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公開番号2025003320
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-09
出願番号2024078975
出願日2024-05-14
発明の名称ヒートシンク、ヒートシンクアセンブリ、及びヒートシンクを形成する方法
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人
主分類H05K 7/20 20060101AFI20241226BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】熱伝達を最大化するヒートシンクを提供する。
【解決手段】基板18と、複数のピンフィン20と、を備えるヒートシンク12であって、複数のピンフィン20は第1ピンフィンと第2ピンフィンとを含み、第1ピンフィンと第2ピンフィンは少なくとも1つの異なる幾何学的特徴を有し、第1ピンフィンは基板18に結合された第1の端部、第1の端部と反対側の第2の端部、第1の部分、及び第2の部分を有し、第1の部分は第1の端部から第2の部分まで延び、第1ピンフィンの第1の部分はピンフィンの長さに沿って切り取られた第1の断面形状を有し、第1ピンフィンの第2の部分はピンフィンの長さに沿って切り取られた第2の断面形状を有し、第1の断面形状は楕円、円、及び翼形を含む所定のリストから選択され、第2の断面形状は所定のリストから選択され、第1の断面形状とは異なる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基板と、
複数のピンフィンと、を備え、
複数のピンフィンは第１ピンフィンと第２ピンフィンとを含み、第１ピンフィンと第２ピンフィンは少なくとも１つの異なる幾何学的特徴を有し、
第１ピンフィンは基板に結合された第１の端部、第１の端部と反対側の第２の端部、第１の部分、及び第２の部分を有し、
第１の部分は第１の端部から第２の部分まで延び、
第１ピンフィンの第１の部分はピンフィンの長さに沿って切り取られた第１の断面形状を有し、第１ピンフィンの第２の部分はピンフィンの長さに沿って切り取られた第２の断面形状を有し、
第１の断面形状は楕円、円、及び翼形を含む所定のリストから選択され、第２の断面形状は所定のリストから選択され、第１の断面形状とは異なる、ヒートシンク。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
第１ピンフィン及び第２ピンフィンの少なくとも１つは、第１の部分と第２の部分との間の境界に遷移セクションを有し、遷移セクションは、ピンフィンの長さに沿って第１断面形状から第２断面形状に変化する遷移断面を有する、請求項１に記載のヒートシンク。
【請求項３】
複数のピンフィンが、長手方向に沿ってピンフィンの列をなして配置され、ピンフィンの各列は、横方向に沿って他のピンフィンの列から間隔を空けて配置され、ピンフィンの列は、ピンフィンの１つの中心が、横方向で隣接する列の隣接するピンフィンの間隔に隣接するように、千鳥状に配置される、請求項１に記載のヒートシンク。
【請求項４】
第１の部分はピンフィンの高さの少なくとも１０％を有する、請求項１に記載のヒートシンク。
【請求項５】
第２の断面形状は、先側と後側とを有する翼形であり、先側は後側よりも大きい、請求項１に記載のヒートシンク。
【請求項６】
第１の断面形状は楕円又は円である、請求項５に記載のヒートシンク。
【請求項７】
基板と、
基板を囲み、流体を内包するハウジングと、
基板に結合された複数のピンフィンと、を備え、
複数のピンフィンは第１のピンフィンと第２のピンフィンとを含み、第１のピンフィンと第２のピンフィンは少なくとも１つの異なる幾何学的特徴を有し、
各ピンフィンは、基板に結合された第１の端部、反対側の第２の端部、第１の部分、及び第２の部分を有し、
各ピンフィンは第１の端部で離間しており、第１の部分は第１の端部から第２の部分まで延びており、
第１の部分はピンフィンの長さに沿って切り取られた第１の断面形状を有し、第２の部分はピンフィンの長さに沿って切り取られた第２の断面形状を有し、第２の断面形状は翼型であり、第１の断面形状は翼型ではない、ヒートシンクアセンブリ。
【請求項８】
翼形は先側と後側とを有し、先側は後側よりも大きい、請求項７に記載のヒートシンクアセンブリ。
【請求項９】
ハウジングを通して流体の流れを導くように構成されたポンプをさらに備え、翼形の先側は、流体の流れの上流に向けられる、請求項８に記載のヒートシンクアセンブリ。
【請求項１０】
第１の断面形状が楕円又は円である、請求項７に記載のヒートシンクアセンブリ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【関連出願への相互参照】
【０００１】
本開示は、２０２３年６月２２日に出願され、「インバータの共役熱伝達について圧力降下を低減しながら熱伝達を向上するための不均一断面のピンフィン」と題された仮特許出願番号６３／５０９６０２の利益を主張するものであり、その内容は全体として参照により組み込まれる。
続きを表示（約 2,800 文字）【技術分野】
【０００２】
