JP3077575B2 - ヒートシンク冷却装置 - Google Patents
ヒートシンク冷却装置Info
- Publication number
- JP3077575B2 JP3077575B2 JP07312259A JP31225995A JP3077575B2 JP 3077575 B2 JP3077575 B2 JP 3077575B2 JP 07312259 A JP07312259 A JP 07312259A JP 31225995 A JP31225995 A JP 31225995A JP 3077575 B2 JP3077575 B2 JP 3077575B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat sink
- fin
- heat
- fins
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種発熱体の冷却
に用いられるヒートシンク冷却装置に係わり、特に電子
機器に用いられる素子を収納したパッケージの冷却に好
適なヒートシンク冷却装置に関する。
に用いられるヒートシンク冷却装置に係わり、特に電子
機器に用いられる素子を収納したパッケージの冷却に好
適なヒートシンク冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】大規模集積回路（ＬＳＩ）やパワートラ
ンジスタ等の電子部品を構成する素子は熱に対して極め
て弱く、約１４０〜１５０℃で電気的に破壊される。ま
た、それ以下の温度であっても、温度が上昇すると共に
性能の信頼性は著しく低下する。従来から許容温度以下
で素子を作動させるため、素子を収納したパッケージに
ヒートシンクを取付けて発熱を伴う素子を冷却してい
る。
ンジスタ等の電子部品を構成する素子は熱に対して極め
て弱く、約１４０〜１５０℃で電気的に破壊される。ま
た、それ以下の温度であっても、温度が上昇すると共に
性能の信頼性は著しく低下する。従来から許容温度以下
で素子を作動させるため、素子を収納したパッケージに
ヒートシンクを取付けて発熱を伴う素子を冷却してい
る。
【０００３】素子の発熱量が小さい場合は、ヒートシン
クのみを用いた自然空冷による冷却が可能であるが、発
熱量の増加に伴いファンやブロワによりヒートシンクに
冷却空気を供給する強制空冷が必要となる。効率的な強
制空冷装置として、ヒートシンクに軸流ファンを直接取
り付けた冷却装置が、例えば特開昭62-49700号公報に開
示されている。
クのみを用いた自然空冷による冷却が可能であるが、発
熱量の増加に伴いファンやブロワによりヒートシンクに
冷却空気を供給する強制空冷が必要となる。効率的な強
制空冷装置として、ヒートシンクに軸流ファンを直接取
り付けた冷却装置が、例えば特開昭62-49700号公報に開
示されている。
【０００４】図５は、従来から実用化されている代表的
な冷却装置を示す図で、（イ）は斜視図で、（ロ）はそ
のＢ−Ｂ´断面図である。軸流ファン１は放熱フィン５
を有するヒートシンク４にボルト９により締結されてい
る。軸流ファン１は、その中心部にあるモータ２により
ブレード３を回転させ放熱フィン５の先端からヒートシ
ンクの基板６の方向に向け冷却空気を吐出あるいは吸引
する構造となっている。
な冷却装置を示す図で、（イ）は斜視図で、（ロ）はそ
のＢ−Ｂ´断面図である。軸流ファン１は放熱フィン５
を有するヒートシンク４にボルト９により締結されてい
る。軸流ファン１は、その中心部にあるモータ２により
ブレード３を回転させ放熱フィン５の先端からヒートシ
ンクの基板６の方向に向け冷却空気を吐出あるいは吸引
する構造となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記実
用されているヒートシンク冷却装置における各放熱フィ
ン（以下単に「フィン」と記す）の放熱性能を調べた結
果、フィンの放熱特性に関し、次のような知見を得た。
用されているヒートシンク冷却装置における各放熱フィ
ン（以下単に「フィン」と記す）の放熱性能を調べた結
果、フィンの放熱特性に関し、次のような知見を得た。
【０００６】軸流ファンにより吐出あるいは吸引された
冷却空気は、フィン全体には流れることなく、フィン先
端近傍のフィン群の内部から外部へ放出あるいは流入す
る場合が多い。これは、冷却空気が、流動抵抗の小さな
流路を選択的に流れるためと考えられる。
