(57)【要約】【課題】放熱フィンにおける冷却風と受熱部との温度差を十分確保して放熱性能の向上を可能とするヒートシンクを提供する。【解決手段】発熱体１０の熱を受熱する受熱部１１０に複数の放熱フィン１２０が設けられ、放熱フィン１２０の一方から送風される冷却風によって発熱体１０を冷却するヒートシンクにおいて、放熱フィン１２０には、冷却風を風下側となるにつれて受熱部１１０側へと導く複数のルーバ１２１を設ける。そして、ルーバ１２１は、隣接する放熱フィン１２０に当接して、放熱フィン１２０同士の間隔を保持するようにする。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体（１０）の熱を受熱する受熱部（１１０）に複数の放熱フィン（１２０）が設けられ、
前記放熱フィン（１２０）の一方から送風される冷却風によって前記発熱体（１０）を冷却するヒートシンクにおいて、
前記放熱フィン（１２０）には、前記冷却風を風下側となるにつれて前記受熱部（１１０）側へと導く複数のルーバ（１２１）が設けられたことを特徴とするヒートシンク。
【請求項２】
前記ルーバ（１２１）は、隣接する前記放熱フィン（１２０）に当接して、前記放熱フィン（１２０）同士の間隔を保持す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】
前記ルーバ（１２１）は、前記放熱フィン（１２０）の１枚当たりに、前記冷却風の送風方向および、前記受熱部（１１０）側から反受熱部側方向にそれぞれ並べられたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のヒートシンク。
【請求項４】
前記複数のルーバ（１２１）間には、前記冷却風の送風方向から透視した場合に、所定寸法（Ｘ）の隙間部（１２２）が形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のヒートシンク。
【請求項５】
前記放熱フィン（１２０）の表面には、微細な凹凸部（１２３）が形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のヒートシンク。
【請求項６】
前記凹凸部（１２３）は波形に形成され、この波形の頂上が連続する方向は、前記ルーバ（１２１）の導風方向と一致するようにしたことを特徴とする請求項５に記載のヒートシンク。
【請求項７】
前記ルーバ（１２１）によって互いに当接される前記複数の放熱フィン（１２０）は、前記受熱部（１１０）にろう接されたことを特徴とする請求項２〜請求項６のいずれかに記載のヒートシンク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子等の発熱体の冷却に用いて好適なヒートシンクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のヒートシンクは、特許第３１２７０９６号に示されるように、発熱体の熱を受熱する受熱部（ベースプレート）に複数の放熱フィンが設けられ、この放熱フィンに冷却風が供給されて発熱体を冷却するものとして知られている。
【０００３】
ここでは、受熱部に対して放熱フィンをインサート成形し、受熱部の放熱フィン根本埋め込み部分にアール形状を設けるようにしており、フィンピッチの微小化、放熱面積の増加によって放熱効率を高めると共に、製造コストの低減を図るようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、放熱フィンを流通する冷却風の温度分布は、図６に示すように冷却風流入部の反受熱部側から流出部の受熱部１１０側に向けて高くなる分布を有し、特に流出部側においては受熱部１１０（発熱体１０）との温度差が小さくなり、放熱フィン１２０の全体を生かした放熱性能が得られていないという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、放熱フィンにおける冷却風と受熱部との温度差を十分確保して放熱性能の向上を可能とするヒートシンクを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００７】
請求項１に記載の発明では、発熱体（１０）の熱を受熱する受熱部（１１０）に複数の放熱フィン（１２０）が設けられ、放熱フィン（１２０）の一方から送風される冷却風によって発熱体（１０）を冷却するヒートシンクにおいて、放熱フィン（１２０）には、冷却風を風下側となるにつれて受熱部（１１０）側へと導く複数のルーバ（１２１）が設けられたことを特徴としている。
【０００８】
これにより、風上側および反受熱部側の温度の低い冷却風を受熱部（１１０）側に導くことができるので、特に風下側において冷却風と受熱部（１１０）との温度差を大きくして放熱性能を向上できる。
【０００９】
そして、請求項２に記載の発明では、ルーバ（１２１）は、隣接する放熱フィン（１２０）に当接して、放熱フィン（１２０）同士の間隔を保持することを特徴としている。
【００１０】
これにより、ルーバ（１２１）が自己治具の役割を果たすので、組み付け時における専用治具を不要とすると共に、その作業を容易にして製造コストを低減することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、ルーバ（１２１）は、放熱フィン（１２０）の１枚当たりに、冷却風の送風方向および、受熱部（１１０）側から反受熱部側方向にそれぞれ並べられたことを特徴としている。
【００１２】
これにより、冷却風を受熱部（１１０）側に導く効果を高めると共に、放熱フィン（１２０）組み付け時における間隔保持状態の安定性を高めることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、複数のルーバ（１２１）間には、冷却風の送風方向から透視した場合に、所定寸法（Ｘ）の隙間部（１２２）が形成されたことを特徴としている。
【００１４】
これにより、複数のルーバ（１２１）が連続してあたかも１つの長いルーバのようになることが無いので、冷却風の通風性を高めることができる。また、温度境界層の発達を抑えて各ルーバ（１２１）の冷却風入口部において高い局所熱伝達率を得ることができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明では、放熱フィン（１２０）の表面には、微細な凹凸部（１２３）が形成されたことを特徴としている。
【００１６】
これにより、放熱フィン（１２０）の表面積を大きくすることができるので、放熱性能を向上できる。
【００１７】
更に、請求項６に記載の発明では、凹凸部（１２３）は波形に形成され、この波形の頂上が連続する方向は、ルーバ（１２１）の導風方向と一致するようにしたことを特徴としている。
【００１８】
これにより、ルーバ（１２１）によって導かれる冷却風流れの妨げとならないようにすることができるので、通風抵抗への影響を抑えることができる。
【００１９】
請求項７に記載の発明では、ルーバ（１２１）によって互いに当接される複数の放熱フィン（１２０）は、受熱部（１１０）にろう接されたことを特徴としている。
【００２０】
これにより、複数の放熱フィン（１２０）を組み立て体として準備した後に、受熱部（１１０）にろう接することでヒートシンクとして容易に製造することができる。
【００２１】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１〜図３に示す。ヒートシンク１００は、半導体素子等の発熱体１０を冷却する熱交換器であり、受熱部を成す受熱プレート１１０と複数の放熱フィン１２０とから成る。ヒートシンク１００は、図示しないダクト内に配設され、送風機によって放熱フィン１２０の一方（長辺方向の一方の端部側）から冷却風が供給されるようにしている。
【００２３】
受熱プレート１１０は、熱伝導性に優れるアルミニウムあるいはアルミニウム合金より成り、切削加工によって長方形に形成されている。そして、受熱プレート１１０の一方の平面（図１、２中の下側面）には、発熱体１０が図示しないボルト等によって固定されている。
【００２４】
放熱フィン１２０は、上記受熱プレート１１０の長辺方向に延びて長方形を成す薄肉平板部材であり、材質は受熱プレート１１０と同様にアルミニウムあるいはアルミニウム合金としている。そして、放熱フィン１２０は、受熱プレート１２０の短辺方向に複数並べられ、反発熱体側の面（図１、２中の上側面）にろう付け（ろう接）されている。
【００２５】
本発明においては、放熱フィン１２０に設けたルーバ１２１に特徴部を持たせており、以下、その詳細を説明する。ルーバ１２１は、放熱フィン１２０の平面部１２４に対して略直角となるように観音開き状に切り起こし加工されたもので、冷却風の流れ方向に対して、風下側に向けて受熱プレート１１０側に角度θだけ傾くようにしている。
【００２６】
ルーバ１２１の平面部１２４に対する法線方向の寸法Ｈは、放熱フィン１２０が並べられる間隔、即ちフィンピッチＦＰから放熱フィン１２０の板厚分を引いた値としている。また、ルーバ１２１の切り起こされた先端部の長さＬは、根元の長さよりも長くなるようにしている。
【００２７】
そして、１枚の放熱フィン１２０においてルーバ１２１は、冷却風の送風方向（放熱フィン１２０の長辺方向）および受熱プレート１１０側から反受熱プレート側方向（放熱フィン１２０の短辺方向）にそれぞれ複数並べられている。ここで、冷却風の送風方向から透視した時に、互いのルーバ１２１間には所定寸法Ｘの隙間部１２２が形成されるように、それぞれのルーバ１２１は配置されている。因みに、放熱フィン１２０の短辺方向におけるルーバ１２１のピッチをＬＰとすると、ＬＰ＝Ｌ・ｓｉｎθ＋Ｘの関係となる。
【００２８】
次に、ヒートシンク１００の製造方法について図３を用いて簡単に説明する。まず、放熱フィン１２０を図示しない位置決め治具等で外周位置を規制しながら所定枚数積層し、この積層された放熱フィン１２０を挟み込むように固定治具２００によって仮固定する。この時互いの放熱フィン１２０は、ルーバ１２１によってそのフィンピッチＦＰが規制されることになる。尚、ルーバ１２１の先端部は根元部より長くしているので、相手側ルーバ１２１の切り起こしの孔に落ち込むことは無い。
【００２９】
そして、受熱プレート１１０と上記仮固定された放熱フィン１２０との間にろう材箔２１０を介在させて両者を仮固定し（この仮固定治具の図は省略）、ろう付け炉に投入して、一体でろう付けする。
【００３０】
このように形成されるヒートシンク１００においては、発熱体１０からの熱が受熱プレート１１０に伝達され、放熱フィン１２０から冷却風に放熱されることで発熱体１０が冷却されることになる。
【００３１】
本発明においては、放熱フィン１２０に傾斜角θを有するルーバ１２１を複数設けるようにしているので、風上側および反受熱プレート側の温度の低い冷却風を受熱プレート１１０側に導くことができるので（図１中の矢印）、特に風下側において冷却風と受熱プレート１１０との温度差を大きくして放熱性能を向上できる。
【００３２】
ルーバ１２１は、隣接する放熱フィン１２０に当接して、放熱フィン１２１同士の間隔を保持するようにしているので、このルーバ１２１が自己治具の役割を果たし、組み付け時における専用治具を不要とすると共に、その作業を容易にして製造コストを低減することができる。そして、複数の放熱フィン１２０を組み立て体として準備した後に、受熱プレート１１０にろう付けすることでヒートシンク１００として容易に製造することができる。
【００３３】
また、ルーバ１２１を１枚当たりの放熱フィン１２０に長辺方向および短辺方向にそれぞれ複数並べられるようにしているので、冷却風を受熱プレート１１０側に導く効果を高めると共に、放熱フィン１２０組み付け時における間隔保持状態の安定性を高めることができる。
【００３４】
また、放熱フィン１２１の短辺方向においてルーバ１２１間に隙間部１２２が形成されるようにしているので、複数のルーバ１２１が連続してあたかも１つの長いルーバのようになることが無く、冷却風の通風性を高めることができる。そして、温度境界層の発達を抑えて各ルーバ１２１の冷却風入口部において高い局所熱伝達率を得ることができる。
【００３５】
尚、ルーバ１２１は、観音開き状に切り起こしたものとして説明したが、これに限らず片開き状に切り起こすようにしても良い。
【００３６】
（その他の実施形態）
放熱フィン１２０の表面には図４、図５に示すように、微細な凹凸部１２３を設けるのが良い。具体的にここでは波形に成るように形成しており、これにより、放熱フィン１２０の表面積を大きくすることができるので、放熱性能を向上できる。この時、波形の頂上が連続する方向をルーバ１２１の傾斜方向（導風方向）と一致するようにしてやれば、ルーバ１２１によって導かれる冷却風流れの妨げとならないようにできるので、通風抵抗への影響を抑えることができる。尚、凹凸部１２３を有する放熱フィン１２０は、受熱プレート１１０に対して別体部材としているので、プレス成形等によって容易に形成可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるヒートシンクを示す正面図である。
【図２】図１におけるＡ方向からの矢視図である。
【図３】ヒートシンクの製造行程を示す説明図である。
【図４】その他の実施形態における放熱フィンを示す正面図である。
【図５】図４におけるＢ方向からの矢視図である。
【図６】従来技術における冷却風の温度分布を示す温度分布図である。
【符号の説明】
１０　発熱体
１００　ヒートシンク
１１０　受熱プレート（受熱部）
１２０　放熱フィン
１２１　ルーバ
１２２　隙間部
１２３　凹凸部
【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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