JP3217757B2 - ヒートシンクとそれを用いた冷却構造 - Google Patents
ヒートシンクとそれを用いた冷却構造Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/39—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
- H01L2224/40—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
- H01L2224/401—Disposition
- H01L2224/40135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
- H01L2224/40137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
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- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子等の電気
・電子部品の冷却に好適なヒートシンクに関するもので
ある。
・電子部品の冷却に好適なヒートシンクに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】パソコン等の各種機器や電力設備等の電
気・電子機器に搭載されている半導体素子等の電気・電
子部品は、使用時にある程度発熱する。この発熱により
電気・電子部品が過度に加熱されると、その性能が低下
し、あるいは寿命が短縮されることになる。加えて近年
は、パソコン等に代表される電気機器の小型化が進んで
きているため、それらに搭載される電気・電子部品の優
れた冷却技術の開発が急務となってきている。
気・電子機器に搭載されている半導体素子等の電気・電
子部品は、使用時にある程度発熱する。この発熱により
電気・電子部品が過度に加熱されると、その性能が低下
し、あるいは寿命が短縮されることになる。加えて近年
は、パソコン等に代表される電気機器の小型化が進んで
きているため、それらに搭載される電気・電子部品の優
れた冷却技術の開発が急務となってきている。
【０００３】冷却を必要とする電気・電子素子（以下、
被冷却部品という）を冷却する方法の一つとして、例え
ば空冷式、即ちそれらが搭載される電気機器の筐体にフ
ァン等を取り付け、その筐体内の雰囲気を冷やすことで
被冷却部品の過度な温度上昇を防ぐ方法がある。この方
法は特に比較的大型の電気機器においては有効である
が、小型の機器には不向きである。上述したような空冷
式の他に近年、被冷却部品にヒートシンクを接続し、そ
のヒートシンクを経由して熱を放散する方法が多用化さ
れ、特に、被冷却部品との間にヒートパイプを組み込ん
だヒートシンクで冷却する冷却方式が開発され、放熱効
果の向上を図っている。また、そのヒートシンクやフィ
ン等に電動ファンで送風し、一層高い冷却効率を実現さ
せる技術も開発されている。
被冷却部品という）を冷却する方法の一つとして、例え
ば空冷式、即ちそれらが搭載される電気機器の筐体にフ
ァン等を取り付け、その筐体内の雰囲気を冷やすことで
被冷却部品の過度な温度上昇を防ぐ方法がある。この方
法は特に比較的大型の電気機器においては有効である
が、小型の機器には不向きである。上述したような空冷
式の他に近年、被冷却部品にヒートシンクを接続し、そ
のヒートシンクを経由して熱を放散する方法が多用化さ
れ、特に、被冷却部品との間にヒートパイプを組み込ん
だヒートシンクで冷却する冷却方式が開発され、放熱効
果の向上を図っている。また、そのヒートシンクやフィ
ン等に電動ファンで送風し、一層高い冷却効率を実現さ
せる技術も開発されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ヒートシンクは冷却す
べき対象（電子部品等）から熱を吸収し、その熱を放散
させる機能を持つものである。このようなものとして、
例えばアルミニウム材等の熱伝導性に優れる材質を用い
て、ブロック板に複数の薄いフィンプレートがほぼ直角
に立ち上がったような形態のものが代表的である。この
ようなヒートシンクは、典型的には、前記ブロック板の
部分に電子部品を接触させ、ブロック板に伝わった電子
部品の熱は概ねフィンプレートの部分を経由して大気中
に放散させるようにする形態で使用される。
べき対象（電子部品等）から熱を吸収し、その熱を放散
させる機能を持つものである。このようなものとして、
例えばアルミニウム材等の熱伝導性に優れる材質を用い
て、ブロック板に複数の薄いフィンプレートがほぼ直角
に立ち上がったような形態のものが代表的である。この
ようなヒートシンクは、典型的には、前記ブロック板の
部分に電子部品を接触させ、ブロック板に伝わった電子
部品の熱は概ねフィンプレートの部分を経由して大気中
に放散させるようにする形態で使用される。
