JP3100713U - 熱放散フィンモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 電子機器の発熱部品からの発生する熱を熱放散する、発熱部品上に搭載する熱放散フィンモジュールを提供する。
【解決手段】 熱放散フィンモジュール１００は、熱交換を行うために、熱発生部品上に直接設置される熱伝導ベース２００を有している。複数の第一熱放散フィン３００と第二放散フィン４００とに曲面を設け、曲心を反対方向に位置づけたので、熱伝導領域と熱変換時間が拡大されることとなる。曲線エアフローパスが形成され、優れた対流熱放散を提供可能である。
【選択図】図１

Description

本考案は、発熱装置に利用される熱放散フィンモジュールに関するものである。特に本考案は、サイドブローイングファン用の熱放散フィンモジュールに関するものである。

通常、電子機器は、多くの電子部品から構成されている。例えば、コンピュータのマザーボード上には多くの電子部品が搭載され、作動時には非常に大量の熱を放つ可能性がある。そのような部品には、中央演算装置（ＣＰＵ）や、サウス／ノースブリッジチップや、グラフィックチップや、ダブル（デュアル）インラインメモリモジュール（ＤＩＭＭ）といったものが挙げられる。これらの電子部品の作動速度は、以前と比べれば一段と速いものとなってきている。例えば、今やＣＰＵの作動周波数は、１ＧＨＺを超え、５０ワットのソー（ＳＯＷ）の熱放散パワーを持っている。熱を即座に排除することができない場合、これらの電子部品は過剰熱のために安定性および信頼性に影響があり、更に寿命も短くなるものである。したがって、熱放散技術は、電子機器の作動周波数が高い場合には、深刻な問題となるのである。

最近の電子機器の熱放散技術は、外部に発生した熱を逃がすために、熱伝導、熱変換または熱放射を利用している。主な熱放散手段としては、熱放散フィンモジュールとファンの利用が挙げられる。本考案は、金属性の熱放散フィンモジュールに関するものである。本考案の熱放散フィンモジュールは、熱伝導ベースを有し、その底部が、熱を発生させる電子機器上に直接取り付けられる。熱伝導ベースは、複数の熱放散フィンと共に形成されている。熱を発生させる電子機器によって発生された熱は、熱伝導ベースを介して、熱放散フィンへと移動される。そして、ファンが、フィンを介してエアフローを発生させ、前記フィンで熱変換を行う熱気は、環境空間へと放出され、熱放散フィンモジュール上の熱を持ち去り、電子機器の温度を下げるものである。熱放散フィンモジュールの熱放散効率は、通常利用されている物質とその構造とによって決まるものである。初期の熱放散フィンもジュールは、熱抵抗が小さいことと、重量が軽く、コストが低いことから、よくアルミニウム製であることが多かった。しかしながら、電子機器の作動周波数は、継続的に増加するものであるため、熱放散効率も増加しなければならない。したがって、熱放散フィンもジュールの素材に銅を利用し始めたのである。

銅の熱伝導係数は、アルミニウムの約１．８倍であるが、銅の密度は、アルミニウムの約３倍である言い換えると、同じ体積で同じ領域の熱放散フィンモジュールであった場合、銅製熱放散フィンモジュールは、アルミニウム製熱放散フィンモジュールの３倍重いことになる。したがって、銅製熱放散フィンモジュールの方が、アルミニウム製熱放散フィンモジュールよりも、その熱伝導係数が良かったとしても、銅製熱放散フィンモジュールのほうが、アルミニウム製熱放散フィンモジュールよりもかなり重いということである。したがって、熱放散フィンをデザインする場合には、重量と熱伝導係数とを両方考慮する必要がある。

現在市場に存在する熱放散フィンモジュールは、全て同じような成分でできているため、熱放散効率の特性は、非常に近いものとなっている。したがって、より優れた構造を持つことによって熱放散性を上昇させることが、熱放散フィン製造に関する調査の主な目的となっている。

例えば、熱放散フィンは、たいてい熱放散フィンモジュールのベース上に垂直に設置される。この種の垂直熱放散フィンモジュールの特色としては、平板によって直線状のエアフローチャンネルが形成されることである。しかしながら、この構成には欠点があり、それは、熱伝導領域が非常に小さく、熱移動時間が非常に短いという点であり、平行エアフローは、一旦フィンの分離位置を離れると、理想的な熱変換が出来なくなる。この種の特許は、多層構造であるが、この構造と垂直配列構造は、まだ改良の余地がある

上記のように、従来技術の問題点は、例えば、熱放散領域が小さく、熱移動時間が短くといったものや、リニアエアフローチャンネルでは理想的な熱変換が出来ないといったものであり、本考案は、上記の従来技術の問題点を解決するためになされたものである。

