JPH07297583A - ファン付きヒートシンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明はファン付きヒートシンクの構造に関
し、高発熱素子の高発熱を効率的に放熱し、不快な振動
音を抑えることを目的とする。 【構成】複数の放熱フィン１１、１１・・を備え、熱伝
導性に優れた材料で形成されたヒートシンク本体１０
と、ヒートシンク本体１０内に通風路１２、１２・・を
形成するために該ヒートシンク本体１０の上面を覆う熱
伝導性に優れた材料で形成される蓋体２０と、蓋体２０
に開設された導入孔２１から吸入、あるいは排気して通
風路１２、１２・・内に冷却風を強制導入する冷却ファ
ン３０と、放熱フィン１１の上面と蓋体２０の当接部位
とに介装される熱伝導性および柔軟性に優れた材料で形
成される熱伝導性弾性体４０とから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はファン付きヒートシンク
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１３に示すように、従来のファン付き
ヒートシンクは、アルミニウム等の伝熱性の良好な材料
で形成されたヒートシンク本体１０と、該ヒートシンク
本体１０の上面を覆う蓋体２０と冷却ファン３０とから
なる。

【０００３】ヒートシンク本体１０は、中央部に冷却フ
ァン３０の収納スペースを残して上面略全面に渡って立
設される複数のピン状の放熱フィン１１、１１・・を有
し、図示しない高発熱素子の上面に装着される。

【０００４】蓋体２０は、冷却ファン３０から吹き出さ
れた冷却風を放熱フィン１１、１１・・側に導くために
設けられもので、図１４に示すように、冷却ファン３０
の装着位置に対応した部位に導入孔２１が開設される。
さらに、蓋体２０の四隅部にはヒートシンク本体１０の
上面にビス６０止めするためのビス６０止め孔５０が設
けられている。

【０００５】したがって、蓋体２０をヒートシンク本体
１０に装着した状態において、冷却ファン３０を駆動さ
せることにより、冷却風は導入孔２１から放熱フィン１
１、１１・・間に構成される通風路１２に強制導入さ
れ、該通風路１２を通過して側方に抜ける間に各放熱フ
ィン１１との熱交換がなされ、ヒートシンク本体１０の
冷却が行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、高発熱素子
の発熱量が増加する場合には、さらに放熱効果を上げる
必要があり、従来例においては、ヒートシンク本体１０
の放熱効果を向上させるために冷却ファン３０を大型化
したり、冷却ファン３０の回転速度を増加させることが
行われている。しかし、冷却ファン３０の大型化には限
度があり、さらに、冷却ファン３０の回転数を向上させ
る場合には雑音の発生を惹起するという欠点を有するも
のであった。

【０００７】さらに、図１５に示すように、ヒートシン
ク本体１０は、放熱フィン１１の上面と蓋体２０とを接
触させた場合には点接触状態となり、騒音がより大きく
なるという欠点を有するものであった。

【０００８】本発明は、以上の欠点を解消すべきなされ
たものであって、放熱効果の高いファン付きヒートシン
クを提供すること目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、図１に示すように、複数の放熱フィン１１、１１
・・を備え、熱伝導性に優れた材料で形成されたヒート
シンク本体１０と、ヒートシンク本体１０内に通風路１
２、１２・・を形成するために該ヒートシンク本体１０
の上面を覆う熱伝導性に優れた材料で形成される蓋体２
０と、蓋体２０に開設された導入孔２１から吸入、ある
いは排気して通風路１２、１２・・内に冷却風を強制導
入する冷却ファン３０と、放熱フィン１１の上面と蓋体
２０の当接部位とに介装される熱伝導性および柔軟性に
優れた材料で形成される熱伝導性弾性体４０とを有する
ファン付きヒートシンクを提供することにより達成され
る。

【００１０】

【作用】本発明のファン付きヒートシンクにおいて、ヒ
ートシンク本体１０の上面の開放部は蓋体２０により閉
塞され、放熱フィン１１、１１・・間に通風路１２が形
成される。