冷却空気は、フィン全体には流れることなく、フィン先
端近傍のフィン群の内部から外部へ放出あるいは流入す
る場合が多い。これは、冷却空気が、流動抵抗の小さな
流路を選択的に流れるためと考えられる。
【０００７】図５（ロ）は、冷却空気が軸流ファンから
フィン群内に送風される場合を示している。軸流ファン
１より吐出された冷却空気は、矢印のようにフィンの先
端近傍のフィン群内部からヒートシンク外部へ放出され
るため、フィンの先端部のみが放熱に寄与し、基板近傍
のフィンが有効に使われていない。特に、斜線で示す中
心部のフィン１２は、軸流ファンのモータ２があるため
フィン先端部にさえ冷却風が充分当たらず、ほとんど放
熱に寄与していない。従って、モータ直下の斜線で示す
ヒートシンク１２及び基板１３はそれ以外の部分に比べ
て高温となり、基板中心部での放熱性能が悪化する。従
って、ヒートシンク全体の放熱性能が悪化し、パッケー
ジの冷却不足が生じ易い。
フィン群内に送風される場合を示している。軸流ファン
１より吐出された冷却空気は、矢印のようにフィンの先
端近傍のフィン群内部からヒートシンク外部へ放出され
るため、フィンの先端部のみが放熱に寄与し、基板近傍
のフィンが有効に使われていない。特に、斜線で示す中
心部のフィン１２は、軸流ファンのモータ２があるため
フィン先端部にさえ冷却風が充分当たらず、ほとんど放
熱に寄与していない。従って、モータ直下の斜線で示す
ヒートシンク１２及び基板１３はそれ以外の部分に比べ
て高温となり、基板中心部での放熱性能が悪化する。従
って、ヒートシンク全体の放熱性能が悪化し、パッケー
ジの冷却不足が生じ易い。
【０００８】本発明は、上記した従来のヒートシンク冷
却装置が抱えるフィンの一部での放熱不良による、ヒー
トシンク全体としての放熱能力不足という問題を解消す
るのできる、高い放熱性能を有するヒートシンク冷却装
置を提供することを目的とする。
却装置が抱えるフィンの一部での放熱不良による、ヒー
トシンク全体としての放熱能力不足という問題を解消す
るのできる、高い放熱性能を有するヒートシンク冷却装
置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、放熱フィ
ン群の全フィンに亙り放熱作用が有効に働くヒートシン
クを開発すべく、実験検討を重ねた結果、フィン群の先
端部におけるフィン群の内部と外部との冷却風の流れを
遮断することにより、各フィンの全体に亙り放熱作用が
向上するとの知見を得た。
ン群の全フィンに亙り放熱作用が有効に働くヒートシン
クを開発すべく、実験検討を重ねた結果、フィン群の先
端部におけるフィン群の内部と外部との冷却風の流れを
遮断することにより、各フィンの全体に亙り放熱作用が
向上するとの知見を得た。
【００１０】本発明は、このような知見に基づきなされ
たもので、その要旨は、「基板表面に放熱フィン群を備
えたヒートシンクと、放熱フィン群の先端面に対面させ
て設けた軸流ファンとを備え、フィン群の先端部でのフ
ィン群内部と外部間における通気を遮断するために、放
熱フィン群の外周のうち、フィン先端から放熱フィン高
さの１／３以上の外周が閉塞されていることを特徴とす
るヒートシンク冷却装置」にある。
たもので、その要旨は、「基板表面に放熱フィン群を備
えたヒートシンクと、放熱フィン群の先端面に対面させ
て設けた軸流ファンとを備え、フィン群の先端部でのフ
ィン群内部と外部間における通気を遮断するために、放
熱フィン群の外周のうち、フィン先端から放熱フィン高
さの１／３以上の外周が閉塞されていることを特徴とす
るヒートシンク冷却装置」にある。
【００１１】以下、本発明の実施の形態について説明す
る。
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明のヒートシンク冷
却装置の一例を示す図である。（イ）は斜視図であり、
（ロ）はそのＡ−Ａ´の断面図である。同図におけるヒ
ートシンク４は、基板表面に断面が正方形のピンフィン
を有するピンフィンタイプである。発熱体である素子を
封入したパッケージ８はヒートシンク基板６の裏面中央
部に図示していないネジ、クリップあるいは接着剤等に
より密着接合されている。また、軸流ファン１がフィン
群の先端面に対面させてヒートシンクに取付けられてい
る。
却装置の一例を示す図である。（イ）は斜視図であり、
（ロ）はそのＡ−Ａ´の断面図である。同図におけるヒ
ートシンク４は、基板表面に断面が正方形のピンフィン
