JPH0955457A

JPH0955457A - ヒートシンクおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH0955457A
Application number: JP20811795A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takemura; 啓竹村; Yoshihiro Mori; 義廣森
Original assignee: Mitsubishi Aluminum Co Ltd
Current assignee: MA Aluminum Corp
Priority date: 1995-08-15
Filing date: 1995-08-15
Publication date: 1997-02-25

Abstract

(57)【要約】【課題】放熱性に優れ、容易かつ安価に製造すること
のできるヒートシンクおよびその製造方法を提供するこ
と。【解決手段】複数枚のフィン２を整列状に配設し、隣
接する各１対のフィン２を、各フィン２の表裏面におい
てフィン２の延在方向における接合位置が交互となるよ
うにして複数箇所において接合し、相互に接合されてい
ない部位の隣接する各１対のフィン２により断面多角形
状となる筒状の通風路５を全体的にハニカム状となるよ
うに複数形成し、基板１の近傍となる各フィン２には前
記通風路５と連通するスリット４を形成することによ
り、効率的に受熱および放熱を行なえることを特徴とし
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種機器等からの
放熱のために用いられるヒートシンクおよびその製造方
法に係り、特に、放熱性に優れたヒートシンクおよびそ
のヒートシンクを容易かつ安価に製造する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のヒートシンクは、図５乃至図８に
示すように、平板状の基板１の一面にピン状または薄板
状のフィン２が固定される構成とされており、マイコン
やオーディオ等の内部に配設されて使用する場合には、
前記基板１の前記フィン２が固定される側と反対側の面
に、図８に示すようなＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏ
ｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）６等が搭載されるととも
に、前記フィン２間に冷却のための送風を行なうファン
（図示せず）が配設されている。そして、前記ＣＰＵ６
等の作動により熱が発せられる場合には、その熱を前記
基板１が受けて前記フィン２に伝達し、このフィン２に
対して前記ファンから送風されると前記フィン２と風と
の間で効果的な熱変換が行なわれて前記フィン２から放
熱が行なわれ、前記ＣＰＵ６の高温化を防止している。

【０００３】より具体的に説明すると、図５に示すヒー
トシンクは、ほぼ円柱状に形成されたピンフィン２が前
記基板１上に立設されたものである。ここではピンフィ
ン２の形状が円柱状のものを示しているが、図８に示す
ように四角柱のものとしてもよい。

【０００４】このようなヒートシンクの製造方法は、鍛
造または鋳造により製造される。たとえば、所定の厚さ
を有し金属材料からなる基板１に対して、複数のピン状
の穴を有する鍛造型を圧接することにより、前記基板１
から前記ピンフィン２を突出させて形成する。また、四
角柱状のピンフィン２であれば、切削加工により製造す
ることも可能である。

【０００５】一方、図６に示すヒートシンクは、基板１
の上面に平板状のフィン２が櫛の歯形状となるようにほ
ぼ平行に所定の間隔をおいて立設された構成となってい
る。このヒートシンクは、切削加工により製造される。

【０００６】さらに、図７に示すヒートシンクは、コル
ゲートフィン２と呼ばれる波板状のフィン２を基板１上
に接着剤またはろう付けにより接合したものである。こ
れは、一枚の薄板を所定の長さごとに相互に間隔を有す
るように湾曲状に折り返して形成し表面積を大きくした
フィン２を有するヒートシンクである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の図５お
よび図８で示したヒートシンクおよびその製造方法にお
いては、ピンフィン２の高さに対してピンフィン２の径
および各ピンフィン２の相互間の距離がある程度限定さ
れてしまうし、また、前記ピンフィン２の高さが大きい
ものは製造が困難となってしまう。したがって、放熱に
要する表面積を大きくしようにも限度がある。さらに、
鍛造法によるヒートシンクの製造方法では金型を製造す
るための費用が高くなり、初期投資の負担が大きいとい
う問題もある。

