WO2023079608A1 - ヒートシンクおよびヒートシンクの製造方法 - Google Patents

ヒートシンクおよびヒートシンクの製造方法 Download PDF

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WO2023079608A1
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heat sink
plates
stacking direction
sink according
holes
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PCT/JP2021/040523
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English (en)
French (fr)
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繁信 栃山
正佳 田村
Original Assignee
三菱電機株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/08—Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning

Definitions

  • This application relates to a heat sink and a heat sink manufacturing method.
  • Patent Literature 1 discloses a laminate of a flat plate-shaped first plate and a second plate formed by stamping a metal plate.
  • a large number of elongated longitudinal members arranged in parallel in a spaced-apart manner and positioned in the flow direction of the cooling liquid are integrally formed with oblique members that obliquely connect the adjacent longitudinal members.
  • a heat sink is disclosed in which the longitudinal members are aligned and overlapped, and the respective diagonal members are spaced apart from each other in the flow direction and oriented in opposite directions.
  • the coolant regularly meanders along the flow path and rotates spirally to promote heat transfer.
  • spirally rotated flows are generated in multiple rows in the stacking direction.
  • the heat generated by the heating element (object to be cooled) arranged in the uppermost layer of the stacked plates is transferred to the stacked plates and radiated to the coolant.
  • the plate closest to the heating element has the highest temperature, and the farther away from the heating element, the lower the plate temperature.
  • the cooling liquid existing in the area close to the heating element has a high temperature
  • the cooling liquid existing in the area far from the heating element has a low temperature.
  • heat radiation efficiency decreased when the temperature of the cooling liquid concentratedly increased in a region close to the heating element where the temperature difference between the plate temperature and the cooling liquid was the greatest.
  • the heat that should be radiated to the coolant is conducted through the metal before it reaches the coolant. performance will be higher.
  • the cross-sectional area of the heat path in the metal is increased, it is difficult to increase the contact area between the cooling liquid and the metal, that is, the heat radiation area.
  • the present application discloses a technique for solving the above problems, and aims to provide a heat sink and a method for manufacturing the heat sink that can improve heat radiation efficiency.
  • the heat sink disclosed in the present application comprises: In a heat sink having a fin portion in which a plurality of plates are stacked in a stacking direction,
  • the direction of circulation of the cooling liquid introduced into the heat sink is a direction perpendicular to the stacking direction, each of the plates is formed with a plurality of holes,
  • a flow path formed by connecting the holes of the plates in the stacking direction and the circulation direction is formed in a spiral shape in the circulation direction,
  • the helical center axis of the helical center of the flow path is formed in only one line in the stacking direction.
  • the method for manufacturing a heat sink disclosed in the present application is the method for manufacturing a heat sink described above, a first step of forming a plurality of said holes in each said plate; a second step of stacking the plates in the stacking direction, and connecting the holes of the plates in the stacking direction and the circulation direction to form the spiral flow path in the circulation direction; Be prepared.
  • the heat dissipation efficiency of the heat sink can be improved.
  • FIG. 1A is a perspective view showing the configuration of the heat sink according to Embodiment 1
  • FIG. 1B is a cross-sectional view showing the configuration of the heat sink shown in FIG. 1A
  • 2A is a front view of the base portion, the fin portion, and the heat generating element mounted thereon extracted from the heat sink shown in FIG. 1
  • FIG. 2B is the base portion, the fin portion, and heat generation mounted thereon of the heat sink shown in FIG. 3A.
  • It is the enlarged side view which looked at the body from the arrow K side.
  • 3 is an exploded perspective view showing the configuration of the base portion, the fin portion of the heat sink shown in FIG. 2, and the heating element mounted thereon;
  • FIG. 3 is a perspective view showing the base portion and the fin portion of the heat sink shown in FIG. 2 with the fin portions facing upward;
  • 5A is an enlarged top view showing the configuration of a plate constituting the fin portion of the heat sink shown in FIG. 4
  • FIG. 5A is an enlarged top view showing the configuration of a plate constituting the fin portion of the heat sink shown in FIG. 4
  • FIG. 5C is an enlarged top view showing the configuration of a plate constituting the fin portion of the heat sink shown in FIG. 4
  • FIG. 5F is an enlarged top view showing the configuration of the plate constituting the fin portion of the heat sink shown in FIG. 5G is an enlarged top view showing the structure of a plate constituting the fin portion of the heat sink shown in FIG. 4
  • FIG. 5H is an enlarged top view showing the structure of the plate constituting the fin portion of the heat sink shown in FIG. 5I is an enlarged top view showing the configuration of a plate that constitutes the fin portion of the heat sink shown in FIG. 4.
  • FIG. FIG. 3 is a front view of the heat sink shown in FIG. 2 with the base and fins extracted; 7A is a cross-sectional view along the KA-KA line of the base portion and the fin portion shown in FIG. 6, FIG.
  • FIG. 7B is a cross-sectional view along the KB-KB line of the base portion and the fin portion shown in FIG. 6, and FIG. 7C is a cross-sectional view of FIG. 7D is a cross-sectional view along the KC-KC line of the base portion and the fin portion shown in FIG. 6, FIG. 7D is a cross-sectional view along the KD-KD line of the base portion and the fin portion shown in FIG. It is a cross-sectional view along the KE-KE line with the fin portion.
  • 8A is an enlarged view showing the configuration of part of the fin portion shown in FIG. 7A
  • FIG. 8B is an enlarged view showing the configuration of part of the fin portion shown in FIG. 7B
  • FIG. 8C is shown in FIG. 7C.
  • FIG. 7C is shown in FIG. 7C.
  • FIG. 8D is an enlarged view showing the partial configuration shown in FIG. 7D
  • FIG. 8E is an enlarged view showing the partial configuration shown in FIG. 7E
  • FIG. 2 is a diagram showing the flow of cooling liquid inside a channel formed by connecting holes of a plate of the heat sink shown in FIG. 1
  • FIG. 2 is a contour diagram showing the streamlines of the flow of cooling liquid in the heat sink shown in FIG. 1 derived by a three-dimensional fluid simulation and shown in shading according to the speed
  • 11A is a plan view of the base portion of the heat sink and the heat generating element mounted thereon according to Embodiment 2
  • FIG. 11B is an enlarged left side view of the base portion, the fin portion of the heat sink, and the heat generating element mounted thereon shown in FIG.
  • FIG. 11A It is a plan view. 12A is a plan view showing the configuration of a plate of a heat sink according to Embodiment 3, and FIG. 12B is an enlarged plan view of the dashed line portion shown in FIG. 12A.
  • each direction in the heat sink is defined as a lamination direction Y as a direction in which plates are laminated, a direction perpendicular to the lamination direction Y and a direction in which the cooling liquid flows is a direction Z, and a direction perpendicular to the lamination direction Y and the distribution direction Z is shown as the orthogonal direction X. Therefore, in the portion that constitutes the heat sink, each direction will be shown and explained with reference to these directions. Moreover, since this is the same in all the following embodiments, the description thereof will be omitted as appropriate.
