JPH11193995A - ヒートシンク - Google Patents
ヒートシンクInfo
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- JPH11193995A JPH11193995A JP9367764A JP36776497A JPH11193995A JP H11193995 A JPH11193995 A JP H11193995A JP 9367764 A JP9367764 A JP 9367764A JP 36776497 A JP36776497 A JP 36776497A JP H11193995 A JPH11193995 A JP H11193995A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
- F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
- B21K25/00—Uniting components to form integral members, e.g. turbine wheels and shafts, caulks with inserts, with or without shaping of the components
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
- F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
ンクを提供する。 【解決手段】 発熱もしくは吸熱する熱交換対象箇所の
表面に熱授受可能に設けられるベース7中に、複数のフ
ィン8の一端部を一体に鋳込んで、それらのフィン8を
ベース7に対して起立状態に組み付けたヒートシンク9
において、ベース7の表面のうちのフィン8との連結箇
所に、そのベース7と同じ材料によって一体に形成さ
れ、かつフィン8の外周部を鋳込んだ状態でフィン8の
他端部に向けて延びる突出部10が設けられている。
Description
器や熱伝達装置等において熱交換面積を増大させるため
のヒートシンクに関し、特に加圧鋳造法によって製造で
きるヒートシンクに関するものである。
放熱面積あるいは吸熱面積を拡大して熱交換能力を向上
させるために、ヒートシンクを備えることは周知の通り
である。
4に示すヒートシンク1は、互いに平行とされた複数枚
の平板状のフィン本体2が平板状のベース3の上面から
垂直上方に延ばされた構成であり、例えばアルミ合金を
材料とした押し出し成型法によって製造される。また、
図5に示すヒートシンク1は、フィン本体2を平板状に
替えて円柱形状に形成した構成であり、例えば銅合金を
材料とした鍛造によって製造される。
一の材料からフィン本体2とベース3とを一体に加工す
る方法であるから、図6に示すように、この種の方法に
よって製造し得るフィン本体2は、厚さ(t)が最小で
2mm程度が限度であり、また、厚さ(t)を2mmに
設定した場合のフィン本体2の高さ(h)は、最大で2
0mm程度が限度である。したがって、これらの製法に
おけるフィン本体2の厚さ(t)と高さ(h)との比率
(C)は、C=h/t≦20/2=10として表され
る。さらに、各フィン本体2の間のピッチ(p)として
は、最小で5mm以上が必要とされている。
よる製造方法によって得られる従来のヒートシンク1で
は、フィン本体2を薄くかつ高く形成することができ
ず、また、ベース3の表面積に対して備えられるフィン
本体2の枚数(本数)も少ないことから、充分な熱交換
面積を得ることができなかった。
て、加圧鋳造製法を採用したヒートシンクが提案されて
おり、これを図7を参照して簡単に説明する。この種の
ヒートシンク4は、予め所定形状に形成した複数枚の圧
延板を互いにほぼ平行に保持した状態で、それらの圧延
板の各下端部のうちの例えば2mm程度を一体に鋳込む
ように溶湯を加圧鋳造させて、平板状のベース5と一体
化させた構成である。
がフィン本体6として採用されるから、フィン本体6に
おける薄さと高さとの両立が可能になるとともに、各フ
ィン本体6のピッチを狭く設定することができ、その結
果、ヒートシンク4としての熱交換面積を上記従来のも
のに比べて大きくすることができる。
のヒートシンク4では、フィン本体6とベース5との連
結箇所に緩みが生じ、フィン本体6がベース5から抜け
出るおそれが多分にあった。これは、フィン本体6とベ
ース5との連結箇所に作用する荷重がフィン本体6の高
さに比例して大きくなることや、元来、フィン本体6と
ベース5とが別部材であって、ベース5自体を厚く形成
して、ベース5に対するフィン本体6の挿入深さを大き
くするとしても限度があることなどによるものである。
つ高くて、充分な強度を備えた構成のヒートシンクが開
発されていないのが実情であった。
ので、熱交換面積が大きく、強固な構成のヒートシンク
を提供することを目的とするものである。
的を達成するために、請求項1に記載した発明は、発熱
もしくは吸熱する熱交換対象箇所の表面に熱授受可能に
設けられるベース中に、複数のフィンの一端部を一体に
鋳込んで、それらのフィンをベースに対して起立状態に
組み付けたヒートシンクにおいて、前記ベースの表面の
うちのフィンとの連結箇所に、そのベースと同じ材料に
よって一体に形成され、かつ前記フィンの外周部を鋳込
んだ状態でフィンの他端部に向けて延びる突出部が設け
られていることを特徴とするものである。
ースとフィンとの接触面積が突出部の分だけ大きいこと
に加えて、各フィンの基端部がベースの表面方向におい
て支持されているから、ベースとフィンとの連結が強化
