JP3960876B2

JP3960876B2 - heatsink

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Publication number: JP3960876B2
Application number: JP2002224650A
Authority: JP
Inventors: 賢也川畑; 潤贄川; 一野田
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 2002-08-01
Filing date: 2002-08-01
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2022-08-01
Also published as: JP2004071616A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構造的に所望の強度を有し、高密度で配置された複数のフィンを備えたヒートシンクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＰＵ、素子等の発熱量、発熱密度の増大によって、放熱効率に優れた高性能のヒートシンクが求められている。従来、製造コストの安価なアルミニウムの押し出し材によるヒートシンクが利用されてきた。押し出し材によるヒートシンクは、ベースプレートと放熱フィンとが一体的に形成されるので、製造は容易であるが、製造上の制限によってピッチが限定され細かなピッチでフィンを形成することが技術的に困難であった。更に、フィンの高さも同様に、製造上制限され、高いフィンの形成が技術的に困難であった。
【０００３】
特開２０００−３１３５４号公報に従来のヒートシンクが開示されている。図１０にその概要を示す。図１０に示すように、従来のヒートシンク１００はプレートフィン型ヒートシンクであり、押し出し材による一体型ヒートシンクである。ヒートシンクは、放熱フィンである多数のプレートフィン部１０２とそれと一体のベースプレート部１０１とからなっている。プレートフィン部１０２は、等間隔で且つベースプレート部１０１に対して直角に、多数並設されて一体的に形成されている。ヒートシンク１００は、上述したように、アルミニウムまたはその合金を押出し成形することによって製造されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来のヒートシンクにおいては、上述したように、ベースプレートと放熱フィンとが一体的に形成されるので、製造は容易であるが、製造上の制限によってピッチが限定され細かなピッチでフィンを形成することが技術的に困難であった。更に、フィンの高さも同様に、製造上制限され、高いフィンの形成が技術的に困難であった。従って、放熱効率が劣り、発熱量が多く、発熱密度が高い被冷却部品を効率的に冷却することができないという問題点があった。
【０００５】
本発明はこのような状況に鑑みなされたもので、その目的とするところは、構造的に所望の強度を有し、高密度で配置された複数のフィンを備えたヒートシンクを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
発明者は、上述した従来の問題点を解決するため、鋭意研究を重ねた。その結果、アルミニウムまたはその合金を押出し成形して形成したヒートシンクでは無く、ベースプレートと薄肉の放熱フィンとを別々に準備し、ベースプレートと薄肉の放熱フィンとを接合すると、細かなピッチで、高密度に複数のフィンをベースプレート上に配置することができる。例えば、１ｍｍ以下の厚さの薄肉フィンを２ｍｍ以下の細かなピッチでベースプレート上に配置することができる。これによって、フィン密度の高い、高性能のヒートシンクを得ることができる。しかしながら、薄肉フィンは肉厚が薄く（例えば通常０．３〜０．５ｍｍ程度）、特に、軽量化のためにアルミニウム製のフィンを用いると、フィン自体は構造的な強度を備えていない。従って、例えば、輸送中にフィンに荷重がかかったり、組立中に作業者がフィンを掴んだりすると、フィンが変形して、放熱器として十分な風がフィンの間を流れないことがある。更に、フィンの端部、角部に触れると手に傷がつくということもあった。
【０００７】
金属製ベースプレートの一方の表面に、所定の間隔で概ね垂直に接続された薄肉フィンと所定の厚さの厚肉フィンとからなる厚さの異なる複数の金属製フィンを接合すると、厚肉フィンによって、薄肉フィンの構造上の強度を補い、全体として構造的な強度を備えた、フィン密度の高い、高性能のヒートシンクを得ることができることが判明した。特に、複数の金属製フィンのうち少なくとも両外側端の１枚に厚肉フィンを用いることによって、輸送中、組立て中においても、所望の強度を得ることができる。更に、銅、アルミニウム製のフィンを組合わせることによっても、全体として構造的な強度を備えた、フィン密度の高い、高性能のヒートシンクを得ることができることが判明した。
【０００８】
更に、金属製ベースプレートの一方の表面に所定の間隔で概ね垂直に接続された薄肉の複数の金属製フィンの上部に、外力を遮断して金属製フィンを防護するカバーを備えることによって、全体として構造的な強度を備えた、フィン密度の高い、高性能のヒートシンクを得ることができることが判明した。
【０００９】
この発明は、上述した研究結果に基づくものであって、この発明のヒートシンクの第１の態様は、金属製ベースプレートと、前記金属製ベースプレートの一方の表面に熱的に接続された厚さの異なる複数の金属製フィンとを備え、前記金属製フィンは、薄肉フィンと厚肉フィンとからなっており、前記複数の金属製フィンのうち両最外側端の少なくとも１枚を含む外側端部のフィンが前記厚肉フィンからなり、中央部のフィンが前記薄肉フィンからなっているヒートシンクであって、前記接続が、前記金属製ベースプレートの金属製フィン取り付け面に複数の溝部を形成し、前記溝部に前記金属製フィンを装入し、前記金属製フィン取付面の溝部両側近傍に、塑性変形により、平らな底面および傾斜した側面を有する断面が概ね台形状に先細りに形成された凹部を形成して、前記金属製フィンを前記溝部内にかしめ接合することからなっているヒートシンクである。
【００１１】
この発明のヒートシンクの第２の態様は、前記複数の金属製フィンの中央部が、更に、前記厚肉フィンからなっているヒートシンクである。
【００１３】
この発明のヒートシンクの第３の態様は、前記接続が、前記金属製ベースプレートの金属製フィン取り付け面に複数の溝部を形成し、前記溝部に金属製フィンを装入し、前記金属製フィン取付面の溝部両側近傍に、塑性変形により、平らな底面および傾斜した側面を有する断面が概ね台形状に先細りに形成された凹部を形成して、前記金属製フィンを前記溝部内にかしめ接合することからなっているヒートシンクである。
【００１４】
この発明のヒートシンクの第４の態様は、前記接続が、前記金属製ベースプレートと金属製フィンとを金属接合することからなっているヒートシンクである。
【００１５】
この発明のヒートシンクの第５の態様は、金属製ベースプレートと、前記金属製ベースプレートの一方の表面に熱的に接続された薄肉の複数の金属製フィンと、外力を遮断して前記金属製フィンを防護するカバーとを備えたヒートシンクである。
【００１６】
この発明のヒートシンクの第６の態様は、前記カバーが、金属製フィン全体を覆うように金属製フィンの上部に設けられ、両外側端の金属製フィンに接合されているヒートシンクである。
【００１７】
この発明のヒートシンクの第７の態様は、金属製ベースプレートと、前記金属製ベースプレートの一方の表面に熱的に接続された薄肉の複数の金属製フィンとを備え、複数の前記金属製フィンのそれぞれの一部に、隣り合う金属製フィンとの間隙に相当する突起部が形成されているヒートシンクである。
【００１８】
この発明のヒートシンクの第８の態様は、金属製ベースプレートと、前記金属製ベースプレートの一方の表面に熱的に接続された薄肉の複数の金属製フィンとを備え、複数の前記金属製フィンの少なくとも最外端側の金属製フィンとそれに隣接する金属製フィンの間に、金属製フィンの長手方向の全部または一部にわたって、金属製フィンに嵌め合わされて所定のピッチを保持する第３の部材を備えているヒートシンクである。
【００１９】
この発明のヒートシンクの第９の態様は、金属製ベースプレートと、前記金属製ベースプレートの一方の表面に熱的に接続された薄肉の複数の金属製フィンとを備え、前記金属製フィンの上部を逆Ｌ字形に折り曲げて折り曲げ部の先端が隣接する金属製フィンに当て止めするように配置し、さらに前記金属製フィンの全部又は一部を貫通して、前記金属製フィンを固定させる固定部材を備えているヒートシンク、
又は、金属製ベースプレートと、前記金属製ベースプレートの一方の表面に熱的に接続された薄肉の複数の金属製フィンとを備え、前記金属製フィンに形成された孔においてバーリング加工された先端部が隣接する金属フィンに接触固定された状態であり、さらに前記金属製フィンの全部又は一部を貫通して、前記金属製フィンを固定させる固定部材を備えているヒートシンクである。
【００２０】
この発明のヒートシンクの第１０の態様は、前記固定部材がヒートパイプからなっているヒートシンクである。
【００２１】
この発明のヒートシンクの第１１の態様は、前記金属製フィンのコーナ部に面取り、または、丸め加工が施されているヒートシンクである。
【００２２】
