JPH05304383A - 高出力電子機器用ヒートシンク - Google Patents

高出力電子機器用ヒートシンク

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JPH05304383A
JPH05304383A JP13446892A JP13446892A JPH05304383A JP H05304383 A JPH05304383 A JP H05304383A JP 13446892 A JP13446892 A JP 13446892A JP 13446892 A JP13446892 A JP 13446892A JP H05304383 A JPH05304383 A JP H05304383A
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/12Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヒートパイプと放熱フインとの間の接触熱抵
抗が無く、多量の熱を放熱できると共に、製作コストも
低い電子機器用ヒートシンクを提供する。 【構成】 ヒートパイプを、その内部に作動流体が流れ
る所定の流路8、8が形成されているロールボンドパネ
ル1から構成する。一方、放熱フインユニット20、2
0’を放熱フイン21、22と基盤23とから一体的に
構成する。そしてロールボンドパネル1と、放熱フイン
ユニット20、20’の基盤23とを、ブレージングシ
ートを介在させて、ろう付けにより一体化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ヒートパイプと、放熱
フインとからなり、ヒートパイプ一方の凝縮部に放熱フ
インが設けられ、他方の蒸発部に電子機器が取り付けら
れ、電子機器から生じる熱が、放熱フインから放出され
るようになっているヒートシンクに関し、特に高出力ア
ンプ用のヒートシンクとして好適な高出力電子機器用ヒ
ートシンクに関するものである。
【0002】
【従来の技術】ヒートパイプは、サイホン式とウイック
式とに大別できるが、いずれの方式のヒートパイプも構
造が簡単であるという特徴を有する。特にサイホン式ヒ
ートパイプは、周知のように密閉容器と、この容器内に
注入されている作動流体とから構成されているので、構
造はさらに簡単になっている。このように構造は簡単で
あるが、ヒートパイプは熱輸送量が大きい、可動部分が
ない等の優れた特性を有するので、熱交換器、空調等の
熱輸送用、ボイラ、風呂等の加熱用として利用され、ま
たトランジスタ、サイリスタ等の冷却用としても利用さ
れている。電子機器、電力機器等に使用されている電子
部品、特に半導体素子は高集積化、大容量化の傾向にあ
り、それにともない素子の発生熱密度も増大している。
そしてその効果的な冷却に前述したようにヒートパイプ
が使用されている。例えばオーディオ用の高出力アン
プ、さらにはパワートランジスタの冷却にもヒートパイ
プが使用されている。このような高出力アンプ例えば2
00〜600Wのアンプの冷却には、大型の押出型材か
ら形成されたヒートシンクが使用されているが、パワー
デバイスの発熱量が部分的に大きくなる場合などは、発
熱部から放熱部への熱移動を素早く行うことが要求され
る。上記要求を満たすためには、ヒートパイプを銅合金
のパイプと水とから構成する一方、ヒートパイプの凝縮
部と放熱フインとの接触部分およびヒートパイプと発熱
体の取付ベース部との間に、シリコングリースを塗布
し、そしてこれらをボルトで固定して一体化して、ヒー
トシンクを構成することが考えられている。このように
構成されたヒートシンクは上下方向に配置され、放熱フ
インが設けられている上方部分を放熱部とし、下方部分
は電子機器が取り付けられた受熱部として使用される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記ヒートシンクによ
っても、熱輸送量の大きいヒートパイプが使用されてい
るので、高出力アンプも適当に冷却することができ、発
熱量が部分的に大きくなる場合でもある程度対処できる
と考えられる。しかしながら、パイプの断面が円形であ
るため、放熱フインと面接触するように結合することが
困難で、接触線が円弧とならざるを得ず、熱抵抗が大き
くなることが予想される。またヒートパイプと放熱フイ
ンとの間にシリコングリースを塗布する手間、ヒートパ
イプと放熱フインとをボルト締めするための組立コスト
等が大きくなることも指摘されている。本発明は、上記
したような従来の事情に鑑みて、あるいは上記のような
要求を満たすべく提案されたもので、具体的にはヒート
パイプと放熱フインとの間の接触熱抵抗が無く、多量の
熱を放熱できると共に、安価に製作できる高出力電子機
器用ヒートシンクを提供することを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、ヒートパイプと、放熱フインとからな
