ヒートシンクおよびその製造方法
【課題】 優れた放熱性能が得られる上、工程が簡単で製造コストが嵩まず、製造時の熱影響による変形等の問題が生じないヒートシンクを提供する。
【解決手段】 本発明によるヒートシンク1は、上面に放熱フィン3が設けられているアルミニウム製の基板2の下面に、銅の溶射被膜4が形成されているものである。
【解決手段】 本発明によるヒートシンク1は、上面に放熱フィン3が設けられているアルミニウム製の基板2の下面に、銅の溶射被膜4が形成されているものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーソナルコンピュータやサーバなどに組み込まれたＣＰＵ等の発熱性電子部品、或いは、その他の各種装置の発熱体を冷却するのに用いられるヒートシンクに関する。
【０００２】
この明細書において、「アルミニウム」には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金が含まれるものとし、また、「銅」には、純銅の他に銅合金が含まれるものとする。
【背景技術】
【０００３】
例えば、パーソナルコンピュータのＣＰＵを冷却するのに用いられるヒートシンクとして、基板と、基板の一方の面に設けられた放熱フィンとを備えたものが一般に知られている。このヒートシンクは、基板の他方の面が、ＣＰＵと接してここから発せられる熱を受ける受熱部となされ、受熱部で受けた熱が基板を経て放熱フィンから放散されるようになっている。
【０００４】
上述したヒートシンクは、通常、軽量で熱伝導性に優れたアルミニウムによって形成されているが、近年のＣＰＵの飛躍的な処理能力の向上に伴い、ＣＰＵからの発熱量も増大し、より放熱性能の高いヒートシンクが要求されるようになった。
【０００５】
そこで、アルミニウム製の基板の他方の面に、アルミニウムよりも熱伝導率の高い銅板を接合してなるヒートシンクが開発された（下記特許文献１、２参照）。
【０００６】
しかしながら、上記のヒートシンクの場合、アルミニウム製基板と銅板との接合が、クラッド、共晶接合、ろう付け等によって行われるため、工程が複雑で製造コストが嵩む上、接合時の熱影響により材料の変形等を生じるおそれがあった。
【特許文献１】特開平９−２９８２５９号公報
【特許文献２】特開２０００−３４９２１２号公報
【発明の開示】
【０００７】
本発明の目的は、優れた放熱性能が得られる上、工程が簡単で製造コストが嵩まず、製造時の熱影響による変形等の問題が生じないヒートシンクを提供することにある。
【０００８】
本発明によるヒートシンクは、一方の面に放熱フィンが設けられているアルミニウム製の基板の他方の面に、銅の溶射被膜が形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明のヒートシンクによれば、アルミニウム製の基板の他方の面に形成されかつアルミニウムよりも熱伝導率の高い銅の溶射被膜によって、発熱体から受けた熱を高効率で基板および放熱フィンに伝えることができるので、優れた放熱性能が得られる。
また、本発明のヒートシンクにあっては、銅の被膜が溶射法によって形成されているため、工程が簡単であって、その分製造コストを抑えることができる上、基板や放熱フィンへの熱影響がない。しかも、要求される放熱性能に応じて被膜の厚みを容易に調整することができるという利点もある。
【００１０】
本発明によるヒートシンクにおいて、銅の溶射被膜は、基板の他方の面の全体に形成される場合の他、基板の他方の面に部分的に形成される場合もある。
【００１１】
後者の場合、例えば、基板の他方の面のうちＣＰＵ等の発熱体と接する部分のみに銅の溶射被膜を形成すればよく、それによって、軽量化およびコストダウンを図ることができる。銅の被膜を部分的に形成する場合、基板の他方の面に所要形状のマスキングを施しておいてから溶射を行えばよく、その形状も任意のものとすることができる。
【００１２】
次に、本発明によるヒートシンクの製造方法は、一方の面に放熱フィンが設けられるアルミニウム製の基板の他方の面に、溶射法によって銅の被膜を形成することを特徴とするものである。
【００１３】
本発明によるヒートシンクの製造方法によれば、アルミニウム製の基板の他方の面に、アルミニウムよりも熱伝導率の高い銅の被膜を溶射によって形成するので、工程が簡単になり、その分製造コストを抑えることができる上、基板や放熱フィンに対して変形等を引き起こすような熱影響を及ぼすおそれがない。
また、本発明の方法によれば、銅の溶射被膜の厚みを、要求される放熱性能に応じて容易に調整することができる。
さらに、上記方法にあっては、基板の他方の面の全体に銅の溶射被膜を形成する他、前記面への銅の溶射時にマスキングを施すことにより、用途等に応じて任意の箇所に任意の形状の被膜を形成することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１および図２には、本発明の第１の実施形態が示されている。図１は本発明によるヒートシンクを示すものであって、該ヒートシンク(1)は、アルミニウム製基板(2)と、基板(2)の上面に形成された複数のアルミニウム製放熱フィン(3)とを備えてなる。そして、基板(2)の下面に、銅の溶射被膜(4)が形成されている。