この発明のファン付ヒートシンクの第１の態様は、金属製ベースプレートと、前記金属製ベースプレートの一方の表面に熱的に接続された厚さの異なる複数の金属製フィンと、前記金属製フィンの上に搭載されたファンとを備えており、前記金属製フィンは、薄肉の金属製フィンと厚肉の金属製フィンからなっており、前記厚肉の金属製フィンが金属製フィンの両外端部、および中央部の隣接する複数に配置されており、搭載された前記ファンが、前記両外端部および前記中央部の隣接する複数に配置した前記厚肉の金属製フィンによって支持されている、ファン付ヒートシンクである。
【００２３】
この発明のファン付ヒートシンクの第２の態様は、前記厚肉の金属製フィンが、金属製フィンの両外端部および中央部に配置されている、ファン付ヒートシンクである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施態様を図面を参照して具体的に説明する。
この発明のヒートシンクの１つの態様は、金属製ベースプレートと、前記金属製ベースプレートの一方の表面に所定の間隔で概ね垂直に接続された厚さの異なる複数の金属製フィンとを備えたヒートシンクである。上述した金属製フィンは、薄肉フィンと所定の厚さの厚肉フィンとからなっており、複数の金属製フィンのうち少なくとも１枚が前記厚肉フィンからなっている。例えば、複数の金属製フィンの中央部または端部が、厚肉フィンからなっているとよい。
【００２５】
更に、この発明のヒートシンクの他の１つの態様は、上述した金属製フィンが種類の異なる金属からなっている。更に、上述した接続が、金属製ベースプレートの金属製フィン取り付け面に複数の溝部を形成し、溝部に金属製フィンを装入し、金属製フィン取付面の溝部両側近傍に、塑性変形により、平らな底面および傾斜した側面を有する断面が概ね台形状に先細りに形成された凹部を形成して、金属製フィンを溝部内にかしめ接合することからなっている。上述した接続が、金属製ベースプレートと金属製フィンとを金属接合することからなっていてもよい。
【００２６】
図１は、この発明のヒートシンクの１つの態様を説明する図である。図１（ａ）は縦断面図（フィンの長軸方向に直交する面における図）であり、図１（ｂ）は側面図である。図１（ｃ）はフィンの接合を示す図である。図１に示すように、ヒートシンク１は、金属製ベースプレート２と、金属製ベースプレートの一方の表面に所定の間隔で概ね垂直に接続された厚さの異なる複数の金属製フィンとを備えている。即ち、金属製フィンは、薄肉フィン３と所定の厚さの厚肉フィン４とからなっており、複数の金属製フィンのうち両外側端のそれぞれ２枚が厚肉フィンからなっている。このように、外側の２枚の金属製フィンを厚肉フィンによって形成することによって、その中間部に配置された薄肉フィンの強度を構造的に補強している。
【００２７】
金属製フィンの金属製ベースプレートへの接続は、図１（ｃ）に示すように、機械的にかしめることによって行われている。即ち、金属製ベースプレート２の金属製フィン取り付け面に複数の溝部１６を形成し、溝部１６に金属製フィン３を装入し、金属製フィン取付面の溝部１６両側近傍に、塑性変形により、平らな底面１７および傾斜した側面１８を有する断面が概ね台形状に先細りに形成された凹部を形成して、金属製フィン３を溝部１６内にかしめ接合する。
なお、接続は、上述したかしめによることなく、ハンダ等によって接合してもよい。
【００２８】
更に、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、金属製フィンのコーナ部に面取り加工が施されている。この態様のヒートシンクによると、薄肉フィンのピッチを細かくすることができ、高い密度で金属製フィンをベースプレート上に配置することができ、金属製フィンの両最外側端に位置するそれぞれ２枚の金属製フィンを厚肉フィンで形成することによって、金属フィンの強度を構造的に高めることができる。特に図１（ｂ）から明らかなように、金属フィン４全体の強度が高いので、輸送中、組立て中におけるフィンの変形が起き難い。
【００２９】
図２は、この発明のヒートシンクの他の態様を示す図である。図２（ａ）は縦断面図（フィンの長軸方向に直交する面における図）であり、図２（ｂ）は側面図である。この態様のヒートシンクは、金属製ベースプレート２と、金属製ベースプレート２の一方の表面に所定の間隔で概ね垂直に接続された薄肉の複数の金属製フィン３と、外力を遮断して金属製フィン３を防護するカバー６とを備えている。カバー６は、概ねコの字形からなっており、金属製フィン３の長手方向に直交する側面を除き、金属製フィン３全体を覆うように金属製フィン３の上部に設けられ、カバー６の下端部は、金属製ベースプレート２に向かって延伸し、金属製ベースプレートの側面に形成された溝部１９に取り付けられる。
【００３０】
この態様のヒートシンクにおいては、金属製フィンは薄肉フィンのみからなっており、金属製フィンを覆うように設けられたカバー６によって、金属製フィンの強度を構造的に補強する。
【００３１】
金属製フィンの金属製ベースプレートへの接続は、図１（ｃ）に示したように、機械的にかしめることによって行われている。即ち、金属製ベースプレートの金属製フィン取り付け面に複数の溝部を形成し、溝部に金属製フィンを装入し、金属製フィン取付面の溝部両側近傍に、塑性変形により、平らな底面および傾斜した側面を有する断面が概ね台形状に先細りに形成された凹部を形成して、金属製フィンを溝部内にかしめ接合する。
なお、接続は、上述したかしめによることなく、ハンダ等によって接合してもよい。
【００３２】
この態様のヒートシンクによると、薄肉の金属フィンを高い密度でベースプレート上に設けることができ、更に、強度に劣る金属製フィンを強度の高いカバーで覆うことができるので、高い密度で金属製フィンが配置された高い性能のヒートシンクを得ることができる。
【００３３】
図３は、この発明のヒートシンクの他の態様を示す図である。図３（ａ）は平面図であり、図３（ｂ）は、縦断面図（フィンの長軸方向に直交する面における図）であり、図３（ｃ）は側面図である。
この態様のヒートシンクは、金属製ベースプレート２と、金属製ベースプレート２の一方の表面に所定の間隔で概ね垂直に接続された薄肉の複数の金属製フィン３と、金属製フィンの上部に取り付けられた金属製フィン３を防護するカバー７とを備えている。カバー７は、図３（ａ）に示すように、金属製フィンに上方から空気を吹き付ける開口２０を備えており、概ねコの字形からなっている。更に、金属製フィン３の長手方向に直交する側面は開放されている。金属製フィン３の上部を覆うように金属製フィン３の上部に設けられた、カバー７の下端部は、最外側端のそれぞれの金属製フィンの上部に接合されている。図２に示した態様と異なり、カバー７の側面は金属製ベースプレートまで延伸していない。
【００３４】
この態様のヒートシンクにおいては、金属製フィンは薄肉フィンのみからなっており、金属製フィンの上部を覆うように設けられたカバー７によって、金属製フィンの強度を構造的に補強する。図２に示した態様と異なりカバー７の側面部が金属製ベースプレートまで延伸していないので、より軽量化される。
【００３５】
金属製フィンの金属製ベースプレートへの接続は、この態様においても、図１（ｃ）に示したように、機械的にかしめることによって行われている。即ち、金属製ベースプレートの金属製フィン取り付け面に複数の溝部を形成し、溝部に金属製フィンを挿入し、金属製フィン取付面の溝部両側近傍に、塑性変形により、平らな底面および傾斜した側面を有する断面が概ね台形状に先細りに形成された凹部を形成して、金属製フィンを溝部内にかしめ接合する。
なお、接続は、上述したかしめによることなく、ハンダ等によって接合してもよい。
【００３６】
更に、この発明のヒートシンクの他の態様は、金属製ベースプレートと、金属製ベースプレートの一方の表面に所定の間隔で概ね垂直に接続された薄肉の複数の金属製フィンとを備え、複数の金属製フィンの少なくとも最外端側の金属製フィンとそれに隣接する金属製フィンの間に、金属製フィンの長手方向の全部または一部にわたって、金属製フィンに嵌め合わされて所定のピッチを保持する第３の部材を備えているヒートシンクである。
【００３７】
この態様のヒートシンクを図４、５を参照して説明する。
図４は、この発明のヒートシンクの他の態様を示す図である。図４（ａ）は、縦断面図（フィンの長軸方向に直交する面における図）であり、図４（ｂ）は側面図である。
この態様のヒートシンクは、金属製ベースプレート２と、金属製ベースプレート２の一方の表面に所定の間隔で概ね垂直に接続された薄肉の複数の金属製フィン３と、金属製フィンの上部に取り付けられた金属製フィンを固定する櫛状スペーサ８とを備えている。図４に示すように、金属製ベースプレート２の上に薄肉の金属製フィンが設けられ、金属製フィンの上部には、金属製フィンの長手方向に沿って、近端部、遠端部、中間部に、それぞれ、金属製フィンを固定する櫛状スペーサ８が設けられている。
【００３８】
この態様のヒートシンクにおいては、金属製フィンは薄肉フィンのみからなっており、金属製フィンの上部に、金属製フィン間の間隔を維持するように設けられた櫛状フィンによって、金属製フィンの強度を構造的に補強する。
金属製フィンの金属製ベースプレートへの接続は、この態様においても、図１（ｃ）に示したように、機械的にかしめることによって行われている。即ち、金属製ベースプレートの金属製フィン取り付け面に複数の溝部を形成し、溝部に金属製フィンを挿入し、金属製フィン取付面の溝部両側近傍に、塑性変形により、平らな底面および傾斜した側面を有する断面が概ね台形状に先細りに形成された凹部を形成して、金属製フィンを溝部内にかしめ接合する。
なお、接続は、上述したかしめによることなく、ハンダ等によって接合してもよい。
【００３９】
