JP2001244396A - ヒートシンクおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒートシンクの熱交換能力を向上させる。 【解決手段】 発熱もしくは吸熱する熱交換対象箇所１
４に設けられるベースプレート８と、そのベースプレー
ト８に立設される多数のフィン２０とを備えたヒートシ
ンク７であり、フィン２０がベースプレート８の面方向
に広がりを有し、かつベースプレート８に対する取付部
位となる基面部１０と、その基面部１０における片面か
ら突出した状態に基面部１０と一体に形成される突出部
１２とを備えている。また基面部１０とベースプレート
８とが、接合材１３を介して互いに熱授受可能に接合さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、各種の熱交換器
あるいは熱伝達装置などにおいて熱交換面積を増大させ
るためのヒートシンクに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ヒートパイプ等の熱関連機器において、
放熱面積あるいは吸熱面積を拡大して熱交換能力を向上
させるために、ヒートシンクを備えることが従来おこな
われている。そのヒートシンクの一例を図示すれば、図
８および図９の通りである。

【０００３】すなわち図８に示すヒートシンク１は、互
いに平行に配列された複数枚の平板状のフィン２が平板
状のベースプレート３の上面から垂直上方に延ばされた
構成であり、例えばアルミニウム（Ａｌ）を素材とした
押し出し成型法によって製造される。また図９に示すヒ
ートシンク４は、平板状のベースプレート５の上面に円
柱形状のフィン６を備えた構成であり、例えば銅（Ｃ
ｕ）を素材とした鍛造によって製造される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の押
し出し成形や鍛造は、単一の素材からフィンとベースプ
レートとを一体に加工する方法であるから、この種の方
法によって製造し得るフィンは、厚さの最小限度が２ｍ
ｍ程度に制約され、また厚さを２ｍｍに設定した場合の
フィンの高さが、最大で２０ｍｍ程度に制約される。更
に各フィンの間のピッチとしては、最小で５ｍｍ以上が
必要とされている。

【０００５】このように上記の押し出し成形や鍛造によ
る製造方法によって得られる従来のヒートシンクでは、
フィンを任意の仕様に形成することができず、またベー
スプレートの表面積に対して備えられるフィンの枚数
（本数）が少ないために、必ずしも充分な熱交換能力を
得ることができない問題があった。

【０００６】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、熱交換能力に優れるヒートシンクと、そのヒート
シンクを簡単に製造することのできる製造方法を提供す
ることを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段およびその作用】上記の目
的を達成するために、請求項１に記載した発明は、発熱
もしくは吸熱する熱交換対象箇所に設けられるベースプ
レートと、そのベースプレートに立設される多数のフィ
ンとを備えたヒートシンクにおいて、前記フィンが、前
記ベースプレートの面方向に広がりを有し、かつ該ベー
スプレートに対する取付部位となる基面部と、その基面
部における片面から突出した状態に該基面部と一体に形
成される突出部とを備え、前記基面部と前記ベースプレ
ートとが接合材を介して互いに熱授受可能に接合されて
いることを特徴とするものである。

【０００８】したがって請求項１に記載した発明によれ
ば、ベースプレートと各フィンとが別構造であって、フ
ィンの形状および厚さ、または高さあるいはピッチ等を
任意に設定することが可能であるから、ヒートシンク全
体としての熱交換能力が良好になる。また請求項１の発
明によれば、各フィンが周囲の媒体との熱交換箇所とな
る突出部と、ベースプレートに対して面接触した状態で
固定される基面部とを備えていて、両者の間での熱抵抗
が極めて小さい構成であるから、ヒートシンクとして優
れた熱交換能力が得られる。

【０００９】また請求項２に記載した発明は、請求項１
に記載した構成に加えて、前記ベースプレートが、銅あ
るいはアルミニウムからなり、前記フィンが、銅あるい
はアルミニウムからなり、更に前記接合材が、亜鉛−錫
系のはんだからなることを特徴とするものである。