を有するピンフィンタイプである。発熱体である素子を
封入したパッケージ８はヒートシンク基板６の裏面中央
部に図示していないネジ、クリップあるいは接着剤等に
より密着接合されている。また、軸流ファン１がフィン
群の先端面に対面させてヒートシンクに取付けられてい
る。
【００１３】図１（ロ）に示すように、フィン群の外周
のうち、フィン先端からフィン高さＨの１／３以上の外
周がアルミ箔１０により閉塞されている。
のうち、フィン先端からフィン高さＨの１／３以上の外
周がアルミ箔１０により閉塞されている。
【００１４】素子が発熱すると、その熱はパッケージ８
からヒートシンクの基板６に伝わり各フィン５から放熱
される。フィンの先端面１４に対面させて取付けられて
いる軸流ファン１は、ヒートシンク群の中へ冷却風を送
風してフィンからの放熱を促進させて、素子の温度が高
温にならないように冷却する。この軸流ファンは、フィ
ン群内の空気を吸入してファン上部から排出してもよ
い。すなわち、フィン外周から空気を取り込み軸流ファ
ンから冷却装置外に排出するようにファンを取付けても
よい。
からヒートシンクの基板６に伝わり各フィン５から放熱
される。フィンの先端面１４に対面させて取付けられて
いる軸流ファン１は、ヒートシンク群の中へ冷却風を送
風してフィンからの放熱を促進させて、素子の温度が高
温にならないように冷却する。この軸流ファンは、フィ
ン群内の空気を吸入してファン上部から排出してもよ
い。すなわち、フィン外周から空気を取り込み軸流ファ
ンから冷却装置外に排出するようにファンを取付けても
よい。
【００１５】本発明の冷却装置に用いるヒートシンクの
フィン形状は、円柱や角柱のようなピンフィンタイプの
みでなく板状のプレートフィンタイプであっても、放熱
能力の向上が望めるため特に限定しない。また、フィン
の材質は熱伝導の良好なものであれば良く、例えば、ア
ルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、セラミッ
クス等である。
フィン形状は、円柱や角柱のようなピンフィンタイプの
みでなく板状のプレートフィンタイプであっても、放熱
能力の向上が望めるため特に限定しない。また、フィン
の材質は熱伝導の良好なものであれば良く、例えば、ア
ルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、セラミッ
クス等である。
【００１６】上記のようにフィンの先端部の外周をアル
ミ箔により閉塞するのは、フィンの先端近傍においてフ
ィン群の内部から外部へ、または外部から内部への通気
を遮断するためである。遮断することによりフィンの被
冷却部を多くすることが可能なため、ヒートシンク全体
としての放熱能力を向上させることができる。
ミ箔により閉塞するのは、フィンの先端近傍においてフ
ィン群の内部から外部へ、または外部から内部への通気
を遮断するためである。遮断することによりフィンの被
冷却部を多くすることが可能なため、ヒートシンク全体
としての放熱能力を向上させることができる。
【００１７】すなわち、図１（ロ）の矢印で示すよう
に、軸流ファンからの冷却用空気はピンフィン先端部の
間を通り、アルミ箔の接合されていないフィン中下部の
外周より外部へ流出するので、冷却空気に曝されるフィ
ン表面積はアルミ箔のない場合に比べ多くなり、ヒート
シンクの冷却能力が向上する。
に、軸流ファンからの冷却用空気はピンフィン先端部の
間を通り、アルミ箔の接合されていないフィン中下部の
外周より外部へ流出するので、冷却空気に曝されるフィ
ン表面積はアルミ箔のない場合に比べ多くなり、ヒート
シンクの冷却能力が向上する。
【００１８】また、フィンの先端部の外周を閉塞するこ
とにより、閉塞しない従来の場合と比べて、軸流ファン
のモータ下部のフィンへ回り込む冷却風量が増加するの
で、モータ下部のフィンの熱伝達も向上する。
とにより、閉塞しない従来の場合と比べて、軸流ファン
のモータ下部のフィンへ回り込む冷却風量が増加するの
で、モータ下部のフィンの熱伝達も向上する。
【００１９】ピンフィンタイプの場合帯状アルミ箔はフ
ィン全周にわたって閉塞するのが望ましい。
ィン全周にわたって閉塞するのが望ましい。
【００２０】帯状アルミ箔によりフィン群の外周を閉塞
する部分の幅は、フィン高さの１／３以上あればよい
が、極端に大きいと流動抵抗が大きくなり空気流量の減
少を招く。好ましくはフィン高さの３０〜８０％程度で