  • Embodiment 1. 1A is a perspective view showing the configuration of a heat sink according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 1B is a cross-sectional view showing the configuration of the heat sink shown in FIGS. 1B and 1A;
  • FIG. 2A is a front view showing the configuration of the base portion, the fin portion, and the heating element mounted thereon of the heat sink shown in FIG. 1;
  • 2B is a side view showing the configuration of the base portion, the fin portion, and the heating element mounted thereon of the heat sink shown in FIG. 2A, viewed from the arrow K side.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the base portion, the fin portion, and the heating element of the heat sink shown in FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the fin portion of the heat sink shown in FIG. 2 facing upward.
  • 5A to 5I are top views of each plate that constitutes the fin portion shown in FIG.
  • FIG. 6 is a front view showing the configuration of the heat sink shown in FIG. 1 with the base portion and the fin portions extracted.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view of the base portion and the fin portion shown in FIG. 6 taken along line KA-KA.
  • 7B is a cross-sectional view of the base portion and the fin portion shown in FIG. 6 taken along line KB-KB.
  • 7C is a cross-sectional view of the base portion and the fin portion shown in FIG. 6 taken along line KC-KC.
  • 7D is a cross-sectional view of the base portion and the fin portion shown in FIG. 6 taken along line KD-KD.
  • 7E is a cross-sectional view of the base portion and the fin portion shown in FIG. 6 taken along line KE-KE.
  • FIG. 8A is an enlarged view showing the configuration of the portion 810 of the channel cross section shown in FIG. 7A.
  • FIG. 8B is an enlarged view showing the configuration of the portion 811 of the channel cross section shown in FIG. 7B.
  • FIG. 8C is an enlarged view showing the configuration of the portion 812 of the channel cross section shown in FIG. 7C.
  • FIG. 8D is an enlarged view showing the configuration of the portion 813 of the channel cross section shown in FIG. 7D.
  • FIG. 8E is an enlarged view showing the configuration of the portion 814 of the channel cross section shown in FIG. 7E.
  • FIG. 9 is a diagram showing the flow of cooling liquid inside the flow path formed by connecting the holes of the plate of the heat sink shown in FIG.
  • FIG. 10 is a contour diagram showing the streamlines of the flow of the cooling liquid in the heat sink shown in FIG. 1, derived by the three-dimensional fluid simulation, and shown in shading according to the speed.
  • the heat sink 100 has a heating element 2 mounted on one surface thereof, and has a flow path 800 (see FIG. 8), which will be described later, on the surface opposite to the heating element 2. It is configured by incorporating the base portion 1 provided with the fin portion 8 into the water jacket 7. - ⁇ The watertightness between the base portion 1 and the water jacket 7 is achieved by placing the base portion 1 on top of the water jacket 7 via an O-ring 17, pressing against the water jacket 7 with a fastening plate 3, and fastening with bolts 4. is kept in
  • the water jacket 7 is connected to a supply path 5 for supplying the coolant and a discharge path 6 for discharging the coolant.
  • the cooling liquid flows in from the supply channel 5 , flows through the channel 800 of the fin portion 8 through the channel inlet 9 ( FIG. 2B ), passes through the channel 8 , and is discharged from the discharge channel 6 .
  • holes 151, 152, 153, 154, 155, 156, 157, 158, and 159 with different patterns are referred to as holes 151 to 159.
  • plates 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, and 89 are referred to as plates 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, and 89, respectively, in which holes 159 are respectively opened.
  • plates 81 to 89 any one of the plates is referred to as plate 80).
  • a channel 800 of the portion 8 is formed.
  • FIG. 8 Predetermined holes 150 are connected in the stacking direction Y and the flow direction Z to form a channel 800 (see portions 810, 811, 812, 813, 814, and 815).
  • a plurality of spiral flow paths 800 are formed extending in the flow direction Z of the cooling liquid, as shown in FIG.
  • the helical central axis 13 of the helical flow path 800 is formed in only one row in the stacking direction Y of the plates 81 to 89 of the fin portion 8, and the plates 81 to 89 are stacked.
  • a plurality of rows are formed in the orthogonal direction X orthogonal to the direction Y and the circulation direction Z of the cooling liquid.
  • the location of the spiral central axis 13 is indicated by a black circle.
  • the spiral flow paths 800 adjacent to each other in the orthogonal direction X are intertwined. Specifically, as shown in FIGS. 8 and 9, like a spiral R1 indicated by a solid-line arrow and a spiral R2 indicated by a broken-line arrow in a spiral flow path 800, a portion of the spiral flow path 800 is entangled and partially connected. Note that the spirals R1 and R2 shown in FIG. 9 are only examples, and the other portions are formed in the same relationship.
  • FIG. 10 shows the result of numerical calculation by three-dimensional fluid simulation in order to verify how the flow of the cooling liquid behaves when the cooling liquid is circulated through the channel 800 .
  • the streamlines 16 of the cooling liquid are spirally formed in a plurality of rows along the orthogonal direction X of the plates 81-89.
  • the heat generated from the heating element 2 is conducted to the plates 81 to 89 constituting the base portion 1 and the fin portion 8, and is radiated from the wall surface of the flow path 800 to the cooling liquid. be.
  • the temperature of the cooling liquid does not vary, and the heat dissipation performance of the heat sink 100 is improved by maintaining a constant temperature from the vicinity of the heating element 2 to the area far in the stacking direction Y. For this reason, it is important how to prevent temperature unevenness from occurring in the coolant.
  • the helical central axis 13 of the helical flow path 800 formed by connecting the predetermined holes 150 of the plates 81 to 89 in the stacking direction Y and the flow direction Z is Since only one row is formed in the stacking direction Y, the flow of the cooling liquid in the fin portion 8 is reliably diffused in a single stroke from the vicinity of the heating element 2 to the area far from it.
  • the cooling liquid is evenly agitated from the vicinity of the heating element 2 to the area far from it, thereby eliminating the temperature unevenness of the cooling liquid and improving the heat radiation performance.
  • this configuration it is possible to easily secure the cross-sectional area of the heat conduction path and the heat radiation area in the fin portion 8 .
  • the helical central axes 13 are formed in a plurality of rows in the orthogonal direction X of the fin portion 8, and the helical flow paths 800 adjacent on the plane are formed by being intertwined, adjacent plates in the stacking direction Y
  • the channel 800 is formed with a stepped step portion 19 as shown in FIG. 8C, and the heat radiation area can be increased.
  • the plates 81 to 89 adjacent in the stacking direction Y are connected without gaps, the cross-sectional area of the heat conduction path can be increased, and the heat dissipation performance can be improved.
  • the base portion 1 on which the heating element 2 is mounted is parallel to the flow direction Z of the cooling liquid, and is generally thicker than the thickness T of each of the plates 81 to 89 (see FIG. 13).
  • the length W (see FIG. 2) of one side of the mounting surface on which the heating element 2 is mounted is sufficiently long. Therefore, if the stacking direction of the plates is the direction of the length W, the required number of plates increases. , the required number of plates 80 can be reduced, and the contact surfaces or joint surfaces between the plates 81 to 89 can be reduced, improving manufacturability and reducing thermal resistance. That is, it is possible to improve the heat dissipation performance.
  • a good thermally conductive material such as aluminum or copper is used for the plate 80 .
