JPH0629148U - 半導体パッケージ用のヒートシンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体パッケージに取り付けられ、その内部
の半導体素子から発生する熱を放散させる半導体パッケ
ージ用のヒートシンクについて、伝熱板上に立設した放
熱フィン表面の熱を効率良く移動させる気流を放熱フィ
ン周りに形成できて冷却能力に優れるものとする。 【構成】 伝熱板(1) の上面に、渦巻状曲率をもつ横断
面形状の曲げ翼状に成形した複数の放熱フィン(2) を、
伝熱板(1) の中心に向かう渦巻線上に沿って放射状に配
列させて立設してなる構成のヒートシンクとする。 【効果】 接続された半導体パッケージからの熱で温度
上昇して上部に上昇気流を形成する際に、外周方向から
吸い込まれる気流を放熱フィン間を経て中央部に螺旋状
に導き、その中央部で渦を生じさせて中心部における上
昇気流を促進・強化でき、これにより放熱フィン表面か
らの熱移動を高めて、自然空冷下における冷却能力を向
上させることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、半導体パッケージに取り付けられ、その内部の半導体素子から発生 する熱を放散させる半導体パッケージ用のヒートシンクに関する。

【０００２】

【従来の技術】

周知のように、近年のコンピュータ装置などにおいては、処理能や信頼性の向 上のために高集積化された半導体素子やＬＳＩチップを搭載した各種セラミック スパッケージが広く採用されている。しかし、高集積化が進み素子の高密度化の 度合いが大きくなると、損失による発熱も増大することになり、セラミックスパ ッケージのみによる放熱では、その冷却に限界が生じる。そのため、これら半導 体パッケージでは、放熱効率の高いアルミニウムや銅材料からなるヒートシンク を上部に取り付けて熱の放散効率を高めるようにしている。

【０００３】 このような半導体パッケージ用のヒートシンクとしては、種々の構成のものが 開発されて実用に供されているが、その代表的なものとしては、例えば〔図８〕 の (a)図に示すように、伝熱板(51)の上面に複数の板状の放熱フィン(52)を平行 に形成したもの、〔図９〕の (a)図および (b)図に示すように、伝熱板(61)の上 面に多数のピン状ないしはコルゲートピン状の放熱フィン(62),(62')を等間隔に 立設して放熱面積を増大させたもの、〔図１０〕に示すように、伝熱板(71)の上 面に、外周に円形放熱フィン(73)を多重に形成した円柱状ないしは円筒状の放熱 体(72)を立設したものがある。 これらヒートシンクは、熱伝導性の優れた半田や接着剤によって、〔図１０〕 に例示するように半導体パッケージ(P) 上に接続され、その導体パッケージ(P) 内の半導体素子から発生する熱を表面積の広い放熱フィンから放散させる。

【０００４】 しかし、上記従来のヒートシンクは、ファン等による横方向からの気流の中で 、つまり強制気流下で性能を発揮するものであり、風速の小さい場合あるいは自 然空冷下では十分な冷却能力が得られない。

【０００５】 すなわち、これらヒートシンクの冷却能力を高めるには、放熱フィンの総表面 積を広くする一方で、放熱フィンから放散させた熱を効率良く移動させること、 つまり放熱フィンの周りに気流を形成することが必要であるが、自然空冷下では 強制気流が得られないので、放熱フィンが放散する熱を受けて熱膨張した周辺の 空気が形成する上昇気流を利用して、その放熱フィン周りに気流を形成すること が重要となる。しかし、〔図８〕に示す従来のヒートシンクでは、同 (b)図に示 すように、上昇気流の形成に伴い放熱フィン(52)の両側から吸い込まれた気流が 中央部で衝突し合った後に上昇するため、互いの流れを阻害して放熱フィン(52) 表面からの熱移動を低く律則し、自然空冷下における冷却能力を低下させる。

