JPH1174428A - ヒートシンクおよびその製造方法 - Google Patents
ヒートシンクおよびその製造方法Info
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- JPH1174428A JPH1174428A JP24613697A JP24613697A JPH1174428A JP H1174428 A JPH1174428 A JP H1174428A JP 24613697 A JP24613697 A JP 24613697A JP 24613697 A JP24613697 A JP 24613697A JP H1174428 A JPH1174428 A JP H1174428A
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Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型、軽量で、改善された放熱効果を有する
半導体素子あるいはプリント基板などの冷却用ヒートシ
ンクを提供する。 【解決手段】 複数の開口部を穿設した放熱片が、開口
部が互いに対向するよう平板上に多数並設されている。
放熱片と平板がアルミニウムからなり、一体に成形され
ていることが好ましい。
半導体素子あるいはプリント基板などの冷却用ヒートシ
ンクを提供する。 【解決手段】 複数の開口部を穿設した放熱片が、開口
部が互いに対向するよう平板上に多数並設されている。
放熱片と平板がアルミニウムからなり、一体に成形され
ていることが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子あるい
はプリント基板などを冷却するためのヒートシンク、と
くに薄肉、軽量で、改善された放熱効果を有するヒート
シンクおよびその製造方法に関する。
はプリント基板などを冷却するためのヒートシンク、と
くに薄肉、軽量で、改善された放熱効果を有するヒート
シンクおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、半導体素子などの内部で発生す
る熱を放熱し、半導体素子の動作温度範囲にジャンクシ
ョン温度を下げるため、ヒートシンクが使用されてい
る。
る熱を放熱し、半導体素子の動作温度範囲にジャンクシ
ョン温度を下げるため、ヒートシンクが使用されてい
る。
【０００３】従来、ヒートシンクとしては、小型、軽
量、放熱特性の観点から、例えば、図１２に示すよう
に、平板１７上に多数のフィン１８を並設した種々の寸
法のアルミニウムの押出形材１６からなるヒートシンク
が使用されている。通常、押出形材製ヒートシンクは、
表面処理無しの状態、陽極酸化処理された状態、または
陽極酸化処理後に着色工程（染色、二次電解着色など）
により黒色に表面処理された状態で使用される。
量、放熱特性の観点から、例えば、図１２に示すよう
に、平板１７上に多数のフィン１８を並設した種々の寸
法のアルミニウムの押出形材１６からなるヒートシンク
が使用されている。通常、押出形材製ヒートシンクは、
表面処理無しの状態、陽極酸化処理された状態、または
陽極酸化処理後に着色工程（染色、二次電解着色など）
により黒色に表面処理された状態で使用される。
【０００４】半導体素子は、平板１７のフィン１８と反
対側の面に固定され、自然空冷、強制冷却により、半導
体素子の内部で発生する熱をフィン１８を通じて放熱さ
せる。図１２に示すような形状の押出形材製ヒートシン
クにおいても、高い放熱効果が発揮され、放熱片となる
フィン１８の肉厚ｗを薄くしたり、フィン間隔ｄを狭く
することにより、軽量化するとともに放熱性能を改善す
ることは可能であるが、押出性の点で、例えば、フィン
の厚さを１ｍｍ未満とすることは難しく、小型、軽量化
の面では限界がある。
対側の面に固定され、自然空冷、強制冷却により、半導
体素子の内部で発生する熱をフィン１８を通じて放熱さ
せる。図１２に示すような形状の押出形材製ヒートシン
クにおいても、高い放熱効果が発揮され、放熱片となる
フィン１８の肉厚ｗを薄くしたり、フィン間隔ｄを狭く
することにより、軽量化するとともに放熱性能を改善す