  • the plates 80 when the plates 80 are stacked, by applying pressure, the plates 80 adjacent to each other in the stacking direction Y are pressure-bonded, reducing the thermal resistance between the contact surfaces and improving the heat dissipation performance. At this time, the plates 80 may be brought into close contact with each other by caulking or the like so as not to separate.
  • the contact thermal resistance can be reduced to zero, and the effect of improving the heat dissipation performance can be obtained. be able to.
  • the shape of the holes 150 and the number of plates 80 shown in FIG. 5 are examples.
  • the channel 800 formed by connecting the holes 150 of the plate 80 in the stacking direction Y and the flow direction Z is spiral, and the spiral central axis 13 is formed in only one row in the stacking direction Y of the plate 80, and , the spiral central axis 13 is formed in a plurality of rows in the orthogonal direction X of the fin portion 8, and the spiral flow paths 800 adjacent to each other in the orthogonal direction X are intertwined and partially connected. and the number of plates 80 are not limited.
  • fastening plate 3 is not necessarily required to fasten the base portion 1 and the water jacket 7 to the water jacket 7 and to ensure watertightness.
  • a liquid gasket may be used instead, or the base portion 1 and the water jacket 7 may be directly joined by brazing or friction stir welding.
  • the channels 800 shown in FIGS. 7, 8, and 9 have portions in which adjacent channels 800 are intertwined with each other, but they do not necessarily have to be intertwined, and may always be separated from each other.
  • the portions where the plates 81 to 89 adjacent to each other in the stacking direction Y are in contact with each other are used as joints and joined by brazing.
  • the portions where the plates 81 to 89 adjacent to each other in the stacking direction Y contact each other are diffusion-bonded as bonding portions.
  • the portions where the plates 81 to 89 adjacent in the stacking direction Y are in contact with each other are friction stir welded as joints.
  • the fin portion 8 is formed. Then, the fin portion 8 is used to form the heat sink 100 .
  • each of the plates is formed with a plurality of holes
  • a flow path formed by connecting the holes of the plates in the stacking direction and the circulation direction is formed in a spiral shape in the circulation direction, Since the helical center axis of the helical center of the flow path is formed in only one row in the stacking direction,
  • a first step of forming a plurality of said holes in each said plate a second step of stacking the plates in the stacking direction, and connecting the holes of the plates in the stacking direction and the circulation direction to form the spiral flow path in the circulation direction; because I prepare
  • the fin portion has a plurality of types of plates with different hole patterns, A spiral flow path can be configured easily.
  • the heat radiation area can be easily increased.
  • the heat sink of Embodiment 1 Since the flow paths are formed by partially connecting the flow paths adjacent to each other in the orthogonal direction, Since the entangled parts of the channels adjacent to each other in the orthogonal direction are connected, the heat dissipation area can be further increased.
  • a third step is provided in which pressure is applied from the stacking direction to press the plates adjacent to each other in the stacking direction. Since the plates adjacent to each other in the stacking direction are connected without gaps, the cross-sectional area of the heat conduction path can be increased, and the heat dissipation performance can be improved.
  • the heat sink of Embodiment 1 Since the junction is formed by diffusion bonding, Furthermore, according to the heat sink manufacturing method of the first embodiment, after the second step, a third step of diffusion-bonding the portions where the plates adjacent to each other in the stacking direction contact each other is provided. Contact thermal resistance can be reduced to zero, and the effect of improving heat dissipation performance can be obtained.
  • FIG. 11A is a plan view showing the configuration of the base portion of the heat sink and the heat generator mounted thereon according to Embodiment 2.
  • FIG. 11B is an enlarged left side view of the base and fins of the heat sink shown in FIG. 11A and the heating element mounted thereon; FIG.
  • the difference between the heat sink of Embodiment 1 and the heat sink of Embodiment 2 is that a plurality of heating elements 2 to be cooled by the heat sink are mounted. At least one helical central axis 13 of the flow path 800 of the fin portion 8 exists in each region of the fin portion 8 where heat is input from each heating element 2 .
  • FIG. 11B shows an example in which each heating element 2 has seven helical central axes 13 . Therefore, the heat sink 100 as a whole has 14 helical central axes 13, that is, 14 helical flow paths 800 are formed.
  • a plurality of heat generating elements can be mounted on the heat sink, and the flow path is formed only in each region where heat is input from each of the heat generating elements, The flow rate of the coolant flowing into each channel can be increased, and as a result, the flow velocity of the coolant can be increased. Since the heat transfer rate increases as the flow velocity of the cooling liquid increases, the heat dissipation performance can be improved.
  • Embodiment 3. 12A is a plan view showing the configuration of the plate of the heat sink according to Embodiment 3.
  • FIG. 12B is an enlarged plan view showing the configuration of the dashed line portion J of the plate shown in FIG. 12A.
  • 13 is a side view of a plate of a heat sink according to Embodiment 3.
  • the shortest distance L between adjacent holes 150 formed in the plate 80 is formed to be equal to or greater than the thickness T of the plate 80 (FIG. 13).
  • the holes 150 of the plate 80 are formed by punching, if the shortest distance L between the adjacent holes 150 is formed to be equal to or greater than the thickness T of the plate 80, the portion having the shortest distance L between the adjacent holes 150 can It is possible to suppress the occurrence of tearing or dripping.
  • the plate is formed such that the shortest distance between adjacent holes is equal to or greater than the thickness of the plate, It is possible to suppress the occurrence of tearing or sagging on the plate.
  • the total number of stacked plates 80 is N (N is an integer of 7 or more for an odd number and an integer of 6 or more for an even number).
  • N is an odd number
  • the number of types of holes 150 in the plate 80 is N/2.
  • the spiral flow path 800 has a symmetrical shape with respect to the spiral central axis 13 and the stacking direction Y of the plates 80, as shown in FIGS. For this reason, the thickness T of the plate 80 can be appropriately selected, and the plate 80 can be formed in a helical shape by laminating so that the shape of the hole 150 of each plate 80 in the lamination direction Y is symmetrical about the spiral central axis 13 . Therefore, if N is an odd number, ((N ⁇ 1)/2)+1 kinds of patterns of the holes 150 of the plate 80 should be prepared. If N is an even number, N/2 kinds of pattern types of the holes 150 of the plate 80 should be prepared.
  • the types of patterns of the holes 150 of the plate 80 can be reduced, and productivity is improved.
  • the heat sink configured as in the fourth embodiment, While exhibiting the same effect as the above embodiment, If the total number of plates is N (N is an integer of 7 or more for odd numbers and an integer of 6 or more for even numbers), when N is an odd number, the number of pattern types is ((N ⁇ 1)/2)+1 types; When N is an even number, the number of pattern types is N/2, so The number of types of hole patterns in the plate can be reduced, improving manufacturability.
  • FIG. 14A is a plan view showing the configuration of a fin member 888 for manufacturing the fin portion 8 of the heat sink according to Embodiment 5.
  • FIG. 14B is a plan view showing the configuration of the fin portion 8 cut out from the fin member 888 shown in FIG. 14A.
  • plates 81 to 89 having a pattern of holes 151 to 159 as shown in FIG. (first step).
  • the respective plate members are laminated in the lamination direction Y (second step), and a bonding step or bonding step is performed to manufacture the fin member 888 (FIG. 14A, third step).