図５は、この発明のヒートシンクの他の態様を示す図である。図５（ａ）は、縦断面図（フィンの長軸方向に直交する面における図）であり、図５（ｂ）は側面図である。
この態様のヒートシンクは、金属製ベースプレート２と、金属製ベースプレート２の一方の表面に所定の間隔で概ね垂直に接続された薄肉の複数の金属製フィン３と、金属製フィンの上部に取り付けられた金属製フィンを固定する別の櫛状スペーサ９とを備えている。図５に示すように、金属製ベースプレート２の上に薄肉の金属製フィンが設けられ、金属製フィンの上部には、金属製フィンの両外側端部に、それぞれ、金属製フィンを固定する別の櫛状スペーサ９が設けられている。
【００４０】
この態様のヒートシンクにおいては、金属製フィンは薄肉フィンのみからなっており、金属製フィンの上部・側端部に、金属製フィン間の間隔を維持するように設けられた櫛状フィンによって、金属製フィンの強度を構造的に補強する。
金属製フィンの金属製ベースプレートへの接続は、この態様においても、図１（ｃ）に示したように、機械的にかしめることによって行われている。即ち、金属製ベースプレートの金属製フィン取り付け面に複数の溝部を形成し、溝部に金属製フィンを挿入し、金属製フィン取付面の溝部両側近傍に、塑性変形により、平らな底面および傾斜した側面を有する断面が概ね台形状に先細りに形成された凹部を形成して、金属製フィンを溝部内にかしめ接合する。
なお、接続は、上述したかしめによることなく、ハンダ等によって接合してもよい。
櫛状スペーサは、対象となる個々の金属製フィンが収容され固定される溝部を備えている。
【００４１】
図６は、この発明のヒートシンクの他の態様を説明する図である。図６（ａ）は、縦断面図（フィンの長軸方向に直交する面における図）であり、図６（ｂ）は側面図である。
この態様のヒートシンクは、金属製ベースプレートと、前記金属製ベースプレートの一方の表面に所定の間隔で概ね垂直に接続された薄肉の複数の金属製フィンとを備え、複数の前記金属製フィンのそれぞれの一部に、隣り合う金属製フィンとの間隙に相当する突起部が形成されている。
【００４２】
図６に示すように、金属製ベースプレート２の上に薄肉の金属製フィン３が設けられ、金属製フィン３の上部に、隣接する金属製フィンとの間の間隙に相当する突起部１１が設けられている。即ち、図４、５において説明したスペーサの代わりに、金属フィン３それ自体にスペーサとして機能する突起部１１が設けられております。
【００４３】
この態様のヒートシンクにおいては、金属製フィンは薄肉フィンのみからなっており、金属製フィンの上部の一部に、金属製フィン間の間隔を維持するように設けられた突起部によって、金属製フィンの強度を構造的に補強する。この態様によると、金属製フィンが高い密度で配置され、高性能のヒートシンクが得られる。更に金属製ベースプレートと薄肉フィンのみでヒートシンクが形成されるので、より軽量化することができる。
【００４４】
金属製フィンの金属製ベースプレートへの接続は、この態様においても、図１（ｃ）に示したように、機械的にかしめることによって行われている。即ち、金属製ベースプレートの金属製フィン取り付け面に複数の溝部を形成し、溝部に金属製フィンを挿入し、金属製フィン取付面の溝部両側近傍に、塑性変形により、平らな底面および傾斜した側面を有する断面が概ね台形状に先細りに形成された凹部を形成して、金属製フィンを溝部内にかしめ接合する。
なお、接続は、上述したかしめによることなく、ハンダ等によって接合してもよい。
【００４５】
図７は、この発明のヒートシンクの他の態様を示す断面図である。この態様のヒートシンクは、金属製ベースプレート２と、金属製ベースプレート２の一方の表面に所定の間隔で概ね垂直に接続された金属製フィンとを備えている。金属製フィンは、中央部に配置された厚肉の金属製フィン４と、残りの部分に配置された薄肉の金属製フィン３とからなっている。金属製フィンの上部にはクリップ１２が設けられ、上述した厚肉の金属製フィン４がクリップの荷重を受けるように配置されている。クリップの両下端部は、リテンションモジュール（固定用枠）の上方に延伸した両側面部の上端に取り付けられている。
【００４６】
このように形成されたヒートシンクにおいては、中央部に配置した厚肉の金属製フィンによってクリップの荷重を受けるので、ピッチの細かい高密度に配置された強度の弱い薄肉の金属製フィンを防護することができる。
従って、高い密度で金属製フィンが配置された高い性能のヒートシンクを得ることができる。
【００４７】
図８は、ファンを取りつけたこの発明のヒートシンクの１つの態様を説明する断面図である。この態様のヒートシンクは、金属製ベースプレート２と、金属製ベースプレート２の一方の表面に所定の間隔で概ね垂直に接続された金属製フィンとを備えている。金属製フィンは、中央部および最外側端部に配置された厚肉の金属製フィン４と、残りの部分に配置された薄肉の金属製フィン３とからなっている。更に、金属製フィンの上部には、図３に示した態様と同様に、カバー７が設けられている。カバー７の上にはクリップ１２が設けられ、両側端部および中央部に配置された厚肉の金属製フィン４に支えられて、カバーによってクリップの荷重を受ける。クリップの両下端部は、図７に示した態様と同様に、リテンションモジュール（固定用枠）１３の上方に延伸した両側面部の上端に取り付けられている。
【００４８】
このように形成されたヒートシンクにおいては、中央部および両側端部に配置した厚肉の金属製フィンに支えられて、カバーによってクリップの荷重を受けるので、ピッチの細かい高密度に配置された強度の弱い薄肉の金属製フィンを防護することができる。なお、カバーが薄肉フィンに接触しないように厚肉フィンを他のフィンよりも１ｍｍ高く設けてある。また、クリップの上にはファン１４が配置され、図３に示した開口を通って、空気が金属製フィンに吹き付けられる。
【００４９】
従って、高い密度で金属製フィンが配置された高い性能のヒートシンクを得ることができる。
なお、上述した態様において、異なる金属（例えば、銅とアルミニウム）製のフィンを組合わせてもよい。厚肉の金属製フィンの代わりに強度の高い金属製フィンを用いることによって、強度の弱い金属製フィンの変形を防護することができる。
上述したようにこの発明のヒートシンクにおける金属製フィンとして、板状体の例を示したが、棒状体（中実、中空を含む）等の他の形状であってもよい。
【００５０】
更に、この発明のヒートシンクの他の１つの態様は、金属製ベースプレートと、前記金属製ベースプレートの少なくとも一方の表面に熱的に接続された薄肉の複数の金属製フィンとを備え、前記金属製フィンの全部または一部を貫通して、前記金属製フィンを固定させる固定部材を備えているヒートシンクである。上述した固定部材がヒートパイプからなっていてもよい。
【００５１】
図９は、この発明のヒートシンクの他の１つの態様を説明する図である。複数枚の金属製フィンに孔が設けられて、孔には、丸棒（金属棒、プラスチック棒、ヒートパイプ等、中実に限らず、中空でもよい）が圧入されている。即ち、丸棒は金属製フィンに形成された孔よりも、その径が若干大きいので、丸棒を金属製フィンの孔に圧入することによって、金属製フィンが丸棒に固定される。この際、金属製フィンにバーリング加工を施すことによって金属製フィンの丸棒への固定が容易になり、フィンピッチを容易に維持することができる。また、金属製フィンの上部を逆Ｌ字形に折り曲げて、折り曲げ部の先端が隣接する金属製フィンに当接することによって、フィンピッチを容易に維持することができる。
【００５２】
図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、金属製フィン２３の上部を逆Ｌ字形に折り曲げて、折り曲げ部の先端が隣接する金属製フィンに当て止めするように配置すると、折り曲げ部によってフィンピッチが固定される。更に、上述したようにフィンピッチが固定された状態で、金属製フィン２３に形成された孔２６に丸棒２４が圧入される。更に、図９（ｃ）および図９（ｄ）に示すように、孔部にバーリング加工２７を施すと、バーリング加工された先端部が、隣接する金属フィンに接触して固定される。バーリング加工された先端部が隣接する金属フィンに接触固定された状態で、同様に、丸棒２４が圧入される。
【００５３】
上述したように、隣接する金属製フィンが折り曲げ部、または、バーリング加工によって固定され、その状態で、丸棒によって固定されるので、複数の金属フィンが一体化して、強度が増し、外部からの力に対して形状の安定化が図れる。フィンピッチを小さくして、フィン枚数が増えると、部品数が多くなり取り扱いが難しくなるが、ベースプレートとの接合工程の前に、フィン群を一体化することができるので、ハンドリング等が容易になる。更に、丸棒としてヒートパイプを用いることによって、金属製フィン間における放熱効率が均一になり、熱性能を高めることができる。
【００５４】
以下に、この発明のヒートシンクを実施例によって詳細に説明する。
【実施例】
実施例１
図１に示すように、幅６０ｍｍ、長さ８０ｍｍ、厚さ１０ｍｍのアルミニウム製のベースプレートを調製した。このように調製されたベースプレートに、２ｍｍピッチで薄肉フィンを位置決めして差し込むための溝加工が施されている。薄肉フィンは、溝に挿入された後、フィン間のベースプレートを塑性変形して、機械的に完全に固定された。薄肉フィンは、長さ８０ｍｍ、高さ４０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍの大きさのアルミニウム製である。フィンのうちで最も外側に位置するフィンとその内側に位置するフィンの合計４枚のフィンは、厚さが１．２ｍｍで肉厚フィンからなっている。このように薄肉フィンの両側端部に厚肉フィンを配置することによって、フィンの強度が構造的に強化される。