【０００６】 また、〔図９〕に示す従来のヒートシンクでは、ピン状またはコルゲートピン 状の放熱フィン(62),(62')を多数立設しているので、その周辺部から放熱フィン (62),(62')間を経て中央部に向かう気流に対する抵抗が高く、上昇気流の形成に 伴い外周方向から吸い込まれる気流は、同 (c)図に示すように、抵抗の低い上方 を流れてしまうため、放熱フィン(62)周りには弱い気流しか形成されず、結果と して放熱フィン(62)表面からの熱移動が低くなり、自然空冷下における冷却能力 が低下する。また特に、同 (d)図に示すように、コルゲートピン状の放熱フィン (62') を立設してなるものでは、各放熱フィン(62') 自体の内方に熱滞留が生じ て冷却能力が大幅に低下する。

【０００７】 また、〔図１０〕に示す従来のヒートシンクでは、温度上昇したときに、その 熱を受けて熱膨張した空気が、放熱体(72)の外周に多重に形成された円形放熱フ ィン(73)に上昇を阻まれ、その周辺部のみしか上昇気流を形成できないため、自 然空冷下においては冷却能力が極度に低下する。

【０００８】 そこで、外周部に放熱フィンを有する放熱体を立設した形態のヒートシンクで は、例えば、〔図１１〕に示すように、外周に複数の放熱フィン(82a) を傾斜さ せて平行に形成せしめた筒状放熱部材(82)を、有底筒状の支持部材(81)に外嵌し てなる構成とし、放熱フィン(82a) 間で熱膨張した空気の上昇を促進させ、自然 空冷下における冷却能力を高めるもの（実開平2-106836号公報）や、〔図１２〕 に示すように、伝熱基板(91)に支持された複数の伝熱支柱(92)の間に、中央気流 通路(94)に向かって上がり傾斜面を有する円環状の放熱フィン(93)を連設してな る構成とすることで、温度上昇したときに放熱フィン(93)の外周部から内方に流 れ込んで中央気流通路(94)内から上昇する上昇気流を形成させて、自然空冷下に おける冷却能力を高めるもの（実開平3-30439 号公報）等が提案されている。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、これら提案（実開平2-106836号，実開平3-30439 号）に係る従 来のヒートシンクは、その形状が複雑で、構成する部材を生産性の高い押出成形 法や圧延法等により製造できず、経済性に劣るという問題点を内在している。 一方、〔図８〕および〔図９〕に示す従来のヒートシンクにおいては、自然空 冷下における冷却能力を高める観点よりなされた改善提案は見られず、これらは 動力消費を伴う強制気流下で用いない限り、所定の伝熱性能を発揮させて冷却能 力を高く維持させることができないのが現状である。

【００１０】 また、強制気流下においては、〔図９〕に示した従来のヒートシンクように、 伝熱板上に多数のピン状の放熱フィンを立設してなるものが、その放熱フィンを 微細化することで放熱面積を容易に増大させることができ、冷却能力を高めるに 有利である。しかし、ピン状の放熱フィンを等間隔に立設してなる従来のヒート シンクにおいて、その冷却能力を高めるために放熱面積を増大させるには、放熱 フィンを微細化すると共に、相互間の間隔ピッチを小さくすることが必要であり 、そのため放熱フィン間を流れる気体の圧力損失が高くなり、所定の伝熱性能を 発揮させるには、冷却用の気流（例えば空気流）を作るフアン等に大きな動力が 必要となるという問題が派生している。

【００１１】 本考案は上記従来技術の問題点を解消すべくなされたもので、その第１の目的 は、放熱フィン表面の熱を効率良く移動させる気流を放熱フィン周りに形成でき て冷却能力に優れ、しかも構成する部材を生産性の高い押出成形法や圧延法等に より得られて経済性に優れる半導体パッケージ用のヒートシンクを提供すること にあり、更には、自然空冷下における冷却能力に優れ、動力消費を伴う強制気流 を不要とすることができる半導体パッケージ用のヒートシンクおよび、多数のピ ン状の放熱フィンを設けてなる構成としてなお、強制空冷下における冷却能力に より優れ、かつ強制気流の圧力損失を低く抑えて消費動力の低減が図れる半導体 パッケージ用のヒートシンクを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために、本考案は以下の構成とされている。 すなわち、第１の考案に係る半導体パッケージ用のヒートシンクは、平板状の 伝熱板の上面に複数の板状の放熱フィンを設けてなり、半導体パッケージ上に取 り付けられて内部の半導体素子から発生する熱を放散させる半導体パッケージ用 のヒートシンクにおいて、放熱フィンが、渦巻状曲率をもつ横断面形状の曲げ翼 状に成形されると共に、伝熱板の中心に向かう渦巻線上に沿って放射状に配列さ れ、かつ中心部において合流することなく互に間隔を隔てて立設されてなること を特徴とする。

