JP2005268305A - ヒートシンク - Google Patents

Abstract

【課題】ヒートシンクの寿命を大幅に向上させることができ、しかも放熱面積が増大して冷却性能を大幅に向上させることができる信頼性の高いヒートシンクを得る。
【解決手段】上面に発熱体２が実装され、内部に前記発熱体２を冷却するための冷媒流路４１，６１が設けられ、その冷媒流路４１，６１を上側冷媒流路４１と下側冷媒流路６１とに仕切り、それらの冷媒流路４１，６１の相互を接続する冷媒中継流路５１が設けられた中間仕切部材５を有し、前記下側冷媒流路６１を冷媒流入口７１に、かつ前記上側冷媒流路４１を冷媒流出口７２にそれぞれ接続させたヒートシンク１において、前記上側冷媒流路４１と冷媒中継流路５１および下側冷媒流路６１の少なくとも前記上側冷媒流路４１には、前記冷媒中継流路５１からの流入冷媒を前記発熱体２の実装壁部に向って噴き付ける複数の独立流路４３が前記発熱体２の実装方向に沿って隣り合うように仕切り形成されているものである。
【選択図】図３

Description

この発明は、例えば半導体素子等の発熱体を冷却するためのヒートシンクに係わり、特に、冷媒を用いたヒートシンクに関するものである。

従来のこの種のヒートシンクとして、半導体素子等の発熱体に対する冷却性能を高めるために、複数枚の平板状銅製部材（以下、平面部材という）を重ね合わせることにより、その中間平面部材と下側平面部材との間に冷媒流入水路を、かつ、前記中間平面部材と上側平面部材との間に冷媒流出水路をそれぞれ形成すると共に、前記中間平面部材の一端側には前記冷媒流入水路と冷媒流出水路とを連通する複数の独立した孔径が小さな導水孔を一列状に設け、その導水孔側において前記上側平面部材の上面に前記発熱体を実装した構成とし、前記下側の冷媒流入水路からの高圧冷媒を前記各導水孔に分岐流入させた後、それらの導水孔から前記上側の冷媒流出水路に噴出させることにより、その噴出冷媒を前記上側平面部材の発熱体実装壁部に衝突させることで前記発熱体の効果的冷却を意図したものは既に知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２７３４４１号公報（第５〜６頁、図３）

従来のヒートシンクは以上のように構成されているので、中間平面部材を境界とした上側の冷媒流出水路および下側の冷媒流入水路はそれぞれ単なる空間からなっているにすぎず、上側平面部材と下側平面部材との間の中間平面部材だけに設けられた小孔径の複数の導水孔から前記上側の冷媒流出水路の広域に向って高圧冷媒を噴出させるため、その冷媒流出水路における前記導水孔の上部流路では冷媒の乱流が発生し易く、その乱流によって、前記導水孔上部の流路内壁面付近では局所的な圧力変動や流速変動が発生し、それに起因してヒートシンク壁部の腐食が促進され、ヒートシンクの寿命が大幅に短くなるという課題があった。また、前記冷媒流入水路および冷媒流出水路には何らの熱伝導部材を設けられていないので、それらの冷媒流入水路および冷媒流出水路での冷媒への放熱面積が制約されるとう課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、冷媒の乱流が発生し難い流路構成とし、その乱流に起因したヒートシンク壁部の腐食を抑制することができてヒートシンクの寿命を大幅に向上させることができ、しかも放熱面積が増大して冷却性能を大幅に向上させることができる信頼性の高いヒートシンクを得ることを目的とする。

この発明に係るヒートシンクは、上面に発熱体が実装され、内部に前記発熱体を冷却するための冷媒流路が設けられ、この冷媒流路を上側冷媒流路と下側冷媒流路とに仕切り、その上側冷媒流路と下側冷媒流路とを接続する冷媒中継流路が設けられた中間仕切部材を有し、前記下側冷媒流路を冷媒流入口に、かつ前記上側冷媒流路を冷媒流出口にそれぞれ接続したヒートシンクにおいて、前記上側冷媒流路と冷媒中継流路および下側冷媒流路の少なくとも前記上側冷媒流路には、前記冷媒中継流路からの流入冷媒を前記発熱体の実装壁部に向って噴き付ける複数の独立流路が前記発熱体の実装方向に沿って隣り合うように仕切り形成されているものである。

