JPH10144832A - 冷却部品 - Google Patents

冷却部品

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JPH10144832A
JPH10144832A JP30029396A JP30029396A JPH10144832A JP H10144832 A JPH10144832 A JP H10144832A JP 30029396 A JP30029396 A JP 30029396A JP 30029396 A JP30029396 A JP 30029396A JP H10144832 A JPH10144832 A JP H10144832A
Authority
JP
Japan
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composite material
glass
metal
cooling
cooling component
Prior art date
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Pending
Application number
JP30029396A
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English (en)
Inventor
Naoki Kimura
直樹 木村
Jun Niekawa
潤 贄川
Junji Ninomiya
淳司 二宮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガラス部を有する電気装置の効率的な冷却を
実現すること。 【解決手段】 冷却部品4は複合材料部1を有し、その
複合材料部1をガラス部6に熱的に接続する。接続には
接着剤層6を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パソコンやTV等
に用いられるプラズマディスプレイや、ブラウン管等、
ガラス部を有する電気装置における冷却部品に関する。
【0002】
【従来の技術】人間が画像を視覚するディスプレイ装置
は、TV(テレビジョン)や、多くのコンピューターや
測定機器等における主要部品の一つである。ブラウン管
は古くから知られる代表的な装置であるが、この種のデ
ィスプレイ装置は内部が密閉された構造を備えており、
その内部の電気素子の冷却は容易とはいえない。なお、
プラズマディスプレイと呼ばれる装置は、近年注目され
ているディスプレイ装置である。従来は、この種のディ
スプレイ装置のサイズが比較的大型であった点、その他
により、あまりその冷却が技術課題として現在ほどには
重要ではなかった。
【0003】しかし近年は、ディスプレイ装置の小型化
や高機能化が進み、その冷却が重要な技術課題の一つと
して注目されつつある。ディスプレイ装置は、その冷却
が不十分であると、その性能が低下したり、或いはその
寿命が短縮しかねないからである。ディスプレイ装置の
高機能化はその発熱量を増大させる傾向がある上、その
小型化を伴うと、その冷却が一層難しくなることも少な
くない。加えてディスプレイ装置を備える電気装置自体
の小型化は、冷却機構の小型化も必要とするので、小型
で効率的な冷却機構が望まれていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】プラズマディスプレイ
やブラウン管等のディスプレイ装置として、ガラス等で
密閉された構造を有するものがある。ディスプレイ装置
におけるガラス部は、その画面部を構成する主要部品に
もなっている他、密閉構造を形成する筐体の一部にもな
っている。ガラス部は画面側以外の、裏面や側面の一部
も形成している場合がある。
【0005】ところでディスプレイ装置により発生した
熱は、そのガラス部等による密閉筐体内に溜まりやす
い。そこで、冷却機構として、その密閉筐体の一部を形
成するガラス部の外側面に冷却部品を接触させて、その
密閉筐体からの熱伝導を利用して冷却する方法が考えら
れる。例えばAl製の放熱フィンを、上記ガラス部に取
り付け、ガラス部からの熱伝導を利用して、放熱フィン
から放熱させる機構が考えられる。しかしながら、ガラ
スの熱膨張率は一般に小さいため、Al製の放熱フィン
とガラス部の間で熱応力が掛かり、放熱フィンのガラス
部への接合部に亀裂や剥離が生ずる等の問題が発生しや
すい。こうなると、ガラス部から放熱フィンに熱が充分
に伝わらなくなってしまう。
【0006】また、照明用ランプや写真焼き付け用のラ
ンプにおいても、発生した熱は、そのガラス部による密
閉部内に溜まりやすい。そこで、冷却機構として、その
密閉部を構成するガラス部に冷却部品を接触させて冷却
を行う機構が考えられる。この場合でも、上述したよう
なガラス部と冷却部品の熱的整合性が問題となる。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガラス部を密
閉筐体の一部分とするディスプレイ装置や、照明用ラン
プ、写真焼き付け用のランプ等に用いる、効率的な冷却
部品を提供することを目的としてなされたものである。
即ち本発明の冷却部品は、熱伝導性マトリクス金属に他
の材料を複合化することで熱膨張率を低減させた複合材
料部を備え、前記複合材料部がガラス部を有する電気装
置の前記ガラス部に熱的に接続されるようになっている
ものである。また、前記複合材料部にフィンを熱的に接
続すると良い。或いはフィンが前記複合材料部と一体成
