JPS63232399A - ガス熱交換器及びその製造方法 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 この発明は、対象物または目的物から熱気または冷気を
伝導するためのガス熱交換器に関する。他の使用目的に
も使用できるが、この発明はとくに電子構成要素の冷却
用として有用である。

従来の技術 米国特許第４，２６９，４５５号、同第４，４４９，１
６４号、同第４，４８９，３６３号に開示されているよ
うに、電子パッケージによって発生された熱を消散する
ための空冷式熱シンクを提供することが望ましい。さも
なければ熱の発生は電気的性能に変化を生ぜしめて、電
子機器の信頼性と有効寿命を低下させる。

問題点を解決するための手段 この発明は、高い伝熱能力、低い雑音、低い所要ガス圧
力の性能をもち、モジュール式で保　　−守のために分
解でき、低価格の普通の材料を用いて簡単な製造手順で
製造できる対象物を加熱または冷却するガス式熱交換器
、およびその製造方法に関する。

この発明の１つの目的は、複数の薄く、平坦な平行に配
列された熱伝導性フィンを有し、対象物の加熱または冷
却用のガス熱交換器を提供することであって、これらの
伝熱フィン間で幅狭のガス通路が、フィンの頂部とフィ
ンの両側との間に延びる。この通路の一端は流入部とな
り、他端は流出部となる。熱シンクを流通するガスは、
通路の一端から他端へ、あるいはこの反対のいずれの方
向にも装置の熱効率に実質的な影響を与えずに流通でき
る。

ガス案内部材は、複数のフィンの中央において隣接する
フィンの間に配置されて、この涌路の流入端に垂直な通
路の流出端へ向きを変える。

この発明のさらに別の目的は、フィンの上端間にガス通
路の一部分を形成する両方向に交互に配置されたフィン
が面することにある。これらのフィンは、三角形、また
は平行四辺形のような種々の形状をもち、あるいは湾曲
したガス案内面をもつことができる。

この発明のなお別の目的は、案内部材が、ガスの流れを
向は直すために頂部から底部へ幅を増加することにあり
、案内部材はフィンの一部分によって形成される。

この発明のさらに他の目的は、電子パッケージに接続す
る複数の薄く、平坦な、平行に隣接して位置した熱伝導
冷却フィンを有し、電子パッケージを冷却するガス冷却
式熱シンクを提供することである。これらのフィンは底
部と頂部および２つの側部をもち、これらの側部の１つ
は底部へ下向きにかつ外向きに延びる。交互に配置され
たフィンは、隣接するフィンの一方の側を互いに向き合
わせて１反対方向に面し、これによりフィンの頂部と熱
シンクの２つの側部間に延びるフィン間にガス通路を形
成する０通路の一端は流入部であり、また通路の他端は
流出部である。フィンの一方の側部は、通路の流入端と
垂直な通路の流出端に向きを変えるガス案内部材を形成
する。

この発明の他の目的は、冷却フィンの頂部が、隣接する
フィン間を支持し、かつ通路の縁部を形成するため下向
きに折り曲げられていることである。

この発明のさらに別の目的とするところは、フィンを連
結させた状態で、あるいは一体のユニットとして製造す
ることである。

この発明の他の実施例においては、複数の横に並んだ平
坦で薄く、かつ平行に配列され、かつ間隔を保った矩形
の熱伝導性冷却フィンが。

ガス案内手段を隣接するフィンの間でしかもフィンの中
央に配置させた、フィンの頂部と両側間で各隣接するフ
ィン間にガス通路を有している。このガス案内部材は、
頂部から底部に向ってその幅が増大し１通路の流入端と
垂直に通路の流出端を向は直すことである。

この発明のさらに他の目的は、隣接するフィンが各フィ
ンの隣接して対応する側部に連結された複数の直角三角
形のフィンを熱伝導性材料から切断し、各三角形状フィ
ンの頂部を前記連結された側部に向けて折り返し、隣接
するフィンを一方向へ互いに向けてそれらの相互連結部
に沿って折り曲げる工程を含み、それによって隣接する
フィンを互いに反転させる、ガス冷却式熱シンク用のフ
ィンの形成方法を提供することである。

この発明のその他の目的は、２倍のサイズの平行四辺形
フィンを形成し、互いに向合って延びる二重フィンを形
成するためにその中央でフィンを折りたたむ工程を含む
平行四辺形のフィンの製造方法を提供することである。

