JP2003531480A - 切欠き付きフィンを備えたヒートシンク構造体 - Google Patents

切欠き付きフィンを備えたヒートシンク構造体

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JP2003531480A
JP2003531480A JP2001576399A JP2001576399A JP2003531480A JP 2003531480 A JP2003531480 A JP 2003531480A JP 2001576399 A JP2001576399 A JP 2001576399A JP 2001576399 A JP2001576399 A JP 2001576399A JP 2003531480 A JP2003531480 A JP 2003531480A
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デヴィッド・ダヴリュー・ガイラス
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アアビッド・サーマロイ・エルエルシー
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Abstract

(57)【要約】 複数のフィン（１４）に取り付けたパイプ（１２）を備えたヒートシンク構造体（１０）。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒートシンク及び該ヒートシンクの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
周知のフィンを備えたヒートシンク構造体は、熱伝導性接着剤又ははんだを使
ってヒートパイプ又は流体移送チューブに連結された複数の近接配置された放熱
フィンを含む。複数のフィンの各々は、その中央部分付近にヒートパイプ又は流
体移送チューブを収納すべく寸法づけた空洞を有する。パイプと嵌合させる際に
フィンは互いに直近に接近するから、フィンの空洞とヒートパイプの界接面付近
に接着剤又ははんだを塗布してフィンを備えたヒートシンク構造体を効率的に組
み立てることは難しい。したがって、複数のフィンと嵌合したヒートパイプには
んだを容易に塗布可能にする改良ヒートシンク構造体が望まれている。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明は複数のフィンに接続されるパイプのような熱導管を有するヒートシン
ク構造体を提供することを目的としている。複数のフィンはヒートシンク構造体
を含む周囲に熱を放つ（放熱する）。複数のフィンの各々は互いに反対方向を向
いた両面、及び端縁を有する熱伝導性材料から構成されている。前記両面はパイ
プの外面の周りに嵌合すべく寸法づけた空洞（穴）を画定する。端縁は、該端縁
から空洞まで延在する側壁を有する開口を画定する。複数のフィンをパイプの外
面に取り付けるための取付手段が設けられている。例えば、前記開口を通じてア
クセス（進入）することではんだ又は接着剤がパイプに塗布される。
【０００４】 本発明はヒートシンク構造体を作る方法にも指向されている。本発明による方
法は、各フィンが互いに反対方向を向いた両面、及び端縁を有する熱伝導性材料
で構成された、複数のフィンを形成することを含む。前記両面はフランジによっ
て部分的に境界づけた空洞を画定する。端縁は、該端縁から空洞まで延在する開
口を画定する。パイプは、この場合、該パイプの外面が各フランジの部分に静置
されるように、各フィンの空洞内に設置される。フィンの開口を通じてパイプ外
面にアクセスすることで接着剤が該パイプ外面に配置される、
【０００５】 本発明の他の目的及び特徴は添付図面と共に考慮した以下の詳細な説明から明
らかになる。しかしながら、図面は説明のためにのみ構成したものであり、特許
請求の範囲の各請求項に記載された発明の範囲を定義するためのものではないこ
とを理解すべきである。図面は必ずしも大きさ通りには描かれておらず、しかも
、別様に示されるのでなければ、図面は本明細書に記載された構造体及び方法を
概念的に説明することを単に意図したものであることもさらに理解すべきである
