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JPH10209351A - Heat sink - Google Patents

Heat sink

Info

Publication number
JPH10209351A
JPH10209351A JP854597A JP854597A JPH10209351A JP H10209351 A JPH10209351 A JP H10209351A JP 854597 A JP854597 A JP 854597A JP 854597 A JP854597 A JP 854597A JP H10209351 A JPH10209351 A JP H10209351A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fins
heat sink
end faces
fin
face
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP854597A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Sakuta
康弘 佐久田
Hidetoshi Inoue
英俊 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP854597A priority Critical patent/JPH10209351A/en
Publication of JPH10209351A publication Critical patent/JPH10209351A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To raise the cooling efficiency at forced air cooling, by retracing the windward end faces of inner fins more than these of both side fins. SOLUTION: On a base 1, a plurality of fins 2 erect parallel in equal pitches. The windward end faces 2a of the inner fins 2 slightly retract more than those of both side fins 2 on the same plane but all the fins have identical shapes and lengths, and hence the leeward end faces of them similarly retract. The end faces of the near center fins retract more than the both side fins in the flow of forced cooling air to reduce the air flowing around the outsides of the fins from the front of a heat sink to increase the air flowing along the near center of the heat sink, thereby improving its radiation efficiency.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子が発生
する熱を放熱するヒートシンクに係り、特に強制空冷に
適したフィン付きヒートシンクの構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat sink for radiating heat generated by a semiconductor device, and more particularly to a structure of a finned heat sink suitable for forced air cooling.

【0002】近年、半導体集積回路は集積度が著しく増
してパッケージ内の発熱密度が高くなってきたため、パ
ッケージの放熱の重要性が増してきた。一般に電子部品
の温度が10℃降下するごとにその電子部品の信頼度が約
二倍になるといわれている。そのため、パッケージにヒ
ートシンクを取り付けるとともに、そのパッケージを実
装した装置にファン等を設けて強制空冷することが多く
なっている。
In recent years, since the degree of integration of semiconductor integrated circuits has been remarkably increased and the heat generation density in a package has been increased, the importance of heat dissipation of the package has increased. It is generally said that every time the temperature of an electronic component drops by 10 ° C., the reliability of the electronic component doubles. Therefore, in many cases, a heat sink is attached to a package, and a device or the like on which the package is mounted is provided with a fan or the like to perform forced air cooling.

【0003】[0003]

【従来の技術】半導体パッケージ用のヒートシンクとし
ては種々の形状のものがあるが、強制空冷用としては、
ベースの一面上に複数のフィンが平行に直立するタイプ
のフィン付きヒートシンクが、製造コストが安いことも
あり、多く用いられている。以下、その従来例を図6を
参照しながら説明する。このヒートシンクは、ベース1
上に同一形状の複数のフィン2が等ピッチで平行に直立
しており、複数のフィン2の総ての端面2aはベース1
の端面と同一平面上にある。ベース1と複数のフィン2
とはアルミニウムなど、熱伝導率の高い金属で一体に形
成されている。
2. Description of the Related Art There are various types of heat sinks for semiconductor packages.
A finned heat sink of a type in which a plurality of fins stand upright on one surface of a base is often used because the manufacturing cost is low. Hereinafter, the conventional example will be described with reference to FIG. This heat sink is the base 1
A plurality of fins 2 having the same shape are erected in parallel at the same pitch, and all the end faces 2 a of the fins 2 are
Are on the same plane as the end face of. Base 1 and multiple fins 2
Is integrally formed of a metal having high thermal conductivity such as aluminum.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来のヒートシンクについて強制空冷の気流の流体解析
を行った結果、ヒートシンクの前面に向かう気流が総て
フィンの間を通過するのではなく、ヒートシンクの外側
面に回り込むものがあり、しかも流速は外側面近傍で速
く、ヒートシンク中央に近い程遅くなることが判った。
発熱源である半導体チップはパッケージの中央部分にあ
るのが普通であるから、中央部分の流速が相対的に遅い
ということは冷却効率が低いことを意味する。従来のヒ
ートシンクにはこのような問題があった。
However, as a result of performing a fluid analysis of the forced air cooling airflow with respect to such a conventional heatsink, the airflow heading toward the front of the heatsink does not pass through the space between the fins. It was found that the flow velocity was high near the outer surface, and slowed down near the center of the heat sink.
Since the semiconductor chip, which is a heat source, is generally located at the center of the package, a relatively slow flow rate at the center means that the cooling efficiency is low. The conventional heat sink has such a problem.

【0005】本発明は、このような問題を解決して、強
制空冷時の冷却効率を高めることが可能なヒートシンク
を提供することを目的とする。
[0005] It is an object of the present invention to solve such a problem and to provide a heat sink capable of increasing the cooling efficiency during forced air cooling.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は請求項1では、ベースの一面上に平行に直
立する複数のフィンを備えたヒートシンクにおいて、該
フィンの強制空冷時に風上側となる端面の位置は、中央
寄りに位置するフィンが両サイドに位置するフィンより
後退しているヒートシンクとしている。
To achieve this object, according to the present invention, there is provided a heat sink having a plurality of fins which stand upright on one surface of a base in parallel with each other. The position of the end face is a heat sink in which the fin located closer to the center is retracted from the fins located on both sides.