【００５５】
即ち、強度の弱い薄肉フィンの外側を強度の高い厚肉フィンによって防護して、全体として強度を高めている。その結果、輸送中、組立て中においても、外側からフィンを押したりつまんだりしても、フィンが不必要に変形することはない。更に、両外側端部の２枚のフィンを厚肉フィンによって形成することによって、例え、最外側のフィンが外れたり変形することがあっても、その影響が内部の薄肉フィンに及ぶことが抑制される。更に、ベースプレート側と反対側のフィンのコーナ部はＣ３で面取りされているので、誤って力を入れて触ってもけがをすることが抑制される。
上述したように、高さ４０ｍｍのフィンが２ｍｍピッチで高い密度でベースプレート上に形成され、高性能のヒートシンクが提供される。
【００５６】
実施例２
図２に示すように、６０ｍｍ×６０ｍｍ、厚さ８ｍｍのアルミニウム製ベースプレートを押し出しによって形成した。ベースプレートの両側面には間口４ｍｍ、深さ４ｍｍの溝が形成されている。ベースプレートの上面には、１．５ｍｍピッチで薄肉フィンが機械的に接合されている。薄肉フィンはアルミニウム製で、長さ６０ｍｍ、高さ３０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍであった。このように形成されたヒートシンクを覆うような形状で長手方向に、幅６０ｍｍ、肉厚１ｍｍの概ねコの字型のアルミニウム製のカバーを設けた。
【００５７】
カバーの下部には爪が設けられており、ベースプレートの両側面に設けられた溝に爪が折り込まれて、カバーが固定されている。このように形成されたカバーは、十分な肉厚を有し、ベースプレートに固定されているので、カバーに直接触れても、フィンに不要な力が加わることはなく、フィンの変形という問題は生じない。また、カバーによってフィンの端部を完全に覆っているので、バリなどによってけがをすることが抑制される。
上述したように、高さ３０ｍｍのフィンが１．５ｍｍピッチで高い密度でベースプレート上に形成され、高性能のヒートシンクが提供される。
【００５８】
実施例３
図３に示すように、６０ｍｍ×６０ｍｍ、厚さ８ｍｍのアルミニウム製ベースプレートを押し出しによって形成した。ベースプレートの上面には、１．５ｍｍピッチで薄肉フィンが機械的に接合されている。薄肉フィンはアルミニウム製で、長さ６０ｍｍ、高さ３０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍであった。このように形成されたフィンの上部には、６０ｍｍ×６０ｍｍの板にフィンの２つの側面方向に５ｍｍ幅で下向きに折り曲げ部があるカバーを設けた。カバーの上面には、図３（ａ）に示すように、空気の効果的な流れを確保するためのスリットが設けられている。
【００５９】
更に、折り曲げ部は、最も外側に位置するフィンの上側面に接着剤によって接合されている。このように形成されたヒートシンクにおいては、両側端のフィンに接合されたカバーによって、フィン間隔を一定に保てるので、持ち上げたり押された場合にも、フィンが内側に不必要に変形する心配がなくなる。また、フィンの鋭角部を完全に覆うので、指先を切るような心配もない。
上述したように、高さ３０ｍｍのフィンが１．５ｍｍピッチで高い密度でベースプレート上に形成され、高性能のヒートシンクが提供される。
【００６０】
実施例４
図４に示すように、６０ｍｍ×６０ｍｍ、厚さ５ｍｍの銅製のベースプレートを調製した。ベースプレートの上面には、アルミニウム製の長さ６０ｍｍ、高さ３０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍのフィンが２ｍｍピッチで機械的に接合されて形成されている。中央部のフィンはヒートシンクを固定するためのクリップをあてがうために３枚抜けた形態となっている。ヒートシンクの長手方向の図示する３箇所（空気流路の前端、中央、後端）には、すべてのフィンを挟み込む、幅８ｍｍでプラスチック製の櫛状スペーサが取り付けられている。
【００６１】
この櫛状スペーサは、フィンに挟み込まれて固定されているので、フィンの位置関係を維持し、外部からの衝撃に対して変形し難い形態となっている。また、フィンの直角部にスペーサを配しているので、指等を切るといった危険性が低い。また、スペーサはプラスチック製であるので、射出成形等によって容易に低コストで加工することができ、しかも軽量である。また、フィンに指し込む部分は、深さ６ｍｍであるが、先端部にＣ１の面取り（テーパ）が施されているので、取り付けも簡便である。
上述したように、高さ３０ｍｍのフィンが２ｍｍピッチで高い密度でベースプレート上に形成され、高性能のヒートシンクが提供される。
【００６２】
実施例５
図５に示すように、６０ｍｍ×６０ｍｍ、厚さ５ｍｍの銅製のベースプレートを調製した。ベースプレートの上面には、アルミニウム製の長さ６０ｍｍ、高さ３０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍのフィンが２ｍｍピッチで機械的に接合されて形成されている。薄肉フィンのベースプレート側でないコーナ部は、Ｒ５で丸められており、誤って力を入れて触ってもけがをすることが抑制される。外側のフィンから３枚目までは、フィンの長手方向に沿って全体にプラスチック製の櫛状スペーサが取り付けられている。
【００６３】
フィンに外部から力を加えた場合、通常の範囲（人が触る程度）ではその影響は２、３枚目までのフィンであるので、スペーサによってそれらのフィンの位置関係が固定される。従って、フィンが不必要に変形して、空気の流れに影響を及ぼすことはない。また、プラスチック製であるので、スペーサ自身の角部も丸め加工が可能で、Ｒ１で角が落ちている。
上述したように、高さ３０ｍｍのフィンが２ｍｍピッチで高い密度でベースプレート上に形成され、高性能のヒートシンクが提供される。
【００６４】
実施例６
図６に示すように、幅６０ｍｍ、長さ７０ｍｍ、厚さ６ｍｍの銅製のベースプレートを調製した。ベースプレートの上面には、銅製の長さ７０ｍｍ、高さ２５ｍｍ、厚さ０．４ｍｍのフィンが１．８ｍｍピッチで機械的に接合されて形成されている。フィンの上部の一部にはフィンの間隔に等しい１．４ｍｍの突起部がプレス加工により予め施されており、隣り合うフィンと接触している。このようにフィン自体がスペーサの役割をはたすので、隣り合うフィンとの間の間隔が一定に保たれ、フィン全体としては変形し難い構造となっている。また、図のようにプレス加工時に角部も曲げ加工を行うと、直角部で指を切るといったことが抑制される。
【００６５】
上述したように、高さ７０ｍｍのフィンが１．８ｍｍピッチで高い密度でベースプレート上に形成され、軽量の高性能のヒートシンクが提供される。
【００６６】
【発明の効果】
以上に述べたように、この発明によると、構造的に所望の強度を有し、高密度で配置された複数のフィンを備えた高性能のヒートシンクを提供することができる。更に、本発明のヒートシンクは、薄肉のフィンであっても、輸送時、取り扱い時に不必要に変形することがないので、熱性能、取り扱い上に不都合が生じない。フィンの端部で指を切ったり引っ掛けたりすることが抑制されるので、安全な組立てが可能になる。依って、工業上顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明のヒートシンクの１つの態様を説明する図である。図１（ａ）は縦断面図（フィンの長軸方向に直交する面における図）であり、図１（ｂ）は側面図である。図１（ｃ）はフィンの接合を示す図である。
【図２】図２は、この発明のヒートシンクの他の態様を示す図である。図２（ａ）は縦断面図（フィンの長軸方向に直交する面における図）であり、図２（ｂ）は側面図である。
【図３】図３は、この発明のヒートシンクの他の態様を示す図である。図３（ａ）は平面図であり、図３（ｂ）は、縦断面図（フィンの長軸方向に直交する面における図）であり、図３（ｃ）は側面図である。
【図４】図４は、この発明のヒートシンクの他の態様を示す図である。図４（ａ）は、縦断面図（フィンの長軸方向に直交する面における図）であり、図４（ｂ）は側面図である。
【図５】図５は、この発明のヒートシンクの他の態様を示す図である。図５（ａ）は、縦断面図（フィンの長軸方向に直交する面における図）であり、図５（ｂ）は側面図である。
【図６】図６は、この発明のヒートシンクの他の態様を説明する図である。図６（ａ）は、縦断面図（フィンの長軸方向に直交する面における図）であり、図６（ｂ）は側面図である。
【図７】図７は、この発明のヒートシンクの他の態様を示す断面図である。
【図８】図８は、ファンを取りつけたこの発明のヒートシンクの１つの態様を説明する断面図である。
【図９】図９は、この発明のヒートシンクの他の１つの態様を説明する図である。
【図１０】図１０は、従来の押し出し材によるヒートシンクを示す図である。
【符号の説明】
１ヒートシンク
２金属製ベースプレート
３薄肉の金属製フィン
４厚肉の金属製フィン
５面取り
６カバー
７カバー
８櫛状スペーサ
９別の櫛状スペーサ
１０丸み加工
１１突起部
１２クリップ
１３リテンションモジュール（固定用枠）
１４ファン
１６溝部
１７平らな底面
１８傾斜した側面
１９溝部
２３金属製フィン
２４丸棒
２６孔
２７バーリング加工[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat sink having a plurality of fins having a structurally desired strength and arranged at high density.
