JP3677445B2 - ヒートシンク - Google Patents
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
- F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
- F28F3/022—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being wires or pins
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- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子機器内に設けられた半導体素子等の、放熱を必要とする部品や機器の熱を放散するヒートシンクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、家電製品、通信機器、コンピュータ関連機器には、半導体部品やそれを含むモジュール部品が多く使用され、作動時に大量の熱を生じるので、発生した熱を放散するために、それらの半導体部品には熱を放散させるヒートシンクが設けられていた。このヒートシンクのうち、効率的に放熱するものとして、基板に複数の円柱状のピン形放熱フィンを立設して、放熱表面積を大きくしたピン形放熱フィン付きヒートシンクがあった。ピン形放熱フィンは、断面が円形のピンの長手方向の一端部がろう付けもしくは融着により基板に取り付けられたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術の場合、ピン形放熱フィンと基板の接合面の面積がピンの断面積と等しいため、より放熱効果を高めるためにピン形放熱フィンを細くして立設本数を増やしたり、ヒートシンクを小型化したりする場合、ピン形放熱フィンの軸に対して直角方向の力に対する強度が不足していた。また、ピン形放熱フィンが長くなると、基板に対して正確に直角に固定することが難しく、接合不良が発生していた。
【０００４】
また、ピン形放熱フィンの基板への取付を確実に行うものとして、予め基板に穴加工を施し、ピンを圧入、かしめ、融着で固定する方法もあった。さらに、予め基板に穴加工を施し、ピンを嵌合し、摩擦圧接で固定する方法も提案されている。しかし、これらの方法は、工数が多く安価にヒートシンクを製造することができるものではなかった。
【０００５】
この発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、ピン形放熱フィンを有し、小型化が可能であり、ピンの取り付けも容易且つ確実なヒートシンクを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、熱伝導率の高い金属製等の基板の表面に複数の金属製のピン形放熱フィンが立設されたヒートシンクである。上記ピン形放熱フィンは、円柱状やその他の断面形状の本体と、上記本体の一端部の側周面に一周して形成されたフランジ部と、上記フランジ部の端面である取付面を備える。このヒートシンクの上記ピン形放熱フィンは、上記取付面が上記基板の表面に当接されて固定されている。
【０００７】
また、上記基板表面の接合面には、ろう材による接着層が一面に設けられ、上記ピン形放熱フィンは、ロウ接用合金のろう材により、上記基板の表面に接合されている。
【０００８】
この発明のヒートシンクは、ピン形放熱フィンの本体の一端部にフランジ部が設けられ、このフランジ部の端面が基板への取付面として設けられているため、基板への取付強度が高く、基板に対してピン形放熱フィンを正確に直角に立設することができる。また、取付面が大きいため、基板との接合面積が大きく、熱伝導が良い。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１、図２はこの発明の一実施形態を示すもので、この実施形態のヒートシンク１０は、複数個のピン形放熱フィン１２が設けられている。ピン形放熱フィン１２は、アルミニウムまたはその合金等の熱伝導率の高い金属製の円柱状の本体１４を有し、本体１４の一端部にはその側周面に、側方へ突出するフランジ部１６が一周して一体に形成されている。本体１４のフランジ部１６が形成された端面は、基板１８への取付面１７となる。フランジ部１６の形成は、本体１４を形成する線材の端部をつぶして形成する。
【００１０】
半導体部品等、放熱を必要とする部品や機器に取り付けられる基板１８は、アルミニウムまたはその合金等の熱伝導率の高い金属製材料であり、一方の面がピン形放熱フィン１２の接合面１８ａとなり、他方の面が図示しない部品や機器に接してその熱を奪う。接合面１８ａには、ろう材あるいはろう材合金で作られた接着層２０が設けられている。そして、接合面１８ａにピン形放熱フィン１２の取付面１７が当接し、接着層２０により、ろう接されている。そして、このヒートシンク１０は、図２に示すように、複数個のピン形放熱フィン１２が、互いに等間隔に複数列並べられて基板２０の表面に取り付けられている。
【００１１】
この実施形態のヒートシンク１０によれば、ピン形放熱フィン１２の取付面１７は、フランジ部１６の端面であり面積が大きく設けられているため、本体１４が細い場合でも高い接合強度で基板１８に取り付けることができる。さらに、ピン形放熱フィン１２の本体１４に対して直角方向にかかる力に対しても強くなり、例えば、強制冷却のための電動ファン等を搭載し、空気流をピン形放熱フィン１２に当てることが可能となる。また、基板１８との接合面積が大きいことから、基板１８からの熱伝導が良好となり効率よく放熱することができる。
【００１２】