この発明によれば、上側冷媒流路と下側冷媒流路およびそれらの冷媒流路を接続する冷媒中継流路の少なくとも前記上側冷媒流路に、発熱体の実装壁部に向って噴き付ける複数の独立流路を前記発熱体の実装方向に沿って隣り合わせて形成するように構成したので、前記発熱体の実装壁部に噴き付ける冷媒を前記複数の独立流路によって層流化させることができ、その層流化によって冷媒の乱流が発生し難くなるため、その乱流に起因したヒートシンク壁部の腐食を抑制できてヒートシンクの寿命を飛躍的に延ばすことができるという効果がある。また、前記各独立流路によって、前記冷媒流路の少なくとも発熱体実装壁部近傍での冷媒に対する放熱面積が増大し、これにより効率的な熱交換が行われて冷却効率が大幅に向上するという効果がある。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるヒートシンクの外観を示す斜視図、図２は図１の分解斜視図、図３は図１のＡ−Ａ線に沿って図２のＡ１−Ａ１線部位を通るようにした断面図、図４は図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
図１に示すように組み立てられたヒートシンク１は、図２に示すように、一端側上面に半導体素子（レーザダイオード）等の発熱体２が実装された上側部材３の下面に、上側流路形成部材４と中間仕切部材５と下側流路形成部材６と下側部材７が順次位置する配置として、それらの部材３〜７を液層拡散接合等の方法で一体的に接合した構成となっている。その詳細を以下に説明する。
まず、前記各部材３〜７としては、銅などの熱伝導率の高い材料が用いられ、その厚さはヒートシンク全体の厚さや冷媒流路を形成するための後述する流路形成用穴４０，６０のパターンなどから決定されるが、一般的に０．１〜１ｍｍ程度の板材（図示例では長方形状の平板）が用いられる。この流路形成用穴４０，６０は、エッチングやプレス加工等の加工法により平面部材に形成される。

前記各部材３〜７において、上側部材３の長手方向の一端側上面には、その幅方向に沿って前記発熱体２が実装されている。また、上側流路形成部材４と下側流路形成部材６のそれぞれには、冷媒流路形成用の流路形成用穴４０，６０が設けられており、これらの流路形成用穴４０，６０は、前記各部材３〜７相互の接合によって冷媒流路となるものである。さらに詳しく説明すると、前記各部材３〜７を互いに接合することで、前記上側流路形成部材４の流路形成用穴４０は、前記上側部材３の下面と前記中間仕切部材５の上面との間で水平方向の上側冷媒流路４１を形成し、前記下側流路形成部材６の流路形成用穴６０は、前記中間仕切部材５の下面と前記下側部材７の上面との間で水平方向の下側冷媒流路６１を形成するものである。ここで、前記上側流路形成部材４の流路形成用穴４０は、前記下側流路形成部材６の流路形成用穴６０に比べ、打ち抜き幅が同一で打ち抜き長さが長く形成されている。

そして、前記上側および下側の流路形成部材４，６の流路形成用穴４０，６０における前記発熱体２の下方領域には、その発熱体２の実装方向（長さ方向）に沿って所定の間隔で隣り合うフィン状をなした複数の熱交換プレート４２，６２が平行に配置されている。これらの熱交換プレート４２，６２は、前記流路形成部材４，６と同じ銅などの熱伝導率が高い材質からなって当該流路形成部材４，６のそれぞれの前端壁（ヒートシンク前壁）４ａ，６ａと一体に連続形成されている。このような熱交換プレート４２，６２は、前記流路形成部材４，６の前端壁４ａ，６ａ側で前記発熱体２の実装方向に沿って隣り合う複数の独立流路４３，６３を仕切り形成している。また、前記流路形成部材４，６において、それぞれの幅方向中間部に位置する熱交換プレート４２，６２には、前記流路形成用穴４０，６０の中央部に延びる流路分離帯４２ａ，６２ａが一連に形成してある。その流路分離帯４２ａ，６２は、ヒートシンク１の組立時に前記流路形成用穴４０，６０のそれぞれによって形成される冷媒流路４１，６１を幅方向に二分するもので、上側流路形成部材４の流路分離帯４２ａは長く形成され、下側流路形成部材６の流路分離帯６２ａは短く形成されている。

