JPH08222666A - 薄型放熱フィン及びこれを用いた冷却フィン - Google Patents
薄型放熱フィン及びこれを用いた冷却フィンInfo
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- JPH08222666A JPH08222666A JP2281695A JP2281695A JPH08222666A JP H08222666 A JPH08222666 A JP H08222666A JP 2281695 A JP2281695 A JP 2281695A JP 2281695 A JP2281695 A JP 2281695A JP H08222666 A JPH08222666 A JP H08222666A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来のピンフィン又は平行フィンより放熱特
性に優れ、かつ厚さを薄くして半導体装置の小型化薄型
化を図る。フィン本体の加工が容易で機械的強度が高
い。 【構成】 コルゲートルーバフィン１３をベース板１２
に接合した薄型放熱フィン１１に関し、フィン１３の厚
さをｔ、フィン１３の高さをＨ及びフィン１３単位当り
の長さをＬとするとき、Ｈ＝３〜１５ｍｍであって、 Ｌ＜４（Ｈ−ｔ） ……………………（１） であることを特徴とする。薄型放熱フィン１１の上部に
マイクロファン３２を取付けると、放熱特性がより一層
向上し、好ましい。
性に優れ、かつ厚さを薄くして半導体装置の小型化薄型
化を図る。フィン本体の加工が容易で機械的強度が高
い。 【構成】 コルゲートルーバフィン１３をベース板１２
に接合した薄型放熱フィン１１に関し、フィン１３の厚
さをｔ、フィン１３の高さをＨ及びフィン１３単位当り
の長さをＬとするとき、Ｈ＝３〜１５ｍｍであって、 Ｌ＜４（Ｈ−ｔ） ……………………（１） であることを特徴とする。薄型放熱フィン１１の上部に
マイクロファン３２を取付けると、放熱特性がより一層
向上し、好ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体パッケージ、ハイ
ブリッドＩＣ基板又はパワーモジュール基板等の半導体
装置に利用され、この半導体装置のセラミック基板に搭
載された半導体チップから発生する熱を放散させる薄型
放熱フィン及びこれを用いた冷却フィンに関するもので
ある。
ブリッドＩＣ基板又はパワーモジュール基板等の半導体
装置に利用され、この半導体装置のセラミック基板に搭
載された半導体チップから発生する熱を放散させる薄型
放熱フィン及びこれを用いた冷却フィンに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】この種の放熱フィンとして、複数の放熱
柱を有するピンフィンや押し出し加工により形成される
複数の凸条を有する平行フィンが知られている。これら
のフィンは柱状或いは凸状にフィン本体を形成すること
により、フィン本体の表面積を増加させ、放熱効率を良
くしている。しかし、近年の半導体装置の小型化薄型化
の要請からフィンの放熱柱或いは凸状の高さを十分に確
保することが困難になってきている。即ち、放熱柱或い
は凸状の高さを低くすると、フィン本体の表面積が減少
し、放熱特性が低下する恐れがあった。
柱を有するピンフィンや押し出し加工により形成される
複数の凸条を有する平行フィンが知られている。これら
のフィンは柱状或いは凸状にフィン本体を形成すること
により、フィン本体の表面積を増加させ、放熱効率を良
くしている。しかし、近年の半導体装置の小型化薄型化
の要請からフィンの放熱柱或いは凸状の高さを十分に確
保することが困難になってきている。即ち、放熱柱或い
は凸状の高さを低くすると、フィン本体の表面積が減少
し、放熱特性が低下する恐れがあった。
【０００３】また、従来使用されている窒化アルミニウ
ム（以下、ＡｌＮという）等の高熱伝導性セラミックス
を切削加工することにより形成される放熱フィンでは、
放熱フィンが半導体チップ又はセラミック基板と熱膨張
係数が整合し、熱が加わっても反りが発生しない反面、
フィン本体が硬くて脆いため、フィン本体の加工工数が
増大して製造コストを押上げる不具合があり、またフィ
ン本体が比較的小さい衝撃で欠ける恐れがあった。
ム（以下、ＡｌＮという）等の高熱伝導性セラミックス
を切削加工することにより形成される放熱フィンでは、
放熱フィンが半導体チップ又はセラミック基板と熱膨張
係数が整合し、熱が加わっても反りが発生しない反面、
フィン本体が硬くて脆いため、フィン本体の加工工数が
増大して製造コストを押上げる不具合があり、またフィ
