JPH1092986A - Heat sink - Google Patents
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- JPH1092986A JPH1092986A JP21305997A JP21305997A JPH1092986A JP H1092986 A JPH1092986 A JP H1092986A JP 21305997 A JP21305997 A JP 21305997A JP 21305997 A JP21305997 A JP 21305997A JP H1092986 A JPH1092986 A JP H1092986A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本願発明は、総じて、半導体ヒー
トシンクの分野に関し、より詳細には、空冷ヒートシン
クの性能範囲を拡張する方法に関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to the field of semiconductor heat sinks and, more particularly, to a method for extending the performance range of air cooled heat sinks.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、ヒートシンクは、集積回路(I.
C.)パッケージの外表面に取付けられ、その中に収容さ
れた集積回路からの熱の除去を助長するものである。ほ
とんどのヒートシンクは、熱伝導性であり且つ表面積を
拡大すべく複数のフィンを有しており、そのため自然も
しくは強制的空気流によってより効率的に熱を消散させ
ることができるのである。一般的に望まれることは、比
較的低コストを維持しながら、ヒートシンクの熱消散能
を高めることである。一般に、35ワットの半導体デバイ
スのような高電力半導体デバイスを、比較的低コスト
で、冷却することは困難であった。比較的費用がかかる
ヒートパイプ及び液体冷却のような新種の冷却法より
も、強制空気を利用してデバイスを冷却するのが、一般
的に、有利である。しかし、システムにおいてはファン
又は送風装置に制限があるため、流速に対して最小の衝
撃を与えるようにする（即ち、圧力降下を減らしてヒー
トシンク中を通る空気流が最大に維持されるようにす
る）ことも有益である。さらに、基板上の実面積は極め
て限定される。従って、ヒートシンクが余分の基板スペ
ースを専有しないことが望ましい。これらの目的を達成
するには、高さ対チャネルのアスペクト比が高い、例え
ば、20以上の高さ対チャネル比を有するヒートシンクが
必要になろう。2. Description of the Related Art Generally, a heat sink is an integrated circuit (I.
C.) Attached to the outer surface of the package to help remove heat from the integrated circuit contained therein. Most heat sinks are thermally conductive and have multiple fins to increase surface area, so that heat can be dissipated more efficiently by natural or forced airflow. What is generally desired is to increase the heat dissipation capability of a heat sink while maintaining relatively low cost. Generally, it has been difficult to cool high power semiconductor devices, such as 35 watt semiconductor devices, at relatively low cost. It is generally advantageous to utilize forced air to cool the device over new types of cooling methods such as relatively expensive heat pipes and liquid cooling. However, due to the limitations of the fan or blower in the system, it should have a minimal impact on the flow rate (ie, reduce the pressure drop so that the airflow through the heat sink is maintained at a maximum) It is also beneficial. Further, the actual area on the substrate is extremely limited. Therefore, it is desirable that the heat sink not occupy extra board space. To achieve these goals, a heat sink having a high height to channel aspect ratio, for example, a height to channel ratio of 20 or more, would be required.
【０００３】１つの在来型のヒートシンクは、型打ちし
たアルミニウム製ヒートシンクであり、これはかなり低
コストである。しかし、型打ち型ヒートシンクは、典型
的には、高性能のヒートシンクではなく、従って、典型
的には、低電力の用途に用いることしかできず、高密
度、高電力の半導体には利用できない。[0003] One conventional heat sink is a stamped aluminum heat sink, which is fairly low cost. However, stamped heat sinks are typically not high performance heat sinks, and therefore typically can only be used for low power applications, not for high density, high power semiconductors.
【０００４】在来型の別のヒートシンクは、押出しアル
ミニウム製ヒートシンクであり、これも比較的安価であ
るが、製造工程によって幾つかの性能的な限界がある。
第一に、アルミニウムは、その伝導度が銅より50%低
く、従って効率が低く、結果的に、抵抗が比較的高くな
り、半導体の温度が比較的高くなる。第二に、押出しの
高さ対チャネルのアスペクト比は、製造中の押出し型
（ダイス）に関わる限界のため、典型的には、10までに
限定される。従って、高密度の即ち"丈の高い"ヒートシ
ンク（即ち、10を越えるアスペクト比）は、押出しヒー
トシンクに関しては実行不可能である。第三に、ベース
の広がり抵抗は、集中した熱源に対して比較的高く、こ
れも半導体温度上昇の原因となる得る。第四に、銅は押
出しが難しく、従って、押出しヒートシンクとしては考
えられない。故に、押出しアルミニウムのヒートシンク
は、一般的には、将来、半導体の高電力／高密度冷却法
としては用いられないであろう。[0004] Another conventional heat sink is an extruded aluminum heat sink, which is also relatively inexpensive, but has some performance limitations due to the manufacturing process.
