JPS6320123Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、ヒートパイプ放熱器を使用した半導
体放熱装置の改良に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improvement in a semiconductor heat dissipation device using a heat pipe heat dissipator.

従来、トランジスタやFET等の半導体の発熱
を放散するための放熱器としては、アルミニウム
等の熱伝導性の良好な板状の放熱器本体に多数の
放熱フインを一体に設けたものが多く使用されて
いる。ところが、近年、半導体製造技術の進歩に
より高出力の半導体素子が開発されるようになつ
ており、このような高出力の素子を使用するため
には、上記放熱器では熱の分散に限度があるため
たとえ放熱面積を増やしたとしても十分な放熱を
行なうことができない。 Conventionally, heatsinks used to dissipate heat generated by semiconductors such as transistors and FETs have often consisted of a plate-shaped heatsink body made of aluminum or other material with good thermal conductivity and a large number of heatsinks integrated into it. ing. However, in recent years, advances in semiconductor manufacturing technology have led to the development of high-output semiconductor elements, and in order to use such high-output elements, the above-mentioned heat sink has a limit in heat dispersion. Therefore, even if the heat radiation area is increased, sufficient heat radiation cannot be achieved.

そこで、近年では熱伝導性の優れたヒートパイ
プ放熱器を用いた放熱器が開発されている。第１
図は、従来におけるこの種の放熱装置の一例を示
すもので、放熱器ブロツク１に複数のヒートパイ
プ２，２を取着するとともにこれらのヒートパイ
プ２，２に多数の放熱フイン３，３，……を設
け、上記放熱器ブロツク１に複数の半導体素子
４，４を取り付けて放熱を行なうものとなつてい
る。しかるにこのような放熱装置は、ブロツク１
自体の熱伝導性が悪いためにヒートパイプ２，２
の熱伝導性能を十分に生かし切れず、またブロツ
ク１の重量が大きくなつて取扱性の悪化やコスト
アツプを招くという欠点がある。 Therefore, in recent years, radiators using heat pipe radiators with excellent thermal conductivity have been developed. 1st
The figure shows an example of a conventional heat dissipation device of this kind, in which a plurality of heat pipes 2, 2 are attached to a heat dissipation block 1, and a large number of heat dissipation fins 3, 3, . . . are provided, and a plurality of semiconductor elements 4, 4 are attached to the heat radiator block 1 to radiate heat. However, such a heat dissipation device is
Heat pipe 2, 2 due to its own poor thermal conductivity
The heat conduction performance of the block 1 cannot be fully utilized, and the weight of the block 1 increases, resulting in poor handling and increased costs.

一方、ヒートパイプ放熱器を使用した従来にお
ける別の放熱装置として、第２図に示す如きもの
がある。この装置は、周面に多数の放熱フイン
５，５，……を設けたヒートパイプ６の一端部
に、複数（図では２個）の半導体素子７，７を取
付けたものである。ところが、このような従来の
装置は、１本のヒートパイプ６に対し複数の半導
体素子７，７を取付けるものであるため、ヒート
パイプ６の径が大きくなつて装置が大形化し、ま
たヒートパイプ自体の製造が難かしくなることか
ら、装置が高価となる欠点があつた。 On the other hand, another conventional heat dissipation device using a heat pipe radiator is as shown in Fig. 2. This device has a plurality of semiconductor elements 7, 7 (two in the figure) attached to one end of a heat pipe 6 which has a number of heat dissipation fins 5, 5, ... on its circumferential surface. However, this conventional device has the disadvantage that since a plurality of semiconductor elements 7, 7 are attached to one heat pipe 6, the diameter of the heat pipe 6 becomes large, making the device large, and the heat pipe itself is difficult to manufacture, making the device expensive.

本考案は、上記事情に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、十分な放熱量が得
られ、しかも小形化をはかり得、取扱性に優れ安
価な半導体放熱装置を提供することにある。 The present invention was developed in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to provide a semiconductor heat dissipation device that can obtain a sufficient amount of heat dissipation, can be miniaturized, and is easy to handle and inexpensive. It is in.

