JP2000124373A - 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

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JP2000124373A
JP2000124373A JP10300196A JP30019698A JP2000124373A JP 2000124373 A JP2000124373 A JP 2000124373A JP 10300196 A JP10300196 A JP 10300196A JP 30019698 A JP30019698 A JP 30019698A JP 2000124373 A JP2000124373 A JP 2000124373A
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plate
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fin
heat sink
heat pipe
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JP10300196A
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English (en)
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Masashi Ikeda
匡視 池田
Masaaki Yamamoto
雅章 山本
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Furukawa Electric Co Ltd
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Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】組み立て性に優れた実用的なヒートシンクを実
現すること。 【解決手段】板型ヒートパイプ10を構成するコンテナ
部材12に溝120を設け、溝120に差し込むように
してフィンプレート20を取りつけ固定してなるヒート
シンク1。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は各種電子機器、電気
機器に搭載される電気部品の冷却に用いられるヒートシ
ンクに関する。
【0002】
【従来の技術】コンピューター等に代表される各種電子
機器、電気機器に搭載されている半導体素子等の冷却の
問題は、近年、重要課題として注目されてきている。こ
のような冷却が必要な半導体素子等の電子部品の冷却方
法として、それが搭載される機器筐体にファンを取り付
け、その機器筐体内の空気を冷却する方法や、ヒートシ
ンクを用いて冷却すべき電子部品を冷却する方法等が代
表的である。
【0003】ヒートシンクを用いる場合、そのヒートシ
ンクを冷却すべき電子部品に接触させて、その電子部品
の熱を放散させる方法が一般的である。この場合、電子
部品とヒートシンクとは直接接触させるとは限らず、そ
れらの間にグリス等を介在させたりすることもある。ま
た、電子部品とヒートシンクとを接合してしまう場合も
ある。
【0004】ところで冷却すべき電子部品等が搭載され
ている各種機器内の配置やスペースの都合等により、そ
の電子部品とヒートシンクとを近接させることができな
い場合もある。このような場合、例えばヒートパイプを
用いて電子部品からヒートシンクまで熱を運ぶようにす
る方法が有力である。
【0005】
【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。
【0006】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薄く、またその厚さが薄す
ぎない場合は、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。しかし、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ってしまう。
【0007】尚、アルミニウム等の金属塊に切削加工を
施してヒートシンクを作製する方法も考えられるが、切
削加工による方法は製造コストの点で実用的な方法とは
言えない。
【0008】このような場合、アルミニウム材等でブロ
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有効で
ある。フィンプレートは圧延加工等によって容易に製造
できる。このように、フィンプレートをブロック板に接
合することでヒートシンクを組み立てる方法によれば、
フィンプレートの大きさや、その数、配置間隔等を容易
に調整できる。
【0009】しかしながら、ブロック板に多数の薄肉の
フィンプレートをほぼ垂直に建てた状態で、それらを接
合する作業のコストは小さくはなかった。複数のフィン
プレートを個々に接合していては作業コストが高くな
る。しかし、複数のフィンプレートを立てた状態でまと
めて接合する作業も、フィンプレートの位置のずれを防
止する手間が必要である等、その作業コストは低いもの
ではなかった。
【0010】
【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、板型ヒートパイプのコンテナの一