ン本体が比較的小さい衝撃で欠ける恐れがあった。
【０００４】本発明の目的は、従来のピンフィン又は平
行フィンより放熱特性に優れ、かつ厚さを薄くして半導
体装置の小型化薄型化を図ることができる薄型放熱フィ
ン及びこれを用いた冷却フィンを提供することにある。
本発明の別の目的は、フィン本体の加工が容易で機械的
強度が高い薄型放熱フィン及びこれを用いた冷却フィン
を提供することにある。
行フィンより放熱特性に優れ、かつ厚さを薄くして半導
体装置の小型化薄型化を図ることができる薄型放熱フィ
ン及びこれを用いた冷却フィンを提供することにある。
本発明の別の目的は、フィン本体の加工が容易で機械的
強度が高い薄型放熱フィン及びこれを用いた冷却フィン
を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成を、実施例に対応する図１及び図３を用
いて説明する。本発明は、コルゲートルーバフィン１３
をベース板１２に接合した薄型放熱フィン１１であっ
て、その特徴ある構成は、フィン１３の厚さをｔ、フィ
ン１３の高さをＨ及びフィン１３単位当りの長さをＬと
するとき、Ｈ＝３〜１５ｍｍであって、 Ｌ＜４（Ｈ−ｔ） ……………………（１） であることにある。また、図６に示すように薄型放熱フ
ィン１１の上部にマイクロファン３２を取付けると、放
熱特性がより一層向上し、好ましい。
の本発明の構成を、実施例に対応する図１及び図３を用
いて説明する。本発明は、コルゲートルーバフィン１３
をベース板１２に接合した薄型放熱フィン１１であっ
て、その特徴ある構成は、フィン１３の厚さをｔ、フィ
ン１３の高さをＨ及びフィン１３単位当りの長さをＬと
するとき、Ｈ＝３〜１５ｍｍであって、 Ｌ＜４（Ｈ−ｔ） ……………………（１） であることにある。また、図６に示すように薄型放熱フ
ィン１１の上部にマイクロファン３２を取付けると、放
熱特性がより一層向上し、好ましい。
【０００６】以下に、上記Ｈ＝３〜１５ｍｍ及び上記式
（１）の根拠を説明する。先ずＨが３ｍｍ未満では、フ
ィンの加工が極めて困難となり、放熱特性もＨが３ｍｍ
のときより向上しない。またＨが１５ｍｍを越えるとフ
ィン１３の厚さは比較的薄いためにフィンの頂部まで熱
が伝わりにくくなり、放熱特性は悪化する。次に、上記
式（１）は、実施例で実証される Ｓ／Ｓ0＞３ …………………………（２） から求められたものである。ここでＳはフィン単位当り
の接合前の全表面積であり、Ｓ0は単位当りのフィンの
ベース板への正投影面積である。全表面積Ｓは、図１に
示されるフィンの一単位から次のように求められる。な
お、以下の説明でＳ1，Ｓ2，Ｓ3及びＳ4は単位当りのフ
ィン１３の外表面を、Ｓ1’，Ｓ2’，Ｓ3’及びＳ4’は
それぞれ対応する単位当りのフィン１３の内表面を意味
する。ただし図１ではＳ3，Ｓ1’，Ｓ2’及びＳ4’は示
されない。またａ及びｂは、図１に示すように、フィン
頂部及びフィン底部の各長さである。外表面における面
積（Ｓout）は次の式（３）で示される。 Ｓout＝Ｓ1＋Ｓ2＋Ｓ3＋Ｓ4 ＝ＷＨ＋Ｗａ＋Ｗ（Ｈ−ｔ）＋Ｗｂ ＝Ｗ（Ｈ＋ａ＋Ｈ−ｔ＋ｂ） ＝Ｗ（２Ｈ＋ａ＋ｂ−ｔ） ……………（３） 内表面における面積（Ｓin）は次の式（４）で示され
る。 Ｓin ＝Ｓ1’＋Ｓ2’＋Ｓ3’＋Ｓ4’ ＝Ｗ（Ｈ−ｔ）＋Ｗ（ａ−２ｔ）＋Ｗ（Ｈ−ｔ）＋Ｗ（ｔ＋ｂ） ＝Ｗ（Ｈ−ｔ＋ａ−２ｔ＋Ｈ−ｔ＋ｔ＋ｂ） ＝Ｗ（２Ｈ＋ａ＋ｂ−３ｔ） ……………（４） フィンの全表面積（Ｓ）は上記式（３）及び式（４）よ
り次の式（５）で示される。 Ｓ ＝Ｓout ＋ Ｓin ＝Ｗ（２Ｈ＋ａ＋ｂ−ｔ）＋Ｗ（２Ｈ＋ａ＋ｂ−３ｔ） ＝Ｗ（４Ｈ＋２（ａ＋ｂ）−４ｔ） ＝２Ｗ（２Ｈ＋Ｌ−２ｔ） ……………（５） フィンのベース板への正投影面積Ｓ0は次の式（６）で
示されるので、 Ｓ0＝ＷＬ ……………………………………（６） フィンの全表面積／ベース板への正投影面積であるＳ／
Ｓ0は上記式（５）及び式（６）より次の式（７）で示
される。
（１）の根拠を説明する。先ずＨが３ｍｍ未満では、フ
ィンの加工が極めて困難となり、放熱特性もＨが３ｍｍ
のときより向上しない。またＨが１５ｍｍを越えるとフ
ィン１３の厚さは比較的薄いためにフィンの頂部まで熱
が伝わりにくくなり、放熱特性は悪化する。次に、上記
式（１）は、実施例で実証される Ｓ／Ｓ0＞３ …………………………（２） から求められたものである。ここでＳはフィン単位当り
の接合前の全表面積であり、Ｓ0は単位当りのフィンの
ベース板への正投影面積である。全表面積Ｓは、図１に
示されるフィンの一単位から次のように求められる。な
お、以下の説明でＳ1，Ｓ2，Ｓ3及びＳ4は単位当りのフ