り、前記ヒートパイプの一方の凝縮部に放熱フインが設
けられ、他方の蒸発部に電子機器が取り付けられ、電子
機器から生じる熱が、作動流体により凝縮部に運ばれ、
そして前記放熱フインから放出されるようになっている
ヒートシンクにおいて、前記ヒートパイプは、そのプレ
ートに形成されている複数個の窪みが互いに突き合わさ
れて作動流体が流れる所定の流路が形成されている偏平
容器から構成され、該偏平容器と前記放熱フインの基盤
は、ろう付けにより一体化されている。
【0005】
【作用】偏平容器の蒸発部に電子機器例えば高出力アン
プを取り付ける。そうして蒸発部が下方に位置するよう
にセットする。そうすると、高出力アンプで生じる熱は
偏平容器から内部の作動流体に伝わり、作動流体が蒸発
する。蒸発するとき多量の潜熱を吸収する。そして蒸気
圧が高まった蒸気は、凝縮部の方へ移動する。凝縮部に
おいて、熱は偏平容器から直接放熱フインの基盤、放熱
フインへと伝わり、放熱フインから例えば自然対流して
いる空気に放出され、蒸気は凝縮する。凝縮した作動流
体は、重力により蒸発部の方へ移動する。以下同様にし
て作動流体が循環して高出力アンプは、冷却される。
【0006】
【実施例】本発明の実施例に示されている放熱フインユ
ニットは、複数枚の放熱フインと、これらの放熱フイン
を支える板状体あるいは基盤とから構成されるが、放熱
フインと板状体は1枚の板材から曲げ加工により製作す
ることもできるし、またこれらを別体に形成して、ろう
付けにより一体化することもできる。しかしながら、放
熱フインと基盤は、一体的に成形品として加工するのが
望ましい。加工コストが低減できるからである。したが
って、図の実施例にはその例のみが示されている。また
上記のように一体的に成形品として構成された放熱フイ
ンユニットは、偏平容器の片面のみに設けることもでき
るが、図には両面に設けた例が示されている。偏平容器
と放熱フインの基盤は、ブレージングシートを介してろ
う付けにより一体化するのが望ましい。ろう付け作業が
簡単になるからである。
【0007】以下、偏平容器をロールボンドパネルで実
施した本発明の実施例を説明する。図1に示されている
ように、本実施例に係わるヒートシンクは、ロールボン
ドパネル1と、その上下の面にろう付けされる放熱フイ
ンユニット20、20’と、図3に示されている4枚の
ブレージングシート40、40、41、41とから構成
されている。そしてこれらの構成要素あるいは部材はア
ルミニウムまたはその合金から以下に述べるように形成
されている。
【0008】ロールボンドパネル1は、図1の(ロ)に
示されているように2枚のシート2、3を張り合わせた
構造をし、その内部に作動流体の流路が所定模様に形成
されている。2枚のシート2、3は、平面的にみると長
方形をしている。そしてその外周部4、5は張り合わさ
れ、また内部も縞模様の大小の独立した窪み部6、7に
おいて接合され、窪み部6、7以外の部分が外方に膨ら
み、流路8、8が形成されている。この状態は図2に示
されている。このように流路8、8が形成されているロ
ールボンドパネル1の長手方向の一方の端部分は、凝縮
部11に、そして他方の端部分が蒸発部12に選定され
ている。また流路8の端部にはピンチ加工部10があ
り、このピンチ加工部10に作動流体注入管が接続され
ようになっている。
【0009】図1の(イ)に示されているように、放熱
フインユニット20は、複数枚の放熱フイン21、22
と、これらの放熱フイン21、22を支持している平板
状の基盤23とから構成されている。そして本実施例で
は放熱フイン21、22と基盤23は一体的に成形され
ている。両側部に位置する放熱フイン21、21は、他
の放熱フイン22、22より比較的肉厚で、背も高く、
その側面には所定深さの穴がそれぞれ穿設されている。
また中間部に位置する放熱フイン22、22の高さは揃
っていない。したがって、通風がよくなり、放熱効果が
高められる。放熱フインユニット20の基盤23は、ロ
ールボンドパネル1と略同じ面積で、同じ形状をしてい
る。そしてその約半分に放熱フイン21、22が設けら
れ、放熱フイン21、22が設けられている部分が、ロ
ールボンドパネル1の凝縮部11に対応している。基盤
23の、放熱フイン21、22が設けられていない他方
の端部分は薄くなり、この部分が例えば高出力アンプを
取り付ける取付ベース部25となっている。取付ベース
部25には、複数個のサラモミ穴26、26が形成さ
れ、また取付ベース部25の端部分は肉厚部27となっ
ている。この肉厚部27の端には軸方向に穴28、28
が穿設されている。基盤23の両側面には、図1に示さ
れているように、ブレージングシート41、41の板厚
より深めの切欠部29、29が形成されている。
【0010】ロールボンドパネル1の他方の面にろう付
けされる放熱フインユニット20’は、放熱フイン2
1’、22’の高さが低いだけで、構造的には前述した
