JPH0234993A - 放熱器及び放熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、コンピュータ等に用いられるＬＳＩやＶＬＳ
Ｔ等の半導体部品の放熱器及び放熱装置に関するもので
ある。

［従来の技術］ 第１２図及び第１３図は各々、例えば日経エレクトロニ
クス　１９８４．３．２（３（ＵＳ　Ｐａｔｅｎｔ　４
２７７８１６号、４６２０２１６号）に記載された従来
のＬ　Ｓ　Ｉ用放熱器及び放熱装置を示す斜視図である
。

図において、放熱器（１００）は熱伝導ペースト（１）
を介して発熱体であるチップ（２）に結合されている。

基板（３）上にあるチップ（２）は、ビン（４）を介し
て通電されると発熱する。チップで発熱した熱は、熱伝
導ペースト（１）を介して放熱器（１００）に伝わり、
空気中に放散される。冷却用空気は第１３図に示すよう
に、ブロア（５）から空気導入室（６）を経て、空気ダ
クトノズル（７）から噴流として吹き出され、放熱器（
１００）に供給される。第１２図において、空気ダクト
ノズル（７）から吹き出された衝突気流は、放熱器（１
００）内の溝（８）を通って、放熱器（１００）の内部
まで達しようとする。溝（８）は伝熱面積を増大させる
ために設けられている。基板（３）ｋには多くのチップ
（２）が設けられ、それらをセラミックキャップ（９）
で囲うことにより、１つのＬＳＩが構成される。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の放熱器及び放熱装置は以上のように構成されてい
たので、衝突気流は開口する溝（８）より途中で放熱器
（＋００）から抜は出し、衝突気流の一部はしＳ■の近
傍まで到達しないといった欠点があった。

本発明は上記のような問題点を解決するためになされた
ものであり、ノズル（７）から吹き出した空気流がＬＳ
Ｉのセラミックキャップ（９）表面まで到達できる高性
能な放熱器及びこの放熱器を有効に用いた放熱装置を得
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係わる放熱器は、一端面で発熱体と熱的に接合
された熱交換部、この熱交換部の、上記一端面に垂直な
側面を覆うダクト、及びこのダクトと上記一端面との間
に設けられた開口部を備え、上記熱交換部の他端面より
流体を流し、この流体を上記熱交換部及び上記一端面を
通過させて、上記開口部から流出するようにしたもので
ある。

また、放熱装置として、上記放熱器を複数個並べ、開口
部から流出される流体の排出方向をまとめるようにして
放熱装置を構成するとよい。

［作用コ 本発明における放熱器及び放熱装置では、放熱器にダク
トを設けることにより、空気流を一様に熱交換部のフィ
ンに沿って流すことができるようになり、空気流がＬＳ
Ｉのセラミックキャップ表面まで到達できるようになり
、伝熱特性が改善できる。また、放熱器より流出される
空気流の排出方向をまとめるようにして放熱装置を構成
すれば、更に伝熱特性が向上する。

［実施ゆ１］ 以下、本発明の一実施例を図について説明する。

第１図（ａ）（ｂ）は各々本発明の一実施例による放熱
器を示す斜視図及び側面図である。

図において、（１００）は放熱器であり、クシ型のフィ
ン（１１）が基底（１２）に垂直に立てられ、この基底
（１２）を介してセラミックキャップ（９）上に接合さ
れている。フィン（Ｉｔ）と基底（１２）は一体成形さ
れ、熱交換部を構成する。以上は従来のものど単に熱交
換部の構造が変わったのみである。なお、本発明では更
に、壁（１０）がフィン（１１）の側面を覆って設けら
れており、この壁（１０）の下端は、基底（１２）との
間がわずかに開いており、開口部（１３）を形成してい
る。従って、矢印で示したように、空気流はフィン（１
１）を−様に通過したのち、下端のわずかな開口部（１
３）を通って放熱３（１００）から放出されることにな
る。即ち、従来のように、空気流がフィン（１１）の途
中から逃げず（減速せず）、下端まで一様に通過するた
め、伝熱性能の低下はない。また、空気流は壁（１０）
とフィン（１１）によって構成されるダクトを通って発
熱体であるＬＳＩ（３００）に最も近い基底（１２）ま
で導かれ、そこで衝突するため、基底（１２）での伝熱
性能は極めて高くなる。