ィン１３の外表面を、Ｓ1’，Ｓ2’，Ｓ3’及びＳ4’は
それぞれ対応する単位当りのフィン１３の内表面を意味
する。ただし図１ではＳ3，Ｓ1’，Ｓ2’及びＳ4’は示
されない。またａ及びｂは、図１に示すように、フィン
頂部及びフィン底部の各長さである。外表面における面
積（Ｓout）は次の式（３）で示される。 Ｓout＝Ｓ1＋Ｓ2＋Ｓ3＋Ｓ4 ＝ＷＨ＋Ｗａ＋Ｗ（Ｈ−ｔ）＋Ｗｂ ＝Ｗ（Ｈ＋ａ＋Ｈ−ｔ＋ｂ） ＝Ｗ（２Ｈ＋ａ＋ｂ−ｔ） ……………（３） 内表面における面積（Ｓin）は次の式（４）で示され
る。 Ｓin ＝Ｓ1’＋Ｓ2’＋Ｓ3’＋Ｓ4’ ＝Ｗ（Ｈ−ｔ）＋Ｗ（ａ−２ｔ）＋Ｗ（Ｈ−ｔ）＋Ｗ（ｔ＋ｂ） ＝Ｗ（Ｈ−ｔ＋ａ−２ｔ＋Ｈ−ｔ＋ｔ＋ｂ） ＝Ｗ（２Ｈ＋ａ＋ｂ−３ｔ） ……………（４） フィンの全表面積（Ｓ）は上記式（３）及び式（４）よ
り次の式（５）で示される。 Ｓ ＝Ｓout ＋ Ｓin ＝Ｗ（２Ｈ＋ａ＋ｂ−ｔ）＋Ｗ（２Ｈ＋ａ＋ｂ−３ｔ） ＝Ｗ（４Ｈ＋２（ａ＋ｂ）−４ｔ） ＝２Ｗ（２Ｈ＋Ｌ−２ｔ） ……………（５） フィンのベース板への正投影面積Ｓ0は次の式（６）で
示されるので、 Ｓ0＝ＷＬ ……………………………………（６） フィンの全表面積／ベース板への正投影面積であるＳ／
Ｓ0は上記式（５）及び式（６）より次の式（７）で示
される。
【０００７】 Ｓ／Ｓ0＝２Ｗ（２Ｈ＋Ｌ−２ｔ）／ＷＬ ＝２（２Ｈ＋Ｌ−２ｔ）／Ｌ ……………（７） 上記式（７）を上記式（２）に代入すると、次の式
（８）となり、この式から上記式（１）が求められる。
（８）となり、この式から上記式（１）が求められる。
【０００８】 ２（２Ｈ＋Ｌ−２ｔ）／Ｌ＞３ ……………（８） Ｌ＜４（Ｈ−ｔ） ……………………（１）
【０００９】
【作用】Ｓ／Ｓ0＞３であって、３ｍｍ≦Ｈ≦１５ｍｍ
のコルゲートルーバフィンは同一の高さを有する従来の
ピンフィン又は平行ピンより、広い放熱面積を有するた
め、薄型の割に高い放熱特性を有する。マイクロファン
を用いて冷却用の空気をコルゲートルーバフィンに送り
込むと、その放熱効果はより顕著になる。
のコルゲートルーバフィンは同一の高さを有する従来の
ピンフィン又は平行ピンより、広い放熱面積を有するた
め、薄型の割に高い放熱特性を有する。マイクロファン
を用いて冷却用の空気をコルゲートルーバフィンに送り
込むと、その放熱効果はより顕著になる。
【００１０】
【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく
説明する。 ＜実施例１＞図３に示すように、放熱フィン１１はアル
ミニウム又はその合金或いはＡｌＮ，ＳｉＣ等のセラミ
ックスからなるベース板１２と、このベース板１２に接
合されたフィン本体であるコルゲートルーバフィン１３
とを備える。この例ではコルゲートルーバフィン１３
は、８７％以上のアルミニウムを含むアルミニウム合金
薄板を折り曲げ加工とルーバー部分となる切り込み加工
を型に通すことにより作製される。これらの加工によ
り、コルゲートルーバフィン１３は図２及び図３に示す
ように、横方向に所定の間隔をあけて設けられた複数の
第１突起１３ａと、第１突起１３ａに連設され第１突起
１３ａより横方向に所定の距離だけずらして設けられた
複数の第２突起１３ｂと、第１及び第２突起１３ａ，１
３ｂ間に形成された窓１３ｃとを有する。第１突起１３
ａと第２突起１３ｂは縦方向に交互に連設される。コル
ゲートルーバフィン１３はベース板１２の上に厚さ６０
μｍのＡｌ−７．５重量％Ｓｉ箔を挟むようにして載せ
られ、この状態でこれらに２０ｇｆ／ｃｍ2の荷重を加
えて真空炉中で６３０℃、３０分加熱される。これによ
りコルゲートルーバフィン１３はベース板１２に接合さ
れる。
説明する。 ＜実施例１＞図３に示すように、放熱フィン１１はアル
ミニウム又はその合金或いはＡｌＮ，ＳｉＣ等のセラミ
ックスからなるベース板１２と、このベース板１２に接
合されたフィン本体であるコルゲートルーバフィン１３
とを備える。この例ではコルゲートルーバフィン１３
は、８７％以上のアルミニウムを含むアルミニウム合金
薄板を折り曲げ加工とルーバー部分となる切り込み加工
を型に通すことにより作製される。これらの加工によ
り、コルゲートルーバフィン１３は図２及び図３に示す
ように、横方向に所定の間隔をあけて設けられた複数の
第１突起１３ａと、第１突起１３ａに連設され第１突起
１３ａより横方向に所定の距離だけずらして設けられた
複数の第２突起１３ｂと、第１及び第２突起１３ａ，１
３ｂ間に形成された窓１３ｃとを有する。第１突起１３
ａと第２突起１３ｂは縦方向に交互に連設される。コル
ゲートルーバフィン１３はベース板１２の上に厚さ６０