以下、第３図ａ〜ｃ、第４図および第５図を参
照して本考案の一実施例を説明する。第３図ａ〜
ｃは、放熱装置の構成を示すもので、ａは正面
図、ｂは平面図、ｃは側面図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3a to 3c, 4, and 5. Figure 3 a~
3C shows the configuration of the heat dissipation device, A is a front view, B is a plan view, and C is a side view.

１０，１０，……はそれぞれヒートパイプで、
これらのヒートパイプ１０，１０，……は任意の
相互間隔を隔てて一列に配置され、この状態で両
側端部が一対の保持板１１，１２で保持されるこ
とにより一体化されている。また各ヒートパイプ
１０，１０，……の周面には、一定の間隔で多数
の放熱フイン１３，１３，……が設けてある。こ
れらの放熱フイン１３，１３，……の配設間隔
は、各フイン１３，１３，……および保持板１１
に設けられた突起１４，１４，……により規定さ
れる。なお、図中１５，１６はそれぞれボスおよ
びねじ板である。 10, 10, ... are each heat pipes,
These heat pipes 10, 10, . . . are arranged in a line at arbitrary intervals, and in this state, both end portions are held by a pair of holding plates 11, 12 to be integrated. Further, a large number of heat radiation fins 13, 13, . . . are provided at regular intervals on the circumferential surface of each heat pipe 10, 10, . The spacing between these heat dissipation fins 13, 13, . . .
defined by the protrusions 14, 14, . . . In addition, 15 and 16 in the figure are a boss and a screw plate, respectively.

さて、前記各ヒートパイプ１０，１０，……の
一端部にはそれぞれ素子取付台１７，１７，……
が取着してあり、これらの取付台１７，１７，…
…にはそれぞれ１個の半導体素子１８，１８，…
…が取付けてある。つまり、ヒートパイプ１０，
１０，……１本につき１個の半導体素子１８，１
８，……が取付けられている。 Now, at one end of each of the heat pipes 10, 10, . . ., element mounting stands 17, 17, .
are attached, and these mounting bases 17, 17,...
... each have one semiconductor element 18, 18, ...
...is installed. In other words, the heat pipe 10,
10,... one semiconductor element per one 18,1
8,... is installed.

したがつて、各半導体素子１８，１８，……の
発熱は、素子毎に取付台１７，１７，……を介し
て対応するヒートパイプ１０，１０，……に伝達
され、このヒートパイプ１０，１０，……の周面
により各放熱フイン１３，１３，……を経て空気
中に放散される。 Therefore, the heat generated by each semiconductor element 18, 18, . . . is transmitted to the corresponding heat pipe 10, 10, . . . via the mounting base 17, 17, . The heat is radiated into the air by the circumferential surfaces of 10, . . . through the respective heat radiation fins 13, 13, .

このように、本実施例の装置であれば、半導体
素子１８，１８，……の発熱は取付台１７，１
７，……を介するだけで熱的には略直接ヒートパ
イプ１０，１０，……に伝達され、放散されるの
で、従来（第１図）の装置に比べて放熱効率を大
幅に高めることができる。また、大形の放熱器ブ
ロツクを用いないので、装置の小形軽量化をはか
ることができる。 In this way, in the device of this embodiment, the heat generated by the semiconductor elements 18, 18, . . .
Since the heat is almost directly transmitted and dissipated to the heat pipes 10, 10, . . . by simply passing through the heat pipes 7, . can. Furthermore, since a large radiator block is not used, the device can be made smaller and lighter.

ところで、本実施例のように１本のヒートパイ
プ１０，１０，……に対し１個の半導体素子を取
着した装置では、放熱面積は保持板１１，１２を
無視したとすると、１本毎に 2πrh となり、例えば２本では（2πrh）×２となる。た
だし、ｒおよびｈは第４図に示すようにそれぞれ
ヒートパイプ１０，１０の半径、ヒートパイプ１
０，１０の長さを示している。 By the way, in a device in which one semiconductor element is attached to one heat pipe 10, 10, . . . as in this embodiment, the heat dissipation area for each heat pipe is For example, for two lines, it becomes (2πrh) x 2. However, r and h are the radius of the heat pipes 10 and 10, respectively, as shown in FIG.
It shows the length of 0 and 10.

