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公開番号2025101447
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-07
出願番号2023218293
出願日2023-12-25
発明の名称冷却装置
出願人株式会社レゾナック
代理人個人,個人,個人
主分類H01L 23/36 20060101AFI20250630BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】流体の流れがフィンの断面の対角線方向に一致するようにフィンが並んだヒートシンクを用いる場合と比べて、切削に要する負荷が小さい冷却装置を提供する。
【解決手段】冷却装置は、平板状のベース部11と、ベース部からベース部の板面に交差する方向に突出した複数のフィン12とを有するヒートシンク10と、ヒートシンクを収容するとともに、内部に流体を導入する導入口211と、外部に流体を導出する導出口212とが形成されたケース20と、を備え、フィンは、フィンの突出方向に直交する面にて切断した断面形状が平行四辺形であり、2組の対辺の内の一方の対辺が導入口と導出口とを結ぶ線に対して平行であるとともに、他方の対辺が結ぶ線に対して傾斜している。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
平板状のベース部と、前記ベース部から当該ベース部の板面に交差する方向に突出した複数のフィンとを有するヒートシンクと、
前記ヒートシンクを収容するとともに、内部に流体を導入する導入口と、外部に流体を導出する導出口とが形成されたケースと、
を備え、
前記フィンは、当該フィンの突出方向に直交する面にて切断した断面形状が平行四辺形であり、２組の対辺の内の一方の対辺が前記導入口と前記導出口とを結ぶ線に対して平行であるとともに、他方の対辺が当該結ぶ線に対して傾斜している
冷却装置。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
前記フィンの前記他方の対辺が前記結ぶ線に対して傾斜している角度が、３０°以上６０°以下である請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記フィンの前記他方の対辺が前記結ぶ線に対して傾斜している角度が、３０°である請求項１に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記フィンは、前記突出方向に直交する面にて切断した断面積が、前記ベース部側から先端に向かうに従い小さくなっている請求項１に記載の冷却装置。
【請求項５】
平板状のベース部と、前記ベース部から当該ベース部の板面に交差する方向に突出した複数のフィンとを有するとともに、押出成形にて成形されたヒートシンクと、
前記ヒートシンクを収容するとともに、内部に流体を導入する導入口と、外部に流体を導出する導出口とが形成されたケースと、
を備え、
前記フィンは、当該フィンの突出方向に直交する面にて切断した断面形状が平行四辺形であり、２組の対辺のうちの一方の対辺が前記ヒートシンクの押出方向に対して平行であり且つ前記導入口と前記導出口とを結ぶ線に対して傾斜し、他方の対辺が当該押出方向に対して当該結ぶ線と同じ側に傾斜し、当該平行四辺形の対角線が当該結ぶ線に対して傾斜している
冷却装置。
【請求項６】
前記フィンの前記他方の対辺が前記押出方向に対して傾斜している角度が、３０°以上６０°以下である請求項５に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記フィンは、前記突出方向に直交する面にて切断した断面積が、前記ベース部側から先端に向かうに従い小さくなっている請求項５に記載の冷却装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置に関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、外部に信号を伝達する外部電極と、外部電極と半導体チップとを内部配線を介して接続するボンディングワイヤと、半導体チップからの熱を熱拡散板を介して外部に放す放熱フィンと、放熱フィンを半導体集積回路装置本体に固定する接着剤とから構成される半導体集積回路装置が開示されている。この半導体集積回路装置では、放熱フィンには突起状の放熱部であるピンフィンが設けられ、ピンフィンは、その水平方向の断面形状が四角形となっている。そして、四角形のピンフィンの角部を風向き方向に向けた状態で設けることにより、ピンフィンにおける垂直方向の放熱面が風向き方向に対して斜めに設置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平７－２２１２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
流体を用いた冷却装置において、冷却効率を高める観点から、フィンの突出方向に直交する面での断面形状を正方形や菱形とし、流体の流れがフィンの断面の対角線方向に一致するようにフィンが並んだヒートシンクを用いる場合がある。このようなヒートシンクを得るためには、ヒートシンクの材料である被加工材を２方向から切削する必要があり、切削に要する負荷が大きい。
本発明は、流体の流れがフィンの断面の対角線方向に一致するようにフィンが並んだヒートシンクを用いる場合と比べて、切削に要する負荷が小さい冷却装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、下記（１）～（７）に係る発明が提供される。