μｍのＡｌ−７．５重量％Ｓｉ箔を挟むようにして載せ
られ、この状態でこれらに２０ｇｆ／ｃｍ2の荷重を加
えて真空炉中で６３０℃、３０分加熱される。これによ
りコルゲートルーバフィン１３はベース板１２に接合さ
れる。
【００１１】この例ではベース板１２の寸法は幅４０ｍ
ｍ、長さ４０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍであって、ベース板
１２の片面全体にコルゲートルーバフィン１３が接合さ
れる。図１に示すようにコルゲートルーバフィン１３の
厚さｔは０．３ｍｍである。ここでフィン１３の高さＨ
を５ｍｍとしたときに、フィン１３の単位当りの長さＬ
を６通り変えることにより、上述したＳ／Ｓ0をＳ／Ｓ0
＝２，３，４，５，６及び７となるようにした６種類の
薄型放熱フィンを得た。
ｍ、長さ４０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍであって、ベース板
１２の片面全体にコルゲートルーバフィン１３が接合さ
れる。図１に示すようにコルゲートルーバフィン１３の
厚さｔは０．３ｍｍである。ここでフィン１３の高さＨ
を５ｍｍとしたときに、フィン１３の単位当りの長さＬ
を６通り変えることにより、上述したＳ／Ｓ0をＳ／Ｓ0
＝２，３，４，５，６及び７となるようにした６種類の
薄型放熱フィンを得た。
【００１２】＜実施例２＞実施例１のコルゲートルーバ
フィンの高さＨを１５ｍｍに変え、実施例１と同様にフ
ィン１３の単位当りの長さＬを６通り変えることによ
り、上述したＳ／Ｓ0をＳ／Ｓ0＝２，３，４，５，６及
び７となるようにした６種類の薄型放熱フィンを得た。
フィンの高さＨを１５ｍｍに変え、実施例１と同様にフ
ィン１３の単位当りの長さＬを６通り変えることによ
り、上述したＳ／Ｓ0をＳ／Ｓ0＝２，３，４，５，６及
び７となるようにした６種類の薄型放熱フィンを得た。
【００１３】＜比較例１＞実施例１のコルゲートルーバ
フィンの高さＨを２０ｍｍに変え、実施例１と同様にフ
ィン１３の単位当りの長さＬを６通り変えることによ
り、上述したＳ／Ｓ0をＳ／Ｓ0＝２，３，４，５，６及
び７となるようにした６種類の薄型放熱フィンを得た。
フィンの高さＨを２０ｍｍに変え、実施例１と同様にフ
ィン１３の単位当りの長さＬを６通り変えることによ
り、上述したＳ／Ｓ0をＳ／Ｓ0＝２，３，４，５，６及
び７となるようにした６種類の薄型放熱フィンを得た。
【００１４】＜比較例２＞実施例１と同一材質で同形同
大のベース板の片面全体に実施例１と同一材質のアルミ
ニウム合金からなる高さＨが５ｍｍで、断面が２．０ｍ
ｍ×２．０ｍｍの柱状のピンフィンを多数設けた。ピン
フィンの間隔を６通り変えることにより、上述したＳ／
Ｓ0をＳ／Ｓ0＝２，３，４，５，６及び７となるように
した６種類のピンフィンを得た。
大のベース板の片面全体に実施例１と同一材質のアルミ
ニウム合金からなる高さＨが５ｍｍで、断面が２．０ｍ
ｍ×２．０ｍｍの柱状のピンフィンを多数設けた。ピン
フィンの間隔を６通り変えることにより、上述したＳ／
Ｓ0をＳ／Ｓ0＝２，３，４，５，６及び７となるように
した６種類のピンフィンを得た。
【００１５】＜比較例３＞比較例２のピンフィンの高さ
Ｈを１５ｍｍに変え、比較例２と同様にピンフィンの間
隔を６通り変えることにより、上述したＳ／Ｓ0をＳ／
Ｓ0＝２，３，４，５，６及び７となるようにした６種
類のピンフィンを得た。
Ｈを１５ｍｍに変え、比較例２と同様にピンフィンの間
隔を６通り変えることにより、上述したＳ／Ｓ0をＳ／
Ｓ0＝２，３，４，５，６及び７となるようにした６種
類のピンフィンを得た。
【００１６】＜比較例４＞比較例２のピンフィンの高さ
Ｈを２０ｍｍに変え、比較例２と同様にピンフィンの間
隔を６通り変えることにより、上述したＳ／Ｓ0をＳ／
Ｓ0＝２，３，４，５，６及び７となるようにした６種
類のピンフィンを得た。
Ｈを２０ｍｍに変え、比較例２と同様にピンフィンの間
隔を６通り変えることにより、上述したＳ／Ｓ0をＳ／
Ｓ0＝２，３，４，５，６及び７となるようにした６種
類のピンフィンを得た。
【００１７】＜比較試験１＞実施例１及び実施例２の薄
型放熱フィン、並びに比較例１の放熱フィン及び比較例
２〜比較例４のピンフィンの各放熱特性を調べた。放熱
特性は図４に示す熱抵抗測定装置を用いてチップ抵抗体
−空気間の熱抵抗により調べた。図４に示すように、内
径１５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍの風洞２１内に放熱フィ
ン１１又はピンフィンを設置し、風洞２１の外面の放熱