【００１０】したがって請求項２に記載した発明によれ
ば、ベースプレートおよびフィンが、それぞれ熱伝導性
に優れる材料によって形成されているから、ヒートシン
クとしての熱交換能力がより一層良好になり、また上記
の組成のはんだが採用されているために、いわゆる母材
であるベースプレートおよび各フィンが銅あるいはアル
ミニウムからなっているにも拘わらず、特に接合部分に
腐食が生じない。

【００１１】また請求項３に記載した発明は、請求項２
の構成に加えて、前記はんだが、鉛を含有していないこ
とを特徴とするものである。

【００１２】したがって請求項３に記載した発明によれ
ば、亜鉛および錫よりも熱伝導率の低い鉛がはんだに含
有されていないために、ベースプレートと各フィンとの
間での熱伝達が良好におこなわれ、その結果、ヒートシ
ンクとしての熱交換能力が良好になる。またこの請求項
３の発明では、鉛の漏出に起因する環境あるいは／およ
び人体などへの悪影響がない。

【００１３】更に請求項４に記載した発明によれば、請
求項１の構成に加えて、前記ベースプレートが、密閉中
空構造とされるとともに、非凝縮性ガスを脱気した状態
でその内部に凝縮性の作動流体が封入されてヒートパイ
プ化されていることを特徴とするものである。

【００１４】したがって請求項３に記載した発明によれ
ば、ベースプレートにおける熱交換対象箇所側の部分に
入熱があると、内部に封入された作動流体が加熱されて
蒸発し、その作動流体が内部圧力および温度の共に低い
フィン側の部分に向けて流動し、そこで各フィンの基端
部に放熱して凝縮する。その熱は、更に各フィンの先端
部に向けて伝導されつつ、大気中に向けて放散される。
ヒートパイプの見かけ上の熱伝導性は、銅あるいはアル
ミニウム等の金属よりも数十倍優れているから、請求項
３の発明では、ヒートシンク全体としての熱交換能力が
更に一層高くなる。

【００１５】また更に請求項５に記載した発明は、請求
項１に記載した構成に加えて、前記各フィンが、隣接す
る一方のフィンと前記基面部同士を一体に連結し、かつ
隣接する他方のフィンと前記突出部における先端同士を
一体に連結したユニット構造となっていることを特徴と
するものである。

【００１６】したがって請求項５に記載した発明によれ
ば、互いに隣接する２枚あるいは２本のフィンの先端部
同士が連結されていることによって、各フィンの板厚方
向への実質的な強度が向上して、その方向への折れ曲が
り等が未然に防止される。またフィンのうちベースプレ
ート側の端部が、２枚あるいは２本ずつの対となってい
ることに伴って、対となっていない端部同士の間が空白
部となり、ベースプレートの外面が露出した状態となる
から、その部分に対応する量の接合材を削減でき、した
がって全体としてのコストの低廉化が図られる。

【００１７】更に請求項６に記載したヒートシンクの製
造方法は、ヒートパイプ構造のベースプレートと、その
ベースプレートに立設される多数のフィンとを備えたヒ
ートシンクの製造方法において、前記ベースプレートの
面方向に広がりを有し、かつ該ベースプレートに対する
取付部位となる基面部と、その基面部における片面から
突出した状態に該基面部と一体に形成される突出部とを
備えた前記フィンを、前記ベースプレートの材料となる
開口部を備えた中空構造の容器の外面に接合材によって
接合させ、つぎに前記中空構造の容器の内部から非凝縮
性ガスを脱気するとともに、凝縮性流体を入れた後、前
記開口部を密封して前記中空構造の容器自体をヒートパ
イプ化することを特徴とするものである。

【００１８】したがって請求項６に記載した製造方法に
よれば、ベースプレートのヒートパイプ化工程の前に、
フィンとベースプレートとの組み付け工程がおこなわれ
る方法であり、ヒートパイプ化工程に伴って高温となる
ベースプレートの冷却を待たずして多数のフィンの取り
付けをおこなうことができるから、効率よくヒートシン
クを生産することが可能である。また請求項６に記載し
た発明によれば、特にフィンの肉厚やピッチあるいは高
さ等を任意に設定し易く、それに伴って熱交換能力に優
れるヒートシンクとなる。