【００１５】
基板(2)は、厚さ約３ｍｍの平板状のものであって、平面より見て長方形となされている。放熱フィン(3)は、それぞれ断面方形のピン型のものであって、基板(2)の上面のほぼ全体に分布するように縦横並列状に形成されている。基板(2)の平面形状、ならびに放熱フィン(3)の形状および数は、図示のものに限らず、適宜変更可能である。
【００１６】
基板(2)と放熱フィン(3)は、アルミニウム押出形材から一体に形成されている。但し、基板と放熱フィンとを別体に形成して両者を適宜の接合手段により一体化するようにしても勿論よい。
銅の溶射被膜(4)は、厚さ約１ｍｍであって、基板(2)の下面全体に形成されている。
【００１７】
上記のヒートシンク(1)は、例えば、パーソナルコンピュータ内において、その下面がＣＰＵと接するように配置固定される。パーソナルコンピュータの作動中は、ＣＰＵから発せられた熱が、ヒートシンク(1)下面を構成している銅の溶射被膜(4)によって受けられる。前記被膜(4)で受けた熱は、基板(2)を経て放熱フィン(3)に伝わり、放熱フィン(3)の表面から大気中に放散される。これにより、ＣＰＵが効率的に冷却される。
【００１８】
次に、上記ヒートシンク(1)の製造方法を、図２を参照して説明する。まず、アルミニウム押出形材によって、図２（ａ）に示す基板(2)および放熱フィン(3)の一体物を製造する。具体的には、平坦な基板部と、基板部の上面に幅方向に等間隔おきに形成された垂直板状のフィン形成部とよりなるヒートシンク素材を、アルミニウム押出工程によって製造した後、該素材のフィン形成部に所定間隔おきに垂直なスリットを形成することによって、図２（ａ）に示す基板(2)および放熱フィン(3)の一体物が得られる。
【００１９】
次に、図２（ｂ）に示すように、溶射装置(5)を用いて、基板(2)の下面に銅の溶射被膜(4)を形成する。溶射装置(5)としては、高速フレーム溶射装置や、その他のガス式溶射装置、あるいは電気式溶射装置を使用することができる。高速フレーム溶射装置(5)の場合、高温の燃焼ガスが細長いノズル(51)中で絞られることで高速流が作られ、溶射材料となる銅の粉末がノズル(51)中で溶融されると同時に高速ガス流で加速されて、基板(2)下面に衝突し、成膜される。銅の溶射被膜(4)の厚みは、溶射時間を変更することによって任意に調節可能である。こうして、図１に示すヒートシンク(1)が得られる。
【００２０】
以上の通り、本発明によれば、アルミニウム製基板に銅板を接合する従来技術と比べて、銅の溶射被膜(4)を形成する工程が簡単であって、その分製造コストを抑えることができる。また、溶射法は、基板(2)および放熱フィン(3)に対して熱影響がないため、従来技術のように熱影響による変形等の問題が生じるおそれがない。
【００２１】
図３は、本発明の第２の実施形態を示すものである。図３において、本発明によるヒートシンク(1)は、銅の溶射被膜(4)が、基板(2)の下面に部分的に、具体的には、基板(2)下面のうちＣＰＵ等の発熱体と接触する中央の長方形のエリアのみに形成されている。
【００２２】
上記被膜(4)は、基板(2)下面のうち被膜を形成しない部分にマスキングを施しておいてから、溶射工程（図２（ｂ）参照）を実施することによって形成される。マスキングは、例えばメタルマスクによって行われる。
【００２３】
この実施形態の場合、第１の実施形態と比べて、ヒートシンク(1)の軽量化および更なるコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すものであって、ヒートシンクを下側から見た斜視図である。
【図２】図１のヒートシンクの製造工程を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態を示すものであって、ヒートシンクの底面図である。
【符号の説明】
【００２５】
（１）：ヒートシンク
（２）：基板
（３）：放熱フィン
（４）：銅の溶射被膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーソナルコンピュータやサーバなどに組み込まれたＣＰＵ等の発熱性電子部品、或いは、その他の各種装置の発熱体を冷却するのに用いられるヒートシンクに関する。
【０００２】
この明細書において、「アルミニウム」には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金が含まれるものとし、また、「銅」には、純銅の他に銅合金が含まれるものとする。
【背景技術】
【０００３】
