JPH07202461A - ヒートシンク - Google Patents
ヒートシンクInfo
- Publication number
- JPH07202461A JPH07202461A JP33399093A JP33399093A JPH07202461A JP H07202461 A JPH07202461 A JP H07202461A JP 33399093 A JP33399093 A JP 33399093A JP 33399093 A JP33399093 A JP 33399093A JP H07202461 A JPH07202461 A JP H07202461A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat sink
- fins
- stirring
- disposed
- fan
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 フィン２はベース１上にプレートが縦に多数
配列された形状をしている。さらに、フィン２の上面に
設置された攪拌ファンは回転軸５とそれにつけたファン
６より構成され、任意の２つのフィンに設けられた軸受
により支持される。すべてのフィン隙間の回転軸の円周
上に一個または複数個のファンが設置されており、攪拌
ファンはヒートシンク側面に設置したモータ７で回転さ
せることによりファン６がフィン隙間を通過する構造と
なっている。 【効果】 フィン２の隙間をファン６が通過するため、
フィンの隙間が小さくなっても空気の圧力降下が起きな
いため流速が下がることがなくなり、ヒートシンクの放
熱性能を上げることができる。
配列された形状をしている。さらに、フィン２の上面に
設置された攪拌ファンは回転軸５とそれにつけたファン
６より構成され、任意の２つのフィンに設けられた軸受
により支持される。すべてのフィン隙間の回転軸の円周
上に一個または複数個のファンが設置されており、攪拌
ファンはヒートシンク側面に設置したモータ７で回転さ
せることによりファン６がフィン隙間を通過する構造と
なっている。 【効果】 フィン２の隙間をファン６が通過するため、
フィンの隙間が小さくなっても空気の圧力降下が起きな
いため流速が下がることがなくなり、ヒートシンクの放
熱性能を上げることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＩＣチップやＬＳＩチッ
プなどを搭載する半導体パッケージ等に用いるヒートシ
ンクに関するものである。
プなどを搭載する半導体パッケージ等に用いるヒートシ
ンクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近の高度な半導体素子は、ゲート当り
のスピード・電力積が逐次減少していると共に、微細加
工技術の発達により、ゲート当りの占有面積も次第に減
少している。このため、半導体チップは高速化ならびに
高集積化される傾向にある。一方、半導体チップを搭載
するパッケージも、半導体チップのボンディング技術の
導入などにより高度な実装技術が必要な領域へと発展し
てきている。これに伴い、近年のコンピュータなどにお
いては、処理性能や信頼性の向上などのためにＬＳＩ化
された半導体素子や高密度で且つ小型化されたＬＳＩチ
ップ搭載用の各種半導体パッケージが次第に取り入れら
れるようになってきた。
のスピード・電力積が逐次減少していると共に、微細加
工技術の発達により、ゲート当りの占有面積も次第に減
少している。このため、半導体チップは高速化ならびに
高集積化される傾向にある。一方、半導体チップを搭載
するパッケージも、半導体チップのボンディング技術の
導入などにより高度な実装技術が必要な領域へと発展し
てきている。これに伴い、近年のコンピュータなどにお
いては、処理性能や信頼性の向上などのためにＬＳＩ化
された半導体素子や高密度で且つ小型化されたＬＳＩチ
ップ搭載用の各種半導体パッケージが次第に取り入れら
れるようになってきた。
【０００３】ところで、このように素子の集積度が非常
に大きくなると、半導体チップの消費電力も増大するこ
とになる。そのため、消費電力の大きなＬＳＩチップは
プラスチックに比べ熱伝導率の大きいセラミックなどの
パッケージに搭載し、さらにボードのみによる放熱では
当然ＬＳＩチップの冷却に対して限界がある。
に大きくなると、半導体チップの消費電力も増大するこ
