JPH08236668A - 放熱効果の良好な半導体素子用ヒートシンク - Google Patents
放熱効果の良好な半導体素子用ヒートシンクInfo
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- JPH08236668A JPH08236668A JP5822495A JP5822495A JPH08236668A JP H08236668 A JPH08236668 A JP H08236668A JP 5822495 A JP5822495 A JP 5822495A JP 5822495 A JP5822495 A JP 5822495A JP H08236668 A JPH08236668 A JP H08236668A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱伝導にバラツキが生じることを防止する。
【構成】 合せ面に中空部３が形成される合せ金属板
１,２をヒートシンクとして用いた。
１,２をヒートシンクとして用いた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、減圧状態に作動液を
注入し、その作動液による気化熱の効率的奪取と流動と
により放熱を行い、それによりそこに取り付けられた半
導体素子を冷却するヒートシンクに関する。
注入し、その作動液による気化熱の効率的奪取と流動と
により放熱を行い、それによりそこに取り付けられた半
導体素子を冷却するヒートシンクに関する。
【０００２】
【従来の技術】トランジスタやサイリスタ等の半導体素
子は、使用中に温度が上昇するとその性能が格段に落
ち、ひどい場合にはシステムが暴走したりする。このた
め、図９や図１０に示すようなヒートパイプ10を備えた
ヒートシンクが使用されるようになった。
子は、使用中に温度が上昇するとその性能が格段に落
ち、ひどい場合にはシステムが暴走したりする。このた
め、図９や図１０に示すようなヒートパイプ10を備えた
ヒートシンクが使用されるようになった。
【０００３】図９はヒートパイプ10に金属製のブロック
（図示なし）や板11をハンダ付やロウ付にて接合させて
いるもので、半導体素子からの局部的な熱をヒートパイ
プ10によってブロックや板11全体に拡散するものであ
る。図１０はヒートパイプ10に金属製のブロック12及び
フィン13をハンダ等により接合させたもので、半導体素
子からの熱をブロック12を介してヒートパイプ10によっ
てフィン13に伝え、該フィン13部から放熱するものであ
る。そして、いずれもヒートパイプ10の中に作動液を注
入後、減圧させてその沸点を下げ、気化熱の効率的奪取
と作動液の流動によって効率的な放熱効果を図ってい
る。
（図示なし）や板11をハンダ付やロウ付にて接合させて
いるもので、半導体素子からの局部的な熱をヒートパイ
プ10によってブロックや板11全体に拡散するものであ
る。図１０はヒートパイプ10に金属製のブロック12及び
フィン13をハンダ等により接合させたもので、半導体素
子からの熱をブロック12を介してヒートパイプ10によっ
てフィン13に伝え、該フィン13部から放熱するものであ
る。そして、いずれもヒートパイプ10の中に作動液を注
入後、減圧させてその沸点を下げ、気化熱の効率的奪取
と作動液の流動によって効率的な放熱効果を図ってい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来のヒートシンクは、いずれもヒートパイプと
板またはブロックとがハンダ付やロウ付で接合されてい
るので、接合面にハンダ厚み、ロウ厚みや気泡が存在
し、このため熱の伝導にバラツキが生じてしまって放熱
特性が一定にできないという問題があった。
ような従来のヒートシンクは、いずれもヒートパイプと
板またはブロックとがハンダ付やロウ付で接合されてい
るので、接合面にハンダ厚み、ロウ厚みや気泡が存在
し、このため熱の伝導にバラツキが生じてしまって放熱
特性が一定にできないという問題があった。
【０００５】この発明は、このような問題に鑑み創案さ
れたもので、熱伝導にバラツキが生じることなく、さら
にそれ以外にも種々の顕著な作用効果が得られる半導体
素子用ヒートシンクを提供しようとするものである。
れたもので、熱伝導にバラツキが生じることなく、さら
にそれ以外にも種々の顕著な作用効果が得られる半導体
素子用ヒートシンクを提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このため、本発明に係る
半導体素子用ヒートシンクは、合せ面に中空部が形成さ
れる合せ金属板をヒートシンクとして用いたことを特徴
とする。
半導体素子用ヒートシンクは、合せ面に中空部が形成さ
れる合せ金属板をヒートシンクとして用いたことを特徴
とする。
【０００７】また、前記構成の範囲において、前記中空
部に突起を設ける態様、金属板表面にフィンを設ける態
様、前記中空部以外の箇所に冷媒流路を形成する態様、
前記中空部内にウィックを挿入する態様、ファンを配置
して強制的に風を吹き付ける態様など種々の態様が採り
