JP2000260916A - ヒートシンク - Google Patents
ヒートシンクInfo
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- heat sink
- heating element
- fins
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
- F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
- F28F3/04—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
- F28F3/048—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of ribs integral with the element or local variations in thickness of the element, e.g. grooves, microchannels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2215/00—Fins
- F28F2215/10—Secondary fins, e.g. projections or recesses on main fins
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 流動抵抗を増大させることなく、すなわち同
一風量で放熱性能を向上させることのできるヒートシン
クを提供する。 【解決手段】 ベース５部上にフィン６を備え、ベース
５部を発熱体２に熱的に接続し発熱体２を冷却するヒー
トシンクにおいて、ベース５部に設けられたフィン６の
空間中に占める密度を、フィン根本部より先端部のほう
を大きくすることによって、フィン間を流れる冷却風の
風量分配を、温度の高いフィン根本部分において大きく
する。
一風量で放熱性能を向上させることのできるヒートシン
クを提供する。 【解決手段】 ベース５部上にフィン６を備え、ベース
５部を発熱体２に熱的に接続し発熱体２を冷却するヒー
トシンクにおいて、ベース５部に設けられたフィン６の
空間中に占める密度を、フィン根本部より先端部のほう
を大きくすることによって、フィン間を流れる冷却風の
風量分配を、温度の高いフィン根本部分において大きく
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュ−タなど
の電子機器装置に用いられる発熱体冷却用のヒートシン
クに関する。
の電子機器装置に用いられる発熱体冷却用のヒートシン
クに関する。
【０００２】
【従来の技術】コンピュ−タ等の電子機器装置では、高
発熱の半導体素子（発熱体）を冷却するため、ヒートシ
ンクを発熱体に装着して冷却する。このヒートシンクの
伝熱性能を向上させるための多くの技術が知られてい
る。たとえば、特開平８−２６４６９４号公報記載の技
術によれば、発熱体に接続されるベース部にヒートパイ
プを設けヒートパイプにフィンを形成している。ヒート
パイプによりベースから離れた領域にあるフィンまで熱
を輸送し、フィン全体が有効に冷却に寄与するようにし
ている。一方、特開平８−３１６３８９号公報記載の技
術では、ヒートシンクのフィン上部にファンを設置し、
ファンによってフィン内に冷却風を強制的に送風するよ
うにしている。
発熱の半導体素子（発熱体）を冷却するため、ヒートシ
ンクを発熱体に装着して冷却する。このヒートシンクの
伝熱性能を向上させるための多くの技術が知られてい
る。たとえば、特開平８−２６４６９４号公報記載の技
術によれば、発熱体に接続されるベース部にヒートパイ
プを設けヒートパイプにフィンを形成している。ヒート
パイプによりベースから離れた領域にあるフィンまで熱
を輸送し、フィン全体が有効に冷却に寄与するようにし
ている。一方、特開平８−３１６３８９号公報記載の技
術では、ヒートシンクのフィン上部にファンを設置し、
ファンによってフィン内に冷却風を強制的に送風するよ
うにしている。
【０００３】また、厚さ一定のフィンを当間隔に形成
し、このフィン間に冷却風を上方から下方の斜め方向に
向けて強制的に送風して冷却する技術も知られている。
し、このフィン間に冷却風を上方から下方の斜め方向に
向けて強制的に送風して冷却する技術も知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ベース部（発熱体との
接続面）にフィンを形成したヒートシンクに冷却風を供
給して発熱体を冷却する場合、一般に、ベースからフィ
ン先端に向かうに従ってフィンの温度が低下する。この
ため、フィン先端ほどフィン間を流れている冷却風とフ
