(57)【要約】  【課題】冷媒流体が循環する流路部の内面にスパイラル形状の溝を設けることで放熱効率の優れたヒートシンクを提供すること。  【解決手段】外枠部１０２と、外枠部１０２に配置され冷媒流体１０３を外枠部１０２に供給する供給部１０４と、外枠部１０２に配置され冷媒流体１０３を外枠部１０２から排出する排出部１０５と、外枠部１０２の内部に配置され供給部１０４と排出部１０５に接続される、冷媒流体１０３が循環する流路部１０６から構成されるヒートシンク１０１において、流路部１０６の内面にスパイラル形状の溝１０８を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外枠部と、
前記外枠部に配置され冷媒流体を前記外枠部に供給する供給部と、
前記外枠部に配置され前記冷媒流体を前記外枠部から排出する排出部と、
前記外枠部内部に配置され前記供給部と前記排出部に接続される、前記冷媒流体が循環する流路部と、
を備え、
前記流路部は、内面にスパイラル形状の溝を有する、
ことを特徴とするヒートシンク。
【請求項２】
前記外枠部は略多面体である、ことを特徴とする請求項１に記載のヒートシンク。
【請求項３】
前記外枠部は略円柱、略球帯である、ことを特徴とする請求項１に記載のヒートシンク。
【請求項４】
前記供給部と前記排出部は前記外枠部の同一面にある、ことを特徴とする請求項２に記載のヒートシンク。
【請求項５】
前記供給部と前記排出部は前記外枠部の相違する面にある、ことを特徴とする請求項２に記載のヒートシンク。
【請求項６】
前記内面にある前記スパイラル形状の溝は転造加工された溝である、ことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のヒートシンク。
【請求項７】
前記内面にある前記スパイラル形状の溝は切削加工された溝である、ことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のヒートシンク。
【請求項８】
前記内面にある前記スパイラル形状の溝は鋳造加工された溝である、ことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のヒートシンク。
【請求項９】
前記流路部は、前記供給部側の流路部と前記排出部側の流路部の間に、複数の並列状に配置された流路を含む、ことを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載のヒートシンク。  
【請求項１０】
前記流路部は、前記供給部側の流路部と前記排出部側の流路部の間に、略Ｕ字型の形状の流路を含む、ことを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載のヒートシンク。
【請求項１１】
高熱伝導性材を前記外枠部の内面と前記流路部の外面の間に備える、ことを特徴とする請求項１から１０の何れか１項に記載のヒートシンク。
【請求項１２】
前記外枠部、前記流路部、前記高熱伝導性材のうち、少なくとも２つは、一体化されて構成される、ことを特徴とする請求項１２に記載のヒートシンク。
【請求項１３】
前記流路部の断面は、円形、楕円、丸い端部を備えた多角形、又はこれらの幾何形状の組合せの何れかである、ことを特徴とする請求項１から１２の何れか１項に記載のヒートシンク。
【請求項１４】
請求項１から１３の何れか１項に記載のヒートシンクと、
前記外枠部に接触して配置された半導体素子と、
を備えることを特徴とするヒートシンク付半導体パッケージ。
【請求項１５】
筒状材の外面と内面を変形させる圧力を加えてながら、前記筒状材の長さ方向の軸に沿って前記筒状材を回転させて、前記筒状材の外面と内面にスパイラル形状の溝を有する流路部を転造加工するステップと、
前記転造加工された流路部を外枠部の内部に組み込むステップと、
を備えることを特徴とするヒートシンクの製造方法。
【請求項１６】
筒状材の内側に切削タップを挿入して、前記筒状材の長さ方向の軸に沿って前記切削タップを回転させながら、前記筒状材の内面にスパイラル形状の溝を有する流路部を切削加工するステップと、
前記切削加工された流路部を外枠部に組み込むステップと、
を備えることを特徴とするヒートシンクの製造方法。