【００１３】 また、第２の考案に係る半導体パッケージ用のヒートシンクは、平板状の伝熱 板の上面に多数のピン状の放熱フィンを設けてなり、半導体パッケージ上に取り 付けられて内部の半導体素子から発生する熱を放散させる半導体パッケージ用の ヒートシンクにおいて、放熱フィンが、互いに等間隔で群れてなる複数のブロッ クに区分して配列される一方、各ブロック間ではブロック内より大きな間隔を隔 てて配列されて、各ブロック間に伝熱板の中心部に向けて渦巻状をなす放射状の 気体流路を形成せしめて立設されてなることを特徴とする。

【００１４】 また、第３の考案に係る半導体パッケージ用のヒートシンクは、平板状の伝熱 板の上面に、外周に板状の放熱フィンを形成した円柱状ないしは円筒状の放熱体 を立設してなり、半導体パッケージ上に取り付けられて内部の半導体素子から発 生する熱を放散させる半導体パッケージ用のヒートシンクにおいて、放熱フィン が、放熱体の外周に螺旋状をなして１体に形成されてなることを特徴とする。

【００１５】 また、第４の考案に係る半導体パッケージ用のヒートシンクは、平板状の伝熱 板の上面に多数のピン状の放熱フィンを設けてなり、半導体パッケージ上に取り 付けられて内部の半導体素子から発生する熱を放散させる半導体パッケージ用の ヒートシンクにおいて、放熱フィンが、互いに等間隔で群れてなる複数のブロッ クに区分して配列される一方、各ブロック間ではブロック内より大きな間隔を隔 てて配列されて、各ブロック間に伝熱板の一側方から他側方に向けて連なる複数 の気体流路を形成せしめて立設されてなることを特徴とする。

【００１６】

【作用】

第１の考案のヒートシンクでは、渦巻状曲率をもつ曲げ翼状に成形された放熱 フィンを、伝熱板の中心に向かう渦巻線上に沿って放射状に配列し、かつ中心部 において合流させることなく互に間隔を隔てて立設しているので、接続された半 導体パッケージからの熱で温度上昇して上部に上昇気流を形成する際に、外周方 向から吸い込まれる気流を、渦巻線上に沿って放射状に配列された放熱フィン間 を経て中央部に向けて螺旋状に導き、その中央部で渦を生じさせて中心部におけ る上昇気流を促進・強化することができ、これにより各放熱フィン表面からの熱 移動を高めて、自然空冷下における冷却能力を向上させることができる。 一方、伝熱板は通常の圧延によって、また放熱フィンは通常の押出ないしは型 ロールを用いる圧延によって容易に得らるれので、すなわちその構成部材それぞ れは生産性の高い圧延法および押出法により得られるので、その製造コストを低 く抑えて経済性を高めることができる。

【００１７】 第２の考案のヒートシンクでは、ピン状の放熱フィンを複数のブロックに区分 して配列し、かつ、各ブロック間に伝熱板の中心部に向けて渦巻状をなす放射状 の気体流路を形成させているで、接続された半導体パッケージからの熱で温度上 昇して上部に上昇気流を形成する際に、外周方向から吸い込まれる気流を、各ブ ロック間に形成した渦巻状の気体流路内を経て中央部に向けて螺旋状に導き、そ の中央部で渦を生じさせて中心部における上昇気流を促進・強化することができ る。また、ブロック間の気体流路内を経て中心部に向かう気流は、各ブロック内 の放熱フィン間の気体を吸引して中心方向に移動させるので、これにより各放熱 フィン表面からの熱移動を高めて、自然空冷下における冷却能力を向上させるこ とができる。 一方、その構成部材である伝熱板および放熱フィンは、生産性の高い通常の圧 延および伸線によって容易に得られるので、その製造コストを低く抑えて経済性 を高めることができる。

