JPH04243153A - ヒートシンクとその製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は小型化軽量化が容易で且
つ製造の容易な高性能ヒートシンクの構造及び製造方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子等の放熱に使用される従来型
のヒートシンクの構造は図７（側面図）に示す如く受熱
板１の受熱面３の反対側の面に平板状フィン群６をろう
接、圧入等の手段で設けられてあるか、又は図８（側面
図）に示す如く受熱板１と平板状フィン群６を一体とし
て押出成形されてあるかの構造が一般的であった。前者
は性能は良好であるが製作に多数の工程を必要とする為
高価であり、後者は安価であるが薄肉高密度のフィン群
が得られず高性能が得られない等の問題点があった。又
後者の押出成形ヒートシンクは軽量化が困難な点も問題
点となされていた。それ等の点を改善する為従来から各
種のヒートシンクが提案され、一部実用化もされている
が上記の問題点解決には至っていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】発明が解決しようとす
る問題点は、ヒートシンクに高密度高性能なフィン群を
付与することが困難で高価となる点、小型化軽量化を計
かることが困難な点、高性能化を計る程製造工程が複雑
化する点等である。

【０００４】

【課題を解決する為の手段】課題を解決する為の手段と
してのヒートシンクの構造は以下の如くである。ヒート
シンクは受熱板と放熱フィン群とからなり、受熱板の片
面は受熱平面として他の面は放熱面となっており、放熱
面には金属細線又は金属細管で形成されたリング状フィ
ン群又は針状フィン群が伝熱性良好な手段で接着されて
あり、このフィン群の放熱面に対する接着部においては
、フィン群を形成する金属細線又は金属細管の所定の部
分が並列に整列されて相互に接着されてあると共に、こ
の整列面と放熱面とは放熱面に沿って相互に接着されて
あることを特徴としている。

【０００５】この様な構造におけるフィン群の成形及び
細線細管の整列面の形成は所定の形状の芯材の周囲に細
線、細管を並列に巻回するだけで容易に且つ一拳にフィ
ン部及び整列面を成形することが可能である。

【０００６】又上記整列面は芯材を除去して、整列面を
保持したまま受熱板の放熱面に接着することも、細線細
管相互を接着することも可能である。この場合芯材が離
型性の良好な材料で形成されてあれば、芯材に巻回整列
されたままの状態で、細線細管を相互に接着し、同時に
整列面と放熱面を相互に接着することが可能であり、接
着完了後芯材は除去することが出来る。

【０００７】この様な作業の後、接着部以外の部分を展
開すればリング状フィン群が形成され、この際にリング
状フィンの各々を所定の位置で切断展開すれば針状フィ
ン群が形成される。

【０００８】即ち本発明のヒートシンクの構造は上述の
様に極めて容易にリング状フィン群又は針状フィン群を
受熱板と一体形成することを可能にする手段であると言
うことが出来る。

【０００９】

【実施例】図１〜図６は本発明の構造実施例である。図
面簡略の為細線細管は総て線図で示してある。図１（側
面略図）の第１実施例はリング状フィン群を有するヒー
トシンクであって受熱板１の放熱面４にはリング状フィ
ン群２の一部が並列に集合されて形成された整列面８が
放熱面４に沿ってはんだ接着されてある。このはんだ接
着は同時にリング状フィン群の整列面８においてフィン
を形成している細線又は細管の相互間をも接着している
。リング状フィン群の整列面８における整列はリング状
フィン群２が原則的には連続した１本の金属細線又は金
属細管の螺旋状体で形成されてあることによって、並列
に整列されてある。螺旋状体の接着されていない部分は
冷却風の通風が良好となる所定の形状に変形され同時に
展開されてリング状フィン群２として形成されてある。 このように構成されたヒートシンクは細線又は細管が直
径１ｍｍの如く細径化されてある場合、冷却風に対して
卓越した熱伝達率を発揮するので、受熱板１の受熱面３
に接着された発熱素子７の熱量を極めて効率良く放熱す
ることが出来る。

【００１０】図２（側面略図）の第２実施例は針状フィ
ン群５を有するヒートシンクであって、針状フィン群５
は図１のヒートシンクのリング状フィン群２の各フィン
を所定の位置で切断し、展開されて形成される。切断展
開されたフィン群の整列面８の上には更にリング状フィ
ンを接着することが可能で、このリングフィン群を切断
展開することにより針状フィン群５は更に高密度化する
ことが出来る。図２においてはこの様にして４層に積層
して形成された高密度針状フィン群５を有するヒートシ
ンクを示してある。この様な針状フィン群５を有するヒ
ートシンクは図１のヒートシンクより更に高い性能の放
熱器となる。

【００１１】図３、図４、及び図５の実施例は夫々第３
、第４及び第５実施例の側面略図であって金属細線又は
金属細管で形成される長円螺旋状体に長径を１００ｍｍ
の如く長くし、短径を５ｍｍの如く短かく成形し、その
整列面８の所定の部分を２枚の受熱板１によって狭持し
て接着して構成される。残余の螺旋状体は展開されてリ
ング状フィン群２が形成されてある。図３の第３実施例
はリング状フィン群２が受熱板１の片側端面に展開され
てあり、図４の第４実施例は両側端面に展開され、図５
の第５実施例においてはリング状フィン群２が受熱板１
の全体を囲繞する様展開されてある。これ等の実施例は
受熱板１をコールドプレートとし、これに複数の発熱素
子７を搭截して放熱せしめるヒートシンクとして効果的
である。

