(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被冷却物に接触して熱を吸収する厚板状の伝熱部と、吸収した熱を外気に放出する薄板状の放熱部を一体的に形成した異形条を複数有し、これらの異形条がその幅方向に積層され、上記伝熱部に形成された貫通穴にヒートパイプが挿入され、上記ヒートパイプのかしめによって上記異形条が一体固定されていることを特徴とする空冷ヒートシンク。
【請求項２】
上記異形条の表面に、防食層が形成された請求項１記載の空冷ヒートシンク。
【請求項３】
厚板部と薄板部とを有する板材を形成し、この板材を上記厚板部と薄板部とを跨ぐように打ち抜いて厚板状の伝熱部と薄板状の放熱部とからなる異形条を複数形成し、これら異形条の上記伝熱部に貫通穴を形成した後、異形条をその幅方向に積層し、上記貫通穴にヒートパイプを挿入し、上記ヒートパイプのかしめによって上記異形条を一体固定したことを特徴とする空冷ヒートシンクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体デバイス等を冷却するための空冷ヒートシンク及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１乃至図１３に示すように、従来の空冷ヒートシンク５１は、放熱用プレート５２を有しており、その基端側で隣接する放熱用プレート５２の間に複数の伝熱用プレート５３を挟み込んで、ピン５４のかしめにより固定されていた。これにより、放熱用プレート５２が適宜間隔をあけて配置されていた。
【０００３】
上記空冷ヒートシンク５１によれば、半導体デバイス等の被冷却物５５からの熱は、伝熱用プレート５３を介してか或いは直接放熱用プレート５２へと伝わり、その先端側で外気へ放熱されるようになっていた。
【０００４】
なお、図１１の平面図においては、中心部分の伝熱用プレート５３の図示を省略している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の空冷ヒートシンク５１は、放熱用プレート５２と多数の伝熱用プレート５３との組合わせにより構成されているため、部品点数が多くなり、その部品製造にコストと手間がかかるという問題があった。
【０００６】
また、組立作業に時間を要し、かつピン５４のかしめ時に、各部品が移動し易い等の不具合があり、製造効率が低かった。
【０００７】
さらに、被冷却物５５から熱を受ける伝熱部分に、複数の伝熱用プレート５３が設けられているため、被冷却物５５からの主な熱の移動は各プレート５２，５３間を伝熱すると考えられる。
【０００８】
このとき、各プレート５２，５３間で接触熱抵抗が生じ、伝熱しにくいという問題があった。そのため、放熱用プレート５２には熱があまり移動せず、その先端側と外気の温度差が小さくなり、放熱効率があまりよくなかった。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題を解決するために案出されたものであり、その目的は、放熱効率がよく、容易に製造ができる空冷ヒートシンク及びその製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本願発明は、被冷却物に接触して熱を吸収する厚板状の伝熱部と、吸収した熱を外気に放出する薄板状の放熱部を一体的に形成した異形条を複数有し、これらの異形条がその幅方向に積層され、上記伝熱部に形成された貫通穴にヒートパイプが挿入され、上記ヒートパイプのかしめによって上記異形条が一体固定されたものである。
【００１１】
上記構成によれば、異形条を一体的に形成したので、その部品点数を削減することができ、製造コストと手間を低減できる。また、組立作業の容易化も図れる。さらに、厚板状の伝熱部から薄板状の放熱部への伝熱がスムーズに行われ、その熱は適宜間隔をあけて配置された放熱部から放熱されるので、放熱効率の向上が図れる。
【００１２】
さらに、上記異形条の表面に、防食層が形成されたものが好ましい。
【００１３】
また、厚板部と薄板部とを有する板材を形成し、この板材を上記厚板部と薄板部とを跨ぐように打ち抜いて厚板状の伝熱部と薄板状の放熱部とからなる異形条を複数形成し、これら異形条の上記伝熱部に貫通穴を形成した後、異形条をその幅方向に積層し、上記貫通穴にヒートパイプを挿入し、上記ヒートパイプのかしめによって上記異形条を一体固定した製造方法である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明を実施する好適一形態を添付図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は本発明に係る空冷ヒートシンクの第一の実施の形態を示した平面図、図２はその正面図、図３はその側面図である。