ィンとの温度差が小さくなり、冷却に寄与する割合が低
下する。この傾向は、フィンの高性能化、すなわち、冷
却風の速度の増大、フィン微細化による表面積の拡大を
しようとするほど顕著になってくる。したがって、従来
の方法で発熱体の冷却性能の向上を図ろうとしても、ヒ
ートシンクの流動抵抗の増大のほうが冷却性能の増大よ
り勝ってしまい、冷却性能の向上が効果的に行えない。
接続面）にフィンを形成したヒートシンクに冷却風を供
給して発熱体を冷却する場合、一般に、ベースからフィ
ン先端に向かうに従ってフィンの温度が低下する。この
ため、フィン先端ほどフィン間を流れている冷却風とフ
ィンとの温度差が小さくなり、冷却に寄与する割合が低
下する。この傾向は、フィンの高性能化、すなわち、冷
却風の速度の増大、フィン微細化による表面積の拡大を
しようとするほど顕著になってくる。したがって、従来
の方法で発熱体の冷却性能の向上を図ろうとしても、ヒ
ートシンクの流動抵抗の増大のほうが冷却性能の増大よ
り勝ってしまい、冷却性能の向上が効果的に行えない。
【０００５】上記、特開平８−２６４６９４号公報記載
の技術では、フィンをヒートパイプ化することによっ
て、フィン先端での温度低下を低減するようにしてい
る。しかし、構造が複雑であり、製造方法、コスト、信
頼性の点で配慮されていなかった。また、ヒートパイプ
は一般に姿勢により熱輸送性能が変化するため、実装方
向が制約を受けるとともに、フィンを微細化（フィン全
体の表面積拡大）するとヒートパイプ内の流路も狭小に
なりヒートパイプ自体の性能が低下することが懸念され
た。
の技術では、フィンをヒートパイプ化することによっ
て、フィン先端での温度低下を低減するようにしてい
る。しかし、構造が複雑であり、製造方法、コスト、信
頼性の点で配慮されていなかった。また、ヒートパイプ
は一般に姿勢により熱輸送性能が変化するため、実装方
向が制約を受けるとともに、フィンを微細化（フィン全
体の表面積拡大）するとヒートパイプ内の流路も狭小に
なりヒートパイプ自体の性能が低下することが懸念され
た。
【０００６】一方、特開平８−３１６３８９号公報記載
の技術では、フィン上部に設置されたファンによって、
温度の高いフィン根本部分へ強制的に冷却風を送るよう
にしている。本構造では、ファン設置の空間が必要であ
るとともに、フィン上部に設置されたファンが停止した
場合、ファン自体が障害物となり、著しく性能を低下さ
せることについては配慮されていなかった。
の技術では、フィン上部に設置されたファンによって、
温度の高いフィン根本部分へ強制的に冷却風を送るよう
にしている。本構造では、ファン設置の空間が必要であ
るとともに、フィン上部に設置されたファンが停止した
場合、ファン自体が障害物となり、著しく性能を低下さ
せることについては配慮されていなかった。
【０００７】本発明の目的は、流動抵抗を増大させるこ
となく、すなわち同一風量で放熱性能を向上させること
のできるヒートシンクを提供することにある。
となく、すなわち同一風量で放熱性能を向上させること
のできるヒートシンクを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、ベース部上
にフィンを備え、ベース部を発熱体に熱的に接続し発熱
体を冷却するヒートシンクにおいて、ベース部に設けら
れたフィンの空間中に占める密度が、フィン根本部より
先端部のほうが大きいものである、ことによって達成さ
れる。
にフィンを備え、ベース部を発熱体に熱的に接続し発熱
体を冷却するヒートシンクにおいて、ベース部に設けら
れたフィンの空間中に占める密度が、フィン根本部より
先端部のほうが大きいものである、ことによって達成さ
れる。
【０００９】また上記目的は、ベース部上にフィンを備
え、ベース部を発熱体に熱的に接続し発熱体を冷却する
ヒートシンクにおいて、ベース部に設けられたフィンの
単位体積中に占める表面積が、フィン根本部より先端部
のほうが大きいものである、ことによって達成される。
え、ベース部を発熱体に熱的に接続し発熱体を冷却する
ヒートシンクにおいて、ベース部に設けられたフィンの
単位体積中に占める表面積が、フィン根本部より先端部
のほうが大きいものである、ことによって達成される。
【００１０】さらにまた上記目的は、ベース部上にフィ
ンを備え、ベース部を発熱体に熱的に接続し発熱体を冷
却するヒートシンクにおいて、ベース部に設けられたフ
ィン間を流れる流体の流動抵抗が、フィン根本部より先
端部のほうが大きいものである、ことによって達成され
る。
ンを備え、ベース部を発熱体に熱的に接続し発熱体を冷
却するヒートシンクにおいて、ベース部に設けられたフ
ィン間を流れる流体の流動抵抗が、フィン根本部より先
端部のほうが大きいものである、ことによって達成され
る。
【００１１】さらにまた上記目的は、ベース部上にフィ