【００１８】 第３の考案のヒートシンクでは、伝熱板の上面に立設する円柱状ないしは円筒 状の放熱体の外周に、板状の放熱フィンを螺旋状をなして１体に形成させている ので、接続された半導体パッケージからの熱で温度上昇した際に、螺旋状をなす 放熱フィンに接して熱膨張した空気を、その放熱フィン表面に沿わせ螺旋状に上 昇させることができ、これにより放熱フィン表面からの熱移動を高めて、自然空 冷下における冷却能力を向上させることができる。 一方、伝熱板は通常の圧延によって、また外周に螺旋状の放熱フィンを１体に 形成した放熱体はツイスト押出によって容易に得られるので、すなわちその構成 部材それぞれは生産性の高い圧延法および押出法により得られるので、その製造 コストを低く抑えて経済性を高めることができる。

【００１９】 第４の考案のヒートシンクでは、ピン状の放熱フィンを複数のブロックに区分 して配列し、かつ、各ブロック間に伝熱板の一側方から他側方に向けて連なる複 数の気体流路を形成させているで、その一側方から強制的に送られてくる冷却用 の気流を、各ブロック間に形成した気体流路内を経て他側方に向けて通り抜けさ せ、すなわち放熱フィンが等間隔で群れてなる各ブロック内よりも流路抵抗の低 い気体流路内を、圧力損失の少ない状態で通り抜けさせることができる。また、 その気体流路内を通り抜ける気流の流速が増加するので、放熱フィンとの熱交換 によって温度上昇しても、全ての放熱フィンを等間隔に立設した従来のものに比 べて温度上昇の度合いが小さく、よって放熱フィンと冷却用気体との温度差が大 きくなって熱移動が促進される。また、その気体流路内を増速されて通り抜ける 気流は、各ブロック内の放熱フィン間の気体を吸引して他側方に向けて移動させ るので、これにより各放熱フィン表面からの熱移動を高めて、強制気流下におけ る冷却能力を向上させることができる。 一方、その構成部材である伝熱板および放熱フィンは、生産性の高い通常の圧 延および伸線によって容易に得られるので、その製造コストを低く抑えて経済性 を高めることができる。

【００２０】

【実施例】

本考案に係る半導体パッケージ用のヒートシンクの実施例を、以下に図面を参 照して説明する。

【００２１】 〔図１〕は、本考案の第１実施例のヒートシンクを示す図面であって、 (a)図 は上面図、 (b)図は自然空冷下での冷却作用を説明するための斜視図である。

【００２２】 〔図１〕において、(1) は伝熱板であって、この伝熱板(1) は、高熱伝導性の アルミニウム合金材からなる圧延板を方形に切断してなり、接続されるべき半導 体パッケージの上面形状よりやや小さな外郭形状を有する平板状のものである。

【００２３】 (2) は放熱フィンであって、この放熱フィン(2) は、伝熱板(1) と同種のアル ミニウム合金からなる異形断面形状の押出成形材を一定寸法に切断してなり、そ の横断面形状が伝熱板(1) の外周部から中心に向かう渦巻線の１部をなす曲率を もち、かつ縦断面形状が平板状となる曲げ翼状に成形されたもので、それぞれが 伝熱板(1) の中心に向かう渦巻線上に沿って放射状に、かつ、中心部において合 流・接触することなく互に間隔を隔てて配列されると共に、高熱伝導性の接着剤 によって伝熱板(1) の上面に接着されている。

【００２４】 本実施例のヒートシンクは上記構成のもとで、高熱伝導性のろう材や接着剤な どによって半導体パッケージ上に接続される。 そして、半導体パッケージ内部の半導体素子から発生する熱を受けて温度上昇 すると、その上部に上昇気流が形成されるのであるが、本実施例のヒートシンク では、 (b)図に示すように、上昇気流の形成に伴って外周方向から吸い込まれる 気流を、渦巻線上に沿って放射状に配列された放熱フィン(2) 間を経て中央部に 向けて螺旋状に導き、その中央部において渦を生じさせて中心部における上昇流 を促進・強化することができる。また、中心部における上昇流を促進・強化させ ることで、各放熱フィン(2) 間を流れる気流の速度を増大させることができるの で、各放熱フィン(2) 表面からの熱移動を高めて、自然空冷下における冷却能力 を大幅に向上させることができる。