【０００５】上述したような形状のヒートシンクは、フ
ィンプレートの厚さが比較的厚い場合は、押出加工や鍛
造加工、その他鋳造法等によって一体に成形することが
できるが、フィンプレートの厚さがある程度まで薄くな
ると、押出加工、鍛造加工、鋳造法等によって一体に成
形することが難しくなる。またフィンプレートの高さが
大きい場合や、隣接するフィンプレート同士の間隔（フ
ィンピッチ）がある程度狭くなると、やはり押出加工、
鍛造加工、鋳造法等によって一体に成形することは難し
くなる。
ィンプレートの厚さが比較的厚い場合は、押出加工や鍛
造加工、その他鋳造法等によって一体に成形することが
できるが、フィンプレートの厚さがある程度まで薄くな
ると、押出加工、鍛造加工、鋳造法等によって一体に成
形することが難しくなる。またフィンプレートの高さが
大きい場合や、隣接するフィンプレート同士の間隔（フ
ィンピッチ）がある程度狭くなると、やはり押出加工、
鍛造加工、鋳造法等によって一体に成形することは難し
くなる。
【０００６】このような場合、アルミニウム材等で上板
と下板となるブロック板とフィンプレートとなる金属シ
ートとを別個に用意し、これらをロウ付け等により接合
する方法がとられている。このような製造方法によれば
フィンプレートとなる金属シートは圧延加工等によって
製造でき、フィンプレートの大きさや、ブロック板に接
合するそれらのフィンピッチも自由に調整できるからで
ある。
と下板となるブロック板とフィンプレートとなる金属シ
ートとを別個に用意し、これらをロウ付け等により接合
する方法がとられている。このような製造方法によれば
フィンプレートとなる金属シートは圧延加工等によって
製造でき、フィンプレートの大きさや、ブロック板に接
合するそれらのフィンピッチも自由に調整できるからで
ある。
【０００７】しかしながら、ブロック板に多数の薄いフ
ィンプレートをほぼ垂直に建てた状態で、それらを上下
のブロック板に接合する作業は容易ではない。即ち、複
数のフィンプレートをまとめて接合する際に、フィンプ
レートの位置がずれたりすることが多いからである。も
ちろん、複数のフィンプレートを１枚ずつ、適宜位置を
合わせて接合していけば、このような問題を防ぐことは
できるが、それでは製造コストが大きくなり過ぎて、量
産するには実用的な方法ではない。
ィンプレートをほぼ垂直に建てた状態で、それらを上下
のブロック板に接合する作業は容易ではない。即ち、複
数のフィンプレートをまとめて接合する際に、フィンプ
レートの位置がずれたりすることが多いからである。も
ちろん、複数のフィンプレートを１枚ずつ、適宜位置を
合わせて接合していけば、このような問題を防ぐことは
できるが、それでは製造コストが大きくなり過ぎて、量
産するには実用的な方法ではない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは製造コスト
の観点で優れた実用的なヒートシンクを提案する。本発
明のヒートシンクは、上ブロック板と下ブロック板とを
対峙させ、該上下ブロック板の向かい会う面に複数のス
リットを形成したスリットシートを接合し、並列する複
数のフィンプレートが前記スリットにその端部を差し込
んで前記上下ブロック板間に並立させた構造のものであ
る。
の観点で優れた実用的なヒートシンクを提案する。本発
明のヒートシンクは、上ブロック板と下ブロック板とを
対峙させ、該上下ブロック板の向かい会う面に複数のス
リットを形成したスリットシートを接合し、並列する複
数のフィンプレートが前記スリットにその端部を差し込
んで前記上下ブロック板間に並立させた構造のものであ
る。
【０００９】前記フィンプレートは前記スリットに差し
込まれることで、しまりバネ機構により固定されるよう
にすると良い。またフィンプレートの少なくとも一部
に、隣接する他のフィンプレートと接触する切り起こし
部を設けると組み立てが容易になる。前記スリットシー
トまたは前記上下のブロック板としては、これらの片方
または両方をブレージングシートで構成すると接合がよ
り容易となる。
込まれることで、しまりバネ機構により固定されるよう
にすると良い。またフィンプレートの少なくとも一部
に、隣接する他のフィンプレートと接触する切り起こし
部を設けると組み立てが容易になる。前記スリットシー
トまたは前記上下のブロック板としては、これらの片方
または両方をブレージングシートで構成すると接合がよ
り容易となる。
【００１０】前記ブロック板に銅やアルミニウム材等の
熱伝導性に優れる金属材を適用すると、その吸熱性や均
熱性の観点で望ましく、特にアルミニウム材は軽量であ
るという利点もある。前記ヒートシンクの上下ブロック
板のうち、少なくとも一方のブロック板をヒートパイプ
構造とすると、ヒートシンクとして一層高い均熱性を実
現することができ、冷却すべき電子部品等の被冷却部品
の放熱がより効果的となる。この場合、ヒートパイプの
吸熱面に被冷却部品の高さに合わせた凸部を設けておく
と、吸熱効果は更に向上する。前記ヒートシンクの上ブ
