【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子等の各種電子部品を冷却するための高い熱伝導性を有する棒状体と伝熱フィンとを備えたヒートシンクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
パソコン等の各種機器や電子設備等の電気・電子機器に搭載されている半導体素子等の電子部品は、その使用によってある程度の発熱が避けがたく、近年はその冷却が重要な技術課題となりつつある。冷却を要する電気・電子素子を冷却する方法として、例えば機器にファンを取り付け、機器筐体内の空気の温度を下げる方法や、被冷却素子に冷却体を取り付けることによって、その被冷却素子を冷却する方法等が代表的に知られている。
【０００３】
被冷却素子に取り付ける冷却体として、単なる伝熱性の金属材ではなく、ヒートパイプ構造の冷却体、或いは、例えば銅材やアルミニウム材などの伝熱性に優れた丸型ヒートパイプを取り付けた形態のものが提案、実用化されている。
ヒートパイプは、密封された空洞部を備えており、その空洞部に収容された作動流体の相変態と移動により熱の輸送が行われる。熱の一部は、ヒートパイプを構成する容器（コンテナ）を直接伝わって運ばれるが、大部分の熱は、作動流体による相変態と移動によって移動される。
【０００４】
ヒートパイプの吸熱側において、ヒートパイプを構成する容器（コンテナ）の材質中を熱伝導して伝わってきた熱により、作動流体が蒸発し、その蒸気がヒートパイプの放熱側に移動する。放熱側では、作動流体の蒸気は冷却され再び液相状態い戻る。そして、液相に戻った作動流体は再び吸熱側に移動（還流）する。このような作動流体の相変態や移動によって、熱の移動がなされる。
【０００５】
ヒートパイプ内の作動流体としては通常、水や水溶液、アルコール、その他有機溶剤等が使用される。特殊な用途としては水銀を作動流体に用いる場合もある。前述したようにヒートパイプは内部の作動流体の相変態等の作用を利用するものであるので、密封された内部への作動流体以外のガス等の混入をなるべく避けるように製造されることになる。このような混入物は、通常、製造途中に混入する大気（空気）や作動流体中に溶在している炭酸ガス等である。
【０００６】
ヒートパイプの形状は、代表的な丸パイプ形状の他、平面型も広く用いられている。平板型のヒートパイプは、その形状から、半導体素子等の被冷却素子と広い面積で接触させやすい等の利点を有している。更に、ヒートパイプで移動した熱をファン等を使用して強制的に冷却するヒートシンクが広く用いられてきている。
【０００７】
更に、近年エレクトロニクス機器は、ＣＰＵ等の高出力、高集積の部品を内蔵している。半導体素子等の各種電子部品は、集積度が極めて高くなり、高速で情報の演算、制御等の処理を行うので、多量の熱を発生する。高出力かつ高集積の部品である半導体素子等の熱を冷却する装置が要求されている。
【０００８】
更に、インターネットを介する活動の機会が急激に増大し、デスクトップ型の固定されたパソコンではその機能を十分に発揮することができないような状態が多くなってきた。即ち、ＣＰＵ等の各種電子部品を搭載するパソコン等は、小型化し、移動性を備え、車等で移動の途中においても、出張先においてもその機能を十分に発揮することが重要な要素として考慮されるようになってきている。
【０００９】
それに伴って、ＣＰＵ等の各種電子部品を冷却するヒートシンクも小型薄型化が要求されるようになってきている。特開２００１−２７４３０５号公報に、開口部を備えたフィンを複数枚組み合わせてフィン部を形成し、フィンの開口部に扁平状ヒートパイプを挿入したヒートシンクが開示されている。特開２００１−２７４３０５号によると、コの字形フィンの垂直面部の最下部に扁平状ヒートパイプを収容するロの字形開口部を備えている。更に、開口部の上側には、コの字形フィンの下面部と共に、開口部に収容された扁平状ヒートパイプを挟持するように、縁部が設けられている。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−２７４３０５号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、ＣＰＵ等の各種電子部品を搭載するパソコンは、薄型小型化し、集積度の高くなったＣＰＵを冷却するためのヒートシンクを配置するスペースが制約され、更に、性能の高いヒートシンクが要求される。更に、薄いフィンを複数枚組み合わせたフィン部にヒートパイプを圧入するときに、フィンの一部に応力が集中してフィンに亀裂が生じて、放熱効率を低下させるという問題点が有る。
【００１２】
従って、この発明の目的は、ヒートパイプをフィンに圧入するときに、ヒートパイプとフィンとが嵌合する際に、各部材の寸法バラツキ等による歪みによって、フィンに亀裂が発生することなく、ヒートパイプとフィンとの密着力を高めることができる、放熱性能に優れたヒートシンクを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上述した従来の問題点を解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、上面部、垂直面部および下面部からなるコの字形板材からなる伝熱フィンの垂直面部にバーリング加工によって形成されるフランジ部を備えた、例えば矩形状の開口部と、開口部の両側部に開口部と一体に形成される例えば半円形状の第１空間部および第２空間部を設けることによって、例えば扁平状のヒートパイプを開口部に圧入するときに、扁平状のヒートパイプの製造時の幅方向の公差があっても、薄い伝熱フィンに亀裂が生じることなく、ヒートパイプとフィンとの密着力を高めることができることが判明した。
【００１４】
この発明は、上記研究結果に基づいてなされたものであって、この発明の伝熱フィンの第１の態様は、少なくとも１つのフランジ部を備えた開口部、および、前記開口部に前記開口部と一体に設けられた、それぞれ応力集中を緩和する少なくとも１つの空間部を備えた伝熱フィンである。
【００１５】
この発明の伝熱フィンの第２の態様は、前記開口部は矩形状の開口部からなっており、前記フランジ部が前記開口部の向き合う面に各々設けられ、前記開口部と一体に形成された少なくとも１つの前記空間部はＲ形状の空間部からなり、前記空間部の少なくとも１部は、前記開口部の中心部から離れる方向に広がっている、伝熱フィンである。
【００１６】
この発明の伝熱フィンの第３の態様は、前記開口部は、フランジ部を上下面および両側面に備えており、前記開口部と一体に形成される第１空間部は、上下面のフランジ部と一方の側面のフランジ部との間に形成される２つの空間部からなっており、前記開口部と一体に形成される第２空間部は、上下のフランジ部と他方の側面のフランジ部との間に形成される２つの空間部からなっている、伝熱フィンである。
【００１７】
この発明の伝熱フィンの第４の態様は、前記開口部は円形状の開口部からなっており、前記フランジ部は、円形状の開口部に沿って設けられた少なくとも２つのフランジ部からなっており、前記開口部と一体に形成された第１空間部および第２空間部は、前記少なくとも２つのフランジ部の間に形成されている、伝熱フィンである。
【００１８】
この発明の伝熱フィンの第５の態様は、前記少なくとも２つのフランジ部は、４つのフランジ部からなっており、前記第１空間部および前記第２空間部はぞれぞれ２つの空間部からなっている、伝熱フィンである。
【００１９】
この発明の伝熱フィンの第６の態様は、前記第１空間部の２つの空間部および前記第２空間部の２つの空間部は、前記開口部の中心から概ね放射状に形成されている、伝熱フィンである。
