JPS632357A - ヒート・シンク装置 - Google Patents

ヒート・シンク装置

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Publication number
JPS632357A
JPS632357A JP9109187A JP9109187A JPS632357A JP S632357 A JPS632357 A JP S632357A JP 9109187 A JP9109187 A JP 9109187A JP 9109187 A JP9109187 A JP 9109187A JP S632357 A JPS632357 A JP S632357A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat sink
cooling
top surface
base
fins
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9109187A
Other languages
English (en)
Inventor
アレン・ジヨセフ・アーノルド
ケリー・ルイス・サツトン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of JPS632357A publication Critical patent/JPS632357A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/367Cooling facilitated by shape of device
    • H01L23/3677Wire-like or pin-like cooling fins or heat sinks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 A、産業上の利用分野 この発明は、半導体チップを含むモジュールを冷却する
ためのヒート・シンクの改良に関するものであり、特に
、冷却効果を高めるため、中心付近にピークを有するヒ
ート・シンクに関するものである。
B、従来技術 超大規模集積回路(VLSI)の集積度が増大し続ける
につれて1発生する熱景も増大し、問題も増加する。冷
却式の半導体モジュールでは、熱伝導性材料のフィンを
用いて、空気中に熱を放射する表面積を増大することに
より、冷却を行っている。このような構造の例は、J、
L、1(orvath。
“冷却フィン構造(Cooling Fin 5tru
cture)”、アイ・ビー・エム・テクニカル・ディ
スクロジャ・ブレティン(IBM Technical
 Disclosure Bulletin)、Vol
、 23. No、 2. (1980年7月)、P、
603に開示されている。
この構造は、ベース・エレメント上、−般には半導体パ
ッケージのカバーに垂直に網目状に取付けたフィンによ
り栂成される。ベース・エレメントは平坦であるため、
この冷却構造は、横方向の空気流にも、エレメントに当
たる空気流にも有効である。しかし、空気流がエレメン
トに当たる場合には、空気が表面に当たると***して、
ヒート・シンクの上面付近に死角70を形成するため、
効率が悪い(第7図)、この死角により、ヒート・シン
クの冷却効率が限定される。
これまでは、このような冷却効率の限定は問題にならな
かったが、今後は問題となる。回路の集積度が増大して
いるため、伝熱が限定されることは許されないのである
。したがって、死角を取り除くことにより冷却効果を最
大にするような、垂直に当たる空気流により半導体モジ
ュールを冷却するのに適したヒート・シンクを形成する
ことが望ましい。
C0発明が解決しようとする問題点 この発明の目的は、死角の少ない改良型のヒート・シン
クを提供することにある。
この発明の他の目的は、空気の流れを容易にするための
、とがった頂部を有するヒート・シンクを提供すること
にある。
さらに、この発明の他の目的は、空気の流れをヒート・
シンク中を通すための、ウェブのついたフィンを有する
ヒート・シンクを提供することにある。
D0問題点を解決するための手段 これらの目的、および明らかな他の目的により、半導体
モジュールのための改良されたヒート・シンクが提供さ
れる。このヒート・シンクは、空気流が垂直に当たる場
合に生じる死角を少なくするため、上面をとがらせた熱
伝導性材料のベースを含む、ベースの上面からは、同様
に熱伝導性の高い材料の、複数の冷却フィンが垂直に伸
びている。
好ましい実施例では、上面はピラミッド形で、4の形状
とすることもできる。さらに、頂部は中央になくてもよ
く、空気の流れを強めるために適した位置とすることも
できる。この位置は、周囲の空気流の動力学により決定
される。また、他の実施例では、空気の流れを改善する
ための溝を形成するように、冷却フィンの底部に材料の
ウェブを残すこともできる。
E、実施例 第1図および第2図に示すように、ヒート・シンク10