フィン１１又はピンフィンに対応する位置に発熱体とし
て幅１６ｍｍ、長さ１４ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのチップ
抵抗体２２をサーマルグリースにより接着した。風洞２
１の片側に取付けたファン２３により風洞２１内に１．
５ｍ／ｓｅｃの速度で送風した。チップ抵抗体２２を発
熱させて定常状態となった後に、チップ抵抗体２２の表
面温度Ｔj（℃）をサーモビュア２４で測定し、周囲の
空気温度Ｔa（℃）を図示しない熱電対で測定した。チ
ップ−空気間の熱抵抗Ｒthはチップ抵抗体２２の発熱量
Ｑ（Ｗ）として次の式（９）により求めた。その結果を
図５に示す。
型放熱フィン、並びに比較例１の放熱フィン及び比較例
２〜比較例４のピンフィンの各放熱特性を調べた。放熱
特性は図４に示す熱抵抗測定装置を用いてチップ抵抗体
−空気間の熱抵抗により調べた。図４に示すように、内
径１５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍの風洞２１内に放熱フィ
ン１１又はピンフィンを設置し、風洞２１の外面の放熱
フィン１１又はピンフィンに対応する位置に発熱体とし
て幅１６ｍｍ、長さ１４ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのチップ
抵抗体２２をサーマルグリースにより接着した。風洞２
１の片側に取付けたファン２３により風洞２１内に１．
５ｍ／ｓｅｃの速度で送風した。チップ抵抗体２２を発
熱させて定常状態となった後に、チップ抵抗体２２の表
面温度Ｔj（℃）をサーモビュア２４で測定し、周囲の
空気温度Ｔa（℃）を図示しない熱電対で測定した。チ
ップ−空気間の熱抵抗Ｒthはチップ抵抗体２２の発熱量
Ｑ（Ｗ）として次の式（９）により求めた。その結果を
図５に示す。
【００１８】 Ｒth＝（Ｔj−Ｔa）／Ｑ ……………（９） 図５から明らかなように、Ｓ／Ｓ0が３未満のときに
は、実施例１及び実施例２の放熱フィンの熱抵抗は比較
例１の放熱フィンの熱抵抗より小さかったものの、比較
例２〜比較例４のピンフィンの熱抵抗より大きく放熱特
性は不良であった。これに対してＳ／Ｓ0が３以上のと
きには、高さＨが５ｍｍの実施例１の放熱フィンは同じ
く高さＨが５ｍｍの比較例２のピンフィンより熱抵抗は
小さく、高さＨが１５ｍｍの実施例２の放熱フィンは同
じく高さＨが１５ｍｍの比較例３のピンフィンより熱抵
抗は小さかった。しかし、高さＨが２０ｍｍの比較例１
の放熱フィンは同じく高さＨが２０ｍｍの比較例４のピ
ンフィンより熱抵抗は大きかった。なお、図５にフィン
をベース板と同一面積の平板にしたとき（Ｓ／Ｓ0＝
１）の熱抵抗の値を□印で示した。このときの熱抵抗は
９．５℃／Ｗであった。
は、実施例１及び実施例２の放熱フィンの熱抵抗は比較
例１の放熱フィンの熱抵抗より小さかったものの、比較
例２〜比較例４のピンフィンの熱抵抗より大きく放熱特
性は不良であった。これに対してＳ／Ｓ0が３以上のと
きには、高さＨが５ｍｍの実施例１の放熱フィンは同じ
く高さＨが５ｍｍの比較例２のピンフィンより熱抵抗は
小さく、高さＨが１５ｍｍの実施例２の放熱フィンは同
じく高さＨが１５ｍｍの比較例３のピンフィンより熱抵
抗は小さかった。しかし、高さＨが２０ｍｍの比較例１
の放熱フィンは同じく高さＨが２０ｍｍの比較例４のピ
ンフィンより熱抵抗は大きかった。なお、図５にフィン
をベース板と同一面積の平板にしたとき（Ｓ／Ｓ0＝
１）の熱抵抗の値を□印で示した。このときの熱抵抗は
９．５℃／Ｗであった。
【００１９】＜評価１＞以上のことから測定した全ての
フィンの中でＳ／Ｓ0が３以上のときには実施例１及び
実施例２の放熱フィンの放熱特性が同一高さの比較例２
及び比較例３のピンフィンより優れることが判明した。
このＳ／Ｓ0＞３の関係をコルゲートルーバフィンに係
る上述した式（７）に代入することにより、単位当りの
フィンの長さＬが次の式（１）を満たすコルゲートルー
バフィンが放熱特性に優れることが分かった。
フィンの中でＳ／Ｓ0が３以上のときには実施例１及び
実施例２の放熱フィンの放熱特性が同一高さの比較例２
及び比較例３のピンフィンより優れることが判明した。
このＳ／Ｓ0＞３の関係をコルゲートルーバフィンに係
る上述した式（７）に代入することにより、単位当りの
フィンの長さＬが次の式（１）を満たすコルゲートルー
バフィンが放熱特性に優れることが分かった。
【００２０】＜実施例３＞図６は実施例３の冷却フィン
を示す。図６において符号１１は図２の放熱フィンの斜
視状態を示し、図２及び図３と同一符号は同一部品を示
す。本発明の冷却フィン３１の特徴ある構成は、実施例