形されている場合も本発明として提供する。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は本発明の冷却部品の取り付
け状況を示す概略説明図である。この図において、ガラ
ス部6は、ディスプレイ装置の密閉筐体の一部分を構成
するガラス部を想定している。そのガラス部6に、接着
剤層5を介して冷却部品4が取り付けてある。冷却部品
4は、複合材料部1、金属部2、フィン3を備えてい
る。接着剤層5は熱伝導性であり、複合材料部1とガラ
ス部6とは熱的に接続された状態にある。
【0009】フィン3や金属部2として、Al材やCu
材等の熱伝導性に優れる金属材を使用すると実用的であ
る。フィン3と金属部2とは、それらを同じ材料にする
必要性はない。しかし同じ材料である方が接合しやす
く、また自然電位等の観点で接合部の耐腐食性の観点で
優れる場合が多い。従って、フィン3と金属部2は同様
の材質のものを適用することが望ましい。
【0010】また、フィン3は金属部2の所定位置に溶
接、ろう接合、半田接合等により接合しても良いが、こ
れらを鋳造や鍛造法により一体に成形しても良い。一体
成形した場合は、フィン3と金属部2との熱抵抗が小さ
くなる上、製造コスト上で有利になる場合もある。
【0011】複合材料部1は導電性マトリックス金属1
1に被複合材10を複合させた複合材により形成されて
いる。その導電性マトリックス金属11としては、熱伝
導性に優れるAl材やCu材等を用いることが望まし
い。被複合材10としては、導電性マトリックス金属1
1に複合することで、その熱膨張率の小さい複合材料を
実現するために、導電性マトリックス金属11より低熱
膨張率の材料を用いることが望ましい。例えば、Al
N、SiC、Al2 3 等のセラミック繊維や粒子、或
いはステンレス繊維、Ni繊維、インバー繊維等が使用
できる。AlN、SiC、Al2 3 等のセラミック繊
維や粒子、或いはNi繊維やインバー繊維等は熱膨張率
が小さく、これらが複合されたマトリックス金属は大幅
に熱膨張率が小さくなる。
【0012】金属部2の存在は必須ではない。即ち、冷
却部品が複合材料部1とフィン3とで構成されていても
構わない。図1の例では複合材料部1、金属部2、フィ
ン3とで構成されている冷却部品4の場合を図示してい
る。さて複合材料部1と金属部2とは、接合する形態で
も、これらを一体に成形する形態でも良い。一体成形の
場合は、熱伝導性マトリックス金属11と金属部2とは
概ね同じ金属材料となる。但し、複合材料部1の形成過
程、即ち、被複合材10と熱伝導性マトリックス金属1
1との複合過程において、熱伝導性マトリックス金属1
1の組成が複合前と若干変化する場合はある。尚、金属
部2は必須でなく、金属部2の部分まで全て複合材料に
なっていても構わない。
【0013】複合材料部1の製造方法は、公知の手法が
適用できる。複合材料の公知の製造方法として、被複合
材(セラミック繊維等)のプリフォームを用意し、これ
に金属溶湯を含浸させる方法や、粉末冶金法等、種々の
方法が知られている。前者の方法を適用し、更に複合材
料部1と金属部2とを一体に成形する場合は、先ず所定
のサイズのプリフォームを用意し、これに金属溶湯を含
浸させて行う。そして複合しないで残る部分を金属部2
とすれば良い。こうすれば、金属部2と複合材料部1と
は一体に鋳造された構造になる。
【0014】冷却部品4は、その複合材料部1の側をガ
ラス部6に取り付ける。その取り付け方は特に限定され
ない。図1の例では、接着剤層5を用いて冷却部品4を
ガラス部6に固定した場合を示している。接着剤層5の
材質は特に限定されるものではないが、硬化性の樹脂を
用いれば、この硬化により冷却部品4の固定が達成でき
る。尚、この接着剤層5として、熱伝導性に優れるもの
を用いることが望ましいことは当然である。またその厚
さもなるべく薄い方が、熱伝導性の観点で望ましい。
【0015】冷却部品4は、ガラス部6に接着固定する
部分である複合材料部1において熱膨張率が小さいの
で、ガラス部6との熱膨張率の整合性が高い。熱膨張率
の整合性が悪いと、複合材料部1とガラス部6との接合
部に発生する熱応力のために、接合部に亀裂や剥離が生
じることが多い。しかし、本発明においては、熱膨張率
の整合性が高く、このためガラス部6の加熱、冷却が繰
り返されても、ガラス部6と冷却部品4との熱的接続性
は高く維持され、優れた冷却性能が実現される。
【0016】
【実施例】図1は本発明の冷却部品とその取り付け状況
を説明する概略説明図である。図中6は、ガラス部であ
る。このガラス部に接着剤層5を介して、冷却部品4の
複合材料部1側が取り付けられている。複合材料部1
は、導電性マトリックス金属11として純Alを、被複
合材10としてカーボン短繊維を用いている。
【0017】複合材料部1のサイズは400mm×36
0mmで、厚さは10mmである。また金属部2と複合
材料部1とは一体に鋳造されて形成されている。この一
体鋳造品は、被複合材10のプリフォーム(体積率35
%、厚さ5mm)を用意し、これに導電性マトリックス
金属の溶湯を含浸させて、凝固後、適宜切削加工して製
造した。含浸しないで残った金属部分を切削して金属部
2とした。
【0018】またフィン3は純Al製であり、金属部2
にろう付けにより、接合されている。
【0019】接着剤層5は、熱伝導率が約1℃/Wの熱
硬化樹脂を用い、厚さは約0.2mmとした。その熱硬
化により複合材料部1とガラス部6とを接合、固定して
いる。
【0020】複合材料部1の熱膨張率と金属部2の熱膨
張率は各々9.3ppm、24ppm程度であった。ガ