これに対し、例えば２個の半導体素子を１本の
ヒートパイプに取着した装置（例えば第２図）
で、上記本実施例の装置と同一の放熱面積を得よ
うとすると、放熱面積は、第５図に示す如く長さ
をｈ、半径をＲとすると 2πRh と表わせる。 On the other hand, for example, a device in which two semiconductor elements are attached to one heat pipe (for example, Fig. 2)
In order to obtain the same heat dissipation area as the device of this embodiment, the heat dissipation area can be expressed as 2πRh, where h is the length and R is the radius, as shown in FIG.

したがつて、 4πrh＝2πRh より、 ｒ＝Ｒ／２ となり、上記１本のヒートパイプに２個の半導体
素子を取付けた装置では、半径Ｒが2rのヒートパ
イプを使用すればよいことになる。 Therefore, from 4πrh=2πRh, r=R/2, and in the above-mentioned device in which two semiconductor elements are attached to one heat pipe, it is sufficient to use a heat pipe with a radius R of 2r.

しかるに、このように半径を２倍にすると、そ
の体積は、本実施例の装置が πr²h×２ であるのに対し、 πR²h＝π（2r）²h＝4πr²h となる。したがつて、１本のヒートパイプに２個
の半導体素子を取付けた従来の装置は、本実施例
の２倍となる。 However, when the radius is doubled in this way, the volume becomes πR ² h=π(2r) ² h=4πr ² h, whereas it is πr ² h×2 in the device of this embodiment. Therefore, the conventional device in which two semiconductor elements are attached to one heat pipe has twice the size of this embodiment.

このことは、換言すると同一の放熱量を得よう
とした場合、本実施例の装置は従来（第２図）の
装置の1/2の体積で済むことになる。 In other words, when attempting to obtain the same amount of heat radiation, the device of this embodiment requires only half the volume of the conventional device (FIG. 2).

したがつて、本実施例の装置は、従来装置に比
べて小形化される。また、本実施例のようにヒー
トパイプの径を小形化することによりヒートパイ
プの製作が容易となり、これにより装置の価格を
下げることができる。 Therefore, the device of this embodiment is smaller than the conventional device. Further, by reducing the diameter of the heat pipe as in this embodiment, the heat pipe can be manufactured easily, thereby reducing the price of the device.

なお、本考案は上記実施例に限定されるもので
はない。例えば、保持板はヒートパイプの一端側
のみに設けてもよい。また保持板を第６図に示す
如くヒートパイプ１０，１０の長さ方向に凹凸と
なるようにひだ１１ａ，１１ａを形成してもよ
い。これにより、保持板の空気接触面積を増加さ
せて放熱効率を一層高めることができる。さら
に、保持板には第７図に示す如く長孔１１ｂ，１
１ｂを設けてこれにより放熱効率を高めるように
してもよい。なお、この長孔１１ｂ，１１ｂは各
ヒートパイプの間に設けてもよく、またその形状
は丸孔でも角孔でもよく、大きさについても適宜
設定することができる。その他、ヒートパイプの
本数や半導体素子の種類、ヒートパイプの形状、
保持板の形状および数等についても、本考案の要
旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。 Note that the present invention is not limited to the above embodiments. For example, the holding plate may be provided only at one end of the heat pipe. Further, as shown in FIG. 6, the holding plate may be formed with folds 11a, 11a so as to be uneven in the length direction of the heat pipes 10, 10. Thereby, the air contact area of the holding plate can be increased and the heat dissipation efficiency can be further improved. Furthermore, the holding plate has elongated holes 11b and 1 as shown in FIG.
1b may be provided to improve heat dissipation efficiency. Note that the long holes 11b, 11b may be provided between each heat pipe, and the shape thereof may be a round hole or a square hole, and the size thereof may be set as appropriate. In addition, the number of heat pipes, the type of semiconductor element, the shape of the heat pipe,
The shape, number, etc. of the holding plates can also be modified in various ways without departing from the gist of the present invention.

