JP6812042B1 - ヒートシンク及び該ヒートシンクの製造方法並びに該ヒートシンクを用いた電子部品パッケージ - Google Patents
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Abstract
Description
このようなヒートシンクでは、前記凸部を大きくしたり、前記凸部の形状を複雑にしたりして、その表面積を拡大することにより、放熱性能を向上することが求められる。
そこで、前記放熱部を前記基板部とは独立した別体の部品として、比較的大きな形状や複雑な形状等に加工した後、この放熱部を前記基板部に接続することが提案される。
厚さ方向の一方側に電子部品に接触させるための電子部品接触面を有する板状のベース部材と、前記ベース部材の他方側に並設された板状の放熱部材とを備え、前記ベース部材及び前記放熱部材が、これらに圧入された内側部材により接続されているヒートシンクであって、前記ベース部材と前記放熱部材には、それぞれ、貫通状の被挿入孔が設けられ、前記内側部材は、その外周面を、前記ベース部材の前記被挿入孔の内周面と、前記放熱部材の前記被挿入孔の内周面との双方に圧接しており、前記ベース部材と前記放熱部材のうち、少なくともその一方の部材には、他方の部材側へ突出するとともに内側に前記被挿入孔を形成した筒状突部が設けられ、前記筒状突部は、その突端部を前記他方の部材に当接することで、前記一方の部材と前記他方の部材の間に、放熱空間を確保していることを特徴とするヒートシンク。
また、他の発明としては、以下の構成を具備する。
厚さ方向の一方側に電子部品に接触させるための電子部品接触面を有する板状のベース部材と、前記ベース部材の他方側に並設された板状の放熱部材とを備え、前記ベース部材及び前記放熱部材が、これらに圧入された内側部材により接続されているヒートシンクであって、前記ベース部材と前記放熱部材のうち、その一方の部材には、他方の部材側へ突出するとともに内側を貫通状の被挿入孔にした筒状突部が設けられ、前記他方の部材には、前記筒状突部を挿入した被挿入孔が設けられ、前記内側部材の外周面は、前記筒状突部の前記被挿入孔の内周面に圧接され、前記筒状突部の外周面は、前記他方の部材の前記被挿入孔の内周面に圧接されていることを特報とするヒートシンク。
第1の特徴は、厚さ方向の一方側に電子部品に接触させるための電子部品接触面を有する板状のベース部材と、前記ベース部材の他方側に並設された板状の放熱部材とを備え、前記ベース部材及び前記放熱部材が、これらに圧入された内側部材により接続されている。(図1〜図14参照)
より好ましい態様としては、前記放熱突起には、前記放熱空間を外部空間に連通する通気部が設けられる(図4,図10参照)。
前記内側部材の外周面は、前記筒状突部の前記被挿入孔の内周面に圧接され、前記筒状突部の外周面は、前記他方の部材の前記被挿入孔の内周面に圧接されている(図14参照)。
図1〜3に示すヒートシンクAは、厚さ方向の一方側に電子部品X(図2参照)に接触させるための電子部品接触面11aを有する板状のベース部材10と、ベース部材10の他方側に並設された板状の放熱部材20とを備え、ベース部材10及び放熱部材20が、これらに圧入された内側部材30によって接続されている。
なお、この放熱部材20は、図示例によれば、ベース部材10と同材質かつ同形状の部材を上下逆さまに用いているが、ベース部材10とは異なる材質や形状にしてもよい。
また、筒状突部22は、基板部21における厚み方向の他方側(図示の下側)の面の中心部から下方へ円筒状に突出している。
基板部21及び筒状突部22の中心部には、内側部材30を挿通するための被挿入孔20aが貫通状に設けられる。この被挿入孔20aは、ベース部材10の被挿入孔10aに連続するように、被挿入孔10aと略同じ内径に形成される。
この内側部材30は、その外周面を、軸方向の片半部側でベース部材10の被挿入孔10aの内周面に圧接し、軸方向の他半部側では放熱部材20の被挿入孔20aの内周面に圧接している。すなわち、この内側部材30は、二つの被挿入孔10a,20aに跨るようにして連続的に圧接している。