ある。
する部分の幅は、フィン高さの１／３以上あればよい
が、極端に大きいと流動抵抗が大きくなり空気流量の減
少を招く。好ましくはフィン高さの３０〜８０％程度で
ある。
【００２１】遮断する材質は、熱伝導のよい銅やアルミ
ニウムの箔または薄板が好ましいが、ビニール等、熱伝
導が良好でなくても差し支えない。
ニウムの箔または薄板が好ましいが、ビニール等、熱伝
導が良好でなくても差し支えない。
【００２２】次に、ヒートシンクのフィンの高さである
が、フィンの高さが全部同じであってもよく、また下記
する理由により軸流ファンのモータ下部のフィンは、周
囲のフィンの高さより低くても、無くてもよい。
が、フィンの高さが全部同じであってもよく、また下記
する理由により軸流ファンのモータ下部のフィンは、周
囲のフィンの高さより低くても、無くてもよい。
【００２３】上記したように、フィン先端部の外周を閉
塞することにより、モータ下部のフィンの放熱能力は向
上するが、周囲のフィンに比べると充分とはいえない。
特にモータ直下のフィン先端部の熱伝達は不良である。
塞することにより、モータ下部のフィンの放熱能力は向
上するが、周囲のフィンに比べると充分とはいえない。
特にモータ直下のフィン先端部の熱伝達は不良である。
【００２４】このモータ直下のフィンの放熱能力を更に
向上させるには、軸流ファンモータの直径の約１．５倍
の範囲下のフィンの高さを周囲のフィンよりも低くする
か、フィンを設けないのがよい。
向上させるには、軸流ファンモータの直径の約１．５倍
の範囲下のフィンの高さを周囲のフィンよりも低くする
か、フィンを設けないのがよい。
【００２５】図２は、モータ下部のフィンの高さを低く
したヒートシンク冷却装置の例を示す図で、（イ）は斜
視図、（ロ）はそのＡ−Ａ´における断面図である。モ
ータの下部にあるフィンは周囲のフィンに比べ低くなっ
ている。ヒートシンク中央部のフィンを低くすることに
より、その部分での流動抵抗が小さくなり冷却空気がヒ
ートシンク中央部により多く流れ、ヒートシンク基板中
央部での放熱量を向上させることができる。
したヒートシンク冷却装置の例を示す図で、（イ）は斜
視図、（ロ）はそのＡ−Ａ´における断面図である。モ
ータの下部にあるフィンは周囲のフィンに比べ低くなっ
ている。ヒートシンク中央部のフィンを低くすることに
より、その部分での流動抵抗が小さくなり冷却空気がヒ
ートシンク中央部により多く流れ、ヒートシンク基板中
央部での放熱量を向上させることができる。
【００２６】中央のフィンの高さを低くする場合、
（ロ）のように中央を最も低くし外周に向かって徐々に
高くするのが好ましい。すなわち、ファンからの冷却風
の流れが最も少ないのはモータ直下の中央部で、外周に
向かい徐々に増加するからである。
（ロ）のように中央を最も低くし外周に向かって徐々に
高くするのが好ましい。すなわち、ファンからの冷却風
の流れが最も少ないのはモータ直下の中央部で、外周に
向かい徐々に増加するからである。
【００２７】図３は、中央部のフィンを低くしたプレー
トタイプのヒートシンクを示す図である。
トタイプのヒートシンクを示す図である。
【００２８】図４は、ヒートシンク基板の中央部のフィ
ンを取り去ったヒートシンクの例を示す図である。図４
では、基板周囲にのみフィンを記しているが、フィンを
除去するのは、上記したように軸流ファンモータの直径
の約１．０〜１．５倍程度でよい。
ンを取り去ったヒートシンクの例を示す図である。図４
では、基板周囲にのみフィンを記しているが、フィンを
除去するのは、上記したように軸流ファンモータの直径
の約１．０〜１．５倍程度でよい。
【００２９】フィンを除去するのは、フィンによる流動
抵抗を零とし、ファンからの冷却風をヒートシンク基板
に直接衝突させ基板から抜熱するためである。
抵抗を零とし、ファンからの冷却風をヒートシンク基板
に直接衝突させ基板から抜熱するためである。
【００３０】
（実施例１）図１に示す本発明のヒートシンク冷却装置
を製作し、冷却能を調べた。そのヒートシンクの仕様は
下記の通りである。
を製作し、冷却能を調べた。そのヒートシンクの仕様は
下記の通りである。
【００３１】 ヒートシンク基板寸法：６０mm×６０mm×３mm フィン高さ ：１７mm フィン断面寸法 ：１．５mm×１．５mm フィンピッチ ：３mm（t=５．２５mm） 材質 ：ジュラルミン（ＪＩＳＡ２０２４） フィン群外周の上部にフィン群の内外間の通気を遮断す