ることは可能であるが、押出性の点で、例えば、フィン
の厚さを１ｍｍ未満とすることは難しく、小型、軽量化
の面では限界がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、アルミニウ
ム押出形材からなるヒートシンクにおける上記従来の難
点を解消するためになされたものであり、その目的は、
放熱片を薄肉化するとともに、熱伝達面積を拡大し、い
ずれの方向からの通風も的確にとらえて、さらに高性能
冷却を行うことを可能としたヒートシンクおよびその製
造方法を提供することにある。
ム押出形材からなるヒートシンクにおける上記従来の難
点を解消するためになされたものであり、その目的は、
放熱片を薄肉化するとともに、熱伝達面積を拡大し、い
ずれの方向からの通風も的確にとらえて、さらに高性能
冷却を行うことを可能としたヒートシンクおよびその製
造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明によるヒートシンクは、複数の開口部を穿設
した放熱片が、開口部が互いに対向するよう平板上に多
数並設されていることを特徴とする。また、放熱片およ
び平板がアルミニウムからなり、放熱片と平板とが一体
に成形されていることを第２の特徴とする。
めの本発明によるヒートシンクは、複数の開口部を穿設
した放熱片が、開口部が互いに対向するよう平板上に多
数並設されていることを特徴とする。また、放熱片およ
び平板がアルミニウムからなり、放熱片と平板とが一体
に成形されていることを第２の特徴とする。
【０００７】本発明によるヒートシンクの製造方法は、
上壁部および下壁部をそなえ、該上壁部および下壁部の
間に隔壁部を介して複数の開口部を縦方向に列設したア
ルミニウムまたはアルミニウム合金の形材を押出成形
し、該押出成形形材の上壁部、下壁部の一方と隔壁部を
横方向に間隔をあけて所定幅つづ切削し、複数の開口部
を穿設した放熱片が、開口部が互いに対向するよう平板
上に多数並設された形状とすることを第１の特徴とす
る。
上壁部および下壁部をそなえ、該上壁部および下壁部の
間に隔壁部を介して複数の開口部を縦方向に列設したア
ルミニウムまたはアルミニウム合金の形材を押出成形
し、該押出成形形材の上壁部、下壁部の一方と隔壁部を
横方向に間隔をあけて所定幅つづ切削し、複数の開口部
を穿設した放熱片が、開口部が互いに対向するよう平板
上に多数並設された形状とすることを第１の特徴とす
る。
【０００８】また、板材を曲成してなる偏平管の内部に
コルゲート状に成形した波形板を偏平管の縦方向に挿入
して一体化した後、該偏平管を、横方向に間隔をあけて
所定幅つづ切削し、複数の開口部を穿設した放熱片が、
開口部が互いに対向するよう平板上に多数並設された形
状とすることを第２の特徴とする。
コルゲート状に成形した波形板を偏平管の縦方向に挿入
して一体化した後、該偏平管を、横方向に間隔をあけて
所定幅つづ切削し、複数の開口部を穿設した放熱片が、
開口部が互いに対向するよう平板上に多数並設された形
状とすることを第２の特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明においては、図１〜３に示
すように、複数の開口部４を穿設した放熱片３が、平板
２の上に複数列並設されることによりヒートシンク１が
形成される。５、６、７は、それぞれ放熱片３に設けた
複数の開口部４を画定する上縁部、中間縁部、側縁部で
ある。
すように、複数の開口部４を穿設した放熱片３が、平板
２の上に複数列並設されることによりヒートシンク１が
形成される。５、６、７は、それぞれ放熱片３に設けた
複数の開口部４を画定する上縁部、中間縁部、側縁部で
ある。
【００１０】隣接する放熱片３、３の開口部４、４は互
いに対向して位置し、多数並設された放熱片の開口部
は、放熱片と直角方向に連通しているのが好ましく、こ
のような放熱片および開口部の配列によって、放熱片の
方向、放熱片と直角方向のいずれからの通風も的確にと
らえることができ、放熱性能が高められる。小型化、軽
量化の観点から、放熱片３と平板２はアルミニウムから
なり、これらは一体の成形されていることが好ましい。
いに対向して位置し、多数並設された放熱片の開口部