【0007】また、請求項2では、更に、前記フィンの
うち少なくとも最外側のフィンは強制空冷時に風上側と
なる端面が内向きに傾斜しているヒートシンクとしてい
る。また、請求項3では、更に、前記フィンは側面に該
側面の表面積が増加する凹凸を有するヒートシンクとし
ている。
According to a second aspect of the present invention, at least the outermost fin of the fins is a heat sink having an inwardly inclined end face facing windward during forced air cooling. According to a third aspect of the present invention, the fin is a heat sink having unevenness on a side surface of which the surface area of the side surface increases.

【0008】即ち、中央寄りのフィンの端面を両サイド
の端面より強制空冷の気流の進行方向に後退させること
により、ヒートシンク前面からフィンの外側面に回り込
む気流が減り、ヒートシンクの中央寄りを通過する気流
が増えて流速を増し、その結果、ヒートシンクの放熱性
(冷却効率)が向上する。更にフィンの端面を内向きに
傾けることにより、ヒートシンク前面からフィンの外側
面に回り込む気流が更に減る。更にフィンの側面に溝や
凸起等の凹凸を設けると表面積が増加するから、ヒート
シンクの中央寄りを通過する気流が増えることとの相乗
効果で、ヒートシンクの放熱性が一層向上する。
That is, by moving the end face of the fin closer to the center backward from the end faces on both sides in the traveling direction of the forced air cooling airflow, the airflow flowing from the front face of the heat sink to the outer face of the fin is reduced, and the fin passes the center part of the heat sink. The airflow increases and the flow velocity increases, and as a result, the heat dissipation (cooling efficiency) of the heat sink improves. Further, by inwardly tilting the end surfaces of the fins, the airflow flowing from the front surface of the heat sink to the outer surfaces of the fins is further reduced. Furthermore, since the surface area increases if grooves and protrusions are provided on the side surfaces of the fins, the heat dissipation of the heat sink is further improved by a synergistic effect with an increase in the airflow passing near the center of the heat sink.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図1〜図5を
参照しながら説明する。図1は本発明の第一の実施例を
示す斜視図である。ベース1上に複数のフィン2が等ピ
ッチで平行に直立している。フィン2の一方の(強制空
冷の気流に対して風上となる側の)端面2aの位置は、
両サイドのフィン2はベース1の端面と同一平面上にあ
るが内側のフィン2は中央に寄るに従って僅かずつ後退
している。総てのフィン2は同一形状であり、従って長
さも等しいから、他方の(風下となる側の)端面も風上
側の端面2aと同様に後退している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of the present invention. A plurality of fins 2 stand upright on the base 1 at a constant pitch in parallel. The position of one end face 2a of the fin 2 (on the windward side with respect to the forced air cooling airflow) is
The fins 2 on both sides are on the same plane as the end face of the base 1, but the fins 2 on the inner side are slightly receded toward the center. Since all the fins 2 have the same shape and are therefore equal in length, the other end face (on the leeward side) is receded similarly to the end face 2a on the windward side.

【0010】図2は本発明の第二の実施例を示す斜視図
である。この例では、風上側では図1と同様に両サイド
以外のフィン2が後退しているが、風下側では従来例と
同様、後退しているフィン2はなく、ベース1の端面と
同一平面上にある。従って、両サイド以外のフィン2の
長さは両サイドのフィン2のそれより僅かに短い。
FIG. 2 is a perspective view showing a second embodiment of the present invention. In this example, on the leeward side, the fins 2 other than on both sides are retreated as in FIG. 1, but on the leeward side, as in the conventional example, there are no retreated fins 2 and are flush with the end face of the base 1. It is in. Therefore, the length of the fins 2 on both sides is slightly shorter than that of the fins 2 on both sides.

【0011】次に、これらの実施例について効果を熱流
体解析ソフト‘FLOTHERM’(英国FLOMERIC社
製)を使って試算した結果を示す。解析条件は、周囲温
度:20℃,流速:1m/s,材質:アルミニウム,である。
形状は図3に示す。図3は本発明の効果の試算に用いた
モデルの説明図であり、(A)は上面図、(B)は正面
図である。図において、x=44mm,y=42mm,z=4m
m,s=4mm,t=4mm,u=20mm,は各モデル共通で
あり、m,n,p,qはモデルにより異なる。解析の結
果、各モデルの熱抵抗値は次表の通りであった。
Next, the results of trial calculations of the effects of these examples using thermal fluid analysis software 'FLOTHERM' (manufactured by FLOMERIC, UK) are shown. The analysis conditions were as follows: ambient temperature: 20 ° C., flow rate: 1 m / s, material: aluminum.
The shape is shown in FIG. 3A and 3B are explanatory diagrams of a model used for a trial calculation of the effect of the present invention. FIG. 3A is a top view and FIG. 3B is a front view. In the figure, x = 44 mm, y = 42 mm, z = 4 m
m, s = 4 mm, t = 4 mm, and u = 20 mm are common to each model, and m, n, p, and q differ depending on the model. As a result of the analysis, the thermal resistance value of each model was as shown in the following table.