なお、第１図において基底（１２）はＬ　Ｓ　Ｉ　（３
００）の一部であっても良いことはいうまでもない。

第２図（ａ）（ｂ）は各々本発明の他の実施例による放
熱器を示す斜視図及び側面図である。第２図ではフィン
（１１）として、特閉昭６１−１４３６９７号公報第１
図に示すような多孔台形フィン（１４）を用いている。

伝熱促進効果の大きい多孔台形フィン（１４）は空気流
が多孔台形フィン（１４）に沿って流れて本来の伝熱促
進効果を発揮する。従来のように壁（１０）がないもの
では、空気流が多孔台形フィン（１４）の途中から放出
されるため、充分な伝熱促進効果が発揮できないことに
なる。即ち、多孔台形フィン（１４）を有効に活用する
には、主流がダクトに平行に流れるようにしなければな
らない。多孔台形フィン（１４）と基底（１２〉とはフ
ィンあるいはロー付は等で接合されている。壁（１５）
は第１図ではフィン（１１）が兼ねていたが、多孔台形
フィン（１４）では、ダクトを確実にするため必要とな
る。

第３図（ａＸｂ）は各々本発明の他の実施例による放熱
器を示す斜視図及び側面図である。ピンフィン（１６）
が厚い壁（１５）にハンダあるいはロー付けされている
。

また、第４図（ａ）（ｂ）に示す放熱器では、多孔台形
フィン（１４）が厚い壁（１５）にハンダあるいはロー
１すけされている。更に、多孔台形フィン（１４）は空
気流を放出しやすくするために、開口部（１３）の位置
まで達していない。即ち、多孔台形フィン（１４）の再
下端が側面の作る開口部（１３）の上端面を越えていな
い。

また、第５図（ａＸｂ）に示す放熱器では、平板フィン
（１７）が厚い壁（１５）にハンダあるいはロー付けさ
れている。但し、中心部の平板フィン（１７）はどその
長さしを短くしている。これは中心部はど開口部（１３
）より遠く、流動損失が大きくなりやすいため、Ｌを短
くして、各平板フィン（１７）間の人口（１８）から出
口、即ち開口部（１３）に至る流動損失を等しくして、
空気流量を一様に分配するためである。

なお、第３図、第４図、及び第５図において、厚い壁（
１５）はダクトを構成するとともに、チップからの発熱
を基底からフィンまで伝える熱流路として用いられるた
め、厚く、しかも熱の良導体で作られている。

更に、第６図（ａＸｂ）は各々本発明の他の実施例によ
る放熱器を示す斜視図及び側面図であり、基底（１２）
からの熱を多孔台形フィン（１４）に良く伝えるための
熱伝導路（１９）が設けられている。

第７図は本発明の一実施例による放熱器を用いた放熱装
置を示す正面図であり、空気ダクトノズル（７）が放熱
器（１００）の上端部に接合されている。

（２０）はプリント基板である。ノズル（７）から流れ
だした空気は、外部へ洩れることなく、フィン間を通っ
てＬ　Ｓ　Ｉ　（３００）のセラミックキャップ（９）
に衝突し、開口部（１３）から外部に放出される。

また、第８図は本発明の他の実施例による放熱装置を示
す正面図であり、Ｌ　Ｓ　Ｉ　（３００）の間に、開口
部（１３）に近接して抵抗体（２１）が配設されたもの
である。下端のわずかな開口部（１３）から放出される
空気流は矢印で示すように、抵抗体（２１）に衝突し、
抵抗体（２１）を冷却する。即ち、開口部（１３）は抵
抗体（２１）の冷却用ノズルとしても作用することにな
る。