【請求項１７】
前記転造加工または前記切削加工された流路部を前記外枠部に組み込むステップは、
前記外枠部、前記外枠部に配置され冷媒流体を前記外枠部に供給する供給部、及び前記外枠部に配置され前記冷媒流体を前記外枠部から排出する排出部を作製するための鋳型を提供するステップと、
前記転造または前記切削加工された流路部を、前記鋳型の内部に配置するステップと、
高熱伝導性材を融点よりも高い温度に加熱して液体化し、前記鋳型に前記液体化された高熱伝導性材を流し込み、前記高熱伝導性材を冷却して、前記外枠部の形状に固体化するステップと、
を備えるステップである、ことを特徴とする請求項１５または１６に記載のヒートシンクの製造方法。
【請求項１８】
外枠部、前記外枠部に配置され冷媒流体を前記外枠部に供給する供給部、及び前記外枠部に配置され前記冷媒流体を前記外枠部から排出する排出部を作製するための鋳型を提供するステップと、
筒状材を、前記鋳型の内部に配置するステップと、
高熱伝導性材を融点よりも高い温度に加熱して液体化し、前記鋳型に前記液体化された高熱伝導性材を流し込み、前記高熱伝導性材を冷却して、前記外枠部の形状に固体化するステップと、
前記筒状材の内側に切削タップを挿入して、前記筒状材の長さ方向の軸に沿って前記切削タップを回転させながら、前記筒状材の内面にスパイラル形状の溝を有する流路部を切削加工するステップと、
を備えることを特徴とするヒートシンクの製造方法。
【請求項１９】
スパイラル形状の溝を有する、冷媒流体の循環する流路部を作製するための中子を提供するステップと、
外枠部、前記外枠部に配置され冷媒流体を前記外枠部に供給する供給部、及び前記外枠部に配置され前記冷媒流体を前記外枠部から排出する排出部を作製するための鋳型を提供するステップと、
前記中子を、前記鋳型の内部に配置するステップと、
高熱伝導性材を融点よりも高い温度に加熱して液体化し、前記鋳型に前記液体化された高熱伝導性材を流し込み、前記高熱伝導性材を冷却して、前記外枠部の形状に固体化するステップと、
前記固体化された外枠部から前記中子を取り除くステップと、
を備えることを特徴とするヒートシンクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱体を冷却するのに優れたヒートシンクであって、従来と比較して平易に製造することができるヒートシンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド自動車、電気自動車等の自動車用、産業機器用、医療機器用等に搭載されるインバータ装置は、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の半導体素子等を使用する。これらの素子は、多くの電流を流すことによって多くの消費電力を発生し、多くの熱を発生する。
【０００３】
発熱体である半導体素子から発生した熱を放熱しなければ、半導体素子の特性が劣化し、また、半導体素子が破壊される虞があるため、ヒートシンク（冷却装置）によりこの発生した熱の放熱が行われる。ヒートシンクとしては、空冷式や水冷式があるが、高効率で放熱を行う必要がある場合には、水冷式が使用される。特に、医療機器、例えば、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）スキャナーにおいて半導体素子を冷却する場合、ファンによる空冷式を使用すると、治療室の温度が上昇してしまうため、ヒートシンク内で加熱された液体を循環させることによって室外に搬送し、ラジエータ等によって加熱された液体を放熱する水冷式が採用されている。
【０００４】
従来の水冷式のヒートシンクとして、冷却液通水部の脚部を構成する凸部を設け、ベース板の上面に凹部を設けて、凸部と凹部によって通水部とベース部を嵌合したヒートシンクがある（特許文献１）。しなしながら、本方式では、ベース板と通水部の接触不良によって熱抵抗が高くなり、発熱体から発生した熱を充分に放熱できないという問題がある。また、通水部がベア管のようにフィンを持たない管の場合、冷却液と通水部とが接触する面積が小さいために、発熱体から発生した熱が冷却液に充分に伝導しなく、充分に放熱できないという問題がある。
【０００５】