ンを備え、ベース部を発熱体に熱的に接続し発熱体を冷
却するヒートシンクにおいて、ベース部に設けられたフ
ィンの断面積が、フィン根本部より先端部のほうが大き
いものである、ことによって達成される。
ンを備え、ベース部を発熱体に熱的に接続し発熱体を冷
却するヒートシンクにおいて、ベース部に設けられたフ
ィンの断面積が、フィン根本部より先端部のほうが大き
いものである、ことによって達成される。
【００１２】さらにまた上記目的は、ベース部を発熱体
に熱的に接続し発熱体を冷却するヒートシンクにおい
て、ベース部に、熱伝導性材料の壁で構成されベース部
から離れるほど流路断面積が小さくなるダクト状通風路
を複数個並べて形成する、ことによって達成される。
に熱的に接続し発熱体を冷却するヒートシンクにおい
て、ベース部に、熱伝導性材料の壁で構成されベース部
から離れるほど流路断面積が小さくなるダクト状通風路
を複数個並べて形成する、ことによって達成される。
【００１３】さらにまた上記目的は、ベース部を発熱体
に熱的に接続し発熱体を冷却するヒートシンクにおい
て、部分的に切り起こし部を有しコルゲート状に成形し
た熱伝導性薄板をベースに接合してベース上にフィンを
形成し、フィン先端部に前記切り起こし部がくるように
構成する、ことによって達成される。
に熱的に接続し発熱体を冷却するヒートシンクにおい
て、部分的に切り起こし部を有しコルゲート状に成形し
た熱伝導性薄板をベースに接合してベース上にフィンを
形成し、フィン先端部に前記切り起こし部がくるように
構成する、ことによって達成される。
【００１４】上記本発明の基本は、フィン根本部の流動
抵抗を先端部に比べ小さくすることによって、フィン根
本部分への風量分配をフィン先端部に比べ増大させる、
という考えに基づいている。
抵抗を先端部に比べ小さくすることによって、フィン根
本部分への風量分配をフィン先端部に比べ増大させる、
という考えに基づいている。
【００１５】すなわち、フィン根本部は、先端部に比べ
温度が高いため、先端部に比べ効率よく熱交換が行え
る。したがって、何ら外力などを必要とすることなく、
放熱に有効な領域に選択的に冷却風を供給されるので効
率のよい放熱が可能になる。このため、フィンに供給さ
れるトータルの風量が同じであっても、すなわち、フィ
ン根本部から先端部までのトータルの平均流動抵抗が同
じであっても、フィン根本部の流動抵抗を先端部に比べ
小さくすることによってヒートシンク全体の放熱性能を
大きくできる。
温度が高いため、先端部に比べ効率よく熱交換が行え
る。したがって、何ら外力などを必要とすることなく、
放熱に有効な領域に選択的に冷却風を供給されるので効
率のよい放熱が可能になる。このため、フィンに供給さ
れるトータルの風量が同じであっても、すなわち、フィ
ン根本部から先端部までのトータルの平均流動抵抗が同
じであっても、フィン根本部の流動抵抗を先端部に比べ
小さくすることによってヒートシンク全体の放熱性能を
大きくできる。
【００１６】また、フィン根本部での風量が増大するこ
とにより、フィン後流側での流体温度上昇が抑えられ、
フィン後流側での性能低下が抑制される。
とにより、フィン後流側での流体温度上昇が抑えられ、
フィン後流側での性能低下が抑制される。
【００１７】一方、風量割合の小さい先端部での表面積
の拡大は、風量低下による放熱量減少を放熱面積の増大
によって補うことができる。これらの効果により、より
性能の高いヒートシンクが実現できる。
の拡大は、風量低下による放熱量減少を放熱面積の増大
によって補うことができる。これらの効果により、より
性能の高いヒートシンクが実現できる。
【００１８】フィン根本部と先端部の流動抵抗の差は、
フィンの空間中に占める密度、もしくは、表面積の大き
さで変化できる。すなわち、フィンの空間中に占める密
度を大きくすることによって、流路断面が小さくなり、
さらに、フィンへの流入部における流路の急縮小効果に
より流動抵抗を増大できる。一方、表面積を大きくする
ことにより、流体とフィン表面との間の摩擦によって流
動抵抗を増大できる。なお、本構造は、フィンの長手方
向の断面形状が一定で、フィンの高さ方向に断面形状を
変化させるので、たとえば押出し成形法などの一般的な
フィン製造方法で製造可能である。
フィンの空間中に占める密度、もしくは、表面積の大き
さで変化できる。すなわち、フィンの空間中に占める密
度を大きくすることによって、流路断面が小さくなり、
さらに、フィンへの流入部における流路の急縮小効果に
より流動抵抗を増大できる。一方、表面積を大きくする
ことにより、流体とフィン表面との間の摩擦によって流
動抵抗を増大できる。なお、本構造は、フィンの長手方
向の断面形状が一定で、フィンの高さ方向に断面形状を
変化させるので、たとえば押出し成形法などの一般的な
フィン製造方法で製造可能である。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るヒートシンク
の実施例を図面を参照して説明する。図１は本発明の第
１の実施例に係るヒートシンクの斜視図、図２は断面図
で、電子機器に搭載される配線基板の一部を示したもの
である。配線基板１上にはＣＰＵ（中央演算処理装置）
などの発熱体２が実装されており、発熱体２は、ヒート
シンク３に供給される冷却風４よって冷却される。ヒー
トシンク３は、ベース５にフィン６が形成された構造
で、ベース５部が発熱体２と熱的に接続されている。ベ
ース５と発熱体２との接続は、高熱伝導性のたとえば柔
軟シート、エラストマ、グリースなどを介して行い、ベ
ース５と発熱体２との間の接触熱抵抗を低減して行う。
冷却風４は、フィン長手方向に概略平行にファンなど
（図示せず）によって供給される。供給構造は、ダクト
を用いて各ヒートシンク３に個別に供給される構造でも
よく、たとえば、発熱体２が複数個実装されている場合
など、共通ダクトから各々のヒートシンクに個別に供給
するようにしてもよい。
の実施例を図面を参照して説明する。図１は本発明の第
１の実施例に係るヒートシンクの斜視図、図２は断面図
で、電子機器に搭載される配線基板の一部を示したもの
である。配線基板１上にはＣＰＵ（中央演算処理装置）
などの発熱体２が実装されており、発熱体２は、ヒート
シンク３に供給される冷却風４よって冷却される。ヒー
トシンク３は、ベース５にフィン６が形成された構造
で、ベース５部が発熱体２と熱的に接続されている。ベ
ース５と発熱体２との接続は、高熱伝導性のたとえば柔
軟シート、エラストマ、グリースなどを介して行い、ベ
ース５と発熱体２との間の接触熱抵抗を低減して行う。
冷却風４は、フィン長手方向に概略平行にファンなど
（図示せず）によって供給される。供給構造は、ダクト
を用いて各ヒートシンク３に個別に供給される構造でも
よく、たとえば、発熱体２が複数個実装されている場合
など、共通ダクトから各々のヒートシンクに個別に供給
するようにしてもよい。
【００２０】ヒートシンク３は、フィン６の断面積がベ
ース５から先端部に向かうに従って大きくなる、すなわ
ち、フィン６の空間中に占める密度が大きくなるように
している。フィン６の長手方向の断面形状は一定で、図
２では、断面積が直線的に変化する例を示したが、後述
する風量分配割合が最適になるように非直線的に変化し
た形状でもよい。
ース５から先端部に向かうに従って大きくなる、すなわ
ち、フィン６の空間中に占める密度が大きくなるように
している。フィン６の長手方向の断面形状は一定で、図
２では、断面積が直線的に変化する例を示したが、後述
する風量分配割合が最適になるように非直線的に変化し
た形状でもよい。
【００２１】なお、本構造は、フィン６の長手方向の断
面形状が一定で、フィンの高さ方向に断面形状を変化さ
せるので、押出し成形法などの一般的なフィン製造方法
で製造可能である。
面形状が一定で、フィンの高さ方向に断面形状を変化さ
せるので、押出し成形法などの一般的なフィン製造方法
で製造可能である。
【００２２】本実施例のように、フィン形状をフィン６
の先端ほど空間中に占める密度を大きくすることによっ
て、フィン先端ほど、流路断面の減少、および、フィン
への流入部における流路の急縮小効果により流動抵抗が
増大する。したがって、フィン間を流れる冷却風の風量
分配が、フィン先端よりも、放熱に有効に働き、温度の
高いフィン根本部分において大きくなる。放熱に有効な
領域により多くの冷却風を供給されるので効率のよい放
熱が可能になり、ヒートシンク全体の放熱性能を大きく
できる。
の先端ほど空間中に占める密度を大きくすることによっ
て、フィン先端ほど、流路断面の減少、および、フィン
への流入部における流路の急縮小効果により流動抵抗が
増大する。したがって、フィン間を流れる冷却風の風量
分配が、フィン先端よりも、放熱に有効に働き、温度の
高いフィン根本部分において大きくなる。放熱に有効な
領域により多くの冷却風を供給されるので効率のよい放
熱が可能になり、ヒートシンク全体の放熱性能を大きく
できる。
【００２３】本実施例の効果を、より具体的に数値を挙
げて説明する。 フイン平均厚さ：２ｍｍ、フイン平均ギャップ：４ｍ
ｍ、フイン高さ：２０、ベース：５０ｍｍ×５０ｍｍの
場合を例にとって説明する。簡単のため、フイン根本部
から先端部までを２つの領域に分け、フイン間断面部と
フイン断面部との面積比をフイン根本部で２：１、先端
部で１：２とする。フイン６の流動抵抗は、フイン間の
空気流速とフイン寸法で決まり、フイン入口及び出口に
おけるフイン根本部から先端部にかけての縮小拡大にと
もなう抵抗（流速の２乗に比例）とフイン内部での摩擦
抵抗（流速に比例）とに分けられる。たとえば、フイン
間の平均流速３ｍ／ｓとすると、先端部とフイン根本部
での流速の比は、約２：３．５になり、フイン根本部で
の流量が多くなる。これにより、同一風量でフイン間に
均一に空気が流れる場合に比べ、放熱性能を１０％程度
向上できる。
げて説明する。 フイン平均厚さ：２ｍｍ、フイン平均ギャップ：４ｍ
ｍ、フイン高さ：２０、ベース：５０ｍｍ×５０ｍｍの
場合を例にとって説明する。簡単のため、フイン根本部
から先端部までを２つの領域に分け、フイン間断面部と
フイン断面部との面積比をフイン根本部で２：１、先端
部で１：２とする。フイン６の流動抵抗は、フイン間の
空気流速とフイン寸法で決まり、フイン入口及び出口に
おけるフイン根本部から先端部にかけての縮小拡大にと
もなう抵抗（流速の２乗に比例）とフイン内部での摩擦
抵抗（流速に比例）とに分けられる。たとえば、フイン
間の平均流速３ｍ／ｓとすると、先端部とフイン根本部
での流速の比は、約２：３．５になり、フイン根本部で
の流量が多くなる。これにより、同一風量でフイン間に
均一に空気が流れる場合に比べ、放熱性能を１０％程度
向上できる。
【００２４】また、特に、フィン根本部（放熱に有効な
領域）に供給される風量が増大することにより、フィン
後流側での流体の温度上昇が抑えられ、フィン後流側で
の性能低下が抑制される。
領域）に供給される風量が増大することにより、フィン
後流側での流体の温度上昇が抑えられ、フィン後流側で
の性能低下が抑制される。
【００２５】さらにまた、フィン先端部ではフィン間の
間隙が狭小になっている。これにより、フィン間に入っ
た冷却風がフィン先端部からもれるのを防ぐことがで
き、性能向上に寄与できる。
間隙が狭小になっている。これにより、フィン間に入っ
た冷却風がフィン先端部からもれるのを防ぐことがで
き、性能向上に寄与できる。
【００２６】図３は、第２の実施例に係るヒートシンク
の断面図である。本実施例のヒートシンク３は、フィン
６がベース５に対して垂直に形成され、フィン６の先端
部に向かうに従って長くなるフィン６１がフィン６にさ
らに形成されている。すなわち、フィン先端ほどフィン
３の空間中に占める密度が大きくなるとともに、フィン
３の表面積も大きくなっている。フィン６の長手方向の
断面形状は一定で、たとえば押出し成形法などの一般的
なフィン製造方法で製造可能である。
の断面図である。本実施例のヒートシンク３は、フィン
６がベース５に対して垂直に形成され、フィン６の先端
部に向かうに従って長くなるフィン６１がフィン６にさ
らに形成されている。すなわち、フィン先端ほどフィン
３の空間中に占める密度が大きくなるとともに、フィン
３の表面積も大きくなっている。フィン６の長手方向の
断面形状は一定で、たとえば押出し成形法などの一般的
なフィン製造方法で製造可能である。
【００２７】本実施例においても、フィン３の先端ほど
空間中に占める密度が大きくなっており、フィン先端ほ
ど、流路断面の減少、フィン３への流入部における流路
の急縮小効果、さらに、表面積増大による流体とフィン
表面との間の摩擦により流動抵抗が増大する。
空間中に占める密度が大きくなっており、フィン先端ほ
ど、流路断面の減少、フィン３への流入部における流路
の急縮小効果、さらに、表面積増大による流体とフィン
表面との間の摩擦により流動抵抗が増大する。
【００２８】したがって、フィン間を流れる冷却風の風
量分配が、フィン先端より放熱に有効に働く。すなわ
ち、温度の高いフィン根本部分において大きくなる。放
熱に有効な領域により多くの冷却風を供給されるので効
率のよい放熱が可能になり、ヒートシンク全体の放熱性
能を大きくできる。
量分配が、フィン先端より放熱に有効に働く。すなわ
ち、温度の高いフィン根本部分において大きくなる。放
熱に有効な領域により多くの冷却風を供給されるので効
率のよい放熱が可能になり、ヒートシンク全体の放熱性
能を大きくできる。
【００２９】また、特に、フィン根本部（放熱に有効な
領域）に供給される風量が増大することにより、フィン
後流側での流体温度上昇が抑えられ、フィン後流側での
性能低下が抑制される。一方、風量割合の小さい先端部
での表面積の拡大は、風量低下による放熱量減少を放熱
面積の増大によって補うことができる。
領域）に供給される風量が増大することにより、フィン
後流側での流体温度上昇が抑えられ、フィン後流側での
性能低下が抑制される。一方、風量割合の小さい先端部
での表面積の拡大は、風量低下による放熱量減少を放熱
面積の増大によって補うことができる。
【００３０】これらの効果により、より性能の高いヒー
トシンク３が実現できる。また、フィン先端ではフィン
間の間隙が狭小になっている。これにより、フィン間に
入った冷却風がフィン先端からもれるのを防ぐことがで
き、性能向上に寄与できる。
トシンク３が実現できる。また、フィン先端ではフィン
間の間隙が狭小になっている。これにより、フィン間に
入った冷却風がフィン先端からもれるのを防ぐことがで