[0002]
[Prior art]
There is a need for a high-performance heat sink with excellent heat dissipation efficiency due to an increase in heat generation amount and heat generation density of CPUs and elements. Conventionally, heat sinks made of extruded aluminum material, which are inexpensive to manufacture, have been used. The heat sink made of extruded material is easy to manufacture because the base plate and heat radiating fins are integrally formed, but the pitch is limited due to manufacturing limitations, and it is technically difficult to form fins with a fine pitch. Met. Further, the height of the fin is similarly limited in manufacturing, and it is technically difficult to form a high fin.
[0003]
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-31354 discloses a conventional heat sink. The outline is shown in FIG. As shown in FIG. 10, the conventional heat sink 100 is a plate fin type heat sink, which is an integrated heat sink made of extruded material. The heat sink is composed of a large number of plate fin portions 102 that are heat radiating fins and a base plate portion 101 integrated therewith. A large number of plate fin portions 102 are arranged in a row at an equal interval and perpendicular to the base plate portion 101. As described above, the heat sink 100 is manufactured by extruding aluminum or an alloy thereof.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this conventional heat sink, since the base plate and the heat radiating fins are integrally formed as described above, the manufacturing is easy, but the pitch is limited due to manufacturing limitations, and the fins are arranged with a fine pitch. It was technically difficult to form. Further, the height of the fin is similarly limited in manufacturing, and it is technically difficult to form a high fin. Therefore, there is a problem in that the heat-receiving efficiency is inferior, the heat generation amount is large, and the cooled component having a high heat generation density cannot be efficiently cooled.
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a heat sink having a plurality of fins that have a structurally desired strength and are arranged at high density. .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The inventor has intensively studied in order to solve the conventional problems described above. As a result, instead of a heat sink formed by extrusion molding of aluminum or its alloy, a base plate and thin radiating fins are prepared separately, and when the base plate and thin radiating fins are joined, a fine pitch and high density are obtained. A plurality of fins can be disposed on the base plate. For example, thin fins having a thickness of 1 mm or less can be arranged on the base plate at a fine pitch of 2 mm or less. Thereby, a high-performance heat sink with a high fin density can be obtained. However, thin fins have a small thickness (for example, usually about 0.3 to 0.5 mm). In particular, when aluminum fins are used for weight reduction, the fins themselves do not have structural strength. Therefore, for example, if a load is applied to the fins during transportation or an operator grips the fins during assembly, the fins may be deformed, and sufficient wind as a radiator may not flow between the fins. In addition, touching the edges and corners of the fins may damage the hand.
[0007]
When one of the surfaces of the metal base plate is joined with a plurality of metal fins having different thicknesses consisting of thin fins connected substantially vertically at predetermined intervals and thick fins of a predetermined thickness, It has been found that it is possible to obtain a high-performance heat sink with high fin density, which supplements the structural strength of the thin-walled fin and has structural strength as a whole. In particular, by using thick fins for at least one of the outer ends of the plurality of metal fins, a desired strength can be obtained during transportation and assembly. Furthermore, it has been found that a high-performance heat sink with high fin density and high structural strength can be obtained by combining copper and aluminum fins.
[0008]
Furthermore, by providing a cover on the top of the plurality of thin metal fins connected to one surface of the metal base plate substantially vertically at a predetermined interval to protect the metal fins by blocking external force. It has been found that a high-performance heat sink with structural strength and high fin density can be obtained.
[0009]
  The present invention is based on the above-described research results, and the first aspect of the heat sink of the present invention is that the metal base plate and the thickness thermally connected to one surface of the metal base plate are different. A plurality of metal fins, the metal fins comprising thin fins and thick fins, and fins at outer end portions including at least one of both outermost ends of the plurality of metal fins A heat sink in which the thick fin is formed and the fin in the center is formed of the thin finThe connection forms a plurality of grooves on the metal fin mounting surface of the metal base plate, inserts the metal fins into the groove, near both sides of the groove of the metal fin mounting surface, A heat sink formed by forming a recess having a flat bottom surface and an inclined side surface formed by tapering into a substantially trapezoidal shape by plastic deformation and caulking and joining the metal fin into the groove portionIt is.
[0011]
  The heat sink of the present invention2This aspect is a heat sink in which a central portion of the plurality of metal fins is further formed of the thick fins.
[0013]
  The heat sink of the present invention3In the aspect of the present invention, the connection is formed by forming a plurality of groove portions on the metal fin mounting surface of the metal base plate, inserting metal fins in the groove portion, and forming plasticity near both sides of the groove portion of the metal fin mounting surface. A heat sink is formed by forming a concave portion having a flat bottom surface and an inclined side surface formed by tapering into a substantially trapezoidal shape by deformation, and caulking and joining the metal fin into the groove portion.
[0014]
  The heat sink of the present invention4The aspect is a heat sink in which the connection consists of metal joining the metal base plate and the metal fin.
[0015]
  According to a fifth aspect of the heat sink of the present invention, a metal base plate, a plurality of thin metal fins thermally connected to one surface of the metal base plate, and the metal fins are cut off from external force. With a protective coverTheIt is a heat sink.
[0016]
  The heat sink of the present invention6In this aspect, the cover is a heat sink that is provided on an upper portion of the metal fin so as to cover the entire metal fin and is joined to the metal fins at both outer ends.
[0017]
  A seventh aspect of the heat sink according to the present invention includes a metal base plate and a plurality of thin metal fins thermally connected to one surface of the metal base plate.,In the heat sink, a protrusion corresponding to a gap between adjacent metal fins is formed on a part of each of the plurality of metal fins.
[0018]
  An eighth aspect of the heat sink of the present invention includes a metal base plate and a plurality of thin metal fins thermally connected to one surface of the metal base plate.,Between the metal fins on the outermost end side of the plurality of metal fins and the metal fins adjacent to the metal fins, the metal fins are fitted to the metal fins over the whole or a part in the longitudinal direction and have a predetermined pitch. It is a heat sink provided with the 3rd member holding.
[0019]
  A ninth aspect of the heat sink of the present invention includes a metal base plate and a plurality of thin metal fins thermally connected to one surface of the metal base plate,The upper part of the metal fin is folded into an inverted L shape, and the tip of the bent part is arranged to stop against the adjacent metal fin, andA heat sink including a fixing member that passes through all or part of the metal fin and fixes the metal fin.,
  Or a metal base plate and a plurality of thin metal fins that are thermally connected to one surface of the metal base plate, and a tip end that is burred in a hole formed in the metal fin. A heat sink comprising a fixing member that is fixed in contact with an adjacent metal fin, and further passes through all or part of the metal fin to fix the metal fin.It is.
[0020]
  The heat sink of the present invention10Is a heat sink in which the fixing member is a heat pipe.
[0021]
  The heat sink of the present invention11Is a heat sink in which a corner portion of the metal fin is chamfered or rounded.
[0022]
  A first aspect of the heat sink with fan according to the present invention includes a metal base plate, a plurality of metal fins having different thicknesses that are thermally connected to one surface of the metal base plate, and an upper surface of the metal fin. And the metal fin comprises a thin metal fin and a thick metal fin,The thick metal fins are disposed at both outer end portions of the metal fins, and a plurality of adjacent central portions,The mounted fanThe two outer end portions and the central portion are arranged adjacent to each other.It is a heat sink with a fan supported by the said thick metal fin.
[0023]
A second aspect of the heat sink with a fan according to the present invention is a heat sink with a fan in which the thick metal fins are arranged at both outer end portions and a central portion of the metal fins.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
One aspect of the heat sink according to the present invention is a heat sink including a metal base plate and a plurality of metal fins having different thicknesses connected to one surface of the metal base plate substantially vertically at a predetermined interval. . The metal fin described above includes a thin fin and a thick fin having a predetermined thickness, and at least one of the plurality of metal fins includes the thick fin. For example, the central part or the end part of the plurality of metal fins may be made of thick fins.
[0025]
Furthermore, in another aspect of the heat sink of the present invention, the metal fins described above are made of different types of metals. Further, the above-described connection is formed by forming a plurality of groove portions on the metal fin mounting surface of the metal base plate, inserting metal fins into the groove portion, and flattening by plastic deformation near both sides of the groove portion of the metal fin mounting surface. A concave portion having a substantially bottom surface and an inclined side surface tapered in a trapezoidal shape is formed, and a metal fin is caulked and joined in the groove portion. The connection mentioned above may consist of metal joining a metal base plate and a metal fin.