二重フィン間に所定のスペースを設けることが好適であ
る。

この発明の他の目的は、電子パッケージの冷却用熱シン
クの製造方法を提供することであり、該方法は、底部、
頂部および底部に向って下向きかつ外向きに延びる側部
をもつ横断区域を残す複数の間隔を保った第１位置にお
いて、熱伝導性材料の固形体の一方の側部から材料を除
去することを含む、この方法はさらに第１横断区域と類
似しているが反対の形状の第２横断区域を残すため、複
数の第１位置のそれぞれの間の１つの位置において一方
の側部から反対の側部から材料を除去することを含む。

さらに他の目的は、低圧型、低騒音の効果的な熱交換器
列を提供することである。

この発明の上記以外の目的、態様および利点は、図面を
参照して、この発明の好適実施例について述べる以下の
説明から明らかになるであろう。

実施例 この発明は、説明の目的のみから、電子パッケージ冷却
用ガス冷却式熱シンクとして以下に説明されるが、この
ガス熱交換器は、目的物を加熱または冷却のいずれの他
の使用目的にも有効に適用でき、かつ２つ以上の熱交換
器が閉ループシステム内で用いることもできる。

まず第１．第２．第３図において、　１０はこの発明に
よる細積層型熱シンク全体を示し、この熱シンクは基板
１４に支持された集積回路チップパッケージ１２のよう
な電子パッケージに取りつけられている。この熱シンク
１０は、１つ以上の熱シンク１０に冷却ガスを供給する
ために接続される導管１６がら空気のような冷却ガスを
受入れることが好適であるが、シンク１０を通る冷却ガ
スの流れは、所望に応じて逆転できる。

熱シンク１０は、薄く、平坦な平行に配列された熱伝導
性冷却フィン１８．２０を有する。フ、イン１８、２０
は、銅、アルミニウム、酸化ベリリウムまたは酸化アル
ミニウムのような任意の適切な熱伝導性材料で造られる
。アルミニウムは、わずかな性能低下（１０％未満）で
かなりの重量軽減（約７０％）が得られる。フィン１８
．２０は、製造を容易にするために同一であることが好
ましい。

各フィン１８．２０は、底部２２．第１側部２４および
第２側部２６ならびに頂部２８をもっている。第２側部
２６は底部２２に向って下向きに、かつ外向きに延びる
。第１図から第３図に示された実施例において、フィン
１８．２０は直角三角形となっており、高い縦横比、す
なわち第１側部２４は底部２２より長い寸法をもつこと
が好ましい。これとは別に、第２側部２６は第１１、第
１２、第１５、第１６図に示された形状に類似した湾曲
または円形状とすることもできる。

交互に配置されたフィンは、隣接するフィン１８問およ
び隣接するフィン２０間で、頂部または導管１６と２つ
の側部２４との間に延びるガス通路３０を形成するため
に１反対方向に向き合うように逆向きになっている。通
路３０は側部２４における隣接するフィン１８問および
隣接するフィン２０間において、頂部２９における第１
端２８および第２端を含む、直角三角形の斜辺からなる
第２側部２６は互いに内向きに向い合うように方向づけ
られ、それによって通路３０の第２端を通路３０の第１
端２８に対して垂直に向は直すシンク１ｏの中央におい
てガス案内部材（実体の三角形プリズム２５）を形成す
る６すなわちガス案内部材２５（三角形断面）は、その
頂部からその底部に向って幅を増大する。熱シンク１０
を通る空気流は、もし第１端２８から第１側部２４へ流
れるならば、流動矢印３２の方向で示される。各フィン
１８．２０の頂部２９の先端は、エポキシ内に折り重ね
られ、あるいは交互に傾斜されたりして先端２９の支持
部を形成しかつフィン１８と２０との間に冷却用ガス流
の導通を助ける。

単なる例として、フィン１８．２０は５　ｍｉｎの厚さ
をもち、シンク１０は７００ｍ１Ｑの高さをもっ４００
Ｘ　４００ｍ１Ｑ面積の熱シンクに対して８０個のフィ
ンを含むことができる。しかし、熱シンクの厚さおよび
正確な寸法は、熱交換作用を最適にし。

しかも空気流の抵抗を最小にするために変更できる。し
かし、この発明は基台のサイズが増大するとフィンの数
も増すというモジュール態様をもっている。この態様は
シンクを、大部分の使用目的において熱量にほぼ比例し
ている冷却、される表面に比例するように寸法づけさせ
る。