【００１９】また更に請求項７に記載した発明は、請求
項６に記載した製造方法において、前記フィンを前記ベ
ースプレートに接合させる工程を、はんだ付けによって
おこなうことを特徴とするものである。

【００２０】したがって請求項７に記載した発明によれ
ば、はんだ付けをおこなう時点では中空構造の容器が密
封されていないために、その内圧がはんだ付けに伴う熱
によって上昇することがなく、その結果、ベースプレー
トの変形あるいは破損が未然に防止され、所期の構造の
ヒートシンクが得られる。

【００２１】

【発明の実施の形態】つぎにこの発明に係る一具体例
を、図１および図２に基づいて説明する。符号７は、ヒ
ートシンクを示しており、このヒートシンク７は、ベー
スプレート８と、そのベースプレート８の上面部に取り
付けられたフィンユニット９とを備えている。より詳細
には、ベースプレート８は、熱交換対象箇所に対して設
置あるいは固定される部位であり、一例として矩形状あ
るいは方形状を成すＣｕ製あるいはＡｌ製の平板材が採
用されている。

【００２２】これに対してフィンユニット９は、複数個
のフィン２０を並列状態にかつ一体に形成したものであ
る。このフィンユニット９は、ベースプレート８よりも
薄く、かつＣｕあるいはＡｌからなる平板材を全体とし
てつづら折り状に屈曲させた構造となっている。すなわ
ちフィンユニット９は、ベースプレート８に密着した状
態に取り付けられる複数の基面部１０と、ベースプレー
ト８に対して平行に対向する複数の頂面部１１と、この
頂面部１１の縁部分と基面部１０の縁部分とに連続し、
かつベースプレート８に対して直交する複数の側面部１
２（この発明の突出部に相当する）とを備えている。

【００２３】また頂面部１１と基面部１０と側面部１２
とは、それぞれ平坦面を成している。つまり一対の側面
部１２とこれらに挟まれた状態の頂面部１１とによっ
て、１条のトンネル状の空間部が形成されている。なお
互いに一体に形成された１枚の基面部１０と１枚の側面
部１２とによって、１個のフィン２０が形成されてい
る。

【００２４】フィンユニット９は、各基面部１０をベー
スプレート８に対してはんだ付けすることによって、ベ
ースプレート８に固定されている。つまり各基面部１０
とベースプレート８の間のみにはんだ１３が設けられて
いて、隣接する基面部１０同士の間にベースプレート８
の素地面が露出した状態となっている。このはんだ１３
としては、例えば亜鉛（Ｚｎ）−錫（Ｓｎ）−インジウ
ム（Ｉｎ）系あるいはＺｎ−Ｓｎ−ビスマス（Ｂｉ）系
であって、特に鉛（Ｐｂ）を含有しないものが採用され
ている。

【００２５】そして上記構成のヒートシンク７は、動作
することによって発熱するＣＰＵ等の電子素子１４の上
面部に、ベースプレート８を密着させた状態に設置され
る。つまり電子素子１４が、この発明の熱交換対象箇所
に相当する。

【００２６】つぎに図１に示す構成のヒートシンク７の
作用について説明する。電子素子１４から熱が生じる
と、その熱がベースプレート８の下面部に伝達されると
ともに、はんだ１３を介してフィンユニット９の各基面
部１０の下面部に伝達される。その熱の一部が、基面部
１０の上面部から一対の側面部１２同士の間の空間内に
放散される。また基面部１０に供給された熱の一部が、
各側面部１２を通じて各頂面部１１に伝導しつつ、それ
らの内面および外面から大気中に向けて放散される。

【００２７】このように図１に示す構成では、フィンユ
ニット９おける各側面部１２の先縁部同士が頂面部１１
によって一体に連結されていて、各側面部１２の板厚方
向への折れ曲がり強度が向上しているために、各側面部
１２を薄くかつ高く設定することが可能になり、それに
伴ってフィンユニット９の表面積が大きくなるから、フ
ィンユニット９およびベースプレート８の熱伝導性が良
好なことと相俟って、ヒートシンク７全体として高い放
熱能力を得ることができる。

