JPH065751A - 金属フォーム放熱器 - Google Patents

金属フォーム放熱器

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JPH065751A
JPH065751A JP5027815A JP2781593A JPH065751A JP H065751 A JPH065751 A JP H065751A JP 5027815 A JP5027815 A JP 5027815A JP 2781593 A JP2781593 A JP 2781593A JP H065751 A JPH065751 A JP H065751A
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JP
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heat
plate
semiconductor device
foam
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JP5027815A
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English (en)
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Robert N Mclellan
エヌ マックレーラン ロバート
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Texas Instruments Inc
Original Assignee
Texas Instruments Inc
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/003—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by using permeable mass, perforated or porous materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、多孔質金属フォームを半導
体装置のための放熱器として使用することである。 【構成】 半導体装置の表面に取付けられている熱伝導
体と、この熱伝導体に取付けられている金属フォームと
を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関し、具体
的には半導体装置のための金属フォーム放熱器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置及び集積回路から放熱するた
めの従来の方法は、パッケージの裏側のピンフィンまた
は積層板放熱器の使用を含んでいた。積層板及びピン放
熱器は有効ではあるが、放熱するためには等価フォーム
（または泡沫）放熱器よりかさばる。これらの放熱器の
性能は、装置及び放熱器の表面積及び熱伝導率、並びに
周囲温度及び装置周囲の空気流量に依存する。
【０００３】
【発明の概要】本発明は、放熱器として金属フォームを
使用する半導体装置に関する。熱移動特性はフォームの
実効放散面積に依存する。フォームの放散面積はフォー
ムの毎平方インチ当たりの気孔の数に依存する。 20 気
孔／インチのフォーム放熱器は殆どの装置に対して充分
な表面積を提供し、放熱器を通して充分な空気流を供給
する。
【０００４】金属フォームは、半導体装置に取付けられ
ている熱伝導体に、熱伝導性接着剤によって固定されて
いる。本発明によって提供される技術的な進歩、及び本
発明の諸目的は、添付図面に基づく好ましい実施例の以
下の説明及び特許請求の範囲に記載されている新規なる
特色から明白になるであろう。
【０００５】
【実施例】図１にピンフィンヒートシンクを示す。半導
体装置１０は、その上面に取付けられている熱伝導板１
１を有している。ピンフィンヒートシンク１２は、放熱
器の主ボディから垂直上方に伸びる複数のフィン１３を
有している。図２に積層板放熱器を示す。半導体装置２
０はその上面に取付けられている熱伝導板２１を有して
いる。積層板放熱器２２は、積み重ねられた複数の板２
３及び２４を有している。板２４は板２３より小さい板
である。これによってより大きい放熱面積が得られる。
【０００６】図３は、放熱器として金属フォームを使用
する本発明の実施例を示す。金属フォームは幾つかの供
給源から入手可能である。半導体装置３０はその上面に
取付けられている熱伝導板３１を有している。熱伝導板
３１は例えばアルミニウム板または銅板でよく、この熱
伝導板３１の上面に金属フォーム放熱器３２が取付けら
れている。フォーム放熱器３２は表面に多数の気孔３３
を有し、これらの気孔は放熱器のボディ内に伸びてい
る。フォーム放熱器は気孔がフォーム放熱器のボディを
通って伸びていることがスポンジに類似している。放熱
器の表面及び内部の気孔は金属フォームの単位体積当た
り極めて大きい表面積を提供する。
【０００７】熱伝導板３１の一例は約 50 ミル厚のアル
ミニウムであり、またフォームは約250 ミル厚であっ
た。図４は板ヒートシンクと金属フォームヒートシンク
との比較を示す表である。フォームヒートシンクは 1.
8" 平方× 0.30"高であった。板は 2" 平方× 0.32"高
であった。横方向からの空気流を使用し、ヒートシンク
を横切る空気の流量を変化させた。0 、100 、300 、50
0 フィート／分( FPM ) の空気流を用いて測定を行っ
た。金属フォームヒートシンクは10、20、及び 40 気孔
／インチ( PPI )のものを使用した。測定された数値
は、半導体装置の放熱を°Ｃ／ワットで表している。
【０００８】例えば、４ワットの半導体装置に板ヒート
シンク／放熱器を使用した時には周囲温度から 9.9×4
＝ 39.6 °Ｃの温度上昇であった。 20 PPI フォーム放
熱器の場合、周囲温度からの半導体装置の温度上昇は、
8.7×4 ＝ 34.8 °Ｃであった。これは半導体装置を横
切る空気流がない場合であった。300 FPM の空気流を使
用した場合、板放熱器を使用した半導体装置の周囲温度
からの温度上昇は 14.4 °Ｃであった。金属フォーム放
熱器を使用した半導体装置の周囲温度からの温度上昇は
10.4°Ｃであった。これは、金属フォーム放熱器を使用
した場合４°Ｃの改善がもたらされることを示してい
る。
【０００９】以上の記載に関連して、以下の各項を開示
する。 １． 半導体装置の表面に取付けられている熱伝導体
と、この熱伝導体に取付けられている金属フォームと、
を具備することを特徴とする半導体装置用放熱器。 ２． 上記金属フォームが熱伝導性材料である１項に記
載の放熱器。 ３． 上記熱伝導体が熱伝導性材料である１項に記載の
放熱器。 ４． 上記金属フォームが熱伝導性接着剤によって上記
熱伝導体に取付けられている１項に記載の放熱器。 ５． 上記金属フォームが上記熱伝導体にろう付けされ
ている１項に記載の放熱器。 ６． 上記金属結合が上記熱伝導体にろう付けされてい
る１項に記載の放熱器。 ７． 上記金属フォームが 5乃至 50 気孔／インチの範
囲の気孔率を有する１項に記載の放熱器。 ８． 半導体装置の表面に取付けられている熱伝導体
と、この熱伝導体に取付けられている多孔質アルミニウ
ムフォームと、を具備することを特徴とする半導体装置
用放熱器。 ９． 多孔質金属フォーム（３２）を熱伝導体（３１）
と組合せて半導体装置（３０）のためのヒートシンク／
放熱器として使用する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術のピンフィンヒートシンクを示す図。
【図２】従来技術の積層板ヒートシンクを示す図。
【図３】金属フォームヒートシンクを示す図。
【図４】金属フォームヒートシンク及び板ヒートシンク
に関する毎Ｃ／ワット当たりの実効温度対空気流を示す
表。
【符号の説明】
１０ 半導体装置 １１ 熱伝導板 １２ ピンフィンヒートシンク １３ フィン ２０ 半導体装置 ２１ 熱伝導板 ２２ 積層板放熱器 ２３、２４ 板 ３０ 半導体装置 ３１ 熱伝導板 ３２ 金属フォーム放熱器 ３３ 気孔

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体装置の表面に取付けられている熱
    伝導体と、 この熱伝導体に取付けられている金属フォームと、 を具備することを特徴とする半導体装置用放熱器。
JP5027815A 1992-03-05 1993-02-17 金属フォーム放熱器 Pending JPH065751A (ja)

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US84665092A 1992-03-05 1992-03-05
US07/846650 1992-03-05

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JPH065751A true JPH065751A (ja) 1994-01-14

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