き、性能向上に寄与できる。
【００３１】図４は、第３の実施例に係るヒートシンク
の斜視図である。上記図３に示す第２の実施例と同様
に、フィン６の先端部に、さらに、フィン６１を形成
し、フィン先端ほどフィンの空間中に占める密度が大き
くなるようにするとともに、フィン６の表面積も大きく
なるようにし、かつ、フィン先端部での表面積が大きく
なるように、フィン６１が隣接するフィン６２と交互に
配置される構造となっている。
の斜視図である。上記図３に示す第２の実施例と同様
に、フィン６の先端部に、さらに、フィン６１を形成
し、フィン先端ほどフィンの空間中に占める密度が大き
くなるようにするとともに、フィン６の表面積も大きく
なるようにし、かつ、フィン先端部での表面積が大きく
なるように、フィン６１が隣接するフィン６２と交互に
配置される構造となっている。
【００３２】本実施例によれば、上記第２の実施例に比
べ、より風量低下による放熱量減少を放熱面積の増大に
よって補うことができる。したがって、より性能の高い
ヒートシンク３が実現できる。
べ、より風量低下による放熱量減少を放熱面積の増大に
よって補うことができる。したがって、より性能の高い
ヒートシンク３が実現できる。
【００３３】図５は、第４の実施例に係るヒートシンク
の断面図である。本実施例は、ベース５に複数のダクト
状通風路７を並べて形成したものである。ダクト状通風
路７は、ベース５から離れる方向に複数段設け、ベース
５から離れるほどダクト状通風路７の流路断面積が小さ
くなっている。したがって、上段（ベース５から離れ
る）ほどベース５と平行に並ぶダクト状通風路７の数が
多くなる。ダクト状通風路７の流路断面積を変化させる
ことで、流動抵抗を変化させている。すなわち、上段部
ほど流動抵抗を増大させ、放熱に有効に働くベース部へ
の冷却風の風量分配を大きくする。
の断面図である。本実施例は、ベース５に複数のダクト
状通風路７を並べて形成したものである。ダクト状通風
路７は、ベース５から離れる方向に複数段設け、ベース
５から離れるほどダクト状通風路７の流路断面積が小さ
くなっている。したがって、上段（ベース５から離れ
る）ほどベース５と平行に並ぶダクト状通風路７の数が
多くなる。ダクト状通風路７の流路断面積を変化させる
ことで、流動抵抗を変化させている。すなわち、上段部
ほど流動抵抗を増大させ、放熱に有効に働くベース部へ
の冷却風の風量分配を大きくする。
【００３４】本実施例では、ダクト状通風路７のダクト
壁７１（高熱伝導率の材料で形成）がフィンの働きをす
るとともに、上段、もしくはベース５と平行な方向への
熱伝導を行う。したがって、ベース５に対して垂直方向
のダクト壁７１は、壁数の少ない下段ほど肉厚を厚くし
た方が効果的である。なお、ダクト状通風路７の形状
は、長手方向に同一形状でよく、アルミニウム、銅など
の連続鋳造などの方法により成形することが可能であ
る。
壁７１（高熱伝導率の材料で形成）がフィンの働きをす
るとともに、上段、もしくはベース５と平行な方向への
熱伝導を行う。したがって、ベース５に対して垂直方向
のダクト壁７１は、壁数の少ない下段ほど肉厚を厚くし
た方が効果的である。なお、ダクト状通風路７の形状
は、長手方向に同一形状でよく、アルミニウム、銅など
の連続鋳造などの方法により成形することが可能であ
る。
【００３５】本実施例の作用、効果は、基本的には上記
第２および第３の実施例と同様であるが、本実施例の場
合、フィン間（ダクト内）に入った冷却風は、長手方向
の途中からもれることがないので、後流側での放熱性能
の低下がさらに抑制される。
第２および第３の実施例と同様であるが、本実施例の場
合、フィン間（ダクト内）に入った冷却風は、長手方向
の途中からもれることがないので、後流側での放熱性能
の低下がさらに抑制される。
【００３６】図６は、第５の実施例に係るヒートシンク
の断面図である。
の断面図である。
【００３７】本実施例は、たとえば、銅、アルミニウム
などの高熱伝導性材料の薄板に部分的に切り起こし部８
１を形成し、コルゲート状にしてベース５に接合したも
のである。ベース５上に薄肉フィン８が形成さ、フィン
先端部に切り起こし部８１がくるように、薄肉フィン８
の高さ、間隔に応じて切り起こし部８１の薄板上への形
成位置を決める。
などの高熱伝導性材料の薄板に部分的に切り起こし部８
１を形成し、コルゲート状にしてベース５に接合したも
のである。ベース５上に薄肉フィン８が形成さ、フィン
先端部に切り起こし部８１がくるように、薄肉フィン８
の高さ、間隔に応じて切り起こし部８１の薄板上への形
成位置を決める。
【００３８】本実施例では、フィン先端部に切り起こし
部８１を設けることによって、フィン先端部での流動抵
抗をベース部より増大させ、放熱に有効に働くベース部
への冷却風の風量分配を大きくできる。また、風量分配