１と同一の高さＨが５ｍｍのコルゲートルーバフィン１
３が４０ｍｍ□のベース板１２に接合された薄型放熱フ
ィン１１の上部にマイクロファン３２を取付けたところ
にある。この放熱フィン１１のＳ／Ｓ0は４．５であっ
た。マイクロファン３２は樹脂にて成形された取付け用
孔３３ａを４隅に有する枠体３３と、枠体３３の中央に
設けられた風穴３３ｂ内に挿入され中央部に回転手段で
ある図示しないモータが内蔵されたファン本体３４とに
より構成される。ファン本体３４の周囲には羽根３４ｂ
が複数設けられ、ファン本体３４の回転により放熱フィ
ン１１に空気を送るようになっている。ファン本体３４
は、図示しない制御回路により、中央部に設けられたモ
ータを回転させることにより回転するようになってい
る。
を示す。図６において符号１１は図２の放熱フィンの斜
視状態を示し、図２及び図３と同一符号は同一部品を示
す。本発明の冷却フィン３１の特徴ある構成は、実施例
１と同一の高さＨが５ｍｍのコルゲートルーバフィン１
３が４０ｍｍ□のベース板１２に接合された薄型放熱フ
ィン１１の上部にマイクロファン３２を取付けたところ
にある。この放熱フィン１１のＳ／Ｓ0は４．５であっ
た。マイクロファン３２は樹脂にて成形された取付け用
孔３３ａを４隅に有する枠体３３と、枠体３３の中央に
設けられた風穴３３ｂ内に挿入され中央部に回転手段で
ある図示しないモータが内蔵されたファン本体３４とに
より構成される。ファン本体３４の周囲には羽根３４ｂ
が複数設けられ、ファン本体３４の回転により放熱フィ
ン１１に空気を送るようになっている。ファン本体３４
は、図示しない制御回路により、中央部に設けられたモ
ータを回転させることにより回転するようになってい
る。
【００２１】マイクロファン３２は、この例ではエポキ
シ系の接着剤により枠体３３の下面をコルゲートルーバ
フィン１３の突起１３ａ及び１３ｂの各頂面に接着する
ことにより、放熱フィン１１に取付けられる。これによ
りマイクロファン３２は放熱フィン１１に取付けられた
状態で放熱フィン１１内に冷却用の空気を送込むことが
できるようになっている。
シ系の接着剤により枠体３３の下面をコルゲートルーバ
フィン１３の突起１３ａ及び１３ｂの各頂面に接着する
ことにより、放熱フィン１１に取付けられる。これによ
りマイクロファン３２は放熱フィン１１に取付けられた
状態で放熱フィン１１内に冷却用の空気を送込むことが
できるようになっている。
【００２２】＜比較例５＞実施例３の薄型放熱フィンの
代わりに、実施例３と同一のベース板（４０ｍｍ□）の
片面全体に高さ５ｍｍ、フィン厚さ１．２５ｍｍであっ
て、フィン数を７本の押し出し成形により作製した平行
フィンを接合したマイクロファン付き冷却フィンを得
た。この平行フィンのＳ／Ｓ0は実施例３と同一であっ
た。
代わりに、実施例３と同一のベース板（４０ｍｍ□）の
片面全体に高さ５ｍｍ、フィン厚さ１．２５ｍｍであっ
て、フィン数を７本の押し出し成形により作製した平行
フィンを接合したマイクロファン付き冷却フィンを得
た。この平行フィンのＳ／Ｓ0は実施例３と同一であっ
た。
【００２３】＜比較例６＞実施例３の薄型放熱フィンの
代わりに、実施例３と同一のベース板（４０ｍｍ□）の
片面全体に高さ５ｍｍ、断面が１．２５ｍｍ×１．２５
ｍｍの柱状のピンフィンを１１本×１１本立設したマイ
クロファン付き冷却フィンを得た。このピンフィンのＳ
／Ｓ0は実施例３と同一であった。
代わりに、実施例３と同一のベース板（４０ｍｍ□）の
片面全体に高さ５ｍｍ、断面が１．２５ｍｍ×１．２５
ｍｍの柱状のピンフィンを１１本×１１本立設したマイ
クロファン付き冷却フィンを得た。このピンフィンのＳ
／Ｓ0は実施例３と同一であった。
【００２４】＜実施例４＞実施例３の薄型放熱フィンの
コルゲートルーバフィンの高さＨを３ｍｍに変えた以外
は、実施例３と同一の放熱フィン及びマイクロファンを
用いて実施例３と同様にしてマイクロファン付きの放熱
フィン、即ち冷却フィンを得た。この放熱フィンのＳ／
Ｓ0は実施例３と同一であった。
コルゲートルーバフィンの高さＨを３ｍｍに変えた以外
は、実施例３と同一の放熱フィン及びマイクロファンを
用いて実施例３と同様にしてマイクロファン付きの放熱
フィン、即ち冷却フィンを得た。この放熱フィンのＳ／
Ｓ0は実施例３と同一であった。
【００２５】＜比較例７＞比較例５の平行フィンの高さ
Ｈを３ｍｍに変えた以外は、比較例５と同一の平行フィ
ン及びマイクロファンを用いてマイクロファン付き冷却
フィンを得た。この平行フィンのＳ／Ｓ0は実施例３と
同一であった。
Ｈを３ｍｍに変えた以外は、比較例５と同一の平行フィ
ン及びマイクロファンを用いてマイクロファン付き冷却