とになる。そのため、消費電力の大きなＬＳＩチップは
プラスチックに比べ熱伝導率の大きいセラミックなどの
パッケージに搭載し、さらにボードのみによる放熱では
当然ＬＳＩチップの冷却に対して限界がある。
【０００４】そこで、前述の高速でかつ高集積化された
ＬＳＩチップを搭載する従来の半導体パッケージにおい
ては、ＬＳＩチップからの放熱に対し冷却の観点から、
放熱効率の高いアルミニウムや銅の材料からなるヒート
シンクを、半導体パッケージの上面に、熱伝導性の優れ
た半田や接着剤により一体的に固着させ放熱させるよう
にしている。
ＬＳＩチップを搭載する従来の半導体パッケージにおい
ては、ＬＳＩチップからの放熱に対し冷却の観点から、
放熱効率の高いアルミニウムや銅の材料からなるヒート
シンクを、半導体パッケージの上面に、熱伝導性の優れ
た半田や接着剤により一体的に固着させ放熱させるよう
にしている。
【０００５】図３は従来の半導体用ヒートシンクの一例
の斜視図である。図において、１はベースで、この上に
プレート状のフィン２が縦に複数個配列されている構造
をとる。ベース１およびフィン２はいずれもアルミニウ
ム、銅などの熱伝導性の良い材料で構成されている。現
在、このような構造の半導体装置用ヒートシンクが製作
されており、自然空冷またはコンピュータ等の装置の内
部に取り付けられた空冷ファンにより冷却される。
の斜視図である。図において、１はベースで、この上に
プレート状のフィン２が縦に複数個配列されている構造
をとる。ベース１およびフィン２はいずれもアルミニウ
ム、銅などの熱伝導性の良い材料で構成されている。現
在、このような構造の半導体装置用ヒートシンクが製作
されており、自然空冷またはコンピュータ等の装置の内
部に取り付けられた空冷ファンにより冷却される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような構造のヒートシンクでは、ヒートシンクの放熱効
率があまりよくなく、十分な冷却効果が得られないとい
う欠点を有していた。これにより、チップそのものの温
度が上昇し動作速度が低下するなどの問題が生ずる。ま
た放熱効率はＬＳＩチップに限らず、一般に高温でしか
も比較的小さな領域を冷却するとき問題となることであ
る。
ような構造のヒートシンクでは、ヒートシンクの放熱効
率があまりよくなく、十分な冷却効果が得られないとい
う欠点を有していた。これにより、チップそのものの温
度が上昇し動作速度が低下するなどの問題が生ずる。ま
た放熱効率はＬＳＩチップに限らず、一般に高温でしか
も比較的小さな領域を冷却するとき問題となることであ
る。
【０００７】本発明の目的は、発熱量の大きな高集積化
ＬＳＩチップを搭載したパッケージなどの上に設置して
も、その冷却対象物の温度上昇を抑制し、放熱効果が十
分大きいヒートシンクを提供することにある。
ＬＳＩチップを搭載したパッケージなどの上に設置して
も、その冷却対象物の温度上昇を抑制し、放熱効果が十
分大きいヒートシンクを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のヒートシンク
は、ベースプレートに多数のフィンを設けたヒートシン
クにおいて、任意の二つのフィンに軸受けを設け、フィ
ンとフィンを結ぶ方向に回転軸を有し、この回転軸を前
記軸受けで支持し、フィンとフィンの隙間に位置するよ
うに攪拌ファンを回転軸に設け、回転機構で回転軸を回
転させて冷却することを特徴とする。
は、ベースプレートに多数のフィンを設けたヒートシン
クにおいて、任意の二つのフィンに軸受けを設け、フィ
ンとフィンを結ぶ方向に回転軸を有し、この回転軸を前
記軸受けで支持し、フィンとフィンの隙間に位置するよ
うに攪拌ファンを回転軸に設け、回転機構で回転軸を回
転させて冷却することを特徴とする。
【０００９】
【作用】超ＬＳＩのように素子の集積度が高くなると、
半導体チップの消費電力が増大し、そのため、消費電力
の大きなＬＳＩチップはＬＳＩチップからの放熱に対す
る冷却の観点から、放熱効率の高いアルミニウムや銅の
材料からなるヒートシンクを、ＬＳＩチップの固着面と
対向する反対側の表面に、熱伝導性の優れた半田や接着
剤により一体的に固着させ放熱させるようにしている。
ヒートシンクの形状は様々であり、プレートフィン型、
フィン水平型、ピンフィン型などのものが用いられる。
半導体チップの消費電力が増大し、そのため、消費電力
の大きなＬＳＩチップはＬＳＩチップからの放熱に対す