  • the fin portion 8 is cut out in the required size (broken line portion in FIG. 14B) according to the desired size of the flow path 800 (FIG. 14B, fourth step).
  • the process of pressure bonding, brazing, diffusion bonding, or friction stir welding of the plates 80 together in the stacking direction Y requires the most man-hours and incurs costs. Therefore, in the fifth embodiment, the fin member 888 larger than the required size of the fin portion 8 having the flow path 800 is manufactured in advance as described above.
  • a plurality of fin portions 8 having a preset size are cut out.
  • the process of pressure adhesion, brazing, diffusion bonding, or friction stir welding which requires the most man-hours, is eliminated. It can be completed only once, and the number of processes can be greatly reduced.
  • the heat sink configured as in the fifth embodiment, While exhibiting the same effect as the above embodiment, After forming a fin member by performing the first step to the third step using a plate member having an area that is at least twice the area of the fin portion, Since it comprises a fourth step of cutting out the plurality of fin parts from the fin member, When manufacturing a plurality of heat sinks, the number of steps can be greatly reduced.

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Abstract

ヒートシンク（１００）に導入される冷却液の流通方向（Ｚ）は、積層方向（Ｙ）と直交する方向であり、各プレート（８０）は、複数個の孔（１５０）がそれぞれ形成され、各プレート（８０）が積層方向（Ｙ）に積層されると、プレート（８０）の孔（１５０）同士が積層方向（Ｙ）および流通方向（Ｚ）において繋がり形成される流路（８００）は、流通方向（Ｚ）に向かって螺旋状にて形成され、流路（８００）の螺旋状の中心の螺旋中心軸（１３）は、積層方向（Ｙ）に１列のみ形成される。

Description

ヒートシンクおよびヒートシンクの製造方法
　本願は、ヒートシンクおよびヒートシンクの製造方法に関するものである。
　従来のヒートシンクには、冷却対象の発熱体が接触する本体を冷媒で冷却することにより、発熱体を冷却する液冷式のものがある。このような液冷式のヒートシンクでは、冷媒を流すため、本体内部に流路が形成されている。例えば、特許文献１には、金属板の打ち抜き成形による平板状の第１プレートと、第２プレートとの積層体からなり、両プレートには、冷却液の流れ方向に直交する方向に互いに平行に離間して並列されると共に、それぞれ冷却液の流れ方向に位置された細長い多数の縦部材と、隣り合う縦部材間を斜めに接続する斜め部材とが一体に形成され、両プレートは、それぞれの各縦部材が整合して重なり、夫々の斜め部材は前記流れ方向に互いに離間して配置されると共に、その向きが互いに逆向きに配置されたヒートシンクが開示されている。
特開２０１０－１１４１７４号公報
　従来のヒートシンクおよびヒートシンクの製造方法は、冷却液が流路に沿って規則的に蛇行し、螺旋状に回転して熱伝達を促進させている。従来の構成においては、螺旋状に回転した流れが積層方向に複数列発生する。積層されたプレートの最上層に配置された発熱体（被冷却物）で発生した熱は、積層されたプレートに伝わり、冷却液に放熱される。発熱体に近いプレートの温度が最も高温で、発熱体から遠ざかるほど、プレートの温度は低くなる。
　プレートの温度と冷却液の温度差が大きい程プレートからの放熱量は大きくなるため、発熱体の近傍では、局所的に発生した螺旋状に回転した流れによって冷却液に多くの熱量が放熱され、発熱体から遠い領域では、前述の螺旋状に回転した流れとは別の列に存在する螺旋状に回転した流れよって発熱体近傍と比較して少ない熱量が放熱される。
　ゆえに、発熱体に近い領域に存在する冷却液は高温となり、発熱体から遠い領域に存在する冷却液は低温となる。しかしながら本来、プレートの温度と冷却液の温度差が最も生じる発熱体に近い領域において、冷却液の温度が集中的に高温になると、放熱効率が低下するという問題点があった。
　さらに、冷却液に放熱するべき熱は、冷却液に到達するまでに金属内を伝導するため、金属内の熱経路の断面積が大きければ大きいほど発熱体から遠いところまで熱を伝えやすく、放熱性能は高くなる。一方で、金属内の熱経路の断面積を大きくすると、冷却液と金属の接触面積、すなわち放熱面積を大きくしにくく放熱効率が低くなるという問題点があった。
　さらに、隣り合うプレート同士が接触している箇所は限定的であり、隙間があるため、放熱面積は大きくなるが、金属内の熱伝導経路断面積は狭く、発熱体から遠い領域まで熱を伝導させることが難しく放熱効率が低下するという問題点があった。
　本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、放熱効率が向上できるヒートシンクおよびヒートシンクの製造方法を提供することを目的とする。
　本願に開示されるヒートシンクは、
複数のプレートが積層方向に積層されたフィン部を有するヒートシンクにおいて、
前記ヒートシンクに導入される冷却液の流通方向は、前記積層方向と直交する方向であり、
各前記プレートは、複数個の孔がそれぞれ形成され、
各前記プレートが前記積層方向に積層されると、前記プレートの前記孔同士が前記積層方向および前記流通方向において繋がり形成される流路は、前記流通方向に向かって螺旋状にて形成され、
前記流路の螺旋状の中心の螺旋中心軸は、前記積層方向に１列のみ形成されているものである。
　また、本願に開示されるヒートシンクの製造方法は、上記記載のヒートシンクの製造方法において、
　各前記プレートに複数の前記孔を形成する第１工程と、
　各前記プレートを前記積層方向に積層し、各前記プレートの前記孔同士が前記積層方向および前記流通方向で繋がることで前記流通方向に向かって螺旋状の前記流路を形成する第２工程とを備えるものである。