更に、液体冷媒が循環する冷媒通路の発熱体側の壁部に断面形状が円形、半円形などの多数のピンフィンが冷媒通路の幅方向及び長手方向に間隔を空けて設けられているヒートシンクがある（特許文献２）。多数のピンフィンを冷媒通路に設けることで、液体冷媒と冷媒通路とが接触する面積が増加し、冷媒通路を循環する液体冷媒の流れがピンフィンとの衝突により乱流状態となって熱伝導が促進されるため、ヒートシンクの冷却機能が向上する。しかしながら、このようなヒートシンクの構造にすることは、発熱体の発熱量に応じてピンフィンの数を調整して冷媒通路の発熱体側の壁部に設ける必要があり、製造工程を複雑にし、ヒートシンクの高コスト化に繋がるという問題がある。
【０００６】
また、放熱フィンをアルミ二ウム放熱板に一体化して、一体化された放熱板をＵ字形通液路を有する冷却ブロック周囲部にボルトによりネジ締め固定して嵌合することで、密閉構造を確保したヒートシンクがある（特許文献３）。放熱フィンをアルミ二ウム放熱板に一体化する方法として、押し出し成形、鋳造、切削加工が開示されている。また、フィン付き放熱板と冷却ブロック周囲部を一体化し、内部にフィン構造を有して冷却液路を備える密閉構造のヒートシンクがある。しかしながら、このような複雑な構造のヒートシンクは、このような構造とするために多くの部品を特別に作製した上で組立てる必要があり、また、多くの製造工程が必要になることから、ヒートシンクの高コスト化に繋がるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−２６２９４号公報
【特許文献２】特開２００３−４７２５８号公報
【特許文献３】特開２００６−２４５４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、冷媒流体が循環する流路部の内面に螺旋形状の、すなわち、スパイラル形状の溝を設けることで、上記の問題を解決したヒートシンクおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第一の側面によれば、外枠部と、外枠部に配置され冷媒流体を外枠部に供給する供給部と、外枠部に配置され冷媒流体を外枠部から排出する排出部と、外枠部内部に配置され供給部と排出部に接続される、冷媒流体が循環する流路部と、を備え、流路部は、内面にスパイラル形状の溝を有する、ヒートシンクが与えられる。
ここで、外枠部は略多面体であってよい。
また、外枠部は略円柱、略球帯であってよい。
また、供給部と排出部は外枠部の同一面にあってよい。
また、供給部と排出部は外枠部の相違する面にあってよい。
また、内面にあるスパイラル形状の溝は転造加工された溝であってよい。
また、内面にあるスパイラル形状の溝は切削加工された溝であってよい。
また、内面にあるスパイラル形状の溝は鋳造加工された溝であってよい。
また、流路部は、供給部側の流路部と排出部側の流路部の間に、複数の並列状に配置された流路を含んでよい。
また、流路部は、供給部側の流路部と排出部側の流路部の間に、略Ｕ字型の形状の流路を含んでよい。
また、高熱伝導性材を外枠部の内面と流路部の外面の間に備えてよい。
また、外枠部、流路部、高熱伝導性材のうち、少なくとも２つは、一体化されて構成されてよい。
また、流路部の断面は、円形、楕円、丸い端部を備えた多角形、又はこれらの幾何形状の組合せの何れかでよい。
本発明の第二の側面によれば、上記ヒートシンクと、外枠部に接触して配置された半導体素子と、を備えるヒートシンク付半導体パッケージが与えられる。
本発明の第三の側面によれば、筒状材の内面と外面を変形させる圧力を加えてながら、筒状材の長さ方向の軸に沿って筒状材を回転させて、筒状材の内面と外面にスパイラル形状の溝を有する流路部を転造加工するステップと、転造加工された流路部を外枠部の内部に組み込むステップと、を備えるヒートシンクの製造方法が与えられる。
本発明の第四の側面によれば、筒状材の内側に切削タップを挿入して、筒状材の長さ方向の軸に沿って切削タップを回転させながら、筒状材の内面にスパイラル形状の溝を有する流路部を切削加工するステップと、切削加工された流路部を外枠部に組み込むステップと、を備えるヒートシンクの製造方法が与えられる。