【００２０】
この発明のヒートシンクの第１の態様は、下記棒状体と下記伝熱フィンとが下記開口部にて熱的接続がなされていることを特徴とする、下記部材を備えたヒートシンクである
（ａ）高い熱伝導性を有する棒状体、
（ｂ）少なくとも２つのフランジ部を備えた開口部、および、前記開口部の両側部に前記開口部と一体に設けられた、それぞれ応力集中を緩和する空間部を備えた伝熱板部とからなる伝熱フィン。
【００２１】
この発明のヒートシンクの第２の態様は、前記棒状体は扁平状ヒートパイプからなっており、前記開口部は矩形状の開口部からなっており、前記フランジ部が前記開口部に設けられ、記開口部と一体に形成された前記空間部はＲ形状の空間部からなり、前記空間部の少なくとも１部は、前記開口部の中心部から離れる方向に広がっている、ヒートシンクである。
【００２２】
この発明のヒートシンクの第３の態様は、前記棒状体は扁平状ヒートパイプからなっており、前記開口部は、前記フランジ部を上下面および両側面に備えており、前記開口部と一体に形成される第１空間部は、上下面のフランジ部と一方の側面のフランジ部との間に形成される２つの空間部からなっており、前記開口部と一体に形成される第２の空間部は、上下のフランジ部と他方の側面のフランジ部との間に形成される２つの空間部からなっている、ヒートシンクである。
【００２３】
この発明のヒートシンクの第４の態様は、前記棒状体は、丸型ヒートパイプからなっており、前記開口部はＲ形状の開口部からなっており、前記フランジ部は、Ｒ形状の開口部に沿って設けられた少なくとも２つのフランジ部からなっており、第１空間部および第２空間部は、前記少なくとも２つのフランジ部の間に形成されている、ヒートシンクである。
【００２４】
この発明のヒートシンクのその他の態様は、前記少なくとも２つのフランジ部は、４つのフランジ部からなっており、前記第１空間部および前記第２空間部はぞれぞれ２つの空間部からなっている、ヒートシンクである。
【００２５】
この発明のヒートシンクのその他の態様は、前記第１空間部の２つの空間部および前記第２空間部の２つの空間部は、前記開口部の中心から概ね放射状に形成されている、ヒートシンクである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
この発明の伝熱フィンおよびヒートシンクの態様について図面を参照しながら詳細に説明する。
この発明の伝熱フィンは、平らな上面部と、平らな下面部と、バーリング加工、打ち抜き加工、曲げ加工等による少なくとも２つのフランジ部を備えた開口部、および、開口部の両側部に開口部と一体に設けられた、それぞれ応力集中を緩和するの第１空間部および第２空間部を備えた平らな垂直面部とからなるコの字形の伝熱フィンである。なお、伝熱フィンの形状は、コの字形の他に、Ｌ字形、平板形、曲板形であっても良く、限定するものではない。
この発明の伝熱フィンにおいては、開口部は矩形状の開口部からなっており、バーリング加工、打ち抜き加工、曲げ加工等によるフランジ部が開口部の上下面に設けられ、開口部と一体に形成された第１空間部および第２空間部は半円形状の空間部からなり、開口部に関して右左対称に形成され、第１空間部および第２空間部の少なくとも１部は、開口部の垂直部分よりも垂直方向に広がっている。
【００２７】
図１は、この発明の伝熱フィンの１つの態様を説明する斜視図である。図１（ａ）は、正面側から見た斜視図である。図１（ｂ）は、裏面側から見た斜視図である。図１（ａ）に示すように、この発明の伝熱フィン１は、平らな上面部２と、平らな下面部４と、平らな垂直面３からなるコの字形のフィンであり、垂直面３には、バーリング加工による２つのフランジ部５を備えた開口部６、および、開口部６の両側部に開口部６と一体に設けられた、それぞれ応力集中を緩和するの第１空間部７および第２空間部８を備えている。
【００２８】
上述した開口部６は矩形状の開口部からなっており、バーリング加工によるフランジ部５が開口部６の上下面に設けられ、開口部５と一体に形成された第１空間部７および第２空間部８は半円形状の空間部からなっている。半円形状の第１空間部７および第２空間部８は、開口部に関して右左対称に形成され、第１空間部および第２空間部の少なくとも１部は、開口部の垂直部分よりも垂直方向に広がっている。
【００２９】
図１に示す伝熱フィンにおいて、平らな上面部２、平らな下面部４は概ね平行であり、開口部の上下面に形成されたフランジ部５は、開口部に挿入される（図示しない）挿入物を上下から押し付けて固定することができるように、弾性を備えている。上述したフランジ部は、バーリング加工によって、通常、上面部、下面部と同一方向に突出して形成されている。なお、伝熱フィンの形状は、例えば、図１の上面部２が無いＬ字状、または、図１の上面部２および下面部４が無い平板状であっても良い。
【００３０】
図２は、開口部および第１・第２空間部を説明するための、伝熱フィンの平面図である。図２に示すように、垂直面部３の上端部には上面部２が一体的に形成され、垂直面部３の下端部には、下面部４が一体的に形成されている。垂直面部の概ね中央部に、矩形の開口部６が形成され、矩形の開口部６の上下面にバーリング加工によって形成されたフランジ部５が設けられている。開口部５と一体に形成された第１空間部７および第２空間部８は半円形状の空間部からなっており、特に、開口部の両側端部から外（上下）方向に広がって、第１空間部および第２空間部が一体に形成されている。即ち、開口部に挿入物が挿入されたときに、応力集中を緩和するために、開口部の両側端部における垂直線と第１空間部および第２空間部の曲線の接線とがなす角度（α）が直角または鋭角になっているのが良い。なお、前記角度（α）は、より好ましくは鋭角が良い。前記直角または鋭角を成す部分があることによって、前記フランジ部５、６に外力が加わる場合の強度が高まる。よって後に説明する図７に示すような場合、ヒートパイプ４１を上下にあるフランジ部４５によって、より強固に挟持できるため接続部による伝熱損失を低減でき放熱性能向上に寄与できる。
【００３１】
更に、この発明の伝熱フィンの他の１つの態様においては、上述した開口部は、バーリング加工によるフランジ部を上下面および両側面に備えており、開口部と一体に形成される第１空間部は、上下面のフランジ部と一方の側面のフランジ部との間に形成される２つの空間部からなっており、開口部と一体に形成される第２の空間部は、上下のフランジ部と他方の側面のフランジ部との間に形成される２つの空間部からなっている。なお、上述した第１空間部の２つの空間部および第２空間部の２つの空間部は、開口部の中心から概ね放射状に形成されていてもよい。
【００３２】
図３は、この発明の伝熱フィンの他の１つの態様を示す斜視図である。図３（ａ）は、垂直面を水平に配置した状態の斜視図である。図３（ｂ）は、伝熱フィンの裏面側から見た斜視図である。図３（ｃ）は、伝熱フィンの正面側から見た斜視図である。図３（ａ）に示すように、この発明の伝熱フィン１０は、平らな上面部１２と、平らな下面部１４と、平らな垂直面１３からなるコの字形のフィンであり（図３（ａ）においては、垂直面が水平に配置されている）、垂直面１３には、バーリング加工によるフランジ部１５、１９が開口部の上下面および両側面にそれぞれ設けられている。即ち、合計４個のフランジ部が設けられている。
【００３３】