熱シンク１０を通って冷却用ガスを導通させるために、
複数のフィン１８．２０の端部に端板３４が設けられ、
冷却用ガスをフィン１８．２０を通って配向するために
導管Ｉ６に連結される。

端板３４およびフィン１８．２０は、ボルト３６のよう
な適切な取付手段でいっしょに取付けられる。

これとは別に、この組立体はいっしょに半田付されても
よい。

熱伝導性基部３８はフィンｔｇ、　ｚｏの底部２２に連
結され、その底面は任意の適切な手段で電子パッケージ
１２に取付けられることが好ましい、たとえば、底面は
正確な仕上げ状態に加工されてパッケージ１２に半田付
けされる。また別に、基部３８の下側またはパッケージ
１２の背部に微小毛細管を介した毛細管アタッチメント
の使用を含む。さらに、シンク１０は単純な圧力接触の
ために、パッケージ１２の背部に向けて押接されかつ熱
伝導性グリースも使用できる。要するに、低い熱抵抗を
保証するすべての取付方法が使用できる。普通のシステ
ムは、チップの表面が平坦面を形成しない（共通問題で
ある）マルチチップの適用対象において適合した界面を
用いる。この発明は、熱シンク１０がチップ１２に直接
に取付けられるので適合した界面を必要としない。

この発明の利点第１は、ガス通路３０を流通する冷却用
空気が低い圧力降下を起こし、従ってガス移動システム
が慣用のシステムよりも使用動力が少くてすむ。これは
通路３０の流入部および流出部両方における流動抵抗を
減じ、ひいては発生される騒音を減少する。第１図から
第３図までに示された構造は、毎分約５１ｍの流速にお
いてわずかに水柱７６．２ｍｍ（３ｉｎ）のガス圧力を
必要としなから３０ｖａｔｔで作動している構成要素用
として適切な冷却を提供したｓ’ｖａｔｔ当り１．７℃
の熱抵抗が、それぞれ７１１ｉＱ厚さで高さ１　、２ｃ
ｍで、間隔が７ｍｉΩで配置された４６個のフィンから
成る０、６６ｃｍ”の熱シンク基台に対して得られた。

この性能は、　ｅｌｍ”当り消費された動力ｗａｔｔ当
り約１．２℃の温度上昇に相当し、このような簡単でか
つ低コストの空冷式熱シンクは未だ聞いたことがない。

計算によれば、この微小積層型熱シンクは空気冷却器と
して極めて優れた性能を提供することが分った。水柱２
５４ｍｍ（ｉｏｉｎ）の使用圧力および約６ｃｆｍの空
気流量の下で、この熱シンクｌＯ自身、０．６に／ｗ未
満の熱抵抗を与えたにすぎない。

これは５０ｗａｔｔチップに対してわずか３０ｋｅｌｖ
ｉｎの温度上昇に匹敵し、これは次いで約１０ｋｅｌｖ
ｉｎの固有の温度上昇を加えて周囲に亘り１つのチップ
上の、発熱接合部において４０℃の温度上昇となる。同
一面積に対して三角形フィン１８．２０の効率は、その
面積がその底部に接近しているので、標準の矩形フィン
に比べて大きい。薄いフィンと間隔３０に対し、空気の
粘性は流速を徹底的に減じて熱抵抗を増大し、また幅広
の間隔３０とフィンに対しては、境界層の厚が増大する
とともに減少されたフィンの表面積は、対流による伝熱
抵抗を増大する。計算によれば、最適のフィン厚さは１
０ｍ１Ｑであることを示し、そのような場合、水頭で２
５．４ｍ■（１ｉｎ）の空気圧力を加えた状態では熱シ
ンクの総熱抵抗は２．５ｃｆｍの空気流速で１．５に／
Ｖとなることを示した。

この発明の他の実施例および変更態様が提供され、その
製造方法を以下に述べるが、それらについて、第１図か
ら第３図までの実施例に対応する類似の部分には添字ａ
、ｂ、ｃ、ｄ、、ｅ・ｆを同一の符号に付して示す。

第７、第８、第９、第１０図には熱シンクの製造方法お
よび変形態様が示されている。まず第８図において、銅
のような熱伝導性材料４０のシートが提供され、１つ以
上のカッタ４２がこのシートを直交する三角形フィン１
８ａと２０ａに切断し、隣接するフィン１８ａ、　２０
ａは連結部分４４によってそれらの隣接する底部２２ａ
が連結されている。