【０００８】また、前述の図６で示したヒートシンクお
よびその製造方法においては、切削加工による製造方法
を用いるため加工性がよく前記フィン２の高さに対する
制限は比較的緩いが、切削加工の際に切削機械に負荷が
かからないように高速回転で切削するようにしても、送
り速度を十分小さくして切削をしなければならず時間が
かかり、材料の大部分を捨てることとなり無駄が生じ
る。

【０００９】さらにまた、図７に示したヒートシンクお
よびその製造方法においては、コルゲートフィン２を積
み上げることができるため高さに対する制限はなく、材
料費も低くて済むというメリットを有しているが、高さ
と各フィン２間の距離の比に制限があり、さらに、フィ
ン２の上方からファンにより送風することができず、横
方向の一方向からのみ送風しなければなれないため、放
熱効率が悪く出口付近の空気が高温化してしまうという
問題がある。

【００１０】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たもので、放熱性に優れ、容易かつ安価に製造すること
のできるヒートシンクおよびその製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明の請求項１に記載のヒートシンクは、複数枚の前
記フィンを整列状に配設し、隣接する各１対のフィン
を、各フィンの表裏面においてフィンの延在方向におけ
る接合位置が交互となるようにして複数箇所において接
合し、相互に接合されていない部位の隣接する各１対の
フィンにより断面多角形状となる筒状の通風路を全体的
にハニカム状となるように複数形成し、前記基板の近傍
となる各フィンには前記通風路と連通するスリットを形
成することにより、効率的に受熱および放熱を行なえる
ことを特徴としている。

【００１２】また、請求項２に記載のヒートシンクは、
請求項１において、フィン間に形成される通風路を断面
六角形状とし、受熱および放熱し得る部分の表面積を十
分確保できることを特徴としている。

【００１３】また、請求項３に記載のヒートシンクは、
請求項１または請求項２において、スリットをフィンの
基板と接する端部に形成し、前記基板の受ける熱をより
効率的に放熱できるようにしたことを特徴としている。

【００１４】また、請求項４に記載のヒートシンクの製
造方法は、複数枚の平板状のフィンを整列状に配設し、
隣接する各１対のフィンを、各フィンの表裏面において
フィンの延在方向における接合位置が交互となるように
して複数箇所において接合して各フィンを順次接合する
ように接続し、各フィンの一方の側縁近傍に各フィンの
延在方向に間隔を隔てて複数のスリットを形成し、前記
複数枚のフィンのうち両端に露出している２枚のフィン
を隣位の１対のフィンに複数の通風路が形成されるよう
に拡開し、相互に接合されていない部位の隣接する各１
対のフィン間により断面多角形状となる筒状の前記通風
路を全体的にハニカム状となるように形成し、前記各ス
リット側となる各フィンの側縁を基板に固定し、より放
熱効果の高い形状を有するヒートシンクを容易かつ安価
に製造することを特徴としている。

【００１５】また、請求項５に記載のヒートシンクの製
造方法は、請求項４において、フィンの延在方向におけ
る非接合部分の距離が接合部分と同一の距離となるよう
に前記フィンを接合し、より受熱および放熱部分の表面
積の大きいヒートシンクを製造することを特徴としてい
る。

【００１６】また、請求項６に記載のヒートシンクの製
造方法は、請求項４または請求項５において、スリット
を非接合部分に形成し、より放熱効果の高いヒートシン
クを製造することを特徴としている。

【００１７】また、請求項７に記載のヒートシンクの製
造方法は、請求項４乃至請求項６のいずれか１項におい
て、スリットを基板と接する端部に形成し、前記基板に
近い位置で放熱効果を高めるヒートシンクを製造するこ
とを特徴としている。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
乃至図４を参照して説明する。