前記中間仕切部材５は、この前端壁５ａに沿って形成され、前記下側流路形成部材６の各独立流路６３のそれぞれと上側流路形成部材４の各独立流路４３のそれぞれとを個々に接続するための独立した複数の冷媒中継流路５１を有している。したがって、前記下側流路形成部材６の各独立流路６１と前記上側流路形成部材４の各独立流路４３および前記冷媒中継流路５１は、それぞれ同数に形成されている。また、前記中間仕切部材５との間で前記下側流路形成部材６を挟み込む下側部材７には、冷媒流入口７１と冷媒流出口７２が設けられている。前記冷媒流入口７１は、前記下側流路形成部材６の流路形成用穴６０で形成される下側冷媒流路６１の上流側に連通するものである。前記冷媒流出口７２は、前記下側流路形成部材６および中間仕切部材５のそれぞれに設けられた冷媒排出孔６４，５２を介して前記上側流路形成部材４の流路形成用穴４０で形成される上側冷媒流路４１の下流側に連通するものである。

以上のように形成された上側部材３と上側流路形成部材４と中間仕切部材５および下側流路形成部材６と下側部材７のそれぞれを、前述のように積層して液層拡散接合等の方法で一体結合させることによりヒートシンク１が組み立てられる。その組み立て後のヒートシンク１においては、上側流路形成部材４の熱交換プレート４２および流路分離帯４２ａが上側部材３の下面と中間仕切部材５の上面に対し熱的および機械的に結合されることにより、上側流路形成部材４の流路形成用穴４０が上側冷媒流路４１として形成される。これと同様にして、下側流路形成部材６の熱交換プレート６２および流路分離帯６２ａが前記中間仕切部材５の下面と下側部材７の上面に対し熱的および機械的に結合されることにより、下側流路形成部材６の流路形成用穴６０が下側冷媒流路６１として形成される。そして、前記下側部材７の冷媒流入口７１が前記下側冷媒流路６１の上流側に連通し、熱交換プレート６２間の独立流路６３が中間仕切部材５の冷媒中継流路５１を介して上側流路形成部材４の熱交換プレート４２間の独立流路４３に連通すると共に、上側冷媒流路４１の下流側が中間仕切部材５および下側流路形成部材６のそれぞれの冷媒排出孔５２，６４を介して下側部材７の冷媒排出口７２に連通したヒートシンク１が得られる。

次に、発熱体（例えば、レーザダイオード）２の寸法が長さ１０ｍｍ×幅２ｍｍで発熱量５０Ｗの場合における冷媒中継流路５１および熱交換プレート４２，６２等の寸法関係について以下に説明する。
図５は図２中の中間仕切部材における冷媒中継流路の付近を示す拡大斜視図であり、Ｗ１は中間仕切部材５の冷媒中継流路５１の幅、Ｈ１は冷媒中継流路５１の高さ、Ｌ１は冷媒中継流路５１の長さを示す。ここで、発熱体２を前記寸法とした場合、前記冷媒中継流路５１は、Ｗ１＝０．１ｍｍ〜１ｍｍ、Ｈ１＝０．２ｍｍ〜３ｍｍ、Ｌ１≦５ｍｍとし、６個〜２０個の個数とすることが望ましい。

図６は図２中の上側流路形成部材における熱交換プレートの付近を示す拡大斜視図であり、Ｗ２は上側流路形成部材４の熱交換プレート４２相互間の間隙幅（独立流路４３の幅）、Ｈ２は熱交換プレート４２の高さ、Ｌ２は熱交換プレート４２の長さを示す。ここで、前記熱交換プレート４２の間隙幅、すなわち熱交換プレート４２間の独立流路４３の幅Ｗ２は狭いほど、さらには、その独立流路４３の数が多いほど冷却性能は高くなるが、これに反して冷媒の流動抵抗も増大する。そこで、前記発熱体２および冷媒中継流路５のそれぞれを前記寸法とした場合、上側流路形成部材４の熱交換プレート４２は、Ｗ２＝０．１〜１ｍｍ、Ｈ２≦３ｍｍ、Ｌ２＝中間仕切部材５の冷媒中継流路５１の幅Ｗ１×１０以上で、前記独立流路４３の個数を６〜２０個程度に形成することが望ましい。