【００２８】また図１に示す構成では、フィンユニット
９においてベースプレート８に対する取り付け面となる
基面部１０が、側面部１２を２枚ずつ保持するようにな
っているから、必要とされるはんだ１３の量が少なくて
よく、それに伴って製造コストを低く抑えることができ
る。

【００２９】更に図１に示す構成では、上記組成のはん
だ１３を採用しているから、母材であるベースプレート
８およびフィンユニット９が銅製あるいはアルミニウム
製であるにも拘わらず、各基面部１０の下面部およびベ
ースプレート８の上面部の腐食を未然に防止でき、強固
な構造のヒートシンク７とすることができる。またＰｂ
の漏出がないため、環境および人体などへの悪影響がな
い利点も生じる。

【００３０】つぎにこの発明の他の具体例を、図３に基
づいて説明する。ここに示す例は、フィンユニット９に
銅のめっきが施された例である。なお上記具体例と同じ
部材には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図３においてヒートシンク７は、Ｃｕからなる平板状の
ベースプレート８と、その上面部に対してはんだ付けさ
れかつＡｌからなるフィンユニット９とを備えている。
このフィンユニット９の形状としては、図１に示す具体
例と同じ構造、すなわち全体としてつづら折り状のもの
が採用されている。またフィンユニット９の板厚は、一
例として０．３ｍｍ〜０．６ｍｍ程度となっている。

【００３１】更にこのフィンユニット９のうちベースプ
レート８側の部分の所定範囲には、Ｃｕメッキ２２が施
されていて、その部分が被メッキ部２３となっている。
より詳細には、Ｃｕメッキ２２は、各基面部１０の上下
面および縁面、各側面部１２の左右両面および縁面を一
体に被覆するように設けられており、その厚さが一例と
して１μｍ〜１０μｍ程度となっている。なおフィンユ
ニット９に対するめっき法としては、従来知られたシア
ン化銅めっき法や硫酸銅めっき法あるいはピロりん酸銅
めっき法等の手段を採用できる。またフィンユニット９
に対するめっき加工は、フィンユニット９とベースプレ
ート８との接合工程（はんだ付け）に先行しておこなわ
れる。

【００３２】また被メッキ部２３の高さｈ（はんだ１３
との接合面から側面部１２の突出方向での高さ）は、一
例として５ｍｍ程度に設定されていて、これは、はんだ
１３の厚さおよびフィン２０の厚さよりも大きい値とな
っている。つまりはんだ付けをおこなう際に、はんだ１
３がフィンユニット９における素地部分、特に各側面部
１２における基縁部には接触しないようになっている。

【００３３】他方、はんだ１３としては、Ｐｂ−Ｓｎ系
のものが採用されていて、このはんだ１３は、ベースプ
レート８の上面部の全体に設けられている。つまりはん
だ１３は、ベースプレート８の上面部における一対の側
面部１２同士の間の部分に対しても設けられている。

【００３４】したがって図３に示す構成のヒートシンク
７によれば、Ｃｕメッキ２２からなる被メッキ部２３が
Ａｌ製のフィンユニット９に備えられることによって、
フィンユニット９におけるはんだ１３との接合面がＣｕ
によって形成されるようになり、Ａｌの接合には好適で
はない種類のはんだ１３の採用が可能となり、そのはん
だ１３が単価の安い汎用的なものであるので、ヒートシ
ンク７としてのコストを抑えることができる。

【００３５】また図３に示す構成のヒートシンク７によ
れば、はんだ１３とフィンユニット９との間に介在物が
備えられた構成ではあるが、その介在物がＡｌよりも熱
伝導率の高いＣｕであるために、ベースプレート８と各
基面部１０との間での熱抵抗が抑制され、その結果、放
熱能力に優れるヒートシンク７を得ることができる。