【0012】[0012]

【表1】 [Table 1]

【0013】モデルNo.1及び2は第一の実施例に、モ
デルNo.3及び4は第二の実施例に、モデルNo.5は従来
例に、それぞれ相当する。モデルNo.1〜4はいずれも
モデルNo.5より熱抵抗値が減少している。モデルNo.3
及び4は側面の表面積が若干減るためモデルNo.1及び
2と比べると効果が少ないが、このタイプは外形寸法が
大きくならない利点がある。
Model Nos. 1 and 2 correspond to the first embodiment, models Nos. 3 and 4 correspond to the second embodiment, and model No. 5 corresponds to the conventional example. The thermal resistance value of each of the models No. 1 to 4 is smaller than that of the model No. 5. Model No.3
And No. 4 are slightly less effective than the models No. 1 and No. 2 because the side surface area is slightly reduced, but this type has the advantage that the external dimensions are not increased.

【0014】図4は本発明の第三の実施例を示す上面図
である。この例では、ベース1上に平行に直立するフィ
ン3の風上側の端面3aが、少なくとも両サイドのフィ
ン3については僅かに内向きに傾斜しており、従って外
側のエッジが若干鋭角になっている。これにより、ヒー
トシンクの外側面に回り込む気流を減らしている。尚、
図4は第二の実施例における端面2aを端面3aのよう
に変形させたものとなっているが、第一の実施例におけ
る端面2aを端面3aのように変形させてもよい。
FIG. 4 is a top view showing a third embodiment of the present invention. In this example, the windward end face 3a of the fin 3 standing upright in parallel on the base 1 is slightly inwardly inclined, at least for the fins 3 on both sides, so that the outer edge becomes slightly acute. I have. This reduces the airflow flowing around the outer surface of the heat sink. still,
In FIG. 4, the end face 2a in the second embodiment is deformed like the end face 3a, but the end face 2a in the first embodiment may be deformed like the end face 3a.

【0015】図5は本発明の第四の実施例を示す斜視図
である。この例では、ベース1上に平行に直立するフィ
ン4の側面4bに溝4cが設けられている。これにより
側面4bの表面積が増加する。溝4cの代わりに例えば
半球状の小凸起を格子状に設けて表面積を増加させても
よい。尚、図4は第二の実施例における側面を変形させ
たものとなっているが、第一及び第三の実施例における
側面を変形させてもよい。
FIG. 5 is a perspective view showing a fourth embodiment of the present invention. In this example, a groove 4c is provided on the side surface 4b of the fin 4 that stands upright on the base 1 in parallel. This increases the surface area of the side surface 4b. Instead of the groove 4c, for example, a hemispherical small protrusion may be provided in a lattice shape to increase the surface area. Although FIG. 4 shows a modification of the side surface in the second embodiment, the side surface in the first and third embodiments may be modified.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
強制空冷時の冷却効率を高めることが可能なヒートシン
クを提供することができる。
As described above, according to the present invention,
A heat sink capable of increasing the cooling efficiency during forced air cooling can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第一の実施例を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第二の実施例を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a second embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の効果の試算に用いたモデルの説明図
である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a model used for a trial calculation of an effect of the present invention.

【図4】 本発明の第三の実施例を示す上面図である。FIG. 4 is a top view showing a third embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の第四の実施例を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a fourth embodiment of the present invention.

【図6】 従来例を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ベース 2,3,4 フィン 2a,3a 端面 4b 側面 4c 溝 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base 2,3,4 Fin 2a, 3a End face 4b Side face 4c Groove

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ベースの一面上に平行に直立する複数の
フィンを備えたヒートシンクにおいて、 該フィンの強制空冷時に風上側となる端面の位置は、中
央寄りに位置するフィンが両サイドに位置するフィンよ
り後退していることを特徴とするヒートシンク。
1. A heat sink provided with a plurality of fins standing upright on one surface of a base in parallel, wherein the fins located on the windward side during forced air cooling have fins located closer to the center on both sides. A heat sink characterized by being receded from the fin.
【請求項2】 前記フィンのうち少なくとも最外側のフ
ィンは強制空冷時に風上側となる端面が内向きに傾斜し
ていることを特徴とする請求項1記載のヒートシンク。
2. The heat sink according to claim 1, wherein at least an outermost fin of the fins has an inwardly inclined end face facing windward during forced air cooling.
【請求項3】 前記フィンは側面に該側面の表面積が増
加する凹凸を有することを特徴とする請求項1又は2記
載のヒートシンク。
3. The heat sink according to claim 1, wherein the fin has an unevenness on a side surface so that a surface area of the side surface increases.
JP854597A 1997-01-21 1997-01-21 Heat sink Withdrawn JPH10209351A (en)

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Legal Events

Date Code Title Description
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20040406