JP2020061395A - Heat sink - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヒートシンクに関する。 The present invention relates to heat sinks.
例えば、電子機器に搭載される半導体素子などの電子部品（発熱体）の冷却手段として、電子部品と熱的に接触し、電子部品の熱を放熱フィン（放熱要素）に伝えて放熱するヒートシンクが多用されている。 For example, as a cooling means for an electronic component (heating element) such as a semiconductor element mounted in an electronic device, a heat sink that is in thermal contact with the electronic component and transfers the heat of the electronic component to a radiation fin (radiation element) to radiate the heat. It is used a lot.
一般に、ヒートシンクは、アルミニウム、鉄、銅などの熱伝導性に優れる金属材を用いて形成され、軽量化を図りやすいという大きな利点があるため、板金のベースに放熱フィンを接合してなる板金型のヒートシンクが多用されている（例えば、特許文献１参照）。 Generally, the heat sink is made of a metal material having excellent thermal conductivity such as aluminum, iron, and copper, and has a great advantage that it is easy to reduce the weight. The heat sink of (1) is frequently used (for example, see Patent Document 1).
また、板金のベース１に放熱フィン２を接合してなる板金型のヒートシンク１００は、例えば、図７に示すように、ベース１と放熱フィン２とをカシメ（加締め）３を用いて接合したものが多い。 Further, in the sheet metal mold heat sink 100 in which the radiating fins 2 are joined to the sheet metal base 1, for example, as shown in FIG. 7, the base 1 and the radiating fins 2 are joined by using caulking (staking) 3. There are many things.
さらに、ベース１の奥行方向Ｔ１に複数の放熱フィン２を延設し、平行に整列配置するとともに、一部の放熱フィン２ａ（２）を他の放熱フィン２ｂ（２）に対し、ベース１の幅方向Ｔ２の位置をずらして（オフセットして）構成したものもある。このヒートシンク１００においては、放熱フィン２をオフセットすることによって、隣り合う放熱フィン２の間の溝４の放熱流路を流れる冷却風（冷媒）の流れに乱流を発生させることができ、放熱効率を向上させることが可能になる。 Further, a plurality of heat radiation fins 2 are extended in the depth direction T1 of the base 1 and arranged in parallel, and some of the heat radiation fins 2a (2) are arranged in parallel with the other heat radiation fins 2b (2). There is also a configuration in which the position in the width direction T2 is shifted (offset). In this heat sink 100, by offsetting the heat radiation fins 2, turbulent flow can be generated in the flow of the cooling air (refrigerant) flowing through the heat radiation flow path of the groove 4 between the adjacent heat radiation fins 2, and the heat radiation efficiency can be improved. It becomes possible to improve.
一方、近年、電子機器などの小型化、高発熱化により、さらに小型で軽量な高性能のヒートシンクが求められている。 On the other hand, in recent years, smaller and lighter high-performance heat sinks have been demanded due to downsizing and higher heat generation of electronic devices.
しかしながら、従来のオフセット方式の放熱フィンは押出形材で成形することが主流で、放熱性の向上を図るために高さを高くして表面積を大きくせざるを得ず、小型化、軽量化を図りつつ放熱性能を高めることが難しいという問題があった。 However, the conventional offset type radiating fins are mainly formed by extruded shape members, and in order to improve heat dissipation, it is unavoidable to increase the height to increase the surface area, and to reduce the size and weight. There is a problem that it is difficult to improve the heat dissipation performance while trying.
本発明は、従来と比較し、小型化、軽量化が可能で、放熱効率に優れたヒートシンクを提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a heat sink that can be made smaller and lighter than conventional ones and has excellent heat dissipation efficiency.
本発明者らは、小型化、軽量化が可能で、優れた放熱性能を発揮させる手法を見出し、本発明を完成するに至った。 The inventors of the present invention have found a method of achieving excellent heat dissipation performance that enables miniaturization and weight reduction, and have completed the present invention.
（１）本発明は、平板状のベース本体部（例えば、後述のベース本体部１ａ）を有するベース（例えば、後述のベース１）と、前記ベースの奥行方向（例えば、後述の奥行方向Ｔ１）に沿って配設されるとともに前記ベースの幅方向（例えば、後述の幅方向Ｔ２）に整列配置して前記ベース本体部に一体に取り付けられる複数の放熱フィン（例えば、後述の放熱フィン１０）とを備えるヒートシンク（例えば、後述のヒートシンクＡ）であって、前記放熱フィンが、前記ベース本体部の一面に固定される帯状の固定板部（例えば、後述の固定板部１１）と、前記固定板部の前記奥行方向に沿う一側端から前記固定板部と交差する方向に突出するとともに前記奥行方向に延びる第１のフィン部（例えば、後述の第１のフィン部１２、１３）と、平面視で、前記第１のフィン部の突出方向先端から前記幅方向に延びる第２のフィン部（例えば、後述の第２のフィン部１４）とを備えることを特徴とする。 (1) In the present invention, a base (for example, a base 1 described below) having a flat plate-shaped base main body (for example, a base main body 1a described below) and a depth direction of the base (for example, a depth direction T1 described below). A plurality of heat dissipating fins (for example, heat dissipating fins 10 described later) arranged along the width direction of the base (e.g., width direction T2 described later) and integrally attached to the base body. A heat sink (for example, a heat sink A described later) including a strip-shaped fixing plate portion (for example, a fixing plate portion 11 described later) to which the heat radiation fin is fixed to one surface of the base body portion, and the fixing plate. A first fin portion (for example, first fin portions 12 and 13 described later) that protrudes in a direction intersecting the fixing plate portion from one side end of the portion along the depth direction and extends in the depth direction; In terms vision characterized by comprising a second fin portion extending from the projecting direction front end of the first fin portion in the width direction (e.g., the second fin portion 14 will be described later).