るために幅７．５mmの帯状アルミ箔をフィンに密着接合
した。軸流ファンには、外形寸法が６０mm×６０mm×２
５mmで、入力電圧ＤＣ２４Ｖ、入力電流０．１Ａのファ
ンを用いた。
るために幅７．５mmの帯状アルミ箔をフィンに密着接合
した。軸流ファンには、外形寸法が６０mm×６０mm×２
５mmで、入力電圧ＤＣ２４Ｖ、入力電流０．１Ａのファ
ンを用いた。
【００３２】従来例として、上記と同じヒートシンク冷
却装置を用い、通気遮断用のアルミ箔を除去して使用し
た。
却装置を用い、通気遮断用のアルミ箔を除去して使用し
た。
【００３３】このようなヒートシンク冷却装置で、ヒー
トシンクの基板裏面に６０mm×６０mmのシートヒータを
取り付け、一様熱流束条件下で８０Ｗの発熱をさせ、軸
流ファンよりフィン群に送風して冷却を行った。その
際、雰囲気（室内）とヒートシンク基板裏面との温度を
測定し、下記式により雰囲気と基板裏面間の熱抵抗を求
めた結果０．３３℃／Ｗとなり、雰囲気と基板裏面中心
間の温度差が３０℃となった。
トシンクの基板裏面に６０mm×６０mmのシートヒータを
取り付け、一様熱流束条件下で８０Ｗの発熱をさせ、軸
流ファンよりフィン群に送風して冷却を行った。その
際、雰囲気（室内）とヒートシンク基板裏面との温度を
測定し、下記式により雰囲気と基板裏面間の熱抵抗を求
めた結果０．３３℃／Ｗとなり、雰囲気と基板裏面中心
間の温度差が３０℃となった。
【００３４】ヒートシンクの放熱特性は、ヒートシンク
基板裏面と雰囲気との間の熱抵抗Ｒで評価する。Ｒはヒ
ートシンク基板裏面温度ＴB と雰囲気温度Ｔ0 及びヒー
タの単位時間当たりの発熱量Ｑを用いて次式で定義でき
る。
基板裏面と雰囲気との間の熱抵抗Ｒで評価する。Ｒはヒ
ートシンク基板裏面温度ＴB と雰囲気温度Ｔ0 及びヒー
タの単位時間当たりの発熱量Ｑを用いて次式で定義でき
る。
【００３５】Ｒ＝（ＴB −Ｔ0 ）／Ｑ 従来例として、上記ヒートシンク冷却装置のアルミ箔を
除去して、上記と同じ条件で冷却した。雰囲気と基板裏
面間の熱抵抗が０．３９℃／Ｗ、雰囲気と基板裏面中心
間の温度差が３７℃となった。
除去して、上記と同じ条件で冷却した。雰囲気と基板裏
面間の熱抵抗が０．３９℃／Ｗ、雰囲気と基板裏面中心
間の温度差が３７℃となった。
【００３６】このように、本発明のヒートシンク冷却装
置は、従来の冷却装置に比べ１５％以上冷却性能が向上
していた。
置は、従来の冷却装置に比べ１５％以上冷却性能が向上
していた。
【００３７】（実施例２）図２に示す本発明のヒートシ
ンク冷却装置を製作し、冷却能を調べた。ヒートシンク
のフィンは、基板中央部のフィンを低くしたピンフィン
で、その仕様は以下の通りである。
ンク冷却装置を製作し、冷却能を調べた。ヒートシンク
のフィンは、基板中央部のフィンを低くしたピンフィン
で、その仕様は以下の通りである。
【００３８】 ヒートシンク基板寸法：１２０mm×１２０mm×３mm フィン高さ ：４０mm フィン断面寸法 ：２．０mm×２．０mm フィンピッチ ：５mm（t=３．５mm） 基板中央部の４０mm×４０mm の範囲におけるフィン高さ：２５mm 材質 ：アルミニウム（ＪＩＳＡ１０５０） フィン群外周の上部にフィン群の内外間の通気を遮断す
るために幅３０mmの帯状アルミ箔をフィンに密着接合し
た。軸流ファンには、外形寸法が１２０mm×１２０mm×
３５mmで、入力電圧ＡＣ１００Ｖ、入力電流０．１３Ａ
のファンを用いた。
るために幅３０mmの帯状アルミ箔をフィンに密着接合し
た。軸流ファンには、外形寸法が１２０mm×１２０mm×
３５mmで、入力電圧ＡＣ１００Ｖ、入力電流０．１３Ａ
のファンを用いた。
【００３９】このヒートシンク基板裏面に幅１２０mm：
長さ１２０mmのシートヒータを取り付け、一様熱流束条
件下で２００Ｗの発熱をさせ、軸流ファンよりフィン群
に冷却風を送風して冷却を行った。
長さ１２０mmのシートヒータを取り付け、一様熱流束条
件下で２００Ｗの発熱をさせ、軸流ファンよりフィン群
に冷却風を送風して冷却を行った。
【００４０】その際、雰囲気とヒートシンク基板裏面と
の温度を測定し、雰囲気と基板裏面間の熱抵抗を求めた
結果０．１１℃／Ｗとなり、雰囲気と基板裏面中心間の
温度差が２５℃となった。
の温度を測定し、雰囲気と基板裏面間の熱抵抗を求めた
結果０．１１℃／Ｗとなり、雰囲気と基板裏面中心間の
温度差が２５℃となった。
【００４１】従来例として、外形寸法が上記と同じ中央