また、ピン形放熱フィン１２の本体１４を長くした場合でも、基板１８に対して正確に直角に取り付けることができ、ピン形放熱フィン１２を高密度に配置した場合も、製造方法が容易なろう接により高い接合強度で基板１８に取り付けることができる。そして、基板１８に予め穴加工などを必要とせず、ろう接により容易にピンを取り付けて、簡単で安価にヒートシンク１０を製造することができる。
【００１３】
なお、この発明のヒートシンクは上記実施の形態に限定されるものではなく、ピン形放熱フィンの本体やフランジ部の形状は自由に変更可能である。例えば、ピン本体の断面形状は、円形以外に、星形や多角形、十字状でも良く、この場合より表面積が大きく、放熱効果を高くすることができる。またフランジ部の形状も、円形以外に楕円形や長円形、多角形、星形、十字状等適宜の形状に形成し得る。接着層の素材も、上記実施の形態以外に確実にピン形放熱フィンと基板を接合するものであれば良い。
【００１４】
【発明の効果】
この発明のヒートシンクは、ピン形放熱フィンの本体の一端部に設けられたフランジ部が取付面として形成されているため、基板への取付強度が高く、またピン形放熱フィンを基板に対して正確に直角に取り付けることができる。これにより、より細く長いピン形放熱フィンを形成することが可能となり、放熱効果の高いヒートシンクを形成することが可能となる。しかも、ピン形放熱フィンと基板の接合面積が大きいため、基板からの熱伝導が良好となり効率よく放熱が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施形態のヒートシンクの縦断面図である。
【図２】 この実施形態のヒートシンクの斜視図である。
【符号の説明】
１０ ヒートシンク
１２ ピン形放熱フィン
１４ 本体
１６ フランジ部
１７ 取付面
１８ 基板
１８ａ 接合面
２０ 接着層
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子機器内に設けられた半導体素子等の、放熱を必要とする部品や機器の熱を放散するヒートシンクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、家電製品、通信機器、コンピュータ関連機器には、半導体部品やそれを含むモジュール部品が多く使用され、作動時に大量の熱を生じるので、発生した熱を放散するために、それらの半導体部品には熱を放散させるヒートシンクが設けられていた。このヒートシンクのうち、効率的に放熱するものとして、基板に複数の円柱状のピン形放熱フィンを立設して、放熱表面積を大きくしたピン形放熱フィン付きヒートシンクがあった。ピン形放熱フィンは、断面が円形のピンの長手方向の一端部がろう付けもしくは融着により基板に取り付けられたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術の場合、ピン形放熱フィンと基板の接合面の面積がピンの断面積と等しいため、より放熱効果を高めるためにピン形放熱フィンを細くして立設本数を増やしたり、ヒートシンクを小型化したりする場合、ピン形放熱フィンの軸に対して直角方向の力に対する強度が不足していた。また、ピン形放熱フィンが長くなると、基板に対して正確に直角に固定することが難しく、接合不良が発生していた。
【０００４】
また、ピン形放熱フィンの基板への取付を確実に行うものとして、予め基板に穴加工を施し、ピンを圧入、かしめ、融着で固定する方法もあった。さらに、予め基板に穴加工を施し、ピンを嵌合し、摩擦圧接で固定する方法も提案されている。しかし、これらの方法は、工数が多く安価にヒートシンクを製造することができるものではなかった。
【０００５】
この発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、ピン形放熱フィンを有し、小型化が可能であり、ピンの取り付けも容易且つ確実なヒートシンクを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、熱伝導率の高い金属製等の基板の表面に複数の金属製のピン形放熱フィンが立設されたヒートシンクである。上記ピン形放熱フィンは、円柱状やその他の断面形状の本体と、上記本体の一端部の側周面に一周して形成されたフランジ部と、上記フランジ部の端面である取付面を備える。このヒートシンクの上記ピン形放熱フィンは、上記取付面が上記基板の表面に当接されて固定されている。
【０００７】
また、上記基板表面の接合面には、ろう材による接着層が一面に設けられ、上記ピン形放熱フィンは、ロウ接用合金のろう材により、上記基板の表面に接合されている。
【０００８】
この発明のヒートシンクは、ピン形放熱フィンの本体の一端部にフランジ部が設けられ、このフランジ部の端面が基板への取付面として設けられているため、基板への取付強度が高く、基板に対してピン形放熱フィンを正確に直角に立設することができる。また、取付面が大きいため、基板との接合面積が大きく、熱伝導が良い。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１、図２はこの発明の一実施形態を示すもので、この実施形態のヒートシンク１０は、複数個のピン形放熱フィン１２が設けられている。ピン形放熱フィン１２は、アルミニウムまたはその合金等の熱伝導率の高い金属製の円柱状の本体１４を有し、本体１４の一端部にはその側周面に、側方へ突出するフランジ部１６が一周して一体に形成されている。本体１４のフランジ部１６が形成された端面は、基板１８への取付面１７となる。フランジ部１６の形成は、本体１４を形成する線材の端部をつぶして形成する。
【００１０】
半導体部品等、放熱を必要とする部品や機器に取り付けられる基板１８は、アルミニウムまたはその合金等の熱伝導率の高い金属製材料であり、一方の面がピン形放熱フィン１２の接合面１８ａとなり、他方の面が図示しない部品や機器に接してその熱を奪う。接合面１８ａには、ろう材あるいはろう材合金で作られた接着層２０が設けられている。そして、接合面１８ａにピン形放熱フィン１２の取付面１７が当接し、接着層２０により、ろう接されている。そして、このヒートシンク１０は、図２に示すように、複数個のピン形放熱フィン１２が、互いに等間隔に複数列並べられて基板２０の表面に取り付けられている。