次に、第９図に明示するように、頂部２９ａの先端は底
部２２ａに向けて折返され、隣接するフィン１８ａ、　
２０ａは一方向へ互いに向って連結部４４に沿って折曲
げられ、それによって隣接するフィン１８ａ、　２０ａ
は、互いに反転されて第１０図に示されるような熱シン
ク１０ａを形成し、次にチップ１２ａに適切に接続され
て導管１６ａからの冷却用ガスを受入れて、第１図から
第３図について既述したように機能する。

次に第１１、第１２図に示されたこの発明の熱シンクの
別の実施例において、シンク１０ｂは熱伝導性材料で一
体に形成され、フィン１８ｂ、　２０ｂの横断面は、適
切な鋸刃５０を用いて反対方向に向いた円形側部２６ｂ
をもつフィンを形成して１反対方向に向いた空気流出通
路を形成する。この場合、製造方法のために、矩形壁５
２が各隣接するフィン部分間に形成されている。

次に、第１３、第１４図には、熱シンクの別の実施例が
示され、このシンクでは、フィン１８ｃ、　２０ｃは加
熱要素５４の使用によって固形材料から製造され、これ
はシンク１０ｃの両側における一連の交互経路をたどる
運動によって、相反する方向に向合い、それらの縁部で
連結された直交された三角形を形成することにより、第
７図から第１１図までの熱シンクと類似する特徴を有す
る一体構造の熱シンクを造る。

この発明による微小積層型熱シンクは、他の形状因子お
よび材料を用いて設計できる。第４゜第５、第６図のチ
ップ１２ｄおよび熱シンク１０ｄの熱膨張をシリコンや
モリブデンのような適切な材料と合致させることが望ま
しい。第４、第５、第６図の熱シンク１０ｄは、複数の
絶縁材料がパターン形成されかつエツチングなどによっ
て除去された、複数の銅張リテープまたは印刷回路板の
ような材料で構成される。この設計において、銅は熱シ
ンクを提供し、また絶縁材料（ポリアミド、板材料など
）は流入冷却用ガスの最適な導通を提供する。ガスは積
層状態の熱シンクｌｏｄを通って流動する。このように
して、そのような方法は、複数の横に並んで平行に配置
されて間隔を保った矩形の銅製冷却フィン５６゜および
隣接するフィン５６問およびそれらの中央に配置された
スペーサ５８を提供する。シンク１０ｄの頂部は空気導
管１６ｂに連結され、スペーサ５８は、フィン５６の頂
部からフィンの両側に延びる第１通路６０および第２通
路６２を有する１通路６０゜６２は、フィンの頂部から
下向きに水平方向へ湾曲して延びて冷却用空気を電子チ
ップパッケージ１２ｄから離れる方向に配向するように
構成することが好ましい。

次に、第１５、第１６図に変形態様が示され、ここにお
いてフィン１８ｅ、　２０ｅが第１図から第３図までに
示されたフィン１８．２０に替えられている。

この実施例は、第１図から第３図までに示された実施例
をわずかに改変したもので、その相違は、側部２６ｅが
この場合には、湾曲して円形をなしていることである。

この構造は流入部から流出部へさらに幾分円滑なガス流
の遷移を提供し、従ってさらに低い圧力降下と少ない乱
流および騒音が得られる。この特定の実施例もまた幾分
使用材料が減少され、コストと重量を軽減し、かつ熱シ
ンクの底部におけるフィンの重なりを減少する。このよ
うな構造は、底部分を通る熱伝導抵抗をわずかに減少し
、それにより１つの所与のサイズに対してわずかに向上
した性能を提供するであろう。

微小積層型空冷式シンクの既述の実施例は、空気冷却を
もちで可能と従来から考えられていたよりも一層動力の
減少を可能にする極めて効率の高い、小型で低コストの
熱シンクを提供する。しかし、ある適用目的に対しては
、騒音の発生と空気を流動させるための高い圧力を必要
とすることで望ましくない。この発明の別の実施例が第
１７、第１８図に示され、ここにおいて。