る冷却の観点から、放熱効率の高いアルミニウムや銅の
材料からなるヒートシンクを、ＬＳＩチップの固着面と
対向する反対側の表面に、熱伝導性の優れた半田や接着
剤により一体的に固着させ放熱させるようにしている。
ヒートシンクの形状は様々であり、プレートフィン型、
フィン水平型、ピンフィン型などのものが用いられる。
【００１０】本発明のヒートシンクでは、プレートフィ
ンの隙間の空気は攪拌ファンによって強制的に移動させ
られるため、圧力降下による流速の低下は発生しない。
そのため、従来の半導体用ヒートシンクよりもフィン隙
間での空気の流速が大きくなり、結果として放熱効率は
飛躍的に大きくなる。
ンの隙間の空気は攪拌ファンによって強制的に移動させ
られるため、圧力降下による流速の低下は発生しない。
そのため、従来の半導体用ヒートシンクよりもフィン隙
間での空気の流速が大きくなり、結果として放熱効率は
飛躍的に大きくなる。
【００１１】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１２】図１は、半導体用ヒートシンクの一例を示
す断面図である。図において、１はプレートであり、２
はフィンでいずれも材質はアルミニウムである。プレー
ト１およびフィン２は一体成型または溶接等の熱伝導性
の高い接続方法によって接続されている。ヒートシンク
の上面には攪拌ファン３が設けられており、ヒートシン
クの上面両端のフィンに設けられた軸受４によって支持
されている。また、攪拌ファン３の構造は、回転軸５と
その周辺に設けられたファン６より構成されている。ま
た、ヒートシンクの側面にはモータ７が設置されてお
り、これによって攪拌ファン３を回転させる。
す断面図である。図において、１はプレートであり、２
はフィンでいずれも材質はアルミニウムである。プレー
ト１およびフィン２は一体成型または溶接等の熱伝導性
の高い接続方法によって接続されている。ヒートシンク
の上面には攪拌ファン３が設けられており、ヒートシン
クの上面両端のフィンに設けられた軸受４によって支持
されている。また、攪拌ファン３の構造は、回転軸５と
その周辺に設けられたファン６より構成されている。ま
た、ヒートシンクの側面にはモータ７が設置されてお
り、これによって攪拌ファン３を回転させる。
【００１３】図２は、図１のヒートシンクのＡ−Ａ断面
図である。図において、攪拌ファン３の構造は、すべて
のフィン隙間の回転軸５の円周上に４個のファン６が設
置されており、モータによって回転したときにファン６
はフィンの隙間を通過する構造となっている。このよう
な構造により、フィンの隙間の空気の圧力降下を少なく
して送ることが可能となり、結果として放熱効率が飛躍
的に向上する本発明による、半導体用ヒートシンクを搭
載したＬＳＩパッケージと、従来の構造のヒートシンク
を搭載したＬＳＩパッケージの熱抵抗を実験で比較し
た。本発明のヒートシンクを搭載したものでは、モータ
を定格電圧で回転させたときの熱抵抗は、１．８℃／Ｗ
であった。これに対して従来のヒートシンクを搭載した
ものでは、外部ファンによる空気流速が１ｍ／ｓのとき
熱抵抗は３．７℃／Ｗであった。以上より、従来のプレ
ートフィン型ヒートシンクよりも、本発明の攪拌ファン
を内蔵したヒートシンクの方が放熱効率が大きくなるこ
とがわかった。
図である。図において、攪拌ファン３の構造は、すべて
のフィン隙間の回転軸５の円周上に４個のファン６が設
置されており、モータによって回転したときにファン６
はフィンの隙間を通過する構造となっている。このよう
な構造により、フィンの隙間の空気の圧力降下を少なく
して送ることが可能となり、結果として放熱効率が飛躍
的に向上する本発明による、半導体用ヒートシンクを搭
載したＬＳＩパッケージと、従来の構造のヒートシンク
を搭載したＬＳＩパッケージの熱抵抗を実験で比較し
た。本発明のヒートシンクを搭載したものでは、モータ
を定格電圧で回転させたときの熱抵抗は、１．８℃／Ｗ
であった。これに対して従来のヒートシンクを搭載した
ものでは、外部ファンによる空気流速が１ｍ／ｓのとき
熱抵抗は３．７℃／Ｗであった。以上より、従来のプレ
ートフィン型ヒートシンクよりも、本発明の攪拌ファン
を内蔵したヒートシンクの方が放熱効率が大きくなるこ
とがわかった。
【００１４】なお、上記実施例においては、ヒートシン
ク材料としてはアルミニウムの場合の例を説明してきた
が、これに限らず熱伝導率の良い材料ならば本発明の効
