TWI424140B - 受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體 - Google Patents

Description

受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體

本發明係有關使用於下述構件之冷卻的散熱器，該構件為：半導體元件，收納在電子設備框體內，在動作時發熱的IC(積體電路)、CPU(中央處理器)等；或其他具有發熱部的電子零件。

近年來，於電子設備中，在收納於電子設備框體內的電子零件中，CPU(中央運算裝置)特別是隨著近年來操作時脈的高時脈頻率化，成為動作時發熱量最大的電子零件之一。同樣從確保CPU的動作穩定性及動作壽命的觀點，散熱對策係重要的問題。例如，為進行CPU的散熱，使用水冷式的水冷模組或具備散熱片的氣冷散熱體構造(散熱器)。

水冷式的散熱體構造採用以下之技術：使用泵將吸熱後的液體運送到散熱器(radiator)以使其散熱，但由於要使用泵，或者有液體從配管中流出之虞等，因此不利於長期可靠度或成本方面。另一方面，散熱器易於維護，可靠度高，成本也低，因此仍被廣泛使用。

日本特開2001-196511號公報記載：在IC或CPU等半導體或具有發熱部的電子零件之冷卻上，使用具備塔狀散熱片或複數之銷狀散熱片的散熱器。稱作塔型之一般厚度大的散熱器形成如下之構造：將支柱配置成從受熱面起沿著垂直方向延伸，並配置自該支柱相對於受熱面平行的板狀散熱片。

隨著CPU的發熱量增加，需要散熱性更好的散熱器；另一方面，電子設備的高密度化也不斷進展，在電子設備的框體內，散熱器所能使用的空間逐漸受到限制。因此，緊密且散熱效率良好之散熱器的必要性越發提高。

但是，特別是如以狹窄的間隔配置複數之印刷電路基板的情形，在CPU的上側(與安裝CPU之印刷電路基板的接合面相反側的表面側)空間小，無法使用厚度大之一般的散熱片型散熱器(在 以受熱面為一主要面的底板之另一主要面上，相對於受熱面垂直地直立設置有板狀散熱片的散熱器)時，難以確保充分的散熱性能。

圖18係顯示散熱片型散熱器的一例。該散熱器20係從底板19起在與受熱面垂直的方向上配置複數之板狀散熱片3而構成(以下，將該散熱器稱為“垂直散熱片型散熱器”)。該垂直散熱片型散熱器20，當使底板19之厚度變薄時，從受熱區域到分離之板狀散熱片3的熱電阻升高。因此，即使增加板狀散熱片3的片數，也無法將該片數的增加有效地利用於散熱。反之，當使底板19變厚時，由於高度的限制，原本高度低的板狀散熱片3之高度越發變低，而板狀散熱片3的散熱面積減小。亦即，即使在與印刷電路基板之主要面平行的方向上具有空間，也無法將該空間活用於提高散熱器的散熱性能，為其問題。

即使在CPU的上側沒有空間，若在電子設備框體內的某處具有空間，即可使用如圖19所示的散熱器(以下稱為分離型散熱器)23，該散熱器係以散熱管連結受熱區塊與板狀散熱片。以散熱管22連結受熱區塊21與垂直散熱片型散熱器20的分離型散熱器23，在CPU(未圖示)僅配置受熱區塊21，在電子設備框體內的其他空間配置垂直散熱片型散熱器20。受熱區塊21所接受之CPU的熱經由散熱管22傳遞到垂直散熱片型散熱器20，從垂直散熱片型散熱器20散熱。

但是，在電子設備框體內之整體，各種電子零件的配置不斷高密度化，難以確保收納散熱器的空間。又，若使用散熱管22，變得需要複雜的安裝機構，用以一面分別固定位於分離位置的受熱區塊21與垂直散熱片型散熱器20，一面使受熱區塊21密接於CPU，造成組裝工時增加，且電子設備的成本提高，為其問題。

因此，為解決上述習知技術的問題，本發明之目的為：提供受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體，能把與印刷電路基板之主要面係平行方向的空間利用於提高散熱器的散熱性能。