の小さいフィン先端部では、切り起こし部８１で高い熱
伝達率が得られ、風量分配の低減に伴う放熱効率の低下
を熱伝達率の上昇で補うことができる。
部８１を設けることによって、フィン先端部での流動抵
抗をベース部より増大させ、放熱に有効に働くベース部
への冷却風の風量分配を大きくできる。また、風量分配
の小さいフィン先端部では、切り起こし部８１で高い熱
伝達率が得られ、風量分配の低減に伴う放熱効率の低下
を熱伝達率の上昇で補うことができる。
【００３９】さらに、本実施例では、薄肉フィン８の肉
厚を薄くできる（たとえば、０．１〜０．２ｍｍ）の
で、フィン枚数すなわち表面積が容易に拡大できるとと
もに、トータルの流動抵抗の小さい（薄肉フィン８の肉
厚が薄いので、フィン８への流入部における流路の急縮
小効果が小さいため）ヒートシンクが実現できる。
厚を薄くできる（たとえば、０．１〜０．２ｍｍ）の
で、フィン枚数すなわち表面積が容易に拡大できるとと
もに、トータルの流動抵抗の小さい（薄肉フィン８の肉
厚が薄いので、フィン８への流入部における流路の急縮
小効果が小さいため）ヒートシンクが実現できる。
【００４０】
【発明の効果】本発明によれば、ヒートシンクにおいて
放熱に有効な領域に選択的に冷却風が供給されるので、
ヒートシンクの流動抵抗を増大させることなく、すなわ
ち同一風量で放熱性能を向上することができ、しかも、
一般的に用いられているフィン製造方法で実現できる。
放熱に有効な領域に選択的に冷却風が供給されるので、
ヒートシンクの流動抵抗を増大させることなく、すなわ
ち同一風量で放熱性能を向上することができ、しかも、
一般的に用いられているフィン製造方法で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係るヒートシンクの斜
視図である。
視図である。
【図２】図１に示す実施例の断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例に係るヒートシンクの断
面図である。
面図である。
【図４】本発明の第３の実施例に係るヒートシンクの斜
視図である。
視図である。
【図５】本発明の第４の実施例に係るヒートシンクの断
面図である。
面図である。
【図６】本発明の第５の実施例に係るヒートシンクの断
面図である。
面図である。
１…配線基板 ２…発熱体 ３…ヒートシンク ４…冷却風 ５…ベース ６、６１、６２…フィン ７…ダクト状通風路 ８…薄肉フィン ８１…切り起こし部
フロントページの続き (72)発明者 新 隆之 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社日 立製作所汎用コンピュータ事業部内 Ｆターム(参考） 5F036 AA01 BB05 BB37
Claims (7)
- 【請求項１】 ベース部上にフィンを備え、ベース部を
発熱体に熱的に接続し発熱体を冷却するヒートシンクに
おいて、 ベース部に設けられたフィンの空間中に占める密度が、
フィン根本部より先端部のほうが大きいことを特徴とす
るヒートシンク。 - 【請求項２】 ベース部上にフィンを備え、ベース部を
発熱体に熱的に接続し発熱体を冷却するヒートシンクに
おいて、 ベース部に設けられたフィンの単位体積中に占める表面
積が、フィン根本部より先端部のほうが大きいことを特
徴とするヒートシンク。 - 【請求項３】 ベース部上にフィンを備え、ベース部を
発熱体に熱的に接続し発熱体を冷却するヒートシンクに
おいて、 ベース部に設けられたフィン間を流れる流体の流動抵抗
が、フィン根本部より先端部のほうが大きいことを特徴
とするヒートシンク。 - 【請求項４】 ベース部上にフィンを備え、ベース部を
発熱体に熱的に接続し発熱体を冷却するヒートシンクに
おいて、 ベース部に設けられたフィンの断面積が、フィン根本部
より先端部のほうが大きいことを特徴とするヒートシン
ク。 - 【請求項５】 フィン先端部において隣接するフィン同
士のギャップがベース部に比べ小さいことを特徴とする
請求項１ないし４記載のいずれかのヒートシンク。 - 【請求項６】 ベース部を発熱体に熱的に接続し発熱体
を冷却するヒートシンクにおいて、 ベース部に、熱伝導性材料の壁で構成されベース部から
離れるほど流路断面積が小さくなるダクト状通風路を複
数個並べて形成することを特徴とするヒートシンク。 - 【請求項７】 ベース部を発熱体に熱的に接続し発熱体
を冷却するヒートシンクにおいて、 部分的に切り起こし部を有しコルゲート状に成形した熱
伝導性薄板をベースに接合してベース上にフィンを形成
し、フィン先端部に前記切り起こし部がくるように構成