。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施形態によるヒートシンク構造体１０が図１に示されてい
る。ヒートシンク構造体は、その一端が複数のフィン１４に連結されると共に、
その他端が集積回路等を含むか支持する、蒸発器ブロックのような熱源１６に連
結されたパイプ１２を含む。パイプ１２は、当業者には周知の方法で、熱源１６
とフィン１４の間の熱交換用の導管を形成し、該パイプ１２によってフィンに伝
達される熱を周囲に放つ。管１２は、堅固なヒートパイプ、又は固体の熱源１６
とフィン１４の間の所望の熱交換をする流体を含む流体移送管とし得る。
【０００７】 図２に関して説明する。各フィン１４は熱伝導性のシート又はプレート材料か
ら構成することが好ましい。これらの熱伝導性のシート又はプレート材料は正面
１６及び背面１８を有し、かつ内部に形成された空洞２０を画定する。以下によ
り詳細に説明するように、空洞２０は、パイプ１２の直径の周りに嵌合するよう
に寸法づけるのが好ましい。このように、特定の直径の円形横断面を有するパイ
プに対して、空洞２０はパイプの直径より僅かに大きく寸法づけられる。空洞２
０は側壁又は側縁２２によって境界づけられ、該側壁又は側縁２２にはパイプと
複数のフィン１４の間の界接面を形成するためにフランジ２４を取り付けるのが
好ましい。このように、パイプ１２が空洞２０に挿入されるか、又は該空洞２０
内に（別様に）配置される際には、図１に示すように、フランジ２４はパイプの
周囲にカラーを付すか実質的に該パイプを包囲する。フランジ２４はまた図１に
示すような複数の隣接するフィン間にオフセットまたは空間を形成する。フラン
ジ２４はフィン（例えば、面１６）の一面から垂下するように図２には示されて
いるが、フランジが片面又は両面から延在し得ることは本発明の範囲から逸脱す
るものではないことが容易に理解できる。
【０００８】 特定の厚さを有するフィン１４に対しては、側縁または側壁２２はパイプの表
面と適切に接触し得ることを理解すべきである。
【０００９】 引き続き、図２に関して説明する。各フィン１４は開口２８を形成する端縁２
６を有しており、該開口２８は該端縁２６から空洞２０まで延在している。開口
は壁又は端縁の対３０を有しており、これらの壁又は端縁に互いに内向きにテー
パを付すことにより、（図示するように）開口２８がＶ字形状の切込みに類似す
るようにするのが好ましい。あるいは、以下に説明するように、パイプ及びフィ
ンへのはんだ材料の塗布を容易にするという意図的目的のために設ける限りにお
いては、開口はＵ字形状又は半球形状にし得る。
【００１０】 パイプ１２が空洞２０の所定位置にある時に、該パイプは熱伝導を行うための
フィン４に熱を伝えて連結し(thermally coupled)、かつ固着しなければならな
い。これは、パイプをフィンに連結するためのはんだ材料３２のような熱伝導性
の接着剤または結合剤によって達成される。特に、開口２８は、はんだ材料３２
を、直接、パイプの上に配置するか、はんだを両方の開口側辺３０に塗布してヒ
ートシンク構造体を熱して該はんだを開口側辺３０に沿ってパイプ１０まで流下
させるかのいずれかのためのパイプ表面部位の露出した領域へアクセスできるよ
うにする。このように、フィン内の開口２８は、フィン及びパイプ界接面、すな
わちフランジ２４がヒートパイプ１０に遭遇する領域へはんだを容易に塗布でき
るようにする。
【００１１】 はんだすなわち結合材料３２が、パイプとフランジ２４又は壁２２との間の接
触領域の全て又は概ね全てと、該フランジ２４との間に流れて固まり、その結果
、接触領域に存在し得る空泡が除去されるので、効果的な熱接触(thermal conta
ct)が生じる。これは、空洞とフランジとの界接面に付加的な開口または切込み
３６を設けることによって容易となる。このような付加的な開口又は切込みに付
着したはんだ又はエポキシがパイプの表面及びフランジに沿って侵入しあるいは
流れ、硬化時に、はんだはパイプとフィンの間で固まってこれらに熱を伝えて連
結させる。
【００１２】 はんだ３２の塗布は、予備形成品又はペーストで行うことができる。このはん
だはパイプを空洞２０に配置する前又は後に側壁２０に塗布されるか、あるいは
パイプを所定位置に置いてから開口２８内に直接配置し得る。
