JP2744566B2 - 放熱器 - Google Patents

放熱器

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JP2744566B2
JP2744566B2 JP5030059A JP3005993A JP2744566B2 JP 2744566 B2 JP2744566 B2 JP 2744566B2 JP 5030059 A JP5030059 A JP 5030059A JP 3005993 A JP3005993 A JP 3005993A JP 2744566 B2 JP2744566 B2 JP 2744566B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プリント基板上に実装
された高発熱素子を冷却するための放熱器に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体素子の実装密度が向上する
につれて、半導体素子の発熱量が増大してきており、か
かる高発熱素子を効率的に冷却する手法として、図7に
示す放熱器が提案されている。
【0003】この放熱器は、伝熱性の優れた材料により
形成され、上面に複数の放熱フィン1、1・・を突出さ
せたヒートシンク2と、該ヒートシンク2の上方に設け
られる冷却ファン3により構成される。
【0004】しかして、この従来例において、高発熱素
子の発熱を吸熱したヒートシンク2には、冷却ファン3
により強制空冷されることとなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
例において、冷却ファン3は、中心部に配置されるモー
タ6によりファン7を回転させる構成を取り、しかも、
モータ6は、冷却風の送出面への投射面積が大きなため
に、冷却風発生能力は必ずしも高くはなく、所望の冷却
効果を発揮させるには、モータ6の回転数等を向上させ
る必要があり、騒音の発生等を惹起するという欠点を有
するものであった。
【0006】また、上記冷却ファン3は、上述したよう
に、中心部にモータ6が配置されるために、冷却風量
は、発熱量が最も多いヒートシンク2の中心部において
少なくなり、冷却効率は決して高くはないという欠点を
有するものであった。
【0007】本発明は、以上の欠点を解消すべくなされ
たものであって、冷却効率の良好な放熱器を提供するこ
とを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば上記目的
は、実施例に対応する図1に示すように、複数のピン状
の放熱フィン1、1・・を備えたヒートシンク2と、ヒ
ートシンク2の上方に固定される冷却ファン3とを有
し、前記ヒートシンク2の放熱フィン基端面4は、中央
に行くにしたがって低くなる凹面に形成される放熱器を
提供することにより達成される。
【0009】
【作用】本発明に係る放熱器は、ヒートシンク2の上部
に冷却ファン3を装着して構成され、該冷却ファン3か
らの冷却風によりヒートシンク2をスポット冷却する。
【0010】ヒートシンク2は、複数のピン状の放熱フ
ィン1、1・・を備えており、放熱フィン基端面4は、
中央に行くにしたがって低くなる凹面に形成される。こ
の結果、隣接する放熱フィン1の放熱フィン基端面4か
らの突出高さは、ヒートシンク2の内方に位置する方が
高くなり、双方の間に圧力損失の差が生じることとな
る。この圧力損失の差により、冷却ファン3から送出さ
れた冷却風は、ヒートシンク2の中心部に寄せられるこ
ととなり、発熱量の高いヒートシンク2の中心部が効率
的に冷却される。
【0011】さらに、ヒートシンク2の板厚は、中央部
において薄いために、放熱が促進され、かつ、外周に行
くにしたがって板厚が厚くなるために、熱伝導率が向上
し、伝導冷却効率が向上する。
【0012】また、請求項2記載の発明において、ヒー
トシンク2の放熱フィン1は、放熱フィン基端面4に沿
う断面形状が矩形のピン形状に形成されており、縦横に
整列される。これら各放熱フィン1、1・・は先端に行
くにしたがって断面積が小さくされ、冷却ファン3から
送出される冷却風がヒートシンク2の放熱フィン基端面
4にまで達しやすくなる。
【0013】この結果、送風量の同じ冷却ファン3を使
用した場合には、実効風量の増大がもたらされる。ま
た、放熱フィン1は断面形状が矩形とされているため
に、例えばアルミニウムブロックの表面に縦横に凹溝を
切削加工するだけで放熱フィンを形成することができる
ために、製造コストを低減させることができる。
【0014】請求項3記載の発明において、放熱フィン
1はマトリクスのグリッドを1個おきに占有して千鳥状
に配列される。放熱フィン1を間引きして設けることに
より、冷却風の圧損が減少し、実効風量の増加がもたら
され、かつ、冷却風がすべての放熱フィン1に当たりや
すくなる。 また、放熱フィン1により占有されないグリ
ッド上に放熱フィンより小さな断面積を有する補助フィ
ンを配置してあるので、冷却風の圧損を最小限に抑え、
かつ、放熱面の増加ももたらす。
【0015】
【実施例】以下、本発明の望ましい実施例を添付図面に
基づいて詳細に説明する。図1に本発明の第1の実施例
を示す。この実施例において、放熱器は、アルミニウム
材等の伝熱性の良好な材料で形成されるヒートシンク2
と、冷却ファン3により構成される。
【0016】冷却ファン3は、中心部に配置されるモー
タ6によりファン7を回転駆動し、下方に向けて冷却風
を送出するもので、図示しない適宜手段によりヒートシ
ンク2の上部に装着される。
【0017】一方、ヒートシンク2は、上面に複数のピ
ン状の放熱フィン1、1・・を突設して形成されてお
り、伝熱性コンパウンド、あるいは接着剤を使用して高
発熱素子のヒートシンク面に接合される。各放熱フィン
1は放熱フィン1の基端面に沿う面で切断した際の断面
形状が矩形とされ、さらに、縦横に整列して配置され
る。
【0018】また、この実施例において、ヒートシンク
2の放熱フィン基端面4は、中心線が最下点となるV字
形に沿うように形成されており、中心線に向かうにした
がって低くなる凹面とされている。
【0019】なお、図示の実施例において、放熱フィン
基端面4は、V字形状に沿うようにして中心線に向かっ
て下り勾配とされているが、これに限らず、曲率面等に
沿って中心点に行くに従って低くなるように形成するこ
とも可能である。
【0020】図2(a)に上述した実施例の変形例を示
す。この変形例において、ヒートシンク2の中心線上に
は、一文字状の仕切板8が設けられる。この仕切板8
は、両端からの冷却風の干渉を抑えるもので、同時に放
熱フィン1をも兼ねる。
【0021】さらに、図2(b)に示すように、中央部
にL字状の放熱フィン兼ガイド板9を設けることによ
り、周囲の冷却風を中心に集めることもできる。本発明
の第2の実施例を図3に示す。この実施例において、ヒ
ートシンク2の放熱フィン1は、対向する二側壁を傾斜
面として尖頭状に形成される。
【0022】本実施例は、冷却ファン3からの冷却風
を、放熱フィン基端面4にまで達しやすくすることによ
り、冷却効率を向上させるものであり、断面積が、先端
に行くにしたがって小さくなっていれば、必ずしも尖頭
状でなくても良いが、冷却風の放熱フィン基端面4への
導入を促進するためには、少なくとも、放熱フィン1の
先端の面積の合計を、全面積の20パーセント以下とす
るのが望ましい。
【0023】また、上述した実施例において、傾斜面は
同一方向を向いているが、傾斜面をヒートシンク2の中
心に向けるように形成することは、望ましい変形であ
り、さらに、放熱フィン1の断面形状は、矩形の他に、
円形等種々のものであってもよい。
【0024】本発明の第3の実施例を図4に示す。以下
に説明する実施例は、冷却ファン3から送出される冷却
風の圧損を可及的に少なくすることにより、冷却ファン
3の実効風量を増加させるもので、図示の実施例におい
て、ヒートシンク2上の放熱フィン1は、マトリクスの
グリッドを1個おきに占有して千鳥状に配列される。
【0025】本発明の第4の実施例を図5に示す。この
実施例は、上述した第3の実施例において放熱フィン1
により占有されていないグリッド上に断面積の小さな補
助フィン5を配置したもので、冷却風の圧損を増加させ
ることなく、放熱面積を向上させることができる。
【0026】また、本実施例において、図6に示すよう
に、外周部のグリッド上には、通常のヒートシンク2と
同様に放熱フィン1を配置した場合には、冷却風が冷却
に寄与しないままにヒートシンク2上を素通りすること
が防止され、冷却効率をより向上させることが可能にな
る。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る放熱
器によれば、パワーの限られた冷却フィンの冷却風を有
効に利用することができるので、冷却効率を向上させる
ことができる上に、パワーの大きな冷却フィンを使用す
る必要がないために、騒音の発生を防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す図で、(a)は断面図、
(b)は側断面図、(c)は平面図である。
【図2】図1の変形例を示す図である。
【図3】本発明の第2の実施例を示す図で、(a)は断
面図、(b)は平面図である。
【図4】本発明の第3の実施例を示す図で、(a)は側
面図、(b)は平面図である。
【図5】本発明の第4の実施例を示す図で、(a)は側
面図、(b)は平面図である。
【図6】図5の変形例を示す図である。
【図7】従来例を示す図であり、(a)は側面図、
(b)は平面図である。
【符号の説明】
1 放熱フィン 2 ヒートシンク 3 冷却ファン 4 放熱フィン基端面 5 補助フィン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05K 7/20 H01L 23/36

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のピン状の放熱フィンを備えたヒート
    シンクと、 ヒートシンクの上方に固定される冷却ファンとを有し、 前記ヒートシンクの放熱フィン基端面は、中央に行くに
    したがって低くなる凹面に形成される放熱器。
  2. 【請求項2】放熱フィン基端面に沿った断面形状が矩形
    の複数のピン状の放熱フィンを縦横に整列させて立設し
    ヒートシンクと、 ヒートシンクの上方に固定される冷却ファンとを有し、 前記ヒートシンクの放熱フィンは、先端に行くにしたが
    って断面積が小さくされる放熱器。
  3. 【請求項3】複数のピン状の放熱フィンを備えたヒート
    シンクと、 ヒートシンクの上方に固定される冷却ファンとを有し、 前記放熱フィンは、マトリクス状のグリッドを1個おき
    に占有して千鳥状に配列され、 かつ、放熱フィンにより占有されないグリッド上には、
    放熱フィンより小さな断面積を有する補助フィンを配置
    した 放熱器。
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