フィンを得た。この平行フィンのＳ／Ｓ0は実施例３と
同一であった。
【００２６】＜比較例８＞比較例６のピンフィンの高さ
Ｈを３ｍｍに変えた以外は、比較例６と同一のピンフィ
ン及びマイクロファンを用いてマイクロファン付き冷却
フィンを得た。このピンフィンのＳ／Ｓ0は実施例３と
同一であった。
Ｈを３ｍｍに変えた以外は、比較例６と同一のピンフィ
ン及びマイクロファンを用いてマイクロファン付き冷却
フィンを得た。このピンフィンのＳ／Ｓ0は実施例３と
同一であった。
【００２７】＜比較試験２＞比較試験１と同じ熱抵抗測
定装置を用いて実施例３〜４、比較例５〜８の冷却フィ
ンの放熱特性を調べた。この比較試験では、図４に示し
たファン２３は回転させずに、風洞内は無風状態とし
た。冷却フィンのマイクロファンを回転させ、抵抗体を
発熱させて定常状態となった後に、チップ抵抗体の表面
温度Ｔj（℃）と周囲温度Ｔa（℃）をそれぞれ測定し、
上述した式（９）に基づきチップ抵抗体の表面温度Ｔj
（℃）の周囲温度Ｔa（℃）との差を発熱量Ｑで割るこ
とにより熱抵抗Ｒthを求めた。その結果を表１に示す。
定装置を用いて実施例３〜４、比較例５〜８の冷却フィ
ンの放熱特性を調べた。この比較試験では、図４に示し
たファン２３は回転させずに、風洞内は無風状態とし
た。冷却フィンのマイクロファンを回転させ、抵抗体を
発熱させて定常状態となった後に、チップ抵抗体の表面
温度Ｔj（℃）と周囲温度Ｔa（℃）をそれぞれ測定し、
上述した式（９）に基づきチップ抵抗体の表面温度Ｔj
（℃）の周囲温度Ｔa（℃）との差を発熱量Ｑで割るこ
とにより熱抵抗Ｒthを求めた。その結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】＜評価２＞実施例３及び４のマイクロファ
ンを用いた冷却フィンでは、マイクロファンを用いない
図５に示した実施例１及び２に比較して熱抵抗が大幅に
小さくなっていた。また比較例５〜８と比較してそれぞ
れ熱抵抗が小さく放熱特性に優れていることが判明し
た。
ンを用いた冷却フィンでは、マイクロファンを用いない
図５に示した実施例１及び２に比較して熱抵抗が大幅に
小さくなっていた。また比較例５〜８と比較してそれぞ
れ熱抵抗が小さく放熱特性に優れていることが判明し
た。
【００３０】なお、上記実施例１では、Ａｌ系ろう材と
してＡｌ−７．５％Ｓｉ箔を例示したが、これ以外にＡ
ｌ−１３％Ｓｉ、Ａｌ−９．５％Ｓｉ−１．０％Ｍｇ、
Ａｌ−７．５％Ｓｉ−１０％Ｇｅ等からなる箔を用いて
もよい。また、上記実施例３では、マイクロファンをエ
ポキシ系の接着剤にて接着したが、ウレタン系の接着剤
で接着してもよく、更に、放熱フィンに雌ねじを設け取
付け用孔を使用してねじ手段により取付けてもよい。
してＡｌ−７．５％Ｓｉ箔を例示したが、これ以外にＡ
ｌ−１３％Ｓｉ、Ａｌ−９．５％Ｓｉ−１．０％Ｍｇ、
Ａｌ−７．５％Ｓｉ−１０％Ｇｅ等からなる箔を用いて
もよい。また、上記実施例３では、マイクロファンをエ
ポキシ系の接着剤にて接着したが、ウレタン系の接着剤
で接着してもよく、更に、放熱フィンに雌ねじを設け取
付け用孔を使用してねじ手段により取付けてもよい。
【００３１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、コ
ルゲートルーバフィン１３の厚さをｔ、その高さをＨ及
びフィン１３単位当りの長さをＬとするとき、Ｈ＝３〜
１５ｍｍであって、Ｌ＜４（Ｈ−ｔ）にすることによ
り、本発明の薄型放熱フィンはピンフィン又は平行ピン
に比較して優れた放熱特性を有する。特に薄型放熱フィ
ンの上部にマイクロファンを取付ければ、マイクロファ
ンは冷却用の空気を送込むので、放熱特性を更に向上さ
せることができる。
ルゲートルーバフィン１３の厚さをｔ、その高さをＨ及
びフィン１３単位当りの長さをＬとするとき、Ｈ＝３〜
１５ｍｍであって、Ｌ＜４（Ｈ−ｔ）にすることによ
り、本発明の薄型放熱フィンはピンフィン又は平行ピン
に比較して優れた放熱特性を有する。特に薄型放熱フィ
ンの上部にマイクロファンを取付ければ、マイクロファ
ンは冷却用の空気を送込むので、放熱特性を更に向上さ
せることができる。
【００３２】更に、ＡｌＮにより形成されたフィン本体
を有する放熱フィンと比較して、本発明ではフィン本体
の加工工数を低減することができる。
を有する放熱フィンと比較して、本発明ではフィン本体
の加工工数を低減することができる。
【図１】本発明放熱フィンの単位当りの形状を示す分解
斜視図。
斜視図。
【図２】その放熱フィンの部分平面図。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図。