【００３６】つぎにこの発明の他の具体例を、図４に基
づいて説明する。ここに示す例は、ベースプレート８が
ヒートパイプ構造を成す例である。なお上記具体例と同
じ部材には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略す
る。図４においてヒートシンク７は、平板状のベースプ
レート８と、その上面部に対してはんだ付けされた多数
のフィンユニット９とを備えている。なおはんだ１３と
しては、図１に示す具体例と同じＺｎ−Ｓｎ系あるいは
Ｚｎ−Ｓｎ−Ｂｉ系のものが採用され、またフィンユニ
ット９の形状としては、図１に示す具体例と同じ構造、
すなわち全体としてつづら折り状のものが採用されてい
る。

【００３７】これに対してベースプレート８は、全体と
して矩形状あるいは方形状を成す中空平板状のコンテナ
１５と、そのコンテナ１５の一側面部１２に挿入した状
態で取り付けられた注入ノズル１６とを備えている。特
には図示しないが、このコンテナ１５の内部には、作動
流体を還流させるためのウィックや変形を防止するため
の支柱などを必要に応じて備えることができる。またベ
ースプレート８の下面部には、熱交換対象箇所に相当す
る電子素子１４が密着した状態に配置されている。

【００３８】注入ノズル１６は、作動流体を注入等をお
こなうための小径管であり、コンテナ１５から突出した
端部が圧潰されて密閉されている。なお注入ノズル１６
とコンテナ１５とは、共にＣｕあるいはＡｌからなって
いる。そしてコンテナ１５の内部には、非凝縮性ガスを
脱気した状態で図示しない作動流体が封入されている。
つまりベースプレート８自体がヒートパイプ化されてい
る。

【００３９】つぎに図４に示す構成のヒートシンク７の
作用について説明する。電子素子１４が発熱すると、そ
の熱がベースプレート８の下面部に伝達されるととも
に、その内部に封入されている作動流体に伝達され、ヒ
ートパイプ動作が自動的に開始される。すなわち加熱さ
れて蒸発した作動流体が、上方に向けて流動するととも
に、はんだ１３およびフィンユニット９に放熱して凝縮
する。

【００４０】このように図４に示す構成のヒートシンク
７によれば、図１に示す具体例と同様の種々の効果を奏
することに加えて、ベースプレート８が平板状ヒートパ
イプとして機能することに伴って、その面方向での熱の
拡散が、迅速かつ均等におこなわれるから、電子素子１
４の熱が効率よくフィンユニット９に供給され、その結
果、ヒートシンク７全体としての放熱能力を更に向上さ
せることができる。

【００４１】つぎにこの発明の更に他の具体例を図５に
基づいて説明する。ここに示す例は、フィンユニット９
に替えて単体のフィン２０を多数備えた例である。なお
上記具体例と同じ部材には同じ符号を付し、その詳細な
説明を省略する。図４においてヒートシンク７は、平板
状のベースプレート８と、その上面部に対して接合され
た多数個のフィン２０とを備えている。

【００４２】これらのフィン２０としては、２種類の構
造が採用されている。まずフィン２０ａは、平板状の基
面部１０ａと、その基面部１０ａにおける図５での右側
の縁部から鉛直上方に一体に突出する側面部１２ａとを
備えている。つまりこのフィン２０ａの断面形状は、Ｌ
字型を成している。これに対してフィン２０ｂは、平板
状の基面部１０ｂと、その基面部１０ｂにおける幅方向
での中央箇所から鉛直上方に一位に突出する側面部１２
ｂとを備えている。つまりこのフィン２０ｂの断面形状
は、Ｔ字型を成している。この側面部１２ｂの高さが、
フィン２０ａにおける側面部１２ａよりも高く設定され
ている。

【００４３】これらの２種類のフィン２０ａ，２０ｂ
は、一例として図５での横方向に交互にレイアウトされ
るとともに、基面部１０の下面部に塗布されたエポキシ
系の接着剤２１（この発明の接合剤に相当する）によっ
てベースプレート８の上面部に接着されている。なおベ
ースプレート８は、ヒートパイプ構造とはなっておら
ず、矩形状あるいは方形状を成すＣｕ製あるいはＡｌ製
の平板材によって形成されている。