First, aluminum has a conductivity that is 50% lower than copper, and therefore lower efficiency, resulting in relatively higher resistance and higher semiconductor temperatures. Second, the extrusion height to channel aspect ratio is typically limited to 10 due to limitations associated with the extrusion die being manufactured. Therefore, high density or "tall" heat sinks (ie, aspect ratios greater than 10) are not feasible with extruded heat sinks. Third, the spreading resistance of the base is relatively high for concentrated heat sources, which can also cause semiconductor temperature rise. Fourth, copper is difficult to extrude and therefore is not considered as an extruded heat sink. Therefore, extruded aluminum heat sinks will generally not be used as a high power / high density cooling method for semiconductors in the future.
【０００５】在来型のさらに別のヒートシンクは、アル
ミニウム製のフィン付着型ヒートシンクであり、これ
は、各フィンをベースに別々にエポキシ樹脂で接着する
関係上、押出しヒートシンクより大幅に費用がかかるも
のである。この技術により、一般により高い熱消散を意
味するところの、高アスペクト比のフィンを使うことが
できるようになるが、それには３つの大きな制限を受け
ることになる。第一に、アルミニウムの伝導度が低いほ
ど、全体の効率が低くなる。第二に、エポキシの伝導度
が比較的低いため、フィンとベース間の付着によってヒ
ートシンクの全体的効率が低下する。第三に、ベースの
広がり抵抗は、集中した熱源に対して比較的高い。Yet another conventional heat sink is a fin-attached heat sink made of aluminum, which is significantly more expensive than an extruded heat sink because of the separate epoxy bonding of each fin to the base. It is. This technique allows the use of high aspect ratio fins, which generally means higher heat dissipation, but suffers from three major limitations. First, the lower the conductivity of aluminum, the lower the overall efficiency. Second, due to the relatively low conductivity of the epoxy, the adhesion between the fin and the base reduces the overall efficiency of the heat sink. Third, the spreading resistance of the base is relatively high for concentrated heat sources.
【０００６】銅製のフィン付着型ヒートシンクに関して
は、各フィンをベースに別々にエポキシ樹脂で接着する
上、銅はアルミニウムよりはるかに高価であるため、一
般にこの種のヒートシンクは以前のヒートシンクより大
幅にコスト高となる。この技術によっても、一般により
大きい熱消散を意味する高アスペクト比のフィンを利用
できるようになるが、それには２つの大きな制限を受け
ることになる。第一に、そのヒートシンクのコストが、
アルミニウム製のフィン付着型ヒートシンクのそれより
約２倍である。そして第二に、エポキシの伝導度が比較
的低いため、フィンとベース間の付着によってヒートシ
ンクの全体的効率が低下する。しかし、このヒートシン
クは、上述の４種の在来型ヒートシンクのうち最も実行
性のあるヒートシンクである。In the case of copper fin-attached heat sinks, this type of heat sink is generally significantly more costly than previous heat sinks, since each fin is separately epoxy bonded to the base and copper is much more expensive than aluminum. Will be high. This technique also allows the use of high aspect ratio fins, which generally means greater heat dissipation, but suffers from two major limitations. First, the cost of the heat sink is
It is about twice that of the aluminum fin-attached heat sink. And secondly, due to the relatively low conductivity of the epoxy, the adhesion between the fins and the base reduces the overall efficiency of the heat sink. However, this heatsink is the most viable heatsink of the four conventional heatsinks described above.