また、第９図は本発明の他の実施例による放熱装置を示
す平面図であり、多数の放熱器を並べ、開口部（１３）
から流出される空気の排出方向をまとめるようにしたも
のであり、排出流路を設けることにより流動損失が減り
、冷却効果が上がる。ＬＳ　Ｉ　（３００）オ、及び放
熱器（１００）間（７）ｍＪ隙が空気の排出流路となっ
ている。プリ　ント基板（２０）を垂直に立てれば温度
上昇した空気が上方向に向かって流れ、自然換気流を利
用できる。水平に置いた場合はダクトから空気をおしこ
む、または引っ張ることにより効率よく排気できる。な
お、Ｌ記間隙に抵抗体などが配列されていればそれらが
更に冷却されることになる。

また、第１Ｏ図は本発明の他の実施例による放熱装置を
示す平面図であり、放熱器（１００）がついたＬ　Ｓ　
Ｉ　（３００）の周囲に抵抗体（２１）が配置されてい
る。この場合、各放熱器（１００）の開口部（１３）か
ら放出される空気の排出方向は矢印で示したようにお互
いに直交する方が、全抵抗体（２１）が−様に冷却され
ることになる。

なお、第１１図（ａ）（ｂ）に示すように、フィン（１
，１）が発熱体（３００）よりも大きく、開口部（１３
）の位置が下端部に位置するようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば一端面で発熱体と熱的に
接合された熱交換部、この熱交換部の、上記一端面に垂
直な側面を覆うダクト、及びこのダクトと上記一端面と
の間に設けられた開口部を備え、上記熱交換部の他端面
より流体を流し、この流体を上記熱交換部及び上記一端
面を通過させて、上記開口部から流出するようにしたの
で、発熱体の冷却が効率よくでき、高性能な放熱器が得
られる効果がある。

また、このような放熱器を複数個並べ、開口部から流出
される流体の排出方向をまとめるようにして放熱装置を
構成すれば、流動損失が少なく、冷却効果が高い放熱装
置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａＸｂ）は各々本発明の一実施例による放熱器
を示す斜視図及び側面図、第２図（ａ）（ｂ）は各々本
発明の他の実施例による放熱器を示す斜視図及び側面図
、第３図（ａ）（ｂ）は各々本発明の他の実施例による
放熱器を示す斜視図及び側面図、第４図（ａ）（ｂ）は
各々本発明の他の実施例による放熱器を示す斜視図及び
側面図、第５図（ａＸｂ）は各々本発明の他の実施例に
よる放熱器を示す斜視図及び側面図、第６図（ａ）（ｂ
）は各々本発明の他の実施例による放熱器を示す斜視図
及び側面図、第７図は本発明の一実施例による放熱器を
用いた放熱装置を示す正面図、第８図は本発明の他の実
施例による放熱装置を示す正面図、第９図及び第１Ｏ図
は各々本発明の他の実施例による放熱装置を示す平面図
、第１１図（ａＸｂ）は各々本発明の他の実施例による
放熱器を示す斜視図及び側面図、並びに第１２図及び第
１３図は従来のＬＳＩ用放熱器及び放熱装置を示す斜視
図である。 図において、（１０）、（１５）は壁、（１１）はフィ
ン、（１２）は基底、（１３）は開口部、（１４）は多
孔台形フィン、（１６）はピンフィン、（１７）は平板
フィン、（２２）は排出流路、（１００）は放熱器、及
び（３００）はＬ　Ｓ　Ｉである。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 第１図 （ａ） ２基焉 ００友鳥路 〇−璧 ］００　　ＬＳＩ 第 図 （ｂ） （ａｌ 第 図 （ａ） （ｂ） 第 図 調し巧しフィ〉 第 図 第 図 第 図 ２２：よｙ＊３毛路 第 国

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一端面で発熱体と熱的に接合された熱交換部、こ
   の熱交換部の、上記一端面に垂直な側面を覆うダクト、
   及びこのダクトと上記一端面との間に設けられた開口部
   を備え、上記熱交換部の他端面より流体を流し、この流
   体を上記熱交換部及び上記一端面を通過させて、上記開
   口部から流出するようにした放熱器。
2. （２）請求項１記載の放熱器を複数個並べ、開口部から
   流出される流体の排出方向をまとめるようにした放熱装
   置。