【００１３】 本発明によるヒートシンク１０の構成部材を組み立てるために、フィン１４は
何れか周知の態様でパイプ１２上に配置することができる。例えば、単にパイプ
を各フィンの空洞と整合及び嵌合させることによって、パイプ部材の自由端上に
一時にこれらの構成部材を配置することができる。あるいは、フィンを（図示し
ない）支持構造体に予め集積するか整合させ、その結果、フィンの空洞を同時に
貫通するようにパイプの端部を送り込むことができる。さらに別の実施形態では
、パイプの端部を空洞を貫通するように送り込むというよりはむしろ、１つのパ
イプを開口２８内に置いて、矢印Ｘ方向の下向きの力を加えることによって空洞
２０内へ下向きに押し込み得る。両方の側辺３０にテーパを付した結果、両方の
側辺を一時的に矢印Ｙで示す方向に離反させてパイプの空洞内への通過を許容し
、側辺はそれらの（図１に示す）静止位置に弾性復帰する。いずれの実施形態で
も、例えば、ヒートシンク構造体を加熱して予備成形品が流れるようにするか、
ペースト又は予備成形品を塗布してから構造体を加熱することによって一旦パイ
プを所定位置に位置づけると、はんだ又は接着剤はフィンとパイプの間で硬化す
る。
【００１４】 このように、本発明の好ましい実施形態に適用されたような、その主たる新規
な特徴を示し、説明し、及び指摘してきたが、当業者ならば、説明したよな装置
の形態及び細部における種々の省略、置換及び変更は本発明の精神から逸脱する
ことなくなし得ることは理解できる。例えば、これらの部材の全ての組み合わせ
および／または同一の結果を概ね同じ方法で達成する概ね同じ機能を遂行する方
法の段階が本発明の範囲内であることが明らかに意図されている。さらにまた、
本発明のいずれの開示された形態または実施形態に関して示しおよび／または説
明した、構造体および／または構成部材および／または方法の段階は、構成上の
選択の一般的な問題として開示又は説明又は示唆した形態又は実施形態に含み得
ることも認識すべきである。それ故、本発明は特許請求の範囲のみに限定したも
のである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による、ヒートパイプに取り付けた複数のフィンを示す図で
ある。
【図２】 図１の装置の複数のフィンの１つの詳細を示す図である。
【符号の説明】
１０…ヒートシンク構造体 １２…パイプ １３、１００…ハウジング １４…フィン １６…熱源 ２０…空洞 ２２…側壁または側縁 ２４…フランジ ２６…端縁 ２８…開口 ３０…側辺 ３２…はんだ材料
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１４年５月２４日（２００２．５．２４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項５】 前記フランジが前記開口の周りに対向する側縁を備えている
、請求項３に記載のヒートシンク構造体。
【請求項６】 前記取付手段がはんだの予備形成品を備えている、請求項１
に記載のヒートシンク構造体
【請求項７】 前記取付手段がはんだのペーストを備えている、請求項１に
記載のヒートシンク構造体。
【請求項８】 ヒートシンク構造体の製造方法において、 複数の実質的に平坦なフィンであって、該各フィンが互いに反対方向を向いた
両面、及び端縁を有する熱伝導性材料で構成され、前記両面がフランジによって
部分的に境界づけられた孔を画定し、また対向する側壁の対が前記端縁から前記 孔 まで延在する開口を画定する、前記複数のフィンを形成する段階と、 パイプの外面が前記各フランジの一部分上に静置されるように、該パイプを各
フィンの前記孔内に載置する段階と、 前記複数のフィンの開口を通じて前記パイプの外面に進入することで該パイプ
の外面にはんだ材料を配置する段階とを備えたヒートシンク構造体の製造方法。
【請求項９】 前記パイプがヒートパイプ及び流体移送チューブのいずれか
である、請求項８に記載のヒートシンク構造体の製造方法。
【請求項１０】 前記開口がＶ字形状の開口である、請求項８に記載のヒー
トシンク構造体の製造方法。