図７は図２中の下側流路形成部材における熱交換プレートの付近を示す拡大斜視図であり、Ｗ３は下側流路形成部材６における熱交換プレート６２相互間の間隙幅（独立流路６３の幅）、Ｈ３は熱交換プレート６２の高さ、Ｌ３は熱交換プレート６２の長さを示す。下側流路形成部材６においても、前記上側流路形成部材４および中間仕切部材５のそれぞれを前記寸法とした場合、熱交換プレート６２は、Ｗ３＝０．１〜１ｍｍ、Ｈ３≦３ｍｍで、Ｌ３＝中間仕切部材５の冷媒中継流路５１の幅Ｗ１×１０以上で、独立流路４３の個数を６〜２０個程度に形成することが望ましい。
なお、上述した冷媒中継流路５１および熱交換プレート４２，６２等の寸法は、理想的な冷却性能を得るために例示したにすぎず、必ずしも上述した具体的な寸法に特定されるものではない。

次に動作について説明する。
レーザダイオードのような発熱体２は電圧が印加されることにより発光するが、電気エネルギーを光に変換する際に電気エネルギーの損失が生じて発熱する。その発熱状態の発熱体２は、ヒートシンク１内を循環する水などの冷媒によって冷却される。この場合の冷媒の流れを以下に説明する。
図３に矢印で示すように、ヒートシンク１下部の冷媒流入口７１から下側冷媒流路６１に流入した冷媒は、まず、下側熱交換プレート６２間のそれぞれの独立流路６３に分岐流入する。このときの冷媒は、前記独立流路６３によって流路断面積が小さくなっているために加速される。加速された冷媒は、ヒートシンク前壁（下側流路形成部材６の前端壁）６ａに衝突して上向流となり、冷媒中継流路５１および上側独立流路４３を順に通って上側部材（ヒートシンク上壁）３における発熱体２の実装領域付近の下面に衝突することで熱を奪う。その衝突冷媒は、次いで、前記上側独立流路４３のそれぞれから上側流路分離帯４２ａに沿って合流した流れとなり、その下流側に連通している冷媒排出穴５２，６４を通って下部の冷媒排出口７２から排出される。

以上説明した実施の形態１によれば、一端側上面に発熱体２が実装された上側部材３と、上側冷媒流路４１を形成する上側流路形成部材４と、下側冷媒流路６１を形成する下側流路形成部材６と、冷媒中継流路５１を有して前記上側冷媒流路４１と下側冷媒流路６１とを仕切る中間仕切部材５と、冷媒流入口７１および冷媒流出口７２を有する下側部材７とを積層して一体的に接合したヒートシンク１において、前記上側冷媒流路４１および下側冷媒流路６１内に、前記上側部材３上の発熱体２の実装領域下方で当該発熱体２の実装方向（長手方向）に沿って所定の平行間隔で隣り合う複数の熱交換プレート４２，６２を配置し、それらの熱交換プレート４２，６２により、前記発熱体２の実装方向に沿って隣り合う複数の上側独立流路４３および下側独立流路６３をそれぞれ形成すると共に、前記中間仕切部材５には、前記上側独立流路４３のそれぞれと前記下側独立流路６３のそれぞれとを個々に連通する冷媒中継流路５１を設けるように構成したので、次のような優れた効果が得られる。

すなわち、上述のように構成した実施の形態１によれば、下側冷媒流路６１に流入した冷媒が複数の下側独立流路６３に分岐流入して層流化され、その下側独立流路６３から冷媒中継流路５１を介して上側冷媒流路４１に流入する冷媒にあっても、前記下側独立流路６３と同数の上側独立流路４３を通ることにより層流化状態が維持されるので、前記上側冷媒流路４１および下側冷媒流路６１のいずれにおいても冷媒の乱流が発生するようなことがなくなる。したがって、冷媒の乱流に起因した冷媒流路形成壁部の腐食を抑制することができ、ヒートシンク１の寿命を飛躍的に延ばすことができるという効果がある。