フィン１８ｆ、　２０ｆは、平行四辺形で、各平行四辺
形は底部、頂部および２つの側部を有し、側部のうちの
一方は底部に向って下向きゆ１つ外向きに延びる。たと
えば、側部は底部に対して約４５°とすることもできる
。この熱シンク１０ｆは、ガス通路によって隔てられた
多数の薄いフィン１８ｆ、　２０ｆを用いることによっ
て既述の実施例のすぐれた冷却性能を有し、前記ガス通
路は頂部と側部との間に延びてこの通路を通って両側に
水平に出る。しかし、要求圧力を低下するために、熱シ
ンク１０ｆは第１図から第３図までに示された熱シンク
１０はど小型ではない、平行四辺形のフィン１８ｆ、　
２０ｆは第１図から第３図までのフィン１８．２０より
も大きい表面積をもち、ガス通路が大きい。たとえば、
この実施例１０ｆにおけるガス通路はフィンの厚さが２
倍であることが好適である。この付加ガス通路は空気流
に対して流入部および流出部の断面積を増大する。

これは空気の速度をかなり減少し、ひいては発生騒音量
を実質的に減少する。フィン１８ｆ、　２０ｆは既述の
ような任意適切な製造方法によって形成することができ
る。その１つの適切な方法は、銅のような所望の熱伝導
性材料を２倍サイズのフィン、すなわちフィン１８ｆ、
　２０ｆの組合せ長さの２倍の１つのフィンに切断する
ことである。

この２倍サイズのフィンは、つぎにその中央で折りたた
まれて２つのフィン１８ｆ、　２０ｆを形成し、フィン
１８ｆ、　２０ｆの間に１つの空所を形成する。

ガス通路を保つために、適切なスペーサを配設すること
ができる。

当初の小型の実施例は熱シンクｌｏｆはなお半導体構成
要素によってほぼ２５％が基板を占めることを許してい
る。１０ｍＬＱと２０ｍ１Ｑの間隔を交互に中央に保っ
た１０ｍ１１２厚さの銅製フィン１８ｆ、　２０ｆを用
いる、１　、２ｃ＋ａの高さをもつ１．２Ｘ１．Ｏｃｍ
の熱シンク基部をもつ熱シンク１０ｆを使用したー実験
において、この装置の熱抵抗は２ｃｆ＋ａの空気流と、
水柱６．３５＋ｉｍ　（０，２５ｉｎ）の圧力において
、ｗａｔｔ当り１．７℃であることが判明した。これは
そのような低い圧力と空気流速に対しては極めて低い熱
抵抗であって、その結果は従来技術のものからは全く期
待し得ないものである。そのような実施例は、ｒＭｕｆ
ｆｉｎ　ＦａｎＪという商標で、ＩＥＧ＆Ｇ　Ｒｏｔｒ
ｏｎ社で製造されたファンのような簡単、かつ廉価な低
出力（ＬＯｗａｔｔ）ファンを用いて作動された。さら
に、１つの熱シンクｌＯｆによって発生された騒音は５
０ｄＢＡ未満であった。伝統的に空気冷却は開放フィン
構造をもつ熱シンクのまわりに単に空気を吹付けること
によって、空気の潜在冷却能力を部分的に使用するのみ
であるから全く効率が低い。第１９、第２０図に明示す
るように、第１７．第１８図について述べられた熱シン
クは、極めて効率のよい低圧の低騒音空気冷却システム
を提供するために１列に配置されている。圧力室１６ｆ
内に空気流を含みかつすべての空気を個々の熱シンク１
０ｆそれぞれを流通させることによって、すべての空気
は熱交換にあずかりかつ高効率の冷却システムを構成す
る。たとえば、第２０図に明示された設計において熱シ
ンクｌＯｆの５Ｘ５列を配置することによって、実験の
結果、６００％＋ａｔｔを超える全出力消費をもつ２５
個の模擬チップが、わずか約１０ｗａｔｔを消費しかつ
ほとんど騒音を発生しない小型ファン１７によって冷却
することができた。チップ当り約２５ｗａｔｔのこの出
力消費に対して熱シンクの底部と流入空気との間の温度
上昇は５０℃未満であった。この実験では基板の占める
範囲は１６％であって、これはモジュールレベルにおい
てｉｎ”当り２５ｗａｔｔの冷却であった。第１９図の
空冷システムの概略寸法は１５Ｘ１５Ｘ６．５ｃ＋ａで
ある。