【０００７】別の在来型ヒートシンクは、機械加工した
アルミニウム製ヒートシンクであり、これは押出しより
コスト高だが、付着型ヒートシンクより高くなく、そし
てこれもまた製造工程に起因して幾つかの性能的な限界
がある。第一に、アルミニウムは、その伝導度が銅より
50%低く、従って効率が低く、結果的に、抵抗が比較的
高くなり且つ半導体の温度が比較的高くなる。第二に、
機械加工したヒートシンクの高さ対チャネルのアスペク
ト比は、製造中の切断工程に関わる限界のため、典型的
には、20までに限定される。従って、高密度の即ち"丈
の高い"ヒートシンク（即ち、20を越えるアスペクト
比）は、機械加工のヒートシンクに関しては実行不可能
である。第三に、ベースの広がり抵抗は、集中した熱源
に対して比較的高く、これも半導体温度のより高い上昇
の原因となる得る。第四に、銅は機械加工が困難であ
り、従って、機械加工のヒートシンクとしては考えられ
ない。故に、機械加工したアルミニウムのヒートシンク
は、一般的には、将来、半導体の高電力／高密度冷却法
としては用いられないであろう。半導体のヒートシンク
の分野においては、従来技術のヒートシンクの諸限界を
克服するところの、高い性能対コスト比を有する空冷式
高効率ヒートシンクに対する要求が存在するのである。[0007] Another conventional heat sink is a machined aluminum heat sink, which is more expensive than extrusion, but not as expensive as an attached heat sink, and which also has some performance issues due to the manufacturing process. Have limitations. First, aluminum has a higher conductivity than copper
50% lower, and thus lower efficiency, resulting in a relatively higher resistance and a higher semiconductor temperature. Secondly,
The height to channel aspect ratio of the machined heat sink is typically limited to 20 due to limitations associated with the cutting process during manufacturing. Thus, high density or "tall" heat sinks (i.e., aspect ratios greater than 20) are not feasible with machined heat sinks. Third, the spreading resistance of the base is relatively high for concentrated heat sources, which can also cause higher semiconductor temperatures. Fourth, copper is difficult to machine and therefore is not considered a machined heat sink. Therefore, machined aluminum heat sinks will generally not be used as a high power / high density cooling method for semiconductors in the future. In the field of semiconductor heat sinks, a need exists for an air-cooled, high efficiency heat sink having a high performance to cost ratio that overcomes the limitations of prior art heat sinks.
【０００８】[0008]
【発明の目的】本発明は、高い性能対コスト比を有する
空冷式高効率ヒートシンクを提供することを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an air-cooled high-efficiency heat sink having a high performance-to-cost ratio.
【０００９】[0009]
【発明の概要】本願発明の１つの様相は、従来技術のヒ
ートシンクの諸限界を克服するところの、高い性能対コ
スト比を有する空冷式高効率ヒートシンクを実現するこ
とである。該ヒートシンクは、熱抵抗が低く、高電力半
導体に対する冷却要件を取り扱うことができ、その上、
低廉なものであろう。本願発明の上記及びその他の様相
は、アルミニウムの押出し又は付着フィン型ヒートシン
クでは釣り合わない熱性能を実現し得るところの、空冷
式、高アスペクト比、折曲げフィン型銅製ヒートシンク
で達成される。又、本願発明は、容易且つ安価に製造さ
れるものである。加えて、銅が使われているので、フィ
ンの厚さを減じて圧力降下を最小にすることができ、そ
の結果、ヒートシンク中の空気流を最大にすることがで
きる。その上さらに、銅フィンを安定させるために（そ
うしないとフィンが曲がりやすいので）ヒートシンクの
上面に上面板を取り付けてもよい。SUMMARY OF THE INVENTION One aspect of the present invention is to provide an air-cooled, high-efficiency heatsink with a high performance-to-cost ratio that overcomes the limitations of prior art heatsinks. The heat sink has a low thermal resistance and can handle cooling requirements for high power semiconductors,
It would be cheap. These and other aspects of the present invention are achieved with an air-cooled, high aspect ratio, bent-fin copper heat sink that can achieve thermal performance unmatched by an extruded or adhered fin heat sink of aluminum. Further, the present invention is easily and inexpensively manufactured. In addition, because copper is used, the thickness of the fins can be reduced to minimize the pressure drop and thus maximize the airflow in the heat sink. In addition, a top plate may be attached to the top surface of the heat sink to stabilize the copper fins (otherwise the fins are likely to bend).