放熱フインユニット20と略同じである。したがって同
じ参照符号を付けて重複説明はしない。なおこの放熱フ
インユニット20’の取付ベース部25には、サラモミ
穴28は、必ずしも必要ではないが、設けておくと電子
機器の取付に融通性が得られる。
【0011】ロールボンドパネル1と、放熱フインユニ
ット20、20’の基盤23、23との間にろう付け時
に介在されるブレージングシート40、40は、ロール
ボンドパネル1あるいは放熱フインユニット20、2
0’の基盤23、23と略同じ面積を有し、その両面に
はアルミニウムろうが張り合わされている。また図3に
示されているように、放熱フイン21、22の両側面に
ろう付けされるブレージングシート41、41は、片面
にアルミニウムろうがクラッドされている。
【0012】次に組立について説明する。ジグ等を使用
してロールボンドパネル1の両面と、放熱フインユニッ
ト20、20’の基盤23、23との間にブレージング
シート40、40を介在させる。また基盤23の両側部
の切欠部29、29には、図3に示されているように、
ブレージングシート41、41をセットする。このよう
に組み立てた状態で真空炉で加熱してろう付けする。あ
るいは弗化物系フラックスを使用してろう付けする。冷
却後製品化されたヒートシンクを取り出す。図には示さ
れていないが、作動流体注入管からピンチ加工部10を
通して作動流体を、ロールボンドパネル1の流路8、
9、9内に注入し、そしてピンチ加工部10を封じる。
取付ベース部25に、例えばサラモミ穴26、26を利
用して高出力アンプを取り付ける。あるいは両面にそれ
ぞれ取り付ける。そして高出力アンプを下側にして放熱
フイン21、22側を上方にして使用する。そうする
と、高出力アンプで生じる熱はロールボンドパネル1か
らブレージングシート40を介して内部の作動流体に伝
わり、作動流体が蒸発する。蒸発するとき多量の潜熱を
吸収する。そして蒸気圧が高まった蒸気は、流路8、8
を通って凝縮部11の方へすなわち放熱フイン21、2
2側へ移動する。凝縮部11において、熱はロールボン
ドパネル1からブレージングシート40を介して放熱フ
イン21、22に伝わり、例えば自然対流している空気
に放出され、蒸気は凝縮する。凝縮した作動流体は、重
力により蒸発部12の方へ移動する。以下同様にして作
動流体が循環して高出力アンプは、冷却される。本実施
例によると、ロールボンドパネル1と、放熱フインユニ
ット20、20’の基盤23、23との間はブレージン
グシート40、40を介在させてろう付けされるので、
ろう付け作業能率が向上する。
【0013】
【発明の効果】以上のように本発明によると、ヒートパ
イプは、所定の作動流体が流れる流路が形成されている
偏平容器から構成され、この偏平容器と放熱フインは、
ろう付けにより一体化されているので、偏平容器と放熱
フインとの間の接触熱抵抗は零になり、発熱体から作動
流体へも、また作動流体から放熱フインへの熱伝導も良
くなるという本発明特有の効果が得られる。またヒート
パイプの作動流体が流れる流路は、そのプレートに形成
されている複数個の窪みが互いに突き合わされて形成さ
れているので、強度が大きく、例え肉厚が薄くても作動
流体の蒸気圧に耐えることができる。したがってヒート
シンク自体を薄く構成することができる。またシリコン
グリースをヒートパイプと放熱フインとの間に介在させ
る必要がなく、ボルト締めも必要としないので、組立コ
ストを低減することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す分解斜視図で、その
(イ)、(ハ)は放熱フインユニットの、また(ロ)は
ロールボンドパネルの斜視図である。
【図2】図1の(ロ)において矢印XーX方向にみた拡
大断面図である。
【図3】図1に示されている実施例の拡大側面図であ
る。
【符号の説明】
1 ロールボンドパネル 8 流路 11 凝縮部 12 蒸発部 20、20’ 放熱フインユニット

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ヒートパイプと、放熱フインとからな
    り、前記ヒートパイプの一方の凝縮部に放熱フインが設
    けられ、他方の蒸発部に電子機器が取り付けられ、電子
    機器から生じる熱が、作動流体により凝縮部に運ばれ、
    そして前記放熱フインから放出されるようになっている
    ヒートシンクにおいて、 前記ヒートパイプは、そのプレートに形成されている複
    数個の窪みが互いに突き合わされて作動流体が流れる所
    定の流路が形成されている偏平容器から構成され、該偏
    平容器と前記放熱フインの基盤は、ろう付けにより一体
    化されていることを特徴とする高出力電子機器用ヒート
    シンク。
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