（２）本発明は、上記（１）において、前記第１のフィン部は、平面視で、前記固定板部の一側端上に配される垂直フィン部（例えば、後述の垂直フィン部１５）と、前記垂直フィン部と平行に配されるとともに、前記垂直フィン部よりも前記固定板部の一側端から離れる前記幅方向にずれて配されるオフセット部（例えば、後述のオフセット部１６）とを備えてもよい。 (2) The present invention according to the above (1), wherein the first fin portion is a vertical fin portion (for example, a vertical fin portion 15 to be described later) arranged on one end of the fixing plate portion in a plan view. ), And an offset portion (for example, an offset portion 16 described later) that is arranged in parallel with the vertical fin portion and that is offset from the one side end of the fixing plate portion in the width direction with respect to the vertical fin portion. ) And may be provided.
（３）本発明は、上記（２）において、少なくとも前記垂直フィン部が複数設けられるとともに前記垂直フィン部と前記オフセット部が前記奥行方向に交互に配設され、前記オフセット部の先端に前記第２のフィン部が設けられていてもよい。 (3) The present invention according to (2), wherein at least a plurality of the vertical fin portions are provided, the vertical fin portions and the offset portions are alternately arranged in the depth direction, and the first portion is provided at the tip of the offset portion. Two fin portions may be provided.
（４）本発明は、上記（１）〜（３）のいずれかにおいて、隣り合う前記放熱フィンの前記第２のフィン部同士が隣接していてもよい。 (4) In the present invention according to any one of (1) to (3) above, the second fin portions of the adjacent heat radiation fins may be adjacent to each other.
（５）本発明は、上記（１）〜（４）のいずれかにおいて、複数の前記放熱フィンの前記第２のフィン部が前記幅方向に沿って並設されていてもよい。 (5) In any one of the above (1) to (4), the present invention may be arranged such that the second fin portions of the plurality of heat radiation fins are juxtaposed along the width direction.
（６）本発明は、上記（１）〜（５）のいずれかにおいて、前記放熱フィンが、前記ベース本体部の一面に前記固定板部をカシメ固定（例えば、後述のカシメ固定、カシメ部３）して設けられていてもよい。 (6) The present invention according to any one of the above (1) to (5), wherein the heat radiation fin caulks and fixes the fixing plate portion to one surface of the base body portion (for example, caulking fixation and caulking portion 3 described later). ) May be provided.
（７）本発明は、上記（１）〜（６）のいずれかにおいて、前記放熱フィンの前記第１のフィン部の下部に嵌合凸部が設けられ、前記ベース本体部の一面に嵌合凹部が設けられ、前記放熱フィンが前記嵌合凸部を前記嵌合凹部に嵌合して前記ベース本体部の所定位置に配設されていてもよい。 (7) In the present invention according to any one of (1) to (6) above, a fitting protrusion is provided below the first fin portion of the heat radiation fin, and the fitting fin is fitted on one surface of the base body portion. A recess may be provided, and the heat dissipation fin may be disposed at a predetermined position of the base body by fitting the fitting protrusion into the fitting recess.
（８）本発明は、上記（１）〜（７）のいずれかにおいて、前記ベースの前記ベース本体部の平面視外形が、前記ベース本体部の受熱面（例えば、後述の受熱面１ｄ）として作用する他面側に配設されて前記ベースと熱接触する発熱体の外形に沿うように形成されていてもよい。 (8) In the invention according to any one of the above (1) to (7), the outer shape of the base body of the base in plan view is a heat receiving surface (for example, a heat receiving surface 1d described later) of the base body. It may be formed so as to follow the outer shape of the heating element that is disposed on the other surface side that operates and is in thermal contact with the base.
（９）本発明は、上記（１）〜（８）のいずれかにおいて、前記ベースが、前記ベース本体部と、前記ベース本体部の前記幅方向両端の一対の側端部からそれぞれ、前記放熱フィンの突出方向に沿うように折れ曲がる一対の側壁部（例えば、後述の側壁部１ｂ）を備えてもよい。 (9) In the present invention according to any one of the above (1) to (8), the base radiates the heat from the base main body and a pair of side end portions of the base main body in the width direction. You may provide a pair of side wall part (for example, side wall part 1b mentioned later) bent so that it may extend along the protrusion direction of a fin.