【００１０】本願発明は、パッケージ内の集積回路デバ
イスからの熱を消散させるための、空気流式、高アスペ
クト比の、ヒートシンクを包含するもので、前記ヒート
シンクは、僅かに次の３つの部品だけから構成される：
熱抵抗が低い銅製ベース板；前記ベース板に取り付けら
れた熱抵抗の低い、アコーディオン様に折曲げた単一シ
ートの銅製折曲げフィン；及び前記折曲げフィンに取り
付けた上面板であって、前記ベース板と前記上面板を前
記折曲げフィンの対向側面に配して、空気が前記ベース
板と前記上面板間の前記折曲げフィン中を流れることが
できるようにした上面板。留意すべきは、上面板は、主
として曲げに対してフィン群を安定させるために用いら
れるもの故、フィンに対して曲げ又は損傷が問題となる
場合にのみ必要となる、ということである。The present invention includes an air flow, high aspect ratio, heat sink for dissipating heat from an integrated circuit device in a package, said heat sink comprising only three components: Consists of:
A copper base plate having a low thermal resistance, a single sheet copper folding fin having a low thermal resistance attached to the base plate and bent like an accordion, and a top plate attached to the folding fin, A top plate in which a base plate and the top plate are arranged on opposing side surfaces of the folding fin so that air can flow through the folding fin between the base plate and the top plate. It should be noted that the top plate is only needed if bending or damage to the fins is a problem, since it is primarily used to stabilize the fins against bending.
【００１１】[0011]
【実施例】図１は、本願発明による空冷、折曲げフィン
式銅製ヒートシンク10の平面斜視図を示す。本願発明の
ヒートシンク10は、ベース板16に搭載し且つ上面板18に
よって安定させた折曲げフィン12を包含することができ
る。ヒートシンク10は、上面14と底面28のところでアコ
ーディオン形状に折曲げて折曲げアコーディオン形フィ
ン12を形成する銅シートから構成することができる。ヒ
ートシンクを切断しそして折曲げさえすれば、その後
は、高い熱特性をもつ任意の材料、但し好ましくは銅、
から構成され得るベース板16上に搭載することができ
る。折曲げフィン式ヒートシンクは、エポキシ又は他の
接着剤を含む、任意の既知手段で、但し、好ましくは、
最良の熱特性が得られる鑞（ろう）付けによって、ベー
ス板16上に搭載してよい。この界面は、性能上、重要で
ある；故に、銅ベース板にろう付けした銅の折曲げフィ
ンは優れていることが分かった。ベース板16は、該ヒー
トシンクを半導体デバイス（図表せず）に取り付ける際
の芯出し及び位置決めを容易にできるよう、コーナー切
込み部分26を備えることもできる。FIG. 1 is a plan perspective view of an air-cooled, bent-fin copper heat sink 10 according to the present invention. The heat sink 10 of the present invention may include a folding fin 12 mounted on a base plate 16 and stabilized by a top plate 18. The heat sink 10 can be constructed from a copper sheet that is folded into an accordion shape at the top surface 14 and bottom surface 28 to form the folded accordion fins 12. As long as the heat sink is cut and bent, any material with high thermal properties, but preferably copper,
Can be mounted on a base plate 16 which can be composed of: The folded fin heat sink may be provided by any known means, including epoxy or other adhesive, but preferably
It may be mounted on the base plate 16 by brazing to obtain the best thermal properties. This interface is important for performance; therefore, copper folded fins brazed to a copper base plate have been found to be excellent. Base plate 16 may also include corner cuts 26 to facilitate centering and positioning when attaching the heat sink to a semiconductor device (not shown).
【００１２】また、上面板18を折曲げフィンの上面上に
取り付けて、特に極めて薄い場合に曲がり易いフィンを
安定させてよい。上面板18はどのような材料から作って
もよいが、好ましくは、熱抵抗の低い材料から、より好
ましくは、銅から作ることができる。この界面はヒート
シンクの熱性能にそれ程影響を及ぼさない故、上面板18
は、任意の既知手段によって折曲げフィンに取り付けて
よい。ろう付けが好ましいが、接着剤及びエポキシも適
している。Further, the upper plate 18 may be mounted on the upper surface of the bent fin to stabilize the fin which is easily bent particularly when the fin is extremely thin. The top plate 18 may be made of any material, but is preferably made of a material with low thermal resistance, more preferably copper. Since this interface does not significantly affect the thermal performance of the heat sink,
May be attached to the folding fins by any known means. Brazing is preferred, but adhesives and epoxies are also suitable.