為達成上述目的，依本發明之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體由下列部份構成：柱狀部，沿長軸方向延伸，具有與長軸平行的至少三個側面，且該等側面中的一個側面為受熱面；及複數之板狀散熱片，從該柱狀部之成為該受熱面的側面以外的兩個側面起，沿著與該受熱面平行的第1方向及與其反向的第2方向延伸。而且，若將該受熱面平行散熱片型散熱構造體的高度H(單位：mm)設為從該受熱面到離該受熱面最遠之板狀散熱片的距離，且將寬度W(單位：mm)設為從該柱狀部沿第1方向延伸的板狀散熱片之前端到從該柱狀部沿該第2方向延伸的板狀散熱片之前端為止的距離時，該等H與W的關係以下列式子表示：

H≦(W-47)^0.5 /0.6+5

其中，該式中H在5mm以上，W在47mm以上。

該板狀散熱片的板厚在0.8mm至1.5mm的範圍，而配置之間距，即一個板狀散熱片3的中心與接鄰之另一板狀散熱片3的中心之間的距離可在4mm至5.5mm的範圍。

該受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體的材質係熱傳導係數在180W/(m‧K)以上的鋁或鋁合金，而且，可將沿該長軸方向延伸的柱狀部中，離該受熱面最近之部分的寬度，即受熱面的寬度設為10mm~12mm，並將離該受熱面最遠之部分的寬度設為8mm~10mm。

該受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體的材質係熱傳導係數在350W/(m‧K)以上的銅或銅合金，而且，可將沿該長軸方向延伸的柱狀部中，離該受熱面最近之部分的寬度，即受熱面的寬度設為8mm~10mm，並將離該受熱面最遠之部分的寬度設為2mm~5mm。

該受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體可藉由擠製成型或抽製成型而成型。

依本發明，可提供受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體，其在印刷電路基板之主要面的高度方向受限制的電子設備框體內，能將與該主要面平行方向的空間利用於提高散熱器的散熱性能。

(實施發明之最佳形態)

依本發明之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體如圖1~圖3、圖6~圖8、圖11~圖17所示，形成高度低，且相對於其高度方向沿垂直的橫向而延伸的形狀，具有超越習知技術之垂直散熱片型散熱器20(參照圖18)之散熱性能的能力，該垂直散熱片型散熱器20係從底板起在與受熱面垂直的方向上配置有複數之板狀散熱片。

首先，使用圖1、圖2、圖3A及圖3B說明依本發明之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體的第1實施形態。

如圖1所示，受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1由柱狀部2及複數之板狀散熱片3構成。柱狀部2與板狀散熱片3由相同性質的金屬材料構成。柱狀部2形成具有4個側面(如圖3B所示，為側面2a、2b、2c、2d)的形狀，並以其中一個側面，即虛線31-虛線31及柱狀部2之邊緣所圍住的側面(圖3B所示的側面2a)為受熱面4。符號30所示的短劃線表示柱狀部2的長軸方向。符號W、符號H及符號L分別表示受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1的寬度、高度及深度。深度L係依應冷卻之區域的面積或容許設置散熱構造體的空間而設定。又，寬度W與高度H的值係藉由使用圖4詳述如後的式1而限定。

板狀散熱片3為薄板狀的構件。而且，板狀散熱片3係從柱狀部2的兩個側面2b、2d，即除了成為受熱面4的側面2a之外的側面2b、2d起，與受熱面4平行，且沿第1方向及與該第1方向相反方向的第2方向分別延伸。板狀散熱片3從柱狀部2之長軸方向的一端延續到另一端，從柱狀部2的各側面2b、2d起沿第1方向及第2方向分別延伸。

圖3A及圖3B中，符號5表示柱狀部2的距離受熱面4最近之部分的寬度(即柱狀部2之受熱面4的寬度)，且相當於圖1之虛線31與虛線31的間隔。符號6表示柱狀部2的距離受熱面4最遠之部分的寬度(即與受熱面4相反側之面的寬度)，且相當於圖2之虛線33與虛線33的間隔。該柱狀部2之側面的數目也可不如圖3B所示地限定為側面2a、2b、2c、2d四個，而設定為三個側面(亦即，也可為沒有側面2c，係由側面2a、2b、2d構成的剖面為三角形的形狀)。