は、放熱片と直角方向に連通しているのが好ましく、こ
のような放熱片および開口部の配列によって、放熱片の
方向、放熱片と直角方向のいずれからの通風も的確にと
らえることができ、放熱性能が高められる。小型化、軽
量化の観点から、放熱片３と平板２はアルミニウムから
なり、これらは一体の成形されていることが好ましい。
【００１１】図１〜３に示すヒートシンク１では、放熱
片３の開口部４は一列に設けたが、例えば、図４に示す
ように、放熱片３の開口部４は二列に設けてもよく、ま
た、図５に示すように、放熱効果を高めるために、開口
部４の内部に突条１２を設けてもよい。突条は上縁部５
の外側に設けることもできる。さらに、図６に示すよう
に、蛇行状の中間縁部１３により開口部４を形成するこ
ともでき、放熱片３の断面形状、開口部４の形状、配列
は、放熱特性、用途などに応じて適宜選択することがで
きる。
片３の開口部４は一列に設けたが、例えば、図４に示す
ように、放熱片３の開口部４は二列に設けてもよく、ま
た、図５に示すように、放熱効果を高めるために、開口
部４の内部に突条１２を設けてもよい。突条は上縁部５
の外側に設けることもできる。さらに、図６に示すよう
に、蛇行状の中間縁部１３により開口部４を形成するこ
ともでき、放熱片３の断面形状、開口部４の形状、配列
は、放熱特性、用途などに応じて適宜選択することがで
きる。
【００１２】図１〜５に示すヒートシンク１を製造する
ための好ましい態様は、図５に示すように、まず、上壁
部９および下壁部１０をそなえ、上壁部９および下壁部
１０の間に隔壁部１１を介して複数の開口部４を縦方向
（Ｘ方向）に列設したアルミニウムの形材８を押出成形
する。
ための好ましい態様は、図５に示すように、まず、上壁
部９および下壁部１０をそなえ、上壁部９および下壁部
１０の間に隔壁部１１を介して複数の開口部４を縦方向
（Ｘ方向）に列設したアルミニウムの形材８を押出成形
する。
【００１３】ついで、図８に示すように、押出成形形材
８の上壁部９、隔壁部１１を横方向（Ｙ方向）に間隔ｄ
をあけて所定幅ｗつづ、平行に形削り加工を行う。その
結果、下壁部１０は切削されることなく残り、これが平
板２を形成して、複数の開口部４を穿設した放熱片３
が、開口部４が互いに対向するよう平板２上に並設され
た形状のヒートシンク１が成形される。
８の上壁部９、隔壁部１１を横方向（Ｙ方向）に間隔ｄ
をあけて所定幅ｗつづ、平行に形削り加工を行う。その
結果、下壁部１０は切削されることなく残り、これが平
板２を形成して、複数の開口部４を穿設した放熱片３
が、開口部４が互いに対向するよう平板２上に並設され
た形状のヒートシンク１が成形される。
【００１４】図６に示すヒートシンクを製造するための
好ましい態様は、図９に示すように、まず、アルミニウ
ムなどの板材を曲成して偏平管１４を形成し、図１０に
示すように、コルゲート状に成形されたアルミニウムな
どの波形板１５を偏平管１４内に縦方向に挿入して、ろ
う付け、溶接などの手段により偏平管１４の端部１４
Ａ、１４Ｂを接合するとともに、波形板１５を偏平管１
４の内壁部に接合して、これらを一体化する。
好ましい態様は、図９に示すように、まず、アルミニウ
ムなどの板材を曲成して偏平管１４を形成し、図１０に
示すように、コルゲート状に成形されたアルミニウムな
どの波形板１５を偏平管１４内に縦方向に挿入して、ろ
う付け、溶接などの手段により偏平管１４の端部１４
Ａ、１４Ｂを接合するとともに、波形板１５を偏平管１
４の内壁部に接合して、これらを一体化する。
【００１５】ついで、図１１に示すように、波形板１５
が装着された偏平管１４を、図８に示す押出成形形材８
の場合と同様に、横方向（Ｙ方向）に間隔ｄをあけて所
定幅ｗつづ、平行に形削り加工を行う。その結果、偏平
管１４の下壁部は切削されることなく残り、これが平板
２を形成して、複数の開口部４を穿設した放熱片３が、
開口部４が互いに対向するよう平板２上に並設された形
状のヒートシンク１が成形される。
が装着された偏平管１４を、図８に示す押出成形形材８
の場合と同様に、横方向（Ｙ方向）に間隔ｄをあけて所
定幅ｗつづ、平行に形削り加工を行う。その結果、偏平
管１４の下壁部は切削されることなく残り、これが平板