ロック板または下ブロック板の少なくとも一方のブロッ
ク板にヒートパイプを組み込み、または取り付ける構造
とすることも可能である。前記ヒートパイプには、該ヒ
ートパイプを構成する空洞部にウィックを内蔵されてお
くと、該ヒートパイプを有するヒートシンクを極端な場
合は逆さまにして使用（トップヒートモード）しても放
熱効果を維持できる効果があり、また、吸熱面と放熱面
との間に伝熱ブロックを装着することで放熱効果を高め
ることもできる。
熱伝導性に優れる金属材を適用すると、その吸熱性や均
熱性の観点で望ましく、特にアルミニウム材は軽量であ
るという利点もある。前記ヒートシンクの上下ブロック
板のうち、少なくとも一方のブロック板をヒートパイプ
構造とすると、ヒートシンクとして一層高い均熱性を実
現することができ、冷却すべき電子部品等の被冷却部品
の放熱がより効果的となる。この場合、ヒートパイプの
吸熱面に被冷却部品の高さに合わせた凸部を設けておく
と、吸熱効果は更に向上する。前記ヒートシンクの上ブ
ロック板または下ブロック板の少なくとも一方のブロッ
ク板にヒートパイプを組み込み、または取り付ける構造
とすることも可能である。前記ヒートパイプには、該ヒ
ートパイプを構成する空洞部にウィックを内蔵されてお
くと、該ヒートパイプを有するヒートシンクを極端な場
合は逆さまにして使用（トップヒートモード）しても放
熱効果を維持できる効果があり、また、吸熱面と放熱面
との間に伝熱ブロックを装着することで放熱効果を高め
ることもできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。図１、２は本発明の第１の実施形態を示
すもので、図１は本発明ヒートシンクの構造を説明する
分解説明図、図２は本発明ヒートシンクを示す概略斜視
図である。図１において、３０、３０は上ブロック板と
下ブロック板で、図示するように上下のブロック板３
０、３０は対峙した状態に配置されている。２０はフィ
ンプレートで、該フィンプレート２０複数枚は上下ブロ
ック板３０に対してほぼ直角に並立するように配置され
ている。上下のブロック板３０、３０の相対する面側に
は、スリット１１が所定の位置に形成されたスリットシ
ート１０が接合され、スリット１１には、フィンプレー
ト２０の上下端部が差し込まれ、フィンプレート２０の
位置決めがなされるように構成されている。
細に説明する。図１、２は本発明の第１の実施形態を示
すもので、図１は本発明ヒートシンクの構造を説明する
分解説明図、図２は本発明ヒートシンクを示す概略斜視
図である。図１において、３０、３０は上ブロック板と
下ブロック板で、図示するように上下のブロック板３
０、３０は対峙した状態に配置されている。２０はフィ
ンプレートで、該フィンプレート２０複数枚は上下ブロ
ック板３０に対してほぼ直角に並立するように配置され
ている。上下のブロック板３０、３０の相対する面側に
は、スリット１１が所定の位置に形成されたスリットシ
ート１０が接合され、スリット１１には、フィンプレー
ト２０の上下端部が差し込まれ、フィンプレート２０の
位置決めがなされるように構成されている。
【００１２】フィンプレート２０を差し込むスリット１
１の幅はフィンプレート２０の厚みより若干狭くして、
フィンプレート２０を差し込んだ際、それがしまりバネ
機構により両者が固定されるようにすると良い。このよ
うにすることにより、フィンプレート２０とスリットシ
ート１０またはブロック板３０とを接合する際、その接
合作業がより容易になる。なお、図示しないが上下ブロ
ック板３０、３０の間にフィンプレート２０とは別個に
支柱等を設けて、上下のブロック板３０、３０を固定す
るように構成すれば、フィンプレート２０は必ずしもス
リットシート１０またはブロック板３０に接合しなくて
も良い。
１の幅はフィンプレート２０の厚みより若干狭くして、
フィンプレート２０を差し込んだ際、それがしまりバネ
機構により両者が固定されるようにすると良い。このよ
うにすることにより、フィンプレート２０とスリットシ
ート１０またはブロック板３０とを接合する際、その接
合作業がより容易になる。なお、図示しないが上下ブロ
ック板３０、３０の間にフィンプレート２０とは別個に
支柱等を設けて、上下のブロック板３０、３０を固定す
るように構成すれば、フィンプレート２０は必ずしもス
リットシート１０またはブロック板３０に接合しなくて
も良い。
【００１３】ところで、スリットシート１０を省いて、
直接、ブロック板３０の表面に、フィンプレート２０が
差し込まれる溝を形成すれば、上述の場合と同様に、フ
ィンプレート２０を差し込んで保持することができる
が、ブロック板３０に溝を形成するとコストが嵩むこと
になる。従って組み立てたヒートシンクのコストが上昇
する。それに対して本発明は、スリットシート１０に形
成するのは溝でなく貫通したスリット１１であるので、
ブロック板３０に溝を形成する場合に比べ材料費は多少
高くなるが手間賃と比較すると格段の差があり、コスト