【００１１】ヒートシンク本体１０は、伝熱性の良好な
材料で形成され、高発熱素子６０からの発熱は該ヒート
シンク本体１０に伝熱され、冷却ファン３０から強制導
入された冷却風により冷却される。

【００１２】ここで、ヒートシンク本体１０内に強制導
入された冷却風の風速は、導入孔２１近傍で最も高く、
排出口に向かうに伴って徐々に低くなることから、導入
孔２１の近傍においては、高い熱交換効率を望むことが
できる。

【００１３】本発明は、以上の点に着目してなされたも
のであって、積極的に放熱フィン１１と蓋体２０とを熱
伝導させ、蓋体２０を通風路１２の形成部材としての機
能に加え、冷却要素として利用するものである。

【００１４】すなわち、本発明に係るファン付きヒート
シンクにおいて、放熱フィン１１の上面と、放熱フィン
１１の上面を覆う蓋体２０との間に熱伝導性弾性体４０
が介装され、放熱フィン１１の上面と蓋体２０との接触
面積が拡大される。

【００１５】この結果、放熱フィン１１は冷却風と、蓋
体２０による伝熱冷却により冷却され、全体の冷却効率
を向上させる。さらに、放熱フィン１１の上面と蓋体２
０との点接触を防止することにより、冷却ファン３０の
回転により生じる振動が熱伝導性弾性体４０で吸収さ
れ、不快音が防止される。

【００１６】請求項２記載の発明において、蓋体２０
に、蓋体２０の導入孔２１に円筒状の絞り部２２を設
け、通風路１２内に強制導入される冷却風を絞り込み、
風速を増加させる。この結果、放熱フィン１１、１１・
・の放熱効果が増加するに加え、蓋体２０の冷却効果が
増大する。

【００１７】また、請求項３記載の発明において、熱伝
導性弾性体４０は、１枚のシート形状に形成され、ネジ
等で該熱伝導性弾性体４０を放熱フィン１１、１１・・
の上面と蓋体２０とに共締めされる。

【００１８】さらに、請求項４記載の発明において、あ
らかじめ、熱伝導性弾性体４０を蓋体２０に固定するこ
とにより、該熱伝導性弾性体４０を放熱フィン１１の上
面と蓋体２０との間に介在させる取り付け作業が容易に
なる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
詳細に説明する。まず、本発明の実施例を図１、２に示
す。ファン付きヒートシンクは、ヒートシンク本体１０
と、ヒートシンク本体１０の上面を覆う蓋体２０と、冷
却ファン３０と、ヒートシンク本体１０と蓋体２０との
間に介装される熱伝導性弾性体４０とを有する。

【００２０】ヒートシンク本体１０は、アルミニウム等
の伝熱性の良好な材料で形成され、複数のリード６１、
６１・・を備えた高発熱素子６０に伝熱性コンパウンド
あるいは接着剤等を使用して固定される。このヒートシ
ンク本体１０は、中央部を除く全領域に立設される複数
のピン状の放熱フィン１１、１１・・を有し、さらに、
四隅には、蓋体２０を取り付けるネジ孔１３が設けられ
る。

【００２１】蓋体２０は、アルミニウム等の伝熱性の良
好な材料で形成され、中心部に導入孔２１が開設された
平板部２３と、導入孔２１の周縁から平板部２３の裏面
に突設される筒状の絞り部２２とからなる。この蓋体２
０は、平板部２３においてヒートシンク本体１０の上面
を閉塞し、放熱フィン１１、１１・・・間の間隙に、平
板部２３を天井面とする通風路を形成する。なお、図１
において２４はネジ孔に螺入される固定用のビス６０等
を挿通させる挿通孔を示す。