このことを考慮に入れ、ここに開示される熱放散フィンモジュールは、電子機器の熱発生部品上に搭載される熱伝導ベースと、熱伝導ベースの半分側に垂直に夫々が間隔を持って設置される複数の第一熱放散フィンと、熱伝導ベースの残りの片側半分に垂直に夫々が間隔を持って設置される複数の第二熱放散フィンとより構成される。夫々の第一熱放散フィンは、曲線面を有し、隣接同士が平行に設計されている。隣接する第一放散フィン間のスペースは、第一エアフロースペースを形成し、そこをエアが通過する。夫々の第二熱放散フィンは、曲線面を有し、隣接同士が平行に設計されている。しかしながら、第二放散フィンの曲心は、第一放散フィンの曲心と反対方向を向いている。隣接する第二放散フィン間のスペースは、第二エアフロースペースを形成し、そこをエアが通過する。

本考案は、曲線第一熱放散フィンと第二熱放散フィンとを通じて、熱伝導領域の拡大効果を得ることができ、更に熱移動時間の増加と、その曲線エアフローパスがもたらす理想的な熱変換効果を得ることが可能である。

図１と図２を同時に参照しながら説明すると、本考案の実施例にある熱放散フィンモジュール１００は、ＣＰＵや、サウス／ノースブリッジチップや、グラフィックチップや、ＤＩＭＭといった発熱装置に利用し、前記発熱装置を過剰熱によるダメージから保護するものである。熱放散フィンモジュール１００は、高熱伝導係数（例えばアルミニウムや銅）の金属から成る。そして、熱放散フィンモジュール１００は、熱伝導ベース２００と、複数の第一熱放散フィン３００と、複数の第二熱放散フィン４００と、二つの第三熱放散フィン５００とより構成されるものである。

前記熱伝導ベース２００は、発熱装置の形状に適合する一つのブロックである。その底部は、図示しない熱発生装置に直接取り付けられる一般的に、熱放散ゲルが、熱伝導ベース２００と熱発生装置との間に付けられ、システムの熱伝導を増加させる。

第一熱放散フィン３００は、図１のように、熱伝導ベース２００の上面に間隔を置いて垂直に設置される。夫々の第一熱放散フィン３００は、弧状に設計されていて、接着剤か溶接で以って固定されている。勿論、切り取りや絞り加工といった様々な方法が考えられる。全第一熱放散フィン３００は、平行で同じ長さに設計されている。
曲面の中心は一直線上に位置する。隣接する第一熱放散フィン３００間のスペースは、第一エアフロースペース３２０を形成し、したがって曲線エアフローパスが形成される。 更に、第一熱放散フィンの第一最外部３１０は、熱伝導ベース２００の長方形のラインに合うように、やや短めに形成されている。

第二熱放散フィン４００もまた、図1のように、熱伝導ベース２００上の後部半分側に垂直に設置される。夫々の第二熱放散フィン400はまた、弧状に設計されていて、接着剤か溶接で以って固定されている。勿論、切り取りや絞り加工といった様々な方法が考えられる。第二放散フィンの中心は、第一放散フィンの中心と同線上にするが、第二放散フィンは反対方向に湾曲している。 全第二熱放散フィン400は、平行で同じ長さに設計されている。

隣接する第二放散フィン４００間のスペースは、第二エアフロースペース420を形成し、したがって曲線エアフローパスが形成される。同様に、第二熱放散フィンの第二最外部４１０は、熱伝導ベース２００の長方形のラインに合うように、やや短めに形成されている。

第三熱放散フィン５００もまた、熱伝導ベース２００上に垂直に設置されて、第一熱放散フィン３００と第二熱放散フィン４００との間付近の領域の外側に夫々位置する。これらの第三熱放散フィン５００を設置する目的は、スペースを充分に生かし、熱放散領域を拡大させることにある。ここでの第三熱放散フィン５００は、湾曲させずにストレートに設計されているが、これに限るものではない。勿論、第三熱放散フィンが２セット設置されていてもかまわない。
熱発生装置上に開示した熱放散フィンモジュール１００を設置した後、通常、ファンを図示しない一方側に設け、エアフローを発生させる。図２には、エアフローパスが図示されている。全ての第一熱放散フィン３００と第二熱放散フィン４００とが、湾曲の曲面を有しているため、大きな熱放散領域を提供することが可能であり、ここに開示した曲線状のエアフローパスが、熱移動時間を長くし、より優れた熱放散性を提供することとなる。両サイドのエアフローパスが重なり合うことがないので、より優れた熱変換効果を得ることが可能である。

当業者にとっては、本考案にある種の変更を施すことが可能であるが、そのような変更は本考案の請求項の精神及び範囲内にあるものと考えられるべきである。

本考案は、以下の詳細な説明と図面をもってより完全に理解をすることが可能であるが、それらはあくまで説明のために開示された例であり、本考案を限定するものとはならない。

本考案の実施例の三次元図。 図1の概略図。

符号の説明

１００ 熱放散板モジュール
２００ 熱伝導ベース
３００ 第一熱放散フィン
３１０ 第一最外部フィン
３２０ 第一エアフローパス
４００ 第二熱放散フィン
４１０ 第二最外部フィン
４２０ 第二エアフローパス
５００ 第三熱放散フィン

Claims (18)

