
成されている。
【0016】ファンアセンブリ10は開口18内に位置
するようにベース部6の下部に取り付けられる。ファン
アセンブリ10は、カバー部8の内部からベース部6の
内部に空気が送り込まれるように駆動される。
【0017】この発明は、空気吸込み口12及び空気吐
出し口14が、それぞれ、このヒートシンク2が実装さ
れる装置内における冷却用の空気流の上流側及び下流側
に向いている点で特徴付けられる。図2において、この
空気流は矢印Aで示されている。
【0018】空気吸込み口12からカバー部8内に吸い
込まれた空気は、ファンアセンブリ10によって開口1
8を介してベース部6内に送られ、空気吐出し口14を
介して予め定められた方向に排出される。
【0019】尚、この実施例ではヒートシンク2は概略
直方体であり、空気吐出し口14は、ベース部6の矢印
A下流側端部の側面に2つ、矢印Aと平行な2側面の上
記端部側にそれぞれ3つずつ形成されている。
【0020】図3は、本実施例におけるヒートシンクが
適用される装置であって、内部に冷却用の空気流が生じ
るようにされた装置の透視斜視図である。この装置20
の背面側には空気流入口22が形成されており、前面側
には排気ファン24が設けられている。
【0021】筐体20の内部は、背面側から前面側に向
かって途中まで仕切り板26によって仕切られている。
仕切られた一方のスペース内には下から順にプリント配
線板28及び30が水平に設けられており、仕切られた
他方のスペースには下から順にプリント配線板32及び
34が水平に設けられている。
【0022】ここでは、本実施例におけるヒートシンク
2及び集積回路パッケージ4がプリント配線板32に実
装されているものとする。装置内の空気流は図3に複数
の矢印で示されている。
【0023】本実施例においては、空気流入口22及び
排気ファン24によって定まる筐体20内の空気流に適
合するように、ヒートシンク2における空気吸込み口2
2及び空気吐出し口14の向きを設定することができる
ので、冷却用の空気流に乱れが生じにくくなり、発熱素
子に対する効果的な冷却が可能になる。
【0024】また、図3に示されるように、プリント配
線板32上のヒートシンク2の側方に熱に弱い素子36
が実装されている場合に、従来のヒートシンクであると
底から排出された熱風により素子36が破損する恐れが
あったものであるが、本実施例では冷却用の空気流に乱
れが生じにくいので、素子36が熱により損傷すること
が防止される。
【0025】また、従来のヒートシンクにあってはその
上部にファンアセンブリ等の送風手段が設けられている
ので、ヒートシンクの上方にある程度のスペースを開け
て他のプリント配線板(図3ではプリント配線板34)
を実装する必要があり、煩雑な作業が要求されていたも
のであるが、本実施例では、ヒートシンク2はカバー部
8を有しており、空気吸込み口12はその側方に設けら
れているので、プリント配線板34はヒートシンク2の
上面に接触しても良く、従って、プリント配線板34を
実装するに際して煩雑な作業が要求されない。
【0026】図4は本実施例におけるファンアセンブリ
の断面図である。ベース部6の内部にはファン取付部3
8が形成されており、このファン取付部38に送風手段
としてのファンアセンブリ10が固定される。
【0027】ファンアセンブリ10は、ファン取付部3
8に圧入/固定され外周部にコイル40を備えた固定子
42と、固定子42の中心にベアリング44を介して立
設されるシャフト46と、シャフト46に固定され内周
壁には磁石48が外周壁にはプロペラ50が固定される
回転子52と、リード線54が接続されるプリント配線
板56とから構成される。プリント配線板56には図示
しないモータ駆動回路が実装される。
【0028】また、58はリングヨーク、60はヨー
ク、62はシャフト46に装着されるカットワッシャ、
64はシャフト46を下方に付勢するためのスプリング
を示す。尚、本実施例において、ファンアセンブリ10
の周囲に円環状突起16を設けているのは、ベース部6
の内部とカバー部8の内部との間に十分な静圧差を確保
するためである。
【0029】図5はベース部に形成される空気吐出し口
の他の例を示す斜視図である。この例では、ベース部6
の側面に一つ又はそれ以上の比較的大きな空気吐出し口
14を形成し、この空気吐出し口14の内部に複数の扉
66を設けている。
【0030】扉66は、ベース部6に設けられた軸68
を中心に回動可能であり、扉66の軸68に垂直な平面
における断面形状は、例えば図5に示されるように楔形
である。この断面形状は後述するように流線型であって
も良い。
【0031】本実施例においては、複数の扉66を選択
的に開閉しておくことによって、空気吐出し口14にお
ける空気の吐出し位置を自由に設定可能であり、また、
各扉の開閉角度により空気の吐出し方向を自由に設定可
能である。
【0032】従って、このような空気吐出し口を有する
ヒートシンクを、内部に冷却用の空気流が生じるように
された装置に適用する場合に、ヒートシンクを実装した
後で空気吐出し口を空気流の下流側に向けるのが容易で
ある。また、ヒートシンクから吐出される熱風が熱に弱
い素子に当たるのを避けることが容易である。
【0033】また、この実施例では、特に、開いている
扉66がファンアセンブリからの空気流を受けて放熱フ
ィンとして機能するので、良好な放熱性を確保すること
ができる。
【0034】図6の(A)及び(B)はそれぞれ扉の他
の例を示す斜視図である。(A)に示される例では、軸
68を中心に回動する扉66の下面には突起70が形成
されており、ベース部6の上面には突起70の移動軌跡
に沿って複数のロック穴72が設けられている。そし
て、突起70がロック穴72に着座することで、扉66
の回動角度が段階的に設定されるようになっている。こ