２を形成して、複数の開口部４を穿設した放熱片３が、
開口部４が互いに対向するよう平板２上に並設された形
状のヒートシンク１が成形される。
【００１６】この場合、偏平管１４を形成するアルミニ
ウム板材を、アルミニウム合金の芯材にＡｌ−Ｓｉ系、
Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系のろう材をクラッドしたブレージン
グシートで構成し、ろう材を板材の両面または偏平管１
４の内面となる側にクラッドするようにすれば、アルミ
ニウム板材を曲成して図９に示す形状とし、図１０に示
すアルミニウムの波形板１５を挿入して、治具で固定
し、ろう付け炉に装入してろう付け（フラックスろう付
け、またはフラックス無しろう付け）を行うことによっ
て、偏平管の突き合わせ端部１４Ａ、１４Ｂの接合、波
形板１４の偏平管内への接合を同時に行うことができ
る。
ウム板材を、アルミニウム合金の芯材にＡｌ−Ｓｉ系、
Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系のろう材をクラッドしたブレージン
グシートで構成し、ろう材を板材の両面または偏平管１
４の内面となる側にクラッドするようにすれば、アルミ
ニウム板材を曲成して図９に示す形状とし、図１０に示
すアルミニウムの波形板１５を挿入して、治具で固定
し、ろう付け炉に装入してろう付け（フラックスろう付
け、またはフラックス無しろう付け）を行うことによっ
て、偏平管の突き合わせ端部１４Ａ、１４Ｂの接合、波
形板１４の偏平管内への接合を同時に行うことができ
る。
【００１７】また、図１２に示すような従来のアルミニ
ウム押出形材製ヒートシンク１６を複数段積層して一体
化した後、図８に示す方式に従って、横方向に平行に形
削り加工することによっても本発明のヒートシンクを製
造することが可能である。
ウム押出形材製ヒートシンク１６を複数段積層して一体
化した後、図８に示す方式に従って、横方向に平行に形
削り加工することによっても本発明のヒートシンクを製
造することが可能である。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して説
明する。 実施例 図７に示す形状のアルミニウム合金形材（Ａ６０６３Ｓ
−Ｔ５材、寸法：高さ５ｍｍ、幅１００ｍｍ、壁部厚さ
０．５ｍｍ、開口部数２２個）を押出成形し、この押出
成形形材を、図８に示すように、横方向（Ｙ方向）に、
間隔５ｍｍ、幅１ｍｍで平行に形削り加工した。
明する。 実施例 図７に示す形状のアルミニウム合金形材（Ａ６０６３Ｓ
−Ｔ５材、寸法：高さ５ｍｍ、幅１００ｍｍ、壁部厚さ
０．５ｍｍ、開口部数２２個）を押出成形し、この押出
成形形材を、図８に示すように、横方向（Ｙ方向）に、
間隔５ｍｍ、幅１ｍｍで平行に形削り加工した。
【００１９】その結果、厚さ０．５ｍｍの平板上に、
０．５ｍｍ厚さの上壁部、下壁部および隔壁部に囲まれ
た開口部４が２２個一列に列設された放熱片３（厚さ１
ｍｍ）を５ｍｍ間隔で並設したヒートシンクが成形され
た。
０．５ｍｍ厚さの上壁部、下壁部および隔壁部に囲まれ
た開口部４が２２個一列に列設された放熱片３（厚さ１
ｍｍ）を５ｍｍ間隔で並設したヒートシンクが成形され
た。
【００２０】一方、比較のために、図１２に示す形状の
アルミニウム合金押出形材（Ａ６０６３Ｓ−Ｔ５材、寸
法：幅Ｗは１００ｍｍ、フィンの厚さｗは基部１．２ｍ
ｍ、先端部１ｍｍ、フィン間隔ｄは５ｍｍ、フィン高さ
８ｍｍ）を作製した。
アルミニウム合金押出形材（Ａ６０６３Ｓ−Ｔ５材、寸
法：幅Ｗは１００ｍｍ、フィンの厚さｗは基部１．２ｍ
ｍ、先端部１ｍｍ、フィン間隔ｄは５ｍｍ、フィン高さ
８ｍｍ）を作製した。
【００２１】両者を２００ｍｍ長さとし、陽極酸化処理
後、染色により黒色に表面仕上げした後、放熱片および
フィンと反対側の平板面に半導体素子を実装し、自然空
冷によって放熱性能を比較したところ、本発明によるヒ
ートシンクは比較品と比べて数倍の性能向上が認められ
た。
後、染色により黒色に表面仕上げした後、放熱片および
フィンと反対側の平板面に半導体素子を実装し、自然空
冷によって放熱性能を比較したところ、本発明によるヒ
ートシンクは比較品と比べて数倍の性能向上が認められ