　本願に開示されるヒートシンクおよびヒートシンクの製造方法によれば、
ヒートシンクの放熱効率を向上できる。
図１Ａは、実施の形態１によるヒートシンクの構成を示す斜視図、図１Ｂは図１Ａに示したヒートシンクの構成を示す断面図である。 図２Ａは、図１に示したヒートシンクからベース部とフィン部とそれに実装された発熱体を抜き出した正面図、図２Ｂは、図３Ａに示すヒートシンクのベース部とフィン部とそれに実装された発熱体を矢印Ｋ側から見た拡大側面図である。 図２に示したヒートシンクのベース部とフィン部とそれに実装された発熱体の構成を示す分解斜視図である。 図２に示したヒートシンクのベース部とフィン部のフィン部を上にして示した斜視図である。 図５Ａは、図４に示したヒートシンクのフィン部を構成するプレートの構成を示す拡大上面図、図５Ｂは、図４に示したヒートシンクのフィン部を構成するプレートの構成を示す拡大上面図、図５Ｃは、図４に示したヒートシンクのフィン部を構成するプレートの構成を示す拡大上面図、図５Ｄは、図４に示したヒートシンクのフィン部を構成するプレートの構成を示す拡大上面図、図５Ｅは、図４に示したヒートシンクのフィン部を構成するプレートの構成を示す拡大上面図、図５Ｆは、図４に示したヒートシンクのフィン部を構成するプレートの構成を示す拡大上面図、図５Ｇは、図４に示したヒートシンクのフィン部を構成するプレートの構成を示す拡大上面図、図５Ｈは、図４に示したヒートシンクのフィン部を構成するプレートの構成を示す拡大上面図、図５Ｉは、図４に示したヒートシンクのフィン部を構成するプレートの構成を示す拡大上面図である。 図２に示したヒートシンクのベース部とフィン部を抜き出した正面図である。 図７Ａは、図６に示したベース部とフィン部とのＫＡ－ＫＡ線断面図、図７Ｂは図６に示したベース部とフィン部とのＫＢ－ＫＢ線断面図、図７Ｃは図６に示したベース部とフィン部とのＫＣ－ＫＣ線断面図、図７Ｄは図６に示したベース部とフィン部とのＫＤ－ＫＤ線断面図、図７Ｅは図６に示したベース部とフィン部とのＫＥ－ＫＥ線断面図である。 図８Ａは、図７Ａに示したフィン部の一部の構成を示す拡大図、図８Ｂは、図７Ｂに示したフィン部の一部の構成を示す拡大図、図８Ｃは、図７Ｃに示した一部の構成を示す拡大図、図８Ｄは、図７Ｄに示した一部の構成を示す拡大図、図８Ｅは、図７Ｅに示した一部の構成を示す拡大図である。 図１に示したヒートシンクのプレートの孔同士が繋がることで形成される流路内部の冷却液の流れを示した図である。 図１に示したヒートシンクの冷却液の流れの流線を３次元流体シミュレーションによって導出し、速度に応じた濃淡で示したコンター図である。 図１１Ａは、実施の形態２によるヒートシンクのベース部とそれに実装された発熱体の平面図、図１１Ｂは、図１１Ａに示したヒートシンクのベース部とフィン部とそれに実装された発熱体の拡大左側面図である。 図１２Ａは、実施の形態３によるヒートシンクのプレートの構成を示す平面図、図１２Ｂは、図１２Ａに示した破線部分の拡大平面図である。 実施の形態３によるヒートシンクのプレートの側面図である。 図１４Ａは、実施の形態５によるヒートシンクのフィン部材の構成を示す平面図、図１４Ｂは、図１４Ａから切り出されたフィン部の構成を示す平面図である。
　以下の説明において、図中、同一または同等の部分には同一の符号を付してその説明は適宜省略する。また、ヒートシンクにおける各方向を、後述するプレートが積層する方向を積層方向Ｙ、積層方向Ｙに直交する方向であって冷却液の流通する方向を流通方向Ｚ、積層方向Ｙおよび流通方向Ｚに直交する方向を直交方向Ｘとして示す。よって、ヒートシンクを構成する部分においては、これらの方向を基準として各方向を示して説明する。また、このことは以下の全実施の形態において同様であるため、その説明は適宜省略する。
実施の形態１．
　図１Ａは、実施の形態１によるヒートシンクの構成を示す斜視図である。図１Ｂ、図１Ａに示したヒートシンクの構成を示す断面図である。図２Ａは、図１に示したヒートシンクのベース部とフィン部とそれに実装された発熱体との構成を示す正面図である。図２Ｂは、図２Ａに示したヒートシンクのベース部とフィン部とそれに実装された発熱体を矢印Ｋ側から見た構成を示す側面図である。
　図３は、図２に示したヒートシンクのベース部とフィン部と発熱体との分解斜視図である。図４は、図２に示したヒートシンクのフィン部を上面側にして示した斜視図である。図５Ａから図５Ｉは、図５に示したフィン部を構成する各プレートの上面図である。図６は、図１に示したヒートシンクのベース部とフィン部を抜き出した構成を示す正面図である。
　図７Ａは、図６に示したベース部とフィン部とのＫＡ－ＫＡ線断面図である。図７Ｂは、図６に示したベース部とフィン部とのＫＢ－ＫＢ線断面図である。図７Ｃは、図６に示したベース部とフィン部とのＫＣ－ＫＣ線断面図である。図７Ｄは、図６に示したベース部とフィン部とのＫＤ－ＫＤ線断面図である。図７Ｅは、図６に示したベース部とフィン部とのＫＥ－ＫＥ線断面図である。図８Ａは、図７Ａに示した流路断面の部分８１０の構成を示す拡大図である。図８Ｂは、図７Ｂに示した流路断面の部分８１１の構成を示す拡大図である。図８Ｃは、図７Ｃに示した流路断面の部分８１２の構成を示す拡大図である。図８Ｄは、図７Ｄに示した流路断面の部分８１３の構成を示す拡大図である。図８Ｅは、図７Ｅに示した流路断面の部分８１４の構成を示す拡大図である。
　図９は、図１に示したヒートシンクのプレートの孔同士が繋がることで形成される流路内部の冷却液の流れを示した図である。図１０は、図１に示したヒートシンクの冷却液の流れの流線を３次元流体シミュレーションによって導出し、速度に応じた濃淡で示したコンター図である。
　図１および図２に示すように、実施の形態１によるヒートシンク１００は、発熱体２が一面に実装され、かつ発熱体２と反対側の面に後述する流路８００（図８参照）を有するフィン部８が設けられたベース部１を、ウォータージャケット７に組み込むことで構成される。ベース部１とウォータージャケット７の間の水密は、ベース部１がＯリング１７を介してウォータージャケット７の上に配置され、締結板３によってウォータージャケット７に押し付けられボルト４にて締結されることで保たれている。
　ウォータージャケット７には、冷却液を供給する供給路５、および冷却液を排出する排出路６が接続されている。冷却液は、供給路５から流入し、流路入口９（図２Ｂ）を通じてフィン部８の流路８００に流入、通過して、排出路６から排出される。
　図３、図４、図５に示すように、パターンが異なる孔１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７、１５８、１５９（以下、これら全ての孔をさす場合には、孔１５１～１５９と称し、いずれかの孔をさす場合には、孔１５０と称する）がそれぞれ開口されたプレート８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９（以下、これら全てのプレートをさす場合には、プレート８１～８９と称し、いずれかのプレートをさす場合には、プレート８０と称する）を積層することで、所定の孔１５０同士が積層方向Ｙおよび流通方向Ｚに繋がり、フィン部８の流路８００が形成される。