部のフィンが低くなっていないヒートシンクと、上記と
同じ軸流ファンをアルミ箔無しで接続した冷却装置を用
い上記と同様の冷却を行った。上記と同じ方法で雰囲気
と基板裏面間の熱抵抗を求めた結果、０．１４℃／Ｗと
なり、雰囲気と基板裏面中心間の温度差が３２℃となっ
ていた。上記本発明のヒートシンク冷却装置はこの比較
例に比べ２０％以上冷却性能が向上していた。
部のフィンが低くなっていないヒートシンクと、上記と
同じ軸流ファンをアルミ箔無しで接続した冷却装置を用
い上記と同様の冷却を行った。上記と同じ方法で雰囲気
と基板裏面間の熱抵抗を求めた結果、０．１４℃／Ｗと
なり、雰囲気と基板裏面中心間の温度差が３２℃となっ
ていた。上記本発明のヒートシンク冷却装置はこの比較
例に比べ２０％以上冷却性能が向上していた。
【００４２】（実施例３）実施例１で用いたヒートシン
ク冷却装置のヒートシンクを、図３に示す中央部のフィ
ンが低くなった板状フィンのヒートシンクに取替えた冷
却装置を準備した。ヒートシンクの仕様は以下のとおり
である。
ク冷却装置のヒートシンクを、図３に示す中央部のフィ
ンが低くなった板状フィンのヒートシンクに取替えた冷
却装置を準備した。ヒートシンクの仕様は以下のとおり
である。
【００４３】 ヒートシンク基板寸法：８０mm×８０×３mm フィン高さ ：４０mm フィン厚さ ：１．５mm フィンピッチ ：４mm 基板中央部の３０mm×３０mm の範囲におけるフィン高さ：１０mm 材質 ：アルミニウム（ＪＩＳＡ１０５０） フィン群外周の上部にフィン群の内外間の通気を遮断す
るために、幅２５mmの帯状アルミ箔をフィンに密着接合
した。軸流ファンには、外形寸法が８０mm×８０mm×２
５mmで、入力電圧ＤＣ２４Ｖ、入力電流０．１２Ａのフ
ァンを用いた。
るために、幅２５mmの帯状アルミ箔をフィンに密着接合
した。軸流ファンには、外形寸法が８０mm×８０mm×２
５mmで、入力電圧ＤＣ２４Ｖ、入力電流０．１２Ａのフ
ァンを用いた。
【００４４】このヒートシンク基板裏面に幅８０mm：長
さ８０mmのシートヒータを取り付け、一様熱流束条件下
で１００Ｗの発熱をさせ、軸流ファンよりフィン群に冷
却風を送風して冷却を行った。この際、雰囲気とヒート
シンク基板裏面との温度を測定し、その間の熱抵抗を求
めた結果、０．２３℃／Ｗとなり、雰囲気と基板裏面中
心間の温度差が２５℃となった。
さ８０mmのシートヒータを取り付け、一様熱流束条件下
で１００Ｗの発熱をさせ、軸流ファンよりフィン群に冷
却風を送風して冷却を行った。この際、雰囲気とヒート
シンク基板裏面との温度を測定し、その間の熱抵抗を求
めた結果、０．２３℃／Ｗとなり、雰囲気と基板裏面中
心間の温度差が２５℃となった。
【００４５】従来例として、外形寸法が上記と同じ中央
部のフィンが低くなっていないヒートシンクと、上記と
同じ軸流ファンをアルミ箔無しで接続した冷却装置を用
い、上記と同様の冷却を行った。上記と同じ方法で雰囲
気と基板裏面間の熱抵抗を求めた結果、０．２６℃／Ｗ
となり、雰囲気と基板裏面中心間の温度差が２９℃とな
っていた。上記本発明のヒートシンク冷却装置はこの比
較例に比べ１０％以上冷却性能が向上していた。
部のフィンが低くなっていないヒートシンクと、上記と
同じ軸流ファンをアルミ箔無しで接続した冷却装置を用
い、上記と同様の冷却を行った。上記と同じ方法で雰囲
気と基板裏面間の熱抵抗を求めた結果、０．２６℃／Ｗ
となり、雰囲気と基板裏面中心間の温度差が２９℃とな
っていた。上記本発明のヒートシンク冷却装置はこの比
較例に比べ１０％以上冷却性能が向上していた。
【００４６】
【発明の効果】本発明によれば、冷却空気がフィン上部
から流出してしまうことがなく、放熱に対し有効に寄与
するフィンが増加するため、ヒートシンク全体としての
冷却能力が向上する。
から流出してしまうことがなく、放熱に対し有効に寄与
するフィンが増加するため、ヒートシンク全体としての
冷却能力が向上する。
【００４７】本発明をＬＳＩパッケージ等の電子機器に
適用すれば、ヒートシンクの大型化や軸流ファンの高性
能化をすることなしに、より発熱量の大きな素子の冷却
が可能となり、エレクトロニクス産業の発展に大きく寄
与することができる。
適用すれば、ヒートシンクの大型化や軸流ファンの高性
能化をすることなしに、より発熱量の大きな素子の冷却
が可能となり、エレクトロニクス産業の発展に大きく寄
与することができる。
【図１】本発明のヒートシンクのフィン高さが同じの冷
