JP2004319942A - 金属発泡材料を用いたヒートシンク - Google Patents
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Abstract
【課題】従来のヒートシンクの放熱部は、金属板を用いたフィン構造であったが、放熱特性を向上させるための表面積増大には限界があり、ヒートシンクの性能アップが困難であった。フィン構造にたよらない新たなヒートシンク製造法として、多孔性の金属発泡材料を放熱部に使用する手法を提供する。
【解決手段】ヒートシンクの放熱部に金属発泡材料（１）を使用する。金属発泡材料は内部に無数の空孔をもち非常に軽量であるとともに、材料表面はきわめて凹凸に富み、放熱のための表面積が非常に大きい。その結果、軽量でかつ、放熱特性に優れたヒートシンクを作成することができる。
本発明の大きな特徴は、金属発泡材料のもつ複雑な多孔性に着目し、これをヒートシンクの放熱部に使用することにより、軽量でかつ高性能のヒートシンクを実現するものである。
【選択図】 図１
【解決手段】ヒートシンクの放熱部に金属発泡材料（１）を使用する。金属発泡材料は内部に無数の空孔をもち非常に軽量であるとともに、材料表面はきわめて凹凸に富み、放熱のための表面積が非常に大きい。その結果、軽量でかつ、放熱特性に優れたヒートシンクを作成することができる。
本発明の大きな特徴は、金属発泡材料のもつ複雑な多孔性に着目し、これをヒートシンクの放熱部に使用することにより、軽量でかつ高性能のヒートシンクを実現するものである。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、発熱体の熱量を有効に吸収し、大気中に効率よく放熱するように工夫したヒートシンクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のヒートシンクは、基盤となる金属板（主としてアルミニウム板が用いられている）に多数の冷却フィンを加工する手法が使われていた。すなわち冷却フィンの表面から大気中への放熱をおこなうことにより、発熱体の放熱冷却を図っていた。
このような従来型の構造では、冷却フィンの面積を増大させる、あるいは冷却フィンの幾何学的形状を変化させることにより放熱特性を向上させることが可能である。しかしこのような手法による、ヒートシンクの性能向上はすでに限界にきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来型のヒートシンクには以下のような問題点があった。
フィン構造に依存するヒートシンクでは、放熱特性を増大させる最も有効な手段はフィン数の増加とその表面積の増大であった。しかし、所要の寸法のヒートシンクではフィン数を増大させるには限度があり、またフィン１枚の形状を大型化しあるいは、幾何学的な変形をくわえて表面積を増大させる手法にも限度があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
ヒートシンクの放熱特性を向上させるには、大気と接触するヒートシンクの表面積を増大させることが最も有効となる。
金属材料で、それ自身が非常に大きな表面積をもつものに、金属発泡材がある。金属発泡材料は、材料内部に無数の空孔をもち、空孔が連結して複雑な内部構造を持つため非常に軽量である上、材料表面はきわめて凹凸に富み大気と接触する有効表面積は非常に大きい。
金属発泡材料を放熱部に使用することにより、その表面積の大きいことを利用したヒートシンクを設計することができる。また、非常に軽量であるため、ヒートシンクの軽量化を図ることができる。
金属発泡材料をヒートシンクの放熱部に使用するという意図、企画、およびその基本的な発想は今までに存在しなかった。
なお金属発泡材料とは、特殊な製造方法により、材料内部に微小な空洞を自然発生させたものであり、機械加工等により材料に穿孔等をおこなった材料ではない。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
内部に多数の空孔を有する金属発泡材料（１）を放熱部とする。ヒートシンクは発熱体から熱を有効に吸収する基盤部（２）が必要であり、これを金属板により成型する。金属板と金属発泡材料を接合することにより、最も基本的な、金属発泡材料をもちいたヒートシンク構造をつくる。
金属基盤と発泡材料は、溶接あるいは熱伝導シリコン材などで接着し、一体化してもよいし、最初から両者の一体製造を図ることもできる。
基盤部と金属発泡材料の連結により、ヒートシンクの基本構造ができるが、このヒートシンクは以下のプロセスを付加することにより、さらに放熱特性を向上させることができる。
金属発泡材料がアルミニウムで製造されている場合、金属発泡材料をアルマイト化する（３）。
また金属発泡材料に、孔を機械加工（４）することにより、有効表面積を増大させる。さらに金属発泡材料に切り込みなどを加工（５）して、有効表面積を増大させるなどの手段により、性能の向上をさらに図ることができる。
【０００６】
【発明の効果】
ヒートシンクの放熱部に金属発泡材料を使用することにより、放熱プロセスに必要なきわめて大きな表面積が得られ、放熱特性が向上する。また金属発泡材料は軽量であり、ヒートシンクの軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の分解図である。
【符号の説明】
１ 金属発泡材料
２ 金属基盤
【発明の属する技術分野】
この発明は、発熱体の熱量を有効に吸収し、大気中に効率よく放熱するように工夫したヒートシンクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のヒートシンクは、基盤となる金属板（主としてアルミニウム板が用いられている）に多数の冷却フィンを加工する手法が使われていた。すなわち冷却フィンの表面から大気中への放熱をおこなうことにより、発熱体の放熱冷却を図っていた。
このような従来型の構造では、冷却フィンの面積を増大させる、あるいは冷却フィンの幾何学的形状を変化させることにより放熱特性を向上させることが可能である。しかしこのような手法による、ヒートシンクの性能向上はすでに限界にきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来型のヒートシンクには以下のような問題点があった。
フィン構造に依存するヒートシンクでは、放熱特性を増大させる最も有効な手段はフィン数の増加とその表面積の増大であった。しかし、所要の寸法のヒートシンクではフィン数を増大させるには限度があり、またフィン１枚の形状を大型化しあるいは、幾何学的な変形をくわえて表面積を増大させる手法にも限度があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
ヒートシンクの放熱特性を向上させるには、大気と接触するヒートシンクの表面積を増大させることが最も有効となる。
金属材料で、それ自身が非常に大きな表面積をもつものに、金属発泡材がある。金属発泡材料は、材料内部に無数の空孔をもち、空孔が連結して複雑な内部構造を持つため非常に軽量である上、材料表面はきわめて凹凸に富み大気と接触する有効表面積は非常に大きい。