【００１３】ヒートシンク10は、任意の既知の接着性熱
グリース又はエポキシ；はんだ；ねじ、リベット又はそ
の類によるベース板16の孔20、22、24及び30を通しての
取付け；スプリングクリップによる取付け；又は教示の
全てが参考として本明細書に引用されている、Timothy
Schweglerによる米国特許出願No.08/617,002、標題"MET
HOD AND APPARATUS FOR ATTACHING A HEAT SINK AND A
FAN TO AN INTEGRATEDCIRCUIT PACKAGE"に教示されてい
るような熱展着剤又は熱パッドによる取付けを含む、任
意の既知手段でデバイス（図表せず）のパッケージに取
付けることができる。The heat sink 10 may be any known adhesive thermal grease or epoxy; solder; mounting through holes 20, 22, 24 and 30 in base plate 16 by screws, rivets or the like; mounting by spring clips; Of Timothy, all of which are incorporated herein by reference.
Schwegler, US Patent Application No. 08 / 617,002, entitled "MET
HOD AND APPARATUS FOR ATTACHING A HEAT SINK AND A
It can be attached to the package of the device (not shown) by any known means, including attachment by a thermal spreader or thermal pad as taught in FAN TO AN INTEGRATE DCIRCUIT PACKAGE.
【００１４】ここで、図２と３を参照して、本願発明の
１実施例の寸法について述べよう。しかし、留意すべき
は、寸法の多くは、半導体デバイスの寸法並びに半導体
デバイスの特有の熱消散要件によって変わることがあ
る、ということである。ベース板は、約1.670インチ(4
2.42mm)(A) × 1.670インチ(42.42mm)(B) × .10インチ
(2.54mm)厚(C)である。上面板18は、約1.70インチ(43.1
8mm)(D) × 1.000インチ(25.40mm)(E) × .020インチ
(0.51mm)厚(F)である。The dimensions of one embodiment of the present invention will now be described with reference to FIGS. However, it should be noted that many of the dimensions may vary depending on the dimensions of the semiconductor device as well as the specific heat dissipation requirements of the semiconductor device. The base plate is approximately 1.670 inches (4
2.42mm) (A) x 1.670 inches (42.42mm) (B) x .10 inches
(2.54 mm) thick (C). The top plate 18 is approximately 1.70 inches (43.1
8mm) (D) x 1.000 inches (25.40mm) (E) x .020 inches
(0.51 mm) thick (F).
【００１５】シンク10の全体の高さは、約1.62インチ(4
1.15mm)高(G)である。従って、折曲げフィン12は、約1.
50インチ(38.10mm)高[G - (C ＋ F)]である。折曲げフ
ィン12は、約.020インチ(0.51mm)厚(H) × 1.000インチ
(25.40mm)幅(E)である。１つのフィンの始まりから次の
フィンの始まりまで約.22インチ(5.59mm)(I)である。１
つのフィンの幅は、約.13インチ(3.30mm)(J)である。最
後のフィンは、曲り（ベンド）を通り過ぎて.07インチ
(1.78mm)(K)のところで切断し、次いで、90°過ぎまで
曲げて、32でベース板に取付ける。ベース板16の孔20、
22、24及び30は、直径が約.125インチ(3.18mm)で、中心
から中心まで約1.400インチ(35.56mm)(L)離し、且つベ
ース板16の端から約.135インチ(3.43mm)(M)離す。The overall height of the sink 10 is approximately 1.62 inches (4
1.15mm) high (G). Therefore, the bending fins 12 are approximately 1.
It is 50 inches (38.10 mm) high [G-(C + F)]. Folding fins 12 are approximately .020 inches (0.51 mm) thick (H) x 1.000 inches
(25.40mm) width (E). It is approximately .22 inches (I) from the beginning of one fin to the beginning of the next fin. 1
The width of one fin is approximately .13 inches (3.30 mm) (J). The last fin is .07 inches past the bend
Cut at (1.78mm) (K), then bend to just over 90 ° and attach to base plate at 32. Hole 20 in base plate 16,
22, 24 and 30 are about .125 inches (3.18 mm) in diameter, about 1.400 inches (35.56 mm) (L) from center to center, and about .135 inches (3.43 mm) from the edge of base plate 16 (M) Release.
