JP2010212615A - 基地局装置の放熱構造 - Google Patents

Abstract

【課題】基地局装置における回路からの熱を効率良く外方に放散させることができる放熱構造を提供する。
【解決手段】配線基板１に搭載された集積回路２の上面を覆うように形成された絶縁性を有する熱伝導性シート３と、熱伝導性シート３の上端に接触されたヒートシンク４とを備え、ヒートシンク４の熱伝導性シート３と接触する部分に凹凸部を形成し、かつ、凹凸部が熱伝導性シート３に食い込むように構成されている。凹凸形状は、ヒートシンク４のベースとなる面に複数の錐状の突起部６を構成することにより形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、基地局装置の回路構成における放熱構造に関する。

通信の高速大容量化にともない、基地局装置内部に内蔵された集積回路（ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）が演算処理の過程で極めて高温化する傾向にある。このため、集積回路からの熱を効果的に放熱する構造が望まれている。従来の集積回路の放熱構造としては、例えば、モバイル用パーソナルコンピュータにおいて、ＩＣチップが搭載された基板全体（ＩＣパッケージ）を、ゴム弾性を有する熱伝導性シートで覆い、その上面にヒートシンクを接触させるものが知られていて、ＩＣパッケージからの熱が熱伝導性シートを介してヒートシンクに伝わり、ヒートシンクから放熱されるようになっている（特許文献１の図６参照）。

特開２００１−２４４３９４号公報

無線通信システムの基地局装置は、モバイル用パーソナルコンピュータよりも大型であり、演算量も膨大であるため、回路規模が大きい。このため、前述した放熱構造を基地局装置に採用しようとしても熱伝導性シートが厚手化する、といったように放熱構造自体が大規模になるだけであり、その分、集積回路からの高温の熱を効率良く熱伝導性シートに伝え、ヒートシンクから放熱させることができないという問題があった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、基地局装置における回路からの熱を効率良く外方に放散させることができる基地局装置の放熱構造を提供することにある。

上述した目的を達成するため、本発明の基地局装置の放熱構造は、少なくとも基板に配された回路の上面を覆うように形成された絶縁性を有する熱伝導層と、前記熱伝導層の上端に接触されたヒートシンクとを備え、前記ヒートシンクにおける前記熱伝導層と接触する部分に凹凸部を形成し、かつ、前記凹凸部を前記熱伝導層に食い込むように構成したことを特徴とする。
前記凹凸部は、山形の凸部と谷形の凹部とが連続するように形成されたものであることが好ましく、また、前記凹凸部は、前記ヒートシンクのベースとなる面に複数の錐状の突起部を形成することにより構成されたものであることが好ましい。

本発明の基地局装置の放熱構造は、ヒートシンクに凹凸部を形成してヒートシンクと熱伝導性シートとの接触面積を拡大させているので、基地局装置の回路構成において発生する熱を効率良く放散させることができる。

基地局装置の回路構成における本発明の放熱構造の一部断面図である。 放熱構造の他の例を示す一部断面図である。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、基地局装置の回路構成における本発明の放熱構造の一部断面図である。図１に示す放熱構造は、配線基板１と、配線基板１に搭載された基地局装置の各種機能を実行する集積回路２（回路）と、集積回路２の上面を覆うように形成された熱伝導性シート３（熱伝導層）と、熱伝導性シート３の上端に接触されたヒートシンク４とにより構成されている。
ヒートシンク４は、熱伝導性シート３と接触する部分に凹凸部が形成されており、かつ、凹凸部が熱伝導性シート３に食い込むように構成されている。凹凸部は、山形の凸部と谷形の凹部が連続するように形成されている。

配線基板１に搭載される集積回路（ＩＣチップ）２の寸法は、例えば、高さ約０．８ｍｍ、幅約１１ｍｍ、奥行き約９ｍｍである。

熱伝導性シート３には、熱伝導性、柔軟性、絶縁性を有するものが用いられる。熱伝導性シート３は、圧力により弾性変形することによって、配線基板１、集積回路２、ヒートシンク４との密着性、熱伝導性を良好している。熱伝導性シート３としては、例えば、シリコンゴム、シリコンゲルなどを主な材料とした熱伝導性、弾性に富むシートが挙げられる。熱伝導率は約５Ｗ／ｍＫである。