【００１９】図１は、本発明のヒートシンクの実施の一
形態を示した図である。このヒートシンクは、アルミニ
ウム等の熱伝導率の高い材料により形成されており、平
板状の基板１の一面には、薄板状の複数枚のフィン２が
ろう付けや半田付けまたは接着剤等により整列状に接合
されている。これらの隣接する各１対のフィン２は、各
フィン２の表裏面においてフィン２の延在方向における
接合位置が交互となるようにして複数箇所において接着
剤等により任意の接合幅Ｘをもって接合されている。こ
こで前記フィン２の延在方向とは、前記フィン２の前記
基板に対して平行な長手方向をいうものとする。また、
前記各フィン２の接合部３は前記フィン２の前記基板１
に対する直交方向の全面あるいは部分的に形成されてお
り、前記フィン２の一方の面に接着剤が塗布されている
とすると、この接合面から接合幅Ｘだけ離隔した位置の
他方の面に次の接合面が繰り返し形成されるようになっ
ている。ここで、前記接合部３を部分的に形成してもよ
いとしたのは、前記各フィン２同士が最終的なヒートシ
ンクとして形成された場合に相互に接合されている必要
はなく、相互に離隔していても本発明の効果に悪影響を
与えることはないためである。そして、このように接合
された各接合部３の端部において折り曲げられて、相互
に接合されていない部位の隣接する各１対のフィン２間
により断面正六角形状となる筒状の通風路５が全体的に
ハニカム状となるように複数形成されている。

【００２０】また、前記各フィン２の前記基板１と接し
ている端部であって、隣接するフィン２と接合されてい
ない非接合部には、送風される空気を放出して放熱効果
を高めるためのスリット４が前記通風路５と連通するよ
うにして形成されている。このスリット４は、横方向か
ら見ると、一方の側から反対側まで貫通されるように形
成されており、ファン等による送風が前記フィン２の上
方から下方へスムーズに流れ前記スリット４を通過して
横方向へ放出されて、より放熱効果を高める働きをなす
ようにされている。

【００２１】また、前述のごとく各フィン２の接合部３
は全面あるいは一部を接着剤等により接合されている
が、これは、前記フィン２を基板１に配設するときに接
合されていればよく、使用時において熱等の影響により
各接合部３の接合力が低下してフィン２同士が離隔して
しまったとしても、放熱効果になんら悪影響を生じるも
のではない。したがって、この部分における接着剤は耐
熱性接着剤である必要はなく安価な接着剤を使用するこ
とができる。

【００２２】さらに、各接合部３と次の接合部３との間
隔はほぼ接合幅Ｘと同一の幅となるように形成されてい
るが、この間隔に限られるものではなく任意に定めても
よいし、また、各フィン２間の間隙、つまり通風路５の
形状も正六角形に限られず、各フィン２間の間隙の幅を
狭くして偏平な六角形としたり、逆に各フィン２間の間
隙の幅を広くしてきわめて四角形に近いものとしてもよ
く、放熱部分となる前記フィン２の表面積を大きくでき
る形状であればよい。

【００２３】さらにまた、前記フィン２に形成したスリ
ット４は、前記基板１と接する側の端部に形成され、送
風される空気が少しでも発熱部に近い位置を流れるよう
にして放熱効果を高めることを考慮したが、このスリッ
ト４の形成位置はこの位置に限られるものではなく、基
板１の近傍であれば前記基板１からわずかに離隔した位
置に形成して前記フィン２が基板１に安定的に立設でき
ることを考慮してもよいし、また、図１の前記フィン２
の上下方向の複数箇所に前記スリット４を形成してもよ
い。

【００２４】なお、前記基板１から前記フィン２の上方
にかけて、前記ヒートシンクにＣＰＵ６等を配設するた
めのねじ穴（貫通孔）等が形成されている構造とされて
も、放熱効果には大きな影響はない。

【００２５】このような本発明のヒートシンクの実施の
形態は、前記基板１の下面に配設されたＣＰＵ６等の発
熱部から、前記基板１が熱を受け取って前記フィン２に
伝導する。通常、ヒートシンクには別途ファンが配設さ
れているため、そのファンが前記フィン２の上方あるい
は横方向から前記フィン２に対して空気を送風すると、
この空気が前記通風路５および前記スリット４を通り抜
け、前記フィン２から熱が外部へ放出される。