開口部の上下面に形成されるフランジ部１５および開口部の両側面に形成されるフランジ部１９の形状は、挿入物の外形に一致して形成されている。例えば、フランジ部１５を平面、フランジ部１９を曲面としてそれぞれ形成してもよい。それぞれ応力集中を緩和するために、開口部１６と一体に形成される第１空間部１７は、上下面のフランジ部１５と一方の側面のフランジ部１９との間に形成される２つの空間部からなっており、開口部１６と一体に形成される第２空間部１８は、上下のフランジ部１５と他方の側面のフランジ部１９との間に形成される２つの空間部１８からなっている。
【００３４】
図３（ｂ）（ｃ）に示すように、開口部１６は上下の水平かつ平行な２つの辺と、両側の曲面とからなっており、バーリング加工によるフランジ部が周辺部に設けられている。隣接するフランジ部間には、開口部１６と一体に形成された第１空間部１７および第２空間部１８が形成されている。上下のフランジ部１５と一方の側面部に形成されたフランジ部１９の間には、それぞれ上方向および下方向に延びる空間が形成され、先端部は概ね半円形状からなっている。更に、上下のフランジ部１５と他方の側面部に形成されたフランジ部１９の間には、それぞれ上方向および下方向に延びる空間が形成され、先端部は概ね半円形状からなっている。第１空間部７および第２空間部８は、開口部に関して左右対称に形成されている。
【００３５】
図３に示す伝熱フィンにおいて、平らな上面部１２、平らな下面部１４は概ね平行であり、開口部の上下面に形成されたフランジ部１５および開口部の両側面に形成されたフランジ部１９は、開口部に挿入される（図示しない）挿入物を上下および左右から押し付けて固定することができるように、弾性を備えている。上述したフランジ部は、バーリング加工によって、通常、上面部、下面部と同一方向に突出して形成されている。
【００３６】
図４は、開口部および第１・第２空間部を説明するための、伝熱フィンの平面図である。図４に示すように、垂直面部１３の上端部には上面部１２が一体的に形成され、垂直面部１３の下端部には、下面部１４が一体的に形成されている。垂直面部の概ね中央部に、蒲鉾形状の開口部１６が形成され、開口部１６の上下面および左右側面にバーリング加工によって形成されたフランジ部１５、１９がそれぞれ設けられている。
【００３７】
開口部１６の上下面に形成されたフランジ部１５と、両側面に形成されたフランジ部１９との間には、それぞれ第１空間部１７および第２空間部１８が形成されている。第１空間部１７および第２空間部１８はそれぞれ２つの空間部からなっており、第１空間部の２つの空間部および第２空間部の２つの空間部は、開口部１５の中心から概ね放射状に広がるように形成されている。第１空間部の２つの空間部および第２空間部の２つの空間部の先端部は、概ね半円形状に形成されて、挿入物による応力集中を緩和して、垂直面部に亀裂が発生するのを防止する。
【００３８】
更に、この発明の伝熱フィンの他の態様は、開口部は円形状の開口部からなっており、バーリング加工によるフランジ部は、円形状の開口部に沿って設けられた少なくとも２つのフランジ部からなっており、第１空間部および第２空間部は、少なくとも２つのフランジ部の間に形成されている。即ち、開口部が概ね円形状からなっていてもよい。少なくとも２つのフランジ部は、４つのフランジ部からなっていてもよく、第１空間部および第２空間部はぞれぞれ２つの空間部からなっている。
【００３９】
図５は、この発明の伝熱フィンの他の１つの態様を示す斜視図である。図５（ａ）は、伝熱フィンの表面側から見た斜視図である。図５（ｂ）は、伝熱フィンの裏面側から見た斜視図である。図５（ａ）に示すように、この発明の伝熱フィン３０は、平らな上面部３２と、平らな下面部３４と、平らな垂直面３３からなるコの字形のフィンであり、垂直面３３には、円形状の開口部３６が形成されている。円形状の開口部３６に沿って、バーリング加工によるフランジ部３５、３９、３５、３９が設けられている。即ち、合計４つのフランジ部が設けられている。
【００４０】
開口部の外周に沿って形成されるフランジ部の形状は、挿入物の外形に一致して形成される。隣接するフランジ部の間には、それぞれ応力集中を緩和するために、開口部３６と一体に形成される、それぞれ２つの空間部からなる第１空間部３７および第２空間部３８が形成されている。開口部３６と一体に形成される第１空間部３７は、フランジ部３５と、フランジ部３９とによって形成される空間部であり、フランジ部３９とフランジ部３５とによって形成される空間部である。
【００４１】
図５（ａ）（ｂ）に示すように、開口部３６は円形からなっており、バーリング加工によるフランジ部３５、３９が開口部の外周部に設けられている。隣接するフランジ部間には、開口部３６と一体に形成された第１空間部３７および第２空間部３８が形成されている。第１空間部３７および第２空間部３８は、それぞれ半円形状からなっている。第１空間部３７および第２空間部３８は、開口部に関して左右対称に形成されている。
【００４２】
図５に示す伝熱フィンにおいて、平らな上面部３２、平らな下面部３４は概ね平行であり、開口部の中央部に形成されたフランジ部３５、３９は、開口部に挿入される（図示しない）挿入物を周囲から押し付けて固定することができるように、弾性を備えている。上述したフランジ部は、バーリング加工によって、通常、上面部、下面部と同一方向に突出して形成されている。
【００４３】
図６は、開口部および第１・第２空間部を説明するための、伝熱フィンの平面図である。図６に示すように、垂直面部３３の上端部には上面部３２が一体的に形成され、垂直面部３３の下端部には、下面部３４が一体的に形成されている。垂直面部の概ね中央部に、円形状の開口部３６が形成され、円形状の開口部３６の外周部に沿ってバーリング加工によって形成されたフランジ部３５、３９が設けられている。円形状の開口部３６の外周部に沿ってバーリング加工によって形成されたフランジ部３５、３９の間には、それぞれ半円形状の第１空間部３７および第２空間部３８が形成されている。第１空間部３７および第２空間部３８はそれぞれ２つの空間部からなっている。第１空間部の２つの空間部および第２空間部の２つの空間部によって、挿入物による応力集中を緩和して、垂直面部に予測不可能な亀裂が発生するのを防止する。
【００４４】
次に、この発明のヒートシンクについて説明する。
この発明のヒートシンクは、（ａ）密閉された空洞部を有するヒートパイプ、（ｂ）平らな上面部と、平らな下面部と、バーリング加工による少なくとも２つのフランジ部を備えた開口部、および、前記開口部の両側部に前記開口部と一体に設けられた、それぞれ応力集中を緩和するの第１空間部および第２空間部を備えた平らな垂直面部とからなるコの字形の伝熱フィン部とを備えたヒートシンクである。
【００４５】
上述したヒートパイプは扁平状ヒートパイプからなっており、開口部は矩形状の開口部からなっており、バーリング加工によるフランジ部が開口部の上下面に設けられ、開口部と一体に形成された第１空間部および第２空間部は半円形状の空間部からなり、開口部に関して右左対称に形成され、第１空間部および第２空間部の少なくとも１部は、開口部の垂直部分よりも垂直方向に広がっていてもよい。
【００４６】
図７は、この発明のヒートシンクにおける、ヒートパイプの軸方向に直交する面を示す図である。この態様におけるヒートシンクにおいて、ヒートパイプは扁平形状のヒートパイプからなっている。図７に示すように、伝熱フィン部は、平らな上面部４２と、平らな下面部４３と、平らな垂直面部４３とからなっており、垂直面部４３には、ヒートパイプ４１が挿入される矩形状の開口部が設けられている。開口部の上下面には、バーリング加工によるフランジ部４５が設けられている。開口部の両側部には、それぞれ応力集中を緩和するの第１空間部４７および第２空間部４８が、開口部と一体に設けられている。