　流路８００について図６、図７、図８、図９を用いて説明する。所定の孔１５０同士が積層方向Ｙ、および、流通方向Ｚに向かって繋がって流路８００（部分８１０、８１１、８１２、８１３、８１４、８１５参照）が形成される。そしてフィン部８内には、図９に示すように、冷却液の流通方向Ｚに向かって延伸する複数の螺旋状の流路８００が形成される。
　そして、螺旋状の流路８００の螺旋中心軸１３は、図７に示すように、フィン部８のプレート８１～８９の積層方向Ｙには１列のみ形成され、かつ、プレート８１～８９の積層方向Ｙおよび冷却液の流通方向Ｚと直交する直交方向Ｘには複数列形成される。なお、本実施の形態１および以下の実施の形態における各図（図９を除く）において、当該螺旋中心軸１３は、黒丸にてその箇所を示している。
　そして、直交方向Ｘに隣り合う螺旋状の流路８００は絡み合って形成される。具体的には、図８、図９に示すように、螺旋状の流路８００の実線矢印で示す螺旋Ｒ１および破線矢印で示す螺旋Ｒ２のように、途中で絡み合い一部が繋がっている。なお、図９にて示した、螺旋Ｒ１、Ｒ２は、１例を示したものであり、他の箇所も同様の関係にて形成されている。
　この流路８００に冷却液を流通させたときに、冷却液の流れがどのような振る舞いをするかを検証するため、３次元流体シミュレーションで数値計算した結果を図１０に示す。図１０に示すように、冷却液の流線１６はプレート８１～８９の直交方向Ｘに沿って複数列が螺旋状に形成されていることが分かる。発熱体２から発せられた熱は、図８Ａから図８Ｅに示すように、ベース部１とフィン部８を構成するプレート８１～８９に伝導し、流路８００の壁面から冷却液へと放熱される。
　ヒートシンク１００において、冷却液には温度ムラが発生せず、発熱体２の近傍から積層方向Ｙの遠い領域までを一定温度にできることで、ヒートシンク１００の放熱性能を高める。このことから、如何に冷却液に温度ムラを発生させないようにするかが重要である。当該実施の形態１によるヒートシンク１００によれば、プレート８１～８９の所定の孔１５０同士が積層方向Ｙおよび流通方向Ｚにおいて繋がることで形成される螺旋状の流路８００の螺旋中心軸１３が、積層方向Ｙに１列のみ形成されるため、フィン部８における冷却液の流れは、発熱体２の近傍から遠い領域まで一筆書きで確実に拡散される。
　よって、発熱体２の近傍から遠い領域まで、冷却液が一様に攪拌されることで冷却液の温度ムラが解消され、放熱性能は高くなる。このように構成すれば、フィン部８内の、熱伝導経路断面積の確保、および、放熱面積の確保を簡便に得ることができる。
　また、螺旋中心軸１３はフィン部８の直交方向Ｘに複数列形成され、かつ、平面上において隣り合う螺旋状の流路８００は絡み合って形成されているために、積層方向Ｙの隣接するプレートの孔１５０の位置を僅かにずらして配置することで、流路８００には、図８Ｃに示すような階段状の段差部１９が形成され、放熱面積を増加できる。かつ、積層方向Ｙに隣接するプレート８１～８９は隙間なく繋がっているため、熱伝導経路の断面積も大きくでき、放熱性能を向上できる。
　また、発熱体２が実装されるベース部１は冷却液の流通方向Ｚに対して平行であり、かつ、一般的にプレート８１～８９の１枚あたりの厚さＴ（図１３参照）に比べて、発熱体２が実装される側の実装面の１辺の長さＷ（図２参照）は十分に長い。このことから、プレートの積層方向を、長さＷの方向とすれば、プレートの必要枚数が増加するが、本願においては、プレート８０の積層方向Ｙを冷却液の流通方向Ｚおよび直交方向Ｘに対して直交する方向に設定しているため、プレート８０の必要枚数を低減できるとともに、プレート８１～８９同士の接触面、または接合面を減らすことができ、製造性の向上と、熱抵抗の低減すなわち放熱性能を向上させることが可能となる。
　プレート８０は、例えばアルミまたは銅等の良熱伝導性材料が用いられる。また、プレート８０を積層する際には、圧力を加えることで、積層方向Ｙに隣接するプレート８０同士が加圧密着され、接触面同士の熱抵抗を低減し、放熱性能が向上する。この際、カシメ等によりプレート８０同士が密着して離れないようにしてもよい。または、プレート８０同士をろう付けまたは拡散接合、もしくは摩擦攪拌接合によって金属的に接合した接合部を形成することにより、接触熱抵抗をゼロにすることができ、さらに放熱性能の向上の効果を得ることができる。
　図５に示す孔１５０の形状およびプレート８０の枚数は、１例である。プレート８０の孔１５０同士が積層方向Ｙおよび流通方向Ｚに繋がることで形成される流路８００が螺旋状であり、螺旋中心軸１３がプレート８０の積層方向Ｙには１列のみ形成され、かつ、螺旋中心軸１３はフィン部８の直交方向Ｘには複数列形成され、かつ、直交方向Ｘに隣り合う螺旋状の流路８００は絡み合って一部が繋がって形成されていれば、孔１５０の形状およびプレート８０の枚数は問わない。
　また、ベース部１とウォータージャケット７の締結と水密性の確保は、必ずしも締結板３を用いる必要はなく、ベース部１とウォータージャケット７を直接ボルト４で締結してもよく、Ｏリング１７を用いずに液体ガスケットを用いてもよいし、ベース部１とウォータージャケット７をろう付けまたは摩擦攪拌接合により直接接合してもよい。
　また、ベース部１とウォータージャケット７を用いず、孔が形成されていないプレートを、プレート８１～８９の積層方向Ｙの上下面それぞれにろう付けし、水密性を確保して流路８００を形成してもよい。図７、図８、図９に示した流路８００は、途中で一部隣り合う流路８００同士が絡み合っている部分があるが、必ずしも絡み合わせる必要はなく、常に離間していてもよい。
　次に、上記のように構成された実施の形態１のヒートシンクの製造方法について説明する。各プレート８１～８９にそれぞれ異なった孔１５１～１５９を多数開口して、各プレート８１～８９をそれぞれ形成する（第１工程）。次に、各プレート８１～８９を積層方向Ｙに積層し、各プレート８１～８９の所定の孔１５０同士が積層方向Ｙおよび流通方向Ｚに繋がる螺旋状の流路８００を形成する（第２工程）。
　そして、第２工程の後に、第３工程として、積層方向Ｙから加圧して、積層方向Ｙに隣接するプレート８１～８９同士を加圧密着させる。または、積層方向Ｙに隣接するプレート８１～８９同士が接触する箇所を接合部としてろう付け接合する。または、積層方向Ｙに隣接するプレート８１～８９同士が接触する箇所を、接合部として拡散接合する。または、積層方向Ｙに隣接するプレート８１～８９同士が接触する箇所を、接合部として摩擦攪拌接合する。そして、フィン部８を形成する。そして、当該フィン部８を用いてヒートシンク１００を形成する。
　上記のように構成された実施の形態１のヒートシンクによれば、
複数のプレートが積層方向に積層されたフィン部を有するヒートシンクにおいて、
前記ヒートシンクに導入される冷却液の流通方向は、前記積層方向と直交する方向であり、
各前記プレートは、複数個の孔がそれぞれ形成され、
各前記プレートが前記積層方向に積層されると、前記プレートの前記孔同士が前記積層方向および前記流通方向において繋がり形成される流路は、前記流通方向に向かって螺旋状にて形成され、
前記流路の螺旋状の中心の螺旋中心軸は、前記積層方向に１列のみ形成されているので、
　また、上記のように構成された実施の形態１のヒートシンクの製造方法によれば、
上記ヒートシンクの製造方法において、
　各前記プレートに複数の前記孔を形成する第１工程と、
　各前記プレートを前記積層方向に積層し、各前記プレートの前記孔同士が前記積層方向および前記流通方向で繋がることで前記流通方向に向かって螺旋状の前記流路を形成する第２工程とを備えるので、
