JP5271118B2 - 異種材内蔵ヒートシンク - Google Patents
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Description
すると、図13の如くヒートシンク2の下面側にも電子部品6を取り付けるとき、それとヒートシンクとの間に隙間が生じ、伝熱性が著しく低下する不都合が起こる。それと共に、前記の如くセラミックス1に亀裂等が生じる。
そこで、ヒートシンクのセラミックスが固着される面と反対の面にヒートシンクの線膨張率より小さい金属板を設け、反りを補正するものが提案されている。
この場合、図14に示す如くヒートシンク2の一方の表面に取り付けた複数のセラミックス1が存在する場合、ヒートシンク2の他面側には各セラミックス1に整合する位置に異種材3がろう付けされる。そして、複数の異種材3間を架橋するように、電子部品6がワックス等の伝熱材を介して取り付けられることがある。この場合も、電子部品と異種材との間に隙間が生じ、伝熱性が低下する。
そこで本発明は、電位差腐蝕を生じることなく、且つヒートシンク本体に反りの生じないものを提供することを課題とする。
そのヒートシンク(2) の裏面で、前記セラミックス(1) のろう付け位置の真裏に、平面形状を有し、その線膨張係数がヒートシンク(2) よりも小さい金属板からなる異種材(3) がろう付けされ、
その異種材(3) の外周に、前記ヒートシンク(2) の金属材と同一の金属材よりなるカバープレート(4)がろう付けされて、前記異種材(3) の外周が完全に液密に被蔽されたものであって、
複数の前記絶縁用セラミックス(1) が互いに離間して、前記ヒートシンク(2) の表面にろう付けされ、その裏面に各セラミックス(1) に対応して複数の前記異種材(3) がろう付けされ、各異種材(3) に整合した位置で、その複数の異種材(3) がそれぞれ嵌着するように、複数の嵌着孔(5a)を有する中間プレート(5)が前記ヒートシンク(2) の裏面にろう付けされると共に、その中間プレート(5)の外面に前記カバープレート(4)がろう付けされた異種材内蔵ヒートシンクである。
伝熱用のグリスを介して、平坦に形成された前記カバープレート(4)の外面に被冷却用の他の電子部品が接続される異種材内蔵ヒートシンクである。
上記構成において請求項2に記載のように、カバープレート4を平坦に形成し、その外面に伝熱用グリースを介して被冷却用の他の電子部品を接続した場合には、カバープレート4を利用して、より多くの電子部品の冷却を行うことができる。
この異種材内蔵ヒートシンクは、そのヒートシンク2が一例として図2に示す如く、上下一対の上端板2a、下端板2b間に第1枠板2c、第2枠板2dを介装し、全体を一体的にろう付け固定したものである。上端板2aには対角位置に冷却水出入口9が形成され、一方の冷却水出入口9から冷却水が内部に流通し、他方の冷却水出入口9からそれが流出する。第1枠板2c、第2枠板2dは、この例では互いに逆向きの多数の骨部7が方形の枠部8から伸びると共に、その長手方向両端にはマニホールド10がその枠部と骨部との間に形成されたものである。そして、一方の冷却水出入口9からマニホールド10に流入した冷却水は上下一対の第1枠板2c、第2枠板2dの各骨部7間を上下左右に蛇行しながら他方のマニホールド10に流通して、その間に熱交換するものである
このように構成することにより、鉄板等である異種材3の外周は完全にアルミニウム材により被覆させる。そのため、異種材3とアルミニウムとの間に水等の液体が浸入することが防止される。それにより異種材3とアルミニウムとの間に生じる電位差腐食が防止できる。それと共に、各異種材3は中間プレート5の嵌着孔5aにより位置決めされ、量産性の高いものとなる。
この応力緩和プレート12は、セラミックス1とヒートシンク2との間に生じる熱ひずみを可能な限り吸収するものである。その熱ひずみにより、各スリット間が変形しやすいようにしたものである。なお、図示の応力緩和プレートは、本出願人が開発したものであり、その他に特開2007−19203号、特開2006−294699号等が存在する。
ここに平面度は図10において次のように定める。セラミックス1の平面度は、その中心Oに対して隅部Xが変移した垂直距離であり、全体の平面度はそのヒートシンク2の中心O’に対し、垂直方向にセラミックス2の端が沈み込んだ垂直距離を言う。そして、この平面度をセラミックス面積に対する異種材3の面積に対してどのような変化をするか図9に示す。
同図で、曲線Dはセラミックス1の平面度を示し、曲線Eは全体の平面度としてヒートシンクのそれを代用したものである。
この図9から明らかになったことは、異種材3が鉄板の場合、セラミックスの面積に対し1.2倍の位置でセラミックスの平面度および全体の平面度が最小になる。そして、この例では面積比が1.0〜1.5の範囲で実用上差し支えない平面度であった。
2 ヒートシンク
2a 上端板
2b 下端板
2c 第1枠板
2d 第2枠板
4 カバープレート
5 中間プレート
5a 嵌着孔
6 電子部品
7 骨部
8 枠部
10 マニホールド
11 ろう材
12 応力緩和プレート
13 グリース
14 スリット
15 ろう材
Claims (2)
- 電子部品接合用の絶縁用セラミックス(1) が、表面にろう付けされた偏平な金属製のヒートシンク(2) において、
そのヒートシンク(2) の裏面で、前記セラミックス(1) のろう付け位置の真裏に、平面形状を有し、その線膨張係数がヒートシンク(2) よりも小さい金属板からなる異種材(3) がろう付けされ、
その異種材(3) の外周に、前記ヒートシンク(2) の金属材と同一の金属材よりなるカバープレート(4)がろう付けされて、前記異種材(3) の外周が完全に液密に被蔽されたものであって、
複数の前記絶縁用セラミックス(1) が互いに離間して、前記ヒートシンク(2) の表面にろう付けされ、その裏面に各セラミックス(1) に対応して複数の前記異種材(3) がろう付けされ、各異種材(3) に整合した位置で、その複数の異種材(3) がそれぞれ嵌着するように、複数の嵌着孔(5a)を有する中間プレート(5)が前記ヒートシンク(2) の裏面にろう付けされると共に、その中間プレート(5)の外面に前記カバープレート(4)がろう付けされた異種材内蔵ヒートシンク。 - 請求項1において、
伝熱用のグリスを介して、平坦に形成された前記カバープレート(4)の外面に被冷却用の他の電子部品が接続される異種材内蔵ヒートシンク。
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JP2009050712A JP5271118B2 (ja) | 2009-03-04 | 2009-03-04 | 異種材内蔵ヒートシンク |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009050712A JP5271118B2 (ja) | 2009-03-04 | 2009-03-04 | 異種材内蔵ヒートシンク |
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