【００４７】
扁平形状のヒートパイプを調製するときに、扁平厚に関しては、加工によって所望の精度の厚さを得ることができるけれども、ヒートパイプの幅は、素管時の外径公差が大きく、扁平形状に加工したきに、バラツキが生じる。従って、扁平形状のヒートパイプを伝熱フィンの開口部に挿入するとき、図７に示すように、扁平形状のヒートパイプの幅方向の両端部がそれぞれ、第１空間部および第２空間部に突き出した状態になる。即ち、開口部と一体に形成された第１空間部および第２空間部がヒートパイプの幅方向のバラツキを収容する機能を備えている。更に、図７に示すように、伝熱フィンに扁平形状のヒートパイプを圧入時に、矢印で示すような力が働き、バーリング加工されたフランジ部に弾性が与えられ、ヒートパイプとフランジ部の間の密着力を大きくする。
【００４８】
図８は、扁平形状のヒートパイプに１枚のコの字形の伝熱フィンを取り付けた状態を示す概略断面図である。図８に示すように、平らな上面部４２と、平らな下面部４４と、バーリング加工によるフランジ部４５を有する開口部が形成された垂直面部４３とを備えた１枚のコの字形の伝熱フィンの開口部に扁平形状のヒートパイプが圧入されている。なお、図示していないが、図７に示したように、開口部と一体に形成された第１空間部および第２空間部によって、製造時に生じた幅方向の公差を吸収している。更に、図７を参照して説明したように、伝熱フィンに扁平形状のヒートパイプを圧入時に、矢印で示すような力が働き、バーリング加工されたフランジ部に弾性が与えられ、垂直面部に亀裂が生じるのを防止すると共に、ヒートパイプとフランジ部の間の密着力を大きくする。
【００４９】
図９は、この発明のヒートシンクの１つの態様を示す斜視図である。この発明のヒートシンクは、密閉された空洞部を有する扁平状のヒートパイプと、平らな上面部と、平らな下面部と、バーリング加工による２つのフランジ部を備えた開口部、および、開口部の両側部に開口部と一体に設けられた、それぞれ応力集中を緩和するの第１空間部および第２空間部を備えた平らな矩形状の垂直面部とからなるコの字形の伝熱フィン部とを備えたヒートシンクである。開口部に関して左右対称に形成され、第１空間部および第２空間部の少なくとも１部は、開口部の垂直部分よりも垂直方向に広がっている。
【００５０】
即ち、図９に示すように、上面部５２、垂直面部５３、下面部５４からなるコの字形の伝熱フィンが複数枚組合わされて形成された金属フィン部６３のそれぞれのフィンの垂直面部の中央部にバーリング加工によって上下面にフランジ部５５を備えた開口部が形成されている。開口部の両側部には、開口部と一体に形成された半円形状の第１空間部５７および第２空間部５８が設けられている。扁平状のヒートパイプが開口部に圧入されて、その幅方向の一部が第１空間部および第２空間部に収容されている。
【００５１】
なお、図示しないが、図１、図３、図５に示した伝熱フィンを複数枚組み合わせて伝熱フィン部を形成し、図９に示したように、開口部に扁平状ヒートパイプ、または、丸型ヒートパイプを圧入して、ヒートシンクを形成する。
更に、ヒートパイプの代わりに、熱伝導性に優れた板、棒を使用してもよい。伝熱フィンの材質は、高い伝熱特性を有する材質であれば、プラスチック、セラミックでも良いが、アルミニウム、銅等金属の場合、機械加工性、熱性能点で優れておりなお好ましい。ウイックは偏平状ヒートパイプのコンテナと同一材質の部材を使用することができる。作動液は、ヒートパイプのコンテナの材質との適合性に応じて、水、代替フロン、フロリナートを使用する。なお、コンテナの材質は、作動液としての水との適合性に優れた銅が望ましい。
【００５２】
偏平状ヒートパイプの密閉された空洞部には、（図示しない）メッシュ状のウイックが内蔵され、（図示しない）作動液が封入されている。作動液の還流を容易にするために、偏平状ヒートパイプの中央部にメッシュ状ウイックを配置し、両側部を通路として開放してもよい。偏平状ヒートパイプとは、このように伝熱フィンと熱的に接続する部分が少なくとも偏平状もしくは平面形状であるものを含む。従って、円筒状ヒートパイプを偏平加工したヒートパイプの他に板形状ヒートパイプであってもよい。フィンが複数枚並列配置されたフィン部の両側面は、並列配置された複数個の矩形の開口部を備えているので、何れか１方から（図示しない）ファン等によって空気を送り込み、強制空冷することによって、更に、ヒートシンクの放熱効果を高めることができる。
【００５３】
更に、ＣＰＵ等の発熱体の電子機器内の配置位置に適応して、偏平状ヒートパイプが湾曲部を備えていてもよい。即ち、ＣＰＵ等の発熱体に偏平状ヒートパイプの吸熱部を接続し、偏平状ヒートパイプの例えば中央部において概ね直角方向に曲がる湾曲部を備え、更に所定の長さにわたり直線的に延伸して、他端部の放熱側に上述したフィン部を備えてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
上述したように、この発明によると、高い移動性を有する薄型小型の電子機器等に搭載可能な放熱性能に優れたヒートシンク、特に、高い熱伝導性を有する棒状体を伝熱フィンに圧入するときに、伝熱フィンに亀裂が発生することなく、棒状体と伝熱フィンとの密着力を高めることができる、放熱性能に優れたヒートシンクを提供することができ、産業上利用価値が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の伝熱フィンの１つの態様を説明する斜視図である。図１（ａ）は、正面側から見た斜視図である。図１（ｂ）は、裏面側から見た斜視ずである。
【図２】図２は、開口部および第１・第２空間部を説明するための、伝熱フィンの平面図である。
【図３】図３は、この発明の伝熱フィンの他の１つの態様を示す斜視図である。
【図４】図４は、開口部および第１・第２空間部を説明するための、伝熱フィンの平面図である。
【図５】図５は、この発明の伝熱フィンの他の１つの態様を示す斜視図である。
【図６】図６は、開口部および第１・第２空間部を説明するための、伝熱フィンの平面図である。
【図７】図７は、この発明のヒートシンクにおける、ヒートパイプの軸方向に直交する面を示す図である。
【図８】図８は、扁平形状のヒートパイプに１枚のコの字形の伝熱フィンを取り付けた状態を示す概略断面図である。
【図９】図９は、この発明のヒートシンクの１つの態様を示す斜視図である。
【符号の説明】
１．伝熱フィン
２．上面部
３．垂直面部
４．下面部
５．フランジ部
６．空間部
７．第１空間部
８．第２空間部
１０．伝熱フィン
１２．上面部
１３．垂直面部
１４．下面部
１５．フランジ部
１６．空間部
１７．第１空間部
１８．第２空間部
３０．伝熱フィン
３２．上面部
３３．垂直面部
３４．下面部
３５．フランジ部
３６．空間部
３７．第１空間部
３８．第２空間部
４０．伝熱フィン
４１．ヒートパイプ
４２．上面部
４３．垂直面部
４４．下面部
４５．フランジ部
４７．第１空間部
４８．第２空間部
５１．ヒートパイプ
５２．上面部
５３．垂直面部
５４．下面部
５５．フランジ部
５７．第１空間部
５８．第２空間部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat sink provided with a rod-like body having high thermal conductivity for cooling various electronic components such as semiconductor elements and heat transfer fins.