することを特徴とするヒートシンク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11065288A JP2000260916A (ja) | 1999-03-11 | 1999-03-11 | ヒートシンク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11065288A JP2000260916A (ja) | 1999-03-11 | 1999-03-11 | ヒートシンク |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000260916A true JP2000260916A (ja) | 2000-09-22 |
Family
ID=13282608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11065288A Pending JP2000260916A (ja) | 1999-03-11 | 1999-03-11 | ヒートシンク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000260916A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002054490A1 (en) * | 2000-12-27 | 2002-07-11 | Fujitsu Limited | Heat sink and electronic device with heat sink |
| JP2008543112A (ja) * | 2005-06-07 | 2008-11-27 | ウォルベリン チューブ， インコーポレイテッド | 電子部品冷却用の伝熱面 |
| JP2013229461A (ja) * | 2012-04-26 | 2013-11-07 | Fanuc Ltd | 熱源からの距離に応じて肉厚及びピッチが異なるフィンを有するヒートシンクを備えたサーボアンプ |
| JP2017228748A (ja) * | 2016-06-24 | 2017-12-28 | 三協立山株式会社 | ヒートシンク |
| JP2018062298A (ja) * | 2016-10-14 | 2018-04-19 | 株式会社デンソー | 空調装置及びその製造方法 |
| JP2019062110A (ja) * | 2017-09-27 | 2019-04-18 | 富士通株式会社 | クーリングプレート、及び情報処理装置 |
| CN109915915A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-06-21 | 珠海格力电器股份有限公司 | 出气栅及设有其的电暖器 |
| CN114270129A (zh) * | 2019-05-14 | 2022-04-01 | 霍洛公司 | 用于热管理的装置、系统和方法 |
| EP4415030A1 (en) * | 2023-02-13 | 2024-08-14 | Abb Schweiz Ag | Cooling element |
-
1999
- 1999-03-11 JP JP11065288A patent/JP2000260916A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2002054490A1 (en) * | 2000-12-27 | 2002-07-11 | Fujitsu Limited | Heat sink and electronic device with heat sink |
| US6826050B2 (en) | 2000-12-27 | 2004-11-30 | Fujitsu Limited | Heat sink and electronic device with heat sink |
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| US10443957B2 (en) | 2017-09-27 | 2019-10-15 | Fujitsu Limited | Cooling plate and information processing device |
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| EP3969829A4 (en) * | 2019-05-14 | 2023-01-18 | Holo, Inc. | HEAT MANAGEMENT DEVICES, SYSTEMS AND METHODS |
| EP4415030A1 (en) * | 2023-02-13 | 2024-08-14 | Abb Schweiz Ag | Cooling element |
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