また、前記上側独立流路４３を形成する各熱交換プレート４２は、ヒートシンク前壁となる上側流路形成部材４の前端壁４ａおよびヒートシンク上壁となる上側部材３ならびに上側冷媒流路４１の底壁となる中間仕切部材５のそれぞれに一体接合され、これと同様に、前記下側独立流路６３を形成する各熱交換プレート６２にあっても、ヒートシンク前壁となる下側流路形成部材６の前端壁６ａと中間仕切部材５と下側部材７とに一体接合されているので、発熱体２の発熱は、ヒートシンク上壁（上側部材３）およびヒートシンク前壁（上側流路形成部材４の前端壁４ａ）を通じて上側熱交換プレート４２と中間仕切部材５および下側熱交換プレート６２のそれぞれに伝導されて冷媒に放熱されるので、前記熱交換プレート４２，６２によって冷媒に対する放熱面積が格段に増大し、頗る効率的な熱交換が行われて冷却効率が大幅に向上するという効果がある。特に、発熱体２の実装部付近のヒートシンク上壁（上側部材３）に対して上側独立流路４３で層流化された冷媒が衝突するので、前記発熱体２の冷却効率がいっそう大幅に向上するという効果がある。

さらに詳しく述べると、一般的な流体の流れでは、レイノルズ数Ｒｅ＝ｕｄ／ν（ｕ：平均流速、ν：動粘度、ｄ：代表径）が小さい場合に流れは層流となる。前記実施の形態１によるヒートシンク１では、代表径ｄが冷媒中継流路５１の幅Ｗ１と上側独立流路４３の幅Ｗ２および下側独立流路６３の幅Ｗ３のそれぞれに相当するため、レイノルズ数Ｒｅは小さくなる。このため、前記実施の形態１においては、下側独立流路６３と冷媒中継流路５１および上側独立流路４３とで形成された一連の独立流路を流れる冷媒が層流となり、冷媒の乱流に起因するヒートシンク壁部の腐食を防止することができて、ヒートシンク１の寿命を延ばすことができるという効果がある。

また、一般的に冷媒の流れを層流とした場合、乱流が発生する場合と比べて冷却性能は低下する。しかし、前記実施の形態１では、幅広の冷媒流路４１，６１のそれぞれの流路内に複数の独立流路４３，６３を形成する複数の熱交換プレート４２，６２を平行に配置し、それらの熱交換プレート４２，６２により放熱面積を増大させたので、冷媒の層流化による冷却性能の低下を補い、高い冷却性能を得ることができるという効果がある。

実施の形態２．
図８はこの実施の形態２によるヒートシンクの分解斜視図、図９は図８のＣ−Ｃ線を通るように断面したヒートシンク組立状態での断面図、図１０は図９のＤ−Ｄ線断面図、図１１は図９のＥ−Ｅ線断面図であり、図１〜図７と同一または相当部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この実施の形態２では、前記実施の形態１における上側部材３と下側部材７との間に積層する流路形成部材４と中間仕切部材５の数を増やして図９に示す一連の外側独立流路１００と内側独立流路１０１とを形成したものである。すなわち、前記実施の形態１では、上側部材３と下側部材７との間に、２枚の流路形成部材４，６と、これらの流路形成部材４，６間に配置する１枚の中間仕切部材５とを積層して一体接合することで、上側独立流路４３と冷媒中継流路５１と下側独立流路６３からなる一系統の層流独立流路を形成したが、この実施の形態２では、上側部材３と下側部材７との間に、４枚の流路形成部材４，４Ａ，４Ｂ，６と、３枚の中間仕切部材５，５Ａ，５Ｂとを交互に積層して一体接合することで、図９に示すように、ヒートシンク１の内壁面に沿った外側独立流路１００と、この外側独立流路１００で囲まれた内側独立流路１０１とを区画形成したもので、その詳細を以下に説明する。

なお、この実施の形態２において、図８に示すように、上側部材３と下側部材７との間に交互に配置する流路形成部材と中間仕切部材については、前記上側部材３側から第１の流路形成部材４、第１の中間仕切部材５，第２の流路形成部材４Ａ、第２の中間仕切部材５Ａ、第３の流路形成部材４Ｂ、第３の中間仕切部材５Ｂ、第４の流路形成部材６として説明する。また、第１の流路形成部材４と第１の中間仕切部材５と第４の流路形成部材６、および上側部材３と下側部材７は、前記実施の形態１の上側流路形成部材４と中間仕切部材５と下側流路形成部材６、および上側部材３と下側部材７のそれぞれと同一構成のため、説明を省略する。