面で有利となる。従ってヒートシンク５を安価に提供す
ることができる。
直接、ブロック板３０の表面に、フィンプレート２０が
差し込まれる溝を形成すれば、上述の場合と同様に、フ
ィンプレート２０を差し込んで保持することができる
が、ブロック板３０に溝を形成するとコストが嵩むこと
になる。従って組み立てたヒートシンクのコストが上昇
する。それに対して本発明は、スリットシート１０に形
成するのは溝でなく貫通したスリット１１であるので、
ブロック板３０に溝を形成する場合に比べ材料費は多少
高くなるが手間賃と比較すると格段の差があり、コスト
面で有利となる。従ってヒートシンク５を安価に提供す
ることができる。
【００１４】また、ブロック板３０に溝を形成する場
合、その溝の幅が狭くなると、その溝の形成が難しくな
る。或いは溝同士の間隔が狭くなる場合も同様、その溝
の形成が難しくなる。本発明は、スリットシート１０に
形成するのは溝でなく貫通したスリット１１であるの
で、溝を形成する場合に比べ、幅狭いスリットや、間隔
が狭いスリットでもコストをそれほどかけずに形成する
ことができる。
合、その溝の幅が狭くなると、その溝の形成が難しくな
る。或いは溝同士の間隔が狭くなる場合も同様、その溝
の形成が難しくなる。本発明は、スリットシート１０に
形成するのは溝でなく貫通したスリット１１であるの
で、溝を形成する場合に比べ、幅狭いスリットや、間隔
が狭いスリットでもコストをそれほどかけずに形成する
ことができる。
【００１５】上述したように本発明では、スリットシー
ト１０を適用することで、簡便にヒートシンク５が組み
立てられる。ヒートシンク５をアルミニウム材で構成す
る場合、ブロック板３０とスリットシート１０との接合
はろう付けで行うことが簡便である。またフィンプレー
ト２０はスリットシート１０またはブロック板３０、或
いはこれらの両方に接合されるが、この接合においても
ろう付けを適用することが好ましい。
ト１０を適用することで、簡便にヒートシンク５が組み
立てられる。ヒートシンク５をアルミニウム材で構成す
る場合、ブロック板３０とスリットシート１０との接合
はろう付けで行うことが簡便である。またフィンプレー
ト２０はスリットシート１０またはブロック板３０、或
いはこれらの両方に接合されるが、この接合においても
ろう付けを適用することが好ましい。
【００１６】ろう付けに際しては、別途、置きろう材を
配してろう付けを行っても良いが、例えばスリットシー
ト１０にブレージングシートを適用すると簡便である。
なお、ブレージングシートは片面または両面にろう材と
なるアルミニウム材層を設けたアルミニウムシートであ
る。例えばブロック板３０と接する面側にろう材を配し
たスリットシート１０を適用すれば、ブロック板３０と
スリットシート１０とはろう付けによって接合される
が、スリット１１にフィンプレート２０を適度な深さで
差し込めば、そのフィンプレート２０も、ブロック板３
０と接する面側に配されたろう材まで達するから、ブロ
ック板３０とスリットシート１０とのろう付けと同時に
フィンプレート２０もスリットシート１０に接合するこ
とが可能になる。なお、スリットシート１０として、両
面にろう材が配されたブレージングシートを適用しても
良いことは勿論である。この場合、スリットシート１０
とブロック板３０、およびフィンプレート２０との接合
は一層確実になる。
配してろう付けを行っても良いが、例えばスリットシー
ト１０にブレージングシートを適用すると簡便である。
なお、ブレージングシートは片面または両面にろう材と
なるアルミニウム材層を設けたアルミニウムシートであ
る。例えばブロック板３０と接する面側にろう材を配し
たスリットシート１０を適用すれば、ブロック板３０と
スリットシート１０とはろう付けによって接合される
が、スリット１１にフィンプレート２０を適度な深さで
差し込めば、そのフィンプレート２０も、ブロック板３
０と接する面側に配されたろう材まで達するから、ブロ
ック板３０とスリットシート１０とのろう付けと同時に
フィンプレート２０もスリットシート１０に接合するこ
とが可能になる。なお、スリットシート１０として、両
面にろう材が配されたブレージングシートを適用しても
良いことは勿論である。この場合、スリットシート１０
とブロック板３０、およびフィンプレート２０との接合
は一層確実になる。
【００１７】スリットシート１０にブレージングシート
を採用せず、ブロック板３０にブレージングシートを適
用しても良い。この場合、フィンプレート２０をブロッ
ク板３０まで到達する程度の深さに差し込んでおけば、
ブロック板３０とスリットシート１０とのろう付けと同
時にフィンプレート２０もブロック板３０に接合するこ
とが可能になる。
を採用せず、ブロック板３０にブレージングシートを適
用しても良い。この場合、フィンプレート２０をブロッ
ク板３０まで到達する程度の深さに差し込んでおけば、
ブロック板３０とスリットシート１０とのろう付けと同
時にフィンプレート２０もブロック板３０に接合するこ