【００２５】 また、その構成部材としての伝熱板および放熱フィンは、それぞれ生産性の高 い圧延法および押出法によって容易に得られるので、その製造コストを低く抑え て経済性を高めることができる。なお、本実施例では、放熱フィンを押出により 製作したが、これは型ロールを用いた圧延によっても同様に高い生産性のもとで 製作することができる。更にまた、ダイカスト法によって伝熱板と放熱フィンと を一体成形することもできる。

【００２６】 次いで、本考案の第２実施例を説明する。〔図２〕は、本考案の第２実施例の ヒートシンクを示す上面図である。

【００２７】 〔図２〕において、(11)は伝熱板であって、この伝熱板(11)は、熱伝導性の高 い銅材からなる圧延板を方形に切断してなり、接続されるべき半導体パッケージ の上面形状よりもやや小さな外郭形状を有する平板状のものである。

【００２８】 (12)は放熱フィンであって、この放熱フィン(12)は、伝熱板(11)と同種の銅材 からなる伸線材を一定寸法に切断してなる棒状体、つまりピン状のもので、互い に等間隔で群れてなる複数のブロックに区分して配列されると共に、それぞれ熱 伝導性の優れた半田によって伝熱板(11)の上面に接着されている。 また、この放熱フィン(12)の群れからなる各ブロックは、相互間の間隔をブロ ック内の放熱フィン(12)間の間隔よりも大きく隔てると共に、その間隔それぞれ が、同図に示すように、伝熱板(11)の中心に向けて渦巻状をなす放射状の気体流 路(13)を形成するように、伝熱板(11)の中心に向かう渦巻線上に沿う形の変形外 郭形状でもって区分されている。

【００２９】 本実施例のヒートシンクは上記構成のもとで、第１実施例のものと同様にして 、半導体パッケージ上に接続されるのであるが、本実施例のヒートシンクでは、 接続された半導体パッケージ内部からの熱で温度上昇して上部に上昇気流を形成 する際に、上昇気流の形成に伴い外周方向から吸い込まれる気流を、放熱フィン (12)の群れからなる各ブロック間に形成された気体流路(13)を経て中央部に向け て螺旋状に導き、その中央部において渦を生じさせて中心部における上昇流を促 進・強化することができる。また、各ブロック間の気体流路(13)内を経て中心部 に向かう気流は、各ブロック内の放熱フィン(12)間に存在する空気を吸引して中 心方向に移動させるので、各放熱フィン(12)表面からの熱移動を高めて、自然空 冷下における冷却能力を大幅に向上させることができる。

【００３０】 また、その構成部材としての伝熱板および放熱フィンは、それぞれ生産性の高 い圧延法および伸線法によって容易に得られるので、その製造コストを低く抑え て経済性を高めることができる。

【００３１】 なお、本実施例では、放熱フィン(12)の群れからなる各ブロック間に形成され た気体流路(13)は、螺旋状曲率をもって伝熱板(11)の中心に連通するものとした が、この気体流路は必ずしも螺旋状曲率をもって形成されなくても良く、例えば 、〔図３〕に示すように、直線の組合せにより総体的に螺旋状をなして伝熱板の 中心部に向かう気体流路に形成されても、その中央部において渦を生じさせて中 心部における上昇流を促進・強化して、自然空冷下における冷却能力を向上させ ることができる。

【００３２】 〔図３〕は、本考案の第３実施例のヒートシンクを示す上面図である。なお、 本実施例は、放熱フィンの群れからなる各ブロック間に形成される気体流路の形 が異なる点を除いて、〔図２〕に示した第２実施例のものと基本的に同一であり 、ここでは等価な各部に同符号を付して説明を省略し、その差異点のみ要約して 説明する。

【００３３】 本実施例のヒートシンクでは、ピン状の放熱フィン(12)は各ブロック内におい て幾何学的に整列して配され、一方、各ブロック間に形成される気体流路(13') は、直線の組合せにより総体的に螺旋状をなして伝熱板(11)の中心部に連通する ものとされている。

【００３４】 このような構成を採る本実施例のヒートシンクでは、第２実施例のものと同等 の冷却能力の向上を達成できてなお、放熱フィン(12)の配列パターンの設定が容 易で、伝熱板(11)との接着・組立も容易となる。