【００１１】
この実施形態のヒートシンク１０によれば、ピン形放熱フィン１２の取付面１７は、フランジ部１６の端面であり面積が大きく設けられているため、本体１４が細い場合でも高い接合強度で基板１８に取り付けることができる。さらに、ピン形放熱フィン１２の本体１４に対して直角方向にかかる力に対しても強くなり、例えば、強制冷却のための電動ファン等を搭載し、空気流をピン形放熱フィン１２に当てることが可能となる。また、基板１８との接合面積が大きいことから、基板１８からの熱伝導が良好となり効率よく放熱することができる。
【００１２】
また、ピン形放熱フィン１２の本体１４を長くした場合でも、基板１８に対して正確に直角に取り付けることができ、ピン形放熱フィン１２を高密度に配置した場合も、製造方法が容易なろう接により高い接合強度で基板１８に取り付けることができる。そして、基板１８に予め穴加工などを必要とせず、ろう接により容易にピンを取り付けて、簡単で安価にヒートシンク１０を製造することができる。
【００１３】
なお、この発明のヒートシンクは上記実施の形態に限定されるものではなく、ピン形放熱フィンの本体やフランジ部の形状は自由に変更可能である。例えば、ピン本体の断面形状は、円形以外に、星形や多角形、十字状でも良く、この場合より表面積が大きく、放熱効果を高くすることができる。またフランジ部の形状も、円形以外に楕円形や長円形、多角形、星形、十字状等適宜の形状に形成し得る。接着層の素材も、上記実施の形態以外に確実にピン形放熱フィンと基板を接合するものであれば良い。
【００１４】
【発明の効果】
この発明のヒートシンクは、ピン形放熱フィンの本体の一端部に設けられたフランジ部が取付面として形成されているため、基板への取付強度が高く、またピン形放熱フィンを基板に対して正確に直角に取り付けることができる。これにより、より細く長いピン形放熱フィンを形成することが可能となり、放熱効果の高いヒートシンクを形成することが可能となる。しかも、ピン形放熱フィンと基板の接合面積が大きいため、基板からの熱伝導が良好となり効率よく放熱が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施形態のヒートシンクの縦断面図である。
【図２】 この実施形態のヒートシンクの斜視図である。
【符号の説明】
１０ ヒートシンク
１２ ピン形放熱フィン
１４ 本体
１６ フランジ部
１７ 取付面
１８ 基板
１８ａ 接合面
２０ 接着層
Claims (1)
- 金属製の基板の表面に複数のピン形放熱フィンが立設されたヒートシンクにおいて、上記ピン形放熱フィンは金属に形成され、柱状の本体と、上記本体の一端部の側周面に一周して一体に形成されたフランジ部と、上記フランジ部の端面である取付面が設けられ、上記ピン形放熱フィンのフランジ部が接合される上記基板表面の接合面には、ろう材による接着層が一面に設けられ、上記ピン形放熱フィンは、上記フランジ部の取付面が上記接着層のろう材により上記基板の接合面にろう接されて取り付けられていることを特徴とするヒートシンク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000318294A JP3677445B2 (ja) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | ヒートシンク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000318294A JP3677445B2 (ja) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | ヒートシンク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002124610A JP2002124610A (ja) | 2002-04-26 |
| JP3677445B2 true JP3677445B2 (ja) | 2005-08-03 |
Family
ID=18796940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000318294A Expired - Fee Related JP3677445B2 (ja) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | ヒートシンク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3677445B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20240426561A1 (en) * | 2023-06-22 | 2024-12-26 | Denso International America, Inc. | Pin fins with non-uniform cross-section |
-
2000
- 2000-10-18 JP JP2000318294A patent/JP3677445B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002124610A (ja) | 2002-04-26 |
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Legal Events
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