本発明によれば、従来よりも小型化、軽量化を図りつつ放熱性能を高めることができる優れたヒートシンクを実現することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to realize an excellent heat sink that can improve the heat dissipation performance while achieving a smaller size and a lighter weight than ever before.
以下、図１から図６を参照し、本発明の一実施形態に係るヒートシンクについて説明する。ここで、本実施形態では、本発明に係るヒートシンクが、電子機器に搭載される半導体素子などの電子部品（発熱体）の冷却手段として用いるものとして説明を行うが、本発明に係るヒートシンクは、エンジンなどの他の発熱体を冷却する手段として適用しても勿論、構わない。 Hereinafter, a heat sink according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6. Here, in the present embodiment, the heat sink according to the present invention will be described as being used as a cooling means for an electronic component (heating element) such as a semiconductor element mounted in an electronic device. Of course, it may be applied as a means for cooling other heating elements such as an engine.
本実施形態のヒートシンクＡは、図１から図３に示すように、板金のベース１と、ベース１に一体に設けられ、ベース１を介して電子部品の発熱体の熱を放熱するための複数の放熱フィン１０とを備えて構成されている。 As shown in FIGS. 1 to 3, the heat sink A of the present embodiment is provided integrally with a sheet metal base 1, and a plurality of heat sinks for radiating heat of a heating element of an electronic component via the base 1. The heat radiation fin 10 of FIG.
ベース１は、板金加工によって形成されたものであり、方形平板状に形成されたベース本体部１ａと、ベース本体部１ａの幅方向Ｔ２両側端からそれぞれ直角に折れ曲って幅方向Ｔ２両側端に一体形成された一対の側壁部１ｂとを備えて形成されている。 The base 1 is formed by sheet metal working, and has a rectangular flat plate-shaped base main body portion 1a, and the base main body portion 1a is bent at right angles from both width direction T2 side ends to both width direction T2 side ends. It is formed by including a pair of side walls 1b integrally formed.
ベース本体部１ａは、その一面が複数の放熱フィン１０を取り付ける取付面１ｃとされ、他面が、電子部品の発熱体を設置するなどして発熱体と熱接触する受熱面（主面）１ｄとされている。 One surface of the base body portion 1a is a mounting surface 1c for mounting the plurality of heat radiation fins 10, and the other surface is a heat receiving surface (main surface) 1d that is in thermal contact with a heating element such as a heating element of an electronic component. It is said that.
ベース本体部１ａは、その平面視の外形が、ベース本体部１ａの受熱面１ｄと熱接触する発熱体の外形に沿うように形成されている。 The base main body portion 1a is formed so that its outer shape in plan view is along the outer shape of a heating element that is in thermal contact with the heat receiving surface 1d of the base main body portion 1a.
一方、複数の放熱フィン１０は、ベース１の奥行方向Ｔ１に沿って配設されるとともにベース１の幅方向Ｔ２に整列配置してベース本体部１ａに一体に取り付けられている。 On the other hand, the plurality of radiating fins 10 are arranged along the depth direction T1 of the base 1 and aligned in the width direction T2 of the base 1, and are integrally attached to the base body 1a.
具体的に、本実施形態の放熱フィン１０は、図４及び図５（図１から図３）に示すように、例えば、折り曲げ加工を用いて形成されたものであり、ベース本体部１ａの取付面１ｃに固定される帯状（本実施形態では矩形平板状）の固定板部１１と、固定板部１１の前記奥行方向Ｔ１に沿う一側端１１ａから固定板部１１と交差する方向に突出するとともに前記奥行方向Ｔ１に延びる第１のフィン部１２、１３と、平面視で、第１のフィン部１２、１３の突出方向先端から前記幅方向Ｔ２に延びる第２のフィン部１４とを備えて構成されている。 Specifically, as shown in FIGS. 4 and 5 (FIGS. 1 to 3), the heat dissipation fin 10 of the present embodiment is formed by, for example, a bending process, and is attached to the base body 1a. A strip-shaped (rectangular flat plate-shaped in the present embodiment) fixed plate portion 11 fixed to the surface 1c, and one side end 11a of the fixed plate portion 11 along the depth direction T1 protrudes in a direction intersecting with the fixed plate portion 11. Along with the first fin portions 12 and 13 extending in the depth direction T1, and a second fin portion 14 extending in the width direction T2 from the projecting end of the first fin portions 12 and 13 in plan view. It is configured.
放熱フィン１０の第１のフィン部１２、１３は、平面視で、固定板部１１の一側端１１ａ上に配される垂直フィン部１５と、垂直フィン部１５と平行に配されるとともに、垂直フィン部１５よりも固定板部１１の一側端１１ａから離れる幅方向Ｔ２にずれて配されるオフセット部１６とを備えて形成されている。 The first fin portions 12 and 13 of the heat radiation fin 10 are arranged in parallel with the vertical fin portion 15 disposed on the one side end 11a of the fixed plate portion 11 and the vertical fin portion 15 in a plan view. The offset portion 16 is formed to be displaced from the vertical fin portion 15 in the width direction T2 away from the one end 11a of the fixed plate portion 11.