【００３５】 なお、上記の第２および第３実施例では、ピン状の放熱フィンは半田によって 伝熱板上面に接着させたが、これは１例であって、これら放熱フィンは、螺合な いしは嵌合関係のもとで伝熱板上に植設されて良いことは言うまでもない。

【００３６】 次いで、本考案の第４実施例を説明する。〔図４〕は、本考案の第４実施例の ヒートシンクを示す斜視図である。

【００３７】 〔図４〕において、(21)は伝熱板であって、この伝熱板(21)は、第１実施例の ものと同様に、熱伝導性の高いアルミニウム合金材からなる圧延板を方形に切断 してなり、接続されるべき半導体パッケージの上面形状よりもやや小さな外郭形 状を有する平板状のものである。

【００３８】 (22)は放熱体であって、この放熱体(22)は、伝熱板(21)と同種のアルミニウム 合金材からなり、円柱状の支柱部(23)の外周に複数次螺旋回転して半径方向に張 り出す螺旋板状の放熱フィン(24)を１体に形成したものである。また、この放熱 体(22)は、ツイスト押出法によって長尺かつ１体に押出成形したものを所定の長 さに切断してなるもので、その一端を熱伝導性の優れた接着剤により伝熱板(21) の中心部上面に接着されている。

【００３９】 本実施例のヒートシンクは上記構成のもとで、第１実施例のものと同様にして 、半導体パッケージ上に接続されるのであるが、本実施例のヒートシンクでは、 接続された半導体パッケージ内部からの熱で温度上昇した際に、螺旋状をなす放 熱フィン(24)に接して熱膨張した気体を、その放熱フィン(24)表面に沿わせて螺 旋状に上昇させることができ、これにより放熱体(22)の放熱フィン(24)表面から の熱移動を高めて、自然空冷下における冷却能力を向上させることができる。

【００４０】 また、その構成部材としての伝熱板および放熱体は、それぞれ生産性の高い圧 延法および押出法によって容易に得られるので、その製造コストを低く抑えて経 済性を高めることができる。

【００４１】 なお、本実施例では、放熱体の支柱部を中実の円柱状に成形したが、この支柱 部を円筒状に成形すると共に、その下部に内外を連通する通気孔を設けることで 、その放熱面積を増大させると共に、中心部にも上昇気流を形成させて、自然空 冷下における冷却能力をより向上させることができる。また、このような構成の 放熱体もツイスト押出によって１体に成形することができる。また、これら放熱 体はろう付けによっても伝熱板に接着させることができる。

【００４２】 〔図５〕は、本考案の第５実施例のヒートシンクを示す上面図である。なお、 本実施例のヒートシンクは強制気流下で用いるものである。

【００４３】 〔図５〕において、(31)は伝熱板であって、この伝熱板(31)は、第２実施例の ものと同様に、熱伝導性の高い銅材からなる圧延板を方形に切断してなり、接続 されるべき半導体パッケージの上面形状よりもやや小さな外郭形状を有する平板 状のものである。

【００４４】 (32)は放熱フィンであって、この放熱フィン(32)は、伝熱板(31)と同種の銅材 からなる極細の伸線材を一定寸法に切断してなる棒状体、つまりピン状のもので 、互いに等間隔で群れてなる複数のブロックに区分して配列されると共に、それ ぞれ熱伝導性の優れた半田によって伝熱板(31)の上面に接着されている。また、 この放熱フィン(32)の群れからなる各ブロックは、相互間の間隔をブロック内の 放熱フィン(32)間の間隔よりも大きく隔てると共に、その間隔それぞれが、同図 に示すように、伝熱板(31)の一側方から他側方に向けて連なり、かつ互いに平行 な複数の気体流路(33)を形成するように、伝熱板(31)の一側方から他側方にわた る帯状の外郭形状でもって区分されている。