由於受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1具備上述結構，因此可利用擠製成型進行加工。使用加工用金屬模(未圖示)，藉由擠製成型，而由高溫狀態的導熱性材料形成受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1。藉由該成型方法，能同時形成柱狀部2與板狀散熱片3。

接著，使用圖4說明：本發明之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1具有超越習知技術之垂直散熱片型散熱器20(參照圖18)之散熱性能的能力，該垂直散熱片型散熱器20係從底板起在與受熱面垂直的方向上配置有複數之板狀散熱片。

圖4之圖表中，橫軸表示散熱構造體的寬度W(mm)，縱軸表示散熱構造體的高度H(mm)。在此，散熱構造體係指：如圖18所示之習知技術，即從底板起在與受熱面垂直的方向上配置有複數之板狀散熱片的垂直散熱片型散熱器20，及依本發明之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1。又，若是垂直散熱片型散熱器20，高度H表示從底板19之受熱面到板狀散熱片3前端的長度；若是受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1，則高度H表示從受熱面4到距離該受熱面4最遠之板狀散熱片3的距離。若是受熱面平行散熱片型散熱構造體，寬度W表示下述距離：從柱狀體沿該第1方向延伸的板狀散熱片之前端，直到沿該第2方向延伸的板狀散熱片之前端。

圖4中，符號R表示：將與受熱面4接觸的CPU等發熱體之溫度上升除以發熱量所求出的熱電阻之比。更具體而言，圖4說明：受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1之熱電阻Tr-parallel相對於垂直散熱片型散熱器20之熱電阻Tr-vertical的比R(=Tr-parallel/Tr-vertical)在0.9以下的範圍，該垂直散熱片型散熱器20如圖18所示，係從底板19起在相對於受熱面垂直的方向上配置有複數之具有相同寬度與相同高度的板狀散熱片3。熱電阻之比R在0.9以下，意味著：比起習知技術，即從底板起在與受熱面垂直的方向上配置有複數之板狀散熱片的垂直散熱片型散熱器，受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1係熱電阻小，能有效率地散熱。

圖4顯示：就受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1與圖18所示之一般的垂直散熱片型散熱器20，對改變散熱片之厚度或散熱片之間距等，而利用熱流體分析使形狀最佳化者彼此的性能進行比較後的結果；且使用最佳化的受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1與最佳化的垂直散熱片型散熱器20進行試驗後，試驗結果與分析結果大致一致。當比較具有同一寬度W與同一高度H的散熱構造體彼此時，比起一般的垂直散熱片型散熱器20(參照圖18)，受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1在下述式1的關係成立時，可發現散熱效率高10%以上。

H≦(W-47)^0.5 /0.6+5……(1)

其中，W、H的長度單位為毫米，且47≦W，5≦H。

又，圖4中，若受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1的材質係傳導係數180W/(m．K)以上的金屬，且空氣的流速若在一般適用於利用擠製成型或抽製成型所形成的散熱構造體的範圍，則上述式1的關係即幾乎不取決於散熱構造體的材質或流速。又，圖4顯示一般所使用的受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1的寬度W在100mm以內，但寬度W或高度H的上限值只要滿足上述式1的關係，即無特別的限定。

藉由使用以上述式1限定之尺寸範圍的受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體，即使在CPU等發熱體的頂面側空間較小的場所，也可設置具有習知的垂直散熱片型散熱器20所無法實現的高散熱性能的受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1。藉此，能防止電子設備大型化，並抑制CPU等發熱體的溫度上升，大幅提高電子設備的可靠度或壽命。

又，受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1的配置，在使用送風用風扇的強制氣冷時，較佳係使柱狀部2的長軸方向30與利用風扇所產生空氣的流線方向大體一致，但是在不特別進行強制氣冷時，較佳係使柱狀部2的長軸方向30與鉛直方向大體一致。藉由如此配置受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1，可發揮原本的散熱性能。

板狀散熱片3當其板厚較薄時，從散熱片前端到柱狀部2的熱電阻變高，而從板狀散熱片3之前端附近散熱的散熱量降低；反之，當板厚較厚時，相鄰的板狀散熱片3之間的間隙變窄，而阻礙空氣的流通，散熱量降低。