うることはいうまでもない。
部に突起を設ける態様、金属板表面にフィンを設ける態
様、前記中空部以外の箇所に冷媒流路を形成する態様、
前記中空部内にウィックを挿入する態様、ファンを配置
して強制的に風を吹き付ける態様など種々の態様が採り
うることはいうまでもない。
【０００８】
【作用】本発明に係るヒートシンクの製造は、例えば少
なくとも一の合せ材の合せ面となる面に溝を形成した
後、他の合せ材と熱接着及び溶着し、溝を膨管させて中
空部を形成させる。その後、中空部に作動液を注入し、
さらに脱気して内部を減圧させ、最後に中空部の開口を
密閉すればよい。ここで作動液の流路となる中空部は溝
を形成するだけでよいので、その形状は自由に行え、取
り付ける半導体に応じて自由な中空部が形成できる等、
設計上の自由度が向上する。
なくとも一の合せ材の合せ面となる面に溝を形成した
後、他の合せ材と熱接着及び溶着し、溝を膨管させて中
空部を形成させる。その後、中空部に作動液を注入し、
さらに脱気して内部を減圧させ、最後に中空部の開口を
密閉すればよい。ここで作動液の流路となる中空部は溝
を形成するだけでよいので、その形状は自由に行え、取
り付ける半導体に応じて自由な中空部が形成できる等、
設計上の自由度が向上する。
【０００９】また、本発明に係るヒートシンクの使用で
は、半導体素子からの熱は中空部の作動液に伝わり、作
動液が沸騰して半導体素子の熱を気化熱として奪うとと
もにその流動によって他方の金属板表面側に中空部の長
さに亘って伝導させるが、その際、合せ材の接合面は熱
接着及び溶着によるので、熱は何の支障もなくそのまま
均一に伝導することになる。
は、半導体素子からの熱は中空部の作動液に伝わり、作
動液が沸騰して半導体素子の熱を気化熱として奪うとと
もにその流動によって他方の金属板表面側に中空部の長
さに亘って伝導させるが、その際、合せ材の接合面は熱
接着及び溶着によるので、熱は何の支障もなくそのまま
均一に伝導することになる。
【００１０】さらに、ヒートシンク全体の形状も平板状
でコンパクトであるため、場所のいかんを問わず設置で
き、汎用性が大きい。
でコンパクトであるため、場所のいかんを問わず設置で
き、汎用性が大きい。
【００１１】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づき説明する。な
お、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではな
い。
お、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではな
い。
【００１２】図１は第１実施例を示す。同図(a)は平面
図、(b)は側面図、(c)は正面図、(d)は中空部周辺の断
面図である。図示のように、本実施例のヒートシンク
は、２枚の合せ金属板１,２が熱接着及び溶着より接合
されるクラッド材であり、その合せ金属板１,２の合わ
せ面に略Ｓ字状の中空部３が形成され、そこに作動液４
が注入されている。中空部３内は作動液４が注入された
後、脱気して減圧されており、ノズル５を封鎖して密閉
されている。中空部３が突出する金属板１の他方側の金
属板２の表面には半導体素子６が取り付けられる。
図、(b)は側面図、(c)は正面図、(d)は中空部周辺の断
面図である。図示のように、本実施例のヒートシンク
は、２枚の合せ金属板１,２が熱接着及び溶着より接合
されるクラッド材であり、その合せ金属板１,２の合わ
せ面に略Ｓ字状の中空部３が形成され、そこに作動液４
が注入されている。中空部３内は作動液４が注入された
後、脱気して減圧されており、ノズル５を封鎖して密閉
されている。中空部３が突出する金属板１の他方側の金
属板２の表面には半導体素子６が取り付けられる。
【００１３】図２は第２実施例を示す。同図(a)は正面
図、(b)は平面図である。本実施例は基本的に第１実施
例と構造が同様であるが、２個のヒートシンクが重構造
で設置される。
図、(b)は平面図である。本実施例は基本的に第１実施
例と構造が同様であるが、２個のヒートシンクが重構造
で設置される。
【００１４】第１実施例及び第２実施例のヒートシンク
では、半導体素子６が動作するとその動作に見合うだけ
の発熱が生じることになるが、その熱は当接する金属板
１から中空部３の作動液４に伝わり、作動液４が沸騰し
て半導体素子６の熱を気化熱として奪うとともにその流
動によって他方の金属板２表面側に中空部３の長さに亘
って伝導させる。その際、合せ材１,２の接合面は熱接
着及び溶着によるので、熱は何の支障もなくそのまま均
一に伝導することになり、放熱特性が一定化する。
では、半導体素子６が動作するとその動作に見合うだけ
の発熱が生じることになるが、その熱は当接する金属板
１から中空部３の作動液４に伝わり、作動液４が沸騰し
て半導体素子６の熱を気化熱として奪うとともにその流
動によって他方の金属板２表面側に中空部３の長さに亘
って伝導させる。その際、合せ材１,２の接合面は熱接
着及び溶着によるので、熱は何の支障もなくそのまま均
一に伝導することになり、放熱特性が一定化する。
【００１５】第１実施例及び第２実施例において、図３