本実施形態では、固定板部１１の一側端１１ａから離れる水平の横方向（Ｔ２）に向かうに従い、固定板部１１の一側端１１ａから離れる上下方向／垂直方向Ｔ３に向かう傾斜部１７を備え、傾斜部１７の先端部にオフセット部１６が繋がっている。これにより、オフセット部１６が、垂直フィン部１５よりも固定板部１１の一側端１１ａから離れる幅方向Ｔ２にずれて配されている。オフセット部１６は、平面視で、隣り合う第１のフィン部１２、１３の垂直フィン部１５同士の間の溝（冷媒流路）１９の幅方向Ｔ２中央の中心線の延長線上に配されている。なお、傾斜部１７の傾斜角度θは、例えば、４５°程度とされている。 In the present embodiment, as it goes in the horizontal lateral direction (T2) away from the one side end 11a of the fixed plate portion 11, the inclined portion 17 that goes in the vertical direction / vertical direction T3 away from the one side end 11a of the fixed plate portion 11 is formed. The offset portion 16 is connected to the tip of the inclined portion 17. As a result, the offset portion 16 is arranged so as to be displaced from the vertical fin portion 15 in the width direction T2 which is away from the one side end 11a of the fixed plate portion 11. The offset portion 16 is arranged on the extension line of the center line of the width direction T2 center of the groove (refrigerant flow path) 19 between the vertical fin portions 15 of the adjacent first fin portions 12 and 13 in a plan view. There is. The inclination angle θ of the inclined portion 17 is, for example, about 45 °.
放熱フィン１０は、垂直フィン部１５とオフセット部１６が複数設けられ、奥行方向Ｔ１に交互に配設されている。そして、垂直フィン部１５とオフセット部１６のうち、オフセット部１６の先端に第２のフィン部１４が設けられている。 The radiating fin 10 is provided with a plurality of vertical fin portions 15 and a plurality of offset portions 16 and are arranged alternately in the depth direction T1. The second fin portion 14 is provided at the tip of the offset portion 16 of the vertical fin portion 15 and the offset portion 16.
第２のフィン部１４は、オフセット部１６の先端と前記奥行方向Ｔ１の長さが同等の方形平板状に形成され、前記幅方向Ｔ２に沿う、すなわち、固定板部１１と平行になるように配設されている。 The second fin portion 14 is formed in a rectangular flat plate shape having the same length in the depth direction T1 as the tip of the offset portion 16, and extends along the width direction T2, that is, parallel to the fixed plate portion 11. It is arranged.
第２のフィン部１４は、幅寸法が隣り合う第１のフィン部１２、１３の垂直フィン部１５同士、オフセット部１６同士の間の溝１９の幅寸法と略同等とされている。オフセット部１６は、平面視で、隣り合う第１のフィン部１２の垂直フィン部１５同士の間の溝１９の幅方向Ｔ２中央の中心線の延長線上に配されているため、第２のフィン部１４は、平面視で、前記奥行方向Ｔ１に並んだ第１のフィン部１２の垂直フィン部１５を通る延長線が第２のフィン部１４の前記奥行方向Ｔ１に延びる中心線と重なるように配設されている。 The width dimension of the second fin portion 14 is substantially equal to the width dimension of the groove 19 between the vertical fin portions 15 of the first fin portions 12 and 13 adjacent to each other and between the offset portions 16 of the first fin portions 12 and 13. Since the offset portion 16 is arranged on the extension line of the center line of the center of the groove 19 between the vertical fin portions 15 of the adjacent first fin portions 12 in the width direction T2 in a plan view, the second fin is formed. In the plan view, the extension line passing through the vertical fin portions 15 of the first fin portions 12 aligned in the depth direction T1 overlaps with the center line of the second fin portion 14 extending in the depth direction T1 in plan view. It is arranged.
隣り合う放熱フィン１０は、第２のフィン部１４同士が隣接している。さらに、複数の放熱フィン１０の第２のフィン部１４は前記幅方向Ｔ２に沿って連続的に並設されている。 The adjacent fins 14 are adjacent to each other in the adjacent fins 10. Further, the second fin portions 14 of the plurality of heat radiation fins 10 are continuously arranged side by side in the width direction T2.
ここで、本実施形態のヒートシンクＡでは、複数の放熱フィン１０がそれぞれ、ベース本体部１ａの取付面（一面）１ｃに固定板部１１をカシメ固定（カシメ部３）して設けられている。このとき、放熱フィン１０は、平面視で、固定板部１１を臨むことができ、パンチング処理が容易に行えるため、第１のフィン部１３の垂直フィン部１５の横の位置をカシメ固定３の位置としている。 Here, in the heat sink A of the present embodiment, the plurality of heat radiation fins 10 are respectively provided by caulking the caulking (caulking part 3) fixing plate portion 11 to the mounting surface (one surface) 1c of the base body 1a. At this time, the radiating fin 10 can face the fixing plate portion 11 in a plan view, and the punching process can be easily performed. Therefore, the position of the first fin portion 13 adjacent to the vertical fin portion 15 is fixed to the crimping fixing portion 3. The position is.