この構造は大よそＱ当り５００ｗａｔｔ冷却することが
できた。この空冷性能は、現在の技術水準の液冷モジュ
ールによってのみ達し得るものである。

第２０図に示された特定のバスケット織りの配列は、熱
シンクｌｏｆの基部を等間隔に離して有効に配置するも
のである。これは熱シンク１０ｆの底部または基部を隣
接する熱シンク１０ｆに対して垂直に配列することによ
って得られる。

頂部と側部との間の空気流の方向はいずれの方向をとっ
てもよいが、ファンが空気を熱シンクの側部を通って引
き、かつ頂部から圧力室内に送り出す方向が好適なこと
が判明した。この設計は、冷却用空気を各熱シンクを通
って平行に向ける圧力室と平行に、熱シンク１０ｆを連
結することによって多重チップ基板の冷却を可能にする
。したがって、任意の熱シンクからの加熱された排出空
気は他の熱シンクには影響しない。第１図から第３図ま
での熱シンク１０の熱シンク容量は１　ｃｒａ３に満た
ない。熱シンク１０を１列に並べて使用することによっ
て、チップによる３３％まで占められた基板が性能の低
下を来たさずに実現できた。これに反して第１７、第１
８図の熱シンク１０ｆは、これと類似した熱性能を提供
するが、この場合は要求圧力が大いに低い。

熱シンク１０ｆの要求圧力は、その小型さを犠牲にする
ことよって減少され、それによってチップの基板占有率
を約２５％に制限した約３　ｃｍ３の幾分大型の熱シン
クが造られた。

熱シンク１０ｆは、熱シンク１０と同一のモジュール寸
法上の利点をもち、かつ対をなすフィンを着脱すること
によって小さい、または大きいチップ出力熱の消散に合
わせて寸法づけることができる。そのうえ、熱シンク１
０と同様に熱シンク１０ｆは、熱流束密度が最高である
、チップと熱シンク間で、かなり低い熱伝導界面である
慣用の界面を使用せずに各チップ接続することができる
。

上述の種々の実施例は、一般に、複数の薄いフィンと熱
シンクの頂部と熱シンクの両側部間の横方向端との間に
延びる幅狭のガス冷却用通路を用いる基本思想を実施し
ている。これらの構造の利点は、ガスが流入方向と垂直
に流れると同時に熱の伝導を提供するように、両方の導
管に同一構造を使用することにある。それぞれの実施例
は、それ自身の利点をもちかつ種々の変形態様が種々の
使用目的に好適に適応できる。