プレートの孔同士が繋がることで形成される螺旋状の冷却液の流路は螺旋の螺旋中心軸が積層方向には１列のみ形成され、冷却液の流れは積層方向において発熱体の近傍から遠い領域まで一筆書きで確実に拡散される。よって、発熱体の近傍から遠い領域まで一様に冷却液が攪拌されることで温度ムラが解消され、放熱性能は高くなる。
　さらに、実施の形態１のヒートシンクによれば、
前記フィン部は、前記孔のパターンが異なる複数種類の前記プレートを有するので、
螺旋状の流路を簡便に構成できる。
　さらに、実施の形態１のヒートシンクによれば、
前記流路は、前記積層方向および前記流通方向と直交する直交方向に複数列形成されるので、
螺旋中心軸は直交方向に複数列形成されるため、放熱面積を簡便に増加できる。
　さらに、実施の形態１のヒートシンクによれば、
前記流路は、前記直交方向に隣接する前記流路同士が一部で繋がって形成されるので、
直交方向に隣接する流路同士の絡み合い一部が繋がるため放熱面積をさらに増加できる。
　さらに、実施の形態１のヒートシンクによれば、
前記積層方向に隣接する前記プレート同士は、前記積層方向からの加圧密着にて形成されるので、
　さらに、実施の形態１のヒートシンクの製造方法によれば、
前記第２工程の後に、前記積層方向から加圧して前記積層方向に隣接する前記プレート同士を加圧密着させる第３工程を備えるので、
積層方向に隣接するプレート間の隙間なく繋がっているため、熱伝導経路の断面積も大きくすることができ、放熱性能を向上させることができる。
　さらに、実施の形態１のヒートシンクによれば、
前記積層方向に隣接する前記プレート同士の接触する箇所に接合部が形成されるので、
プレート同士を積層方向に確実に接続できる。
　さらに、実施の形態１のヒートシンクによれば、
前記接合部は、ろう付けにて形成されるので、
　さらに、実施の形態１のヒートシンクの製造方法によれば、
前記第２工程の後に、前記積層方向に隣接する前記プレート同士が接触する箇所を、ろう付け接合する第３工程を備えるので、
接触熱抵抗をゼロにすることができ、さらに放熱性能の向上の効果が得られる。
　さらに、実施の形態１のヒートシンクによれば、
前記接合部は、拡散接合にて形成されるので、
　さらに、実施の形態１のヒートシンクの製造方法によれば、
前記第２工程の後に、前記積層方向に隣接する前記プレート同士が接触する箇所を、拡散接合する第３工程を備えるので、
接触熱抵抗をゼロにすることができ、さらに放熱性能の向上の効果が得られる。
　さらに、実施の形態１のヒートシンクによれば、
前記接合部は、摩擦攪拌接合にて形成されるので、
　さらに、実施の形態１のヒートシンクの製造方法によれば、
前記第２工程の後に、前記積層方向に隣接する前記プレート同士が接触する箇所を、摩擦攪拌接合する第３工程を備えるので、
接触熱抵抗をゼロにすることができ、さらに放熱性能の向上の効果が得られる。
　なお、以下の実施の形態においては、上記実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。よって、上記実施の形態１と同様の部分の説明は適宜省略する。
実施の形態２．
　図１１Ａは、実施の形態２によるヒートシンクのベース部とそれに実装された発熱体との構成を示す平面図である。図１１Ｂは、図１１Ａに示したヒートシンクのベース部とフィン部とそれに実装された発熱体の拡大左側面図である。
　上記実施の形態１のヒートシンクと本実施の形態２のヒートシンクとの異なる点は、ヒートシンクにて冷却すべき発熱体２が複数個実装される点である。そして、各発熱体２から入熱するフィン部８のそれぞれの領域に、少なくともフィン部８の流路８００の螺旋中心軸１３が１本以上存在する。図１１Ｂにおいては、１個の発熱体２あたり、螺旋中心軸１３を７本それぞれ有する例を示している。よって、ヒートシンク１００の全体で、螺旋中心軸１３を１４本有する、すなわち、螺旋状の流路８００が１４箇所に形成されている。
　冷却すべき発熱体２が存在しない領域には、敢えて流路８００を設ける必要はない。発熱体２から入熱するフィン部８の領域に、集中的に流路８００の螺旋中心軸１３を設けることにより、発熱体２から入熱しないフィン部８の領域にも流路８００を設ける場合と比べて、１つあたりの流路８００に流入する冷却液の流量を向上でき、結果、冷却液の流速を向上できる。熱伝達率は冷却液の流速が速ければ速いほど大きくなるため、放熱性能を向上できる。
　上記の様に構成された実施の形態２のヒートシンクによれば、
上記実施の形態１と同様の効果を奏するとともに、
前記ヒートシンクには複数の発熱体が実装可能であり、かつ、前記流路は、各前記発熱体から入熱する各領域にのみに形成されるので、
１つあたりの流路に流入する冷却液の流量を向上でき、結果、冷却液の流速を向上できる。熱伝達率は冷却液の流速が速ければ速いほど大きくなるため、放熱性能を向上できる。
実施の形態３．
　図１２Ａは、実施の形態３によるヒートシンクのプレートの構成を示す平面図である。図１２Ｂは、図１２Ａに示したプレートの破線部分Ｊの構成を示す拡大平面図である。図１３は、実施の形態３によるヒートシンクのプレートの側面図である。
　本実施の形態３によるヒートシンク１００によれば、プレート８０に空いた隣接する孔１５０同士の最短距離Ｌが、プレート８０の厚さＴ（図１３）以上にて形成される。例えば、プレート８０の孔１５０を打ち抜きで形成する場合、隣り合う孔１５０同士の最短距離Ｌをプレート８０の厚さＴ以上に形成すれば、隣接する孔１５０同士の最短距離Ｌを有する部分で、千切れまたはダレが発生することを抑制できる。
　上記実施の形態３のように構成されたヒートシンクによれば、
上記実施の形態と同様の効果を奏するとともに、
前記プレートは、隣接する前記孔間の最短距離が、前記プレートの厚さ以上にて形成されるので、
プレートに千切れまたはダレが発生することを抑制できる。
実施の形態４．
　実施の形態４によるヒートシンクでは、積層されるプレート８０の合計枚数をＮ枚（Ｎは、奇数の場合は７以上の整数、偶数の場合は６以上の整数）とする。Ｎが奇数の場合は、プレート８０の孔１５０のパターンの種類が（（Ｎ－１）／２）＋１種類である。また、Ｎが偶数の場合は、プレート８０の孔１５０の種類がＮ／２種類である。
　螺旋状の流路８００の形状は、図７、図８、図９に示すように、螺旋中心軸１３およびプレート８０の積層方向Ｙに対して対称の形状を有する。このことから、プレート８０の厚さＴを適切に選び、各積層方向Ｙのプレート８０の孔１５０の形状が螺旋中心軸１３を中心に対称となるように積層すると螺旋状に形成できる。よって、Ｎ枚が奇数の場合は、プレート８０の孔１５０のパターンの種類を（（Ｎ－１）／２）＋１種類用意すればよい。Ｎ枚が偶数の場合は、プレート８０の孔１５０のパターンの種類をＮ／２種類用意すればよい。
　このことにより、Ｎ枚全てのプレート８０の孔１５０のパターンの種類が異なるように形成する場合と比較して、プレート８０の孔１５０のパターンの種類が削減でき、生産性が向上する。
　上記実施の形態４のように構成されたヒートシンクによれば、
上記実施の形態と同様の効果を奏するとともに、
前記プレートの合計枚数をＮ枚（Ｎは、奇数の場合は７以上の整数、偶数の場合は６以上の整数）とすると、
前記Ｎが奇数の場合は、前記パターンの種類の数は、（（Ｎ－１）／２）＋１種類であり、
前記Ｎが偶数の場合は、前記パターンの種類の数は、Ｎ／２種類であるので、
プレートの孔のパターンの種類が削減でき、製造性が向上する。