【００１６】折曲げフィン12は銅製であるので、在来の
ヒートシンクより大幅に高さを高くでき、従って、ヒー
トシンクの熱効率を驚異的に減少させないで、その表面
積を著しく増すことができることに注目すべきである。
故に、性能が著しく向上する。フィンが高いほど、20を
超えるチャネルのアスペクト比が可能となり、これによ
って、一方で、同時に、フィン中を流れる空気の流速が
最大になるようにフィン間のチャネルを広い状態に維持
しながら、冷却用フィン12中により多くの空気を移動さ
せることができるのである。高さ対チャネルのアスペク
ト比が20未満であることもあるが、アスペクト比が20を
下回るにつれ熱的効果が低下し始めることを発明者は見
出している。また、折曲げフィン12は、薄く且つ丈が高
いので、曲がりやすく、そのため、フィンに上面板18を
張り付けてヒートシンクの安定度を改善している。ろう
付け中、銅が焼なまされ即ち軟化されて、フィン12が曲
り変形及びその他の損傷を比較的受けやすくなる、とい
うことを発明者は見出している。It should be noted that since the folding fins 12 are made of copper, they can be much higher in height than conventional heat sinks, and thus can significantly increase their surface area without dramatically reducing the heat efficiency of the heat sink. Should.
Therefore, performance is significantly improved. Higher fins allow for an aspect ratio of more than 20 channels, which, on the other hand, allows cooling while maintaining wide channels between the fins, while at the same time maximizing the flow velocity of the air flowing through the fins. More air can be moved through the fins 12. Although the height to channel aspect ratio may be less than 20, the inventors have found that as the aspect ratio falls below 20, the thermal effect begins to diminish. Further, since the bending fins 12 are thin and high in length, they are easy to bend. Therefore, the upper surface plate 18 is attached to the fins to improve the stability of the heat sink. The inventors have found that during brazing, the copper is annealed or softened, making the fins 12 relatively susceptible to bending and other damage.
【００１７】さらに、ベース板16、折曲げフィン12及び
上面板が銅である場合は、熱効率が最大になる。ヒート
シンク10は、はんだ、熱グリース又は熱パッドを使って
半導体パッケージ（図表せず）に取り付け、この界面の
熱抵抗を最小に保つことができる。同様に、ろう付けに
よって銅フィン12をベース板16に張り付ければ、この界
面の熱抵抗は最小になる。また、ろう付けによって上面
板18を銅フィン12に張り付ける場合、この界面の熱抵抗
も最小に保たれるが、この界面は、一般に、熱抵抗がそ
れ程大きな問題とならないほど半導体デバイス（図表せ
ず）から十分離れているので、その他の取付け手段（即
ち、接着剤、エポキシ、等）も、コスト／利益の観点か
ら、より実用的であることもある。Further, when the base plate 16, the bending fins 12, and the upper plate are made of copper, the thermal efficiency is maximized. The heat sink 10 can be attached to a semiconductor package (not shown) using solder, thermal grease or thermal pads to keep the thermal resistance at this interface to a minimum. Similarly, if copper fins 12 are attached to base plate 16 by brazing, the thermal resistance at this interface will be minimized. Also, when the top plate 18 is attached to the copper fin 12 by brazing, the thermal resistance at this interface is also kept to a minimum, but this interface is generally such that the semiconductor device (shown in FIG. Other attachment means (i.e., adhesives, epoxies, etc.) may also be more practical from a cost / benefit point of view because they are far enough away from the device.
【００１８】そして、最後に、折曲げフィン12は、銅製
であるので、それらがアルミニウムから成る場合より
も、ヒートシンクの全体的熱効率を著しく落すことな
く、比較的薄く且つ高くすることができる。また、折曲
げフィンは、20を越える高さ対チャネルのアスペクト比
を見越しており、これは熱性能を高い状態に維持すべく
より大きい表面積を考慮すると同時に、より広いチャネ
ルも考慮に入れており、このため、フィン中の流速が最
大になるか、あるいはフィン中の流速に対する衝撃が最
小になる。従って、本願発明は、比較的低コストで、高
い熱効率を有する（即ち流れ抵抗が比較的低い）改良型
空気流ヒートシンクを説明するものである。And finally, since the folding fins 12 are made of copper, they can be made relatively thin and high without significantly reducing the overall thermal efficiency of the heat sink than if they were made of aluminum. The folded fins also allow for a height-to-channel aspect ratio of greater than 20, which takes into account the larger surface area to maintain high thermal performance, as well as the wider channel. Therefore, the flow velocity in the fin is maximized, or the impact on the flow velocity in the fin is minimized. Thus, the present invention describes an improved airflow heat sink that has relatively low cost and high thermal efficiency (ie, relatively low flow resistance).