ゆえにこの発明は、上述の目的を実施しかつ他の本来の
ものと同様に上述の成果および利点を得るのに十分に適
している。この発明の既述の好適実施例が説明のために
述べられたが特許請求の範囲内に含まれるものであれば
、細部構造および構成要素の配置について多くの変更を
実施できることは、当業者には明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の第１実施例の縦断正面図、第２図
は、第１図の線２−２に沿ってとられた断面図、第３図
は、第１、第２図の実施例の熱シンクの一部切断拡大斜
視図、第４図は。 この発明の第２実施例の縦断正面図、第５図は、第４図
の＠５−５に沿ってとられた断面図、第６図は、第４、
第５図の実施例の熱シンクの一部切断拡大斜視図、第７
図は、この発明の第３実施例の縦断正面図、第８、第９
図は、第７図の実施例の熱シンクの製造工程および方法
を図解した図、第１０図は、第７図の実施例の熱シンク
の斜視図、第１１図は、この発明の第４実施例の斜視図
５第１２図は、第１１図の実施例の熱タンクの製造方法
を示す切断正面図、第１３図は、この発明の第５実施例
の製造を示す平面図、第１４図は、第１３図の線１４−
１４に沿ってとられた断面図、第１５図は、冷却フィン
の他の実施例の正面図、第１６図は、第１５図の線１６
−１６に沿ってとられた断面図、第１７図は、平行四辺
形のフィンの一実施例の縦断正面図、第１８図は、第１
７図の線１８−１８に沿ってとられた断面図、第１９図
は、冷却器列に配置された第１７．第１８図の複数の熱
シンクの正面図、第２０図は、第１９図の線２０７２０
に沿ってとられた断面図である。 １０・・・熱シンク　　　　１２・・・チップパッケー
ジ１４・・・基板　　　　　　１６・・・導管１７・・
・圧力室　　　　　１８，２０・・・フィン２２・・・
底部　　　　　　２４・・・第１側部２５・・・ガス案
内部材　　２６・・・第２側部２８・・・第１端　　　
　　２９・・・頂部３０・・・ガス通路　　　　３５・
・・端板３８・・・基部　　　　　　４０・・・熱伝導
性材料４２・・・カッタ　　　　　４４・・・連結部５
０・・・鋸刃　　　　　　５２・・・矩形壁５４・・・
加熱要素　　　　５６・・・フィン５８・・・スペーサ
　　　　６０．６２・・・通路−一〃 ブチ／ｊ ツー２ρ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、物体を冷却または加熱するガス熱交換器であって、
   複数の薄く、平坦でかつ平行に配置された熱伝導性フィ
   ンと、フィンの頂部とフィンの両側部との間に延びて、
   その第１端が流入部であって第２端が流出部である幅狭
   のガス通路と、複数のフィンの中央において各隣接フィ
   ン間に配置されて、通路の流出端を通路の流入端と垂直
   に向きを変えるガス案内部材とを具えているガス熱交換
   器。 ２、交互に配置されたフィンが反対方向に向き合ってい
   る特許請求の範囲第１項記載の熱交換器。 ３、フィンが実質的に直角三角形である特許請求の範囲
   第２項記載の熱交換器。 ４、フィンが実質的に平行四辺形状である特許請求の範
   囲第２項記載の熱交換器。 ５、案内部材がその頂部からその底部に向けて幅を増大
   している特許請求の範囲第１項記載の熱交換器。 ６、案内部材が概ね三角形状である特許請求の範囲第５
   項記載の熱交換器。 ７、案内部材が熱伝導体からなる特許請求の範囲第５項
   記載の熱交換器。 ８、案内部材がフィンの一部分を形成している特許請求
   の範囲第５項記載の熱交換器。 ９、物体を加熱または冷却するガス冷却式熱交換器であ
   って、物体に連結するための複数の薄く、平坦でかつ平
   行に隣接して配置された熱伝導性冷却用フィンであって
   、底部および頂部ならびに２つの側部をもち、側部の一
   方が下向きにかつ外向きに底部に向って延びているフィ
   ンと、隣接するフィンの一方の側部を互いに向い合わせ
   た状態で反対方向に向き合い、それによりフィンの頂部
   とフィンの２つの側部との間に延びる隣接するフィン間
   にガス通路を形成し、該通路の第１端が流入部でありか
   つ第２端が流出部である交互に配置されたフィンとを有
   し、一方の側部が通路の流出端を通路の流入端に対して
   向きを変えるガス案内部材を形成しているガス冷却式熱
   交換器。 １０、フィンの頂部が通路を支持し、かつ通路の縁部を
   形成するために下向きに折りたたまれている特許請求の
   範囲第９項記載のガス冷却式熱交換器。 １１、フィンがほぼ直角三角形である特許請求の範囲第
   ９項記載のガス冷却式熱交換器。 １２、フィンの一方の側部が湾曲している特許請求の範
   囲第９項記載のガス冷却式熱交換器。 １３、フィンが平行四辺形である特許請求の範囲第９項
   記載のガス冷却式熱交換器。 １４、隣接するフィンの少くとも一方の側部が連結され
   ている特許請求の範囲第９項記載のガス冷却式熱交換器
   。 １５、電子パッケージを冷却するためのガス冷却式熱シ
   ンクであって、電子パッケージに接続するための熱伝導
   性基部と、複数の横に並んで配置された薄く、平坦な熱
   伝導性冷却用フィンであって、直角三角形であり、各三