【００１６】
まず、本発明に係る空冷ヒートシンクの構成を説明する。
【００１７】
図示するように、上記空冷ヒートシンク１は、半導体デバイス等の被冷却物２（図５参照）に接触して熱を吸収する伝熱部３と、吸収した熱を外気に放出する放熱部４とからなる異形条５を有している。
【００１８】
伝熱部３は厚板状に形成され、放熱部４は薄板状に形成されている。放熱部４は、その片面が伝熱部３の片面と面一となるように伝熱部３から上方に延出して一体的に形成されている。
【００１９】
なお、放熱部４は、伝熱部３の厚さ方向中心部より延出するものであってもよい。但し、加工上、打抜きが行い易い点で、上述のような片面同士が面一のものが最適である。
【００２０】
異形条５は、正面から見て矩形になっており、伝熱部３には、所定ピッチで貫通穴６が複数形成されている。
【００２１】
異形条５は、その幅方向に積層されて、空冷ヒートシンク１を構成している。上記貫通穴６にはピン７が挿入され、そのピン７の両端のかしめによって、異形条５が一体固定されている。異形条５の伝熱部３の底面に吸熱面８が構成されることとなる。
【００２２】
さらに、被冷却物２の温度分布に偏りがあり、放熱部３間で温度の偏りがある場合には、かしめを行うピン７として、ヒートパイプを用いる。
【００２３】
次に、上記構成の空冷ヒートシンク１の製造方法を説明する。
【００２４】
まず、最初に図４に示すような厚板部１１と薄板部１２とを有する帯状の板材１４をプレス加工により形成する。厚板部１１は長手方向に沿って形成されており、薄板部１２は厚板部１１の幅方向両側に形成されている。
【００２５】
そして、板材１４をプレス金型を用いて、図中破線にて示すように厚板部１１と薄板部１２とを跨ぐように打ち抜いて、厚板状の伝熱部３と薄板状の放熱部４とからなる異形条５を複数形成する。その後、異形条５の伝熱部３に貫通穴６を形成する。
【００２６】
なお、貫通穴６は、異形条５を打ち抜く際に同時に打抜き形成してもよい。
【００２７】
上記異形条５のバリ（図示せず）を取り除いた後、溶剤を用いて洗浄して、仕上げを行う。
【００２８】
その後、異形条５をその幅方向に積層し、貫通穴６にピン７を挿入して、そのピン７の両端のかしめにより異形条５を一体固定し空冷ヒートシンク１が完成する。
【００２９】
ここで、使用状況の空気環境が劣悪の場合には、伝熱部３下面の吸熱面８を除いた空冷ヒートシンク１の表面に、ウレタン樹脂等をスプレーガンで吹き付けて防食層を形成する。
【００３０】
なお、空冷ヒートシンク１の側面には、冷却ファン（図示せず）が設けられており、異形条５の面方向に沿って外気が流される。
【００３１】
次に、上記構成の空冷ヒートシンク１の作用を説明する。
【００３２】
図５に示すように、空冷ヒートシンク１の下部に半導体デバイス等の被冷却物２を設置する。被冷却物２は吸熱面８に接するように配置させる。
【００３３】
被冷却物２からの排熱は、吸熱面８から伝熱部３に伝わった後、放熱部４へ移動して、外気に放熱される。
【００３４】
このとき、伝熱部３と放熱部４とが一体的に形成されているので、従来のようなプレート間の接触熱抵抗は生じず、伝熱部３から放熱部４へと熱がスムーズに移動できる。従って、放熱部４と吸熱面８との温度は略同等となり、外気との温度差が大きくなるので、放熱効率の向上が図れる。
【００３５】
また、伝熱部３を厚板状として放熱部４を薄板状としたことによって、隣接する放熱部４と所定間隔をあけることができ、外気との接触面積を大きくできるので、さらなる放熱効率の向上が図れる。
【００３６】
伝熱部３が厚板状であるので、ピン７のかしめ時の異形条５の曲りや歪みを防止でき、仕上げコストの低減を図れる。
【００３７】
さらに、異形条５を一体的に形成したことによって、その部品点数を削減することができ、プレス費用等の製造コストと加工手間を低減できる。そして、組立作業においても、従来のように伝熱用プレートがずれることはないので、その容易化が図れる。
【００３８】