以上詳述したように本考案によれば、周面に放
熱フインを設け、かつこのフインと保持板とによ
り一体化された複数のヒートパイプに、それぞれ
１個ずつ半導体素子を取付けたので、十分な放熱
量が得られ、しかも小形化をはかり得て、取扱性
に優れ安価な半導体放熱装置を提供することがで
きる。 As detailed above, according to the present invention, heat dissipation fins are provided on the peripheral surface, and one semiconductor element is attached to each of the plurality of heat pipes that are integrated by the fins and the holding plate, so that It is possible to provide a semiconductor heat dissipation device which can obtain a large amount of heat dissipation, can be miniaturized, is easy to handle, and is inexpensive.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図および第２図はそれぞれ従来における放
熱装置の構造を示す斜視図、第３図ａ〜ｃは本考
案の一実施例における半導体放熱装置の構成を示
すもので、ａはその正面図、ｂは平面図、ｃは側
面図、第４図および第５図は同装置の効果を説明
するためのヒートパイプの模式図、第６図および
第７図はそれぞれ本考案の他の異なる実施例を示
す半導体放熱装置の要部構成図である。 １０，１０，……ヒートパイプ、１１，１２…
…保持板、１３，１３，……放熱フイン、１４，
１４，……突起、１５……ボス、１６……ねじ
板、１７，１７，……取付台、１８，１８，……
半導体素子、１１ａ，１１ａ……ひだ、１１ｂ，
１１ｂ……長孔。 1 and 2 are perspective views showing the structure of a conventional heat radiating device, respectively, and FIGS. 3 a to 3 c show the structure of a semiconductor heat radiating device according to an embodiment of the present invention, where a is a front view thereof; b is a plan view, c is a side view, FIGS. 4 and 5 are schematic diagrams of a heat pipe for explaining the effects of the device, and FIGS. 6 and 7 are other different embodiments of the present invention, respectively. FIG. 2 is a configuration diagram of main parts of a semiconductor heat dissipation device. 10,10,... heat pipe, 11,12...
...Holding plate, 13, 13, ...Radiation fin, 14,
14,...Protrusion, 15...Boss, 16...Screw plate, 17,17,...Mounting base, 18,18,...
Semiconductor element, 11a, 11a...fold, 11b,
11b...Long hole.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 複数個の棒状ヒートパイプと、これらヒート
パイプの一端側の平坦面部にそれぞれ１個ずつ
取付けられる半導体素子と、前記複数個の棒状
ヒートパイプが所定の間隔を隔てて挿通され該
ヒートパイプの熱を拡散するための複数枚のフ
インと、該複数枚のフインを保持するための保
持板とを具備したことを特徴とする半導体放熱
装置。 (2) 保持板は、ひだが形成されていることを特徴
とする実用新案登録請求の範囲第(1)項記載の半
導体放熱装置。 (3) 保持板は、放熱促進用孔部が形成されている
ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第(1)
項記載の半導体放熱装置。[Claims for Utility Model Registration] (1) A plurality of rod-shaped heat pipes, a semiconductor element each attached to a flat surface on one end side of these heat pipes, and a plurality of rod-shaped heat pipes arranged at a predetermined interval. 1. A semiconductor heat dissipation device comprising: a plurality of fins inserted across the heat pipe for diffusing heat from the heat pipe; and a holding plate for holding the plurality of fins. (2) The semiconductor heat dissipation device according to claim (1) of the utility model registration, wherein the holding plate is formed with pleats. (3) Utility model registration claim No. (1) characterized in that the holding plate is formed with holes for promoting heat radiation.
The semiconductor heat dissipation device described in .