この内側部材30は、ベース部材10に対し上方から下方へ貫通するようにして挿通されるとともに、その挿通方向(貫通方向)の一端部を、ベース部材10の電子部品接触面11aと略面一にしている。また、内側部材30の他端部は、放熱部材20の上面に対し、略面一又は若干凹んでいる。
また、内側部材30の外周面の下端側には、被挿入孔20a,10aへの挿入を容易にする面取り部31が設けられる。この面取り部31は省くことも可能である。
この製造方法は、筒状突部12,22同士を突き当てるようにしてベース部材10に放熱部材20を重ね合わせる工程と、この工程の後に、ベース部材10と放熱部材20に跨るように内側部材30を挿入する工程と、この工程の後に、内側部材30を軸方向に押圧して、この内側部材30をベース部材10と放熱部材20の両部材内で拡径するように塑性変形させる工程とを含む。
この構成によれば、電子部品Xから発した熱は、電子部品接触面11aを介してベース部材10に熱伝達し、筒状突部12及び筒状突部22等を介してベース部材10から放熱部材20へ熱伝達し、さらに、放熱空間Sを流動する空気や、放熱部材20の上方の外気等に熱伝達して放熱される。
第一の試験では、放熱部材20のみを固定治具等に固定し、内側部材30を200Nの力で下方へ押圧した。
第二の試験では、ベース部材10のみを固定治具等に固定し、内側部材30を200Nの力で下方へ押圧した。
そして、本願発明者等は、これら二種類の試験の結果、前記何れの試験においても、ベース部材10及び放熱部材20から内側部材30が外れる等の問題を生じないことを確認した。
次に、本発明に係る他のヒートシンクについて説明する。以下に示すヒートシンクは、上記ヒートシンクAについて、その一部を変更したものであるため、主にその変更部分について詳述し、ヒートシンクAと同一の部分については同一の符号を付けて重複説明を省略する。
各放熱突起43は、基板部41から放熱空間S側へ断面凸状に突出する突起であり、基板部41の面方向へわたる長尺状に形成される。
この放熱突起43は、上方を開口した断面略凹状の中空部43aと、この中空部43aを放熱空間Sに連通する通気部43bとを有する。
図6〜図8に示すヒートシンクCは、上記ヒートシンクAにおいて、放熱部材20を放熱部材20’に置換し、ベース部材10をベース部材50に置換したものである。
また、基板部51は、その厚さ方向の他方側の面における筒状突部52の周囲に、環状の凹部51bを有する。この凹部51bは、電子部品接触面51aを突出させるためのプレス加工等により形成されるものであり、電子部品接触面51aを有する範囲の裏面側に位置する。
なお、図中、符号20a’及び50aは、内側部材30を圧入するための被挿入孔である。
図9〜図10に示すヒートシンクDは、上記ヒートシンクAにおいて、放熱部材20を放熱部材60に置換したものである。
なお、図中、符号60aは、内側部材30を圧入するための被挿入孔である。
各放熱突起63は、放熱空間Sへ突出する六角形筒状の突起であり、その内部に、貫通孔状の通気部63aを有する。
しかも、六角形状の放熱突起63により、放熱部材60の強度アップ、及び意匠性の向上をはかることができる。
図11〜図12に示すヒートシンクEは、上記ヒートシンクAにおいて、放熱部材20を放熱部材70に置換したものである。
内側部材30は、上記ヒートシンクAと略同様にして、被挿入孔70a及び被挿入孔10a内で軸方向の圧縮力を受けることで、拡径するように塑性変形し、その外周面を被挿入孔70a,10aの内周面に圧接する。
図13〜図14に示すヒートシンクFは、厚さ方向の一方側に電子部品Xに接触させるための電子部品接触面81aを有する板状のベース部材80と、ベース部材80の他方側に並設された板状の放熱部材90とを備え、ベース部材80及び放熱部材90を、これらに圧入された内側部材30’により接続している。