【００１９】本願発明に関するこれまでの説明は、実例
を挙げることと説明することを目的として提示したもの
である。開示された厳密な形に合致して発明を網羅しよ
うとするものでも又は限定しようとするものでもなく、
従ってその他の修正及び変更も上述の教示に照らして可
能であってよい。例えば、折曲げフィン又はヒートシン
クの寸法は、発明の概念から逸脱することなく改変する
ことができる。また、ベース板は、図に示すように大き
くしなければならないこともない。さらに、その接合点
での熱抵抗に影響することがあっても、発明の全体的概
念から本質的に逸脱しないであろうところの、パッケー
ジに対するヒートシンク10の様々な取付け手段又は折曲
げフィン12を利用することもできる。実施例は、発明の
原理を最も良く説明して、よって、熟練した当業者が特
定の実施用途に適合する様々な実施例及び種々の修正に
おいて本発明を利用できるように、選択し且つ記述した
ものである。The foregoing description of the invention has been presented for purposes of illustration and description. It is not intended to be exhaustive or to limit the invention in accordance with the precise form disclosed,
Accordingly, other modifications and variations may be possible in light of the above teachings. For example, the dimensions of the folding fins or heat sinks can be modified without departing from the inventive concept. Also, the base plate does not have to be large as shown in the figure. In addition, the various attachment means or folding fins 12 of the heat sink 10 to the package, which would affect the thermal resistance at the junction, but would not substantially depart from the general concept of the invention, Can also be used. The embodiments have been chosen and described in such a way as to best explain the principles of the invention and, therefore, to enable one skilled in the art to utilize the invention in various embodiments and modifications that are adapted to the particular application. Things.
【００２０】以上、本発明の実施例について詳述した
が、以下、本発明の各実施態様の例を示す。The embodiments of the present invention have been described above in detail. Hereinafter, examples of each embodiment of the present invention will be described.
【００２１】[実施態様１]パッケージ内に実装された集
積回路デバイスからの熱を消散させるための空気流式高
アスペクト比のヒートシンク10であって、低い熱抵抗を
もつベース板16と、前記ベース板16に取付けられ、熱抵
抗が低く、且つアコーディオン形に折り曲げられた単一
シートから成る折曲げフィン12と、前記折曲げフィン12
を挟んで前記ベース板16に対向する、前記折曲げフィン
12の側面上に配置された上面板18と、を備えて成り、前
記ベース板16と前記上面板18との間の前記折曲げフィン
12中に空気を流すことができるようにしたことを特徴と
するヒートシンク。[Embodiment 1] An air flow type high aspect ratio heat sink 10 for dissipating heat from an integrated circuit device mounted in a package, comprising: a base plate 16 having a low thermal resistance; A folding fin 12 attached to a plate 16 and having a single sheet folded in an accordion shape and having a low thermal resistance;
The bent fins facing the base plate 16 with the
And a top plate 18 disposed on a side surface of the base plate 12, wherein the bent fins between the base plate 16 and the top plate 18 are provided.
A heat sink characterized in that air can flow through the heat sink.
【００２２】[実施態様２]前記ベース板16が実質的に銅
であることを特徴とする実施態様1記載の空気流式高ア
スペクト比のヒートシンク10。[Embodiment 2] The air flow type high aspect ratio heat sink 10 according to embodiment 1, wherein the base plate 16 is substantially made of copper.
【００２３】[実施態様３]前記折曲げフィン12が、実質
的に銅であることを特徴とする実施態様1記載の空気流
式高アスペクト比のヒートシンク10。[Embodiment 3] The air flow type high aspect ratio heat sink 10 according to embodiment 1, wherein the bending fins 12 are substantially made of copper.
【００２４】[実施態様４]前記折曲げフィン12が、はん
だ付けによって前記ベース板16に取付けられることを特
徴とする実施態様1記載の空気流式高アスペクト比のヒ
ートシンク10。[Embodiment 4] The air flow type high aspect ratio heat sink 10 according to Embodiment 1, wherein the bending fins 12 are attached to the base plate 16 by soldering.
【００２５】[実施態様５]前記折曲げフィン12が、ろう
（鑞）付けによって前記ベース板16に取付けられること
を特徴とする実施態様1記載の空気流式高アスペクト比
のヒートシンク10。[Embodiment 5] The airflow type high aspect ratio heat sink 10 according to embodiment 1, wherein the bending fins 12 are attached to the base plate 16 by brazing.