なお、カシメを用いて放熱フィン１０を板金のベース１のベース本体部１ａに取り付ける場合には、リベット締めや絞りカシメなど、ヒートシンクＡの大きさなどに応じて適宜カシメ手法を用いればよい。 When the heat dissipating fins 10 are attached to the base body 1a of the sheet metal base 1 by using caulking, caulking methods such as rivet tightening and drawing caulking may be used as appropriate according to the size of the heat sink A.
上記のように構成した本実施形態のヒートシンクＡにおいては、放熱フィン１０が、ベース本体部１ａの取付面（一面）１ｃに固定される帯状の固定板部１１と、固定板部１１の一側端１１ａから突出する第１のフィン部１２、１３と、第１のフィン部１３の先端から幅方向Ｔ２に延びる第２のフィン部１４とを備えている。 In the heat sink A of the present embodiment configured as described above, the radiation fin 10 has a strip-shaped fixed plate portion 11 fixed to the mounting surface (one surface) 1c of the base body portion 1a and one side of the fixed plate portion 11. The first fin portions 12 and 13 projecting from the end 11a and the second fin portion 14 extending in the width direction T2 from the tip of the first fin portion 13 are provided.
これにより、複数の放熱フィン１０をベース本体部１ａに固定して並設するとともに、隣り合う放熱フィン１０の第１のフィン部１２、１３同士の間に形成され、ファンの駆動などによって冷媒の空気が流れる冷媒流路の溝１９の上部開口を被覆するように第２のフィン部１４を配設することができる。 Thereby, the plurality of heat radiation fins 10 are fixedly provided side by side on the base body portion 1a, and are formed between the first fin portions 12 and 13 of the adjacent heat radiation fins 10. The second fin portion 14 can be arranged so as to cover the upper opening of the groove 19 of the refrigerant channel through which air flows.
そして、第１のフィン部１２、１３だけでなく上面フィンとしての第２のフィン部１４を備えることで、冷媒の空気との接触面積（放熱面積）が大きくなり、冷却性能を大幅に向上させることが可能になる。 By providing not only the first fins 12 and 13 but also the second fins 14 as the upper surface fins, the contact area (heat dissipation area) of the refrigerant with the air is increased, and the cooling performance is significantly improved. It will be possible.
次に、本実施形態のヒートシンクＡは、第１のフィン部１２、１３が、平面視で、固定板部１１の一側端１１ａ上に配される垂直フィン部１５と、垂直フィン部１５と平行に配されるとともに、垂直フィン部１５よりも固定板部１１の一側端１１ａから離れる幅方向Ｔ２にずれて配されるオフセット部１６とを備えている。 Next, in the heat sink A of the present embodiment, the first fin portions 12 and 13 are arranged on the one end 11a of the fixing plate portion 11 in a plan view, and the vertical fin portion 15 and the vertical fin portion 15 are provided. The offset portion 16 is disposed in parallel with the offset portion 16 that is offset from the one end 11a of the fixed plate portion 11 in the width direction T2 with respect to the vertical fin portion 15.
これにより、複数の放熱フィン１０をベース本体部１ａに固定して並設した状態で、隣り合う垂直フィン部１５の間に形成される冷媒流路の溝１９と、隣り合うオフセット部１６の間に形成される冷媒流路の溝１９とを、幅方向Ｔ２にずれた形で形成することができる。 Thereby, in the state where the plurality of heat dissipating fins 10 are fixedly arranged on the base body 1a and arranged in parallel, between the groove 19 of the refrigerant flow path formed between the adjacent vertical fins 15 and the adjacent offset portion 16. It is possible to form the groove 19 of the coolant flow path formed in the above in a shape shifted in the width direction T2.
したがって、冷媒流路の溝１９が奥行方向Ｔ１に一定形状の溝１９として連通していないため、ファンの駆動などによって冷媒流路の溝１９に冷媒の空気が流れる際に、乱流を発生させることができる。よって、この乱流の発生により冷媒の空気と放熱フィン１０と接触機会を増大させることができ、冷却性能を大幅に向上させることが可能になる。 Therefore, since the groove 19 of the refrigerant channel does not communicate with the groove 19 of the constant shape in the depth direction T1, a turbulent flow is generated when the air of the refrigerant flows through the groove 19 of the refrigerant channel by driving a fan or the like. be able to. Therefore, the occurrence of this turbulent flow can increase the chances of contact between the refrigerant air and the heat radiation fins 10, and the cooling performance can be significantly improved.
次に、本実施形態のヒートシンクＡは、垂直フィン部１５が複数設けられるとともに垂直フィン部１５とオフセット部１６が奥行方向Ｔ１に交互に配設され、オフセット部１６の先端に第２のフィン部１４が設けられている。 Next, in the heat sink A of the present embodiment, a plurality of vertical fin portions 15 are provided, the vertical fin portions 15 and the offset portions 16 are alternately arranged in the depth direction T1, and the second fin portions are provided at the tips of the offset portions 16. 14 are provided.
これにより、冷媒流路の溝１９が幅方向Ｔ２にずれている箇所を、ヒートシンクＡの奥行方向Ｔ１の一端部から他端部までの間に複数設けることができる。これにより、冷媒流路の溝１９を流通する冷媒の空気に複数の多くの箇所で乱流を発生させることができる。よって、乱流の発生により冷媒の空気と放熱フィン１０と接触機会をより一層増大させることができ、さらなる冷却性能の向上を図ることが可能になる。 Thereby, a plurality of locations where the groove 19 of the coolant channel is displaced in the width direction T2 can be provided between one end and the other end of the heat sink A in the depth direction T1. As a result, turbulent flow can be generated in a plurality of many places in the air of the refrigerant flowing through the groove 19 of the refrigerant flow path. Therefore, it is possible to further increase the chances of contact between the refrigerant air and the heat radiation fins 10 due to the generation of the turbulent flow, and it is possible to further improve the cooling performance.
また、オフセット部１６の先端にのみ第２のフィン部１４を設けるようにしたことで、垂直フィン部１５が設けられた部分は、垂直フィン部１５の横の固定板部１１を臨むことができる。これにより、固定板部１１の垂直フィン部１５の横の部分をカシメ固定３の固定位置にして好適に放熱フィン１０をベース１に取り付けることができる。 Further, since the second fin portion 14 is provided only at the tip of the offset portion 16, the portion where the vertical fin portion 15 is provided can face the fixing plate portion 11 beside the vertical fin portion 15. . As a result, the radiating fins 10 can be suitably attached to the base 1 by making the lateral portions of the vertical fin portions 15 of the fixing plate portion 11 the fixing positions of the caulking fixing 3.
次に、本実施形態のヒートシンクＡは、隣り合う放熱フィン１０の第２のフィン部１４同士が隣接している。また、複数の放熱フィン１０の第２のフィン部１４が幅方向Ｔ２に沿って並設されている。 Next, in the heat sink A of the present embodiment, the second fin portions 14 of the adjacent heat radiation fins 10 are adjacent to each other. In addition, the second fin portions 14 of the plurality of heat radiation fins 10 are arranged in parallel along the width direction T2.
これにより、隣接する第２のフィン部１４を通じて、並設された複数の放熱フィン１０に熱を伝達させることができ、効率的且つ効果的に放熱することが可能になる。また、複数の放熱フィン１０の第２のフィン部１４が幅方向Ｔ２に連続的、直線的に隣接して配設されていることにより、さらに効率的且つ効果的に複数の放熱フィン１０に熱を伝達させて放熱することが可能になる。よって、冷却性能をさらに大幅に向上させることが可能になる。 Thereby, heat can be transmitted to the plurality of heat radiation fins 10 arranged in parallel through the adjacent second fin portions 14, and heat can be efficiently and effectively radiated. In addition, since the second fin portions 14 of the plurality of heat radiation fins 10 are continuously and linearly arranged adjacent to each other in the width direction T2, the heat radiation of the plurality of heat radiation fins 10 can be more efficiently and effectively performed. Can be dissipated to dissipate heat. Therefore, it becomes possible to further improve the cooling performance.
次に、本実施形態のヒートシンクＡは、放熱フィン１０がベース本体部１ａの取付面（一面）１ｃに固定板部１１をカシメ固定３して設けられている。 Next, in the heat sink A of the present embodiment, the radiation fins 10 are provided by caulking and fixing the fixing plate portion 11 to the mounting surface (one surface) 1c of the base body portion 1a.
これにより、複数の放熱フィン１０を容易に且つ精度よくベース１のベース本体部１ａに取り付けて並設することが可能になる。 This makes it possible to easily and accurately attach the plurality of heat radiation fins 10 to the base body 1a of the base 1 and to arrange them side by side.
次に、本実施形態のヒートシンクＡは、ベース１のベース本体部１ａの平面視外形が、ベース本体部１ａの受熱面１ｄとして作用する他面側に配設されてベース１と熱接触する発熱体の外形に沿うように形成されている。 Next, in the heat sink A according to the present embodiment, heat generated when the outer shape of the base body 1a of the base 1 in plan view is disposed on the other surface side that acts as the heat receiving surface 1d of the base body 1a and is in thermal contact with the base 1. It is formed along the outer shape of the body.
これにより、発熱体から伝達した熱を効果的に放熱フィン１０で放熱することができるとともに、コンパクトで納まりよく放熱フィン１０を具備させることが可能になる。 As a result, the heat transferred from the heating element can be effectively dissipated by the heat dissipation fins 10, and the heat dissipation fins 10 can be compact and fit well.
次に、本実施形態のヒートシンクＡは、ベース１が、ベース本体部１ａと、ベース本体部１ａの幅方向Ｔ２両端の一対の側端部からそれぞれ、放熱フィン１０の突出方向に沿うように折れ曲がる一対の側壁部１ｂを備えている。 Next, in the heat sink A of the present embodiment, the base 1 is bent from the base main body portion 1a and the pair of side end portions at both ends in the width direction T2 of the base main body portion 1a along the protruding direction of the heat radiation fins 10. It is provided with a pair of side wall portions 1b.