た。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、伝熱面積が拡大し、放
熱面に指向性がなく、どの方向からの通風も的確にとら
えることができ、きわめて優れた放熱効果が期待できる
ヒートシンクが提供される。
熱面に指向性がなく、どの方向からの通風も的確にとら
えることができ、きわめて優れた放熱効果が期待できる
ヒートシンクが提供される。
【００２３】偏平多孔管状材のホロー押出材を素材とし
て適用できるから、従来のソリッド押出によるフィン付
平板のものより薄肉化が可能で、壁部の厚さが１ｍｍ未
満、例えば０．２〜０．５ｍｍ程度のものの製作も可能
であるから、ヒートシンクの一層の小型化、軽量化が期
待できる。また、本発明のヒートシンクは薄肉のため、
簡単に曲げ加工が行うことができるから、例えば、ヒー
トシンクの端部を折曲げることなどにより設置スペース
を小さくすることが可能となる。
て適用できるから、従来のソリッド押出によるフィン付
平板のものより薄肉化が可能で、壁部の厚さが１ｍｍ未
満、例えば０．２〜０．５ｍｍ程度のものの製作も可能
であるから、ヒートシンクの一層の小型化、軽量化が期
待できる。また、本発明のヒートシンクは薄肉のため、
簡単に曲げ加工が行うことができるから、例えば、ヒー
トシンクの端部を折曲げることなどにより設置スペース
を小さくすることが可能となる。
【００２４】さらに、本発明のヒートシンクによれば、
自然空冷により十分高い放熱性能を得ることができるか
ら、メンテナンスフリーであり、コスト面でも有利であ
る。強制冷却によれば、さらに高い放熱効果が得られ
る。また、押出加工と切削の組合わせにより製造できる
から量産性にも優れている。
自然空冷により十分高い放熱性能を得ることができるか
ら、メンテナンスフリーであり、コスト面でも有利であ
る。強制冷却によれば、さらに高い放熱効果が得られ
る。また、押出加工と切削の組合わせにより製造できる
から量産性にも優れている。
【図１】本発明によるヒートシンクの１実施例を示す一
部斜視図である。
部斜視図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】図１の側面図である。
【図４】本発明によるヒートシンクの他の実施例を示す
正面図である。
正面図である。
【図５】本発明によるヒートシンクのさらに他の実施例
を示す正面図である。
を示す正面図である。
【図６】本発明によるヒートシンクのさらに別の実施例
を示す正面図である。
を示す正面図である。
【図７】本発明によるヒートシンクを製造するための素
材となる押出加工材を示す一部斜視図である。
材となる押出加工材を示す一部斜視図である。
【図８】図５の押出加工材を切削加工して、本発明のヒ
ートシンクを作製する過程を示す一部斜視図である。
ートシンクを作製する過程を示す一部斜視図である。
【図９】本発明のヒートシンクを製造するための偏平管
の成形を示す正面図である。
の成形を示す正面図である。
【図１０】本発明のヒートシンクを製造するための波形
板の一部斜視図である。
板の一部斜視図である。
【図１１】波形板を装着した偏平管を切削加工して、本
発明のヒートシンクを作製する過程を示す一部斜視図で
ある。
発明のヒートシンクを作製する過程を示す一部斜視図で
ある。
【図１２】従来のヒートシンクの例を示す一部斜視図で
ある。
ある。
１ ヒートシンク ２ 平板 ３ 放熱片 ４ 開口部 ５ 上縁部 ６ 中間縁部 ７ 側縁部 ８ 形材 ９ 上壁部 10 下壁部 11 隔壁部 12 突条 13 蛇行状の中間縁部 14 偏平管 15 波形板 16 押出形材 17 平板 18 フィン
Claims (4)
- 【請求項１】 複数の開口部を穿設した放熱片が、開口
部が互いに対向するよう平板上に多数並設されているこ
とを特徴とするヒートシンク。 - 【請求項２】 放熱片および平板がアルミニウム（アル
ミニウム合金を含む。以下同じ）からなり、放熱片と平
板とが一体に成形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。 - 【請求項３】 上壁部および下壁部をそなえ、該上壁部
