JPH0341478Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、例えば大容量のサイリスタやトラン
ジスタ等の発熱体（半導体）を冷却するのに好適
な平板状ヒートパイプ製のヒートシンクに関する
ものである。

（従来技術及びその問題点） 大容量サイリスタやトランジスタ等の半導体で
は発熱が急速であり、発生熱量も多いために、こ
れらの半導体用ヒートシンクを形成するヒートパ
イプでは、伝熱容量を著しく増大させる必要があ
り、複数列のヒートパイプを使用しなければなら
ない。

この種の従来のヒートパイプとしては、第４図
に示すように、単一のヒートパイプ１００に平板
１０２を取付けた構造（特開昭60−26268号）、第
５図に示すように複数列のヒートパイプ１００に
ヘツダ管１０４を連結し、１０２を取付けた構
造、第６図に示すようにロールボンド１０８によ
るシート部とパス部が一体になつた構造、第７図
に示すようにパス部だけの多孔押出型材１０６に
ヘツダ管１０４を取付けた構造等が知られてい
る。

しかしながら、第４図の場合ではヒートパイプ
１００と平板１０２またはヒートパイプ１００と
フイン１１０の間の伝熱抵抗（ボンドコンダクタ
ンス）があり、単一のヒートパイプ１００を並列
しているので、局部的な伝熱容量が小さい。

第５図の場合では、ヘツダ管１０４で伝熱容量
が増加するが、ヒートパイプ１００と平板１０２
またはヒートパイプ１００とフイン１１０の間の
伝熱抵抗が発生する点で問題がある。

第６図の場合では、パス部とシート部は一体に
なるが、パス部に形成されるフインが小さく、フ
イン面積を大きくできない。

第７図の場合では、シート部がないために、シ
ート部に直接サイリスタ等の発熱体を取付けるこ
とができない。

そこで、以上のような問題を解消し得る平板状
ヒートパイプ製の半導体用ヒートシンクが要望さ
れている。

（考案の目的） 本考案は、伝熱容量が大きく、しかも発熱体を
直接的に固定することができる平板式ヒートパイ
プ製のヒートシンクを提供することを目的として
いる。

（考案の構成） (1) 技術的手段 本考案は、発熱体が直接的に固定される平板状
のシート部と、内部に熱媒体を封入する通路が設
けられたパス部とを、一体的に、かつシート部お
よびパス部の片面を同一平面上に配置したアルミ
押出型材で形成した平板状ヒートパイプを、略ル
ープ状に湾曲させ、平板状ヒートパイプの両端を
単一のヘツダ管で連通したことを特徴とする平板
状ヒートパイプ製のヒートシンクである。

(2) 作用 ループ状に湾曲した平板状ヒートパイプの両端
部が単一のヘツダ管に繋がつているので、単一の
ヘツダ管でヒートシンクの伝熱容量が大幅に増え
る。

（実施例） 本考案を採用した半導体冷却用のヒートシンク
の斜視図である第１図において、１０は平板状ヒ
ートパイプである。このヒートパイプ１０は詳し
くは後述するようにアルミ押出型材製であり、第
１図の奥行方向に３本のヒートパイプ１０を連結
してある。

ヒートパイプ１０は角部を丸めた略正方形のル
ープ形状に成型されている。ヒートパイプ１０の
開口端部は下端中央部に配置されており、両開口
端部近傍には若干上向きに傾斜した傾斜部１１が
形成されている。

ヒートパイプ１０の両端開口部は単一のヘツダ
管１２に連結されている。ヘツダ管１２は表面に
ろう材を被覆した所謂ブレージングパイプ製であ
る。

ヘツダ管１２の両端にはキヤツプ１６がろう付
けで気密状態を保持して固着されており、手前側
のキヤツプ１６には溶接部１４が設けられてい
る。このキヤツプ１６もブレージングシート成形
品である。

以上のヒートパイプ１０およびヘツダ管１２の
内部には、内部のエアーを吸引した後に、メタノ
ール、アセトン、フロン等を混合した熱媒体を容
積比で10％〜50％程度封入してある。

このヒートパイプ１０は第２図に示すように、
平板状のシート部２２と、内部に通路２０が設け
られたパス部２４等を、一体的にかつシート部２
２とパス部２４の図中の下面２５を同一平面に揃
えて形成したアルミ押出型材である。ヒートパイ
プ１０の第２図中の左右方向端部には連結部２
６，２８が形成されており、隣接するヒートパイ
プ１０の連結部２６，２８を嵌合した後に、かし
め加工で連結するようになつている。