このようにベース１を一対の側壁部１ｂを備えて形成することによって、一対の側壁部１ｂを把持部などとして利用し、放熱フィン１０を容易にピックアップ、搬送、マウントすることが可能になる。すなわち、放熱フィン１０の取扱性を大幅に向上させることが可能になる。 By forming the base 1 with the pair of side wall portions 1b as described above, the pair of side wall portions 1b can be used as a gripping portion or the like, and the radiation fin 10 can be easily picked up, transported, and mounted. That is, it becomes possible to greatly improve the handleability of the radiation fin 10.
［実施例］
ここで、本発明に係るヒートシンクＡの優位性を確認するために行ったシミュレーションについて説明する。
[Example]
Here, a simulation performed to confirm the superiority of the heat sink A according to the present invention will be described.
本シミュレーションでは、図６に示すように、第２のフィン部（上面フィン）１４がないＣａｓｅ１と、第２のフィン部（上面フィン）１４の幅寸法を垂直フィン部１５同士、オフセット部１６同士の間の溝１９の幅寸法の半分（半ピッチ：１．９ｍｍ）としたＣａｓｅ２と、第２のフィン部（上面フィン）１４の幅寸法を垂直フィン部１５同士、オフセット部１６同士の間の溝１９の幅寸法と同等（ピッチ：３．８ｍｍ）とした本実施形態のヒートシンクＡであるＣａｓｅ３とを用い、それぞれの冷却性能を比較した。 In this simulation, as shown in FIG. 6, the width dimension of Case 1 without the second fin portion (top fin) 14 and the width dimension of the second fin portion (top fin) 14 are vertical fin portions 15 and offset portions 16 are both. Between the vertical fin portions 15 and between the offset portions 16 and the Case 2 having a half width (half pitch: 1.9 mm) of the groove 19 between the second fin portion (top fin) 14 and the second fin portion (top fin) 14. Using Case 3 which is the heat sink A of the present embodiment and has the same width dimension as the groove 19 (pitch: 3.8 mm), the respective cooling performances were compared.
ここでは、Ｃａｓｅ１、Ｃａｓｅ２、Ｃａｓｅ３（本実施形態）の各ヒートシンクの受熱面１ｄの中央に発熱体としてのＩＣ（集積回路）を配置した。また、Ｃａｓｅ１、Ｃａｓｅ２、Ｃａｓｅ３の各ヒートシンクに対し、溝１９が開口する一側部側にファンを配置し、このファンによって、風速を０．８ｍ／ｓ、１．０ｍ／ｓ、２．０ｍ／ｓ、３．０ｍ／ｓの段階的に変化させて溝１９の側部開口に向けて風を送るようにした。 Here, an IC (integrated circuit) as a heating element is arranged at the center of the heat receiving surface 1d of each heat sink of Case 1, Case 2, and Case 3 (this embodiment). Further, for each of the heat sinks of Case1, Case2, and Case3, a fan is arranged on one side portion side where the groove 19 opens, and the wind speed is 0.8 m / s, 1.0 m / s, 2.0 m / s by this fan. The air was sent toward the side opening of the groove 19 by gradually changing s and 3.0 m / s.
図６は、各Ｃａｓｅ１〜３の風速０．８ｍ／ｓ時の表面温度分布と、０．８ｍ／ｓ時のフィン間中間面の温度分布と、各風速時の表面中央部分の温度のシミュレーション結果を示している。 FIG. 6 is a simulation result of the surface temperature distributions of the Cases 1 to 3 when the wind speed is 0.8 m / s, the temperature distribution of the intermediate surface between the fins when the wind speed is 0.8 m / s, and the temperature of the surface central portion at each wind speed. Is shown.
これらの結果から、第２のフィン部（上面フィン）１４を備えたＣａｓｅ２と、Ｃａｓｅ３の冷却性能が第２のフィン部１４を備えていないＣａｓｅ１に対して大幅に冷却性能に優れることが実証された。 From these results, it is demonstrated that the cooling performance of Case 2 having the second fin portion (upper surface fin) 14 and Case 3 is significantly superior to that of Case 1 not having the second fin portion 14. It was
また、第２のフィン部１４のピッチを３．８ｍｍとして隣り合う第２のフィン部１４が隣接しているＣａｓｅ３は、隣接していないＣａｓｅ２に対し、さらに優れた冷却性能を発揮することが確認され、本実施形態のヒートシンクＡは冷却性能に非常に優れたものであることが実証された。 In addition, Case 3 in which the second fin portions 14 are adjacent to each other with the pitch of the second fin portions 14 being 3.8 mm and adjacent to each other is confirmed to be more excellent in cooling performance than Case 2 which is not adjacent. It was demonstrated that the heat sink A of this embodiment has a very excellent cooling performance.
以上、本発明に係るヒートシンクの一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 Although one embodiment of the heat sink according to the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-mentioned one embodiment and can be appropriately modified without departing from the spirit thereof.