および下壁部の間に隔壁部を介して縦方向に延びる複数
の開口部を設けたアルミニウムの形材を押出成形し、該
押出成形形材の上壁部、下壁部の一方と隔壁部を横方向
に間隔をあけて所定幅つづ切削し、複数の開口部を穿設
した放熱片が、開口部が互いに対向するよう平板上に多
数並設された形状とすることを特徴とするヒートシンク
の製造方法。 - 【請求項４】 板材を曲成してなる偏平管の内部にコル
ゲート状に成形した波形板を偏平管の縦方向に挿入して
一体化した後、該偏平管を、横方向に間隔をあけて所定
幅つづ切削し、複数の開口部を穿設した放熱片が、開口
部が互いに対向するよう平板上に多数並設された形状と
することを特徴とするヒートシンクの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24613697A JPH1174428A (ja) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | ヒートシンクおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24613697A JPH1174428A (ja) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | ヒートシンクおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1174428A true JPH1174428A (ja) | 1999-03-16 |
Family
ID=17144025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24613697A Pending JPH1174428A (ja) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | ヒートシンクおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1174428A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002309329A (ja) * | 2001-04-10 | 2002-10-23 | Aisin Keikinzoku Co Ltd | 熱伝導性に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出形材 |
| JP2011054647A (ja) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Nittoh Kogaku Kk | 放熱器およびその製造方法 |
| JP2013036099A (ja) * | 2011-08-09 | 2013-02-21 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 冷却器用クラッド材および発熱素子用冷却器 |
-
1997
- 1997-08-27 JP JP24613697A patent/JPH1174428A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002309329A (ja) * | 2001-04-10 | 2002-10-23 | Aisin Keikinzoku Co Ltd | 熱伝導性に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出形材 |
| JP2011054647A (ja) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Nittoh Kogaku Kk | 放熱器およびその製造方法 |
| JP2013036099A (ja) * | 2011-08-09 | 2013-02-21 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 冷却器用クラッド材および発熱素子用冷却器 |
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