方の主面側を構成するコンテナ部材と、それに対向する
板材との間に複数のフィンプレートが取り付けられてお
り、前記フィンプレートは前記コンテナ部材に設けられ
た溝に差し込まれるようにして固定されている、という
ものである。
【0011】上記において、コンテナ部材の他、板材に
も溝を設けておき、フィンプレートをその両方の溝に差
し込むようにして固定した形態のヒートシンクもある。
【0012】前記フィンプレートの固定は、コンテナ部
材または板材に設けた溝に差し込むことで、その溝に締
めつけられる、いわば弾性力と摩擦力によってなされる
ようにすれば良い。この場合、溝の幅をフィンプレート
の幅(厚み)より若干小さめに設定しておけば良い。
【0013】また、フィンプレートの少なくとも一部
は、隣接する他のフィンプレートと接触する切り起こし
部を設けておく場合もある。
【0014】フィンプレートの固定は、上述したよう
に、溝に差し込むことによる、しまりバネ機構により固
定しても良いが、その他、フィンプレートをコンテナ部
材や板材に接合しても構わない。この場合、コンテナ部
材または板材の少なくとも前記溝が形成されている部分
をブレージングシートで構成するとよい。或いは、フィ
ンプレートをブレージングシートで構成する場合もあ
る。
【0015】上述したヒートシンクにおいて、板型ヒー
トパイプの他方の主面側を構成するコンテナ部材に、基
板に実装された発熱部品の高さに応じた凹凸を設けてお
く場合もある。
【0016】上述した本発明のヒートシンクを用いた冷
却構造として、当該板型ヒートパイプを発熱部品が実装
された基板に相対して配置し、その板型ヒートパイプを
冷却すべき発熱部品に接触させるように配置する、とい
う構造を提案する。
【0017】
【発明の実施の形態】図1は本発明のヒートシンクの構
造を説明する説明図である。ヒートシンク1を構成する
板型ヒートパイプ10は、箱状のコンテナ部材11と板
状のコンテナ部材12とを接合し、その内部に空洞部を
形成してなるものである。空洞部は密閉、脱気し、図示
しないが作動流体(水等)を空洞部内に所定量収容す
る。
【0018】さて、板型ヒートパイプ10の一方の主面
部を構成するコンテナ部材12の外側面には複数の溝1
20が形成されている。このコンテナ部材12と対向し
て配置された板材30とコンテナ部材12との間に複数
のフィンプレート20を立てる。その際、その複数のフ
ィンプレート20はコンテナ部材12に形成した溝12
0に差し込まれるようにして保持固定される。フィンプ
レート20は溝120に差し込むだけでなく、場合によ
っては半田付け等を併用しても良い。
【0019】コンテナ部材11やフィンプレート20が
アルミニウム材である場合は、フィンプレート20やコ
ンテナ部材11をブレージングシートで構成すると良
い。そうすれば、それらのろう付けによる接合が簡便に
なる。
【0020】この例の場合、上側の板材30にも、コン
テナ部材12と対向する面側に所定の溝300を形成し
ている。その溝300とコンテナ部材12に形成した溝
12の双方でフィンプレート20を固定すると良い。板
材30に設ける溝は必須ではないが、フィンプレート2
0を一層確実に保持できる利点がある。
【0021】図1に示す例では、板材30とコンテナ部
材12との位置関係、即ち板材30と板型ヒートパイプ
10との位置関係は、その双方に複数のフィンプレート
20が固定されていることで保持されることになる。し
かしながら、通常、フィンプレート20には肉厚の薄い
アルミシート等が用いられることが多いから、その保持
が場合によっては不十分になることもある。このような
場合は、複数のフィンプレート20の内の一部を、より
肉厚の厚いものに換えるか、或いは強度の高い材質のも
のに置き換えたりすれば良い。或いは、図示しないが、
板材30を板型ヒートパイプ10に保持固定するための
保持部材を別途取り付けても良い。
【0022】本発明のヒートシンク1は、上述したよう
な構造により、板型ヒートパイプ10にフィンプレート
20を簡易に取り付けることが可能になっている。つま
り、フィンプレート20を取り付ける位置が溝120に
よって確定されているので、組み立て作業性に優れ、ま
たフィンプレート20の配置間隔の調整も容易になって
いる。
【0023】溝120の幅はフィンプレート20の厚さ
に対し若干狭くしておくと良い。そうすれば、フィンプ
レート20を溝120に差し込むだけで、フィンプレー
ト20を挟むしまりバネ機構により、フィンプレート2
0の固定が一層強いものとなると共に、板型ヒートパイ
プ10との熱的接続性も高いものとなる。もちろんフィ
ンプレート20を溝120に差し込むだけでなく、半田
付けやろう付けによる接合作業を併用すれば一層、フィ
ンプレート20の保持と板型ヒートパイプ10との熱的
接続性が優れたものとなる。
【0024】本発明のヒートシンク1は、板型ヒートパ
イプ10に直接、フィンプレート20を簡易に取り付け
ることができるので、部品点数も少ない簡易で効率的な
ヒートシンクであると言える。
【0025】上述した本発明のヒートシンク1におい
て、板型ヒートパイプ10の図における下側面の形状に
ついては任意である。このヒートシンクを発熱部品が実
装された基板に相対して配置する場合、その発熱部品の
高さに応じた凹凸を板型ヒートパイプ10の下側面に形
成しておくと便利である。図2はそのようなヒートシン
クを用いた冷却構造を示す説明図である。