果を十分に満足できることは明らかである。また、攪拌
ファンを回転させるためにモータを用いているが、これ
についても回転させる機構を持つものであればモータに
限らず任意の装置でよい。さらに、回転軸上の一つのフ
ィン隙間内でのファンの枚数についても、上記実施例で
は４枚の場合の例を説明してきたが、ファンの枚数につ
いても任意でよい。
ク材料としてはアルミニウムの場合の例を説明してきた
が、これに限らず熱伝導率の良い材料ならば本発明の効
果を十分に満足できることは明らかである。また、攪拌
ファンを回転させるためにモータを用いているが、これ
についても回転させる機構を持つものであればモータに
限らず任意の装置でよい。さらに、回転軸上の一つのフ
ィン隙間内でのファンの枚数についても、上記実施例で
は４枚の場合の例を説明してきたが、ファンの枚数につ
いても任意でよい。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
放熱効率の大きなヒートシンクを提供することが可能で
あるため、高速・高密度のチップを搭載した半導体素子
が実現できる。なお本発明のヒートシンクは別にチップ
用に限らず、一般に、高い温度になる比較的小面積の領
域を冷却するのに有効である。
放熱効率の大きなヒートシンクを提供することが可能で
あるため、高速・高密度のチップを搭載した半導体素子
が実現できる。なお本発明のヒートシンクは別にチップ
用に限らず、一般に、高い温度になる比較的小面積の領
域を冷却するのに有効である。
【図１】本発明のヒートシンクの一例を示す断面図であ
る。
る。
【図２】図１の本発明のヒートシンクのＡ−Ａ断面図で
ある。
ある。
【図３】従来の半導体用ヒートシンクの一例の斜視図で
ある。
ある。
１ ベース ２ フィン ３ 攪拌ファン ４ 軸受 ５ 回転軸 ６ ファン ７ モータ
Claims (1)
- 【請求項１】 ベースプレートに多数のフィンを設けた
ヒートシンクにおいて、任意の二つのフィンに軸受けを
設け、フィンとフィンを結ぶ方向に回転軸を有し、この
回転軸を前記軸受けで支持し、フィンとフィンの隙間に
位置するように攪拌ファンを回転軸に設け、回転機構で
回転軸を回転させることを特徴とするヒートシンク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33399093A JPH07202461A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | ヒートシンク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33399093A JPH07202461A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | ヒートシンク |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07202461A true JPH07202461A (ja) | 1995-08-04 |
Family
ID=18272265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33399093A Pending JPH07202461A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | ヒートシンク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07202461A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0964250A (ja) * | 1995-08-18 | 1997-03-07 | Nec Corp | 電子部品用空冷装置 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP33399093A patent/JPH07202461A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0964250A (ja) * | 1995-08-18 | 1997-03-07 | Nec Corp | 電子部品用空冷装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19970701 |