1. 電子機器の発熱部品上に搭載される、熱伝導ベースと、
   前記熱伝導ベースの片側半分に垂直に複数枚搭載され、夫々が弧状面を有し、隣接する夫々の弧状面が間隔を空けて平行となるように構成し、前記間隔が第一エアフロースペースとなって曲線のエアフローパスを形成する、複数の第一熱放散フィンと、
   前記熱伝導ベースの残り半分に垂直に複数枚搭載され、夫々が弧状面を有し、隣接する夫々の弧状面が間隔を空けて平行となるが、第一熱放散フィンとは逆方向に曲心を向けるように構成し、前記間隔が第二エアフロースペースとなって、前記第一エアフローパスとは交差しない、曲線のエアフローパスを形成する、複数の第二熱放散フィンとより構成する、
   熱放散フィンモジュール。
2. 請求項１に記載の熱放散フィンモジュールにおいて、第一熱放散フィンと第二熱放散フィンとが同じ長さであることを特徴とする、熱放散フィンモジュール。
3. 請求項１に記載の熱放散フィンモジュールにおいて、第一熱放散フィンと第二熱放散フィンの曲心が、同一線上に位置することを特徴とする、熱放散フィンモジュール。
4. 請求項１に記載の熱放散フィンモジュールにおいて、第一熱放散フィンと第二熱放散フィンの最外部のフィンは、夫々他のフィンより横方向に短いことを特徴とする、熱放散フィンモジュール。
5. 請求項１に記載の熱放散フィンモジュールにおいて、第一熱放散フィンと第二熱放散フィンとが熱伝導ベース上に接着剤または溶接の何れかの方法で固定されることを特徴とする、熱放散フィンモジュール。
6. 請求項１に記載の熱放散フィンモジュールにおいて、第一熱放散フィンと第二熱放散フィンとが熱伝導ベース上にカッティングか絞りの何れかの方法で固定されることを特徴とする、熱放散フィンモジュール。
7. 請求項１に記載の熱放散フィンモジュールにおいて、第一熱放散フィンと第二熱放散フィンとがトリムされたサイドを有することを特徴とする、熱放散フィンモジュール。
8. 請求項１に記載の熱放散フィンモジュールにおいて、少なくとも一つの第三熱放散フィンを、熱伝導ベース上の第一熱放散フィンと第二熱放散フィンとの間の外側領域に垂直に配置したことを特徴とする、熱放散フィンモジュール。
9. 請求項8に記載の熱放散フィンモジュールにおいて、第三熱放散フィンがストレートであることを特徴とする、熱放散フィンモジュール。
10. 請求項8に記載の熱放散フィンモジュールにおいて、第三熱放散フィンが接着剤か溶接の何れかの方法で固定されることを特徴とする、熱放散フィンモジュール。
11. 請求項8に記載の熱放散フィンモジュールにおいて、第三熱放散フィンがカッティングか絞りの何れかの方法によって固定されることを特徴とする、熱放散フィンモジュール。
12. 電子機器の発熱部品上に搭載される、熱伝導ベースと、
    前記熱伝導ベースの片側半分に垂直に複数枚搭載され、夫々が弧状面を有し、隣接する夫々の弧状面が間隔を空けて平行となるように構成し、前記間隔が第一エアフロースペースとなって曲線のエアフローパスを形成する、複数の第一熱放散フィンと、
    前記熱伝導ベースの残り半分に垂直に複数枚搭載され、夫々が弧状面を有し、隣接する夫々の弧状面が間隔を空けて平行となるが、第一熱放散フィンとは逆方向に曲心を向けるように構成し、前記間隔が第二エアフロースペースとなって、前記第一エアフローパスとは交差しない、曲線のエアフローパスを形成する、複数の第二熱放散フィンと、
    第一熱放散フィンと第二熱放散フィンとの間の熱伝導ベース上の外側部分に垂直に形成された第三熱放散フィンとより構成する、
    熱放散フィンモジュール。
13. 請求項12に記載の熱放散フィンモジュールにおいて、第一熱放散フィンと第二熱放散フィンとが同じ長さであることを特徴とする、熱放散フィンモジュール。
14. 請求項12に記載の熱放散フィンモジュールにおいて、第一熱放散フィンと第二熱放散フィンの曲心同一線上に位置することを特徴とする、熱放散フィンモジュール。
15. 請求項12に記載の熱放散フィンモジュールにおいて、第一熱放散フィンと第二熱放散フィンの最外部のフィンが、他のフィンに比べて横方向に短いことを特徴とする、熱放散フィンモジュール。
16. 請求項12に記載の熱放散フィンモジュールにおいて、第三熱放散フィンがストレートであることを特徴とする、熱放散フィンモジュール。
17. 請求項12に記載の熱放散フィンモジュールにおいて、第一熱放散フィンと、第二熱放散フィンと、第三熱放散フィンとが熱伝導ベース上に接着剤または溶接の何れかの方法で固定されることを特徴とする、熱放散フィンモジュール。
18. 請求項12に記載の熱放散フィンモジュールにおいて、第一熱放散フィンと、第二熱放散フィンと、第三熱放散フィンとが熱伝導ベース上にカッティングか絞りの何れかの方法で固定されることを特徴とする、熱放散フィンモジュール。
    

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