例えば、放熱フィン１０の第１のフィン部１３の下部や固定板部１１に嵌合凸部を設け、ベース本体部１ａの取付面１ｃに嵌合凹部を設けるようにしてもよい。この場合には、放熱フィン１０の嵌合凸部をベース本体部１ａの嵌合凹部に嵌合することより、放熱フィン１０をベース本体部１ａの所定位置に位置決めして配設することができ、容易にカシメを行って固定することが可能になる。 For example, a fitting convex portion may be provided on the lower portion of the first fin portion 13 of the radiating fin 10 or the fixing plate portion 11, and a fitting concave portion may be provided on the mounting surface 1c of the base body portion 1a. In this case, by fitting the fitting protrusion of the heat dissipation fin 10 into the fitting recess of the base body 1a, the heat dissipation fin 10 can be positioned and arranged at a predetermined position of the base body 1a. , It becomes possible to easily fix by crimping.
また、本実施形態では、複数の放熱フィン１０の第２のフィン部１４が前記幅方向Ｔ２に沿って連続的（直線的）に並設されているものとしたが、例えば、隣り合う放熱フィン１０は、第２のフィン部１４同士が前記奥行方向Ｔ１にずれて隣接していても構わない。また、隣り合う放熱フィン１０は、所望の冷却効果を得ることが可能であれば、第２のフィン部１４同士が前記奥行方向Ｔ１にずれて分離した形になっていても構わない。 Further, in the present embodiment, the second fin portions 14 of the plurality of heat radiation fins 10 are arranged continuously (linearly) in parallel along the width direction T2, but for example, adjacent heat radiation fins. 10, the second fin portions 14 may be adjacent to each other while being offset in the depth direction T1. Further, the adjacent fins 10 may have a shape in which the second fin portions 14 are separated from each other in the depth direction T1 as long as a desired cooling effect can be obtained.
１ ベース
１ａ ベース本体部
１ｂ 側壁部
１ｃ 取付面（一面）
１ｄ 受熱面（他面）
３ カシメ（カシメ部、カシメ固定）
１０ 放熱フィン
１１ 固定板部
１１ａ 一側端
１２ 第１のフィン部
１３ 第１のフィン部
１４ 第２のフィン部（上面フィン）
１５ 垂直フィン部
１６ オフセット部
１７ 傾斜部
１９ 溝（冷媒流路）
Ａ ヒートシンク
Ｔ１ 奥行方向
Ｔ２ 幅方向
Ｔ３ 上下方向
1 base 1a base body 1b side wall 1c mounting surface (one surface)
1d Heat receiving surface (other surface)
3 Caulking (caulking part, caulking fixed)
10 Radiating fins 11 Fixing plate part 11a One side end 12 First fin part 13 First fin part 14 Second fin part (top fin)
15 vertical fin portion 16 offset portion 17 inclined portion 19 groove (refrigerant flow path)
A Heat sink T1 Depth direction T2 Width direction T3 Vertical direction
Claims (9)
前記放熱フィンが、
前記ベース本体部の一面に固定される帯状の固定板部と、
前記固定板部の前記奥行方向に沿う一側端から前記固定板部と交差する方向に突出するとともに前記奥行方向に延びる第１のフィン部と、平面視で、前記第１のフィン部の突出方向先端から前記幅方向に延びる第２のフィン部とを備える、ヒートシンク。 A base having a flat plate-shaped base main body; and a plurality of heat radiation fins arranged along the depth direction of the base, aligned in the width direction of the base, and integrally attached to the base main body. A heat sink,
The radiation fin is
A strip-shaped fixing plate portion fixed to one surface of the base body portion,
A first fin portion projecting in a direction intersecting the fixing plate portion from one side end of the fixing plate portion along the depth direction and extending in the depth direction, and a protrusion of the first fin portion in a plan view. A second fin portion extending in the width direction from the front end of the heat sink.
前記固定板部の一側端上に配される垂直フィン部と、
前記垂直フィン部と平行に配されるとともに、前記垂直フィン部よりも前記固定板部の一側端から離れる前記幅方向にずれて配されるオフセット部とを備える、請求項１に記載のヒートシンク。 The first fin portion, in plan view,
A vertical fin portion disposed on one end of the fixed plate portion,
The heat sink according to claim 1, further comprising: an offset portion that is arranged in parallel with the vertical fin portion and that is offset from the one side end of the fixing plate portion in the width direction with respect to the vertical fin portion. .
前記オフセット部の先端に前記第２のフィン部が設けられている、請求項２に記載のヒートシンク。 A plurality of at least the vertical fin portions are provided and the vertical fin portions and the offset portions are alternately arranged in the depth direction,
The heat sink according to claim 2, wherein the second fin portion is provided at a tip of the offset portion.
前記ベース本体部の一面に嵌合凹部が設けられ、
前記放熱フィンが前記嵌合凸部を前記嵌合凹部に嵌合して前記ベース本体部の所定位置に配設されている、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のヒートシンク。 A fitting convex portion is provided below the first fin portion of the radiation fin,
A fitting recess is provided on one surface of the base body,
The heat sink according to any one of claims 1 to 6, wherein the heat radiation fin is arranged at a predetermined position of the base main body by fitting the fitting convex portion into the fitting concave portion.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024024372A1 (en) * | 2022-07-25 | 2024-02-01 | ローム株式会社 | Semiconductor device, electric power conversion unit and method for manufacturing semiconductor device |
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