板狀散熱片3的板厚雖然存在最佳值，但若是被認為一般常使用的寬度W在100mm以內的受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1，即如圖5所示，儘管從柱狀部2到板狀散熱片3前端的距離比較長，但可發現板狀散熱片3在其板厚為0.8mm~1.5mm的範圍內，係散熱性能最高。

上述的板狀散熱片3的板厚，在可利用擠製成型法或抽製成型法等進行成型的範圍。又，當板狀散熱片3的間距(一個板狀散熱片3的中心與接鄰之另一板狀散熱片3的中心之間的距離)大時，由於受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1的高度H受限制，因此配置的板狀散熱片3的片數減少，而有助於散熱的表面積減少。反之，當板狀散熱片3的間距小時，與板狀散熱片3的板厚較厚時相同，相鄰的板狀散熱片3間的間隔變窄，而阻礙空氣的流通，散熱性能降低。因此，板狀散熱片3的間距也存在最佳值。

當受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1在散熱性能上顯示優越性的散熱構造體之高度在17mm以下時，該散熱構造體的板狀散熱片3之間距如圖5所示，可發現：若是比習知的垂直散熱片型散熱器20(參照圖18)之板狀散熱片3的間距最佳值寬，即4mm~5.5mm左右，則散熱性能最高。

藉由使該板狀散熱片3成為上述板厚及間距，受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1顯示出最佳的散熱特性。

圖5係以等高線顯示：利用分析所求出，以受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1之板狀散熱片3之板厚及間距為變數的相對熱電阻，而且，以虛線的長方形顯示板狀散熱片3之厚度及間距的最佳範圍。圖5中，記號Tr表示熱電阻，記號Tr(min)表示最小之熱電阻的值(熱電阻最小值)。如上述，板狀散熱片3的板厚與間距皆有最佳值，且隨著從該最佳值偏離，而熱電阻增加。亦即，隨著從最佳值偏離，而受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1的散熱性能降低。

圖5之虛線的長方形所示，板狀散熱片3之板厚為0.8mm~1.5mm且間距為4mm~5.5mm的範圍，係包含於熱電阻Tr在熱電阻之最小值Tr(min)的正3%以內的區域(Tr≦Tr(min)×1.03)中，並且大半部分與熱電阻Tr在最小值的正1%以內的區域(Tr≦Tr(min)×1.01)重疊。由該圖5可知：板狀散熱片3之板厚為0.8mm~1.5mm，且間距為4~5.5mm的範圍時，散熱構造體實質上顯示出最佳的散熱性能。

具體而言，例如以下之構造體可說是最佳構造：圖3A所示之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1(第1實施形態)，高度為10mm(H=10)，分別在柱狀部2的兩個側面2b、2d各配置有三片板狀散熱片3；圖6所示之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1(第2實施形態)，高度為5.5mm(H=5.5)，在柱狀部2的兩個側面各配置有兩片板狀散熱片3，即板厚1mm且間距4.5mm的板狀散熱片3；及圖7所示之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1(第3實施形態)，高度為14.5mm，分別在柱狀部2的兩個側面各配置有四片板狀散熱片3等。該等受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1在具有相同寬度及相同高度的散熱構造體中，具備最高的散熱特性。

依本發明之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1的第1實施形態(圖1)、第2實施形態(圖6)及第3實施形態(圖7)均為：受熱面4與距離該受熱面4最近的板狀散熱片3之一主要面，形成兩者之間不存在段差的同一平面。但是，在CPU等發熱體之厚度較薄，朝該板狀散熱片3之一主要面的空氣流通不佳的情形，則如圖8(第4實施形態)所示，也可在受熱面4與距離該受熱面4最近的板狀散熱片3的一主要面之間設置段差。該圖8所示之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1的第4實施形態，形成受熱面4呈炮臺狀從板狀散熱片3突出的形狀。

再來，說明柱狀部2的寬度。當使柱狀部2的寬度(與柱狀部2之長軸垂直的散熱構造體的剖面中，柱狀部之與受熱面4平行方向的長度)增大時，雖然受熱面4與距離該受熱面4最遠的板狀散熱片3之間的熱電阻降低，而來自距離受熱面4最遠的板狀散熱片3的散熱變得容易增加，為其正面效果；但是當受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體整體的寬度W(參照圖3A)之大小受限制時，從柱狀部2到板狀散熱片3前端的距離相應地變短，而板狀散熱片3的表面積減少，為其負面效果。

