JPS6223089Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はトランジスタ、IC等の半導体素子を
使用する機器に配設されるヒートシンクの改良に
係わり、特に金属の押出成形体を積層しその両側
端をろう接により素子取付基板部と接合した強制
通風型のヒートシンクに関する。

通信機器、コンピユータや家電製品或いはロボ
ツト装置などの電子機器に使用されている半導体
素子或いは電源装置に使用されている整流素子
は、自己発熱量が大きいが、65゜〜170℃の範囲
を越えると劣化や破壊を生じるため一定温度以上
に昇温しないように冷却する必要があり、その取
付基板にヒートシンクを配設し排熱することが行
なわれている。

近年ヒートシンク体を使用する機器自体の高性
能化や小型化が要請されるのに伴ないヒートシン
ク体についても熱交換特性の向上や軽量化小型化
が課題となつており、自然放熱型ヒートシンクか
ら強制通風型ヒートシンクに変化しつつある。こ
の型のヒートシンクとしてフイン部をくし状に一
体に成形しこれを半導体素子等の取付基板に取り
つけたヒートシンクも知られているがこのものは
フイン部が熱的あるいは機械的に変形し易い欠点
を有し、また熱交換特性についてもさらに一層の
向上が望まれている。

本出願人はさきに基本放熱特性の向上を目的と
して第１図に示すような断面形状が略々梯子状の
中空押出フイン部を使用するヒートシンクを提案
した。即ち、上下のフイン部３を所望間隔で設け
た補強部４で隔離した状態に連結し、且つその両
端に幅広のボス状端部５を有する形状に一体的に
押出成形して製造されフイン部材２をボス状端部
５を積層支持点としつつ、所望数積層した後、ブ
レージングシート等のろう材６を当て、更にその
外側に半導体素子等の取付基板７を組みつけてろ
う付けを行ない、一体化してヒートシンク１を形
成したものであつて、それなりに大きな放熱容量
を有し、また堅牢で熱的、機械的に変形し難い特
徴を有するものであるが、ろう付の際、上下のフ
イン部材２幅広の端部で面接触するため、毛細管
現象が発生し、しばしばろう材がボス状端部５同
志の接触面間を通して通気経路側に流出し、これ
によるろう付欠陥が発生することがあつてこれが
端部５と基板７との間の熱伝導の低下による放熱
特性の劣化を誘因することが判明した。そこで、
本考案は本欠陥を解決する手段を勘案したヒート
シンクを提案しようとするものである。

以下本考案を実施態様の一例を示す、添付図面
により説明する。

本考案になるヒートシンク１は第２図に例示す
るように所望長さに切断した略々梯子状の断面を
有する中空押出フイン部材２を所望数、その上下
に面する側端面５ａ，５ｂが面接しないように積
層させ２，２ａ，２ｂ，２ｃ……、両側にろう材
６とヒートシンク基板７を組み付けた後ろう付操
作により全体を一体化してなるものである。

このヒートシンク１の主要構成要素体である中
空押出フイン部材２は第３図の如く、上下のフイ
ン部３を所望間隔で適宜数設けた補強部４で連結
し、その両端を端部５で一体化し更に適宜間隔で
２個以上の突起部８をフイン部３の外面に突出さ
せたものであつて、常法の押出加工法に基づき一
体的に成形加工されるものである。

このヒートシンク１は上記した如き中空押出フ
イン部材２の複数箇を突起部８を介して積層し、
それぞれの両側端部をヒートシンク基板７の片面
又は両面に半導体素子等の取付け基板７にろう接
したものであつて、使用時にはこれに併設される
フアン（図示せず）から送風される空気等による
強制冷却が行なわれるので、放熱量も大きく、常
に半導体素子基板７を所定温度以内に保持するこ
とができる。

突起部８の高さＨは半導体素子の容量と単位長
さに積層させたい中空押出フイン部材２の個数に
応じて適宜定めうるものである実用上は、上下の
端面５ａ，５ｂに於ける間隔が１mm以上になるよ
うに形成されれば、ろう付時の毛細管現象の発生
とそれに基づく取付基板７と各個の端部５′との
間におけるろう付不良に起因する伝熱不良の発生
を適切に防止することができる。

また突起部８の個数は、２個以上であれば積層
作業上、特に支障がなく、強度や通気経路の形成
上の配慮によつて適宜その数を増やすことができ
る。突起部８の形成位置についても、端部５′以
外の位置であれば、特に限定せず、強度的にはフ
イン部の補強部４と一致すれば有利となろう。ま
た、突起部８の形状は第４図以降にも示すように
単なる突片状以外に台形状、略楕円形等、所要の
形状をとりうるものである。更に第３図に例示す
る中空押出フイン部材２は二枚のフイン部を有す
るものであるが、フイン部３が更に多段に形成し
てある場合をも包含するものであることはいうま
でもない。