【００２６】[実施態様６]前記上面板18が、ろう付けに
よって前記折曲げフィン12に取付けられることを特徴と
する実施態様1記載の空気流式高アスペクト比のヒート
シンク10。[Embodiment 6] The airflow type high aspect ratio heat sink 10 according to embodiment 1, wherein the upper plate 18 is attached to the folding fins 12 by brazing.
【００２７】[実施態様７]前記ベース板16と前記折曲げ
フィン12が、実質的に銅であることを特徴とする実施態
様1記載の空気流式高アスペクト比のヒートシンク10。[Embodiment 7] The airflow type high aspect ratio heat sink 10 according to embodiment 1, wherein the base plate 16 and the bending fins 12 are substantially made of copper.
【００２８】[実施態様８]前記折曲げフィン12が、ろう
付けによって前記ベース板16に取付けられることを特徴
とする実施態様7記載の空気流式高アスペクト比のヒー
トシンク10。[Embodiment 8] The airflow type high aspect ratio heat sink 10 according to embodiment 7, wherein the bending fins 12 are attached to the base plate 16 by brazing.
【００２９】[実施態様９]折曲げフィン12の高さ対チャ
ネルのアスペクト比が約20であることを特徴とする実施
態様1記載の空気流式高アスペクト比のヒートシンク1
0。[Embodiment 9] The airflow type high aspect ratio heat sink 1 according to embodiment 1, wherein the height-to-channel aspect ratio of the bending fins 12 is about 20.
0.
【００３０】[実施態様１０]折曲げフィン12の高さ対チ
ャネルのアスペクト比が20を上回ることを特徴とする実
施態様1記載の空気流式高アスペクト比のヒートシンク1
0。[Embodiment 10] The air flow type high aspect ratio heat sink 1 according to Embodiment 1, wherein the height-to-channel aspect ratio of the bending fins 12 is more than 20.
0.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上説明したように、本発明を用いるこ
とにより、高い性能対コスト比を有する空冷式高効率ヒ
ートシンクを実現することができる。As described above, by using the present invention, an air-cooled high-efficiency heat sink having a high performance-to-cost ratio can be realized.
【図１】本願発明による空冷・折曲げフィン式銅製ヒー
トシンクの平面斜視図である。FIG. 1 is a plan perspective view of an air-cooled / bent fin type copper heat sink according to the present invention.
【図２】本願発明による空冷・折曲げフィン式銅製ヒー
トシンクの側面図である。FIG. 2 is a side view of an air-cooled / bent fin type copper heat sink according to the present invention.
【図３】本願発明による空冷・折曲げフィン式銅製ヒー
トシンクの平面図である。FIG. 3 is a plan view of an air-cooled / bent fin type copper heat sink according to the present invention.
１２：折曲げフィン １６：ベース板 １８：上面板 12: bending fin 16: base plate 18: top plate
Claims (1)
スからの熱を消散させるための空気流式高アスペクト比
のヒートシンクであって、 低い熱抵抗をもつベース板と、 前記ベース板に取付けられ、熱抵抗が低く、且つアコー
ディオン形に折り曲げられた単一シートから成る折曲げ
フィンと、 前記折曲げフィンを挟んで前記ベース板に対向する、前
記折曲げフィンの側面上に配置された上面板と、 を備えて成り、前記ベース板と前記上面板との間の前記
折曲げフィン中に空気を流すことができるようにしたこ
とを特徴とするヒートシンク。An airflow high aspect ratio heat sink for dissipating heat from an integrated circuit device mounted in a package, the heat sink having a low thermal resistance, a base plate attached to the base plate, Thermal resistance is low, and a bending fin made of a single sheet bent in an accordion shape; and a top plate disposed on a side surface of the bending fin, facing the base plate with the bending fin interposed therebetween. A heat sink, characterized in that air is allowed to flow through the bending fins between the base plate and the top plate.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US704,822 | 1985-02-25 | ||
| US70482296A | 1996-08-28 | 1996-08-28 |
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| Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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- 1997-07-29 GB GB9716001A patent/GB2316804A/en not_active Withdrawn
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| Publication number | Publication date |
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| GB9716001D0 (en) | 1997-10-01 |
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