JPH06828Y2 - 半導体用ヒートパイプ放熱器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、半導体用ヒートパイプ放熱器に関するもので
ある。

（従来技術及びその問題点） 一般に半導体用ヒートパイプ放熱器は第１図に示すよう
に、並列状に複数本配置され図中右側端部が閉じたヒー
トパイプ１の図中左側の開放端部が、半導体素子５（例
えばサイリスタ）が装着されるベースプレート２に形成
された複数の穴３にそれぞれ嵌挿され、ベースプレート
２から突出しているヒートパイプ１の部分にヒートパイ
プ１と交差する多数の放熱フィン４が取付けられた構造
をしている。６は半導体素子５に通電するための電極で
ある。ヒートパイプ１は放熱フィン４のバーリング加工
された孔（図示せず）に通されている。半導体素子５は
第１図のＩＩ矢視図である第２図に示すように、上記構
造の２つの放熱器１０がベースプレート２の円形の載置
面２ａが向かい合うように配置され、載置面２ａで挾持
されている。このような放熱器１０では、ベースプレー
ト２に伝わった半導体素子５の熱によりヒートパイプ１
内の作動液（例えば水）が穴３内で蒸発し放熱フィン４
の部分で冷却されて液状となることによって、半導体素
子５の放熱が行なわれる。

ところで従来の半導体用ヒートパイプ放熱器１０では、
一般にヒートパイプ１やベースプレート２が銅（Ｃｕ）
で形成されているため、重く、輸送機器等に用いるには
好ましくなかった。また穴３を銅製のベースプレート２
にきりもみ加工で形成していたので、加工作業が面倒で
あり、内面の平滑なものが得にくかった。またベースプ
レート２をアルミニウムで形成することもできるが、そ
の場合には銅性のヒートパイプ１との接合が困難であっ
た。通常その接合はヒートパイプ１と穴３との間の隙間
にはんだを流し込んで行なうが、はんだは流動性が悪い
ため穴３内面に完全に流し込むことが困難であり、この
ため熱伝導効率が悪くなって放熱機能が不十分となる恐
れがあった。

（考案の目的） 本考案は、重量が軽く、ベースプレートの穴加工が容易
であり、ヒートパイプとベースプレートとの間の熱伝導
効率が良好な半導体用ヒートパイプ放熱器を提供するこ
とを目的とする。

（考案の構成） 本考案は、並列状に複数本配置され同じ側の端部が閉じ
たヒートパイプの他の側の開放端部を、半導体素子が装
着されるベースプレートに形成された複数の穴にそれぞ
れ嵌挿し、ベースプレートから突出しているヒートパイ
プの部分にヒートパイプと交差する多数の放熱フィンを
取付けた半導体用ヒートパイプ放熱器において、ベース
プレート、ヒートパイプ、及び放熱フィンをアルミニウ
ムで形成し、ベースプレートの上記穴を、押し出し加工
で形成した貫通孔の一端を溶接又はろう付けで塞いだ構
造とし、ヒートパイプを上記穴の出口の周縁に溶接又は
ろう付けしてベースプレートに取付けたことを特徴とす
る半導体用ヒートパイプ放熱器である。

（実施例） 第１図において、本考案の半導体用ヒートパイプ放熱器
２０は従来一般のものとその基本的構造、即ちヒートパ
イプ１、ベースプレート２、放熱フィン４等からなるこ
と、及び作動は同様であるが、以下の点が異なる。

ヒートパイプ１、ベースプレート２、及び放熱フィン４
はアルミニウム製であり、ヒートパイプ１はその開放端
部が穴３内に少しだけ嵌挿された状態（即ち開放端部が
第１図中３０に示す位置にある状態）でベースプレート
２に取付けられている。

ベースプレート２の穴３は次のように形成されている。
即ちまず第３図に示すように押出し加工により貫通孔２
１が形成される。ベースプレート２はアルミニウム（Ａ
ｌ）製であるため押出し加工は容易に行なわれる。第４
図は第３図のＩＶ矢視図である。次に第５図に示すよう
に、貫通孔２１のヒートパイプ１の嵌挿される側とは反
対側（図中手前側）の端部に別部材１２が挿入され、プ
ラグ溶接される。アルミニウムは溶接が容易であり、プ
ラグ溶接も容易に行なわれる。これにより貫通孔２１の
端部は第６図に示すように塞がれ、穴３が形成される。
第７図は第６図のＶＩＩ矢視図である。このように穴３
は、ベースプレート２がアルミニウム製であるために容
易に形成される。しかも貫通孔２１は押出し加工により
形成されるので、貫通孔２１内面即ち穴３内面は平滑な
面となっている。