[0002]
[Prior art]
Electronic components such as semiconductor elements mounted on various devices such as personal computers and electric and electronic devices such as electronic equipment are inevitable to generate a certain amount of heat by their use, and in recent years, their cooling has become an important technical issue. . As a method of cooling an electric / electronic element requiring cooling, for example, a method of attaching a fan to a device and lowering the temperature of air in the device housing, or attaching a cooling body to a device to be cooled to cool the device to be cooled Methods and the like are typically known.
[0003]
As a cooling body to be attached to the element to be cooled, a cooling body with a heat pipe structure or a form in which a round heat pipe with excellent heat conductivity such as a copper material or an aluminum material is attached instead of a mere heat conductive metal material Has been proposed and put into practical use.
The heat pipe has a sealed cavity, and heat is transferred by phase transformation and movement of the working fluid contained in the cavity. A part of the heat is directly transmitted through a container (container) constituting the heat pipe, but most of the heat is transferred by the phase transformation and movement by the working fluid.
[0004]
On the heat absorbing side of the heat pipe, the working fluid evaporates due to heat transmitted through the material of the container (container) constituting the heat pipe, and the vapor moves to the heat radiation side of the heat pipe. On the heat radiation side, the vapor of the working fluid is cooled and returns to the liquid state again. Then, the working fluid that has returned to the liquid phase moves (recirculates) to the heat absorbing side again. Heat is transferred by such phase transformation and movement of the working fluid.
[0005]
As a working fluid in the heat pipe, water, an aqueous solution, alcohol, and other organic solvents are usually used. As a special application, mercury may be used as a working fluid. As described above, the heat pipe utilizes the action such as phase transformation of the internal working fluid, so that the heat pipe is manufactured so as to minimize mixing of gases and the like other than the working fluid into the sealed interior. . Such contaminants are usually air (air) mixed in the course of production or carbon dioxide gas dissolved in the working fluid.
[0006]
As the shape of the heat pipe, a flat type is widely used in addition to a typical round pipe shape. Due to its shape, a flat heat pipe has advantages such as easy contact with a cooled element such as a semiconductor element over a wide area. Further, a heat sink for forcibly cooling heat transferred by a heat pipe using a fan or the like has been widely used.
[0007]
Furthermore, in recent years, electronic devices incorporate high-output, highly integrated components such as CPUs. Various electronic components such as semiconductor elements have a very high degree of integration and perform a high-speed processing of information calculation and control, so that a large amount of heat is generated. There is a demand for a device for cooling heat of a semiconductor element or the like which is a high-output and highly integrated component.
[0008]
Further, opportunities for activities via the Internet have rapidly increased, and the state in which the function of a desktop-type fixed personal computer cannot be sufficiently exhibited has increased. In other words, a personal computer or the like on which various electronic components such as a CPU are mounted is reduced in size and has mobility, and it is considered that it is important that the function is fully exhibited during traveling by car or during a business trip. It is becoming.
[0009]
Accordingly, heat sinks for cooling various electronic components such as CPUs are also required to be small and thin. JP-A-2001-274305 discloses a heat sink in which a plurality of fins each having an opening are combined to form a fin, and a flat heat pipe is inserted into the opening of the fin. According to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-274305, a U-shaped opening for accommodating a flat heat pipe is provided at the lowermost portion of the vertical surface of the U-shaped fin. Further, an edge is provided above the opening so as to sandwich the flat heat pipe accommodated in the opening together with the lower surface of the U-shaped fin.
[0010]
[Patent Document 1]
JP 2001-274305 A
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, a personal computer on which various electronic components such as a CPU are mounted is reduced in thickness and size, and a space for disposing a heat sink for cooling a CPU with a high degree of integration is restricted. Is done. Furthermore, when a heat pipe is pressed into a fin portion formed by combining a plurality of thin fins, stress is concentrated on a part of the fins, cracks are generated in the fins, and the heat radiation efficiency is reduced.
[0012]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a heat pipe that is not cracked due to distortion due to dimensional variation of each member when the heat pipe and the fin are fitted when the heat pipe is pressed into the fin. An object of the present invention is to provide a heat sink that can enhance the adhesion between a pipe and a fin and that has excellent heat dissipation performance.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The inventor has conducted intensive studies to solve the above-mentioned conventional problems. As a result, for example, a rectangular opening having a flange portion formed by burring on a vertical surface portion of a U-shaped plate member formed of a U-shaped plate material including an upper surface portion, a vertical surface portion, and a lower surface portion, and both sides of the opening portion By providing, for example, a semicircular first space portion and a second space portion formed integrally with the opening in the portion, for example, when a flat heat pipe is press-fitted into the opening, It has been found that even when there is a tolerance in the width direction at the time of manufacturing, the adhesion between the heat pipe and the fin can be increased without causing cracks in the thin heat transfer fin.
[0014]
The present invention has been made based on the above research results, and a first aspect of the heat transfer fin according to the present invention includes an opening having at least one flange, and an opening provided in the opening. And a heat transfer fin provided with at least one space portion for reducing stress concentration.
[0015]
In a second aspect of the heat transfer fin according to the present invention, the opening is formed of a rectangular opening, and the flanges are respectively provided on surfaces facing the opening, and are formed integrally with the opening. In addition, at least one of the space portions includes an R-shaped space portion, and at least one of the space portions is a heat transfer fin that extends in a direction away from a center portion of the opening.
[0016]
In a third aspect of the heat transfer fin according to the present invention, the opening includes a flange on upper and lower surfaces and both side surfaces, and the first space formed integrally with the opening includes a flange on the upper and lower surfaces. A second space formed integrally with the opening, the upper and lower flanges and the flange on the other side. And a heat transfer fin comprising two spaces formed between the heat transfer fins.