とが可能になる。
【００１８】上述したようにして組み立てた本発明のヒ
ートシンク５（図２）は、図示するようにブロック板３
０の部分に冷却すべき発熱部品（以下被冷却部品とい
う）４０を取り付ける使用形態が一般的である。被冷却
部品４０とブロック板３０との接触は、直接接触でも伝
熱グリス等を介在させた接触でもよい。勿論、場合によ
ってはこれらを半田接合等により接合してもよい。
ートシンク５（図２）は、図示するようにブロック板３
０の部分に冷却すべき発熱部品（以下被冷却部品とい
う）４０を取り付ける使用形態が一般的である。被冷却
部品４０とブロック板３０との接触は、直接接触でも伝
熱グリス等を介在させた接触でもよい。勿論、場合によ
ってはこれらを半田接合等により接合してもよい。
【００１９】図３は本発明の第２の実施形態を示すもの
で、フィンプレート２０に、隣接する他のフィンプレー
ト２０と接触する切り起こし部２１を設け、フィンプレ
ート２０、２０間の間隔を保持するように構成したもの
で、図１に示す複数のフィンプレート２０の全てまたは
一部に図３に示すような切り起こし部２１を設けておけ
ば、ヒートシンク５を組み立てた際、図４に示すよう
に、切り起こし部２１により、相隣り合うフィンプレー
ト２０同士の間隔を保持することができ、組み立てがよ
り容易に成し遂げることができる。
で、フィンプレート２０に、隣接する他のフィンプレー
ト２０と接触する切り起こし部２１を設け、フィンプレ
ート２０、２０間の間隔を保持するように構成したもの
で、図１に示す複数のフィンプレート２０の全てまたは
一部に図３に示すような切り起こし部２１を設けておけ
ば、ヒートシンク５を組み立てた際、図４に示すよう
に、切り起こし部２１により、相隣り合うフィンプレー
ト２０同士の間隔を保持することができ、組み立てがよ
り容易に成し遂げることができる。
【００２０】図５は本発明の第３の実施形態を示すもの
で、図２に示す下ブロック板３０をヒートパイプ構造と
した例である。図５において、５１は下ブロック板（３
０）をヒートパイプ構造とした平面型ヒートパイプで、
該ヒートパイプ５１は吸熱面５２と放熱面５３とからな
り、吸熱面５２には被冷却部品４０が接触し、放熱面５
３にはフィンプレート２０が接合されている。吸熱面５
２と放熱面５３とからなる空洞部５４は減圧に保持さ
れ、作動液が注入されている。
で、図２に示す下ブロック板３０をヒートパイプ構造と
した例である。図５において、５１は下ブロック板（３
０）をヒートパイプ構造とした平面型ヒートパイプで、
該ヒートパイプ５１は吸熱面５２と放熱面５３とからな
り、吸熱面５２には被冷却部品４０が接触し、放熱面５
３にはフィンプレート２０が接合されている。吸熱面５
２と放熱面５３とからなる空洞部５４は減圧に保持さ
れ、作動液が注入されている。
【００２１】このように、下ブロック板（３０）をヒー
トパイプ構造とすることにより、被冷却部品４０から発
生する熱は効率よく放熱面５３からフィンプレート２０
に伝わり放熱される。図５において、５６は伝熱ブロッ
クで、該伝熱ブロック５６は吸熱面５２と放熱面５３と
のそれぞれの内壁に接して設けられている。この伝熱ブ
ロック５６は吸熱面５２と放熱面５３との間の熱抵抗を
より小さくする効果を有し、被冷却部品４０から発生す
る熱をより効率よく吸熱面５２から放熱面５３へ伝達す
ることができ、放熱効果はより向上する。
トパイプ構造とすることにより、被冷却部品４０から発
生する熱は効率よく放熱面５３からフィンプレート２０
に伝わり放熱される。図５において、５６は伝熱ブロッ
クで、該伝熱ブロック５６は吸熱面５２と放熱面５３と
のそれぞれの内壁に接して設けられている。この伝熱ブ
ロック５６は吸熱面５２と放熱面５３との間の熱抵抗を
より小さくする効果を有し、被冷却部品４０から発生す
る熱をより効率よく吸熱面５２から放熱面５３へ伝達す
ることができ、放熱効果はより向上する。
【００２２】図５において５７はウィックで、該ウィッ
ク５７は放熱面５３内壁に沿って配置され、伝熱ブロッ
ク５６の側壁を辿るように吸熱面５２の内壁まで延び、
その先端部は吸熱面５２の内壁に接触するように配置さ
れている。このように配置すると、ウィック５７とそれ
ぞれの内壁および側壁との熱抵抗が小さい状態で接続す
ることができる。なお、ウィック５７の先端部を吸熱面
５２の内壁に金属接合しても良い。金属接合すれば、こ
れらの間の熱抵抗は一層小さくなる。
ク５７は放熱面５３内壁に沿って配置され、伝熱ブロッ
ク５６の側壁を辿るように吸熱面５２の内壁まで延び、
その先端部は吸熱面５２の内壁に接触するように配置さ
れている。このように配置すると、ウィック５７とそれ
ぞれの内壁および側壁との熱抵抗が小さい状態で接続す
ることができる。なお、ウィック５７の先端部を吸熱面
５２の内壁に金属接合しても良い。金属接合すれば、こ
れらの間の熱抵抗は一層小さくなる。
【００２３】図５において空洞部５４には図示しない作
動流体が適量収容されている。作動流体としては、水、
