JP2000332476A - ヒートシンク - Google Patents

ヒートシンク

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JP2000332476A
JP2000332476A JP11144085A JP14408599A JP2000332476A JP 2000332476 A JP2000332476 A JP 2000332476A JP 11144085 A JP11144085 A JP 11144085A JP 14408599 A JP14408599 A JP 14408599A JP 2000332476 A JP2000332476 A JP 2000332476A
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JP
Japan
Prior art keywords
heat
heat sink
heating element
plate portion
radiating fin
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Pending
Application number
JP11144085A
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English (en)
Inventor
Takahiro Sakamoto
隆宏 坂元
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.)
NEC Yonezawa Ltd
Original Assignee
NEC Yonezawa Ltd
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Publication date
Application filed by NEC Yonezawa Ltd filed Critical NEC Yonezawa Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W40/00Arrangements for thermal protection or thermal control
    • H10W40/70Fillings or auxiliary members in containers or in encapsulations for thermal protection or control
    • H10W40/73Fillings or auxiliary members in containers or in encapsulations for thermal protection or control for cooling by change of state

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 効率的に半導体素子等の発熱体の放熱を行
い、電子機器の高性能化、小型化及び薄型化に対処す
る。 【解決手段】 半導体素子等の発熱体が搭載される突起
部4を有するプレート部2と、プレート部2の端部に形
成された複数のフィン3aからなる放熱フィン部3と、
発熱体の搭載位置と放熱フィン部3とにわたって設けら
れたヒートパイプ5とからヒートシンク1を構成する。
プレート部2の平面視の面積を、放熱フィン部3よりも
大きくする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、電子機器に内蔵
される半導体素子等の発熱体を冷却するヒートシンクに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、ノート型コンピュータや携帯
通信機器等の電子機器に内蔵されているICやLSI等
の半導体素子は、ヒートシンクに搭載され、このヒート
シンクによって冷却されて性能を発揮することができる
ようになっている。このヒートシンクとしては、半導体
素子等の発熱体の熱を放熱させる放熱フィンを有するも
のがあり、さらには、放熱フィンへ熱を伝達させるヒー
トパイプが設けられたものも知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年では、
電子機器の高性能化及び小型化に伴って、半導体素子と
しては、その消費電力が上がり、しかも、高い実装密度
にて実装されるため、単位面積当たりの発熱量が非常に
大きくなっている。このような発熱量の増加に対処する
ためには、ヒートシンクの放熱フィンを大きくすれば良
いが、この場合、ヒートシンクの大型化を招いてしま
い、特に、ノート型コンピュータ等の薄型化された電子
機器への適応ができなくなるという問題があった。この
ため、現在では、小型化、薄型化された電子機器におい
ても、効率的に半導体素子等の発熱体の放熱を行うこと
ができるヒートシンクが要求されている。
【0004】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、極めて効率的に半導体素子等の発熱体の放熱を行
い、電子機器の高性能化、小型化及び薄型化に対処する
ことが可能なヒートシンクを提供することを目的として
いる。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載のヒートシンクは、半導体素子等の発
熱体が搭載され、この発熱体を冷却するヒートシンクで
あって、前記発熱体が搭載されるプレート部と、該プレ
ート部に設けられた放熱フィン部と、前記プレート部に
おける前記発熱体の搭載位置と前記放熱フィン部との間
にわたって設けられたヒートパイプとを有してなり、前
記プレート部は、前記放熱フィン部よりも平面視の面積
が大きくされていることを特徴としている。このよう
に、半導体素子等の発熱体が搭載されるプレート部の平
面視の面積を放熱フィン部よりも大きくしたことによ
り、発熱体からの熱を、ヒートパイプによって放熱フィ
ン部に伝達させて放熱させるだけでなく、プレート部全
体へ分散させて放熱させることができ、電子機器の高性
能化に伴って発熱量が大きくなった発熱体に容易に対処
することができる。そして、プレート部を広くしたこと
により、放熱フィン部の小型・薄型化を図ることがで
き、これにより、小型化、特に薄型化された高性能電子
機器に容易に対処することができる。
【0006】請求項2記載のヒートシンクは、請求項1
記載のヒートシンクにおいて、前記プレート部の表面の
前記発熱体の搭載位置に、前記発熱体が搭載可能な突起
部が形成されていることを特徴としている。つまり、発
熱体が搭載される位置に、突起部が形成されているの
で、発熱体の搭載位置がプレート部の表面から突出さ
れ、これにより、発熱体が実装されたプリント基板の他
の実装部品とプレート部との干渉をなくすことができ
る。
【0007】請求項3記載のヒートシンクは、請求項1
または請求項2記載のヒートシンクにおいて、前記プレ
ート部に、前記発熱体の搭載位置を通る複数のヒートパ
イプが設けられていることを特徴としている。このよう
に、複数のヒートパイプによって発熱体の熱を、放熱フ
ィン部及びプレート部全体に極めて迅速に伝達させるこ
とができる
【0008】請求項4記載のヒートシンクは、請求項1
〜3のいずれか1項記載のヒートシンクにおいて、前記
放熱フィン部が、前記プレート部の表裏側に形成された
複数のフィンから構成されていることを特徴としてい
る。すなわち、プレート部の表裏側に形成された複数の
フィンによって放熱フィン部が構成されているので、放
熱フィン部における放熱効率を高めることができる。
【0009】請求項5記載のヒートシンクは、請求項1
〜4のいずれか1項記載のヒートシンクにおいて、前記
放熱フィン部に、ダクトによって連結された冷却ファン