[0017]
In a fourth aspect of the heat transfer fin according to the present invention, the opening is a circular opening, and the flange is at least two flanges provided along the circular opening. The first space and the second space formed integrally with the opening are heat transfer fins formed between the at least two flanges.
[0018]
In a fifth aspect of the heat transfer fin according to the present invention, the at least two flange portions include four flange portions, and each of the first space portion and the second space portion has two space portions. These are heat transfer fins.
[0019]
In a sixth aspect of the heat transfer fin according to the present invention, two space portions of the first space portion and two space portions of the second space portion are formed substantially radially from the center of the opening. Heat transfer fins.
[0020]
A first aspect of the heat sink according to the present invention is a heat sink including the following members, wherein the following rod-shaped body and the following heat transfer fin are thermally connected at the following opening.
(A) a rod having high thermal conductivity;
(B) an opening provided with at least two flanges, and a heat transfer plate provided with spaces each of which is integrated with the opening on both sides of the opening and which alleviates stress concentration. Heat transfer fins.
[0021]
According to a second aspect of the heat sink of the present invention, the rod-shaped body is formed of a flat heat pipe, the opening is formed of a rectangular opening, and the flange is provided in the opening. The space formed integrally with the opening is an R-shaped space, and at least a part of the space is a heat sink extending in a direction away from a center of the opening.
[0022]
In a third aspect of the heat sink according to the present invention, the rod-shaped body is formed of a flat heat pipe, and the opening is provided with the flange on upper and lower surfaces and both side surfaces, and is formed integrally with the opening. The first space portion includes two space portions formed between a flange portion on the upper and lower surfaces and a flange portion on one side surface, and a second space portion formed integrally with the opening. Is a heat sink composed of two space portions formed between upper and lower flange portions and a flange portion on the other side surface.
[0023]
In a fourth aspect of the heat sink according to the present invention, the rod-shaped body is a round heat pipe, the opening is an R-shaped opening, and the flange is an R-shaped opening. The first space portion and the second space portion are heat sinks formed between the at least two flange portions.
[0024]
In another aspect of the heat sink according to the present invention, the at least two flange portions are formed of four flange portions, and the first space portion and the second space portion are each formed of two space portions. There is a heat sink.
[0025]
Another aspect of the heat sink according to the present invention is a heat sink in which two space portions of the first space portion and two space portions of the second space portion are formed substantially radially from the center of the opening. .
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the heat transfer fin and the heat sink of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The heat transfer fin according to the present invention has an opening having a flat upper surface, a flat lower surface, at least two flanges formed by burring, punching, bending, and the like, and openings on both sides of the opening. U-shaped heat transfer fins, each of which has a first space portion and a flat vertical surface portion provided with a second space portion for alleviating stress concentration, provided integrally with the portion. The shape of the heat transfer fins may be L-shaped, flat, or curved, in addition to the U-shape, and is not limited.
In the heat transfer fin according to the present invention, the opening is a rectangular opening, and flanges formed by burring, punching, bending, and the like are provided on the upper and lower surfaces of the opening, and are formed integrally with the opening. The first space portion and the second space portion formed are semicircular space portions and are formed symmetrically with respect to the opening, and at least one portion of the first space portion and the second space portion is a vertical portion of the opening portion. Spread more vertically than.
[0027]
FIG. 1 is a perspective view illustrating one embodiment of the heat transfer fin of the present invention. FIG. 1A is a perspective view seen from the front side. FIG. 1B is a perspective view seen from the back surface side. As shown in FIG. 1 (a), a heat transfer fin 1 of the present invention is a U-shaped fin having a flat upper surface portion 2, a flat lower surface portion 4, and a flat vertical surface 3. 3, an opening 6 having two flanges 5 formed by burring, and first space portions 7 provided integrally with the opening 6 on both sides of the opening 6 to alleviate stress concentration. And a second space 8.
[0028]
The above-mentioned opening 6 is formed of a rectangular opening. Flanges 5 formed by burring are provided on the upper and lower surfaces of the opening 6, and the first space 7 and the second space 7 are formed integrally with the opening 5. The space 8 is formed of a semicircular space. The semicircular first space portion 7 and the second space portion 8 are formed symmetrically to the right and left with respect to the opening, and at least one of the first space portion and the second space portion is in a direction more vertical than the vertical portion of the opening Has spread.
[0029]
In the heat transfer fin shown in FIG. 1, the flat upper surface portion 2 and the flat lower surface portion 4 are substantially parallel, and the flange portions 5 formed on the upper and lower surfaces of the opening are inserted into the opening (not shown). It has elasticity so that the insert can be pressed and fixed from above and below. The above-described flange portion is usually formed by burring to protrude in the same direction as the upper surface portion and the lower surface portion. Note that the shape of the heat transfer fins may be, for example, an L-shape without the upper surface 2 in FIG. 1 or a flat plate without the upper surface 2 and the lower surface 4 in FIG.
[0030]
FIG. 2 is a plan view of the heat transfer fin for explaining the opening and the first and second spaces. As shown in FIG. 2, the upper surface 2 is integrally formed at the upper end of the vertical surface 3, and the lower surface 4 is integrally formed at the lower end of the vertical surface 3. A rectangular opening 6 is formed substantially at the center of the vertical surface portion, and a flange portion 5 formed by burring on the upper and lower surfaces of the rectangular opening 6 is provided. The first space portion 7 and the second space portion 8 formed integrally with the opening portion 5 are formed of semicircular space portions, and in particular, extend outward (up and down) from both side ends of the opening portion. The first space portion and the second space portion are integrally formed. That is, when the insert is inserted into the opening, in order to reduce the stress concentration, the angle between the vertical lines at both end portions of the opening and the tangents of the curves of the first space portion and the second space portion ( α) is preferably a right angle or an acute angle. The angle (α) is more preferably an acute angle. The presence of the right angle or the acute angle increases the strength when an external force is applied to the flange portions 5 and 6. Therefore, in the case shown in FIG. 7 described later, the heat pipe 41 can be more firmly sandwiched by the upper and lower flange portions 45, so that the heat transfer loss due to the connection portion can be reduced and the heat radiation performance can be improved.
[0031]
Further, in another aspect of the heat transfer fin according to the present invention, the above-mentioned opening has flange portions formed by burring on the upper and lower surfaces and both side surfaces, and the first space formed integrally with the opening. The part comprises two spaces formed between the upper and lower flanges and the flange on one side, and the second space formed integrally with the opening includes the upper and lower flanges. And two space portions formed between the flange portion on the other side. The two space portions of the first space portion and the two space portions of the second space portion described above may be formed substantially radially from the center of the opening.
[0032]
FIG. 3 is a perspective view showing another embodiment of the heat transfer fin of the present invention. FIG. 3A is a perspective view in a state where a vertical surface is horizontally arranged. FIG. 3B is a perspective view of the heat transfer fin as viewed from the back side. FIG. 3C is a perspective view of the heat transfer fin as viewed from the front side. As shown in FIG. 3A, the heat transfer fin 10 of the present invention is a U-shaped fin having a flat upper surface 12, a flat lower surface 14, and a flat vertical surface 13 (FIG. 3). In (a), the vertical surface is arranged horizontally), and the vertical surface 13 is provided with flange portions 15 and 19 formed by burring on the upper and lower surfaces and both side surfaces of the opening. That is, a total of four flange portions are provided.