また、かしめ用のピンをヒートパイプとすれば、被冷却物２の温度分布に偏りがある場合でも、ヒートパイプの長手方向に沿って熱が移動し、異形条５の幅方向に熱を均等に分布させることができるので、一部の放熱部４が、局部的に熱くなることがない。従って、各放熱部４から均等に放熱することができ、放熱効率の悪化を防止できる。
【００３９】
図６は本発明に係る空冷ヒートシンクの第二の実施の形態を示した平面図、図７はその正面図である。
【００４０】
図示するように、この第二の実施の形態の空冷ヒートシンク１６は、放熱部１７を櫛歯状にプレス加工して形成したものである。なお、その他の構成は、上記第一の実施の形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００４１】
この空冷ヒートシンク１６は、主に放熱量が上記空冷ヒートシンク１と比較して少ない低放熱量用であり、放熱部１７の周囲を風が流れ易くなるので、自然対流型として用いられる。
【００４２】
図８は本発明に係る空冷ヒートシンクの第三の実施の形態を示した平面図、図９はその正面図である。
【００４３】
図示するように、この第三の実施の形態の空冷ヒートシンク１８は、放熱部１９を櫛歯状にプレス加工して形成すると共に、隣接する放熱部１９を千鳥状にずらして配置したものである。なお、その他の構成は、上記第一の実施の形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００４４】
この空冷ヒートシンク１８は、主に放熱量が上記空冷ヒートシンク１と空冷ヒートシンク１６との中間となる中放熱量用であり、放熱部１９に冷却ファンで風を流す強制対流型として用いられる。
【００４５】
図１０は本発明に係る空冷ヒートシンクの第四の実施の形態を示した側面図である。
【００４６】
この第四の実施の形態の空冷ヒートシンク２１は、放熱部２２をウェーブ状にプレス加工で形成したものである。
【００４７】
これによれば、放熱部２２の表面積が増加するので、放熱効率を向上させることができる。
【００４８】
この放熱部２２は、上記第一乃至第三の実施の形態の空冷ヒートシンク１，１６，１８に適用することができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、異形条を一体的に形成したので、その部品点数を削減することができ、製造コストと手間を低減できると共に、組立作業の容易化も図れるという優れた効果を発揮する。さらに、厚板状の伝熱部から薄板状の放熱部への伝熱がスムーズに行われ、その熱は適宜間隔をあけて配置された放熱部から外気へ放熱されるので、放熱効率の向上が図れ、被冷却物の冷却効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る空冷ヒートシンクの第一の実施の形態を示した平面図である。
【図２】  本発明に係る空冷ヒートシンクの第一の実施の形態を示した正面図である。
【図３】  本発明に係る空冷ヒートシンクの第一の実施の形態を示した側面図である。
【図４】  本発明に係る空冷ヒートシンクの製造方法の説明図である。
【図５】  本発明に係る空冷ヒートシンクの第一の実施の形態を示した側面図である。
【図６】  本発明に係る空冷ヒートシンクの第二の実施の形態を示した平面図である。
【図７】  本発明に係る空冷ヒートシンクの第二の実施の形態を示した正面図である。
【図８】  本発明に係る空冷ヒートシンクの第三の実施の形態を示した平面図である。
【図９】  本発明に係る空冷ヒートシンクの第三の実施の形態を示した正面図である。
【図１０】  本発明に係る空冷ヒートシンクの第四の実施の形態を示した側面図である。
【図１１】  従来の空冷ヒートシンクを示した平面図である。
【図１２】  従来の空冷ヒートシンクを示した正面図である。
【図１３】  従来の空冷ヒートシンクを示した側面図である。
【符号の説明】
１  空冷ヒートシンク
３  伝熱部
４  放熱部
５  異形条
７  ピン
１６，１８，２１  空冷ヒートシンク
１７，１９，２２  放熱部
【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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【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】
0003956544.tif 000013
【図１３】
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