まず、第２の流路形成部材４Ａは、その前端壁（ヒートシンク前壁）４ａ側に第１の中間仕切部材５の冷媒中継流路５１と同様の複数の冷媒中継流路４４を前記ヒートシンク前壁４ａに沿った一列状に設け、その冷媒中継流路４４群と流路形成用穴４０（冷媒流路４１）とを仕切る隔壁に複数の平行する熱交換プレート４２を一体形成した点が、前記実施の形態１の上側流路形成部材（この実施の形態２では第１の流路形成部材）４とは異なる。第３の流路形成部材４Ｂは、その流路分離帯４２ｂを前記第２の流路形成部材４のそれよりも短くした点が第２の流路形成部材４と異なり、それ以外は第２の流路形成部材４と同一である。

次に、第２の中間仕切部材５Ａは、前記第２，第３の流路形成部材４Ａ，４Ｂのそれぞれの冷媒中継流路４４相互を連通する複数の外側冷媒中継流路５１と内側冷媒中継流路５３を並列状に設けた点が第１の中間仕切部材５と異なる。第３の中間仕切部材５Ｂは、第３，第４の流路形成部材４Ｂ，６の冷媒流路４１，６１相互の上流側を連通する冷媒流入穴５２ａを設けた点が、第１の中間仕切部材５と異なる。

以上において、上側部材３と下側部材７との間に、第１〜第４の流路形成部材４，４Ａ４Ｂ、６と、これらの流路形成部材４，４Ａ４Ｂ、６の相互間に介在させる第１〜第３の中間仕切部材５，５Ａ，５Ｂとを積層して一体接合することにより、図１０〜図１１に示すヒートシンク１が組み立て構成される。そのヒートシンク１においては、下部の冷媒流入口７１から第４の冷媒流路６１および独立流路６３→第３の中間仕切部材５Ｂの冷媒中継流路５１→第３の流路形成部材４Ｂの冷媒中継流路４４→第２の中間仕切部材５Ａの外側冷媒中継流路５１→第２の流路形成部材４Ａの冷媒中継流路４４→第１の中間仕切部材５の冷媒中継流路５１→第１の流路形成部材４の独立流路４３および冷媒流路４１を通って最下部の冷媒排出口７に至る流路、すなわち、ヒートシンク１の内壁面に沿った外側独立流路１００と、この外側独立流路１００で囲まれた内側独立流路１０１とが形成された流路構成となっている。

ここで、前記内側独立流路１０１は、冷媒流入口７１から第４の冷媒流路６１を介して第３の中間仕切部材５Ｂの冷媒流入穴５２ａ→第３の流路形成部材４Ｂの冷媒流路４１→第２の中間仕切部材５Ａの冷媒中継流路５３→第２の流路形成部材４Ａの独立流路４３および冷媒流路４１→第２の中間仕切部材５Ａと第３の流路形成部材４Ｂおよび第３の中間仕切部材５Ｂと第４の流路形成部材６の各冷媒排出穴５２，４５，５２，６４を通って冷媒流出口７１に至る流路構成となっている。

以上説明した実施の形態２によれば、前記実施の形態１と同様の上側部材３と下側部材７との間に、それぞれが複数の独立流路４３，６３を有する複数（第１〜第４）の流路形成部材４，４Ａ，４Ｂ，６と、これらの間に介在させる複数（第１〜第３）の中間仕切部材５，５Ａ，５Ｂとを積層して一体接合したヒートシンク１を構成し、前記各流路形成部材４，４Ａ，４Ｂ，６のそれぞれの独立流路４３，６３を連通させて前記ヒートシンク１の内壁面に沿う外側独立流路１００と、この外側独立流路１００で囲まれた内側独立流路１０１とを形成するように構成したので、前記外側独立流路１００と内側独立流路１０１によって放熱面積が前記実施の形態１の場合よりも増大し、さらに良好な冷却性能が得られるという効果がある。また、前記各流路形成部材４，４Ａ，４Ｂ，６のそれぞれの独立流路４３，６３は、それぞれが発熱体２の実装領域下方で当該発熱体２の実装方向（長手方向）に隣り合う複数の熱交換プレート４２，６２により形成されているので、それらの熱交換プレート４２，６２によって冷媒の流れは、前記実施の形態１の場合と同様に層流となり、このため、冷媒の乱流に起因するヒートシンク壁部の腐食を防止することができて、ヒートシンク１の寿命を延ばすことができるという効果がある。