代替フロン、フロリナート、アンモニア、アルコール、
アセトン等が使用できる。作動流体の選定に当たっては
ヒートパイプを構成する材料との適合性を考慮して決め
る必要がある。図５において、６１、６２、６３は吸熱
面５２に設けた凸部で、該凸部は後述するように被冷却
部品４０の発熱容量等により使い分けられる大きさと、
高さを有するものである。
動流体が適量収容されている。作動流体としては、水、
代替フロン、フロリナート、アンモニア、アルコール、
アセトン等が使用できる。作動流体の選定に当たっては
ヒートパイプを構成する材料との適合性を考慮して決め
る必要がある。図５において、６１、６２、６３は吸熱
面５２に設けた凸部で、該凸部は後述するように被冷却
部品４０の発熱容量等により使い分けられる大きさと、
高さを有するものである。
【００２４】なお、吸熱面５２に設けた凸部６１、６２
は伝熱ブロック５６とウィック５７とが設置できる大き
さに形成されており、凸部６３には伝熱ブロック５６の
配置を省略している。被冷却部品４０の発熱が小さいよ
うなところでは、伝熱ブロック５６を省略しても、ヒー
トパイプ機能のみで充分に冷却効果が果たせるためであ
る。
は伝熱ブロック５６とウィック５７とが設置できる大き
さに形成されており、凸部６３には伝熱ブロック５６の
配置を省略している。被冷却部品４０の発熱が小さいよ
うなところでは、伝熱ブロック５６を省略しても、ヒー
トパイプ機能のみで充分に冷却効果が果たせるためであ
る。
【００２５】図５に示すようにヒートパイプ５１の吸熱
面５２を基板４１に実装した被冷却部品４２、４３、４
４を冷却するように配置し、被冷却部品を稼働させる
と、被冷却部品４２、４３、４４の温度が上昇する。発
熱量の大きい被冷却部品４２、４３の熱は吸熱面５２か
らヒートパイプの作動と、被冷却部品４２、４３と重な
る位置に配置してある伝熱ブロック５６を伝わって、ヒ
ートパイプ５１の放熱面５３に伝わり、その熱が概ねフ
ィンプレート２０を経て外部に放出され、被冷却部品４
２、４３は冷却される。凸部６１には伝熱ブロック５６
とウィック５７とが面接触するように設けられているた
めに作動液の蒸発面積が拡大して熱伝達率がより向上
し、多くの熱を放熱することができる。
面５２を基板４１に実装した被冷却部品４２、４３、４
４を冷却するように配置し、被冷却部品を稼働させる
と、被冷却部品４２、４３、４４の温度が上昇する。発
熱量の大きい被冷却部品４２、４３の熱は吸熱面５２か
らヒートパイプの作動と、被冷却部品４２、４３と重な
る位置に配置してある伝熱ブロック５６を伝わって、ヒ
ートパイプ５１の放熱面５３に伝わり、その熱が概ねフ
ィンプレート２０を経て外部に放出され、被冷却部品４
２、４３は冷却される。凸部６１には伝熱ブロック５６
とウィック５７とが面接触するように設けられているた
めに作動液の蒸発面積が拡大して熱伝達率がより向上
し、多くの熱を放熱することができる。
【００２６】また、図示するように、ボトムヒートモー
ド（吸熱面側を放熱面側より下方に位置させて使用する
形態）で使用する場合には、ヒートパイプ５１内の作動
流体は、重力作用による還流とウィック５７による毛細
管作用によって、作動流体の還流は維持されヒートパイ
プ５１は正常に作動する。一方、使用状態によっては大
きく傾いたりしてトップヒートモード（吸熱面側を放熱
面側より上方に位置させて使用する形態）になる場合も
あるが、かかる場合においても、ウィック５７による毛
細管作用によって、作動流体の還流は維持され、被冷却
部品の冷却は良好になされる。特にウィック５７が被冷
却部品４０（４１、４２、４３）が取り付けられる吸熱
面の内壁にも接触または接合しているので、作動流体の
還流はより確実になる。
ド（吸熱面側を放熱面側より下方に位置させて使用する
形態）で使用する場合には、ヒートパイプ５１内の作動
流体は、重力作用による還流とウィック５７による毛細
管作用によって、作動流体の還流は維持されヒートパイ
プ５１は正常に作動する。一方、使用状態によっては大
きく傾いたりしてトップヒートモード（吸熱面側を放熱
面側より上方に位置させて使用する形態）になる場合も
あるが、かかる場合においても、ウィック５７による毛
細管作用によって、作動流体の還流は維持され、被冷却
部品の冷却は良好になされる。特にウィック５７が被冷
却部品４０（４１、４２、４３）が取り付けられる吸熱
面の内壁にも接触または接合しているので、作動流体の
還流はより確実になる。
【００２７】発熱量が小さい被冷却部品４４の熱は吸熱
面５２からヒートパイプの作動によって放熱面５３に伝
わり、その熱はフィンプレート２０を経て外部に放出さ
れ、被冷却部品４４は冷却される。なお、トップヒート
モードになった場合でもヒートパイプの壁面を通じて熱
が伝達されるため、小容量の熱は放熱することができ、
被冷却部品４４は冷却され続ける。
面５２からヒートパイプの作動によって放熱面５３に伝
わり、その熱はフィンプレート２０を経て外部に放出さ