   角形フィンの一方の側部が直角三角形の斜辺を内方へ向
   けて基部上に配置されている複数のフィンと、フィンの
   頂部とフィンの第２側部との間に延びる隣接するフィン
   間に、ガス通路を形成する第１、第２端部をもち、その
   一方の端部が流入部であり、他方の端部が流出部である
   反対方向に向き合って交互に配置されたフィンとを有し
   、直角三角形の斜辺は通路の流出端を通路の流入端に対
   して垂直に向きを変えるガス案内部材を形成し、基部と
   反対側の頂部が、フィンの支持部となっていてガス通路
   の一方の縁部を提供するために、基部に向って折りたた
   まれており、さらに複数のフィンの各端に配置されて、
   通路の囲い部分のために折りたたまれた先端に基部から
   延びる端板を有するガス冷却式熱シンク。 １６、電子パッケージを冷却するためのガス冷却式熱シ
   ンクであって、横に並んで配置された薄く、平坦な平行
   に間隔を保って配列された熱伝導性の矩形状の複数の冷
   却用フィンと、フィンの頂部とフィンの両側部間から、
   各隣接するフィン間に延びて流入部および流出部を有す
   るガス通路と、隣接するフィン間において、それらの中
   央に配置されたガス案内部材とを有し、ガス案内部材が
   、その頂部からその底部に向って幅を増大し、通路の流
   出端を通路の流入端に対して垂直に向きを変えるように
   なっている電子パッケージの冷却用ガス冷却式熱シンク
   。 １７、物体を加熱または冷却するためのガス熱交換器用
   のフィンを形成する方法であって、熱伝導性金属から複
   数の直角三角形のフィンを、隣接するフィンが各フィン
   の対応する側部に連結された状態で切断し、連結されて
   いる向き合う各三角形フィンの頂部を折りたたみ、隣接
   するフィンをそれらの連結部に沿って一方向へ互いに向
   き合って折りたたみ、それにより隣接するフィンを互い
   に反対向きにさせる工程を有するガス熱交換器用フィン
   の形成方法。 １８、電子パッケージの冷却用熱シンクの形成方法であ
   って、底部、頂部および底部に向けて下向きに、かつ外
   向きに延びる側部を有する横断面区域を残す複数の間隔
   を保った第１位置において、熱伝導性材料の固形体の一
   方の側部から材料を除去し、第１横断面区域と類似する
   が、これと逆関係にある第２横断面区域を残すように複
   数の第１位置の間の位置において、一方の側部と反対の
   側部から材料を除去する電子パッケージの冷却用熱シン
   クの形成方法。 １９、電子パッケージの冷却用ガス冷却式熱シンクであ
   って、電子パッケージに接続するため、横に並んで配置
   されて、底部、頂部および一つが底部に向けて下向きに
   かつ外向きに延びる２つの側部をもつ複数の薄く、平坦
   な熱伝導性冷却用フィンと、フィンの頂部とフィンの第
   ２側部との間から延びる隣接するフィン間にガス通路を
   形成し、第１、第２端部をもち、一方の端部が流入部で
   あり、他方の端部が流出部である交互に配置されたフィ
   ンとを有し、一方の側部が通路の流出端を通路の流入端
   に対して垂直に向きを変えるガス案内部材を形成してい
   る、電子パッケージの冷却用ガス冷却式熱シンク。 ２０、前記側部が底部に対してほぼ４５°で傾斜してい
   る特許請求の範囲第１９項記載のガス冷却式熱シンク。 ２１、隣接するフィン間のガス通路がフィンの厚さのほ
   ぼ２倍である特許請求の範囲第１９項記載のガス冷却式
   熱シンク。 ２２、電子パッケージの冷却用ガス冷却式熱シンクのフ
   ィンの形成方法であって、フィンが所望の最終サイズの
   ２倍になっている隣接する側部に対してほぼ４５°をな
   す一方の側部をもつ平行四辺形のフィンを形成し、互い
   に反対方向に延びる二重のフィンを形成するために、中
   央においてフィンを折りたたむガス冷却式熱交換器のフ
   ィンの形成方法。 ２３、折りたたみ後において、二重になったフィン間に
   空所を残す特許請求の範囲第２２項記載の冷却式熱交換
   器のフィンの形成方法。 ２４、電子パッケージの冷却用ガス冷却システムであっ
   て、複数の熱シンクを有し、各熱シンクが、電子パッケ
   ージに接続するため、横に並んで配置されて、底部、頂
   部およびその１つが底部に向けて下向きにかつ外向きに
   延びる２つの側部をもつ複数の薄く、平坦な熱伝導性フ
   ィンと、フィンの頂部とフィンの第２側部との間から延
   びる隣接するフィン間にガス通路を形成し、第１、第２
   端部をもちその一方の端部が流入部であり、他方の端部
   が流出部である交互に配置されたフィンと、一方の側部
   は通路の流出端を通路の流入端に対して垂直に向きを変
   えるガス案内部材を形成し、複数の熱シンクのフィンの
   頂部において隣接するフィン間の通路の両端に接続され
   かつ該端を囲う圧力室と、複数の熱シンクにガスを通過
   させるため圧力室に接続されたファンとを有するガス冷
   却システム。 ２５、熱シンクが、隣接する熱シンクに対して垂直に配
   置されている特許請求の範囲第２４項記載のガス冷却シ
   ステム。