因此，柱狀部2的寬度也存在最佳值。柱狀部2之寬度的最佳值依其材質的熱傳導係數而不同，且有熱傳導係數越高，該最佳值越小的傾向。又，使距離受熱面4近之部分的寬度大於距離受熱面4遠之部分的寬度，則散熱性能變高，係獲得確認。

在此，使用圖9及圖10說明柱狀部2的寬度。

針對柱狀部2之距離受熱面4最近的部分的寬度5(參照圖3A)，即受熱面4的寬度，及柱狀部2之距離該受熱面4最遠的部分的寬度6(參照圖3A)分別求出最佳值的結果，可知以下的事項。

在常用作散熱零件之熱傳導係數為200W/(m‧K)左右的鋁伸展材的情形，如圖9所示，當使柱狀部2之與其長軸方向30垂直的剖面中之距離受熱面4最近的部分之寬度5(換言之，為受熱面4的寬度5)成為10mm~12mm，並使距離該受熱面4最遠的部分的寬度6成為8mm~10mm時，得到散熱特性變得最高的結果。

圖9的圖表中，橫軸表示柱狀部2的寬度，縱軸表示以熱電阻之最小值進行標準化後的熱電阻。在圖9中，右上方的曲線係表示柱狀部2之距離受熱面4最近的部分之寬度相依性的分析結果；又，左下方的曲線係表示：使柱狀部2之距離受熱面4最近的部分之寬度成為最佳值11mm時，該柱狀部2之距離該受熱面4最遠的部分之寬度相依性的分析結果。又，為促進輻射所進行的散熱，鋁的表面較佳係進行氧皮鋁等之黑化處理。

在熱傳導係數高之銅的情形時，如圖10所示，當使柱狀部2之與其長軸方向30垂直的剖面中之距離受熱面4最近的部分之寬度5成為8mm~10mm，並使距離該受熱面4最遠的部分的寬度6成為2mm~5mm時，得到散熱特性變得最高的結果。在圖10中，右上方的曲線係表示柱狀部2之距離受熱面4最近的部分之寬度相依性的分析結果；又，左下方的曲線係表示：使柱狀部2之距離受熱面4最近的部分之寬度成為最佳值9mm時，該柱狀部2之距離該受熱面4最遠的部分之寬度相依性的分析結果。

受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1能有效地使用與受熱面4平行之方向的空間。因此，對於搭載在母板之子板(daughterboard)上所安裝的CPU等進行散熱時，為盡可能確保寬廣的板狀散熱片3之面積，如圖11所示，使得從受熱面4側觀察之散熱構造體的形狀與子板的主要面形狀大致相同，且在與子板之主要面對應的位置上對向配置，藉此可實現更高的散熱特性。

圖11係說明依本發明之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體的第5實施形態。該實施形態中，如圖12所示，將受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1安裝到子板7時，係使用附有彈簧的螺釘8。另外，藉由使用具備面積寬廣之板狀散熱片3的受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1，如圖13所示，也能利用一個散熱構造體使子板7上的發熱零件11、12、12統一散熱，可削減零件數，並減少組裝工時。又，圖12的符號9為彈簧，符號10為螺帽。

圖13係說明依本發明之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體的第6實施形態。圖13中，符號11係發熱密度最高的發熱零件，符號12係發熱密度較低的發熱零件。符號13係熱傳導介面材料。在CPU等發熱密度最高的發熱零件11的散熱面與受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1的受熱面4之間，導入熱傳導油、熱傳導黏接劑或熱傳導薄片等之熱傳導介面材料13。較佳係使發熱密度最高的發熱零件11與受熱面4的間隙成為最小，俾能從如CPU之發熱密度最高的發熱零件11進行有效率的散熱。另一方面，發熱密度較低的發熱零件12，則由於即使熱傳導介面材料比較厚，也能充分地散熱，因此無須使間隔如此縮窄。