金属発泡材料を放熱部に使用することにより、その表面積の大きいことを利用したヒートシンクを設計することができる。また、非常に軽量であるため、ヒートシンクの軽量化を図ることができる。
金属発泡材料をヒートシンクの放熱部に使用するという意図、企画、およびその基本的な発想は今までに存在しなかった。
なお金属発泡材料とは、特殊な製造方法により、材料内部に微小な空洞を自然発生させたものであり、機械加工等により材料に穿孔等をおこなった材料ではない。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
内部に多数の空孔を有する金属発泡材料（１）を放熱部とする。ヒートシンクは発熱体から熱を有効に吸収する基盤部（２）が必要であり、これを金属板により成型する。金属板と金属発泡材料を接合することにより、最も基本的な、金属発泡材料をもちいたヒートシンク構造をつくる。
金属基盤と発泡材料は、溶接あるいは熱伝導シリコン材などで接着し、一体化してもよいし、最初から両者の一体製造を図ることもできる。
基盤部と金属発泡材料の連結により、ヒートシンクの基本構造ができるが、このヒートシンクは以下のプロセスを付加することにより、さらに放熱特性を向上させることができる。
金属発泡材料がアルミニウムで製造されている場合、金属発泡材料をアルマイト化する（３）。
また金属発泡材料に、孔を機械加工（４）することにより、有効表面積を増大させる。さらに金属発泡材料に切り込みなどを加工（５）して、有効表面積を増大させるなどの手段により、性能の向上をさらに図ることができる。
【０００６】
【発明の効果】
ヒートシンクの放熱部に金属発泡材料を使用することにより、放熱プロセスに必要なきわめて大きな表面積が得られ、放熱特性が向上する。また金属発泡材料は軽量であり、ヒートシンクの軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の分解図である。
【符号の説明】
１ 金属発泡材料
２ 金属基盤
Claims (3)
- 放熱部に金属発泡材料（１）を使用することにより、軽量でかつ高い冷却性能を有するヒートシンク。
- 金属発泡材料にアルマイトをすることにより、更に高い冷却性能を有するヒートシンク。
- 金属発泡材料と基盤となる金属を接合構造にすることによって、高い冷却性能を有するヒートシンク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003144178A JP2004319942A (ja) | 2003-04-15 | 2003-04-15 | 金属発泡材料を用いたヒートシンク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003144178A JP2004319942A (ja) | 2003-04-15 | 2003-04-15 | 金属発泡材料を用いたヒートシンク |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004319942A true JP2004319942A (ja) | 2004-11-11 |
Family
ID=33475187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003144178A Pending JP2004319942A (ja) | 2003-04-15 | 2003-04-15 | 金属発泡材料を用いたヒートシンク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004319942A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006135502A1 (en) * | 2005-06-10 | 2006-12-21 | Cree, Inc. | High power solid-state lamp |
| WO2007125802A1 (ja) | 2006-04-24 | 2007-11-08 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 熱伝達部材、凸状構造部材、電子機器、および電気製品 |
| JP2009253053A (ja) * | 2008-04-07 | 2009-10-29 | Seiko Epson Corp | ヒートシンクの製造方法およびヒートシンク |
| EP2204610A1 (en) * | 2009-01-05 | 2010-07-07 | Cpumate Inc. | Heat dissipating structure of led lamp cup made of porous material |
| JP2013239631A (ja) * | 2012-05-16 | 2013-11-28 | Fujitsu Ltd | 回路基板、回路基板の製造方法、電子装置及び電子装置の製造方法 |
| CN104837316A (zh) * | 2015-04-22 | 2015-08-12 | 湘潭大学 | 一种基于复合相变材料的散热器板 |
-
2003
- 2003-04-15 JP JP2003144178A patent/JP2004319942A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006135502A1 (en) * | 2005-06-10 | 2006-12-21 | Cree, Inc. | High power solid-state lamp |
| JP2008544489A (ja) * | 2005-06-10 | 2008-12-04 | クリー インコーポレイテッド | 光デバイス及びランプ |
| US9412926B2 (en) | 2005-06-10 | 2016-08-09 | Cree, Inc. | High power solid-state lamp |
| WO2007125802A1 (ja) | 2006-04-24 | 2007-11-08 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 熱伝達部材、凸状構造部材、電子機器、および電気製品 |
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| JP2013239631A (ja) * | 2012-05-16 | 2013-11-28 | Fujitsu Ltd | 回路基板、回路基板の製造方法、電子装置及び電子装置の製造方法 |
| CN104837316A (zh) * | 2015-04-22 | 2015-08-12 | 湘潭大学 | 一种基于复合相变材料的散热器板 |
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