本発明は、例えば、不均一な断面を有するピンフィンを備えたヒートシンク、ヒートシンクアセンブリ、及びヒートシンクを形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ヒートシンクは、発熱デバイスから熱を放散するための従来からの形式である。ヒートシンクには、熱を放散するためのピンフィンが含まれており、ピンフィンは、ピンフィンの長さに沿って均一な断面を備えている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ピンフィンは、熱伝達とピンフィン間を通過する流体の圧力降下との間に反比例の関係を持つことがある。つまり、熱伝達の増加は、より大きな圧力降下を招く。圧力降下が大きくなると、ピンフィンを横切る流体の流れが減り、それにより、ピンフィンからの熱伝達が減少する。従って、熱伝達を最大化するために代替のピンフィンが必要になる場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つの概括的な態様において、ヒートシンクは、基板と、複数のピンフィンとを含み、複数のピンフィンは第１ピンフィンと第２ピンフィンとを含む。第１ピンフィンと第２ピンフィンは少なくとも１つの異なる幾何学的特徴を有する。第１ピンフィンは、基板に結合された第１の端部、第１の端部と反対側の第２の端部、第１の部分、及び第２の部分を含む。第１の部分は第１の端部から第２の部分まで延びている。第１ピンフィンの第１の部分は、ピンフィンの長さに沿って切り取られた第１の断面形状を有し、第１ピンフィンの第２の部分はピンフィンの長さに沿って切り取られた第２の断面形状を有する。第１の断面形状は、楕円、円、及び翼形を含む所定のリストから選択され、第２の断面形状は、所定のリストから選択され、第１の断面形状とは異なる。
【０００６】
別の概括的な態様では、ヒートシンクアセンブリは、基板と、基板を囲み、流体を内包するハウジングと、基板に結合された複数のピンフィンとを含む。複数のピンフィンは第１ピンフィンと第２ピンフィンとを含む。第１ピンフィンと第２ピンフィンは少なくとも１つの異なる幾何学的特徴を有する。各ピンフィンは、基板に結合された第１の端部、反対側の第２の端部、第１の部分、及び第２の部分を含む。各ピンフィンは、第１の端部で離間しており、第１の部分は第１の端部から第２の部分まで延びている。第１の部分はピンフィンの長さに沿って切り取られた第１の断面形状を有し、第２の部分はピンフィンの長さに沿って切り取られた第２の断面形状を有する。第２の断面形状は翼形であり、第１の断面形状は翼形ではない。
【０００７】
さらに別の概括的な態様では、ヒートシンクは、基板と、複数のピンフィンとを含み、複数のピンフィンは第１ピンフィンと第２ピンフィンとを含む。第１ピンフィンと第２ピンフィンは少なくとも１つの異なる幾何学的特徴を有する。各ピンフィンは、基板に結合された第１の端部、第１の端部と反対側の第２の端部、第１の部分、及び第２の部分を含む。第１の部分は第１の端部から第２の部分まで延びている。複数のピンフィンは第１のピンと第２のピンとを含み、第１のピンの第１の部分は非流線形ボディであり、第１のピンの第２の部分は流線形ボディである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示の１つ以上の実施形態による、ヒートシンクアセンブリの斜視図である。
本開示の１つ以上の実施形態による、図１のヒートシンクアセンブリのピンフィンの斜視図である。
本開示の１つ以上の実施形態による、ヒートシンクアセンブリのピンフィンの断面図である。
本開示の１つ以上の実施形態による、ヒートシンクを形成する方法のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
最初に図１を参照すると、ヒートシンク１２のアセンブリ１０が示されている。ヒートシンク１２のアセンブリ１０は、デバイス１４に蓄積された熱を放散するためにデバイス１４に取り付けられたヒートシンク１２を含む。デバイス１４は、コンピュータコンポーネント、より具体的にはインバータピンカードなど、熱を発生できる任意のデバイス１４であり得る。ヒートシンク１２のアセンブリ１０は、さらに、ヒートシンク１２を囲み、ヒートシンク１２が浸漬される流体を内包するハウジング１６を含むことができる。ヒートシンク１２は、基板１８と、基板１８に結合された複数のピンフィン２０を含むことができる。基板１８は、銅、アルミニウム、鋼鉄など、デバイス１４から熱を伝達できる任意の材料で形成され得る。ヒートシンク１２のアセンブリ１０は、ハウジング１６を通じてヒートシンク１２のピンフィン２０の全域に渡って流体流れＦを導くべく構成されたポンプ２２を含むことができる。ポンプ２２は、ハウジング１６を通じて流体を循環させることができ、その場合、流体流れＦがピンフィン２０の全域に渡って単一方向に移動する。流体は、ハウジング１６の一端からハウジング１６の反対側の端に流れ、その後、チューブ又は他の手段を通じて循環され、流体がハウジング１６の一端まで移動する。いくつかの実施形態では、流体は空気であってもよく、その場合、ポンプ２２は開放環境内でピンフィン２０を横切って空気を循環させるファンである。しかし、ヒートシンク１２は、ポンプやファンなどを使用せずに自然対流にて使用されることが考えられるとともに可能であり、その場合、ヒートシンク１２は停滞した空気に熱を放出する。
【００１０】
複数のピンフィン２０は、基板１８に結合された第１端部２４、反対側の第２端部２６、第１の部分２８、第２の部分３０、及び第１の部分２８と第２の部分３０との間の境界３４にある遷移セクション３２を含むことができる。各ピンフィン２０は間隔をあけて配置されており、ピンフィン２０の列が基板１８に沿う長手方向に沿って配列されており、ピンフィン２０の各列は、長手方向を横切る横方向に沿って、ピンフィン２０の他の列から間隔をあけて配置されている。ピンフィン２０の列は、ピンフィン２０の１つの幾何学的中心が、横方向において隣接する列の隣接するピンフィン２０の間隔に隣接するように、千鳥状に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、ピンフィン２０は、不均一な間隔を有してもよく、その場合、いくつかのピンフィン２０は、異なる距離で間隔をあけて配置され、及び／又は千鳥状に配置される。
（【００１１】以降は省略されています）

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