が設けられていることを特徴としている。このように、
冷却ファンと放熱フィン部とがダクトによって連結され
ているので、冷却ファンを作動させた際に、ダクトによ
って放熱フィン部を構成するフィン間へ効率良く空気を
通すことができ、これにより、放熱フィン部における放
熱効率を大幅に向上させ、発熱体の冷却効率を高めるこ
とができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明のヒートシンクの実
施の形態例を図によって説明する。 (第1実施形態例)図1において、符号1は、ヒートシ
ンクである。このヒートシンク1は、平板状に形成され
たプレート部2と、このプレート部2の一端側における
表面側に形成された複数のフィン3aからなる放熱フィ
ン部3とを有しており、アルミニウム等の熱伝導性に優
れた金属材料から形成されている。
【0011】このヒートシンク1は、そのプレート部2
が、放熱フィン部3よりも平面視の面積が大きくされ、
さらに、十分な厚みを有して熱容量と放熱性が高めら
れ、その表面側には、ICやLSI等の半導体素子であ
る発熱体がシリコングリース等を介して密着状態に搭載
される突起部4が形成されている。また、このヒートシ
ンク1のプレート部2には、発熱体が搭載される突起部
4の位置つまり発熱体の搭載位置から放熱フィン部3に
わたって、平面視U字状にヒートパイプ5が配設されて
おり、このヒートパイプ5の内部には、作動液が充填さ
れている。
【0012】そして、上記ヒートシンク1では、突起部
4に搭載された発熱体から発生した熱がプレート部2の
全体に伝わり、その外表面から放熱される。さらに、こ
のプレート部2に伝わった熱は、放熱フィン部3へ直接
伝達され、この放熱フィン部3の各フィン3aから放熱
される。また、発熱体の熱は、ヒートパイプ5によって
放熱フィン部3に迅速に伝達される。そして、この放熱
フィン部3に伝達される熱は、各フィン3aから空気中
に放熱される。
【0013】このように上記ヒートシンク1によれば、
半導体素子等の発熱体が搭載されるプレート部2の平面
視の面積を放熱フィン部3よりも大きくしたことによ
り、発熱体からの熱を、ヒートパイプ5によって放熱フ
ィン部3に伝達させて放熱させるだけでなく、プレート
部2全体へ分散させて放熱させることができ、電子機器
の高性能化に伴って発熱量が大きくなった発熱体に容易
に対処することができる。
【0014】そして、プレート部2を広くしたことによ
り、放熱フィン部3の小型・薄型化を図ることができ、
これにより、小型化、特に薄型化された電子機器に容易
に対処することができる。また、発熱体が搭載される位
置に、突起部4が形成されているので、発熱体の搭載位
置がプレート部2の表面から突出され、これにより、発
熱体が実装されたプリント基板の他の実装部品とプレー
ト部2との干渉をなくすことができる。
【0015】上記ヒートシンク1を用いて発熱体を効率
的に冷却するには、図4及び図5に示すように、放熱フ
ィン部3の近傍に冷却ファン6を設け、この冷却ファン
6によって空気を引き込むことにより、放熱フィン部3
の各フィン3a間に空気を流すようにする。このように
すると、各フィン3a間を流れる空気によって放熱フィ
ン部3の各フィン3aが冷却され、これにより、ヒート
シンク1による発熱体の冷却効率がさらに向上される。
【0016】(第2実施形態例)図6に示すヒートシン
ク1は、発熱体が搭載される搭載位置である突起部4と
放熱フィン部3との間にヒートパイプ5を配設するだけ
でなく、突起部4から放熱フィン部3と反対側へ延ばさ
れたヒートパイプ7を配設したものである。つまり、こ
のヒートシンク1は、発熱体からの熱のプレート部2全
体への伝達を、複数のヒートパイプ7によってさらに効
率良くかつ迅速に行うことができる。
【0017】(第3実施形態例)図7及び図8に示すヒ
ートシンク1は、放熱フィン部3を、プレート部2の表
面側に形成したフィン3aとプレート部2の裏面側に形
成したフィン3bとから構成したものである。つまり、
このヒートシンク1は、放熱フィン部3における表面積
をフィン3bの分増加させて放熱効率を大幅に向上させ
ることができる。
【0018】(第4実施形態例)図9及び図10に示す
ヒートシンク1は、放熱フィン部3と冷却ファン6とを
ダクト8によって連結したものである。つまり、このヒ
ートシンク1は、冷却ファン6を作動させた際に、ダク
ト8によって放熱フィン部3の全てのフィン3a間にバ
ランス良く空気を通すことができ、これにより、放熱フ
ィン部3における放熱効率を大幅に向上させ、発熱体の
冷却効率を高めることができる。
【0019】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明のヒート
シンクによれば下記の効果を得ることができる。請求項
1記載のヒートシンクによれば、半導体素子等の発熱体
が搭載されるプレート部の平面視の面積を放熱フィン部
よりも大きくしたことにより、発熱体からの熱を、ヒー
トパイプによって放熱フィン部に伝達させて放熱させる
だけでなく、プレート部全体へ分散させて放熱させるこ
とができ、電子機器の高性能化に伴って発熱量が大きく
なった発熱体に容易に対処することができる。そして、
プレート部を広くしたことにより、放熱フィン部の小型
・薄型化を図ることができ、これにより、小型化、特に
薄型化された高性能電子機器に容易に対処することがで
きる。
【0020】請求項2記載のヒートシンクによれば、発
熱体が搭載される位置に、突起部が形成されているの
で、発熱体の搭載位置がプレート部の表面から突出さ
れ、これにより、発熱体が実装されたプリント基板の他
の実装部品とプレート部との干渉をなくすことができ
る。
【0021】請求項3記載のヒートシンクによれば、複
数のヒートパイプによって発熱体の熱を、放熱フィン部
及びプレート部全体に極めて迅速に伝達させることがで
きる。
【0022】請求項4記載のヒートシンクによれば、プ
レート部の表裏側に形成された複数のフィンによって放
熱フィン部が構成されているので、放熱フィン部におけ
る放熱効率を高めることができる。
【0023】請求項5記載のヒートシンクによれば、冷
却ファンと放熱フィン部とがダクトによって連結されて
いるので、冷却ファンを作動させた際に、ダクトによっ
て放熱フィン部を構成するフィン間へ効率良く空気を通
すことができ、これにより、放熱フィン部における放熱
効率を大幅に向上させ、発熱体の冷却効率を高めること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態例のヒートシンクの構
成及び構造を説明するヒートシンクの平面図である。
【図2】 本発明の第1実施形態例のヒートシンクの構
成及び構造を説明するヒートシンクの断面図である。
【図3】 本発明の第1実施形態例のヒートシンクの構
成及び構造を説明するヒートシンクの正面図である。
【図4】 本発明の第1実施形態例のヒートシンクの構
成及び構造を説明するヒートシンクの平面図である。
【図5】 本発明の第1実施形態例のヒートシンクの構
成及び構造を説明するヒートシンクの断面図である。
【図6】 本発明の第2実施形態例のヒートシンクの構
成及び構造を説明するヒートシンクの平面図である。
【図7】 本発明の第3実施形態例のヒートシンクの構
成及び構造を説明するヒートシンクの断面図である。
【図8】 本発明の第3実施形態例のヒートシンクの構
成及び構造を説明するヒートシンクの正面図である。
【図9】 本発明の第4実施形態例のヒートシンクの構
成及び構造を説明するヒートシンクの平面図である。
【図10】 本発明の第4実施形態例のヒートシンクの
構成及び構造を説明するヒートシンクの断面図である。
【符号の説明】
1 ヒートシンク 2 プレート部 3 放熱フィン部 3a、3b フィン 4 突起部 5、7 ヒートパイプ 6 冷却ファン 8 ダクト