れ、被冷却部品４４は冷却される。なお、トップヒート
モードになった場合でもヒートパイプの壁面を通じて熱
が伝達されるため、小容量の熱は放熱することができ、
被冷却部品４４は冷却され続ける。
【００２８】図６は本発明の第４の実施形態を示すもの
で、本実施形態は図２に示す下側のブロック板３０にヒ
ートパイプ７１を接合させたものである。ヒートパイプ
７１としては、図５で説明した平面状のヒートパイプで
もよく、円形または楕円形のヒートパイプでもよい。円
形または楕円形のヒートパイプ７１を下ブロック板３０
に取り付けるにはブロック板３０内に埋め込むか、ブロ
ック板に孔または溝を設け、その孔または溝にヒートパ
イプを組み込んだ形態でも良い。或いは、単にブロック
板にヒートパイプを取り付けた形態でもよい。
で、本実施形態は図２に示す下側のブロック板３０にヒ
ートパイプ７１を接合させたものである。ヒートパイプ
７１としては、図５で説明した平面状のヒートパイプで
もよく、円形または楕円形のヒートパイプでもよい。円
形または楕円形のヒートパイプ７１を下ブロック板３０
に取り付けるにはブロック板３０内に埋め込むか、ブロ
ック板に孔または溝を設け、その孔または溝にヒートパ
イプを組み込んだ形態でも良い。或いは、単にブロック
板にヒートパイプを取り付けた形態でもよい。
【００２９】前記図５、図６は下ブロック板３０にヒー
トパイプ機能を持たせた実施形態につき説明したが、上
ブロック板３０にもヒートパイプ機能を持たせ、上下で
被冷却部品を冷却する冷却構造とすることもできること
は勿論である。
トパイプ機能を持たせた実施形態につき説明したが、上
ブロック板３０にもヒートパイプ機能を持たせ、上下で
被冷却部品を冷却する冷却構造とすることもできること
は勿論である。
【００３０】
【発明の効果】以上のように本発明のヒートシンクは組
み立てが容易であって量産が可能であり、安価に提供で
きる利点がある。また、放熱フィンプレートとヒートパ
イプ構造とを組み合わせることにより放熱効果はより一
層向上し、被冷却部品の放熱を効果的に行うことがで
き、電子部品を組み込んだ電子機器等をより小型化する
ことが可能となる等の優れた効果を有するものである。
み立てが容易であって量産が可能であり、安価に提供で
きる利点がある。また、放熱フィンプレートとヒートパ
イプ構造とを組み合わせることにより放熱効果はより一
層向上し、被冷却部品の放熱を効果的に行うことがで
き、電子部品を組み込んだ電子機器等をより小型化する
ことが可能となる等の優れた効果を有するものである。
【図１】本発明のヒートシンクの第１の実施形態を示す
組み立て状況説明図である。
組み立て状況説明図である。
【図２】本発明のヒートシンクの第１の実施形態を説明
する概略斜視図である。
する概略斜視図である。
【図３】本発明のヒートシンクの第２の実施形態を示す
説明図である。
説明図である。
【図４】図３に示すフィンプレートの組み立て状態を示
す部分説明図である。
す部分説明図である。
【図５】本発明のヒートシンクの第３の実施形態を示す
断面説明図である。
断面説明図である。
【図６】本発明のヒートシンクの第４の実施形態を示す
断面説明図である。
断面説明図である。
５ ヒートシンク １０ スリットシート １１ スリット ２０ フィンプレート ２１ 切り起こし部 ３０ ブロック板 ４０ 発熱部品 ４１〜４３ 発熱部品 ５１ ヒートパイプ ５２ 吸熱面 ５３ 放熱面 ５４ 空洞部 ５６ 伝熱ブロック ５７ ウィック ６１〜６３ 凸部 ７１ ヒートパイプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−202462（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−61667（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−23081（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−117077（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−107166（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−108647（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−72740（ＪＰ，Ｕ) 登録実用新案3033066（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 23/36 - 23/367
Claims (11)
- 【請求項１】 上ブロック板と下ブロック板とを対峙さ
せ、該上下ブロック板の向かい会う面に複数のスリット
を形成したスリットシートを接合し、並列する複数のフ
ィンプレートが前記スリットにその端部を差し込んで前
記上下ブロック板間に並立させてなることを特徴とする