【００４５】 本実施例のヒートシンクは上記構成のもとで、第１実施例のものと同様にして 、半導体パッケージ上に接続される。そして、同図中に矢印で示す方向から冷却 用の強制気流（本実施例では強制空気流）が送られ、その強制気流との熱交換に よって半導体パッケージからの熱を放散させて冷却するのであるが、本実施例の ヒートシンクでは、その強制気流を、各ブロック間に形成した気体流路(33)内を 経て他側方に向けて通り抜けさせ、すなわち放熱フィン(32)が等間隔で帯状に群 れてなる各ブロック内よりも流路抵抗の低い気体流路(33)内を、圧力損失の少な い状態で通り抜けさせることができる。また、その気体流路(33)内を通り抜ける 気流の流速が増加するので、放熱フィン(32)と熱交換しても通過した冷却用気体 の温度上昇の度合いが小さくなる。従って放熱フィン(32)と冷却用気体との温度 差が大きくなって熱移動が促進され、また、その気体流路(33)内を増速されて通 り抜ける気流は、帯状の各ブロック内の放熱フィン(32)間に存在する気体を吸引 して他側方に向けて移動させるので、各放熱フィン(32)表面からの熱移動を高め て、強制気流下における冷却能力を向上させることができる。

【００４６】 また、その構成部材としての伝熱板および放熱フィンは、それぞれ生産性の高 い圧延法および伸線法によって容易に得られるので、その製造コストを低く抑え て経済性を高めることができる。

【００４７】 なお、本実施例では、放熱フィンが群れてなる各ブロックを伝熱板の一側方か ら他側方にわたる帯状の外郭形状のものとし、それら帯状のブロック間に、伝熱 板の一側方から他側方に向けて連なり、かつ互いに平行な気体流路を形成させた が、これは一例であって、例えば、〔図６〕および〔図７〕に示すように、放熱 フィンが等間隔で群れてなる各ブロックを矩形状の外郭形状でもって区分されて なるものとし、それらブロックを格子目状また千鳥に配することで、各ブロック 間に伝熱板の一側方から他側方に向けて連なる気体流路に形成されても良い。

【００４８】 〔図６〕は、本考案の第６実施例のヒートシンクを示す上面図である。なお、 本実施例は、放熱フィンの群れからなる各ブロックおよび各ブロック間に形成さ れる気体流路の形が異なる点を除いて、〔図５〕に示した第５実施例のものと基 本的に同一であり、ここでは等価な各部に同符号を付して説明を省略し、その差 異点のみ要約して説明する。

【００４９】 本実施例のヒートシンクでは、ピン状の放熱フィン(32)が等間隔で群れてなる 各ブロックは、同形の矩形状の外郭形状でもって区分されてなると共に、格子目 状に配され、一方、各ブロック間に形成される気体流路(33') は、格子状をなし て形成されて伝熱板(31)の90度位相の異なる一側方から他側方それぞれに向けて 連なるものとされている。

【００５０】 このような構成を採る本実施例のヒートシンクでは、第６実施例のものと同等 の冷却能力の向上を達成できてなお、その側方から送られてくる強制気流の90度 方向変更にも容易に対応することができる。

【００５１】 〔図７〕は、本考案の第７実施例のヒートシンクを示す上面図である。なお、 本実施例は、放熱フィンの群れからなる各ブロックおよび各ブロック間に形成さ れる気体流路の形が異なる点を除いて、〔図５〕に示した第５実施例のものと基 本的に同一であり、ここでは等価な各部に同符号を付して説明を省略し、その差 異点のみ要約して説明する。

【００５２】 本実施例のヒートシンクでは、ピン状の放熱フィン(32)が等間隔で群れてなる 各ブロックは、同形の矩形状の外郭形状でもって区分されてなると共に、千鳥状 に配され、一方、各ブロック間に形成される気体流路(33") は、１部蛇行する形 に形成されて、伝熱板(31)の90度位相の異なる一側方から他側方および斜め方向 の一側方から他側方それぞれに向けて連なるものとされている。

【００５３】 このような構成を採る本実施例のヒートシンクでは、第６実施例のものと同等 の冷却能力の向上を達成できてなお、その側方から送られてくる強制気流の方向 変更に対して全方向的に対応することができる。

【００５４】 なお、以上に述べた第２、第３および第５〜第７実施例のヒートシンクでは、 放熱フィンを真円形の断面をもつ棒状ピンからなるものとしたが、これは一例で あって、本考案に係るヒートシンクでは、その製造が容易なものであれば、楕円 形、方形、長方形および多角形の断面をもつ棒状ピン、または、コルゲート状の ピンからなるもとされても良いことは言うまでもない。