実施の形態５．
　図１４Ａは、実施の形態５によるヒートシンクのフィン部８を製造するためのフィン部材８８８の構成を示す平面図である。図１４Ｂは、図１４Ａに示すフィン部材８８８から切り出されたフィン部８の構成を示す平面図である。実施の形態５の場合、例えば、図５に示したような孔１５１～１５９のパターンを有するプレート８１～８９であって、平面上の面積が、フィン部８の面積の２倍以上の大きさを有するプレート部材を形成する（第１工程）。
　次に、各プレート部材を積層方向Ｙに積層する（第２工程）とともに密着工程、もしくは接合工程を行い、フィン部材８８８として製造する（図１４Ａ、第３工程）。次に、フィン部材８８８から、流路８００の所望の大きさに合わせて、必要となる大きさ（図１４Ｂの破線部分）にて切り出しフィン部８を製造する（図１４Ｂ、第４工程）。
　流路８００を有するフィン部８の製造において、プレート８０同士を積層方向Ｙにおいて、加圧密着、ろう付け、拡散接合、もしくは摩擦攪拌接合する工程が最も工数が多く、コストが発生する。よって、本実施の形態５においては、あらかじめ、必要となる流路８００を有するフィン部８の大きさより、大きなフィン部材８８８を上記に示したように製造する。
　その後、あらかじめ設定された大きさのフィン部８を複数個切り出す。このように製造すれば、必要となる流路８００が形成された複数個のフィン部８を形成する場合、最も工数が発生する加圧密着、ろう付け、拡散接合、もしくは摩擦攪拌接合の工程が一度で済み、工程数を大幅に削減できる。
　上記実施の形態５のように構成されたヒートシンクによれば、
上記実施の形態と同様の効果を奏するとともに、
前記フィン部の面積の２倍以上の面積を有するプレート部材を用いて、前記第１工程から前記第３工程までを行ってフィン部材を形成した後、
　前記フィン部材から複数の前記フィン部を切り出す第４工程を備えるので、
複数のヒートシンクを製造する場合、工程数を大幅に削減できる。
　本願は、様々な例示的な実施の形態および実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらに、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
　１　ベース部、１００　ヒートシンク、１３　螺旋中心軸、１５０　孔、１５１　孔、１５２　孔、１５３　孔、１５４　孔、１５５　孔、１５６　孔、１５７　孔、１５８　孔、１５９　孔、１６　流線、１７　Ｏリング、１９　段差部、２　発熱体、３　締結板、４　ボルト、５　供給路、６　排出路、７　ウォータージャケット、８　フィン部、８０　プレート、８００　流路、８１　プレート、８２　プレート、８３　プレート、８４　プレート、８５　プレート、８６　プレート、８７　プレート、８８　プレート、８９　プレート、８１０　部分、８１１　部分、８１２　部分、８１３　部分、８１４　部分、８８８　フィン部材、９　流路入口、Ｌ　最短距離、Ｔ　厚さ、Ｙ　積層方向、Ｘ　直交方向、Ｚ　流通方向。

Claims (18)

  1. 複数のプレートが積層方向に積層されたフィン部を有するヒートシンクにおいて、
    前記ヒートシンクに導入される冷却液の流通方向は、前記積層方向と直交する方向であり、
    各前記プレートは、複数個の孔がそれぞれ形成され、
    各前記プレートが前記積層方向に積層されると、前記プレートの前記孔同士が前記積層方向および前記流通方向において繋がり形成される流路は、前記流通方向に向かって螺旋状にて形成され、
    前記流路の螺旋状の中心の螺旋中心軸は、前記積層方向に１列のみ形成されているヒートシンク。
  2. 前記フィン部は、前記孔のパターンが異なる複数種類の前記プレートを有する請求項１に記載のヒートシンク。
  3. 前記プレートの合計枚数をＮ枚（Ｎは、奇数の場合は７以上の整数、偶数の場合は６以上の整数）とすると、
    前記Ｎが奇数の場合は、前記パターンの種類の数は、（（Ｎ－１）／２）＋１種類であり、
    前記Ｎが偶数の場合は、前記パターンの種類の数は、Ｎ／２種類である請求項２に記載のヒートシンク。
  4. 前記流路は、前記積層方向および前記流通方向と直交する直交方向に複数列形成される請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のヒートシンク。
  5. 前記流路は、前記直交方向に隣接する前記流路同士が一部で繋がって形成される請求項４に記載のヒートシンク。
  6. 前記ヒートシンクには複数の発熱体が実装可能であり、かつ、前記流路は、各前記発熱体から入熱する各領域にのみに形成される請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のヒートシンク。
  7. 前記積層方向に隣接する前記プレート同士は、前記積層方向からの加圧密着にて形成される請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のヒートシンク。
  8. 前記積層方向に隣接する前記プレート同士の接触する箇所に接合部が形成される請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のヒートシンク。
  9. 前記接合部は、ろう付けにて形成される請求項８に記載のヒートシンク。
  10. 前記接合部は、拡散接合にて形成される請求項８に記載のヒートシンク。
  11. 前記接合部は、摩擦攪拌接合にて形成される請求項８に記載のヒートシンク。
  12. 前記プレートは、隣接する前記孔間の最短距離が、前記プレートの厚さ以上にて形成される請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のヒートシンク。
  13. 請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のヒートシンクの製造方法であって、
    　各前記プレートに複数の前記孔を形成する第１工程と、
    　各前記プレートを前記積層方向に積層し、各前記プレートの前記孔同士が前記積層方向および前記流通方向で繋がることで前記流通方向に向かって螺旋状の前記流路を形成する第２工程とを備えるヒートシンクの製造方法。
  14. 前記第２工程の後に、前記積層方向から加圧して前記積層方向に隣接する前記プレート同士を加圧密着させる第３工程を備える請求項１３に記載のヒートシンクの製造方法。
  15. 前記第２工程の後に、前記積層方向に隣接する前記プレート同士が接触する箇所を、ろう付け接合する第３工程を備える請求項１３に記載のヒートシンクの製造方法。
  16. 前記第２工程の後に、前記積層方向に隣接する前記プレート同士が接触する箇所を、拡散接合する第３工程を備える請求項１３に記載のヒートシンクの製造方法。
  17. 前記第２工程の後に、前記積層方向に隣接する前記プレート同士が接触する箇所を、摩擦攪拌接合する第３工程を備える請求項１３に記載のヒートシンクの製造方法。
  18. 前記フィン部の面積の２倍以上の面積を有するプレート部材を用いて、前記第１工程から前記第３工程までを行ってフィン部材を形成した後、
    　前記フィン部材から複数の前記フィン部を切り出す第４工程を備える請求項１４から請求項１７のいずれか１項に記載のヒートシンクの製造方法。
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