ヒートパイプ１０とヘツダ管１２の接続部は、
ヒートパイプ１０のシート部２２を切欠いてパス
部２４を突出させ、ヘツダ管１２に予め形成され
ている孔に突出したパス部２４の端部を嵌合し、
ろう付けで密封してある。

ヒートパイプ１０の内方上部には、仕切板２７
で支持された放熱用の冷却フイン２９が設けられ
ている。仕切板２７は純アルミ板製、冷却フイン
２９はブレージングシート成形品である。

以上の各部のろう付けは、各部品を組立てた後
にヒートシンク全体を真空炉中に入れて加熱し、
表面に被覆されているろう材を溶融させてろう付
けする所謂真空ブレージングでろう付けされるよ
うになつている。

以上のヒートパイプ１０の第２図中の下面２
５、即ち第１図の外周下面にはサイリスタ３０
（発熱体）が全面にわたつて密接している。この
サイリスタ３０はシート部２２を貫通するビス３
２で固定されている。なお、傾斜部１１はヘツダ
管１２をヒートパイプ１０の下端部に設ける場合
に、ヘツダ管１２のスペースを確保する為に設け
られているものであり、第１図のようにヒートパ
イプ１０の下面にサイリスタ３０を配置する場合
には傾斜部１１を設けなくてもよい。

次に作用を説明する。以上のヒートパイプ１０
では１本のヒートパイプ１０に例えば４本のパス
部２４を設け、それぞれのパス部２４に熱媒体の
通路２０が形成されているので、ヒートパイプ１
０の伝熱容量が大きい。

パス部２４とシート部２２はアルミ押出加工で
一体に形成され、金属組織が連続しているので、
伝熱抵抗が小さく、パス部２４からの熱流は急速
にシート部２２に伝わる。シート部２２に伝わつ
た熱流は、シート部２２の下面２５に密接してい
るサイリスタ３０に伝わり、サイリスタ３０を冷
却する。

しかもヒートパイプ１０の下面２５は同一平面
であり、サイリスタ３０とヒートパイプ１０は全
面にわたつて密接し、シート部２２の下面２５の
みならずパス部２４の下面２５からも熱が伝わ
る。従つてヒートパイプ１０とサイリスタ３０と
の間の熱流は、シート部２２及びパス部２４の下
面２５の広い伝熱面から伝わり、サイリスタ３０
を一層急速に冷却する。

ヘツダ管１２に貯留されている熱媒体は、蒸発
しながら左右の通路２０（第２図）に分岐して流
通し、前記下面２５（第２図）から伝わる熱を吸
収してヒートパイプ１０の上部に向つて上昇す
る。ヒートパイプ１０の上部には冷却フイン２９
が設けられており、加熱された熱媒体を冷却し、
凝縮させる。凝縮した熱媒体は通路２０を逆流
し、ヘツダ管１２に戻る。

（考案の効果） 以上説明したように本考案よる平板状ヒートパ
イプ製のヒートシンクでは、ループ状に湾曲した
ヒートパイプ１０の下端部に、ヒートパイプ１０
の両端開口部を繋ぐ熱媒体貯留用のヘツダ管１２
を設けたので、サイリスタ３０からの熱を急速に
冷却フイン２９が設けられたヒートパイプ１０の
上部に伝えることができ、熱伝達速度すなわち冷
却速度を速くすることができ、熱伝達容量を増大
させることができる。

またヘツダ管１２が１本のみでよいので、ヒー
トシンクの構造が簡単になる。

（別の実施例） (1) 本考案は以上の実施例に限定されず、例えば
サイリスタ３０からの発生熱量が少ない場合に
は、第３図に示すように仕切板２７、冷却フイ
ン２９を取除いてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるヒートパイプを使用した
ヒートシンクの正面図、第２図は第１図の−
断面図、第３図は別の実施例を示す斜視図、第４
図〜第７図はそれぞれ従来例を示す構造略図であ
る。 １０……ヒートパイプ、１２……ヘツダ管、２
０……通路、２２……シート部、２４……パス
部、２５……下面、３０……サイリスタ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 発熱体が直接的に固定される平板状のシート
   部と、内部に熱媒体を封入する通路が設けられ
   たパス部とを、一体的に、かつシート部および
   パス部の片面を同一平面上に配置したアルミ押
   出型材で形成した平板状ヒートパイプを、略ル
   ープ状に湾曲させ、平板状ヒートパイプの両端
   を単一のヘツダ管で連通したことを特徴とする
   平板状ヒートパイプ製のヒートシンク。 (2) ヘツダ管はループ状の平板状ヒートパイプの
   下端部に配置されている実用新案登録請求の範
   囲第１項記載の平板状ヒートパイプ製のヒート
   シンク。