[0026]
FIG. 1 is a diagram illustrating one embodiment of a heat sink according to the present invention. Fig.1 (a) is a longitudinal cross-sectional view (figure in the surface orthogonal to the major axis direction of a fin), and FIG.1 (b) is a side view. FIG.1 (c) is a figure which shows the joining of a fin. As shown in FIG. 1, the heat sink 1 includes a metal base plate 2 and a plurality of metal fins having different thicknesses connected to one surface of the metal base plate substantially vertically at a predetermined interval. That is, the metal fins are composed of thin fins 3 and thick fins 4 having a predetermined thickness, and two of the plurality of metal fins at both outer ends are composed of thick fins. Thus, by forming the two outer metal fins with thick fins, the strength of the thin fins arranged at the intermediate portion is structurally reinforced.
[0027]
The connection of the metal fin to the metal base plate is performed by mechanical caulking, as shown in FIG. That is, a plurality of groove portions 16 are formed on the metal fin mounting surface of the metal base plate 2, the metal fins 3 are inserted into the groove portions 16, and the metal fin mounting surface is flattened by plastic deformation near both sides of the groove portion 16. A concave portion having a substantially trapezoidally tapered cross section having a bottom surface 17 and an inclined side surface 18 is formed, and the metal fin 3 is caulked and joined in the groove portion 16.
The connection may be made by soldering or the like without using the above-described caulking.
[0028]
Further, as shown in FIGS. 1A and 1B, the corner portion of the metal fin is chamfered. According to the heat sink of this aspect, the pitch of the thin fins can be made fine, the metal fins can be arranged on the base plate with high density, and each of the two metal plates located at both outermost ends of the metal fins By forming the fin made of thick fins, the strength of the metal fin can be structurally increased. As is clear from FIG. 1B in particular, since the strength of the entire metal fin 4 is high, the fin is hardly deformed during transportation and assembly.
[0029]
FIG. 2 is a view showing another embodiment of the heat sink of the present invention. 2A is a longitudinal sectional view (a view in a plane orthogonal to the long axis direction of the fin), and FIG. 2B is a side view. The heat sink of this aspect includes a metal base plate 2, a plurality of thin metal fins 3 that are connected to one surface of the metal base plate 2 substantially vertically at a predetermined interval, and a metal fin 3 that blocks external force. And a cover 6 for protecting. The cover 6 is generally U-shaped and is provided on the upper part of the metal fin 3 so as to cover the entire metal fin 3 except for the side surface orthogonal to the longitudinal direction of the metal fin 3. The portion extends toward the metal base plate 2 and is attached to the groove portion 19 formed on the side surface of the metal base plate.
[0030]
In the heat sink of this aspect, the metal fin is composed of only thin fins, and the strength of the metal fin is structurally reinforced by the cover 6 provided to cover the metal fin.
[0031]
The connection of the metal fin to the metal base plate is performed by mechanical caulking as shown in FIG. That is, a plurality of groove portions are formed on the metal fin mounting surface of the metal base plate, metal fins are inserted into the groove portions, flat bottom surfaces and inclined surfaces due to plastic deformation in the vicinity of both sides of the metal fin mounting surface. A recess having a side surface with a substantially trapezoidal cross section is formed, and the metal fin is caulked and joined into the groove.
The connection may be made by soldering or the like without using the above-described caulking.
[0032]
According to the heat sink of this aspect, the thin metal fins can be provided on the base plate with high density, and furthermore, the metal fins with inferior strength can be covered with the high strength cover, so that the metal fins with high density can be provided. An arranged high performance heat sink can be obtained.
[0033]
FIG. 3 is a view showing another embodiment of the heat sink of the present invention. 3A is a plan view, FIG. 3B is a longitudinal sectional view (a view in a plane orthogonal to the long axis direction of the fin), and FIG. 3C is a side view.
The heat sink of this aspect is attached to the upper portion of the metal base plate 2, the plurality of thin metal fins 3 connected to one surface of the metal base plate 2 substantially vertically at a predetermined interval, and the metal fin. A cover 7 for protecting the metal fin 3 is provided. As shown in FIG. 3A, the cover 7 is provided with an opening 20 for blowing air onto the metal fin from above, and is generally U-shaped. Furthermore, the side surface orthogonal to the longitudinal direction of the metal fin 3 is opened. The lower end portion of the cover 7 provided on the upper portion of the metal fin 3 so as to cover the upper portion of the metal fin 3 is joined to the upper portion of each metal fin at the outermost end. Unlike the embodiment shown in FIG. 2, the side surface of the cover 7 does not extend to the metal base plate.
[0034]
In the heat sink of this aspect, the metal fin is composed of only thin fins, and the strength of the metal fin is structurally reinforced by the cover 7 provided so as to cover the upper portion of the metal fin. Unlike the embodiment shown in FIG. 2, the side surface of the cover 7 does not extend to the metal base plate, so that the weight is further reduced.
[0035]
In this embodiment, the metal fins are connected to the metal base plate by mechanical caulking, as shown in FIG. That is, a plurality of groove portions are formed on the metal fin mounting surface of the metal base plate, metal fins are inserted into the groove portions, flat bottom surfaces and inclined side surfaces due to plastic deformation in the vicinity of both sides of the metal fin mounting surface. A recess having a substantially trapezoidal cross-section is formed, and a metal fin is caulked and joined in the groove.
The connection may be made by soldering or the like without using the above-described caulking.
[0036]
Furthermore, another aspect of the heat sink of the present invention includes a metal base plate and a plurality of thin metal fins connected to one surface of the metal base plate substantially vertically at a predetermined interval. A third fin that is fitted to the metal fin and maintains a predetermined pitch over all or part of the length of the metal fin between the metal fin on the outermost end side of the fin and the metal fin adjacent thereto. It is a heat sink provided with these members.
[0037]
The heat sink of this aspect is demonstrated with reference to FIG.
FIG. 4 is a view showing another embodiment of the heat sink of the present invention. Fig.4 (a) is a longitudinal cross-sectional view (figure in the surface orthogonal to the major axis direction of a fin), and FIG.4 (b) is a side view.
The heat sink of this aspect is attached to the upper portion of the metal base plate 2, the plurality of thin metal fins 3 connected to one surface of the metal base plate 2 substantially vertically at a predetermined interval, and the metal fin. Comb spacers 8 for fixing metal fins are provided. As shown in FIG. 4, a thin metal fin is provided on the metal base plate 2, and the upper end of the metal fin is provided with a near end portion, a far end portion, and an intermediate portion along the longitudinal direction of the metal fin. Each part is provided with a comb-like spacer 8 for fixing a metal fin.
[0038]
In the heat sink according to this aspect, the metal fin is composed only of thin-walled fins, and the strength of the metal fin is provided by comb-shaped fins provided on the upper portion of the metal fin so as to maintain the distance between the metal fins. Structurally reinforced.
In this embodiment, the metal fins are connected to the metal base plate by mechanical caulking, as shown in FIG. That is, a plurality of groove portions are formed on the metal fin mounting surface of the metal base plate, metal fins are inserted into the groove portions, flat bottom surfaces and inclined side surfaces due to plastic deformation in the vicinity of both sides of the metal fin mounting surface. A recess having a substantially trapezoidal cross-section is formed, and a metal fin is caulked and joined in the groove.
The connection may be made by soldering or the like without using the above-described caulking.
[0039]
FIG. 5 is a view showing another embodiment of the heat sink of the present invention. Fig.5 (a) is a longitudinal cross-sectional view (figure in the surface orthogonal to the major axis direction of a fin), and FIG.5 (b) is a side view.
The heat sink of this aspect is attached to the upper portion of the metal base plate 2, the plurality of thin metal fins 3 connected to one surface of the metal base plate 2 substantially vertically at a predetermined interval, and the metal fin. Another comb-shaped spacer 9 for fixing the metal fin is provided. As shown in FIG. 5, thin metal fins are provided on the metal base plate 2, and the metal fins are respectively fixed to both outer end portions of the metal fins on the metal fins. The comb-shaped spacer 9 is provided.
[0040]
In the heat sink of this aspect, the metal fin is composed only of thin fins, and the metal fin is provided with comb-like fins provided on the upper and side ends of the metal fin so as to maintain the distance between the metal fins. Structurally strengthen the strength of the fins.
In this embodiment, the metal fins are connected to the metal base plate by mechanical caulking, as shown in FIG. That is, a plurality of groove portions are formed on the metal fin mounting surface of the metal base plate, metal fins are inserted into the groove portions, flat bottom surfaces and inclined side surfaces due to plastic deformation in the vicinity of both sides of the metal fin mounting surface. A recess having a substantially trapezoidal cross-section is formed, and a metal fin is caulked and joined in the groove.
The connection may be made by soldering or the like without using the above-described caulking.
The comb-shaped spacer includes a groove portion in which each target metal fin is accommodated and fixed.
[0041]
FIG. 6 is a diagram for explaining another embodiment of the heat sink of the present invention. 6A is a longitudinal sectional view (a view in a plane orthogonal to the long axis direction of the fin), and FIG. 6B is a side view.
The heat sink according to this aspect includes a metal base plate, and a plurality of thin metal fins that are connected to one surface of the metal base plate substantially vertically at a predetermined interval, and each of the plurality of metal fins. A protrusion corresponding to a gap between adjacent metal fins is formed in part.
[0042]
As shown in FIG. 6, a thin metal fin 3 is provided on the metal base plate 2, and a protrusion 11 corresponding to a gap between adjacent metal fins is provided on the metal fin 3. It has been. That is, instead of the spacer described in FIGS. 4 and 5, the metal fin 3 itself is provided with a protrusion 11 that functions as a spacer.
