(57)【要約】【課題】  パンチ工程後でも放熱フィンと放熱底板との密着を維持し、放熱フィンと放熱底板との接触面積を増大させ、放熱フィンと放熱底板との間の接触熱抵抗が効果的に低減される放熱器を提供する。【解決手段】  放熱器２０は放熱底板２２および複数枚の放熱フィン２４を含む。放熱底板２２は、銅あるいは銅合金などの金属材料により製造され、放熱底板２２の下面部は放熱源（図示せず）に接触している。また、放熱底板２２の上面部には、複数本の溝槽２６が形成されている。この複数本の溝槽２６には、複数枚の放熱フィン２４が設置されている。放熱フィン２４の底面の厚さ、すなわち放熱フィン２４の放熱底板２２側端部の厚さは、放熱フィン２４の他の部分よりも厚くなっている。【選択図】  図４Ｂ
2005033157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱底板および複数枚の放熱フィンを有する放熱器であって、
前記放熱底板は、熱源と接触する下面部と、前記複数枚の放熱フィンが設置される所定の深さおよび幅を有する複数本の溝槽が形成されている上面部とを有し、
前記放熱フィンは異なる厚さを有し、前記放熱フィンと前記溝槽とが接触する底面の厚さは前記放熱フィンのその他の部分よりも厚いことを特徴とする放熱器。
【請求項２】
前記放熱フィンは、台形状であることを特徴とする請求項１記載の放熱器の放熱フィン。
【請求項３】
前記放熱フィンの前記底面における厚さは、前記溝槽の幅よりも僅かに小さいことを特徴とする請求項１記載の放熱器の放熱フィン。
【請求項４】
前記放熱フィンは、銅、銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなることを特徴とする請求項１記載の放熱器の放熱フィン。
【請求項５】
前記放熱フィンと前記溝槽とが接触する二つの側面は、平面状の接触斜面であることを特徴とする請求項１記載の放熱器の放熱フィン。
【請求項６】
前記放熱フィンと前記溝槽とが接触する二つの側面は、曲面状の接触斜面であることを特徴とする請求項１記載の放熱器の放熱フィン。
【請求項７】
放熱底板および複数枚の放熱フィンを有する放熱器の製造方法であって、
前記放熱底板は、熱源と接触する下面部と、前記複数枚の放熱フィンが設置される所定の深さおよび幅を有する複数本の溝槽が形成されている上面部を有し、
複数枚で異なる厚さの放熱フィンを提供し、前記複数枚の放熱フィンの底面を前記複数本の溝槽の幅よりも僅かに小さくするステップと、
前記複数枚の放熱フィンを前記複数本の溝槽中へ設置するステップと、
各二つの放熱フィンの間で、前記放熱底板の上面部に圧力を加えて、前記複数本の溝槽の二つの側面を前記複数枚の放熱フィンの二つの側面へ密着させるステップと、
を含むことを特徴とする放熱器の製造方法。
【請求項８】
前記複数本の溝槽の二つの側面には、パンチ方式により圧力を加えることを特徴とする請求項７記載の放熱器の製造方法。
【請求項９】
前記放熱フィンは、銅、銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなることを特徴とする請求項７記載の放熱器の製造方法。
【請求項１０】
前記放熱底板は、銅または銅合金からなることを特徴とする請求項７記載の放熱器の製造方法。
【請求項１１】
前記放熱フィンと前記溝槽とが接触する二つの側面は、平面状の接触斜面であることを特徴とする請求項７記載の放熱器の製造方法。
【請求項１２】