【００２２】冷却ファン３０は、ヒートシンク本体１０
の中央部に組み込まれる。この冷却ファン３０は、冷却
風を蓋体２０に開設された導入孔２１から通風路１２内
に引き込む方向で回転駆動され、冷却風は、絞り部２２
で風速を上げられて通風路１２に導入され、放熱フィン
１１、１１・・と熱交換しながらヒートシンク本体１０
の側方から排気される。

【００２３】熱伝導性弾性体４０は、熱伝導性、柔軟性
を備え、望ましくは、粘着性および難燃性等の性能に優
れた材料、例えばシリコンゴム等で、シート状に形成さ
れ、ヒートシンク本体１０の上面、詳しくは、放熱フィ
ン１１、１１・・・と蓋体２０間に介装される。なお、
図１において４１は蓋体２０側の絞り部２２に対応する
開口４１、４２はビス６０等の挿通孔４２を示す。

【００２４】以上の構成により、ヒートシンク本体１０
と蓋体２０との間に熱伝導性弾性体４０を挟んだ状態で
ビス６０等を締め付けると、図３に示すように、熱伝導
性弾性体４０の表裏面は、放熱フィン１１、および蓋体
２０の裏面の凹凸に追従して変形する。この結果、両者
の接触面積が拡大されることとなり、熱抵抗値が低くな
り、さらに、蓋体２０とヒートシンク本体１０とのメタ
ルコンタクトが防止されて、冷却ファン３０の回転によ
り生じる振動が熱伝導性弾性体４０で吸収され、不快音
が防止される。その上、熱伝導性弾性体４０が、冷却フ
ァン３０の振動を吸収することから、振動によるビス６
０等のゆるみが防止される。

【００２５】なお、この実施例において、熱伝導性弾性
体４０は一枚のシート材で形成されているが、図４に示
すように、熱伝導性弾性体４０の材料を節約するため
に、放熱フィン１１の上面に当接しない部分を肉抜きし
て、熱伝導性弾性体４０を格子状に形成してもよい。

【００２６】また、図５、６に示すように、冷却風が冷
却に寄与しないまま通風路１２、１２・・を通過するの
を防止するため、放熱フィン１１、１１・・が占有され
ていないグリッド上に、複数の補助ピン４３、４３・・
を熱伝導性弾性体４０に形成してもよい。

【００２７】次に、本発明の第２の実施例を図７に示
す。この実施例は、熱伝導性弾性体４０、４０・・を蓋
体２０に一体形成し、熱伝導性弾性体４０の介装作業を
不要としたもので、熱伝導性弾性体４０は、放熱フィン
１１の上面に対応する部位に散点状に配置される。この
場合、図８に示すように、放熱フィン１１の高さの誤差
を吸収し、より放熱フィン１１の上面に追従して変形で
きるように、該熱伝導性弾性体４０を下方に円みを持た
せた断面形状にすることが望ましい。

【００２８】なお、この実施例において、熱伝導性弾性
体４０の形状は、図７に示すものに限られず、図９に示
すように一枚のシート形状のものを蓋体２０に接着等に
より固定してもよく、さらに、図１０に示すように格子
状に形成した熱伝導性弾性体４０を蓋体２０に固定して
もよい。

【００２９】また、図１１に示すように、補助ピン４
３、４３・・が形成された熱伝導性弾性体４０を蓋体２
０に固定してもよい。次に、第３の実施例を図１２に示
す。

【００３０】この実施例は、複数の放熱フィンと１１、
１１・・を備え、熱伝導性に優れた材料で形成されたヒ
ートシンク本体１０と、ヒートシンク本体１０に通風路
を形成するために該ヒートシンク本体１０の上面に覆う
熱伝導性に優れた材料で形成される蓋体２０とを有し、
放熱フィン１１、１１・・の上面と蓋体２０の当接部位
とをハンダ７０で結合したものである。

【００３１】以上の構成により、ハンダ７０で結合、つ
まり、ハンダ７０でヒートシンク本体１０と蓋体２０と
を固定することにより、放熱フィン１１、１１・・、お
よび蓋体２０の裏面の凹凸に対応して変形する。この結
果、両者の接触面積が拡大し、熱抵抗値が低くなり、さ
らに蓋体２０とヒートシンク本体１０とのメタルコンタ
クトが防止され冷却ファン３０の回転により生じする不
快音が防止される。