され、その結果、フィンがベースから抜け出ることが確
実に防止される。換言すれば、ベースとフィンとの連結
が強固な構成のヒートシンクとなる。なお、ベースを全
域に亘って厚くした構成ではないから、ヒートシンク自
体が過度に重くならない。
出部が、前記ベースの表面のうちの突出部以外の部分に
前記フィンを起立状態に取り付けた構成と比較して、1
5%以上大きいフィンとの接触面積を有していることを
特徴とするものである。
ースと各フィンとの接触面積が充分に確保されるから、
ベースと各フィンとの連結箇所の強度がより一層向上す
る。
を図1に基づいて説明する。ここに示す例は、平板状の
フィン本体を採用した例である。ベース7の図1での上
面部には、複数枚のフィン本体8が鉛直上方に延びた状
態に取り付けられており、これらのベース7とフィン本
体8とによってヒートシンク9が構成されている。ベー
ス7は、一例として厚さが1〜3mm程度のほぼ正方形
あるいは長方形の板状体であって、CuあるいはCu合
金を鋳造することによって形成される。
て厚さ(t)が1.5mmで、高さ(h1)が20mm
の平板体を成している。なお、フィン本体8の材料とし
ては、AlあるいはAl合金からなる圧延材が採用され
ている。フィン本体8における厚さ(t)と高さ(h)
との比率(C)は、C=h/t≦20/0.5=40と
して表される。また、各フィン本体8の間のピッチ
(p)は、2mmに設定されている。
体8を挟んだ左右両側の箇所は、各フィン本体8の側面
に沿って上方に隆起しており、この部分が突出部10と
して形成されている。これに対して、ベース7の上面部
のうち突出部10以外の箇所、すなわち、突出部10同
士の間の部分は、互いに厚さの等しい平坦部20となっ
ている。なお、ベース7に対するフィン本体8の挿入深
さは、平坦部20から1〜2mmとされている。
8を挟んで対向する三角状断面の突起である。また、こ
の具体例では、ベース7の平坦部20に対する突出部1
0の高さ(h2)は、平坦部20にフィン本体8を起立
状態に取り付けた構成と比べて、フィン本体8との接触
面積が約15%増大した高さに設定されている。換言す
れば、突出部10と各フィン本体8との接触面積は、フ
ィン本体8を平坦部20に起立状態に取り付けた構成に
対して15%程度大きく採られている。このように、フ
ィン本体8は、その基端箇所の外周部がベース7と同じ
材料から一体に形成された突出部10により覆われて支
持されている。
材料との他の組み合わせとしては、Al−Mg、Al−
グラファイト、Al−カーボンファイバ等が挙げられ
る。これらの中から可及的に熱伝導率の高く、かついわ
ゆる鋳造性のよい材料を選択することが好ましい。ま
た、フィン本体8の表面にZnあるいはSn等のメッキ
を施してもよく、このようによれば、ベース7を形成す
る溶湯との相性が良好になる。
トシンク9によれば、各フィン本体8のベース7に鋳込
まれる実質上の面積が従来に比べて15%程度増大する
ことに加えて、各フィン本体8の基端部を図1での横方
向から支持するから、両部材の連結が強化され、ベース
7からフィン本体8が抜け出ることが確実に防止され
る。なお、圧延材からなるフィン本体8を加圧鋳造によ
ってベース7に取り付ける製法が採用されているから、
フィン本体8を薄くかつ高く構成でき、しかもピッチ
(p)を狭く設定できるために、全体としての熱交換面
積が大きくなる。したがって、構成が強固で熱交換面積
の大きいヒートシンク9を得ることができる。
具体的には、フィン本体8とベース5との取り付け方法
としては、例えば従来知られた加圧鋳造製法を基に行う
ことができる。すなわち、図2に示すように、複数枚の
フィン本体8の各上端部を上記のピッチおよび姿勢で上
型11(可動型11)に保持させる。その場合、各フィ
ン本体8の下端部が、下型12(固定型12)の内部空
間に1〜2mm程度突出するように保持する。この寸法
が、上述のベース7に対するフィン本体8の挿入深さと
なる。なお、上型11の底面部には、突出部10に倣っ
た形状の窪みが設けられている。
面に形成されている。また、この固定型12には、ベー
ス7の素材であるCuの溶湯13を図2での下方から上
方に向けて押圧する構成の加圧パンチ14が備えられて
いる。そして、上記の状態から、図3に示すように、加
圧パンチ14を可動型11に向けて矢印方向に移動さ
せ、溶湯13に対して圧力を加える。その場合、各フィ
ン本体8の下端部の1〜2mm程度が溶湯13中に挿入
される。フィン本体8の下端部がCuの溶湯13に接触
すると、Cuの融点に対してAlの融点が低いためにフ
ィン本体8の表面が溶かされる。そして、溶湯13およ
びフィン本体8の材料が共に凝固すると、ベース7とフ
ィン本体8とが一体に連結する。
ば、作業が完了する。その結果、ベース7中に空孔欠陥
の殆どなく、しかもベース7とフィン本体8とが強固に
連結したヒートシンク9を得ることができる。すなわ
ち、この具体例のヒートシンク9では、フィン本体8の
基端部がベース7に埋設されており、またその基端部を
覆うようにベース7の表面からフィン本体8の上端部に
向けて延びる突出部10がベース7に一体的に形成され
た構成となっている。
体を例示したが、この発明は上記具体に限定されるもの
ではなく、フィン本体の形状としては例えば波状に湾曲
した薄板や円柱形状あるいは角柱形状でもよい。なお、
フィン本体は、圧延材に限定されず、切削加工によって
形成されたものあるいは鋳造によって形成されたものな
どを採用することができる。更に、突出部の形状は、例
示したものに限定されず、例えば矩形断面でもよい。
1の発明によれば、ベースの表面のうちのフィンとの連