に示すように、前記中空部３内に突起30を形成させても
よい。該突起30により、中空部３内の表面積が増加する
ことになって熱伝導効率が向上することになる。
に示すように、前記中空部３内に突起30を形成させても
よい。該突起30により、中空部３内の表面積が増加する
ことになって熱伝導効率が向上することになる。
【００１６】また、前記中空部３内には、図４に示すよ
うにウィック31を挿入してもよい。同図(a)はウィック3
1として金網を、(b)は燒結金属を、(c)はワイヤをそれ
ぞれ中空部３内周方向に沿って挿入される例である。こ
のようなウィック31の挿入により、作動液４がウィック
31に付着してその沸騰の効率が上がり、熱伝導効率が上
昇することになる。
うにウィック31を挿入してもよい。同図(a)はウィック3
1として金網を、(b)は燒結金属を、(c)はワイヤをそれ
ぞれ中空部３内周方向に沿って挿入される例である。こ
のようなウィック31の挿入により、作動液４がウィック
31に付着してその沸騰の効率が上がり、熱伝導効率が上
昇することになる。
【００１７】図５は第３実施例を示す。同図(a)は平面
図、(b)は側面図、(c)は正面図、(d)は底面図である。
本実施例のヒートシンクは、２枚の合せ金属板１,２が
熱接着及び溶着より接合されるクラッド材であり、基本
的に第１実施例と同様の構成であるが、合せ金属板１,
２の合わせ面に形成される中空部３が直線状となってい
る点、金属板１表面に冷却効率を大きくしその冷却効果
を高めるためのフィン７がくり抜き加工されている点で
一部異なっている。本実施例でも、第１実施例と同様の
放熱効果が得られるが、フィン７により放熱効果がより
顕著となる。さらに、そのフィン７の放熱効果をより高
めるため、図６に示すように、ファン70を配置して前記
フィン７に強制的に風を吹き付ける構成としてもよい。
図、(b)は側面図、(c)は正面図、(d)は底面図である。
本実施例のヒートシンクは、２枚の合せ金属板１,２が
熱接着及び溶着より接合されるクラッド材であり、基本
的に第１実施例と同様の構成であるが、合せ金属板１,
２の合わせ面に形成される中空部３が直線状となってい
る点、金属板１表面に冷却効率を大きくしその冷却効果
を高めるためのフィン７がくり抜き加工されている点で
一部異なっている。本実施例でも、第１実施例と同様の
放熱効果が得られるが、フィン７により放熱効果がより
顕著となる。さらに、そのフィン７の放熱効果をより高
めるため、図６に示すように、ファン70を配置して前記
フィン７に強制的に風を吹き付ける構成としてもよい。
【００１８】図７は第４実施例を示す。同図(a)は底面
図、(b)は側面図である。本実施例は基本的に第３実施
例と同様の構造であるが、さらにその底部となる金属板
２側に水冷ヒートシンク８を設け、第３実施例の冷却効
果をさらに高めている。
図、(b)は側面図である。本実施例は基本的に第３実施
例と同様の構造であるが、さらにその底部となる金属板
２側に水冷ヒートシンク８を設け、第３実施例の冷却効
果をさらに高めている。
【００１９】図８は第５実施例を示す。同図(a)は平面
図、(b)は側面図、(c)は正面図である。本実施例も、基
本的に第３実施例と同様の構造であるが、さらに底部と
なる金属板２側に冷却水を循環させる中空部９を設け、
第４実施例と同様に第３実施例の冷却効果をさらに高め
ている。
図、(b)は側面図、(c)は正面図である。本実施例も、基
本的に第３実施例と同様の構造であるが、さらに底部と
なる金属板２側に冷却水を循環させる中空部９を設け、
第４実施例と同様に第３実施例の冷却効果をさらに高め
ている。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るヒー
トシンクによれば、合せ板間は熱接着及び溶着によるの
で熱伝導にバラツキが生じるということがなく、放熱特
性が安定化するものとなる。
トシンクによれば、合せ板間は熱接着及び溶着によるの
で熱伝導にバラツキが生じるということがなく、放熱特
性が安定化するものとなる。
【００２１】また、中空部の形状も自在に設計できるの
でその用途、目的に沿った最適なものを得ることができ
る。
でその用途、目的に沿った最適なものを得ることができ
る。
【００２２】さらに、ヒートシンク全体の形状もコンパ
クトにすることが可能となるので、どのような場所にも
配置することができ、汎用性が大きい。
クトにすることが可能となるので、どのような場所にも
配置することができ、汎用性が大きい。
【図１】本発明の第１実施例を示し、(a)は平面図、(b)
は側面図、(c)は正面図、(d)は中空部周辺の断面図であ
る。
は側面図、(c)は正面図、(d)は中空部周辺の断面図であ
る。
【図２】本発明の第２実施例を示し、(a)は正面図、(b)
は平面図である。
は平面図である。
【図３】中空部内に突起が形成される例を示す断面図で
ある。
ある。
【図４】中空部内にウィックが挿入される例を示す断面
図である。
図である。
【図５】本発明の第３実施例を示し、(a)は平面図、(b)
は側面図、(c)は正面図、(d)は底面図である。
は側面図、(c)は正面図、(d)は底面図である。