圖14係說明依本發明之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體的第7實施形態。圖14中，符號14係比發熱密度最高的發熱零件11厚度大的(厚的)零件。符號15係凹狀的凹部。當在受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1涵蓋的區域內，存在著比最須散熱之發熱密度最高的發熱零件11厚度大的零件14時，為使發熱密度最高之發熱零件11的散熱面與受熱面4之間的間隙成為最小，如圖14所示，藉由在與該厚度大的零件14對應的區域，於受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1的受熱面4上形成凹狀的凹部15，可降低發熱密度最高之發熱零件11與受熱面之間的熱電阻。

為了以該受熱面4與發熱零件接觸的狀態將受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1安裝在母板或子板上，可採用以下之方法：利用熱傳導黏接劑將如圖2所示之未進行追加加工的受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1黏接在母板或子板。但是，也由於受熱面4的面積寬廣，而可能難以進行二次加工(reworking)，因此如圖11及圖12所例示，也可不用一般的散熱片型散熱器(參照圖18)之底板，而利用距離受熱面最近的板狀散熱片3，以一般之附有彈簧的螺釘進行安裝。此時，作為熱傳 導介面材料，藉由使用熱傳導油或熱傳導薄片等，可輕易地進行二次加工。又，如圖15A、圖15B及圖16所示，為減少組裝工時，也可使用由板狀彈性構件17構成的夾子。

圖15A及圖15B係說明依本發明之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體的第8實施形態。在受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1形成有溝槽16。

圖16係顯示依本發明之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體的第8實施形態所使用的板狀彈性構件17。藉由使該板狀彈性構件17沿著圖15A及圖15B所示之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1的溝槽16緊貼延伸，以將圖15A及圖15B所示之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1安裝在子板7上。由於將受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體1安裝到子板7時，係使用板狀彈性構件17，因此容易進行其安裝及拆卸。又，圖16的符號13為卡鉤部。

另外，為實現低成本，本發明較佳係主構造不進行切削加工，而利用擠製成型法或抽製成型法等能一體成型，為追加加工少的構造。

1‧‧‧受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體

2‧‧‧柱狀部

2a、2b、2c、2d‧‧‧柱狀部之側面

3‧‧‧板狀散熱片

4‧‧‧受熱面

5‧‧‧柱狀部之距離受熱面最近的部分的寬度

6‧‧‧柱狀部之距離受熱面最遠的部分的寬度

7‧‧‧子板

8‧‧‧附有彈簧的螺釘

9‧‧‧彈簧

10‧‧‧螺帽

11、12‧‧‧發熱零件

13‧‧‧熱傳導介面材料

14‧‧‧厚度大的零件

15‧‧‧凹部

16‧‧‧溝槽

17‧‧‧板狀彈性構件

18‧‧‧卡鉤部

19‧‧‧底板

20‧‧‧垂直散熱片型散熱器

21‧‧‧受熱區塊

22‧‧‧散熱管

23‧‧‧分離型散熱器

30‧‧‧柱狀部的長軸方向

31、33‧‧‧虛線

32‧‧‧短劃線

H‧‧‧散熱構造體的高度

L‧‧‧散熱構造體的深度

R‧‧‧受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體之熱電阻相對於垂直散熱片型散熱器之熱電阻的比

Tr‧‧‧熱電阻

Tr(min)‧‧‧熱電阻之最小值

W‧‧‧散熱構造體的寬度

圖1係將依本發明之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體之第1實施形態從其受熱面一側觀察的立體圖。

圖2係將圖1之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體從與其受熱面相反的一側觀察的立體圖。

圖3A係將圖2之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體在短劃線32-32處切斷的剖面圖。

圖3B係圖3A之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體的柱狀部2的放大圖。

圖4係用以說明圖1所示之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體具有超越圖18所示之垂直散熱片型散熱器的散熱性能的能力。

圖5係顯示：利用分析所求出，以受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體中之板狀散熱片的板厚及間距為變數的相對熱電阻的等高線，與板狀散熱片3之板厚及間距的最佳範圍。

圖6係說明依本發明之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體的第2實施形態。

圖7係說明依本發明之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體的第3實施形態。

圖8係說明依本發明之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體的第4實施形態。

圖9係顯示：在受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體為鋁合金時，利用分析所求出，柱狀部之距離該受熱面最近的部分與最遠的部分相對於標準化之熱電阻的寬度相依性。