【0026】ヒートシンク4を構成する板型ヒートパイ
プ40と、フィンプレート50および板材60との保持
固定の形態は上述した図1の場合と同様である。さて、
図2の板型ヒートパイプ40には、発熱部品70〜72
がリード73を介して実装された基板74に相対する側
の主面に、その発熱部品70〜72の全てまたは一部の
高さに応じた凸部41、42を形成してある。こうする
ことで、この板型ヒートパイプ40を基板74に相対し
て配置した際、高さの異なる発熱部品70〜72が一つ
の板型ヒートパイプ40に接するようになっている。
【0027】このような構造によって高さが異なる複数
の発熱部品70〜72を一つの板型ヒートパイプ40に
容易に接触させることができ、極めて実用的なヒートシ
ンクを用いた冷却構造が実現する。
【0028】ところで図1において、フィンプレート2
0は、板型ヒートパイプ10によって保持固定されてい
るが、複数のフィンプレート20同士の位置関係をより
強固に保持する意味で、フィンプレート20の少なくと
も一部に、隣接する他のフィンプレート20と接触する
程度の大きさの切り起こし部を設ける場合もある。図3
にそのような場合の例を示す。フィンプレート80には
切り起こし部81を設けておく。この切り起こし部81
は図4に示すように隣接する他のフィンプレート80に
接触する程度の大きさであり、これによりフィンプレー
ト80同士の間隔がより安定する。
【0029】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明のヒートシ
ンクは、その組み立てコストに優れ実用的なものであ
る。またこれを用いた冷却構造は簡略にして実用的なも
のである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のヒートシンクの組み立て状況を示す説
明図である。
【図2】本発明のヒートシンクとそれを用いた冷却構造
を説明する図である。
【図3】本発明のヒートシンクに係るフィンプレートの
例を示す説明図である。
【図4】本発明のヒートシンクの一部分を示す説明図で
ある。
【符号の説明】
1 ヒートシンク 10 板型ヒートパイプ 11 コンテナ部材 12 コンテナ部材 120 溝 20 フィンプレート 30 板材 300 溝 4 ヒートシンク 40 板型ヒートパイプ 41 凸部 42 凸部 50 フィンプレート 60 板材 70 発熱部品 71 発熱部品 72 発熱部品 73 リード 74 基板 80 フィンプレート 81 切り起こし部

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 板型ヒートパイプのコンテナの一方の主
    面側を構成するコンテナ部材と、それに対向する板材と
    の間に複数のフィンプレートが取り付けられており、前
    記フィンプレートは前記コンテナ部材に設けられた溝に
    差し込まれるようにして固定されている、ヒートシン
    ク。
  2. 【請求項2】 板型ヒートパイプのコンテナの一方の主
    面側を構成するコンテナ部材と、それに対向する板材と
    の間に複数のフィンプレートが取り付けられており、前
    記フィンプレートは前記コンテナ部材に設けられた溝と
    前記板材に設けられた溝とに差し込まれるようにして固
    定されている、ヒートシンク。
  3. 【請求項3】 前記フィンプレートは前記コンテナ部材
    または前記板材の溝に差し込まれることで、弾性力およ
    び摩擦力によりコンテナ部材または前記板材に固定され
    ている、請求項1または2に記載のヒートシンク。
  4. 【請求項4】 前記フィンプレートの少なくとも一部
    は、隣接する他のフィンプレートと接触する切り起こし
    部を設けている、請求項1〜3のいずれかに記載のヒー
    トシンク。
  5. 【請求項5】 前記コンテナ部材または前記板材の少な
    くとも前記溝が形成されている部分がブレージングシー
    トで構成されている、請求項1〜4のいずれかに記載の
    ヒートシンク。
  6. 【請求項6】 前記フィンプレートがブレージングシー
    トで構成されている、請求項1〜5のいずれかに記載の
    ヒートシンク。
  7. 【請求項7】 前記板型ヒートパイプの他方の主面側を
    構成するコンテナ部材には、基板に実装された発熱部品
    の高さに応じた凹凸が設けられている、請求項1〜6の
    いずれかに記載のヒートシンク。
  8. 【請求項8】 前記板型ヒートパイプを発熱部品が実装
    された基板に相対して配置し、当該板型ヒートパイプを
    冷却すべき発熱部品に接触させるように配置する、請求
    項1〜7のいずれに記載のヒートシンクを用いた冷却構
    造。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1149757A2 (en) 2000-04-25 2001-10-31 Nissan Motor Company, Limited Car body assembling method and body structure of a vehicle
JP2006245356A (ja) * 2005-03-04 2006-09-14 Hitachi Ltd 電子デバイスの冷却装置
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