ここで、転造加工または切削加工された流路部を外枠部に組み込むステップは、外枠部、外枠部に配置され冷媒流体を外枠部に供給する供給部、及び外枠部に配置され冷媒流体を外枠部から排出する排出部を作製するための鋳型を提供するステップと、転造加工または切削加工された流路部を、鋳型の内部に配置するステップと、高熱伝導性材を融点よりも高い温度に加熱して液体化し、鋳型に液体化された高熱伝導性材を流し込み、高熱伝導性材を冷却して、外枠部の形状に固体化するステップと、を備えるステップであってよい。
本発明の第五の側面によれば、外枠部、外枠部に配置され冷媒流体を外枠部に供給する供給部、及び外枠部に配置され冷媒流体を外枠部から排出する排出部を作製するための鋳型を提供するステップと、筒状材を、鋳型の内部に配置するステップと、高熱伝導性材を融点よりも高い温度に加熱して液体化し、鋳型に液体化された高熱伝導性材を流し込み、高熱伝導性材を冷却して、外枠部の形状に固体化するステップと、筒状材の内側に切削タップを挿入して、筒状材の長さ方向の軸に沿って切削タップを回転させながら、筒状材の内面にスパイラル形状の溝を有する流路部を切削加工するステップと、を備えるヒートシンクの製造方法が与えられる。
本発明の第六の側面によれば、スパイラル形状の溝を有する、冷媒流体の循環する流路部を作製するための中子を提供するステップと、外枠部、外枠部に配置され冷媒流体を外枠部に供給する供給部、及び外枠部に配置され冷媒流体を外枠部から排出する排出部を作製するための鋳型を提供するステップと、中子を、鋳型の内部に配置するステップと、高熱伝導性材を融点よりも高い温度に加熱して液体化し、鋳型に液体化された高熱伝導性材を流し込み、高熱伝導性材を冷却して、外枠部の形状に固体化するステップと、固体化された外枠部から中子を取り除くステップと、を備えるヒートシンクの製造方法が与えられる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、冷媒流体が循環する流路部の内面にスパイラル形状の溝を設けることで放熱効率に優れているとともに、製造効率に優れたヒートシンクおよびその製造方法が与えられる。
【００１１】
本発明は、外枠部と、外枠部に配置され冷媒流体を外枠部に供給する供給部と、外枠部に配置され冷媒流体を外枠部から排出する排出部と、外枠部内部に配置され供給部と排出部に接続される、冷媒流体が循環する流路部と、を備え、冷媒流体が循環する流路部の内面にスパイラル形状の溝を設けることで、冷媒流体と流路部との接触する面積が増加し、冷媒流体がスパイラル状に動くことによって乱流効果が促進され、ヒートシンクの放熱効果が向上するという効果がある。更に、外枠部を略多面体、略円柱、略球帯にすることで、ヒートシンクが配置される位置に適した外形にできるという効果がある。また、ヒートシンクが配置される位置に応じて供給部と排出部を配置できるという効果がある。また、供給部側の流路部と排出部側の流路部の間に、複数の並列状に配置された流路や略Ｕ字型の形状の流路を設けることで、冷媒流体と流路部が接触する面積が増加し、ヒートシンクの放熱効果が向上するという効果がある。また、外枠部の内面と流路部の外面の間に高熱伝導性材を設けることで、ヒートシンク内の熱伝導性が向上するという効果がある。また、流路部の断面を、円形、楕円、丸い端部を備えた多角形、又はこれらの幾何形状の組合せから選択することで、流路部の加工容易性に応じた形状できるという効果がある。
更に、流路部の内面にスパイラル形状の溝を設けた放熱効果に優れたヒートシンクの外枠部に、発熱体である半導体素子を接触して配置することにより、半導体素子自身の発熱による半導体素子の特性劣化を防止できるという効果がある。
また、筒状材の外面に圧力を加えてながら、筒状材の長さ方向の軸に沿って筒状材を回転して筒状材にスパイラル形状の溝を有する流路部を転造加工することによって、既存の転造方法を使用して、放熱効果の優れたヒートシンクを製造することができるという効果がある。
また、筒状材の内側に切削タップを挿入して、筒状材の長さ方向の軸に沿って切削タップを回転させながら、筒状材の内面にスパイラル形状の溝を有する流路部を切削加工することによって、既存の切削方法を使用して、放熱効果の優れたヒートシンクを製造することができるという効果がある。