【図４】そのフィンの熱抵抗測定装置の断面図。
【図５】実施例１，２及び比較例１〜４のＳ／Ｓ0とチ
ップ−空気間の熱抵抗の関係を示す図。
ップ−空気間の熱抵抗の関係を示す図。
【図６】本発明実施例３の冷却フィンの分解斜視図。
１１ 薄型放熱フィン １２ ベース板 １３ コルゲートルーバフィン ３１ 冷却フィン ３２ マイクロファン
Claims (2)
- 【請求項１】 コルゲートルーバフィン(13)をベース板
(12)に接合した薄型放熱フィン(11)において、 前記フィン(13)の厚さをｔ、前記フィン(13)の高さをＨ
及び前記フィン(13)単位当りの長さをＬとするとき、Ｈ
＝３〜１５ｍｍであって、 Ｌ＜４（Ｈ−ｔ） ……………………（１） であることを特徴とする薄型放熱フィン。 - 【請求項２】 請求項１記載の薄型放熱フィンの上部に
マイクロファン(32)を取付けたことを特徴とする冷却フ
ィン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2281695A JPH08222666A (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 薄型放熱フィン及びこれを用いた冷却フィン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2281695A JPH08222666A (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 薄型放熱フィン及びこれを用いた冷却フィン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08222666A true JPH08222666A (ja) | 1996-08-30 |
Family
ID=12093222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2281695A Pending JPH08222666A (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 薄型放熱フィン及びこれを用いた冷却フィン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08222666A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100213453B1 (ko) * | 1996-11-07 | 1999-08-02 | 윤종용 | 고방열용 반도체칩 패키지 |
| US7219719B2 (en) * | 2002-10-01 | 2007-05-22 | Nordon Cryogenie Snc | Fin for a plate heat exchanger, methods for the manufacture of such a fin, and a heat exchanger comprising such a fin |
| JP2013068372A (ja) * | 2011-09-22 | 2013-04-18 | Kakio Seimitsu:Kk | 補助フィン付フィン部材 |
-
1995
- 1995-02-10 JP JP2281695A patent/JPH08222666A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100213453B1 (ko) * | 1996-11-07 | 1999-08-02 | 윤종용 | 고방열용 반도체칩 패키지 |
| US7219719B2 (en) * | 2002-10-01 | 2007-05-22 | Nordon Cryogenie Snc | Fin for a plate heat exchanger, methods for the manufacture of such a fin, and a heat exchanger comprising such a fin |
| CN100366999C (zh) * | 2002-10-01 | 2008-02-06 | 诺顿制冷Snc公司 | 用于板式换热器的翅片、制造该翅片的方法以及包括该翅片的加热器 |
| JP2013068372A (ja) * | 2011-09-22 | 2013-04-18 | Kakio Seimitsu:Kk | 補助フィン付フィン部材 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000726 |