なお、前記実施の形態２では、外側独立流路１００と内側独立流路１０１の２つの流路構成とする場合について説明したが、前記各流路形成部材４，４Ａ，４Ｂ，６および中間仕切部材５，５Ａ，５Ｂの積層枚数を増やして、さらに多くの複数層からなる独立流路を形成してもよく、この場合においても前記実施の形態１と同様の効果が得られる。

この発明の実施の形態１によるヒートシンクの外観を示す斜視図である。 図１の分解斜視図である。 図１のＡ−Ａ線に沿って図２のＡ１−Ａ１線を通るように断面した図である。 図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 図２中の中間仕切部材における冷媒中継流路の付近を示す拡大斜視図である。 図２中の上側流路形成部材における熱交換プレートの付近を示す拡大斜視図である。 図２中の下側流路形成部材における熱交換プレートの付近を示す拡大斜視図である。 この発明の実施の形態２によるヒートシンクの分解斜視図である。 図８のＣ−Ｃ線を通るように断面したヒートシンク組立状態での断面図である。 図９のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。 図９のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。

符号の説明

１ ヒートシンク、２ 発熱体、３ 上側部材、４，４Ａ 上側流路形成部材、４ａ 前端壁、４Ｂ 下側流路形成部材、５，５Ａ，５Ｂ 中間仕切部材、５ａ 前端壁、６ 下側流路形成部材、６ａ 前端壁、７ 下側部材、４０ 流路形成用穴、４１ 上側冷媒流路、４２ 熱交換プレート、４２ａ 流路分離帯、４３ 上側独立流路、４４ 外側冷媒中継流路、４５ 冷媒排出穴、５１ 冷媒中継流路、５２ 冷媒排出穴、５２ａ 冷媒流入穴、５３ 内側冷媒中継流路、６０ 流路形成用穴、６１ 下側冷媒流路、６２ 熱交換プレート、６２ａ 流路分離帯、６３ 下側独立流路、６４ 冷媒排出穴、７１ 冷媒流入口、７２ 冷媒流出口、１００ 外側独立流路、１０１ 内側独立流路。

Claims (4)

1. 上面に発熱体が実装され、内部に前記発熱体を冷却するための冷媒流路が設けられ、この冷媒流路を上側冷媒流路と下側冷媒流路とに仕切り、その上側冷媒流路と下側冷媒流路とを接続する冷媒中継流路が設けられた中間仕切部材を有し、前記下側冷媒流路を冷媒流入口に、かつ前記上側冷媒流路を冷媒流出口にそれぞれ接続したヒートシンクにおいて、前記上側冷媒流路と冷媒中継流路および下側冷媒流路の少なくとも前記上側冷媒流路には、前記冷媒中継流路からの流入冷媒を前記発熱体の実装壁部に向って噴き付ける複数の独立流路が前記発熱体の実装方向に沿って隣り合うように仕切り形成されていることを特徴とするヒートシンク。
2. 冷媒流路は、一端側上面に発熱体が実装された平板状の上側部材と、冷媒流入口および冷媒流出口を有する平板状の下側部材と、前記上側部材と下側部材との間に配置される平板状の複数の流路形成部材と、この流路形成部材の相互間に配置される平板状の中間仕切部材とにより形成されて、前記中間仕切部材を境界とした上側冷媒流路と下側冷媒流路に仕切り形成され、その上側冷媒流路の上流側と下側冷媒流路の下流側が前記中間仕切部材に設けられた冷媒中継流路で接続され、その接続部に前記上側冷媒流路と下側冷媒流路のそれぞれに複数の独立流路が形成されていることを特徴とする請求項１記載のヒートシンク。
3. 独立流路は、ヒートシンク内壁面に沿った外側独立流路と、この外側独立流路で囲まれた内側独立流路とからなっていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のヒートシンク。
4. 独立流路は、ヒートシンク壁部と一体に連なって発熱体実装方向に沿って隣り合う複数の熱交換プレートの相互間隙と中間仕切部材の複数の冷媒中継流路とによって形成され、その冷媒中継流路と前記熱交換プレート間の間隙数が同数であることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のヒートシンク。

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