第４図及び第５図は、他の実施態様として、突
起部８の他の形状例を示すものでフイン部３の両
面に突起部８を配設する場合の一例を示すもので
ある。また第６図及び第７図は、突起部８の形成
による単位長さ当りの積層個数の制約が発生する
ことに対する手段を提案するものである。第６図
はフイン部に形成された溝９と突起部８とが積層
したとき嵌合関係が成立するようになした場合で
あり、第７図は、突起部８と溝９を形成した突起
部８′とが積層したとき嵌合関係が成立するよう
に構成する場合における実施態様の一例を示すも
のである。この場合溝９の深さと突起部８の長さ
の寸法的取合いによつて、中空押出要素体間の間
隔を適宜調整しうるものである。このような構成
によつて材質強度や加工性などのことから、突起
部８の長さとして一定長さ以上必要とする場合に
対しても対応できるものであり、中空押出フイン
部材の集積度の向上が図られる。

また本願の場合、中空押出フイン部材２に於け
る補強部４の数についても、断面横方向の全体長
さに応じてフイン部３の補強と通気経路の適切な
形成（通気経路が多くなると通気抵抗が増加す
る）とを勘案して適宜選定されうるものである。

また、本願考案の場合中空押出フイン部材２の
端部５′におけるろう付接合端面の形状について
は特に限定するものではないがローレツト加工端
面（第８図）、テーパー端面（第９図）、及びテー
パーと平面から成る複合端面（第１０図）等の形
状により中空押出フイン部材２とヒートシンク基
板７との接合強度等をより向上させることが可能
である。

本願考案になるヒートシンクは前述のように主
要構成要素体としてフイン部外面に突起部を有す
る断面梯子状の中空押出フイン部材を積層する点
に特長があるものであつて、これにより、従前の
ヒートシンクと比較して数段の熱交換特性とその
信頼性を有し、しかも低コストで製造されるヒー
トシンクが得られるものである。

また、更に突起部に嵌合関係が成立するように
構成した場合にはその嵌合関係をフイン部材の積
層組付け作業に於ける中空押出フイン部材相互の
位置決め手段として利用できるので組付けを容易
に且つ確実に行なうことができる。

本願考案になるヒートシンクは中空押出フイン
部材を使用するので押出可能な熱伝導性金属、例
えばアルミニウム材、銅材などから製作されるの
が適当であり、特に軽量化を図るためアルミニウ
ム製にするのが好ましい。これによりフインの集
積度の高いヒートシンクが得られるので、ヒート
シンクの放熱特性が向上され、一定面積に付設さ
れる半導体素子基板の数も増やすことが出来、こ
れを使用する電子機器等の小型化や高性能化を可
能とするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のヒートシンクを示す断面図。第
２図及び第３図は本考案の基本的実施態様を示し
ており、第２図は本考案のヒートシンクの断面図
であり、第３図は、本考案のヒートシンクの基本
要素の一つである中空押出フイン部材の第２図に
対応する態様を示す斜視図。第４図乃至第７図
は、他の実施態様になる場合の中空押出フイン部
材の斜視図。第８図乃至第１０図はフイン部材の
端部の形状の実施例を示す部分的断面図。 １……ヒートシンク、２……フイン部材、３…
…フイン部、４……補強部、５……端部、６……
ろう材、７……取付基板、８……突起部、９……
溝。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 間隔をおいて平行に対峙する２枚のフイン部
   と両フイン部間を互に連結する補強部と１方ま
   たは両方のフイン部の外面に突出する複数箇の
   突起部とを有する押出成形フイン部材を突起部
   を介して積層し、且つフイン部材の両側面を半
   導体素子等の取付部材にろう付けしてなるヒー
   トシンク。 突起部が突片状、台形状、略楕円形状の中の
   所望形状を有することを特徴とする特徴とする
   実用新案登録請求の範囲第１項に記載するヒー
   トシンク。 突起部が両方のフイン部の外面に形成され、
   しかも積層時に相互に嵌合関係が形成されるよ
   うになしたことを特徴とする実用新案登録請求
   の範囲第１項または第２項に記載するヒートシ
   ンク。 突起部が一方のフイン部外面に形成され積層
   時に他方のフイン部の溝と嵌合関係を形成され
   るようになしたことを特徴とする実用新案登録
   請求の範囲第１項または第２項に記載するヒー
   トシンク。