【００４４】したがって図５に示す構成のヒートシンク
７によれば、例えば側面部１２ａ，１２ｂのうち幾つか
が何等かの理由により折れ曲がるなどした場合に、その
破損したフィン２０ａ，２０ｂのみをベースプレート８
から取り外して交換することが可能であり、すなわち多
数個のフィン２０ａ，２０ｂを全て取り外す必要がない
から、いわゆる補修性に優れる利点がある。また図４に
示す構成のヒートシンク７によれば、隣接する側面部１
２ａ，１２ｂ同士の上縁部同士が開放されているから、
ヒートシンク７の斜め上方位置にファンを設置しての強
制空冷が可能になる利点も生じる。

【００４５】つぎに図４に示す構成のヒートシンク７の
製造方法を、図６および図７に基づいて説明する。注入
ノズル１６を取り付けた状態のコンテナ１５および予め
プレス加工によって形成したフィンユニット９を用意す
る。まずコンテナ１５とフィンユニット９とを接合す
る。すなわち平行な設置面上にコンテナ１５を配置し、
その上面部のうちフィンユニット９の各基面部１０と対
応した範囲にシート状のはんだ１３を配置する。つまり
各基面部１０とコンテナ１５の上面部との間にはんだ１
３を挟んだ状態とする。なお必要に応じてフラックスを
用いてもよい。

【００４６】そしてフィンユニット９とコンテナ１５と
をはんだ付けする。その具体的な手段としては、コテは
んだ付けや超音波はんだ付けまたは赤外線はんだ付け、
トーチはんだ付け等従来知られた手段を採用することが
できる。各所に配置したはんだ１３が溶かされた後に凝
固することによって、各基面部１０がコンテナ１５に対
して接合され、その結果、フィンユニット９を一体に取
り付けた状態のコンテナ１５が完成する。なお上記のは
んだ付けがおこなわれる時点では、注入ノズル１６が封
止されていないから、加熱によってコンテナ１５の内圧
が上昇することがなく、コンテナ１５には変形あるいは
破損が生じない。

【００４７】つぎにこのコンテナ１５をヒートパイプ化
する。まず注入ノズル１６を介して作動流体としての純
水（図示せず）を規定量より若干多めにコンテナ１５の
内部に注入する。これは、コンテナ１５内から非凝縮性
ガスの加熱追い出しをおこなうためである。この加熱追
い出し工程の一例としては、注入ノズル１６を上方に向
けた状態にコンテナ１５を加熱炉あるいはオイルバス
（共に図示せず）に収容するとともに、１２０℃程度で
加熱する。するとコンテナ１５内に存在している非凝縮
性ガスが作動流体の蒸気と共に注入ノズル１６の開口端
からコンテナ１５の外部に放出される。つまり先にコン
テナ１５の内部に注入された作動流体の全量から蒸気と
して追い出された量を差し引いた量が、作動流体の実質
的な封入量となる。

【００４８】そして所定量の蒸気を追い出した後、注入
ノズル１６の先端を圧潰し、かつ溶接して封止する。そ
の結果、コンテナ１５自体が充分に脱気されたヒートパ
イプとなる。その後、通例に倣う洗浄や点検等の工程を
おこなう。以上の手順によって、フィンユニット９とベ
ースプレート８とが強固に連結したヒートシンク７を得
ることができる。なお加熱追い出し工程では、予め注入
ノズル１６を仮締めしておいた状態でコンテナ１５の内
部圧力を高め、その後に仮締め部分を開放して作動流体
をフラッシュさせる方法を採ることもできる。

【００４９】このように上記の製造方法によれば、予め
別々に形成したフィンユニット９とコンテナ１５とをは
んだ付けして一体に組み付けるため、特にフィンユニッ
ト９における側面部１２の肉厚やピッチあるいは高さ等
を任意に設定し易く、したがって放熱換能力の高いヒー
トシンク７を効率よく、しかも確実に生産することがで
きる。