（１）平板状のベース部（ベース部１１）と、前記ベース部から当該ベース部の板面に交差する方向に突出した複数のフィン（フィン１２）とを有するヒートシンク（ヒートシンク１０）と、前記ヒートシンクを収容するとともに、内部に流体を導入する導入口（導入口２１１）と、外部に流体を導出する導出口（導出口２１２）とが形成されたケース（ケース２０）と、を備え、前記フィンは、当該フィンの突出方向に直交する面にて切断した断面形状が平行四辺形であり、２組の対辺の内の一方の対辺（一方の対辺１４１）が前記導入口と前記導出口とを結ぶ線（結ぶ線Ｐ）に対して平行であるとともに、他方の対辺（他方の対辺１５１）が当該結ぶ線に対して傾斜している冷却装置。
（２）前記フィンの前記他方の対辺が前記結ぶ線に対して傾斜している角度が、３０°以上６０°以下である（１）に記載の冷却装置。
（３）前記フィンの前記他方の対辺が前記結ぶ線に対して傾斜している角度が、３０°である（１）に記載の冷却装置。
（４）前記フィンは、前記突出方向に直交する面にて切断した断面積が、前記ベース部側から先端に向かうに従い小さくなっている（１）に記載の冷却装置。
【０００６】
（５）平板状のベース部（ベース部１１）と、前記ベース部から当該ベース部の板面に交差する方向に突出した複数のフィン（フィン１２）とを有するとともに、押出成形にて成形されたヒートシンク（ヒートシンク１０）と、前記ヒートシンクを収容するとともに、内部に流体を導入する導入口（導入口２１１）と、外部に流体を導出する導出口（導出口２１２）とが形成されたケースと、を備え、前記フィンは、当該フィンの突出方向に直交する面にて切断した断面形状が平行四辺形であり、２組の対辺のうちの一方の対辺（一方の対辺１４１）が前記ヒートシンクの押出方向に対して平行であり且つ前記導入口と前記導出口とを結ぶ線（結ぶ線Ｑ）に対して傾斜し、他方の対辺（他方の対辺１５１）が当該押出方向に対して当該結ぶ線と同じ側に傾斜し、当該平行四辺形の対角線が当該結ぶ線に対して傾斜している冷却装置。
（６）前記フィンの前記他方の対辺が前記押出方向に対して傾斜している角度が、３０°以上６０°以下である（５）に記載の冷却装置。
（７）前記フィンは、前記突出方向に直交する面にて切断した断面積が、前記ベース部側から先端に向かうに従い小さくなっている（５）に記載の冷却装置。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、流体の流れが菱形形状の対角線方向に一致するようにフィンが並んだヒートシンクを用いる場合と比べて、切削に要する負荷が小さい冷却装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本実施形態が適用される冷却装置の構成の一例を示した図である。
冷却装置をｚ方向の下流側から見た図である。
図２に示した冷却装置のＩＩＩ－ＩＩＩ部で切断した断面図である。
本実施形態が適用されるヒートシンクの構成の一例を示した図である。
ヒートシンクを、ｚ方向の下流側から見た図である。
図５におけるＶＩ部の拡大図である。
（ａ）は、ヒートシンクを図６のＶＩＩＡ－ＶＩＩＡ部で切断した断面図であり、図７（ｂ）は、ヒートシンクを図６のＶＩＩＢ－ＶＩＩＢ部で切断した断面図である。
（ａ）は、フィンを図７（ｂ）のＶＩＩＩＡ－ＶＩＩＩＡ部で切断した断面図であり、図８（ｂ）は、フィンを図７（ｂ）のＶＩＩＩＢ－ＶＩＩＩＢ部で切断した断面図である。
（ａ）～（ｃ）は、ヒートシンクの製造方法の一例を示した図である。
実施形態２が適用される冷却装置の構成を示した図である。
冷却装置をｚ方向の下流側から見た図である。
（ａ）～（ｂ）は、フィンの突出方向に直交する面にて切断したフィンの断面図である。
冷却装置のケースの変形例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
［実施形態１］
図１は、本実施形態が適用される冷却装置１の構成の一例を示した図である。
図２は、冷却装置１を後述するｚ方向の下流側から見た図である。
図３は、図２に示した冷却装置１のＩＩＩ－ＩＩＩ部で切断した断面図である。
本実施形態の冷却装置１は、ヒートシンク１０と、ヒートシンク１０を収容するとともに、流体の一例である冷却液が流通する空間Ｓを形成するケース２０とを備えている。冷却装置１は、発熱体５を、冷却液およびヒートシンク１０を用いて冷却する液冷式冷却装置である。発熱体５としては、例えば、半導体素子や配線等が積層された半導体モジュールを例示することができる。
【００１０】
図４は、本実施形態が適用されるヒートシンク１０の構成の一例を示した図である。
ヒートシンク１０は、平板状のベース部１１と、ベース部１１の表面１１１から突出する複数のフィン１２とを有している。この例では、フィン１２は、ベース部１１の表面１１１から、表面１１１に直交する方向に突出している。以下では、平板状のベース部１１が延びる面をｘｙ平面とし、ベース部１１の表面１１１からフィン１２が突出する方向をｚ方向とする。ｚ方向が、フィン１２の突出方向の一例である。
ヒートシンク１０の材質は、アルミニウムや、Ａ６０００系等のアルミニウム合金等のアルミニウム材料であることを例示することができる。
本実施形態のヒートシンク１０は、押出成形および切削加工により得られる。
（【００１１】以降は省略されています）

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