【００２６】したがって、本発明のヒートシンクの実施
の形態によれば、熱伝導されるフィン２の表面積を十分
確保しつつ、ファンにより送風される空気をスムーズに
通過させられる通風路５およびスリット４を有している
ため、優れた放熱効果を発揮することができる。

【００２７】また、受熱および放熱に必要なフィン２の
表面積や、送風される空気を通風させるための通風路５
およびスリット４の形状を自在に変更することができる
ため、より放熱効果の高いフィン２を有するヒートシン
クを得ることができる。

【００２８】さらに、前記フィン２間に形成される六角
形の通風路５を正六角形に形成して前記フィン２をより
密に配列しているので、受熱および放熱に必要なフィン
２の表面積を大きくすることができるし、また、前記ス
リット４を前記基板１の近傍に形成し、より発熱体に近
い場所を空気が送風されるようにしているため放熱効果
を向上させることができる。

【００２９】つぎに、本発明のヒートシンクの製造方法
の実施の形態について図２乃至図４を参考に説明する。

【００３０】第１工程として、図２に示すように、アル
ミニウム等の熱伝導性に優れた金属材料からなる複数枚
の平板状のフィン２を整列状に配設し、隣接する各１対
のフィン２を、各フィン２の表裏面においてフィン２の
延在方向における接合位置が交互となるようにして複数
箇所において接着剤やろう付け、または半田付け等の接
合手段により接合して各フィン２を順次接合するように
接続する。このとき各接合部３は、前記フィン２の上下
方向へ部分的または全面的に接合されている。ここで、
この接合部３を部分的に接合してもよいとしたのは、各
フィン２同士がヒートシンクを形成する段階において接
合していればよく、最終的にヒートシンクとして形成さ
れたときに相互に離隔した状態であってもよいからであ
る。また、前記フィン２の接合されていない非接合部の
距離は任意の距離でよく、一例として、図２では接合部
３と同一の距離Ｘを隔てて形成されている。

【００３１】つぎに、第２工程として、図３に示すよう
に、各フィン２の一方の重積状に接続された複数枚の前
記フィン２について、切削機械により各フィン２の一方
の側縁近傍に各フィン２の延在方向に間隔を隔てて複数
のスリット４を形成する。ここでは、前記フィン２の一
端部であって、非接合部の位置に反対面まで貫通するス
リット４を形成している。このスリット４は、フィン２
をヒートシンクとして使用する際に、通風路５と連通さ
れてファンから送風される空気の通路とされる。

【００３２】次に、第３工程として、図４に示すよう
に、前記複数枚のフィン２のうち両端に露出している２
枚のフィン２を隣位の１対のフィン２に複数の通風路５
が形成されるように拡開し、相互に接合されていない部
位の隣接する各１対のフィン２間により断面多角形状、
ここでは断面正六角形状となる筒状の前記通風路５を全
体的にハニカム状となるように形成する。そして、前記
各スリット４側となる各フィン２の側縁を平板状の基板
１にろう付け等により接合してヒートシンクを完成させ
る。なお、このときの接合方法はろう付けまたは半田付
けが望ましいが、接着剤の場合には強固で耐熱性の高い
ものを使用すべきである。

【００３３】また、前記フィン２を拡開することによっ
て形成する通風路５の断面形状は、正六角形に限る必要
はなく、各フィン２間の離隔幅を狭くして偏平な六角形
としたり、逆に各フィン２間の離隔幅を広くしてきわめ
て四角形に近いものとしてもよく、全体的にハニカム形
状を形成しより放熱効率の高い形状であればよい。

【００３４】さらに、前記スリット４は、前記フィン２
の非接合部において貫通するように形成して、１つの六
角形の中にスリット４が４箇所形成されるようにし空気
の流通経路を多数形成するようにしたが、これをフィン
２の接合部３に形成して、１つの６角形の中にスリット
４が２箇所形成されるようにし前記基板１と接するフィ
ン２の受熱および放熱される表面積を大きくするように
してもよい。