ヒートパイプ１はベースプレート２に次のように取付け
られている。即ち第８図に示すように、ヒートパイプ１
の開放端部を穴３内に少しだけ嵌挿させた状態で、穴３
の出口３ａの周縁とヒートパイプ１の周面とが図中Ａで
示すようにすみ肉溶接されている。穴３内面は平滑な面
となっているので、ヒートパイプ１の周面は穴３内面に
密接し、ヒートパイプ１とベースプレート２は共にアル
ミニウム製であるので、両者はすみ肉溶接により容易且
つ堅固に固定される。従ってヒートパイプ１はその開放
端部が穴３内に少しだけ嵌挿された状態であってもベー
スプレート２に堅固に固定され、またベースプレート２
からヒートパイプ１への熱伝導効率は向上する。

（考案の効果） 以上のように本考案の半導体用ヒートパイプ放熱器２０
によれば、ヒートパイプ１、ベースプレート２、及び放
熱フィン４をアルミニウム製としたので、これらの少な
くとも１つを銅製としていた従来例に比して重量を軽く
できる。従って輸送機器等に用いるのに適した半導体用
ヒートパイプ放熱器を得ることができる。

またベースプレート２がアルミニウム製であるため、押
出し加工を容易に施すことができ、ベースプレート２の
穴３を、押出し加工して形成した貫通孔２１の一端を別
部材１２をプラグ溶接して塞いだ構造としたので、穴３
を容易に形成できるとともに、穴３内面を平滑にでき、
ヒートパイプ１の周面を穴３内面に密接させることがで
きる。しかもベースプレート２とヒートパイプ１がアル
ミニウム製であるため、両者とも容易に溶接することが
でき、ヒートパイプ１を穴３の出口３ａの周縁にすみ肉
溶接してベースプレート２に取付けたので、ヒートパイ
プ１をベースプレート２に確実に固定することができ
る。従ってベースプレート２の穴３を容易に形成するこ
とができるとともに、ベースプレート２からヒートパイ
プ１への熱伝導効率を向上させることができる。またヒ
ートパイプ１をその開放端部が穴３内に少しだけ嵌挿さ
れた状態でもベースプレート２に堅固に固定することが
でき、ヒートパイプ１の材料を節約でき、ヒートパイプ
１、ひいては放熱器２０をより軽量とすることができ
る。

（別の実施例） 貫通孔２１の端部を塞ぐのは、別部材１２を用いること
なく、端部周縁部を内側につぶすようにして行なっても
よい。また第９図に示すように、ブレージングシート１
２ａをろう付けして行なってもよい。

また第１１図に示すように、穴３を横断して結ぶ穴３ｂ
を形成してもよい。第１０図はその形成過程を示す平面
図である。穴３となる貫通孔２１を押出し加工により形
成した後、穴３ｂとなる穴２２をベースプレート２の一
側面側から反対側にある貫通孔２１まで連通するように
きりもみ加工により形成し、貫通孔２１の端部及び穴２
２の開口端部を塞ぐ。これによればヒートパイプ１内の
作動液は穴３ｂ内を通って各穴３内を行き来するように
なるため、半導体素子５から伝わってきた熱は穴３ｂか
らも作動液に伝わることとなり、半導体素子５の放熱効
率が向上する。

またヒートパイプ１はベースプレート２にろう付けして
固定してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案及び従来一般の半導体用ヒートパイプ放
熱器を示す平面図、第２図は第１図のＩＩ矢視図、第３
図ないし第７図はベースプレートの形成過程を示す図、
第８図はヒートパイプのベースプレートへの取付部分を
示す断面図、第９図はベースプレートの別の実施例を示
す断面図、第１０図及び第１１図はベースプレートの更
に別の実施例を示す平面図である。１…ヒートパイプ、
２…ベースプレート、３、３ｂ…穴、４…放熱フィン、
５…半導体素子、２１…貫通孔

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】並列状に複数本配置され同じ側の端部が閉
   じたヒートパイプの他の側の開放端部を、半導体素子が
   装着されるベースプレートに形成された複数の穴にそれ
   ぞれ嵌挿し、ベースプレートから突出しているヒートパ
   イプの部分にヒートパイプと交差する多数の放熱フィン
   を取付けた半導体用ヒートパイプ放熱器において、ベー
   スプレート、ヒートパイプ、及び放熱フィンをアルミニ
   ウムで形成し、ベースプレートの上記穴を、押し出し加
   工で形成した貫通孔の一端を溶接又はろう付けで塞いだ
   構造とし、ヒートパイプを上記穴の出口の周縁に溶接又
   はろう付けしてベースプレートに取付けたことを特徴と
   する半導体用ヒートパイプ放熱器。