は、アルミニウム、銅、またはそれぞれの合金等の、熱
伝導性の材料で製作したベース12を有する。好ましい
実施例では、上面14はピラミッド形をなし、4つの三
角形の平面16が頂部18で接している。上面14から
は、複数の冷却フィン20が伸びている。冷却フィン2
0により、半導体モジュール(図示されていない)から
周囲の大気への熱伝導のための表面積が増大する。
冷却フィン20の形状、寸法および間隔は、この発明で
は重要ではなく、特定の周囲条件における熱の伝達に最
適になるよう選択することができる。
頂部18は、ヒート・シンク10の中央に示されている
が、必要があれば、ヒート・シンクを通る空気の流れが
最大になるように、中央以外の位置に設計することも可
能である。
上方からヒート・シンクに当たる空気の流れを第3図の
矢印22で示す。冷却空気が冷却フィン20の間の溝2
4を通って流れると、偏向または***して、ヒート・シ
ンクの周辺に向って流れる。
この空気が表面14に接触して周辺に向って流れると、
より多くの熱が吸収され、さらに冷却効果が増大する。
従来技術の項で述べたように、頂部18およびピラミッ
ド形の上面14により、上面が平坦な場合に生じるよう
な、ヒート・シンクの中央付近の″死角″が除かれる。
研究により、この゛死角”の除去によって、冷却効果が
12%向上することがわかった。
この発明によりヒート・シンクの製作は、平削り、鋳型
等、周知の製法を用いて行うことができる。平削りまた
は切削によれば、さらに予期しない冷却効果の改良を実
現することができる。たとえば、アルミニウムのブロッ
クを寸法に合わせて切削する(第4図および第5図)。
次に、ヒート・シンク10の底縁部26から、頂部18
が必要な場所に向けて上方に傾斜した4つの三角形の平
坦な表面16をそれぞれ別に切削する。4つの平坦な表
面16がすべて切削されると、溝24の一部にウェブの
付いたフィン28が残る。このウェブの付いたフィン2
8の高さは、表面16が傾斜しているため、周縁部の高
さHから、頂部における0まで変化する。これらのウェ
ブの付いたフィン28は空気の流れをヒート・シンク1
0を通るように向け、さらの冷却効果を高める。
この発明を、好ましい実施例について説明したが、この
発明の原理および範囲を逸脱することなく、各種の変形
を行うことができる。たとえば。
頂部の高さおよび位置は、用途に応じて最適なものにす
ることができる。また、ヒート・シンクをヒート・シン
クのカバーにしたり、セラミックのモジュールのキャッ
プにはんだ付けすることもできる。最後に、上面30は
、第6図に示すように、凹面にすることもできる。
F6発明の詳細 な説明したように、この発明によれば、死角を少なくし
、これにより冷却効果を高めるように改良されたヒート
・シンクが提供される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明によるヒート・シンクの斜視図、第
2図は、この発明によるヒート・シンクの上面図、第3
図は、この発明によるヒート・シンクの側面図、第4図
は、ウェブ付きのフィンを有するヒート・シンクの上面
図、第5図は、ウェブ付きのフィンを有するヒート・シ
ンクの側面図。 第6図は、この発明によるヒート・シンクの代替実施例
の側面図、第7図は、従来技術によるヒート・シンクの
側面図である。 10・・・・ヒート・シンク、12・・・・ベース、1
4・・・・上面、20・自・冷却フィン。 出願人  インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション 代理人  弁理士  山  本  仁  朗(外1名) 第2図 @1面目 第3図 第4図 七の実施例 第6図 第7図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(a)伝熱性材料からなるベースを有し、(b)
    該ベースは底面と上面をもち、 (c)上記ベースの上面には頂部が形成されており、 (d)上記ベースの上面からは少くとも1個の冷却フィ
    ンガが延びている、 ヒート・シンク構造体。
  2. (2)上記ベースの上面が少くとも2つの平坦面から成
    つている特許請求の範囲第(1)項に記載のヒート・シ
    ンク構造体。
  3. (3)上記ベースの上面が凹状のプロフィールをもつ特
    許請求の範囲第(1)項に記載のヒート・シンク構造体
JP9109187A 1986-06-19 1987-04-15 ヒート・シンク装置 Pending JPS632357A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US87605486A 1986-06-19 1986-06-19
US876054 1986-06-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS632357A true JPS632357A (ja) 1988-01-07