基板部81及び筒状突部82の中心部には、内側部材30’を圧入するための被挿入孔80aが貫通状に設けられる。
この放熱部材90は、筒状突部82に対し環状に嵌め合わせられる。そして、この放熱部材90の下面は、基板部81の上面に接する。
先ず、図示しない受治具(図示せず)の平坦状の上面に、筒状突部82を上方へ向けるようにしてベース部材80が載置され、放熱部材90の被挿入孔90aに、ベース部材80の筒状突部82を挿入するようにして、ベース部材80の上側に放熱部材90が重ね合わせられる。
さらに、ヒートシンクFの変形例としては、ベース部材80と放熱部材90の間に隙間を確保し、この隙間を放熱空間として機能させることも可能である。
上記実施態様によれば、上記内側部材を円柱状に構成したが、この内側部材の他例としては、角柱状や、横断面長方形の柱状、横断面楕円の柱状等、円柱以外の柱状とすることが可能である。
10a,20a,20a’,40a,50a,60a,70a,80a,90a:被挿入孔
11a,51a:電子部品接触面
12,22,22’,42,52,62,82:筒状突部
20,40,60,70,90:放熱部材
30,30’:内側部材
43,63:放熱突起
43b,63a:通気部
A〜F:ヒートシンク
S:放熱空間
X:電子部品
p:空間
Claims (7)
- 厚さ方向の一方側に電子部品に接触させるための電子部品接触面を有する板状のベース部材と、前記ベース部材の他方側に並設された板状の放熱部材とを備え、前記ベース部材及び前記放熱部材が、これらに圧入された内側部材により接続されているヒートシンクであって、
前記ベース部材と前記放熱部材には、それぞれ、貫通状の被挿入孔が設けられ、
前記内側部材は、その外周面を、前記ベース部材の前記被挿入孔の内周面と、前記放熱部材の前記被挿入孔の内周面との双方に圧接しており、
前記ベース部材と前記放熱部材のうち、少なくともその一方の部材には、他方の部材側へ突出するとともに内側に前記被挿入孔を形成した筒状突部が設けられ、
前記筒状突部は、その突端部を前記他方の部材に当接することで、前記一方の部材と前記他方の部材の間に、放熱空間を確保していることを特徴とするヒートシンク。 - 前記放熱部材には、前記放熱空間へ突出する放熱突起が設けら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。
- 厚さ方向の一方側に電子部品に接触させるための電子部品接触面を有する板状のベース部材と、前記ベース部材の他方側に並設された板状の放熱部材とを備え、前記ベース部材及び前記放熱部材が、これらに圧入された内側部材により接続されているヒートシンクであって、
前記ベース部材と前記放熱部材のうち、その一方の部材には、他方の部材側へ突出するとともに内側を貫通状の被挿入孔にした筒状突部が設けられ、前記他方の部材には、前記筒状突部を挿入した被挿入孔が設けられ、前記内側部材の外周面は、前記筒状突部の前記被挿入孔の内周面に圧接され、前記筒状突部の外周面は、前記他方の部材の前記被挿入孔の内周面に圧接されていることを特報とするヒートシンク。 - 前記内側部材は、前記ベース部材を貫通するとともに、その貫通方向の一端部を、前記ベース部材の前記電子部品接触面と面一にしていることを特徴とする請求項1〜3何れか1項記載のヒートシンク。
- 前記ベース部材は、前記電子部品接触面をその周囲部分よりも前記一方側へ突出させていることを特徴とする請求項1〜4何れか1項記載のヒートシンク。
- 前記ベース部材と前記放熱部材に跨るように前記内側部材を挿入する工程と、この工程の後に、前記内側部材を押圧して、この内側部材を前記ベース部材と前記放熱部材の両部材内で拡径するように塑性変形させる工程とを含むことを特徴とする請求項1〜5何れか1項記載のヒートシンクの製造方法。
- 前記電子部品接触面に接触するように、電子部品を具備したことを特徴とする請求項1〜5何れか1項記載のヒートシンクを用いた電子部品パッケージ。
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