例えば、パーソナルコンピュータのＣＰＵを冷却するのに用いられるヒートシンクとして、基板と、基板の一方の面に設けられた放熱フィンとを備えたものが一般に知られている。このヒートシンクは、基板の他方の面が、ＣＰＵと接してここから発せられる熱を受ける受熱部となされ、受熱部で受けた熱が基板を経て放熱フィンから放散されるようになっている。
【０００４】
上述したヒートシンクは、通常、軽量で熱伝導性に優れたアルミニウムによって形成されているが、近年のＣＰＵの飛躍的な処理能力の向上に伴い、ＣＰＵからの発熱量も増大し、より放熱性能の高いヒートシンクが要求されるようになった。
【０００５】
そこで、アルミニウム製の基板の他方の面に、アルミニウムよりも熱伝導率の高い銅板を接合してなるヒートシンクが開発された（下記特許文献１、２参照）。
【０００６】
しかしながら、上記のヒートシンクの場合、アルミニウム製基板と銅板との接合が、クラッド、共晶接合、ろう付け等によって行われるため、工程が複雑で製造コストが嵩む上、接合時の熱影響により材料の変形等を生じるおそれがあった。
【特許文献１】特開平９−２９８２５９号公報
【特許文献２】特開２０００−３４９２１２号公報
【発明の開示】
【０００７】
本発明の目的は、優れた放熱性能が得られる上、工程が簡単で製造コストが嵩まず、製造時の熱影響による変形等の問題が生じないヒートシンクを提供することにある。
【０００８】
本発明によるヒートシンクは、一方の面に放熱フィンが設けられているアルミニウム製の基板の他方の面に、銅の溶射被膜が形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明のヒートシンクによれば、アルミニウム製の基板の他方の面に形成されかつアルミニウムよりも熱伝導率の高い銅の溶射被膜によって、発熱体から受けた熱を高効率で基板および放熱フィンに伝えることができるので、優れた放熱性能が得られる。
また、本発明のヒートシンクにあっては、銅の被膜が溶射法によって形成されているため、工程が簡単であって、その分製造コストを抑えることができる上、基板や放熱フィンへの熱影響がない。しかも、要求される放熱性能に応じて被膜の厚みを容易に調整することができるという利点もある。
【００１０】
本発明によるヒートシンクにおいて、銅の溶射被膜は、基板の他方の面の全体に形成される場合の他、基板の他方の面に部分的に形成される場合もある。
【００１１】
後者の場合、例えば、基板の他方の面のうちＣＰＵ等の発熱体と接する部分のみに銅の溶射被膜を形成すればよく、それによって、軽量化およびコストダウンを図ることができる。銅の被膜を部分的に形成する場合、基板の他方の面に所要形状のマスキングを施しておいてから溶射を行えばよく、その形状も任意のものとすることができる。
【００１２】
次に、本発明によるヒートシンクの製造方法は、一方の面に放熱フィンが設けられるアルミニウム製の基板の他方の面に、溶射法によって銅の被膜を形成することを特徴とするものである。
【００１３】
本発明によるヒートシンクの製造方法によれば、アルミニウム製の基板の他方の面に、アルミニウムよりも熱伝導率の高い銅の被膜を溶射によって形成するので、工程が簡単になり、その分製造コストを抑えることができる上、基板や放熱フィンに対して変形等を引き起こすような熱影響を及ぼすおそれがない。
また、本発明の方法によれば、銅の溶射被膜の厚みを、要求される放熱性能に応じて容易に調整することができる。
さらに、上記方法にあっては、基板の他方の面の全体に銅の溶射被膜を形成する他、前記面への銅の溶射時にマスキングを施すことにより、用途等に応じて任意の箇所に任意の形状の被膜を形成することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１および図２には、本発明の第１の実施形態が示されている。図１は本発明によるヒートシンクを示すものであって、該ヒートシンク(1)は、アルミニウム製基板(2)と、基板(2)の上面に形成された複数のアルミニウム製放熱フィン(3)とを備えてなる。そして、基板(2)の下面に、銅の溶射被膜(4)が形成されている。
【００１５】
基板(2)は、厚さ約３ｍｍの平板状のものであって、平面より見て長方形となされている。放熱フィン(3)は、それぞれ断面方形のピン型のものであって、基板(2)の上面のほぼ全体に分布するように縦横並列状に形成されている。基板(2)の平面形状、ならびに放熱フィン(3)の形状および数は、図示のものに限らず、適宜変更可能である。
【００１６】
基板(2)と放熱フィン(3)は、アルミニウム押出形材から一体に形成されている。但し、基板と放熱フィンとを別体に形成して両者を適宜の接合手段により一体化するようにしても勿論よい。
銅の溶射被膜(4)は、厚さ約１ｍｍであって、基板(2)の下面全体に形成されている。
【００１７】