[0043]
In the heat sink of this aspect, the metal fin is composed only of thin-walled fins, and the metal fin is formed on a part of the upper portion of the metal fin by a protrusion provided so as to maintain the interval between the metal fins. Strengthen the strength of the structure. According to this aspect, the metal fins are arranged with high density, and a high-performance heat sink is obtained. Furthermore, since the heat sink is formed only by the metal base plate and the thin fins, the weight can be further reduced.
[0044]
In this embodiment, the metal fins are connected to the metal base plate by mechanical caulking, as shown in FIG. That is, a plurality of groove portions are formed on the metal fin mounting surface of the metal base plate, metal fins are inserted into the groove portions, flat bottom surfaces and inclined side surfaces due to plastic deformation in the vicinity of both sides of the metal fin mounting surface. A recess having a substantially trapezoidal cross-section is formed, and a metal fin is caulked and joined in the groove.
The connection may be made by soldering or the like without using the above-described caulking.
[0045]
FIG. 7 is a cross-sectional view showing another embodiment of the heat sink of the present invention. The heat sink of this aspect includes a metal base plate 2 and metal fins connected to one surface of the metal base plate 2 substantially vertically at a predetermined interval. The metal fin is composed of a thick metal fin 4 disposed in the center portion and a thin metal fin 3 disposed in the remaining portion. A clip 12 is provided on the upper part of the metal fin, and the above-described thick metal fin 4 is disposed so as to receive the load of the clip. Both lower end portions of the clip are attached to upper ends of both side surface portions extending above the retention module (fixing frame).
[0046]
The heat sink formed in this way receives the load of the clip by the thick metal fins arranged in the center, so it protects the thin metal fins with low pitch and high density arranged at low strength. Can do.
Therefore, a high performance heat sink in which metal fins are arranged with high density can be obtained.
[0047]
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating one embodiment of the heat sink of the present invention with a fan attached. The heat sink of this aspect includes a metal base plate 2 and metal fins connected to one surface of the metal base plate 2 substantially vertically at a predetermined interval. The metal fin is composed of a thick metal fin 4 disposed at the center and the outermost end, and a thin metal fin 3 disposed at the remaining portion. Further, a cover 7 is provided on the upper part of the metal fin in the same manner as shown in FIG. A clip 12 is provided on the cover 7 and is supported by thick metal fins 4 disposed at both end portions and a central portion, and receives a load of the clip by the cover. Both the lower end portions of the clip are attached to the upper ends of both side surface portions extending above the retention module (fixing frame) 13 in the same manner as shown in FIG.
[0048]
In the heat sink formed in this way, it is supported by the thick metal fins arranged at the center and both ends, and receives the load of the clip by the cover, so the strength of the fine pitch arranged at high density Can protect weak thin metal fins. The thick fins are provided 1 mm higher than the other fins so that the cover does not contact the thin fins. Further, a fan 14 is disposed on the clip, and air is blown onto the metal fin through the opening shown in FIG.
[0049]
Therefore, a high performance heat sink in which metal fins are arranged with high density can be obtained.
In the above-described embodiment, fins made of different metals (for example, copper and aluminum) may be combined. By using a metal fin having a high strength instead of a thick metal fin, it is possible to protect the deformation of the metal fin having a low strength.
As described above, the example of the plate-like body is shown as the metal fin in the heat sink of the present invention, but other shapes such as a rod-like body (including solid and hollow) may be used.
[0050]
Furthermore, another aspect of the heat sink of the present invention includes a metal base plate and a plurality of thin metal fins thermally connected to at least one surface of the metal base plate, the metal fins It is a heat sink provided with the fixing member which penetrates all or one part, and fixes the said metal fin. The fixing member mentioned above may consist of a heat pipe.
[0051]
FIG. 9 is a view for explaining another embodiment of the heat sink of the present invention. A plurality of metal fins are provided with holes, and round holes (not limited to solid, such as metal bars, plastic bars, heat pipes, etc., may be hollow) are press-fitted into the holes. That is, since the round bar has a slightly larger diameter than the hole formed in the metal fin, the metal fin is fixed to the round bar by press-fitting the round bar into the hole of the metal fin. At this time, by performing burring on the metal fin, the metal fin can be easily fixed to the round bar, and the fin pitch can be easily maintained. Further, the upper portion of the metal fin is bent in an inverted L shape, and the tip of the bent portion comes into contact with the adjacent metal fin, whereby the fin pitch can be easily maintained.
[0052]
As shown in FIG. 9A and FIG. 9B, when the upper part of the metal fin 23 is bent in an inverted L shape, and the tip of the bent part is placed against the adjacent metal fin, it is bent. The fin pitch is fixed by the portion. Further, the round bar 24 is press-fitted into the hole 26 formed in the metal fin 23 with the fin pitch fixed as described above. Further, as shown in FIGS. 9C and 9D, when the burring process 27 is applied to the hole, the burring processed tip is fixed in contact with the adjacent metal fin. Similarly, the round bar 24 is press-fitted in a state in which the burring processed tip is fixed in contact with the adjacent metal fin.
[0053]
As described above, adjacent metal fins are fixed by a bent portion or burring process, and in that state, are fixed by a round bar. Therefore, a plurality of metal fins are integrated to increase the strength, and from the outside The shape can be stabilized against force. If the fin pitch is reduced and the number of fins is increased, the number of parts increases and handling becomes difficult. However, since the fin group can be integrated before the joining process with the base plate, handling and the like are facilitated. . Furthermore, by using a heat pipe as the round bar, the heat radiation efficiency between the metal fins becomes uniform, and the thermal performance can be improved.
[0054]
Below, the heat sink of this invention is demonstrated in detail by an Example.
【Example】
Example 1
As shown in FIG. 1, an aluminum base plate having a width of 60 mm, a length of 80 mm, and a thickness of 10 mm was prepared. Groove processing for positioning and inserting thin fins at a pitch of 2 mm is performed on the base plate thus prepared. After the thin fins were inserted into the grooves, the base plate between the fins was plastically deformed and mechanically completely fixed. The thin fin is made of aluminum having a length of 80 mm, a height of 40 mm, and a thickness of 0.4 mm. Of the fins, a total of four fins, the fin located on the outermost side and the fin located on the inner side thereof, are 1.2 mm thick and are thick fins. Thus, by arrange | positioning a thick fin in the both-sides edge part of a thin fin, the intensity | strength of a fin is structurally strengthened.
[0055]
That is, the outer side of the thin fin with low strength is protected by the thick fin with high strength, so that the strength is increased as a whole. As a result, even if the fin is pushed or pinched from the outside during transportation or assembly, the fin will not be unnecessarily deformed. Furthermore, by forming the two fins at the outer end portions with thick-walled fins, even if the outermost fins come off or deform, the influence on the thin-walled fins inside is suppressed. Is done. Furthermore, since the corner portion of the fin on the side opposite to the base plate side is chamfered with C3, it is possible to prevent injuries even if a force is applied accidentally.
As described above, fins having a height of 40 mm are formed on the base plate at a high density at a pitch of 2 mm, thereby providing a high-performance heat sink.
[0056]
Example 2
As shown in FIG. 2, an aluminum base plate having a size of 60 mm × 60 mm and a thickness of 8 mm was formed by extrusion. On both side surfaces of the base plate, grooves having a width of 4 mm and a depth of 4 mm are formed. Thin fins are mechanically joined to the upper surface of the base plate at a pitch of 1.5 mm. The thin fins were made of aluminum and had a length of 60 mm, a height of 30 mm, and a thickness of 0.3 mm. A generally U-shaped aluminum cover having a width of 60 mm and a thickness of 1 mm was provided in the longitudinal direction so as to cover the heat sink thus formed.
[0057]
A claw is provided in the lower part of the cover, and the cover is fixed by folding the claw into grooves provided on both side surfaces of the base plate. The cover formed in this manner has a sufficient thickness and is fixed to the base plate. Therefore, even if the cover is directly touched, unnecessary force is not applied to the fin, and the problem of deformation of the fin occurs. Absent. In addition, since the ends of the fins are completely covered by the cover, it is possible to suppress injuries due to burrs or the like.
As described above, fins having a height of 30 mm are formed on the base plate with a high density at a pitch of 1.5 mm, thereby providing a high-performance heat sink.
[0058]
Example 3
As shown in FIG. 3, an aluminum base plate having a size of 60 mm × 60 mm and a thickness of 8 mm was formed by extrusion. Thin fins are mechanically joined to the upper surface of the base plate at a pitch of 1.5 mm. The thin fins were made of aluminum and had a length of 60 mm, a height of 30 mm, and a thickness of 0.3 mm. On the upper part of the fin formed in this manner, a cover having a width of 5 mm in the direction of the two side surfaces of the fin and a bent portion is provided on the 60 mm × 60 mm plate. As shown in FIG. 3A, a slit for ensuring an effective air flow is provided on the upper surface of the cover.