【図６】第３実施例にファンを配置した状態を示し、
(a)は平面図、(b)は正面図である。
(a)は平面図、(b)は正面図である。
【図７】本発明の第４実施例を示し、(a)は底面図、(b)
は側面図である。
は側面図である。
【図８】本発明の第５実施例を示し、(a)は平面図、(b)
は側面図、(c)は正面図である。
は側面図、(c)は正面図である。
【図９】従来のヒートシンクの一例を示し、(a)は平面
図、(b)は側面図である。
図、(b)は側面図である。
【図１０】従来のヒートシンクの他の例を示し、(a)は
正面図、(b)は側面図、(c)は平面図である。
正面図、(b)は側面図、(c)は平面図である。
１，２ 金属板 ３ 中空部 ４ 作動液 ５ ノズル ６ 半導体素子 ７ フィン ８ 水冷ヒートシンク
Claims (6)
- 【請求項１】 合せ面に中空部が形成される合せ金属板
をヒートシンクとして用いたことを特徴とする放熱効果
の良好な半導体素子用ヒートシンク。 - 【請求項２】 請求項１の放熱効果の良好な半導体素子
用ヒートシンクにおいて、前記中空部に突起を設けたこ
とを特徴とする請求項１の放熱効果の良好な半導体素子
用ヒートシンク。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２の放熱効果の良
好な半導体素子用ヒートシンクにおいて、金属板表面に
フィンを設けたことを特徴とする請求項１または請求項
２の放熱効果の良好な半導体素子用ヒートシンク。 - 【請求項４】 請求項１ないし請求項３の放熱効果の良
好な半導体素子用ヒートシンクにおいて、前記中空部以
外の箇所に、冷媒流路を形成したことを特徴とする請求
項１ないし請求項３の放熱効果の良好な半導体素子用ヒ
ートシンク。 - 【請求項５】 請求項１ないし請求項４の放熱効果の良
好な半導体素子用ヒートシンクにおいて、前記中空部内
にウィックを挿入したことを特徴とする請求項１ないし
請求項４の放熱効果の良好な半導体素子用ヒートシン
ク。 - 【請求項６】 請求項３の放熱効果の良好な半導体素子
用ヒートシンクにおいて、ファンを配置して前記フィン
に強制的に風を吹き付けることを特徴とする請求項３の
放熱効果の良好な半導体素子用ヒートシンク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7058224A JP2725235B2 (ja) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | 放熱効果の良好な半導体素子用ヒートシンク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7058224A JP2725235B2 (ja) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | 放熱効果の良好な半導体素子用ヒートシンク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08236668A true JPH08236668A (ja) | 1996-09-13 |
| JP2725235B2 JP2725235B2 (ja) | 1998-03-11 |
Family
ID=13078120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7058224A Expired - Fee Related JP2725235B2 (ja) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | 放熱効果の良好な半導体素子用ヒートシンク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2725235B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS602841U (ja) * | 1983-06-20 | 1985-01-10 | 日本軽金属株式会社 | 半導体取付基板 |
| JPH03273669A (ja) * | 1990-03-23 | 1991-12-04 | Toshiba Corp | 冷却機構付き半導体装置 |
-
1995
- 1995-02-23 JP JP7058224A patent/JP2725235B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS602841U (ja) * | 1983-06-20 | 1985-01-10 | 日本軽金属株式会社 | 半導体取付基板 |
| JPH03273669A (ja) * | 1990-03-23 | 1991-12-04 | Toshiba Corp | 冷却機構付き半導体装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2725235B2 (ja) | 1998-03-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |