JP3213914B2 - 放熱器 - Google Patents

放熱器

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JP3213914B2 JP34313792A JP34313792A JP3213914B2 JP 3213914 B2 JP3213914 B2 JP 3213914B2 JP 34313792 A JP34313792 A JP 34313792A JP 34313792 A JP34313792 A JP 34313792A JP 3213914 B2 JP3213914 B2 JP 3213914B2
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    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はトランジスタ、IC等の
半導体素子用の放熱器に係り、特に製造が容易で、かつ
放熱効果の高い放熱器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、オーディオ、受信機等の機器
内に組み込まれて使用される放熱器が種々開発されてい
る。この種の放熱器は、トランジスタ、IC等の半導体
素子が発生する熱と空気との熱交換を効率的に行うため
のものであり、通常、機器内の半導体素子等に接触する
放熱基材を有し、この放熱基材上にフィンを設けること
により構成されている。
【0003】このような放熱器としては、例えば、フィ
ンの形状をプレート形状としたものや、ピン形状とした
ものが使用されている。プレート形状のフィンを用いた
放熱器としては、ダイキャストや押出形材によって製作
されたもの、あるいは放熱素材を切削するスカイブ法に
より製作されたものがある。またピン形状のフィンを用
いた放熱器としては、放熱基材に孔部を形成し、この孔
部にピンの基部を接合することにより製造したものがあ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ダイキャストや押出形材によって製作された放熱器は、
加工上の制約からプレート状のフィンを薄くするには限
界があり、また全体の大きさの割りには有効放熱面積が
小さく放熱効率が低いと共に、放熱器全体の重量が重く
なり、材料コストが高くなるという問題がある。
【0005】一方、スカイブ法により製作された放熱器
では、上述のダイキャストや押出形材によって製作され
た放熱器の欠点は解消されるが、スカイブ法は、その加
工の特徴から一定の高さ、厚さを有するフィンを一定の
ピッチで切り起こして形成する上では優れているもの
の、放熱器の所定部分にのみ他のフィンと異なる形状の
フィンを切り起こして形成することは極めて困難であ
り、さらにフィンの高さはそれ程高くできないという問
題がある。従って、放熱効率を高めるために種々の形状
のフィンを備えた放熱器は、スカイブ法により製作する
ことができないという問題がある。
【0006】更に、ピン形状のフィンを用いた放熱器
は、プレート形状のフィンを用いた放熱器よりも高い放
熱効率が得られるが、放熱基材に形成された多数の孔部
にピンを接合する必要があり、製造が容易ではなく、コ
ストが高くなるとともに、ピン脱落の危険性があり、信
頼性が低いという問題がある。
【0007】そこで、本発明の目的は、上述した従来の
技術が有する問題点を解消し、ピン形状のフィンを備え
る放熱器であって、製造が容易で、かつ放熱効果の高い
放熱器を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、放熱基材に複数の貫通孔を穿孔し、この
複数の貫通孔に略U字状の係止部を有したワイヤー状の
部材からなるフィンの先端部を挿通すると共に、このフ
ィンの略U字状の係止部を放熱基材の裏面に係止し、こ
の放熱基材とフィンとを接合したことを特徴とするもの
である。
【0009】
【作用】本発明によれば、放熱基材の貫通孔にフィンの
先端部を挿通すると、このフィンの係止部が放熱基材の
裏面を係止するので、その後の放熱基材とフィンとの接
合作業は簡単になる。これによれば、複数のフィンを備
えた放熱器が形成されるが、この放熱器はフィンの高
さ、ピッチなどを自由に設定できるので、例えば一定の
部分にフィンを密集させることにより、他の部分に比べ
て放熱効率を一段と高めた部分を形成することなどが可
能になる。また有効放熱面積は大きくなる。更に放熱の
ための気流方向がいずれの方向であっても気流方向に沿
ったフィンの長さが短くなるので、温度境界層が発達し
ないので、放熱効率が高くなり、放熱のための気流に方
向性が要求されないので、使用上の制限が少なくなると
共に信頼性が高くなり、また製造は容易になる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。なお、この明細書中において、アル
ミニウムの語は、純アルミニウムのほかにアルミニウム
合金を含むものとする。
【0011】図1は、本発明の放熱器の実施例の一部を
示す部分斜視図である。図1において、符号1は放熱器
を示しており、この放熱器1はアルミニウム製の放熱基
材2と、この放熱基材2の表面に先端部5aが突出する
複数のピン状のフィン5と、放熱基材2の裏面に接合さ
れるアルミニウム製の平板状基材8とを有している。こ
こでピン状のフィン5はアルミニウム製であり、図3に
示すように、ほぼU字状に形成されている(後述す
る)。
【0012】放熱基材2の裏面2bには、図2に示すよ
うに、複数の溝3が形成され、各溝3は相互に平行であ
り、溝3の断面形状はU字形になっている。これは、例
えば、矩形等の形状であってもよい。
【0013】溝3の深さおよび幅は、フィン5の寸法に
対応して設定されており、その深さはフィン5のU字部
5bが裏面2bに突出しない寸法に設定され、幅はU字
部5bの直径よりもやや大きめの寸法に設定されてい
る。溝3相互間の間隔は、放熱器に要求される放熱効率
等により決定される。
【0014】そして、放熱基材2の各溝3内には、溝3
の溝底から放熱基材2の表面2aに貫通する複数の貫通
孔4が形成され、各貫通孔4には、上記のフィン5の先
端部5aが挿入される。この時、フィン5のU字状の係
止部5aは放熱基材2の溝3内に係止される。
【0015】貫通孔4の形状はフィン5の断面形状より
若干大きい相似形である。貫通孔4のピッチはフィン5
の先端部5aの間隔dと同一である。ただし先端部5a
の間隔dの異なった多種のフィン5にも対応できるよう
に、多種の先端部5aの間隔の最大公約数である所の小
さなピッチにしてもよい。また、溝3毎に異なったピッ
チにしてもよく、ピッチに変化をもたせてもよい。
【0016】放熱基材2には複数の溝3付の押出材が用
いられており、各溝3には貫通孔4が機械加工されてい
る。この放熱基材2の材質は、上記のように従来の放熱
器に用いられるアルミニウム等のいずれの材質であって
もよい。
【0017】一方、フィン5は、図3に示すように、ワ
イヤー状の部材をほぼU字形に曲げたものである。フィ
ン5の材質は従来の放熱器に用いられるいずれの材質で
あってもよいが、上記の放熱基材2と同じ材質であるこ
とが好ましい。フィン5の太さt,先端部5aの間隔
d、および高さhなどは、放熱器の使用目的に応じて適
宜に決定することができる。
【0018】フィン5の断面形状は、円形、楕円形、矩
形など、いずれの形状であってもよい。また、この実施
例では、寸法、形状の同じ同一のフィンを使用してもよ
く、寸法、形状の異なる多種のフィンを使用してもよ
い。
【0019】この放熱器1を製造するには、図4に示す
ように、放熱基材2の溝3内の相隣接する2つの貫通孔
4に、放熱基材2の裏側からフィン5の先端部5aを挿
入し、先端部5aを放熱基材2の表面2aに突出し、溝
3内に位置するフィン5の係止部5bを押えるように、
放熱基材2の裏面2bに平板状基材8を宛い、この平板
状基材8を放熱基材2の裏面2bに接合する。
【0020】なおこの際には、平板状基材8に、少なく
とも接合面にろう材の付いたブレージングシートを用い
ることが望ましい。
【0021】この平板状基材8は、半導体素子(図示せ
ず)等に接触する部材であり、平坦であることが要求さ
れる。また平板状基材8には熱伝導に優れることが要求
されており、材質は従来の放熱器に用いられるいずれの
材質であってもよいが、放熱基材2と同じ材質であるこ
とが好ましい。
【0022】これによれば、フィン5がピン形状である
ので、有効放熱面積が大きくなると共に、放熱基材2の
表面2aに沿って、いずれの方向から放熱気流を流して
も、気流方向に沿ったフィンの長さは短くなるので、温
度境界層が発達せず、放熱器1の放熱効率を高めること
ができる。
【0023】またフィン5の先端部5aの間隔d、高さ
hに変化をつけることが容易であるので、放熱器1内で
発熱体の近く等に位置し、他の部分に比べて特に高い放
熱効率が必要な部分が存在しても、その部分に容易にフ
ィン5を密集させることができるので、斯る部分の放熱
面積を簡単に増大することができる。
【0024】従来の板形状のフィンを用いた放熱器で
は、気流の方向が一定方向に限定されるが、本実施例の
放熱器1では、気流に方向性が要求されないので、使用
上の制限が少なく、極めて使い勝手のよいものになる。
【0025】フィン5の位置決めは極めて容易であると
共に、精度の高い放熱器を得ることができる。そして、
斯るピン形状の放熱器の製造は、従来のピン形状のフィ
ンを用いた放熱器に比べて、放熱基材2へのピン接合が
遥かに容易になる。従って、本実施例の放熱器1は容易
に製作することができる。
【0026】図5乃至図7は他の実施例を示している。
【0027】図5に示すように、放熱器11はアルミニ
ウム製の放熱基材12と、この放熱基材12の表面に先
端曲り部(先端部)15aが突出する複数のフィン15
と、放熱基材12の裏面に接合されるアルミニウム製の
平板状基材18とを有している。
【0028】放熱基材12の裏面12bには、図6に示
すように、複数の溝13が形成され、各溝13は相互に
平行であり、溝13の断面形状はU字形になっている。
溝13の深さおよび幅は、フィン15の寸法に対応して
設定され、その深さはフィン15のU字部15bが裏面
12bに突出しない寸法に設定されており、幅はU字部
15bの直径よりもやや大きめの寸法に設定されてい
る。
【0029】そして、放熱基材12の各溝13内には、
溝13の溝底から放熱基材12の表面12aに貫通する
複数のスリット14が形成され、各スリット14には上
記のフィン15の先端曲り部15aが挿入される。
【0030】しかして、この実施例では、スリット14
の形状は、フィン15の先端曲り部15aが挿入される
程度の大きさの長孔である。スリット14の長さは、フ
ィン15の先端曲り部15aの寸法d1 より若干大きく
なっている。
【0031】また、フィン15はアルミニウム製であ
り、図7に示すように、先端曲り部15aとU字状の係
止部15bとを交互に連続させるように、ワイヤー状の
部材をコルゲート状に曲げることにより形成される。
【0032】この放熱器11を製造するには、放熱基材
12の裏側からフィン15の先端曲り部15aを挿入
し、先端曲り部15aを放熱基材12の表面12aに突
出し、溝13内に位置するフィン15の係止部15bを
押えるように、放熱基材12の裏面12bに平板状基材
18を宛い、この平板状基材18を放熱基材12の裏面
12bに接合する。
【0033】このように製造した放熱器11によれば、
上述のピン形状のものと同様に、製造が簡単であり、使
い勝手がよいなど優れた効果を得ることができる。
【0034】以上、一実施例に基づいて本発明を説明し
たが、本発明は、これに限定されるものではなく、種々
の変形が可能である。
【0035】例えば、以上の実施例において、放熱基材
2,12の裏面2b,12bに溝3,13を設けている
が、この溝は無くてもよい。また、その裏面2b,12
bに平板状基材8,18を設けているが、この基材8,
18は無くてもよい。ただし、この放熱基材2,12の
裏面側には、通常、IC等の電子部品が取付けられるの
で、その裏面2b,12bは平坦であることが望まし
い。
【0036】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
フィンのピン形状、寸法、ピッチ等を自由に設定するこ
とができるので、放熱器内で特に放熱効率を高めた部分
を形成することが可能であり、フィンの有効放熱面積が
大きく、かつ気流方向がいずれの方向であっても気流方
向に沿ったフィンの長さが短いので、温度境界層が発達
せず、放熱効率が大幅に向上し、更に気流に方向性が要
求されないので、使用上の制限が少なく、フィンの脱落
がなく、信頼性が高いと共に、製造が容易であるなど種
々の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の放熱器の実施例の一部を示す部分斜視
図である。
【図2】図1に示された放熱器に用いられる放熱基材の
斜視図である。
【図3】図1に示された放熱器に用いられるフィンの拡
大斜視図である。
【図4】フィンを説明するための図である。
【図5】本発明による他の実施例を示す図1相当図であ
る。
【図6】同じく図2相当図である。
【図7】図5に示された放熱器に用いられるフィンの正
面図である。
【符号の説明】
1,11 放熱器 2,12 放熱基材 3,13 溝 4,14 貫通孔 5,15 フィン 5a,15a 先端部 5b,15b 係止部

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放熱基材に複数の貫通孔を穿孔し、この
    複数の貫通孔に略U字状の係止部を有したワイヤー状の
    部材からなるフィンの先端部を挿通すると共に、このフ
    ィンの略U字状の係止部を放熱基材の裏面に係止し、こ
    の放熱基材とフィンとを接合したことを特徴とする放熱
    器。
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