JP2572766Y2

JP2572766Y2 - ヒートシンク

Info

Publication number: JP2572766Y2
Application number: JP1991084824U
Authority: JP
Inventors: 森　　茂樹
Original assignee: 東洋ラジエーター株式会社
Priority date: 1991-09-20
Filing date: 1991-09-20
Publication date: 1998-05-25
Anticipated expiration: 2006-09-20
Also published as: JPH0528050U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は半導体素子等の冷却用の
ヒートシンクに係り、さらに詳しくは放熱効率が高く種
々の放熱容量のものを容易に製造することができる新規
な構成のヒートシンクに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子、特に大電力素子のように損
失熱の大きな素子の性能を充分に発揮させるためには、
その発生熱を効率良く放散させ、素子の温度を所定の動
作温度以下に保って使用する必要がある。素子の熱放散
を増大させ、所定の動作温度以下にする有効な手段とし
て一般にヒートシンクが使用されている。従来のヒート
シンクはベース部材の一方の表面に断面くし状の溝部を
複数設け、他方の平坦面に素子を取り付けるようになっ
ている。そしてヒートシンクの放熱は、ベース部材の外
表面から周囲の空気中に対流及び放射伝熱によって行わ
れるが、主たる放熱は対流によるものであるので、放熱
容量（単位時間当りの放熱量）を増加させるためにファ
ン等による強制冷却が広く用いられている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のヒートシンクの放熱面積は、断面くし形の表
面全体によってほぼ決まるので、放熱効率はそれ程高い
ものではなく、放熱容量の増加以上に溝状部の壁面長さ
等の増加率を大きくしなければならないという問題があ
った。又、必要とする放熱容量が異なるごとに長さの異
なるベース部材をもったものを用意しなければならない
という問題があった。そこで本考案はこのような従来の
ヒートシンクの問題点に鑑み、放熱効率が高く且つ、種
々の放熱容量のものを容易に製造することができる新規
な構成のヒートシンクを提供することを課題とするもの
である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本考案のヒートシンクは、一方の表面に複数の互いに平
行な溝が形成されたベース部材と、任意の溝に幅方向端
部が嵌着して接合されると共に、軸方向に多数の仕切り
部が一体的に成形され、軸方向両端が開放された複数の
偏平チューブと、その偏平チューブの外面に折り返し曲
折部が接合し、その幅方向が溝の長手方向に配置された
コルゲートフィンとを具備することを特徴とする。本考
案の好ましい実施態様においては、コルゲートフィンは
両面にろう材を被覆したものが用いられ、その一部が偏
平チューブと溝との間に介装され、炉内でそのろう材が
溶融し次いで固化されて各部品が一体的に接合されたも
のである。

【０００５】

【作用】本考案のヒートシンクにおける放熱作用は、素
子が取付けられるベース部材の外表面と、偏平チューブ
とコルゲートフィンとから行われる。即ち、ベース部材
に伝熱された素子の発生熱は、その溝等の周囲から放熱
されると共に、偏平チューブの外表面及び仕切り部から
周囲に放熱される。さらに、偏平チューブからコルゲー
トフィンに伝熱されて、その表面より放熱される。しか
も、偏平チューブはベース部材の溝部に嵌着して接合さ
れているため、伝熱性が良好である。この偏平チューブ
３は複数の仕切り部を有しているので、占有面積当りの
表面積が極めて大きく放熱率も高い。加えてそれにコル
ゲートフィンが接合されているため、さらに放熱効率が
高くなる。

【０００６】従って本考案のヒートシンクは、従来のヒ
ートシンクに比べ同一放熱容量を得るための容積を少な
くすることができる。特にベース部材の軸方向に冷却風
を流して強制冷却する場合は、その効果が著しく増大す
る。放熱容量を変えるには、ベース部材の溝部に連結さ
れる偏平チューブの数を変えること及び、コルゲートフ
ィンの数、並びにフィンピッチその他を変えることによ
り行うことができる。

【０００７】

【実施例】次に図面により本考案の実施例につき説明す
る。図１は本考案のヒートシンクの一例を示す正面図で
あり、図２はその要部拡大図であってろう付け前の組立
て状態を示し、図３は本考案のヒートシンクの他の実施
例の斜視図である。夫々の実施例のヒートシンクは、上
下一対のベース部材２間に複数の偏平チューブ３が配置
され、各偏平チューブ３間にコルゲートフィン５が接触
している。そして、各部品間は一体的にろう付け固定さ
れてなるものである。ベース部材２は、断面くし形に形
成され互いに平行な複数の溝１を有する。このベース部
材２は、アルミニューム又はその合金等の伝熱性の良い
金属材料を押出成形して作られる。そして一方の表面は
平坦面とされ、半導体素子８が取付けられ、他方の表面
に断面くし形の溝部が一体的に設けられている。この溝
部の幅は、偏平チューブ３の幅より僅かに大きく且つ、
両者の形状はほぼ同一であることが好ましい。なお、ベ
ース部材２には図示しないフレームや、プリント板等に
取付けるための孔11が図３のように複数設けられる。