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体素子等の発熱体が搭載され、この
    発熱体を冷却するヒートシンクであって、 前記発熱体が搭載されるプレート部と、該プレート部に
    設けられた放熱フィン部と、前記プレート部における前
    記発熱体の搭載位置と前記放熱フィン部との間にわたっ
    て設けられたヒートパイプとを有してなり、 前記プレート部は、前記放熱フィン部よりも平面視の面
    積が大きくされていることを特徴とするヒートシンク。
  2. 【請求項2】 前記プレート部の表面には、前記発熱体
    の搭載位置に、前記発熱体が搭載可能な突起部が形成さ
    れていることを特徴とする請求項1記載のヒートシン
    ク。
  3. 【請求項3】 前記プレート部には、前記発熱体の搭載
    位置を通る複数のヒートパイプが設けられていることを
    特徴とする請求項1または請求項2記載のヒートシン
    ク。
  4. 【請求項4】 前記放熱フィン部は、前記プレート部の
    表裏側に形成された複数のフィンから構成されているこ
    とを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載のヒー
    トシンク。
  5. 【請求項5】 前記放熱フィン部には、ダクトによって
    連結された冷却ファンが設けられていることを特徴とす
    る請求項1〜4のいずれか1項記載のヒートシンク。
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US6399877B1 (en) 2002-06-04

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