上記のヒートシンク(1)は、例えば、パーソナルコンピュータ内において、その下面がＣＰＵと接するように配置固定される。パーソナルコンピュータの作動中は、ＣＰＵから発せられた熱が、ヒートシンク(1)下面を構成している銅の溶射被膜(4)によって受けられる。前記被膜(4)で受けた熱は、基板(2)を経て放熱フィン(3)に伝わり、放熱フィン(3)の表面から大気中に放散される。これにより、ＣＰＵが効率的に冷却される。
【００１８】
次に、上記ヒートシンク(1)の製造方法を、図２を参照して説明する。まず、アルミニウム押出形材によって、図２（ａ）に示す基板(2)および放熱フィン(3)の一体物を製造する。具体的には、平坦な基板部と、基板部の上面に幅方向に等間隔おきに形成された垂直板状のフィン形成部とよりなるヒートシンク素材を、アルミニウム押出工程によって製造した後、該素材のフィン形成部に所定間隔おきに垂直なスリットを形成することによって、図２（ａ）に示す基板(2)および放熱フィン(3)の一体物が得られる。
【００１９】
次に、図２（ｂ）に示すように、溶射装置(5)を用いて、基板(2)の下面に銅の溶射被膜(4)を形成する。溶射装置(5)としては、高速フレーム溶射装置や、その他のガス式溶射装置、あるいは電気式溶射装置を使用することができる。高速フレーム溶射装置(5)の場合、高温の燃焼ガスが細長いノズル(51)中で絞られることで高速流が作られ、溶射材料となる銅の粉末がノズル(51)中で溶融されると同時に高速ガス流で加速されて、基板(2)下面に衝突し、成膜される。銅の溶射被膜(4)の厚みは、溶射時間を変更することによって任意に調節可能である。こうして、図１に示すヒートシンク(1)が得られる。
【００２０】
以上の通り、本発明によれば、アルミニウム製基板に銅板を接合する従来技術と比べて、銅の溶射被膜(4)を形成する工程が簡単であって、その分製造コストを抑えることができる。また、溶射法は、基板(2)および放熱フィン(3)に対して熱影響がないため、従来技術のように熱影響による変形等の問題が生じるおそれがない。
【００２１】
図３は、本発明の第２の実施形態を示すものである。図３において、本発明によるヒートシンク(1)は、銅の溶射被膜(4)が、基板(2)の下面に部分的に、具体的には、基板(2)下面のうちＣＰＵ等の発熱体と接触する中央の長方形のエリアのみに形成されている。
【００２２】
上記被膜(4)は、基板(2)下面のうち被膜を形成しない部分にマスキングを施しておいてから、溶射工程（図２（ｂ）参照）を実施することによって形成される。マスキングは、例えばメタルマスクによって行われる。
【００２３】
この実施形態の場合、第１の実施形態と比べて、ヒートシンク(1)の軽量化および更なるコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すものであって、ヒートシンクを下側から見た斜視図である。
【図２】図１のヒートシンクの製造工程を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態を示すものであって、ヒートシンクの底面図である。
【符号の説明】
【００２５】
（１）：ヒートシンク
（２）：基板
（３）：放熱フィン
（４）：銅の溶射被膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に放熱フィンが設けられているアルミニウム製の基板の他方の面に、銅の溶射被膜が形成されていることを特徴とする、ヒートシンク。
【請求項２】
銅の溶射被膜が、基板の他方の面に部分的に形成されていることを特徴とする、請求項１記載のヒートシンク。
【請求項３】
一方の面に放熱フィンが設けられるアルミニウム製の基板の他方の面に、溶射法によって銅の被膜を形成することを特徴とする、ヒートシンクの製造方法。
【請求項１】
一方の面に放熱フィンが設けられているアルミニウム製の基板の他方の面に、銅の溶射被膜が形成されていることを特徴とする、ヒートシンク。
【請求項２】
銅の溶射被膜が、基板の他方の面に部分的に形成されていることを特徴とする、請求項１記載のヒートシンク。
【請求項３】
一方の面に放熱フィンが設けられるアルミニウム製の基板の他方の面に、溶射法によって銅の被膜を形成することを特徴とする、ヒートシンクの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−５３３２（Ｐ２００７−５３３２Ａ）
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１８００５１（Ｐ２００５−１８００５１）
【出願日】平成１７年６月２１日（２００５．６．２１）
【出願人】（５９１１９４３９９）関西パイプ工業株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２１日（２００５．６．２１）
【出願人】（５９１１９４３９９）関西パイプ工業株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]