[0059]
Further, the bent portion is joined to the upper side surface of the fin located on the outermost side by an adhesive. In the heat sink formed in this way, since the gap between the fins can be kept constant by the cover joined to the fins on both ends, there is no need to worry about the fins being deformed inwardly even when lifted or pushed. . Also, since the sharp corners of the fin are completely covered, there is no worry of cutting the fingertip.
As described above, fins having a height of 30 mm are formed on the base plate with a high density at a pitch of 1.5 mm, thereby providing a high-performance heat sink.
[0060]
Example 4
As shown in FIG. 4, a copper base plate having a size of 60 mm × 60 mm and a thickness of 5 mm was prepared. On the upper surface of the base plate, aluminum-made fins having a length of 60 mm, a height of 30 mm, and a thickness of 0.4 mm are mechanically joined at a pitch of 2 mm. Three fins are removed from the central fin in order to attach a clip for fixing the heat sink. Plastic comb-like spacers having a width of 8 mm and sandwiching all fins are attached to three positions (front end, center, and rear end of the air flow path) shown in the longitudinal direction of the heat sink.
[0061]
Since the comb-shaped spacer is fixed by being sandwiched between the fins, the positional relationship of the fins is maintained, and the comb spacer is not easily deformed by an external impact. Moreover, since the spacer is arranged at the right angle part of the fin, the risk of cutting a finger or the like is low. Further, since the spacer is made of plastic, it can be easily processed at low cost by injection molding or the like, and is lightweight. Moreover, although the part which points into a fin is 6 mm deep, since the chamfering (taper) of C1 is given to the front-end | tip part, attachment is also easy.
As described above, fins having a height of 30 mm are formed on the base plate at a high density at a pitch of 2 mm, thereby providing a high-performance heat sink.
[0062]
Example 5
As shown in FIG. 5, a copper base plate having a size of 60 mm × 60 mm and a thickness of 5 mm was prepared. On the upper surface of the base plate, aluminum-made fins having a length of 60 mm, a height of 30 mm, and a thickness of 0.4 mm are mechanically joined at a pitch of 2 mm. The corner portion of the thin fin that is not on the base plate side is rounded at R5, and is prevented from being injured even if it is touched by force. From the outer fin to the third one, a plastic comb spacer is attached to the whole along the longitudinal direction of the fin.
[0063]
When a force is applied to the fins from the outside, the influence is limited to the second and third fins in the normal range (to the extent that a person touches them), and the positional relationship between the fins is fixed by the spacer. Therefore, the fin is not unnecessarily deformed and does not affect the air flow. Further, since it is made of plastic, the corner of the spacer itself can be rounded, and the corner is lowered at R1.
As described above, fins having a height of 30 mm are formed on the base plate at a high density at a pitch of 2 mm, thereby providing a high-performance heat sink.
[0064]
Example 6
As shown in FIG. 6, a copper base plate having a width of 60 mm, a length of 70 mm, and a thickness of 6 mm was prepared. On the upper surface of the base plate, copper-made fins having a length of 70 mm, a height of 25 mm, and a thickness of 0.4 mm are mechanically joined at a pitch of 1.8 mm. A protrusion of 1.4 mm, which is equal to the interval between the fins, is preliminarily applied to a part of the upper portion of the fin by press working, and is in contact with the adjacent fin. Since the fin itself serves as a spacer in this way, the distance between adjacent fins is kept constant, and the fin as a whole is difficult to deform. In addition, if the corners are also bent during press working as shown in the figure, it is possible to prevent the fingers from being cut at the right angles.
[0065]
As described above, fins having a height of 70 mm are formed on the base plate with a high density at a pitch of 1.8 mm, thereby providing a lightweight high-performance heat sink.
[0066]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a high-performance heat sink having a plurality of fins having a structurally desired strength and arranged at high density. Furthermore, even if the heat sink of the present invention is a thin fin, it is not unnecessarily deformed during transportation or handling, so that there is no inconvenience in terms of thermal performance and handling. Since it is possible to prevent the finger from being cut or caught at the end of the fin, safe assembly is possible. Therefore, there is an industrially significant effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating one embodiment of a heat sink according to the present invention. Fig.1 (a) is a longitudinal cross-sectional view (figure in the surface orthogonal to the major axis direction of a fin), and FIG.1 (b) is a side view. FIG.1 (c) is a figure which shows the joining of a fin.
FIG. 2 is a view showing another embodiment of the heat sink of the present invention. 2A is a longitudinal sectional view (a view in a plane orthogonal to the long axis direction of the fin), and FIG. 2B is a side view.
FIG. 3 is a view showing another embodiment of the heat sink of the present invention. 3A is a plan view, FIG. 3B is a longitudinal sectional view (a view in a plane orthogonal to the long axis direction of the fin), and FIG. 3C is a side view.
FIG. 4 is a view showing another embodiment of the heat sink of the present invention. Fig.4 (a) is a longitudinal cross-sectional view (figure in the surface orthogonal to the major axis direction of a fin), and FIG.4 (b) is a side view.
FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the heat sink of the present invention. Fig.5 (a) is a longitudinal cross-sectional view (figure in the surface orthogonal to the major axis direction of a fin), and FIG.5 (b) is a side view.
FIG. 6 is a diagram for explaining another embodiment of the heat sink of the present invention. 6A is a longitudinal sectional view (a view in a plane orthogonal to the long axis direction of the fin), and FIG. 6B is a side view.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing another embodiment of the heat sink of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating one embodiment of the heat sink of the present invention with a fan attached.
FIG. 9 is a diagram for explaining another embodiment of the heat sink of the present invention.
FIG. 10 is a view showing a heat sink made of a conventional extruded material.
[Explanation of symbols]
1 Heat sink
2 Metal base plate
3 Thin metal fins
4 Thick metal fins
5 Chamfer
6 Cover
7 Cover
8 Comb spacer
9 Another comb spacer
10 Rounding
11 Protrusion
12 clips
13 Retention module (fixing frame)
14 fans
16 Groove
17 Flat bottom
18 Inclined side
19 Groove
23 Metal Fin
24 round bars
26 holes
27 burring

Claims

金属製ベースプレートと、前記金属製ベースプレートの一方の表面に熱的に接続された厚さの異なる複数の金属製フィンとを備え、前記金属製フィンは、薄肉フィンと厚肉フィンとからなっており、前記複数の金属製フィンのうち両最外側端の少なくとも１枚を含む外側端部のフィンが前記厚肉フィンからなり、中央部のフィンが前記薄肉フィンからなっているヒートシンクであって、
前記接続が、前記金属製ベースプレートの金属製フィン取り付け面に複数の溝部を形成し、前記溝部に前記金属製フィンを装入し、前記金属製フィン取付面の溝部両側近傍に、塑性変形により、平らな底面および傾斜した側面を有する断面が概ね台形状に先細りに形成された凹部を形成して、前記金属製フィンを前記溝部内にかしめ接合することからなっているヒートシンク。 A metal base plate and a plurality of metal fins having different thicknesses that are thermally connected to one surface of the metal base plate, the metal fins comprising a thin fin and a thick fin. The heat sink in which the fins at the outer end including at least one of the outermost ends of both of the plurality of metal fins are made of the thick fins, and the fin at the center is made of the thin fins ,
The connection forms a plurality of grooves on the metal fin mounting surface of the metal base plate, inserts the metal fins into the groove, plastic deformation near both sides of the groove of the metal fin mounting surface, A heat sink comprising a recess having a flat bottom surface and an inclined side surface and a substantially trapezoidally tapered cross section, and the metal fin is caulked and joined in the groove.

金属製ベースプレートと、前記金属製ベースプレートの一方の表面に熱的に接続された薄肉の複数の金属製フィンとを備え、
前記金属製フィンの上部を逆Ｌ字形に折り曲げて折り曲げ部の先端が隣接する金属製フィンに当て止めするように配置し、さらに前記金属製フィンの全部又は一部を貫通して、前記金属製フィンを固定させる固定部材を備えているヒートシンク、
又は、金属製ベースプレートと、前記金属製ベースプレートの一方の表面に熱的に接続された薄肉の複数の金属製フィンとを備え、
前記金属製フィンに形成された孔においてバーリング加工された先端部が隣接する金属フィンに接触固定された状態であり、さらに前記金属製フィンの全部又は一部を貫通して、前記金属製フィンを固定させる固定部材を備えているヒートシンク。A metal base plate, and a plurality of thin metal fins thermally connected to one surface of the metal base plate,
The upper part of the metal fin is bent in an inverted L shape so that the end of the bent portion is placed against the adjacent metal fin, and further, penetrates all or part of the metal fin, A heat sink having a fixing member for fixing the fin;
Or, comprising a metal base plate and a plurality of thin metal fins thermally connected to one surface of the metal base plate,
The tip formed by burring in the hole formed in the metal fin is in a state of being fixed in contact with the adjacent metal fin, further penetrating all or part of the metal fin, A heat sink having a fixing member to be fixed.

前記固定部材がヒートパイプからなっている、請求項２に記載のヒートシンク。The heat sink according to claim 2 , wherein the fixing member is a heat pipe.

前記金属製フィンのコーナ部に面取り、または、丸め加工が施されている請求項１から３の何れか１項に記載のヒートシンク。The heat sink according to any one of claims 1 to 3 , wherein a corner portion of the metal fin is chamfered or rounded.