【００１２】図６（側面略図）の第６実施例は金属細管
の針状フィングン５を有するヒートシンクであって、各
フィンの開口端の片側５−１は冷却風Ｃの流れ方向に対
して逆方向に向って開口する様に配置され、細管を通じ
てこの端末を連通する他の端末５−２は冷却風Ｃの流れ
の順方向に開口する様配置されてある。この様なフィン
群が冷却風Ｃを受ける場合は逆方向開口端５−１は空気
が圧入され、順方向開口端からは空気が吸い出されるこ
とにより、圧力損失の大きな細管であっても管内を冷却
風Ｃが貫流することが出来る。従って図６の如き実施例
は針状フィンの管外、管内共に冷却風が流れるので放熱
面積が拡大されヒートシンクの放熱効率が向上する。

【００１３】図９、図１０及び図１１は製造方法実施例
の１例につきその作業工程を示す説明図である。製造工
程は４工程からなり、図はその第１〜第３工程を示して
いる。図９に示される第１工程は離型性の良好な芯材９
に金属細線又は金属細管２をコイル状に整列巻回する工
程である。整列部２−３で形成される整列面８の形状は
受熱板１の放熱面４に合致している。図１０に示される
第２工程では第１工程完了のままの状態で、細線細管の
整列面８を受熱板１の放熱面４にはんだ接着される。こ
の際細線細管も相互に接着される。図１１に示してある
第３工程は芯材９を除去する工程で図においては芯材が
除去された状態が示してある。第４工程は芯材抜去の後
に残置されたリング群２を所定の形状に変形せしめ展開
せしめ第１図例示のリング状フィン群を形成せしめるか
、又は残置されたリング群２を所定の位置で切断し、展
開せしめて第２図例示の針状フィン群を形成さしめるか
何れかの工程である。この様な製造方法は極めて簡易に
実施出来るので製造コストを大幅に低減することが出来
る。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように本発明のヒートシン
クの構造は製造方法の実施例の如く極めて簡易な方法で
高性能のリングフィンヒートシンク又は針状フィンヒー
トシンクを形成することを可能にする構造であり、細線
細管の高い熱伝達率を効率良く利用して、ヒートシンク
の性能を向上せしめると共にコスト低減と軽量小型化を
計かることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のヒートシンクを示す側面
略図である。

【図２】本発明の第２実施例のヒートシンクを示した側
面略図である。

【図３】本発明の第３実施例のヒートシンクを示した側
面略図である。

【図４】本発明の第４実施例のヒートシンクを示した側
面略図である。

【図５】本発明の第５実施例のヒートシンクを示した側
面略図である。

【図６】本発明の第６実施例のヒートシンクを示した側
面略図である。

【図７】従来のヒートシンクの構造を示した側面図であ
る。

【図８】従来のヒートシンクの他の構造例を示した側面
図である。

【図９】本発明のヒートシンク製造方法の第１工程を示
した説明図である。

【図１０】本発明のヒートシンク製造方法の第２工程を
示した説明図である。

【図１１】本発明のヒートシンク製造方法の第３工程を
示した説明図である。

【符号の説明】

１　　　　　　受熱板 ２　　　　　　リング状フィン群 ３　　　　　　受熱面 ４　　　　　　放熱面 ５　　　　　　針状フィン群 ５−１　　逆方向開口端 ５−２　　順方向開口端 ６　　　　　　平板状フィン群 ７　　　　　　発熱素子 ８　　　　　　整列面 ９　　　　　　芯材 Ｃ　　　　　　冷却風

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　受熱板と放熱フィン群からなるヒート
   シンクであって熱伝導性の良好な金属で形成されてある
   受熱板の片面は受熱平面、他の片面は放熱面となってお
   り、放熱面には金属線又は金属細管で形成されたリング
   状フィン群又は針状フィン群が伝熱性良好な手段で接着
   されてあり、このフィン群の放熱面に対する接着部にお
   いては、フィン群を形成する金属細線又は金属細管の所
   定の部分が並列に集合されて相互に接着され整列面が形
   成されてあると共に、この整列面と放熱面とは放熱面に
   沿って相互に接着されてあることを特徴とするヒートシ
   ンク。
2. 【請求項２】細管で形成された針状フィン群において各
   フィンの片端末は冷却対流風の流れの逆方向に開口せし
   められてあり、この開口端と連通する他の端末は対流風
   の流れの順方向に開口せしめられてあることを特徴とす
   る請求項１のヒートシンク。
3. 【請求項３】所定の断面形状の離型性の良好な芯材の外
   周に金属細線又は金属細管をコイル状に整列巻回し、巻
   回されたコイルの所定の部分は、受熱面と放熱面を有す
   る受熱板の放熱面の形状と合致する形状である第１の工
   程と、該工程完了の状態のまま上記所定の部分を受熱板
   の放熱面に所定の手段で接着すると同時に、該接着面に
   おける細線相互又は細管相互をも接着する第２の工程と
   、第２の工程の完了後芯材を抜去する第３の工程と、第
   ３の工程の完了後に残置形成された細線又は細管のリン
   グ群を通風良好な形状に展開成形してリング状フィン群
   を形成せしめる工程か、或いは第３工程完了の後に残置
   されたリング群の各リングをそれ等の所定の位置で切断
   し、然る後通風良好な形状に展開成形して針状フィン群
   を形成せしめる工程の何れかの工程を第４の工程とし、
   これ等４段階の工程を含んでいることを特徴とする請求
   項１に係るヒートシンクの製造方法。