【０００８】偏平チューブ３は、断面の短径方向に互い
に平行な複数の仕切り部７を有している。このような偏
平チューブ３は、アルミニューム等の金属材料を押出成
形により製造するものであり、多穴管として自動車の冷
房装置用エバポレータ等に広く用いられているものを使
用することが可能である。仕切り部７は必ずしも断面の
短径方向のみならず、断面の長径方向に配置しても良
い。しかしながら、その仕切り部７平面は偏平チューブ
の軸方向に平行である必要がある。偏平チューブ３は、
その幅方向両端縁がベース部材２の溝１に嵌着される。
次に、各偏平チューブ３間に配置されるコルゲートフィ
ン５は、図２に示す如く心材10の両面にろう材６が被覆
されたアルミニューム又はその合金が用いられる。この
フィン材は、厚さ0.05〜 0.2mm程度の条材を曲折成形し
て製作することができる。このコルゲートフィン５の心
材10は一例としてアルミニューム材のＡ３００３を用
い、ろう材６として同Ａ４００４を用いることが可能で
ある。又、ベース部材２及び偏平チューブ３は、同Ａ３
００３或いは同Ａ６０６３さらには同Ａ７Ｎ０２等を用
いることができる。

【０００９】この実施例ではコルゲートフィン５の波の
進行方向両端部は引き伸ばされて、その部分が図２に示
す如く偏平チューブ３とベース部材２の溝１との間に介
装されて組付けられる。そして、全体を図示しない治具
で組立て固定し、その組立体を真空炉で加熱し、フィン
表面のろう材を溶融させると共に、次いでそれを固化さ
せ全体を一体的にろう付け固定することにより、本考案
のヒートシンクを製造することができる。なお、夫々の
コルゲートフィン５の端部を図２においては、実線の如
く夫々隣接する偏平チューブ３の端部と溝１との間のみ
に配置したが、最側に位置するコルゲートフィン５の端
部をさらに延長させ、夫々の偏平チューブ３と溝１との
間に図２鎖線の如く連結して配置しても良い。次に図３
の実施例では各偏平チューブによって囲まれた空間にの
みコルゲートフィンが配置されている。このようにする
ことにより、コルゲートフィンが変形することを防止で
きる。このようなヒートシンクには図３に示す強制冷却
風12が矢印方向に流通する。この強制冷却風12はファン
等により送風される。そしてこの強制冷却風12が各偏平
チューブ３の内部及びコルゲートフィン５並びにベース
部材２の全ての外周面に流通する。

【００１０】

【考案の効果】本考案のヒートシンクは以上のような構
成としたので、次の効果を奏する。（１）ベース部材に伝達された素子の発生熱は、その溝
部側壁等に伝えられ周囲に放熱されると共に、偏平チュ
ーブに伝熱されてその表面及び複数の仕切り板から周囲
に放熱される。さらに、偏平チューブからコルゲートフ
ィンに伝熱され、その表面から放熱されるので、放熱効
果が著しく増加する。従って従来のヒートシンクに比べ
て、同一放熱量を得るための占有面積を少なくすること
ができる。（２）偏平チューブの端部は、ベース部材の溝に嵌着し
て接合されるので、接合が容易であり且つ、高い接合強
度を得ることができる。（３）ベース部材の溝部に接合される偏平チューブの数
を変えることにより、容易にヒートシンクの放熱容量を
変えることができる。従って異種の放熱容量のヒートシ
ンクを共通部品を用いて容易に製造することができ、使
用部品が少なくてすむうえに、製造コストも低くするこ
とができる。

【００１１】（４）又、偏平チューブの軸方向にコルゲートフィンの
幅方向が配置されると共に、偏平チューブの仕切り部が
同方向に配置されているため、偏平チューブの軸方向に
送風することにより、冷却効果を飛躍的に向上させるこ
とが可能となる。即ち、偏平チューブの内外面及びコル
ゲートフィン並びにベース部材外表面のすべてが効率良
く冷却される。（５）次に請求項２記載の考案は、コルゲートフィンの
両面に予めろう材を被覆しておき、そのろう材を利用し
てフィンと偏平チューブとを接合すると同時に、そのフ
ィンの一部を利用し偏平チューブの端部とベース部材と
が、一体的に接合されたものであるから製造容易でろう
付け強度が高く信頼性の高いヒートシンクとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のヒートシンクの一例を示す正面図。

【図２】同ヒートシンク製造のための組立て説明図。

【図３】本考案の第二実施例のヒートシンクの斜視図。

【符号の説明】

１溝２ベース部材３偏平チューブ４曲折部５コルゲートフィン６ろう材７仕切り部８半導体素子 10 心材 11 孔 12 強制冷却風

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】一方の表面に複数の互いに平行な溝
（１）が形成されたベース部材（２）と、任意の前記溝
に幅方向の端部が嵌着して接合されると共に、軸方向に
多数の仕切り部が一体的に成形され、軸方向両端が開放
された複数の偏平チューブ（３）と、前記偏平チューブ
の外面に折り返し曲折部（４）が接合し、その幅方向が
前記溝の長手方向に配置されたコルゲートフィン（５）
と、を具備するヒートシンク。
【請求項２】請求項１において、前記コルゲートフィ
ン（５）は両面にろう材を被覆されたものが用いられ、
その一部が前記偏平チューブ（３）と前記溝との間に介
装され、炉内で前記ろう材が溶融し次いで固化されて各
部品が一体的に接合されてなるヒートシンク。