却装置の一例を示す図である。
却装置の一例を示す図である。
【図２】本発明のヒートシンクの中央部のフィンが低く
なった冷却装置の一例を示す図である。
なった冷却装置の一例を示す図である。
【図３】ヒートシンク中央部のフィンが低くなったヒー
トシンクの例を示す図である。
トシンクの例を示す図である。
【図４】ヒートシンク中央部のフィンが低くなったヒー
トシンクの例を示す図である。
トシンクの例を示す図である。
【図５】従来のヒートシンク冷却装置を示す図である。
１ 軸流ファン ２ モータ ４ ヒートシンク ５ フィン ６ ヒートシンク基板 ８ パッケージ ９ ボルト
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−283567（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−316389（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−330480（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−321569（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−14498（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−116056（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 23/36 H01L 23/467 H05K 7/20
Claims (1)
- 【請求項１】基板表面に放熱フィン群を備えたヒートシ
ンクと、放熱フィン群の先端面に対面させて設けた軸流
ファンとを備え、フィン群の先端部でのフィン群内部と
外部間における通気を遮断するために、放熱フィン群の
外周のうち、フィン先端から放熱フィン高さの１／３以
上の外周が閉塞されていることを特徴とするヒートシン
ク冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07312259A JP3077575B2 (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | ヒートシンク冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07312259A JP3077575B2 (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | ヒートシンク冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09153573A JPH09153573A (ja) | 1997-06-10 |
| JP3077575B2 true JP3077575B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=18027092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07312259A Expired - Fee Related JP3077575B2 (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | ヒートシンク冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3077575B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002054490A1 (en) * | 2000-12-27 | 2002-07-11 | Fujitsu Limited | Heat sink and electronic device with heat sink |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE29915465U1 (de) * | 1999-09-03 | 2001-01-18 | Schneider-Clauss GmbH & Co. KG Metallwarenfabrikation, 50677 Köln | Kühlelement |