【００５０】なお上記各具体例では、つづら折り状のフ
ィンユニットを例示したが、この発明は上記具体例には
限定されるものではなく、例えば個々に独立した構造の
平板状のフィンを採用することもできる。

【００５１】ここで、この発明における好ましい実施の
態様例を記す。

【００５２】発熱もしくは吸熱する熱交換対象箇所に設
けられるベースプレートと、そのベースプレートに立設
される多数のフィンとを備えたヒートシンクにおいて、
前記ベースプレートが銅からなり、前記フィンが銅以外
の金属からなるとともに、前記ベースプレートの面方向
に広がりを有し、かつ該ベースプレートに対する取付部
位となる基面部と、その基面部における片面から突出し
た状態に該基面部と一体に形成される突出部とを備え、
前記基面部と前記ベースプレートとが鉛−錫系のはんだ
を介して互いに熱授受可能に接合されていることを特徴
とするヒートシンク。

【００５３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載した発明によれば、フィンがベースプレートの
面方向に広がりを有し、かつベースプレートに対する取
付部位となる基面部と、その基面部における片面から突
出した状態に基面部と一体に形成される突出部とを備え
るとともに、基面部とベースプレートとが接合材を介し
て接合されていて、各フィンにおける周囲の媒体とベー
スプレートとの熱伝達性が良好であることに加えて、フ
ィンの形状および厚さまたは高さあるいはピッチ等を任
意に設定できるために、熱交換能力に優れるヒートシン
クを得ることができる。

【００５４】また請求項２に記載した発明によれば、ベ
ースプレートおよびフィンが熱伝導性に優れる銅あるい
はアルミニウムからなるとともに、接合材が亜鉛−錫系
のはんだからなるために、ヒートシンクとしての熱交換
能力をより一層向上させることができ、また母材である
ベースプレートおよび各フィンと接合材との接合部分の
腐食を防止でき、したがって強度の高いヒートシンクを
得ることができる。

【００５５】また請求項３に記載した発明によれば、は
んだが亜鉛および錫よりも熱伝導率の低い鉛を含有して
いないために、ベースプレートと各フィンとの間での熱
抵抗が低減し、その結果、ヒートシンクとしての熱交換
能力をより一層向上させることができる。また請求項３
に記載した発明によれば、鉛の漏出に起因する環境ある
いは／および人体などへの悪影響を未然に防止すること
ができる。

【００５６】更に請求項４に記載した発明によれば、ベ
ースプレート自体がヒートパイプのコンテナを成してい
るために、熱交換対象箇所の熱が各フィンにおける基面
部に効率よく供給され、それに伴ってヒートシンクとし
ての熱交換能力を更に一層向上させることができる。

【００５７】また更に請求項５に記載した発明によれ
ば、フィンが隣接する一方のフィンと基面部同士を一体
に連結し、かつ隣接する他方のフィンと突出部における
先端同士を一体に連結していて、全体としてつづら折り
構造を成しているから、各突出部の実質的な強度が向上
して、その方向への折れ曲がり等を未然に防止すること
ができる。また請求項５に記載した発明によれば、各突
出部の基端部が２枚あるいは２本ずつの対となっている
ことに伴って、対となっていない端部同士の間にベース
プレートが露出した状態となるから、その部分に対応す
る量の接合材を削減でき、したがってコストの低廉化を
図ることができる。

【００５８】また請求項６に記載した製造方法によれ
ば、ベースプレートの面方向に広がりを有し、かつベー
スプレートに対する取付部位となる基面部と、その基面
部における片面から突出した状態に一体に形成される突
出部とを備えたフィンを、ベースプレートの材料となる
開口部を備えた中空構造の容器の外面に接合材によって
接合させた後、容器自体をヒートパイプ化する製法であ
って、ヒートパイプ化工程に伴って高温となる容器の冷
却を待たずして多数のフィンの取り付けが可能であるか
ら、熱交換能力に優れるヒートシンクを効率よく製造す
ることができる。

【００５９】更に請求項７に記載した製造方法によれ
ば、フィンをベースプレートに接合させる工程をはんだ
付けによっておこなうので、はんだ付けをおこなう時点
では容器が密封されておらず、その内圧がはんだ付けに
伴う熱によって内圧が上昇することがないから、ベース
プレートの変形あるいは破損を未然に防止でき、所期の
構造のヒートシンクを確実に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一具体例を示す概略図である。

【図２】 その具体例をベースプレートの上面部面から
示す概略図である。

【図３】 フィンユニットに被メッキ部を備えた具体例
を示す概略図である。

【図４】 ベースプレートがヒートパイプ構造となって
いる具体例を示す概略図である。

【図５】 単体のフィンを備えた他の具体例を示す概略
図である。

【図６】 ヒートシンクの製造方法のうちはんだ付け工
程を示す概略図である。

【図７】 その製造方法のうちヒートパイプ化工程を示
す概略図である。

【図８】 従来のヒートシンクを示す概略図である。

【図９】 従来の他のヒートシンクを記す概略図であ
る。

【符号の説明】

７…ヒートシンク、 ８…ベースプレート、 ９…フィ
ンユニット、 １０…基面部、 １１…頂面部、 １２
…側面部、 １３…はんだ、 １４…電子素子、 １５
…コンテナ、 ２０…フィン、 ２１…接着剤、 ２２
…Ｃｕメッキ、２３…被メッキ部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 23/36 Ｈ０１Ｌ 23/36 Ｚ (72)発明者 高宮 明弘 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 Ｆターム(参考） 5F036 AA01 BA04 BA08 BA26 BB03 BB05 BB60 BC06 BD01 BD03

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発熱もしくは吸熱する熱交換対象箇所に
   設けられるベースプレートと、そのベースプレートに立
   設される多数のフィンとを備えたヒートシンクにおい
   て、 前記フィンが、前記ベースプレートの面方向に広がりを
   有し、かつ該ベースプレートに対する取付部位となる基
   面部と、その基面部における片面から突出した状態に該
   基面部と一体に形成される突出部とを備え、前記基面部
   と前記ベースプレートとが接合材を介して互いに熱授受
   可能に接合されていることを特徴とするヒートシンク。
2. 【請求項２】 前記ベースプレートが、銅あるいはアル
   ミニウムからなり、前記フィンが、銅あるいはアルミニ
   ウムからなり、更に前記接合材が、亜鉛−錫系のはんだ
   からなることを特徴とする請求項１に記載したヒートシ
   ンク。
3. 【請求項３】 前記はんだが鉛を含有していないことを
   特徴とする請求項２に記載したヒートシンク。
4. 【請求項４】 前記ベースプレートが密閉中空構造とさ
   れるとともに、非凝縮性ガスを脱気した状態でその内部
   に凝縮性の作動流体が封入されてヒートパイプ化されて
   いることを特徴とする請求項１に記載したヒートシン
   ク。
5. 【請求項５】 前記各フィンが、隣接する一方のフィン
   と前記基面部同士を一体に連結し、かつ隣接する他方の
   フィンと前記突出部における先端同士を一体に連結した
   ユニット構造となっていることを特徴とする請求項１に
   記載したヒートシンク。
6. 【請求項６】 ヒートパイプ構造のベースプレートと、
   そのベースプレートに立設される多数のフィンとを備え
   たヒートシンクの製造方法において、 前記ベースプレートの面方向に広がりを有し、かつ該ベ
   ースプレートに対する取付部位となる基面部と、その基
   面部における片面から突出した状態に該基面部と一体に
   形成される突出部とを備えた前記フィンを、前記ベース
   プレートの材料となる開口部を備えた中空構造の容器の
   外面に接合材によって接合させ、 つぎに前記中空構造の容器の内部から非凝縮性ガスを脱
   気するとともに、凝縮性流体を入れた後、前記開口部を
   密封して前記中空構造の容器自体をヒートパイプ化する
   ことを特徴とするヒートシンクの製造方法。
7. 【請求項７】 前記フィンを前記ベースプレートに接合
   させる工程を、はんだ付けによっておこなうことを特徴
   とする請求項６に記載したヒートシンクの製造方法。