前記放熱フィンと前記溝槽とが接触する二つの側面は、曲面状の接触斜面であることを特徴とする請求項７記載の放熱器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱器に関し、特に異なる厚さの放熱フィンを有する放熱器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子装置における機能の絶え間ない向上に伴い、放熱装置あるいは放熱システムは現在の電子装置において欠くことのできない装備の一つとなっている。電子装置が発生する熱エネルギーが適当に発散されないと、軽微な場合で機能の低下、深刻な場合で電子装置の焼損を招く。集積度の増大とパッケージ技術の進歩により、集積回路の面積は常に小型化すると同時に、単位面積当りの累積熱エネルギーは相対的に高くなっている。そのため、マイクロ電子素子（例えば集積回路）にとって放熱装置はさらに重要なものとなっている。そして、放熱機能が高い放熱装置は常に電子産業界が積極的に研究開発をおこなう対象である。一般に、放熱器は放熱底板および放熱底板の上方に設置されている複数枚の放熱フィンを備えている。放熱器は、放熱が必要となる装置の表面上に設置され、発生する熱エネルギーを発散させる。ほとんどの放熱器はアルミ押し出し方式により製造されているが、アルミ押し出し工程により製造される放熱フィンの高さと厚さとの比率は現在の加工技術の制限を受ける。そのため、放熱機能をさらに向上させることは困難である。その結果、現在の電子素子に要求される非常に高い放熱性を満足させることは困難である。この他、溶接方式により放熱フィンと放熱底板とを溶接して放熱器を形成する方法がある。しかし、溶接工程後に放熱フィンと放熱底板との間の溶接面における熱伝導抵抗が増大し、熱伝導度の向上という要求を満足させることは困難である。
【０００３】
上述した問題点を解決するために、従来の技術では、圧着方法を提供して放熱器の放熱フィンと放熱底板の間の接合熱抵抗の低減を図っている。例えば、図１Ａは従来の放熱器１０の構造を示す斜視図であり、図１Ｂは図１Ａの放熱器１０を示す正面図である。図１Ａおよび図１Ｂが示すのは、米国特許第６，５５４，０６０号公報に開示されている放熱器１０であり、それは放熱底板１２および複数枚の放熱フィン１４を含む。放熱底板１２の下面部と放熱源（図示しない）とを接触させて、放熱底板１２の上面部に機械加工方式により複数本の溝槽１６を形成し、複数枚の放熱フィン１４をその中に設置する。続いて、各二つの放熱フィン１４の間で放熱底板１２の上面部上（例えば図２Ａが示すパンチ点ａ）に、機械加工で圧力を加えるなどの方式により、圧力を加える。放熱底板１２の上面部には下向き圧力が加わるため、その材料は横向きに拡大して溝槽１６の形状を変形させ、複数枚の放熱フィン１４は対応する溝槽１６中に固定される。そして、放熱底板１２と放熱フィン１４は直接に接合されるため金属伝導の接触熱抵抗が低下し、放熱源から伝導される熱量は、放熱底板を通して直接に複数枚の放熱フィン１４まで伝導する。
【０００４】
しかしながら、上述の方法には次のような欠点がまだ存在する。図２Ａから図２Ｃは、図１Ａで示した放熱器１０の放熱フィン１４と放熱底板１２とを組み合わせた時の部分構造を示す縦断面図である。図２Ａおよび図２Ｂに示すように、放熱フィン１４を放熱底板１２の溝槽１６に固定するが、従来の方法では先ず放熱底板１２の上面部に幅Ｌ、深さＨの溝槽１６を形成してから厚さが幅Ｌよりも小さい放熱フィン１４を溝槽１６中へ設置する。続いて、パンチ方式により放熱底板１２の溝槽１６両側へ圧力を加えるが、それは図２Ａが示すパンチ点ａなどである。図２Ｂが示すように、放熱底板１２の溝槽１６両側のパンチ点ａ箇所には２本のパンチ凹槽１８が形成されることにより放熱フィン１４は溝槽１６中へ固定される。しかし、このとき、放熱フィン１４と放熱底板１２との間は完全な面接触を達成することができないため、溝槽１６中には空隙１９が形成され、放熱底板１２と放熱フィン１４との間の熱伝導抵抗は増大するという問題がある。
【０００５】
また図２Ｃに示すように、放熱底板１２の溝槽１６の両側がパンチされる際、パンチ工程において発生する瞬間的な震動は、放熱フィン１４の底面と溝槽１６を非接触状態にして空隙１９を形成する。そのため、放熱底板１２と放熱フィン１４の間の熱伝導抵抗は増大し、上述の現象は放熱器１０の熱伝導効果に影響を与えるという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の目的は、パンチ工程後でも放熱フィンと放熱底板との密着を維持し、放熱フィンと放熱底板との接触面積を増大させ、放熱フィンと放熱底板との間の接触熱抵抗が効果的に低減される放熱器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の放熱器は放熱底板および複数枚の放熱フィンを備える。放熱底板は、熱源と接触する下面部と、放熱フィンが設置される所定の深さと幅を有する複数本の溝槽が形成されている上面部とを有している。放熱器の放熱フィンは、異なる厚さを有しており、放熱フィンと溝槽とが接触する底面における厚さが放熱フィンのその他の部分よりも厚いことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の放熱器によると、パンチ工程後であっても、放熱フィンと放熱底板との密着を維持することができる。これにより、放熱フィンと放熱底板との接触面積を更に増大させることができ、放熱フィンと放熱底板との間の接触熱抵抗が効果的に低減され、放熱器全体の放熱効果を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（第１実施例）
図３Ａおよび図３Ｂを参照。図３Ａは本発明の第１実施例による放熱器２０の構造を示す斜視図である。図３Ｂは図３Ａの放熱器２０の正面図である。図３Ａおよび図３Ｂに示すように、本実施例の放熱器２０は放熱底板２２および複数枚の放熱フィン２４を含む。銅は好適な熱伝導性質を有するため、本実施例の放熱底板２２を銅あるいは銅合金などの金属材料により製造し、放熱底板２２の下面部を放熱源（図示せず）に接触させる。また、放熱底板２２の上面部には、機械加工方式により幅Ｌ、深さＨを有する複数本の溝槽２６が形成されている。この複数本の溝槽２６には、複数枚の放熱フィン２４が設置されている。放熱フィン２４は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金などの金属材料からなる金属薄片である。また、放熱フィン２４は、上記した金属以外の金属材料で形成してもよい。
【００１０】
本実施例では、放熱器２０の放熱フィン２４が異なる厚さを有しその形状が台形状である点において、従来の放熱器と相違する。つまり、放熱フィン２４の底面の厚さ、すなわち放熱フィン２４の放熱底板２２側端部の厚さは、放熱フィン２４の他の部分よりも厚くなっている。具体的には、放熱フィン２４の底面厚さが溝槽２６の幅Ｌにほぼ近似する。
【００１１】
本実施例の放熱器２０の製造工程を説明するため、次に放熱器２０の部分構造および図面により本実施例の要旨を述べる。図４Ａおよび図４Ｂを参照。図４Ａおよび図４Ｂは、図３Ａが示す放熱器２０の放熱フィン２４と放熱底板２２とを組立てた時の部分構造を示す縦断面図である。図４Ａに示すように、本実施例の放熱器２０を製作する時、先ず上述した複数枚の放熱フィン２４を放熱器２０の各溝槽２６中に設置する。そうすると、放熱フィン２４の底面は溝槽２６の底面に完全に貼りつき、放熱フィン２４の二つの側面と溝槽２６の二つの側面との間には隙間ができる。続いて、パンチなどの機械加工方式により各二つの放熱フィン２４の間の放熱底板２２の上面部に圧力を加えるが、圧力を加える点は図４Ａが示すパンチ点ａなどである。図４Ｂが示すように、放熱底板２２の溝槽２６両側のパンチ点ａ箇所には２本のパンチ凹槽２８が形成される。
【００１２】
放熱底板２２の溝槽２６両側のパンチ点ａにパンチ凹槽２８を形成する時、溝槽２６両側の放熱底板２２の材料はパンチ工程で加えられる圧力により発生する二つのフォースＦ１を受け、溝槽２６の二つの側面はフォースＦ１の作用を受けて放熱フィン２４の二つの側面に密着する。当然、二つのフォースＦ１の水平分力Ｆ３は相殺されて、溝槽２６の二つの側面と放熱フィン２４の二つの側面は二つの線性接触斜面すなわち平面状の接触斜面を形成する。このように、放熱フィン２４と放熱底板２２の溝槽２６との間には、従来技術で発生しうる放熱器１０の空隙１９が発生しない。また二つのフォースＦ１の垂直分力Ｆ２は、方向が同じなため、２つのＦ２に合成されて、放熱フィン２４を下向きの圧力をかけて押し、放熱フィン２４の底面と溝槽２６の底面とを更に密着させることができる。そのため、従来技術で発生していたパンチ工程における外力が放熱フィン２４を跳ね上げて、放熱フィン２４と溝槽２６の間に隙間が発生することを防止する。
【００１３】
（第２実施例）
放熱フィンと放熱底板の溝槽の間の接触面積を増大させて、放熱器全体の放熱効果を高めるため、放熱器における放熱フィンと溝槽との接触面は線性接触面すなわち平面状の接触斜面に限定されない。図４Ｃを参照。図４Ｃは本発明の第２実施例による放熱器２０の部分構造を示す縦断面図である。図４Ｃに示すように、本実施例と上述の実施例との最大の相違点は、溝槽２６内の放熱フィン２４の二つの側面が線性斜側面でないという点である。つまり、溝槽２６の二つの側面と放熱フィン２４の二つの側面とは二つの弧状接触斜面すなわち曲面状の接触斜面を形成している。これにより、放熱フィン２４と放熱底板２２の接触面積を増大させることができる。
【００１４】
従来の技術と較べて、本発明が提供する、異なる厚さの放熱フィンを有する放熱器は、パンチ工程後でも放熱フィンと放熱底板を密着に保ち、放熱フィンと放熱底板の接触面積を更に増大させることができる。そのため、放熱フィンと放熱底板の間の接触熱抵抗を効果的に低下させて、放熱器全体の放熱効果を高めることができる。また、熱伝導の基本原理から分かるように、本発明の放熱フィンの形状設計は台形または三角形でもよく、その放熱効率は従来技術の均一な厚さの放熱フィンよりも優れている。
【００１５】
本発明では好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではなく、当該技術を熟知するものなら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができる。従って本発明の保護の範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】従来の技術にかかる放熱器の構造を示した斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示す放熱器の正面図である。
【図２Ａ】図１Ａに示す放熱器の放熱フィンと放熱底板とを組立てた時の部分構造を示した縦断面図である。
【図２Ｂ】図１Ａに示す放熱器の放熱フィンと放熱底板とを組立てた時の部分構造を示した縦断面図である。
【図２Ｃ】図１Ａに示す放熱器の放熱フィンと放熱底板とを組立てた時の部分構造を示した縦断面図である。
【図３Ａ】本発明の第１実施例による放熱器の構造を示した斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示す放熱器の正面図である。
【図４Ａ】図３Ａに示す放熱器の放熱フィンと放熱底板を組立てた時の部分構造を示した縦断面図である。
【図４Ｂ】図３Ａに示す放熱器の放熱フィンと放熱底板を組立てた時の部分構造を示した縦断面図である。
【図４Ｃ】本発明の第２実施例による放熱器の部分構造を示した縦断面図である。
【符号の説明】
【００１７】
２０  放熱器、２２  放熱底板、２４  放熱フィン、２６  溝槽、２８  パンチ凹槽、  ａ  パンチ点、Ｌ  溝槽幅、Ｈ  溝槽深さ
【図１Ａ】
2005033157.tif 000003
【図１Ｂ】
2005033157.tif 000004
【図２Ａ】
2005033157.tif 000005
【図２Ｂ】
2005033157.tif 000006
【図２Ｃ】
2005033157.tif 000007
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2005033157.tif 000009
【図４Ａ】
2005033157.tif 000010
【図４Ｂ】
2005033157.tif 000011
【図４Ｃ】
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