[0033]
The shapes of the flange portions 15 formed on the upper and lower surfaces of the opening and the flange portions 19 formed on both side surfaces of the opening are formed so as to match the outer shape of the insert. For example, the flange portion 15 may be formed as a flat surface, and the flange portion 19 may be formed as a curved surface. In order to alleviate the stress concentration, the first space portion 17 formed integrally with the opening portion 16 has two space portions formed between the upper and lower flange portions 15 and the one side flange portion 19. The second space 18 formed integrally with the opening 16 is composed of two spaces 18 formed between the upper and lower flanges 15 and the flange 19 on the other side surface. .
[0034]
As shown in FIGS. 3 (b) and 3 (c), the opening 16 is composed of two upper and lower horizontal and parallel sides and curved surfaces on both sides, and a flange portion formed by burring is provided in the peripheral portion. . Between the adjacent flange portions, a first space portion 17 and a second space portion 18 formed integrally with the opening 16 are formed. Spaces extending upward and downward are respectively formed between the upper and lower flange portions 15 and the flange portions 19 formed on one side surface portion, and the distal end portion has a substantially semicircular shape. Further, spaces extending upward and downward are formed between the upper and lower flange portions 15 and the flange portion 19 formed on the other side surface portion, respectively, and the distal end portion has a substantially semicircular shape. The first space portion 7 and the second space portion 8 are formed symmetrically with respect to the opening.
[0035]
In the heat transfer fin shown in FIG. 3, the flat upper surface portion 12 and the flat lower surface portion 14 are substantially parallel, and flange portions 15 formed on the upper and lower surfaces of the opening and flange portions formed on both side surfaces of the opening are provided. 19 has elasticity so that an insert (not shown) inserted into the opening can be pressed and fixed from above and below and from right and left. The above-mentioned flange portion is usually formed by burring so as to protrude in the same direction as the upper surface portion and the lower surface portion.
[0036]
FIG. 4 is a plan view of the heat transfer fin for explaining the opening and the first and second spaces. As shown in FIG. 4, the upper surface 12 is integrally formed at the upper end of the vertical surface 13, and the lower surface 14 is integrally formed at the lower end of the vertical surface 13. At a substantially central portion of the vertical surface, an opening 16 in a semi-cylindrical shape is formed, and flanges 15 and 19 formed by burring on the upper and lower surfaces and left and right side surfaces of the opening 16 are provided.
[0037]
A first space portion 17 and a second space portion 18 are formed between the flange portion 15 formed on the upper and lower surfaces of the opening 16 and the flange portions 19 formed on both side surfaces, respectively. The first space portion 17 and the second space portion 18 are each composed of two space portions, and the two space portions of the first space portion and the two space portions of the second space portion are approximately from the center of the opening 15. It is formed so as to spread radially. The distal end portions of the two space portions of the first space portion and the two space portions of the second space portion are formed in a substantially semicircular shape, so that stress concentration due to the insert is reduced, and a crack is generated in the vertical surface portion. To prevent
[0038]
Further, in another aspect of the heat transfer fin of the present invention, the opening is a circular opening, and the flange portion formed by the burring process has at least two flange portions provided along the circular opening. The first space portion and the second space portion are formed between at least two flange portions. That is, the opening may have a substantially circular shape. The at least two flange portions may be composed of four flange portions, and the first space portion and the second space portion are each composed of two space portions.
[0039]
FIG. 5 is a perspective view showing another embodiment of the heat transfer fin of the present invention. FIG. 5A is a perspective view of the heat transfer fin as viewed from the front side. FIG. 5B is a perspective view of the heat transfer fin as viewed from the back side. As shown in FIG. 5A, the heat transfer fin 30 of the present invention is a U-shaped fin having a flat upper surface portion 32, a flat lower surface portion 34, and a flat vertical surface 33. In 33, a circular opening 36 is formed. Flanges 35, 39, 35, 39 formed by burring are provided along the circular opening 36. That is, a total of four flange portions are provided.
[0040]
The shape of the flange formed along the outer periphery of the opening is formed so as to match the outer shape of the insert. Between adjacent flange portions, a first space portion 37 and a second space portion 38 each formed of two space portions are formed integrally with the opening portion 36 in order to reduce stress concentration. I have. The first space 37 formed integrally with the opening 36 is a space formed by the flange 35 and the flange 39, and is a space formed by the flange 39 and the flange 35. .
[0041]
As shown in FIGS. 5A and 5B, the opening 36 has a circular shape, and flange portions 35 and 39 formed by burring are provided on the outer peripheral portion of the opening. A first space 37 and a second space 38 formed integrally with the opening 36 are formed between the adjacent flanges. Each of the first space 37 and the second space 38 has a semicircular shape. The first space 37 and the second space 38 are formed symmetrically with respect to the opening.
[0042]
In the heat transfer fin shown in FIG. 5, the flat upper surface portion 32 and the flat lower surface portion 34 are substantially parallel, and flange portions 35 and 39 formed at the center of the opening are inserted into the opening (shown in the drawing). No) It has elasticity so that the insert can be pressed and fixed from the surroundings. The above-described flange portion is usually formed by burring to protrude in the same direction as the upper surface portion and the lower surface portion.
[0043]
FIG. 6 is a plan view of the heat transfer fin for explaining the opening and the first and second spaces. As shown in FIG. 6, the upper surface 32 is integrally formed at the upper end of the vertical surface 33, and the lower surface 34 is integrally formed at the lower end of the vertical surface 33. A circular opening 36 is formed substantially at the center of the vertical surface, and flanges 35 and 39 formed by burring along the outer periphery of the circular opening 36 are provided. A semicircular first space 37 and a second space 38 are respectively formed between the flanges 35 and 39 formed by burring along the outer periphery of the circular opening 36. Each of the first space 37 and the second space 38 is composed of two spaces. The two space portions of the first space portion and the two space portions of the second space portion reduce stress concentration due to the insert and prevent unpredictable cracks from being generated in the vertical surface portion.
[0044]
Next, the heat sink of the present invention will be described.
The heat sink according to the present invention comprises: (a) a heat pipe having a closed cavity; (b) an opening having a flat upper surface, a flat lower surface, and at least two flanges formed by burring; A U-shaped heat transfer fin comprising a flat vertical surface portion provided with a first space portion and a second space portion, each of which is provided integrally with the opening portion on both sides of the opening portion to relieve stress concentration. And a heat sink comprising:
[0045]
The above-described heat pipe is formed of a flat heat pipe, the opening is formed of a rectangular opening, and flange portions formed by burring are provided on the upper and lower surfaces of the opening, and are formed integrally with the opening. The first space portion and the second space portion are each formed of a semicircular space portion, are formed symmetrically with respect to the opening, and at least one portion of the first space portion and the second space portion is larger than a vertical portion of the opening portion. It may extend vertically.