| KR100382726B1 (ko) * | 2000-11-24 | 2003-05-09 | 삼성전자주식회사 | 반도체 패키지의 냉각 장치 |
| JP5537777B2 (ja) * | 2008-02-08 | 2014-07-02 | 日本モレックス株式会社 | ヒートシンク、冷却モジュールおよび冷却可能な電子基板 |
| JP6634848B2 (ja) * | 2016-01-26 | 2020-01-22 | 岩崎電気株式会社 | 照射装置、及び放熱ユニット |
| CN107658279A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-02-02 | 华中科技大学 | 一种带封条的肋片型散热器 |
| JP7363126B2 (ja) * | 2019-06-26 | 2023-10-18 | 富士電機株式会社 | 冷却構造 |
-
1995
- 1995-11-30 JP JP07312259A patent/JP3077575B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002054490A1 (en) * | 2000-12-27 | 2002-07-11 | Fujitsu Limited | Heat sink and electronic device with heat sink |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09153573A (ja) | 1997-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5597035A (en) | For use with a heatsink a shroud having a varying cross-sectional area | |
| US5828549A (en) | Combination heat sink and air duct for cooling processors with a series air flow | |
| JP2708495B2 (ja) | 半導体冷却装置 | |
| JP2894243B2 (ja) | 熱放散特性に優れたヒートシンク | |
| US20030184972A1 (en) | Computer having cooling device | |
| JPH09172113A (ja) | 半導体装置用ヒートシンク | |
| JPH08288438A (ja) | 電子機器の冷却装置 | |
| US20100150757A1 (en) | Circuit board adapted to fan and fan structure | |
| JP2004104112A (ja) | 受動冷却装置 | |
| JP3077575B2 (ja) | ヒートシンク冷却装置 | |
| JP3566935B2 (ja) | 電子機器の冷却装置 | |
| JPH08316389A (ja) | ヒートシンク冷却装置 | |
| JPH10125836A (ja) | ヒートシンク冷却装置 | |
| JP2004537869A (ja) | 放熱システム | |
| JP2003338595A (ja) | 電子部品の冷却装置 | |
| JP3405900B2 (ja) | ヒートシンク装置 | |
| JPH11307705A (ja) | 強制空冷用ヒートシンクおよびその冷却方法 | |
| JP2002026214A (ja) | 電子部品冷却装置 | |
| JP3139383B2 (ja) | 電力用半導体の冷却装置 | |
| JPH10190265A (ja) | ピンフィン型放熱装置 | |
| JPH098484A (ja) | 電子装置の冷却構造 | |
| JPH104164A (ja) | 空冷ヒートシンク | |
| JP3334308B2 (ja) | ヒートパイプ及びヒートパイプ式放熱器 | |
| JPH0228355A (ja) | 冷却構造を備えた半導体システム装置 | |
| JP2948734B2 (ja) | ピンフィン型放熱器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090616 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |