(57)【要約】【課題】  冷却水に接する熱交換部分の表面積を広くして冷却効率をさらに向上させること。【解決手段】  放熱フィン７と放熱フィン７との間に、金、銅、アルミニュウム等の熱伝導性の良い材料による複数のワイヤ８をワイヤボンディング技術によって接合する。発熱体１から発生した熱が上板３を介して放熱フィン７及びワイヤ８へ伝導し、この伝導した熱が冷却水流入口６から流入された冷却水で冷却されるようにする。つまり、各ワイヤ８を放熱フィンとして利用する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導性材料による筐体の内部に冷却水が流れる流路が形成されると共に、その流路内の壁面に複数の放熱フィンが形成され、それら放熱フィンと対向する筐体の外面に搭載された発熱体から発生する熱を、冷却水で熱交換して放熱する放熱器において、
前記複数の放熱フィン間の壁面に、熱伝導性材料による複数のワイヤを接合してなる
ことを特徴とする放熱器。
【請求項２】
前記複数のワイヤは、半導体製造に適用されるボンディング技術によって接合されている
ことを特徴とする請求項１に記載の放熱器。
【請求項３】
熱伝導性材料による筐体の内部に冷却水が流れる流路が形成され、筐体の外面に搭載された発熱体から発生する熱を、流路内の冷却水で熱交換して放熱する放熱器において、
前記発熱体の搭載面と対向する前記流路内の壁面に、熱伝導性材料による複数のワイヤを接合してなる
ことを特徴とする放熱器。
【請求項４】
熱伝導性材料による筐体の内部に冷却水が流れる流路が形成されると共に、その流路内の壁面に複数の放熱フィンが形成され、それら放熱フィンと対向する筐体の外面に搭載された発熱体から発生する熱を、冷却水で熱交換して放熱する放熱器において、
前記複数の放熱フィン間の壁面に、熱伝導性材料による複数の凸状のバンプを接合してなる
ことを特徴とする放熱器。
【請求項５】
前記複数のバンプは、半導体製造に適用されるボンディング技術によって接合されている
ことを特徴とする請求項４に記載の放熱器。
【請求項６】
熱伝導性材料による筐体の内部に冷却水が流れる流路が形成され、筐体の外面に搭載された発熱体から発生する熱を、流路内の冷却水で熱交換して放熱する放熱器において、
前記発熱体の搭載面と対向する前記流路内の壁面に、熱伝導性材料による複数の凸状のバンプを接合してなる
ことを特徴とする放熱器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイス等の発熱体の放熱に用いられる水冷式の放熱器に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は従来の放熱器の全体の縦断面図、図６は図５に示すＡ１−Ａ２断面図である。これらの図において、１は半導体デバイス等の発熱体、２は流路、３は上板、４は中板、５は下板、６は冷却水流入口、７は放熱フィンである。
各板３〜５は、熱伝導性の優れた銅などの材料による板であり、この板にエッチング、鍛造、鋳造、プレス等の加工方法にて溝及び貫通穴を形成し、上下に重ねあわせ、それらを溶接又は接着することによって内部に流路２を形成している。
【０００３】
また、発熱体１が搭載されている直下の流路２の面には、エッチングによって複数の放熱フィン７が形成されている。これらの放熱フィン７は、冷却水に接する流路２の表面積を広くすることによって、発熱体１の冷却効率を上げるために形成されている。
このような構成の放熱器においては、発熱体１から発生した熱が上板３及び放熱フィン７へ伝導し、この伝導した熱が冷却水流入口６から流入された冷却水で冷却される。
この種の従来の放熱器として、例えば特許文献１に記載のものがある。
【特許文献１】ＷＯ００／１１９２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の放熱器においては、発熱体１である半導体レーザの高出力化、半導体デバイスの消費電力の増加などの傾向にある昨今、より冷却効率を向上させる必要が出てきている。そこで、冷却効率をさらに向上させるためには、より多くの放熱フィン７を形成することによって、冷却水に接する流路２の表面積を大きくすればよい。
しかし、より多くの放熱フィン７を形成するためのエッチングなどの微細加工技術には限界がある。例えば図６にＷで示す放熱フィン７間の幅を狭くするには限界があるので、現状以上に多くの放熱フィン７を形成して、冷却水に接する流路２の表面積を広くすることができない。このため冷却効率をさらに向上させることができないという問題がある。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、冷却水に接する熱交換部分の表面積を広くして冷却効率をさらに向上させることができる放熱器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１による放熱器は、熱伝導性材料による筐体の内部に冷却水が流れる流路が形成されると共に、その流路内の壁面に複数の放熱フィンが形成され、それら放熱フィンと対向する筐体の外面に搭載された発熱体から発生する熱を、冷却水で熱交換して放熱する放熱器において、前記複数の放熱フィン間の壁面に、熱伝導性材料による複数のワイヤを接合してなることを特徴としている。
【０００６】
この構成によれば、各ワイヤを、流路内において壁面から３次元的に伸ばすことができるので、冷却水との熱交換部分の表面積を広くすることができる。
また、本発明の請求項２による放熱器は、請求項１において、前記複数のワイヤは、半導体製造に適用されるボンディング技術によって接合されていることを特徴としている。
この構成によれば、放熱フィン間が狭くても、ワイヤボンディングによって容易にワイヤを接合することができる。
【０００７】
また、本発明の請求項３による放熱器は、熱伝導性材料による筐体の内部に冷却水が流れる流路が形成され、筐体の外面に搭載された発熱体から発生する熱を、流路内の冷却水で熱交換して放熱する放熱器において、前記発熱体の搭載面と対向する前記流路内の壁面に、熱伝導性材料による複数のワイヤを接合してなることを特徴としている。
この構成によれば、発熱体からの熱が伝導される複数のワイヤを、流路内において壁面から３次元的に伸ばすことができるので、冷却水との熱交換部分の表面積を広くすることができる。
【０００８】
また、本発明の請求項４による放熱器は、熱伝導性材料による筐体の内部に冷却水が流れる流路が形成されると共に、その流路内の壁面に複数の放熱フィンが形成され、それら放熱フィンと対向する筐体の外面に搭載された発熱体から発生する熱を、冷却水で熱交換して放熱する放熱器において、前記複数の放熱フィン間の壁面に、熱伝導性材料による複数の凸状のバンプを接合してなることを特徴としている。
【０００９】
この構成によれば、流路内に、放熱フィン以外に熱伝導性材料による複数のバンプが設けられるので、その分、冷却水との熱交換部分の表面積を広くすることができる。
また、本発明の請求項５による放熱器は、請求項４において、前記複数のバンプは、半導体製造に適用されるボンディング技術によって接合されていることを特徴としている。
この構成によれば、放熱フィン間が狭くても、バンプボンディングによって容易にバンプを接合することができる。
【００１０】
また、本発明の請求項６による放熱器は、熱伝導性材料による筐体の内部に冷却水が流れる流路が形成され、筐体の外面に搭載された発熱体から発生する熱を、流路内の冷却水で熱交換して放熱する放熱器において、前記発熱体の搭載面と対向する前記流路内の壁面に、熱伝導性材料による複数の凸状のバンプを接合してなることを特徴としている。
この構成によれば、発熱体からの熱が伝導される複数のバンプを、流路内の壁面に多数形成することができるので、冷却水との熱交換部分の表面積を広くすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように本発明は、熱伝導性材料による筐体の内部に冷却水が流れる流路が形成されると共に、その流路内の壁面に複数の放熱フィンが形成され、それら放熱フィンと対向する筐体の外面に搭載された発熱体から発生する熱を、冷却水で熱交換して放熱する放熱器にあって、複数の放熱フィン間の壁面に、熱伝導性材料による複数のワイヤを接合して構成した。これによって、各ワイヤを、流路内において壁面から３次元的に伸ばすことができるので、冷却水との熱交換部分の表面積を広くすることができる。
また、複数の放熱フィン間の壁面に、熱伝導性材料による複数の凸状のバンプを接合して構成した。これによって、流路内に、放熱フィン以外に熱伝導性材料による複数のバンプが設けられるので、その分、冷却水との熱交換部分の表面積を広くすることができる。
従って、冷却水に接する熱交換部分の表面積を広くして冷却効率をさらに向上させることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る放熱器の全体の縦断面図、図２は、図１に示す放熱フィンの部分を拡大して示した図である。但し、図１及び図２に示す第１の実施の形態において、図５及び図６に示した従来例の各部に対応する部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
第１の実施の形態の放熱器が従来の放熱器と異なる点は、図１及び図２に示すように、放熱フィン７間（図６参照）に、金、銅、アルミニュウム等の熱伝導性の良い材料による複数のワイヤ８をワイヤボンディング技術によって接合し、各ワイヤ８を放熱フィンとして利用するようにしたことにある。
このような構成の放熱器においては、発熱体１から発生した熱が上板３を介して放熱フィン７及びワイヤ８へ伝導し、この伝導した熱が冷却水流入口６から流入された冷却水で冷却される。
【００１３】
従来の放熱器においては、既に説明したように、図６に示した放熱フィン７間の幅Ｗを狭くするには限界があった。しかし、第１の実施の形態では、放熱フィン７間にワイヤボンディング技術によってワイヤ８を接合し、このワイヤ８を、発熱体１が搭載されている直下の流路２の面から下方にループ状に突出させて３次元的に熱交換部分の表面積を広くするようにした。従って、冷却水に接する熱交換部分の表面積を広くして冷却効率をさらに向上させることができる。
また、ワイヤ８は、放熱フィン７間に設けるのではなく、発熱体１の直下の放熱フィン７を形成しない平面に多数設けても、冷却水に接する熱交換部分の表面積を広くして冷却効率をさらに向上させることができる。
【００１４】
（第２の実施の形態）
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る放熱器の全体の縦断面図、図４は、図３に示す放熱フィンの部分を拡大して示した図である。但し、図３及び図４に示す第２の実施の形態において、図５及び図６に示した従来例の各部に対応する部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
第２の実施の形態の放熱器が従来の放熱器と異なる点は、図３及び図４に示すように、放熱フィン７間（図６参照）に、金、銅、アルミニュウム等の熱伝導性の良い材料による多数のバンプ９をバンプボンディング技術によって接合し、各バンプ９を放熱フィンとして利用するようにしたことにある。
このような構成の放熱器においては、発熱体１から発生した熱が上板３を介して放熱フィン７及びバンプ９へ伝導し、この伝導した熱が冷却水流入口６から流入された冷却水で冷却される。
【００１５】
このような第２の実施の形態では、放熱フィン７間にバンプボンディング技術によって凸状の多数のバンプ９を接合することによって、３次元的に熱交換部分の表面積を広くするようにした。従って、冷却水に接する熱交換部分の表面積を広くして冷却効率をさらに向上させることができる。
また、バンプ９は、放熱フィン７間に設けるのではなく、発熱体１の直下の放熱フィン７を形成しない平面に多数設けても、冷却水に接する熱交換部分の表面積を広くして冷却効率をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る放熱器の全体の縦断面図である。
【図２】第１の実施の形態の放熱器における放熱フィンの部分を拡大して示した図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る放熱器の全体の縦断面図である。
【図４】第２の実施の形態の放熱器における放熱フィンの部分を拡大して示した図である。
【図５】従来の放熱器の全体の縦断面図である。
【図６】図５に示す放熱器のＡ１−Ａ２断面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  発熱体
２  流路
３  上板
４  中板
５  下板
６  冷却水流入口
７  放熱フィン
８  ワイヤ
９  バンプ
【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】
2005101297.tif 000007
【図６】
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