[0046]
FIG. 7 is a diagram showing a surface of the heat sink according to the present invention, which is orthogonal to the axial direction of the heat pipe. In the heat sink in this aspect, the heat pipe is a flat heat pipe. As shown in FIG. 7, the heat transfer fin portion includes a flat upper surface portion 42, a flat lower surface portion 43, and a flat vertical surface portion 43. In the vertical surface portion 43, a heat pipe 41 is inserted. Rectangular opening is provided. Flanges 45 formed by burring are provided on the upper and lower surfaces of the opening. On both sides of the opening, a first space 47 and a second space 48 for reducing stress concentration are provided integrally with the opening.
[0047]
When preparing a flat heat pipe, for the flat thickness, although the thickness of the desired accuracy can be obtained by processing, the width of the heat pipe has a large outer diameter tolerance at the time of the raw pipe, and the flat pipe has a flat shape. When processed, variations occur. Therefore, when the flat heat pipe is inserted into the opening of the heat transfer fin, as shown in FIG. 7, both ends of the flat heat pipe in the width direction are respectively connected to the first space portion and the second space portion. It will be in a protruding state. That is, the first space portion and the second space portion formed integrally with the opening have a function of accommodating variations in the width direction of the heat pipe. Further, as shown in FIG. 7, when a flat heat pipe is press-fitted into the heat transfer fins, a force shown by an arrow acts to give elasticity to the burred flange portion, so that the heat pipe and the heat pipe fin are provided with elasticity. To increase the adhesion.
[0048]
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a state in which one U-shaped heat transfer fin is attached to a flat heat pipe. As shown in FIG. 8, a single U-shaped transmission having a flat upper surface portion 42, a flat lower surface portion 44, and a vertical surface portion 43 having an opening having a flange portion 45 formed by burring is formed. A flat heat pipe is press-fitted into the opening of the heat fin. Although not shown, as shown in FIG. 7, the first space portion and the second space portion formed integrally with the opening absorb a widthwise tolerance generated during manufacturing. Further, as described with reference to FIG. 7, when a flat heat pipe is press-fitted into the heat transfer fin, a force shown by an arrow acts to give elasticity to the burred flange portion, and the vertical surface portion becomes elastic. This prevents cracks and increases the adhesion between the heat pipe and the flange.
[0049]
FIG. 9 is a perspective view showing one embodiment of the heat sink of the present invention. A heat sink according to the present invention includes a flat heat pipe having a closed cavity, a flat upper surface, a flat lower surface, an opening having two flanges formed by burring, and an opening having an opening. A U-shaped heat transfer fin portion provided with a flat rectangular vertical surface portion provided with a first space portion and a second space portion for reducing stress concentration, provided integrally with the opening on both sides; This is a heat sink provided with: The first space portion and the second space portion are formed symmetrically with respect to the opening, and at least one of the first space portion and the second space portion extends in the vertical direction more than the vertical portion of the opening.
[0050]
That is, as shown in FIG. 9, the vertical fins of the metal fins 63 formed by combining a plurality of U-shaped heat transfer fins including the upper surface 52, the vertical surface 53, and the lower surface 54 are formed. An opening having a flange portion 55 on the upper and lower surfaces is formed at the center by burring. A semicircular first space 57 and a second space 58 formed integrally with the opening are provided on both sides of the opening. A flat heat pipe is press-fitted into the opening, and a part in the width direction is accommodated in the first space and the second space.
[0051]
Although not shown, a plurality of heat transfer fins shown in FIGS. 1, 3, and 5 are combined to form a heat transfer fin portion, and as shown in FIG. Then, a round heat pipe is press-fitted to form a heat sink.
Further, instead of the heat pipe, a plate or rod having excellent heat conductivity may be used. The material of the heat transfer fins may be plastic or ceramic as long as it has high heat transfer characteristics. However, metals such as aluminum and copper are more preferable in terms of machinability and thermal performance. The wick can be made of the same material as the flat heat pipe container. As the working fluid, water, alternative Freon, or Fluorinert is used depending on the compatibility with the material of the heat pipe container. It is desirable that the material of the container be copper excellent in compatibility with water as a working fluid.
[0052]
A mesh-like wick (not shown) is built in a closed cavity of the flat heat pipe, and a working fluid (not shown) is sealed therein. In order to facilitate the reflux of the working fluid, a mesh wick may be arranged at the center of the flat heat pipe, and both sides may be opened as passages. The flat heat pipe includes one in which the portion thermally connected to the heat transfer fin is at least flat or planar. Therefore, a plate-shaped heat pipe may be used in addition to a heat pipe obtained by flattening a cylindrical heat pipe. Since both side surfaces of the fin portion in which a plurality of fins are arranged in parallel are provided with a plurality of rectangular openings arranged in parallel, air is sent from any one by a fan (not shown) or the like, and forced air cooling is performed. By doing so, the heat radiation effect of the heat sink can be further enhanced.
[0053]
Further, the flat heat pipe may have a curved portion in accordance with the arrangement position of the heating element such as the CPU in the electronic device. That is, the heat-absorbing portion of the flat heat pipe is connected to a heating element such as a CPU, and the flat heat pipe has a curved portion that bends in a substantially right-angle direction, for example, in a central portion, and further extends linearly over a predetermined length. The fin portion described above may be provided on the heat radiation side of the other end.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when a heat sink excellent in heat dissipation performance that can be mounted on a thin and small electronic device or the like having high mobility, particularly when a rod having high thermal conductivity is pressed into a heat transfer fin. In addition, a heat sink excellent in heat dissipation performance, which can enhance the adhesion between the rod-shaped body and the heat transfer fin without causing cracks in the heat transfer fin, can be provided with high industrial utility value.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view illustrating one embodiment of a heat transfer fin according to the present invention. FIG. 1A is a perspective view seen from the front side. FIG. 1B is a perspective view from the back side.
FIG. 2 is a plan view of a heat transfer fin for describing an opening and first and second spaces.
FIG. 3 is a perspective view showing another embodiment of the heat transfer fin of the present invention.
FIG. 4 is a plan view of a heat transfer fin for describing an opening and first and second spaces.
FIG. 5 is a perspective view showing another embodiment of the heat transfer fin of the present invention.
FIG. 6 is a plan view of a heat transfer fin for describing an opening and first and second spaces.
FIG. 7 is a view showing a surface of the heat sink according to the present invention, the surface being orthogonal to the axial direction of the heat pipe.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a state where one U-shaped heat transfer fin is attached to a flat heat pipe.
FIG. 9 is a perspective view showing one embodiment of the heat sink of the present invention.
[Explanation of symbols]
1. Heat transfer fin
2. Upper surface
3. Vertical surface
4. Lower part
5. Flange part
6. Space
7. First space
8. Second space
10. Heat transfer fin
12. Upper surface
13. Vertical surface
14． Lower part
15. Flange part
16. Space
17. First space
18. Second space
30. Heat transfer fin
32. Upper surface
33. Vertical surface
34. Lower part
35. Flange part
36. Space
37. First space
38. Second space
40. Heat transfer fin
41. heat pipe
42. Upper surface
43. Vertical surface
44. Lower part
45. Flange part
47. First space
48. Second space
51. heat pipe
52. Upper surface
53. Vertical surface
54. Lower part
55. Flange part
57. First space
58. Second space