圖10係說明：在受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體為銅時，利用分析所求出，柱狀部之距離該受熱面最近的部分與最遠的部分相對於標準化之熱電阻的寬度相依性。

圖11係用以說明依本發明之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體的第5實施形態的立體圖。

圖12係已使用附有彈簧的螺釘將圖11之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體安裝在子板(daughterboard)上時，該附有彈簧的螺釘附近的剖面圖。

圖13係說明依本發明之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體的第6實施形態，係與受熱面垂直沿著柱狀部之長軸的剖面圖；且為便於理解，相較於橫向而在縱向上加以放大。

圖14係說明依本發明之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體的第7實施形態，係與受熱面垂直沿著柱狀部之長軸的剖面圖；且為便於理解，相較於橫向而在縱向上加以放大。

圖15A係說明依本發明之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體的第8實施形態，係從受熱面之相反側觀察的俯視圖。

圖15B係圖15A之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體的側視圖。

圖16係依本發明之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體的第8實施形態所使用的板狀彈性構件之一形態的立體圖。

圖17係顯示使用圖16之板狀彈性構件將圖15之受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體安裝在子板上的狀態的立體圖。

圖18係從底板起在與受熱面垂直的方向上配置有複數之板狀散熱片的習知技術之垂直散熱片型散熱器的立體圖。

圖19係利用散熱管連結受熱區塊與板狀散熱片的習知技術之散熱器的立體圖。

1‧‧‧受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體

2‧‧‧柱狀部

3‧‧‧板狀散熱片

4‧‧‧受熱面

5‧‧‧柱狀部之距離受熱面最近的部分的寬度

30‧‧‧柱狀部的長軸方向

31‧‧‧虛線

H‧‧‧散熱構造體的高度

L‧‧‧散熱構造體的深度

W‧‧‧散熱構造體的寬度

Claims (2)

1. 一種受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體，由下列部份構成：柱狀部，沿長軸方向延伸，具有與長軸平行的至少三個側面，且該等側面中的一個側面為受熱面；及複數之板狀散熱片，從該柱狀部之成為該受熱面的側面以外的兩個側面起，沿著與該受熱面平行的第1方向及與其反向的第2方向延伸；其特徵在於：若將該受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體的高度H(單位：mm)設為從該受熱面到離該受熱面最遠之板狀散熱片的距離，且將寬度W(單位：mm)設為從該柱狀部沿第1方向延伸的板狀散熱片之前端到從該柱狀部沿該第2方向延伸的板狀散熱片之前端為止的距離時，該等H與W的關係以下列式子表示：H≦(W-47)^0.5 /0.6+5其中，H在5mm以上，W在47mm以上；該受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體的材質係熱傳導係數在180W/(m．K)以上的鋁或鋁合金；且將沿該長軸方向延伸的柱狀部中，離該受熱面最近之部分的寬度，即受熱面的寬度設為10mm~12mm，並將離該受熱面最遠之部分的寬度設為8mm~10mm。
2. 一種受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體，由下列部份構成：柱狀部，沿長軸方向延伸，具有與長軸平行的至少三個側面，且該等側面中的一個側面為受熱面；及複數之板狀散熱片，從該柱狀部之成為該受熱面的側面以外的兩個側面起，沿著與該受熱面平行的第1方向及與其反向的第2方向延伸；其特徵在於： 若將該受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體的高度H(單位：mm)設為從該受熱面到離該受熱面最遠之板狀散熱片的距離，且將寬度W(單位：mm)設為從該柱狀部沿第1方向延伸的板狀散熱片之前端到從該柱狀部沿該第2方向延伸的板狀散熱片之前端為止的距離時，該等H與W的關係以下列式子表示：H≦(W-47)^0.5 /0.6+5其中，H在5mm以上，W在47mm以上；該受熱面平行散熱片型扁平狀散熱構造體的材質係熱傳導係數在350W/(m．K)以上的銅或銅合金；且將沿該長軸方向延伸的柱狀部中，離該受熱面最近之部分的寬度，即受熱面的寬度設為8mm~10mm，並將離該受熱面最遠之部分的寬度設為2mm~5mm。