また、外枠部、供給部、及び排出部を作製するための鋳型の内部に、筒状材を配置して、高熱伝導性材を鋳型に流し込んで鋳造し、筒状材の内側に切削タップを挿入して、筒状材の長さ方向の軸に沿って切削タップを回転させながら、筒状材の内面にスパイラル形状の溝を有する流路部を切削加工することによって、既存の鋳造方法と切削加工を使用して、放熱効果の優れたヒートシンクを製造することができるという効果がある。特に、鋳造後に切削加工することから、鋳造までの製造工程は発熱体に寄らず共通化し、個々の発熱体の発熱量に応じて筒状材の切削加工する部分を調整すればよいことから、製造効率が向上するという効果がある。
また、スパイラル形状の溝を有する流路部を作製するための中子を、外枠部、供給部、及び排出部を作製するための鋳型の内部に配置し、高熱伝導性材を流し込んで鋳造した後に、外枠部から中子を取り除くことによって、流路部、外枠部、供給部、及び排出部は一体化され、ヒートシンクの熱伝導率が向上し、放熱効果の優れたヒートシンクを製造することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のヒートシンクの構造の上面から見た一部透視図。
【図２】本発明のヒートシンクの構造の正面図。
【図３】本発明のヒートシンクの構造の図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図。
【図４】本発明のヒートシンクの流路部の構造の概念図。
【図５】本発明の切削加工された部分を示すヒートシンクの構造の上面から見た一部透視図。
【図６】本発明のヒートシンクを使用した場合の冷媒流体の流量に対する熱抵抗値を示した図。
【図７】本発明のヒートシンクの流路部の他の構造の概念図。
【図８】本発明のヒートシンクの流路部の他の構造の転造加工の概念図。
【図９】本発明のヒートシンクの流路部を製造するための中子の構造の斜視図。
【図１０】本発明の中子を使用した鋳造されたヒートシンクの構造の斜視図。
【図１１】本発明の中子を使用した鋳造されたヒートシンクの流路部の構造の概念図。
【図１２】本発明のヒートシンクの流路部の他の構造の上面から見た一部透視図。
【図１３】本発明のヒートシンクに半導体モジュールが搭載されたヒートシンク付半導体パッケージの組立図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００１４】
図１、図２に本発明の第一の実施例のヒートシンクの上面図、正面図をそれぞれ示す。また、図３に図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図を示す。このヒートシンク１０１の構造は、外枠部１０２と、外枠部１０２に配置され冷媒流体１０３を外枠部１０２に供給する供給部１０４と、外枠部１０２に配置され冷媒流体１０３を外枠部１０２から排出する排出部１０５と、外枠部１０２の内部に配置され供給部１０４と排出部１０５に接続される、冷媒流体１０３が循環する流路部１０６から構成される。発熱体である半導体モジュールはモジュール位置１０９に配置される。更に、発熱体において発生した熱を流路部１０６を循環する冷媒流体１０３に効率よく伝導するために、外枠部１０２と流路部１０６の間に、熱伝導性が高い物質より構成される高熱伝導性材１０７を配置することもできる。
なお、冷媒流体１０３としては、水、不凍液、油、等がある。外枠部１０２は、略多面体、略円柱、略球帯、等であってもよい。
図１、図２に示すように、外枠部１０２は略多面体であり、供給部１０４と排出部１０５は外枠部の同一面に配置されているが、ヒートシンクが設置される場所等を考慮して、供給部１０４が配置される面とは異なる面に、例えば、供給部１０４の配置される面と相対する面に、排出部１０５を配置してもよい。
【００１５】
図４に、ヒートシンク１０１に内部に配置される流路部１０６の正面図、側面図、及び正面図のＸ−Ｘ線に沿った断面図を示す。この流路部１０６は、棒状の筒状材の中空である内側に切削タップを挿入して、棒状の筒状材の長さ方向の軸線１１０に沿って切削タップを回転させながら、棒状の筒状材の内面１１１にスパイラル形状の溝１０８を有するように切削加工した実施例である。
【００１６】
切削加工した後、Ｕ字型に折り曲げ加工された流路部１０６を、外枠部１０２の同一面にある、供給部１０４、排出部１０５に接続して、外枠部１０２に組み込んで作製されたのが、ヒートシンク１０１である。また、供給部１０４と排出部１０５とが外枠部１０２の異なる面に配置され、例えば、供給部１０４が外枠部１０２に配置される面と相対する面に排出部１０５が配置され、流路部１０６を直線状、Ｓ字状等にして外枠部１０２に組み込んで、ヒートシンクを作製することもできる。
【実施例２】
【００１７】
また、ヒートシンク５０１を次のように作製することもできる（図５）。銅等により構成された棒状の筒状材をＵ字型に折り曲げ加工して、外枠部５０２、供給部５０４、排出部５０５を作製するための鋳型に配置する。なお、筒状材としては、熱伝導性に優れたものが好ましく、他にアルミニウム等がある。続いて、高熱伝導性材５０７であるアルミニウム等をその融点より高い温度まで加熱して液体化して鋳型に流し込んだ後、高熱伝導性材５０７を冷却し、高熱伝導性材５０７が固体化したら鋳型から高熱伝導性材５０７を外す。ここで、高熱伝導性材５０７としてその他に、例えば、銅等がある。
【００１８】
このように鋳造した後、供給部５０４と排出部５０５のそれぞれに接続されたＵ字型に折り曲げ加工された筒状材の中空である内側に切削タップを挿入して、筒状材の長さ方向の軸線５１０に沿って切削タップを回転させながら、供給部５０４と排出部５０５からそれぞれ距離５０９まで切削加工し、筒状材の内面にスパイラル形状の溝５０８を有する流路部５０６を作製した。
このように作製されるヒートシンク５０１は、流路部５０６と高熱伝導性材５０７とが接触しており、外枠部５０２、供給部５０４、排出部５０５は、高熱伝導性材５０７により一体的に作製されていることから、接触抵抗が小さく、熱伝導性に優れており、発熱体において発生した熱を効率よく伝導することができるヒートシンクとすることができる。また、鋳造後に切削加工することから、ヒートシンク全体の製造工程のうち、鋳造までの製造工程は発熱体に寄らず共通化し、個々の発熱体の発熱量に応じて棒状の筒状材の切削加工する量、例えば、切削される距離、溝の間隔、溝の深さ等を調整すればよいことから、製造効率に優れ、低コスト化にも繋がる。
【００１９】
図６に、スパイラル形状の溝を有する流路部５０６に冷媒流体５０３を循環させた場合の冷媒流体５０３の流量に対するヒートシンクの熱抵抗を示す。なお、ここで使用した筒状材の断面は内径が７．９２ｍｍの円形であり、スパイラル形状の溝の深さは０．４４ｍｍ、溝の間隔は１．２５ｍｍであって、供給部５０４と排出部５０５から６２ｍｍの距離まで切削加工したもの（図６のアルミ（スパイラル  Ｌ６２ｍｍ））と、供給部５０４と排出部５０５から１０４ｍｍの距離まで切削加工したものである（図６のアルミ（スパイラル  Ｌ１０４ｍｍ））。比較として、スパイラル形状の溝を有さない流路部を有するヒートシンクの熱抵抗を示す（図６のアルミ）。流路部がスパイラル形状の溝を有することにより熱抵抗が減少し、切削加工する距離を長くして溝の数を増加させると更に熱抵抗が減少し、放熱効率が向上することが分かる。また、これにより、発熱体の発熱量に応じて、切削加工する距離を調整することができることが分かる。
なお、スパイラル形状の溝の深さ及び溝の間隔は、冷媒流体５０３の乱流効果が促進されてヒートシンクの放熱効果を向上させるために、冷媒流体５０３がスパイラル状に動くことになるように決定される。
【実施例３】
【００２０】
図７に、棒状の筒状材の内面と外面を変形させる圧力を加えながら、棒状の筒状材の長さ方向の軸線７１０に沿って棒状の筒状材を回転し、内面７１１と外面７１２にスパイラル形状の溝を有するように転造加工された流路部７０６の正面図、側面図、及び正面図のＸ−Ｘ線に沿った断面図を示す。例えば、図８に示すように、棒状の筒状体８１１の内径８１３に合う凸部８１２を有する芯金８０９を棒状の筒状体８１１に挿入して旋盤に固定し、棒状の筒状体８１１と芯金８０９を同時に長さ方向の軸線８１０に沿って回転させながら棒状の筒状体８１１の外面に転造ダイス等の工具を押し当てて、棒状の筒状材８１１の内面と外面にスパイラル形状の溝７０８を有する流路部７０６を転造加工することができる。このように転造加工された流路部７０６をヒートシンクの内部に配置することもできる。
【実施例４】
【００２１】
ヒートシンク１１０１を次のように作製することもできる（図９から図１１）。スパイラル形状の溝１１０８を有する、冷媒流体の循環する流路部１１０６を作製するための中子９０６を用意する。外枠部１１０２、外枠部１１０２に配置され冷媒流体を外枠部１１０２に供給する供給部１１０４、及び外枠部１１０２に配置され冷媒流体を外枠部１１０２から排出する排出部（図示されていない、例えば、供給部１１０４が外枠部１１０２に配置される面の相対する面に配置される）を作製するための鋳型を用意する。中子９０６を、鋳型の内部に配置し、高熱伝導性材１１０７を融点よりも高い温度に加熱して液体化し、鋳型に液体化された高熱伝導性材１１０７を流し込み、高熱伝導性材１１０７を冷却し、高熱伝導性材１１０７が固体化したら鋳型から高熱伝導性材１１０７を外す。固体化した高熱伝導性材１１０７より構成された外枠部１１０２から中子９０６を取り除くことにより、スパイラル形状の溝１１０８を有する、冷媒流体の循環する流路部１１０６を備えたヒートシンク１１０１を製造することができる。図１１にこのように作製されたヒートシンク１１０１を透視して表した流路部１１０６を示す。
このように鋳造加工により作製される外枠部１１０２、供給部１１０４、排出部、流路部１１０６から構成されるヒートシンク１１０１は、高熱伝導性材１１０７により一体的に作製されていることから、接触抵抗が小さく、熱伝導性に優れており、発熱体において発生した熱を効率よく伝導することができるヒートシンクとすることができる。  
【実施例５】
【００２２】
図１２に、外枠部１２０２、供給部１２０４、排出部１２０５、供給部側の流路部１２１６と排出部側の流路部１２２６の間に、複数の並列状に配置された流路１２３６を含む流路部１２０６を備えるヒートシンク１２０１を示す。スパイラル形状の溝は供給部側の流路部１２１６、排出部側の流路部１２２６、複数の並列状に配置された流路１２３６の何れにあってもよい。流路を並列状に複数配置することにより、冷媒流体１２０３と流路部１２０６との接触する面積が増加し、発熱体において発生した熱を流路部１２０６を循環する冷媒流体１２０３に効率よく伝導することができる。
【００２３】
また、流路部は、加工性の観点からその断面を、円形、楕円、丸い端部を備えた多角形、又はこれらの幾何形状の組合せの何れかにすることができる。
【実施例６】
【００２４】
上記のヒートシンク１３０１に発熱体である半導体モジュール１３０９を搭載したヒートシンク付半導体パッケージを図１３に示す。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
以上説明したように、本発明によれば、放熱効率、製造効率に優れたヒートシンクを実現することができるので、半導体素子の特性劣化の防止、低コスト化に大いに貢献することが可能である。
【符号の説明】
【００２６】
１０１  ヒートシンク
１０２  外枠部
１０３  冷媒流体
１０４  供給部
１０５  排出部
１０６  流路部
１０７  高熱伝導性材
１０８  スパイラル形状の溝
１０９  モジュール位置
１１０  軸線
１１１  内面
５０１  ヒートシンク
５０２  外枠部
５０３  冷媒流体
５０４  供給部
５０５  排出部
５０６  流路部
５０７  高熱伝導性材
５０８  スパイラル形状の溝
５０９  距離
５１０  軸線
７０６  流路部
７０８  スパイラル形状の溝
７１０  軸線
７１１  内面
７１２  外面
８０９  芯金
８１０  軸線
８１１  棒状の筒状体
８１２  凸部
８１３  内径
９０６  中子
１１０１  ヒートシンク
１１０２  外枠部
１１０４  供給部
１１０６  流路部
１１０７  高熱伝導性材
１１０８  スパイラル形状の溝
１２０１  ヒートシンク
１２０２  外枠部
１２０３  冷媒流体
１２０４  供給部
１２０５  排出部
１２０６  流路部
１２１６  供給部側の流路部
１２２６  排出部側の流路部
１２３６  複数の並列状に配置された流路
１３０１  ヒートシンク
１３０９  半導体モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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