【００５５】

【考案の効果】

以上に述べたように、本考案に係る半導体パッケージ用のヒートシンクは、放 熱フィン表面の熱を効率良く移動させる気流を放熱フィン周りに形成できて冷却 能力に優れ、半導体パッケージ内部の半導体素子から発生する熱を効率良く放散 させて冷却することができ、しかも構成する部材を生産性の高い圧延、伸線およ び押出成形法等により得られ、その製造コストを低く抑えて経済性を高めること ができる。また、自然空冷下における冷却能力に優れて動力消費を伴う強制気流 が不要なものとすることができ、更にまた、多数のピン状の放熱フィンを立設し てなる構成としてなお、強制気流下における冷却能力により優れ、かつその強制 気流の圧力損失を低く抑えて消費動力の低減が図れるものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例のヒートシンクを示す図面
であって、 (a)図は上面図、(b)図は自然空冷下におけ
る冷却作用を説明するための斜視図である。

【図２】本考案の第２実施例のヒートシンクを示す上面
図である。

【図３】本考案の第３実施例のヒートシンクを示す上面
図である。

【図４】本考案の第４実施例のヒートシンクを示す斜視
図である。

【図５】本考案の第５実施例のヒートシンクを示す上面
図である。

【図６】本考案の第６実施例のヒートシンクを示す上面
図である。

【図７】本考案の第７実施例のヒートシンクを示す上面
図である。

【図８】従来のヒートシンクの代表的１例の説明図であ
る。

【図９】従来のヒートシンクの別の代表的１例の説明図
である。

【図１０】従来のヒートシンクのまた別の代表的１例の
説明図である。

【図１１】従来の自然空冷式のヒートシンクの１例を示
す部分断面正面図である。

【図１２】従来の自然空冷式のヒートシンクの別の１例
を示す斜視図である。

【符号の説明】

(1) --伝熱板、(2) --放熱フィン。

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 平板状の伝熱板の上面に複数の板状の放
   熱フィンを設けてなり、半導体パッケージ上に取り付け
   られて内部の半導体素子から発生する熱を放散させる半
   導体パッケージ用のヒートシンクにおいて、放熱フィン
   が、渦巻状曲率をもつ横断面形状の曲げ翼状に成形され
   ると共に、伝熱板の中心に向かう渦巻線上に沿って放射
   状に配列され、かつ中心部において合流することなく互
   に間隔を隔てて立設されてなることを特徴とする半導体
   パッケージ用のヒートシンク。
2. 【請求項２】 平板状の伝熱板の上面に多数のピン状の
   放熱フィンを設けてなり、半導体パッケージ上に取り付
   けられて内部の半導体素子から発生する熱を放散させる
   半導体パッケージ用のヒートシンクにおいて、放熱フィ
   ンが、互いに等間隔で群れてなる複数のブロックに区分
   して配列される一方、各ブロック間ではブロック内より
   大きな間隔を隔てて配列されて、各ブロック間に伝熱板
   の中心部に向けて渦巻状をなす放射状の気体流路を形成
   せしめて立設されてなることを特徴とする半導体パッケ
   ージ用のヒートシンク。
3. 【請求項３】 平板状の伝熱板の上面に、外周に板状の
   放熱フィンを形成した円柱状ないしは円筒状の放熱体を
   立設してなり、半導体パッケージ上に取り付けられて内
   部の半導体素子から発生する熱を放散させる半導体パッ
   ケージ用のヒートシンクにおいて、放熱フィンが、放熱
   体の外周に螺旋状をなして１体に形成されてなることを
   特徴とする半導体パッケージ用のヒートシンク。
4. 【請求項４】 平板状の伝熱板の上面に多数のピン状の
   放熱フィンを設けてなり、半導体パッケージ上に取り付
   けられて内部の半導体素子から発生する熱を放散させる
   半導体パッケージ用のヒートシンクにおいて、放熱フィ
   ンが、互いに等間隔で群れてなる複数のブロックに区分
   して配列される一方、各ブロック間ではブロック内より
   大きな間隔を隔てて配列されて、各ブロック間に伝熱板
   の一側方から他側方に向けて連なる複数の気体流路を形
   成せしめて立設されてなることを特徴とする半導体パッ
   ケージ用のヒートシンク。