また、ヒートシンク４には、銅（熱伝導率約４００Ｗ／ｍＫ）またはアルミニウム（熱伝導率約２００Ｗ／ｍＫ）が用いられる。ヒートシンク４は、集積回路２が発生する熱を熱伝導性シート３を介して受け取り、ヒートシンク４に備えるフィンやファン等の冷却手段（図示せず）によって、受け取った熱を空気中に放出している。

ヒートシンク４の凹凸部は、配線基板１と対向する面側に頂部を突出させて、ヒートシンク４のベースとなる面に複数の錐状の突起部５を形成することにより構成される。この突起部５は、ヒートシンク４の全面に渡って形成されており、この突起部５が熱伝導性シート３に食い込むことによりヒートシンク４と熱伝導性シート３との接触面積を拡大させることができる。
図１において、突起部５の底面部の長さＴ_１は、約２〜３ｍｍであり、集積回路２の表面から、ヒートシンク４のベースとなる面である突起部５の底面部までの長さＴ_２は、約４〜８ｍｍである。

突起部５の形状は、四角錐が好ましいが、三角錐もしくは四角錐以上の多角錐もしくは円錐でもよい。また、突起部５は、錐状の頂部を滑らかにした山形としてもよい。図２は、ヒートシンクが滑らかな山形の突起部を有する放熱構造の一部断面図である。図２に示すように、ヒートシンク４が滑らかな山形の突起部６を有する場合には、熱伝導性シート３との密着性が、より確実になり、接触熱抵抗の低減に有効である。
なお、ヒートシンク４の熱伝導性シート３と接触する部分に形成される凹凸部の態様として、錐状をした突起部５あるいは錐状の頂部を滑らかにした山形の突起部６を例に説明したが、このような態様以外に、次のような態様も挙げられる。例えば、図１あるいは図２において波形に示された凹凸形状を断面形状とした複数の溝によって凹凸部を構成してもよい。

また、集積回路２の上面と熱伝導性シート３との間、および熱伝導性シート３とヒートシンク４との間には、接触を確実にして熱伝導性を良好にするために熱伝導性グリス（図示せず）が塗布されている。熱伝導性グリスの厚さは、１００μｍ以下が好ましい。熱伝導性グリスとしては、例えば、酸化アルミニウム等を配合したシリコングリスが挙げられる。

なお、図１および図２では、熱伝導性シート３およびヒートシンク４を、１つの集積回路を覆うように構成して、１つの集積回路の熱を放散させる場合について示したが、本発明の放熱構造は、熱伝導性シート３およびヒートシンク４を、配線基板１に搭載された複数個の集積回路の全てまたは一部を覆うように構成して、全てのまたは一部の集積回路の熱を放散させるものである。
また、突起部５，６は、ヒートシンク４の全面に渡って形成したが、ヒートシンク４の一部分に形成してもよい。

上述のように、本発明の基地局装置の放熱構造は、ヒートシンクに凹凸部を形成してヒートシンクと熱伝導性シートとの接触面積を拡大させているので、接触熱抵抗が減少し、基地局装置の回路構成において発生する熱を効率良く放散させることができる。
また、ヒートシンクに凹凸部が形成されているため、外力により揺すられたり、振動等があっても熱伝導性シートのズレがなくなり、熱伝導性能が安定化する。

１ 配線基板
２ 集積回路
３ 熱伝導性シート
４ ヒートシンク
５，６ 突起部

Claims (3)

1. 少なくとも基板に配された回路の上面を覆うように形成された絶縁性を有する熱伝導層と、前記熱伝導層の上端に接触されたヒートシンクと、を備え、
   前記ヒートシンクにおける前記熱伝導層と接触する部分に凹凸部を形成し、かつ、前記凹凸部を前記熱伝導層に食い込むように構成した、ことを特徴とする基地局装置の放熱構造。
2. 前記凹凸部は、山形の凸部と谷形の凹部とが連続するように形成されたものである、ことを特徴とする請求項１に記載の基地局装置の放熱構造。
3. 前記凹凸部は、前記ヒートシンクのベースとなる面に複数の錐状の突起部を形成することにより構成されたものである、ことを特徴とする請求項２に記載の基地局装置の放熱構造。

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