結箇所に、ベースと同じ材料によって一体に形成され、
かつフィンの外周部を鋳込んだ状態でフィン他端部に向
けて延びる突出部が設けられているから、従来に比べて
フィンとベースとの連結強度を向上させることができ、
換言すれば、熱交換面積が大きく、強固な構成のヒート
シンクを得ることができる。
のうちの突出部以外の部分にフィンを起立状態に取り付
けた構成と比較して、突出部が15%以上大きいフィン
との接触面積を有しているから、ベースと各フィン本体
との連結箇所の強度をより一層向上させることができ
る。
す断面図である。
を示す模式図である。
式図である。
ある。
さと高さの関係を示す模式図である。
クを示す断面図である。
10…突出部、 120…平坦部。
Claims (2)
- 【請求項1】 発熱もしくは吸熱する熱交換対象箇所の
表面に熱授受可能に設けられるベース中に、複数のフィ
ンの一端部を一体に鋳込んで、それらのフィンをベース
に対して起立状態に組み付けたヒートシンクにおいて、 前記ベースの表面のうちのフィンとの連結箇所に、その
ベースと同じ材料によって一体に形成され、かつ前記フ
ィンの外周部を鋳込んだ状態でフィンの他端部に向けて
延びる突出部が設けられていることを特徴とするヒート
シンク。 - 【請求項2】 前記突出部が、前記ベースの表面のうち
の突出部以外の部分に前記フィンを起立状態に取り付け
た構成と比較して、15%以上大きいフィンとの接触面
積を有していることを特徴とする請求項1に記載のヒー
トシンク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36776497A JP3764267B2 (ja) | 1997-12-29 | 1997-12-29 | ヒートシンク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36776497A JP3764267B2 (ja) | 1997-12-29 | 1997-12-29 | ヒートシンク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11193995A true JPH11193995A (ja) | 1999-07-21 |
| JP3764267B2 JP3764267B2 (ja) | 2006-04-05 |
Family
ID=18490140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36776497A Expired - Fee Related JP3764267B2 (ja) | 1997-12-29 | 1997-12-29 | ヒートシンク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3764267B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005537633A (ja) * | 2002-06-28 | 2005-12-08 | アドバンスド、エナジー、テクノロジー、インコーポレーテッド | 金属製母体とグラファイトフィンとを備えた複合ヒートシンク |
| JP2008012593A (ja) * | 2007-10-02 | 2008-01-24 | Nippon Light Metal Co Ltd | 金属部材接合方法 |
| KR101382454B1 (ko) * | 2011-08-17 | 2014-04-08 | 현대모비스 주식회사 | 헤드램프의 방열장치 |
| US20210054787A1 (en) * | 2018-03-05 | 2021-02-25 | Sumitomo Precision Products Co., Ltd. | Heat Exchanger for Aircraft Engine |
-
1997
- 1997-12-29 JP JP36776497A patent/JP3764267B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005537633A (ja) * | 2002-06-28 | 2005-12-08 | アドバンスド、エナジー、テクノロジー、インコーポレーテッド | 金属製母体とグラファイトフィンとを備えた複合ヒートシンク |
| JP2008012593A (ja) * | 2007-10-02 | 2008-01-24 | Nippon Light Metal Co Ltd | 金属部材接合方法 |
| KR101382454B1 (ko) * | 2011-08-17 | 2014-04-08 | 현대모비스 주식회사 | 헤드램프의 방열장치 |
| US20210054787A1 (en) * | 2018-03-05 | 2021-02-25 | Sumitomo Precision Products Co., Ltd. | Heat Exchanger for Aircraft Engine |
| US12104534B2 (en) * | 2018-03-05 | 2024-10-01 | Sumitomo Precision Products Co., Ltd. | Heat exchanger for aircraft engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3764267B2 (ja) | 2006-04-05 |
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