【００３２】ハンダで固定する方法としては、クリーム
ハンダを用いるのが作業性等で考慮すると望ましく、蓋
体２０またはヒートシンク本体１０表面（放熱フィン１
１、１１・・の上面）にクリームハンダ塗布し、この
後、塗布したものをリフロー炉に入れハンダ付けを行
う。

【００３３】ハンダ付けの際、リフロー炉内は高温の状
態にあるために、冷却ファン３０は、変形を避けるため
に、冷却ファン３０の取り付けは、ハンダ付けの後に行
われる。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、高発熱素子の高発熱を効率的に放熱し、不快
な振動音を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す分解斜視図である。

【図２】図１の詳細を示す図であり、（ａ）は上面図、
（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。

【図３】熱伝導性弾性体を放熱フィンの上面と蓋体とに
介装した図である。

【図４】図２の変形例を示す図であり、（ａ）は上面
図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図である。

【図５】図２のその他の変形例を示す図であり、（ａ）
は上面図、（ｂ）はＣ−Ｃ断面図である。

【図６】図５の分解図である。

【図７】本発明の第２の実施例を示す図であり、（ａ）
は上面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。

【図８】熱伝導性弾性体の取り付けを示す図であり、
（ａ）は熱伝導性弾性体を放熱フィン上面に載置した状
態を示す図、（ｂ）はビス等により熱伝導性弾性体を押
圧した状態を示す図である。

【図９】本発明の第２の実施例の変形例を示す図であ
り、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）の上面図である。

【図１０】図９の変形例を示す図であり、（ａ）は側面
図、（ｂ）はＤ−Ｄ断面図である。

【図１１】図９のその他の変形例を示す図であり、
（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。

【図１２】本発明の第３の実施例を示す図であり、
（ａ）は上面図、（ｂ）はＥ−Ｅ断面図である。

【図１３】従来例を示す図であり、（ａ）は上面図、
（ｂ）はＦ−Ｆ断面図である。

【図１４】従来の蓋体を示す図であり、（ａ）は上面
図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。

【図１５】蓋体と放熱フィンとの接触状態を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０ ヒートシンク本体 １１ 放熱フィン １２ 通風路 ２０ 蓋体 ２１ 導入孔 ３０ 冷却ファン ４０ 熱伝導性弾性体

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 23/467

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の放熱フィン（１１、１１・・）を備
   え、熱伝導性に優れた材料で形成されたヒートシンク本
   体（１０）と、 ヒートシンク本体（１０）に通風路（１２）を形成する
   ために該ヒートシンク本体（１０）の上面を覆う熱伝導
   性に優れた材料で形成される蓋体（２０）と、 蓋体（２０）に開設された導入孔（２１）から吸入、あ
   るいは排気して通風路（１２、１２・・）内に冷却風を
   強制導入する冷却ファン（３０）と、 放熱フィン（１１、１１・・）の上面と蓋体（２０）の
   当接部位とに介装される熱伝導性および柔軟性に優れた
   材料で形成される熱伝導性弾性体（４０）とを有するフ
   ァン付きヒートシンク。
2. 【請求項２】前記蓋体（２０）の導入孔（２１）には、
   通風路（１２、１２・・）内に強制導入される冷却風を
   絞り込み、風速を増加させる筒状の絞り部（２２）が設
   けられる請求項１記載のファン付きヒートシンク。
3. 【請求項３】記熱伝導性弾性体（４０）は、１枚のシー
   ト形状に成形される請求項１または２記載の請求項のフ
   ァン付きヒートシンク。
4. 【請求項４】前記熱伝導性弾性体（４０）は、蓋体（２
   ０）に固定されている請求項１または２記載のファン付
   きヒートシンク。