───────────────────────────────────────────────────── 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 23/40 Ｈ０１Ｌ 23/36 Ｚ 23/427 23/46 Ｂ (72)発明者 チェ・エム・チェウング アメリカ合衆国・テキサス・75024・プラ ノ・バーンヒル・ドライブ・4320 Ｆターム(参考） 5E322 AA01 AA05 AA11 AB02 AB06 DB08 DB10 FA04 5F036 AA01 BA04 BA05 BA06 BA26 BB05 BB43 BB60

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ヒートシンク構造体において、 外面を有するパイプと、 前記ヒートシンク構造体を含む周囲に熱を放つ複数のフィンであって、該複数
    のフィンの各々が熱伝導材料から構成され、かつ互いに反対方向を向いた両面、
    及び端縁を有し、前記両面は前記パイプの外面の周りに嵌合すべく寸法づけた空
    洞を画定し、前記端縁が該端縁から前記空洞まで延在する側壁を有する開口を画
    定する、前記複数のフィンと、 前記複数のフィンを前記パイプの外面に取り付ける取付手段とを備えたヒート
    シンク構造体。
  2. 【請求項２】 前記パイプがヒートパイプ及び流体移送チューブのいずれか
    である、請求項１に記載のヒートシンク構造体。
  3. 【請求項３】 前記複数のフィンの少なくとも１つが、該少なくとも１つの
    フィンを前記パイプの外面に取り付けるべく前記空洞の周りに位置づけたフラン
    ジを備えている、請求項１に記載のヒートシンク構造体。
  4. 【請求項４】 前記複数のフィンの各々の開口が単一のチャンネルを構成す
    べく整合されている、請求項１に記載のヒートシンク構造体。
  5. 【請求項５】 前記開口の側壁が前記端縁から前記空洞まで延在する内向き
    にテーパを付した対向する側壁の対を備えている、請求項１に記載のヒートシン
    ク構造体。
  6. 【請求項６】 前記フランジが前記開口の周りに対向する側縁を有する、請
    求項３に記載のヒートシンク構造体。
  7. 【請求項７】 前記取付手段がはんだの予備形成品を備えている、請求項１
    に記載のヒートシンク構造体。
  8. 【請求項８】 前記取付手段がはんだのペーストを備えている、請求項１に
    記載のヒートシンク構造体。
  9. 【請求項９】 前記対向する側縁に前記少なくとも１つのフィンを含む平面
    に対するテーパが付された、請求項１に記載のヒートシンク構造体。
  10. 【請求項１０】 ヒートシンク構造体を製造する方法において、 複数のフィンであって、該各フィンが互いに反対方向を向いた両面、及び端縁
    を有する熱伝導性材料で構成され、前記両面がフランジによって部分的に境界づ
    けられた空洞を画定し、前記端縁が該端縁から前記空洞まで延在する開口を画定
    する、前記複数のフィンを形成する段階と、 パイプの外面が前記各フランジの一部分上に静置されるように、該パイプを各
    フィンの前記空洞内に載置する段階と、 前記複数のフィンの開口を通じて前記パイプの外面に進入することで該パイプ
    の外面上に接着材料を配置する段階とを備えたヒートシンク構造体の製造方法。
  11. 【請求項１１】 前記パイプがヒートパイプ及び流体移送チューブのいずれか
    である、請求項１０に記載のヒートシンク構造体の製造方法。
  12. 【請求項１２】 前記載置する段階が、前記パイプを前記フィンの空洞を通じ
    て送り込むことを備えている、請求項１０に記載のヒートシンク構造体の製造方
    法。
  13. 【請求項１３】 前記配置する段階が、前記複数のフィンの開口を通じて前記
    パイプを設置し、これにより前記空洞内で前記パイプが動くような力を加えるこ
    とを備えている、請求項１０に記載のヒートシンク構造体の製造方法。
  14. 【請求項１４】 前記開口がＶ字形状の開口である、請求項１０に記載のヒー
    トシンク構造体の製造方法。
  15. 【請求項１５】 前記接着剤がはんだ材料を備えている、請求項１０に記載の
    ヒートシンク構造体の製造方法。
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