の実施例によると、扉66の開閉角度を容易に設定可能
である。
【0035】一方、(B)に示される例では、ベース部
6をその下面及び支柱となる部分6Aと上面となる部分
6Bとに分け、これら各部分6A及び6Bを一体に組み
立てる際に扉66を挟み込むようにし、扉66の上面及
び下面とベース部の内面との間の摩擦力によって、扉6
6の回動角度が固定されるようにされている。この実施
例では、扉66にある程度以上の回動力を与えること
で、上記摩擦力に抗して扉66の開閉角度を調整するこ
とができる。
【0036】図7の(A)及び(B)はカバー部の固定
構造の例を示す斜視図である。(A)に示される例で
は、カバー部8はその下面の縁にフック74を有してお
り、このフックが空気吐出し口14に係止することでカ
バー部8がベース部6に固定されている。
【0037】(B)に示される例では、カバー部8はそ
の下面の縁(図示された例ではカバー部の四隅)にフッ
ク76を有しており、このフック76の先端部が集積回
路パッケージ4の下面の縁に係止することで、カバー部
8及びベース部6が集積回路パッケージ4に対して固定
されている。(B)に示される例によると、ベース部6
を集積回路パッケージ4に独立に固定することなしに、
このヒートシンクを集積回路パッケージ4に容易に取り
付けることができる。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
冷却効率が高く信頼性に優れたヒートシンクの提供が可
能になるという効果が生じる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されるヒートシンクの斜視図であ
る。
【図2】図1のヒートシンクの断面図である。
【図3】本発明のヒートシンクが適用される装置の透視
図である。
【図4】ファンアセンブリの断面図である。
【図5】空気吐出し口の他の例を示す斜視図である。
【図6】扉の他の例を示す斜視図である。
【図7】カバー部の固定構造の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
2 ヒートシンク 4 集積回路パッケージ(発熱素子) 6 ベース部 8 カバー部 10 ファンアセンブリ 12 空気吸込み口 14 空気吐出し口
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 23/34 - 23/473 H05K 7/20

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部に冷却用の空気流が生じるようにさ
    れた装置に適用されるヒートシンクであって、 その下面は上記装置内に実装される発熱素子に密着し、
    その上面に開口を有し、その側面に空気吐出し口を有す
    るベース部と、 上記開口を覆うように上記ベース部と一体に設けられ、
    その側面に空気吸込み口を有するカバー部と、 上記開口内に設けられ、上記カバー部の内部から上記ベ
    ース部の内部に空気を送り込む送風手段とを備え、 上記空気吸込み口及び上記空気吐出し口はそれぞれ上記
    空気流の上流側及び下流側に向いているヒートシンク。
  2. 【請求項2】 上記空気吐出し口には複数の扉が設けら
    れており、 該複数の扉を選択的に開閉しておくことにより空気の吐
    出し方向が設定可能である請求項1に記載のヒートシン
    ク。
  3. 【請求項3】 上記扉は回動可能に設けられ、 該扉はその下面に突起を有しており、 上記ベース部の上面には上記突起の移動軌跡に沿って複
    数のロック穴が設けられ、 上記突起が上記ロック穴に着座することで上記扉の回動
    角度が段階的に設定される請求項2に記載のヒートシン
    ク。
  4. 【請求項4】 上記カバー部はその下面の縁にフックを
    さらに有し、 該フックが上記空気吐出し口に係止することで上記カバ
    ー部が上記ベース部に固定される請求項1に記載のヒー
    トシンク。
  5. 【請求項5】 上記カバー部はその下面の縁にフックを
    さらに有し、 該フックが上記発熱素子の下面の縁に係止することで上
    記カバー部及び上記ベース部が上記発熱部品に固定され
    る請求項1に記載のヒートシンク。
  6. 【請求項6】 上記装置はプリント配線板を有し、 上記発熱部品は上記プリント配線板に実装された集積回
    路パッケージである請求項1に記載のヒートシンク。
  7. 【請求項7】 上面に開口を有し、側面に空気吐出し口
    を有するベース部と、 上記空気吐出し口と相対する位置に空気吸込み口を有す
    ると共に底面が開口し、上記ベース部に重ねられるカバ
    ー部と、 上記開口内に設けられた送風手段とを備え、 上記送風手段が上記空気吸い込み口から吸い込んだ空気
    を前記ベース部の底面に吹きつけて前記底面を冷却し、
    前記空気吐出し口から排気することを特徴とするヒート
    シンク。
  8. 【請求項8】 上面に開口を有し、側面にのみ空気吐出
    し口を有するベース部と、 前記開口内に設けられた送風手段と、 前記ベース部に重ねられるカバー部と、を備え、 前記カバー部は、前記空気吐出し口と異なる側面に空気
    吸い込み口を備え、前記空気吸い込み口と前記空気吐出
    し口との間で、前記送風手段により前記空気吸い込み口
    から吸い込まれた空気が前記ベース部の底面に吹きつけ
    られた後に前記空気吸出し口から排気されるような、前
    記ベース部の底面に沿う冷却空気流が形成されることを
    特徴とするヒートシンク。
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