Family

ID=25366899

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9109187A Pending JPS632357A (ja) 1986-06-19 1987-04-15 ヒート・シンク装置

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0253126B1 (ja)
JP (1) JPS632357A (ja)
DE (1) DE3779195D1 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5716341A (en) * 1993-06-29 1998-02-10 Saito; Yoshikuni Hub for syringe, connecting structure of hub, syringe, piston, needle assembly unit, connecting structure between needle assembly unit and syringe, syringe assembly and method of assembling syringe assembly
US5772687A (en) * 1993-03-12 1998-06-30 Saito; Yoshikuni Hub for syringe, connecting structure of hub, syringe, syringe assembly and method of assembling syringe assembly
JP2001135755A (ja) * 1999-11-10 2001-05-18 Oki Electric Ind Co Ltd 放熱フィン構造
US6735864B2 (en) 2000-01-26 2004-05-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Heatsink method of manufacturing the same and cooling apparatus using the same
KR101570019B1 (ko) * 2010-03-05 2015-11-17 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 온수 히트 펌프 및 그 제어 방법
US11129310B2 (en) 2018-11-22 2021-09-21 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor module, vehicle and manufacturing method

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2204181B (en) * 1987-04-27 1990-03-21 Thermalloy Inc Heat sink apparatus and method of manufacture
JP2715752B2 (ja) * 1991-10-31 1998-02-18 住友金属工業株式会社 ヒートシンク放熱フィンとその製造方法
US5455382A (en) * 1991-10-31 1995-10-03 Sumitomo Metal Industries, Ltd. IC package heat sink fin
DE69305667T2 (de) * 1992-03-09 1997-05-28 Sumitomo Metal Ind Wärmesenke mit guten wärmezerstreuenden Eigenschaften und Herstellungsverfahren
JP2901867B2 (ja) * 1993-03-19 1999-06-07 富士通株式会社 ヒートシンク及びヒートシンクの取付構造
DE4314663A1 (de) * 1993-05-04 1994-11-10 Alusuisse Lonza Services Ag Kühlkörper für Halbleiterbauelemente
GB9310993D0 (en) * 1993-05-27 1993-07-14 Redpoint Limited A process and an apparatus for forming a profiled element
EP0633608B1 (en) * 1993-07-08 2000-10-11 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Process for producing a pin-finned heat sink
DE10031465B4 (de) * 2000-06-28 2006-06-01 eupec Europäische Gesellschaft für Leistungshalbleiter mbH & Co. KG Kühleinrichtung für eine Schaltungsanordnung
DE10050126B4 (de) * 2000-10-11 2004-07-01 Alutec Metallwaren Gmbh & Co. Kühlkörper für ein Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
DE10315225B4 (de) * 2003-03-31 2005-06-30 Alutec Metallwaren Gmbh & Co. Wärmetauscher
WO2014173419A1 (en) * 2013-04-23 2014-10-30 Alexiou & Tryde Holding Aps Heat sink having a cooling structure with decreasing structure density

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60136349A (ja) * 1983-12-26 1985-07-19 Hitachi Ltd 半導体チップの冷却装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2984774A (en) * 1956-10-01 1961-05-16 Motorola Inc Transistor heat sink assembly
DE1789156C3 (de) * 1960-05-03 1975-07-17 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Kühlkörper für ein Halbleiterbauelement
CA1026013A (en) * 1975-03-17 1978-02-07 Everett C. Elgar Heat sink
US4541004A (en) * 1982-11-24 1985-09-10 Burroughs Corporation Aerodynamically enhanced heat sink

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60136349A (ja) * 1983-12-26 1985-07-19 Hitachi Ltd 半導体チップの冷却装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5772687A (en) * 1993-03-12 1998-06-30 Saito; Yoshikuni Hub for syringe, connecting structure of hub, syringe, syringe assembly and method of assembling syringe assembly
US5716341A (en) * 1993-06-29 1998-02-10 Saito; Yoshikuni Hub for syringe, connecting structure of hub, syringe, piston, needle assembly unit, connecting structure between needle assembly unit and syringe, syringe assembly and method of assembling syringe assembly
US5788672A (en) * 1993-06-29 1998-08-04 Saito; Yoshikuni Hub for syringe, connecting structure of hub, syringe, piston, needle assembly unit, connecting structure between needle assembly unit and syringe, syringe assembly and method of assembling syringe assembly
US5879339A (en) * 1993-06-29 1999-03-09 Saito; Yoshikuni Hub for syringe, connecting structure of hub, syringe, piston, needle assembly unit, connecting structure between needle assembly unit and syringe, syringe assembly and method of assembling syringe assembly
JP2001135755A (ja) * 1999-11-10 2001-05-18 Oki Electric Ind Co Ltd 放熱フィン構造
US6735864B2 (en) 2000-01-26 2004-05-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Heatsink method of manufacturing the same and cooling apparatus using the same
KR101570019B1 (ko) * 2010-03-05 2015-11-17 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 온수 히트 펌프 및 그 제어 방법
US11129310B2 (en) 2018-11-22 2021-09-21 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor module, vehicle and manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
DE3779195D1 (de) 1992-06-25
EP0253126B1 (en) 1992-05-20
EP0253126A1 (en) 1988-01-20

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