ヒートシンク。 - 【請求項２】 前記フィンプレートは前記スリットに差
し込まれることで、しまりバネ機構により固定されるこ
とを特徴とする請求項１に記載のヒートシンク。 - 【請求項３】 前記フィンプレートの少なくとも一部に
は、隣接する他のフィンプレートと接触する切り起こし
部が設けられていることを特徴とする請求項１または２
に記載のヒートシンク。 - 【請求項４】 前記スリットシートまたは前記ブロック
板はブレージングシートで構成されていることを特徴と
する請求項１乃至３のいずれかに記載のヒートシンク。 - 【請求項５】 前記上下ブロック板の少なくとも一方は
ヒートパイプ構造を有していることを特徴とする請求項
１乃至４のいずれかに記載のヒートシンク。 - 【請求項６】 前記ヒートパイプ構造における吸熱面に
は少なくとも１個の凸部が設けられていることを特徴と
する請求項５に記載のヒートシンク。 - 【請求項７】 前記上下ブロック板の少なくとも一方に
は、ヒートパイプが組み込まれているか取り付けられて
いることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載
のヒートシンク。 - 【請求項８】 前記ヒートパイプの吸熱面には少なくと
も１個の凸部が設けられていることを特徴とする請求項
７に記載のヒートシンク。 - 【請求項９】 前記ヒートパイプの吸熱面と放熱面とで
構成される空洞部にはウィックが内蔵されていることを
特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載のヒートシ
ンク。 - 【請求項１０】 前記ヒートパイプの吸熱面と放熱面と
の間には少なくとも１個の伝熱ブロックが挿入されてい
ることを特徴とする請求項５乃至９のいずれかに記載の
ヒートシンク。 - 【請求項１１】 請求項１乃至１０のいずれかに記載の
ヒートシンクを、被冷却部品が実装された基板に相対し
て配置し、被冷却部品とヒートシンクとを熱的に接続し
てなることを特徴とするヒートシンクを用いた冷却構
造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30757898A JP3217757B2 (ja) | 1997-10-28 | 1998-10-28 | ヒートシンクとそれを用いた冷却構造 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31115897 | 1997-10-28 | ||
| JP9-311158 | 1997-10-28 | ||
| JP30757898A JP3217757B2 (ja) | 1997-10-28 | 1998-10-28 | ヒートシンクとそれを用いた冷却構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11340384A JPH11340384A (ja) | 1999-12-10 |
| JP3217757B2 true JP3217757B2 (ja) | 2001-10-15 |
Family
ID=26565168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30757898A Expired - Fee Related JP3217757B2 (ja) | 1997-10-28 | 1998-10-28 | ヒートシンクとそれを用いた冷却構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3217757B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6764777B2 (ja) * | 2016-12-16 | 2020-10-07 | 三菱アルミニウム株式会社 | 空冷モジュール |
| US20210389059A1 (en) * | 2018-12-28 | 2021-12-16 | Dong Guan Han Xu Hardware & Plastic Technology Co., Ltd. | Riveting apparatus for thin heat sink fin and thin cover plate |
| US11217505B2 (en) * | 2019-09-10 | 2022-01-04 | Aptiv Technologies Limited | Heat exchanger for electronics |
-
1998
- 1998-10-28 JP JP30757898A patent/JP3217757B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11340384A (ja) | 1999-12-10 |
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