【００３５】さらにまた、前記スリット４を前記フィン
２の端部ではなく、中間部に複数個形成してもよい。

【００３６】以上のような本発明のヒートシンクの製造
方法の実施の形態によれば、フィン２の高さが制限され
ることもないし、隣接するフィン２間の距離を容易かつ
自由に変更することができるため、より放熱効率の高い
形状のヒートシンクを容易に製造することができる。ま
た、前記フィン２を形成するのに要する治具等の費用も
安価で済むし、切削の際に廃棄する部分も少ないため材
料費や加工費の面からヒートシンクを安価に製造するこ
とができる。

【００３７】なお、本発明は前記実施の一形態のものに
限定されるものではなく、必要に応じて種々変更するこ
とが可能である。

【００３８】例えば、本発明のヒートシンクの製造方法
の実施の形態においては、前記フィン２はそのままヒー
トシンクに使用できる大きさのものを使用しているが、
これを各フィン２を接合した後に所望の大きさに切断し
て使用するようにしてもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上述べたように本発明に係るヒートシ
ンクは、より効率的に放熱することができる優れた効果
を有している。また、本発明に係るヒートシンクの製造
方法は、優れた放熱効果を有するヒートシンクを容易か
つ安価に製造することができるというきわめて高い実用
性を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るヒートシンクの実施の形態を示す
説明図

【図２】本発明に係るヒートシンクの製造方法の実施の
形態を示す説明図

【図３】本発明に係るヒートシンクの製造方法の実施の
形態を示す説明図

【図４】本発明に係るヒートシンクの製造方法の実施の
形態を示す説明図

【図５】従来のヒートシンクを示す説明図

【図６】従来のヒートシンクを示す説明図

【図７】従来のヒートシンクを示す説明図

【図８】従来のヒートシンクを示す説明図

【符号の説明】

１基板２フィン３接合部４スリット５通風路６ＣＰＵ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板の一面に複数枚のフィンを固定し、
前記基板に伝達される熱を前記各フィンに伝達して各フ
ィンから外部へ放熱するヒートシンクにおいて、複数枚
の前記フィンを整列状に配設し、隣接する各１対のフィ
ンを、各フィンの表裏面においてフィンの延在方向にお
ける接合位置が交互となるようにして複数箇所において
接合し、相互に接合されていない部位の隣接する各１対
のフィンにより断面多角形状となる筒状の通風路を全体
的にハニカム状となるように複数形成し、前記基板の近
傍となる各フィンには前記通風路と連通するスリットを
形成したことを特徴とするヒートシンク。
【請求項２】前記通風路を断面六角形状としたことを
特徴とする請求項１に記載のヒートシンク。
【請求項３】前記スリットを前記フィンの前記基板と
接する端部に形成したことを特徴とする請求項１または
請求項２に記載のヒートシンク。
【請求項４】複数枚の平板状のフィンを整列状に配設
し、隣接する各１対のフィンを、各フィンの表裏面にお
いてフィンの延在方向における接合位置が交互となるよ
うにして複数箇所において接合して各フィンを順次接合
するように接続し、各フィンの一方の側縁近傍に各フィ
ンの延在方向に間隔を隔てて複数のスリットを形成し、
前記複数枚のフィンのうち両端に露出している２枚のフ
ィンを隣位の１対のフィンに複数の通風路が形成される
ように拡開し、相互に接合されていない部位の隣接する
各１対のフィン間により断面多角形状となる筒状の前記
通風路を全体的にハニカム状となるように形成し、前記
各スリット側となる各フィンの側縁を基板に固定するこ
とを特徴とするヒートシンクの製造方法。
【請求項５】前記フィンの延在方向における非接合部
分の距離を接合部分と同一の距離となるように前記フィ
ンを接合することを特徴とする請求項４に記載のヒート
シンクの製造方法。
【請求項６】前記スリットを前記非接合部分に形成す
ることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のヒ
ートシンクの製造方法。
【請求項７】前記スリットを前記基板と接する端部に
形成することを特徴とする請求項４乃至請求項６のいず
れか１項に記載のヒートシンクの製造方法。