ラス部6の熱膨張率は9ppm程度であるから、複合材
料部1とガラス部6との熱膨張率の整合性は高くなって
いる。
【0021】複合材料部1の熱伝導率と金属部2の熱伝
導率は、各々307(W/m・K)、225(W/m・
K)となった。これは、複合比35体積%で複合させた
被複合材10の単体での熱伝導率が導電性マトリックス
金属11よりも高いからである。
【0022】比較例を図2に示す。この比較例における
冷却部品40は、上記本発明例における複合材料部1が
備わらない点以外は上記本発明例と同様のものである。
【0023】さて、上記本発明例および比較例におい
て、ガラス部6を加熱し、その加熱した際の、複合材料
部1とガラス部6との接合部から、金属部2とフィン3
との接合部までの熱抵抗を測定した。尚、フィン3は室
温(25℃)下にある。さて、その結果、本発明例では
0.07℃/W、比較例では0.11℃/Wとなった。
またガラス部6の反対面(ガラス部6の図の左側)と、
フィン3の上記接合部との温度差を測定した。その結
果、本発明例および比較例で、各々15.75℃、2
4.75℃となった。つまり比較例に比べ本発明例は、
ガラス部6の熱がフィン3により多く運ばれたことにな
る。従ってより高い冷却性能が実現することになる。
【0024】上記したように、本発明例は比較例に比
べ、ガラス部6の熱がより多く冷却部品4に運ばれ、従
ってより高い冷却性能が実現するものになった。そこで
その原因を調べるため、接着剤層5の部分を調査してみ
た。その結果、比較例(図2)では、接着剤層5に亀
裂、剥離が認められた。これは、ガラス部6と金属部2
0との熱膨張率の差が大きく、その結果、上記加熱、冷
却に伴い、接着剤層5に大きな熱応力が掛かったためと
考えられる。対して本発明例では、接着剤層5を調査し
ても亀裂、剥離等はあまり認められなかった。これはガ
ラス部6と複合材料部1との熱膨張率の差が小さく、高
い熱膨張率の整合性が実現したからであると考えられ
る。
【0025】尚、接着剤層5が充分に厚ければ、複合材
料部1とガラス部6との熱膨張率の整合性の影響は小さ
くなるから、上記亀裂や剥離の問題はなくなるであろ
う。しかし複合材料部1とガラス部6との間の熱抵抗が
大きくなってしまうため問題である。
【0026】次に、別途、上記本発明例および比較例の
冷却部品を用意し、今度は、ガラス部6の温度を−55
℃〜125℃で連続的に変動させるヒートサイクル試験
を行った。そのサイクルの周期は2時間/1サイクルで
ある。そして500サイクル経過した時点で、複合材料
部1とガラス部6との接合部から、金属部2とフィン3
との接合部までの熱抵抗を測定した。その結果、本発明
例では0.07℃/W、比較例では0.17℃/Wとな
った。またガラス部6の反対面(ガラス部6の図の左
側)と、フィン3の上記接合部との温度差を測定した。
その結果、本発明例および比較例で、各々15.75
℃、38.25℃となった。つまり比較例に比べ本発明
例は、長時間のヒートサイクル試験を経ても、高い熱的
接続性が維持され続けたことになる。
【0027】
【発明の効果】本発明の冷却部品はガラス部を有するデ
ィスプレイ装置やランプ等に対し、そのガラス部に熱的
に接続してその冷却を行うものである。本発明の冷却部
品は上述したように、ガラスとの熱的整合性に優れ、効
率的な冷却性能が実現するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の冷却部品とその取り付け状況を示す概
略説明図である。
【図2】比較例の冷却部品とその取り付け状況を示す概
略説明図である。
【符号の説明】
1 複合材料部 10 被複合材 11 導電性マトリックス金属 2、20 金属部 3 フィン 4、40 冷却部品 5 接着剤層 6 ガラス部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱伝導性マトリクス金属に他の材料を複
    合化することで熱膨張率を低減させた複合材料部を備
    え、前記複合材料部がガラス部を有する電気装置の前記
    ガラス部に熱的に接続される、冷却部品。
  2. 【請求項2】 前記複合材料部にフィンが熱的に接続さ
    れている、請求項1記載の冷却部品。
  3. 【請求項3】 前記複合材料部にフィンが一体成形され
    ている、請求項1記載の冷却部品。
JP30029396A 1996-11-12 1996-11-12 冷却部品 Pending JPH10144832A (ja)

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JP30029396A JPH10144832A (ja) 1996-11-12 1996-11-12 冷却部品

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JP30029396A JPH10144832A (ja) 1996-11-12 1996-11-12 冷却部品

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ID=17883050

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1303680C (zh) * 2002-11-01 2007-03-07 三星电子株式会社 电子器件散热器及装备该件的电路板和等离子显示器面板

Cited By (1)

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