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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024102424
(43)【公開日】2024-07-31
(54)【発明の名称】ヒートシンク
(51)【国際特許分類】
H01L 23/36 20060101AFI20240724BHJP
H01L 23/473 20060101ALI20240724BHJP
H05K 7/20 20060101ALI20240724BHJP
【ＦＩ】
H01L23/36 Z
H01L23/46 Z
H05K7/20 D
H05K7/20 N
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023006290
(22)【出願日】2023-01-19
(71)【出願人】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002941
【氏名又は名称】弁理士法人ぱるも特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】青木 奎典
【テーマコード（参考）】
5E322
5F136
【Ｆターム（参考）】
5E322AA01
5E322AA05
5E322AA11
5E322EA10
5E322FA01
5F136BA06
5F136BA32
5F136CB07
5F136CB08
5F136CB27
5F136DA27
5F136FA02
5F136FA03
5F136GA14
(57)【要約】
【課題】部品点数を増加することなく、且つ部品または装置の大型化を伴わずに伝熱面積を増やすことができ、放熱性能を向上させることが可能なヒートシンクを提供する。
【解決手段】ヒートシンク２は、フィン領域２ｂに複数の溝４を有することにより、伝熱面積を増やすことができ、放熱性能を向上させることが可能である。さらに、溝４の長手方向Ｙが冷媒の流入方向Ａに対して平行でないため、流入した冷媒の一部が溝４の長手方向側面４１に衝突し、撹拌、混合されることから、冷却効率をより向上させることができる。また、ヒートシンク２は、冷媒の流入方向Ａに対して長手方向Ｙ３が平行となるように配置された溝４ｃを有していてもよい。
【選択図】図３
【解決手段】ヒートシンク２は、フィン領域２ｂに複数の溝４を有することにより、伝熱面積を増やすことができ、放熱性能を向上させることが可能である。さらに、溝４の長手方向Ｙが冷媒の流入方向Ａに対して平行でないため、流入した冷媒の一部が溝４の長手方向側面４１に衝突し、撹拌、混合されることから、冷却効率をより向上させることができる。また、ヒートシンク２は、冷媒の流入方向Ａに対して長手方向Ｙ３が平行となるように配置された溝４ｃを有していてもよい。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
一方の面に複数のピンフィンが設けられたフィン領域を有し、他方の面に電子部品が取り付け可能であり、前記電子部品で発生した熱を前記フィン領域を流れる冷媒に伝えるヒートシンクであって、
前記フィン領域は、前記一方の面に設けられた複数の溝を有することを特徴とするヒートシンク。
前記フィン領域は、前記一方の面に設けられた複数の溝を有することを特徴とするヒートシンク。
【請求項2】
前記溝は、前記フィン領域に入る直前の前記冷媒の流入方向に対して前記溝の長手方向が平行とならないように配置された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】
前記ピンフィンは、矩形の前記フィン領域に千鳥状に配置され、前記溝は、前記フィン領域の一つの端面から他の端面まで貫通して設けられたことを特徴とする請求項２記載のヒートシンク。
【請求項4】
前記溝は、格子状に配置されたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のヒートシンク。
【請求項5】
前記溝は、前記フィン領域に入る直前の前記冷媒の流入方向に対して前記溝の長手方向が平行となるように配置されたことを特徴とする請求項１記載のヒートシンク。
【請求項6】
前記ピンフィンは、前記フィン領域に千鳥状に配置され、前記溝は、前記ピンフィンと交互に千鳥状に配置されたことを特徴とする請求項５記載のヒートシンク。
【請求項7】
一部の前記溝は、前記フィン領域に入る直前の前記冷媒の流入方向に対して前記溝の長手方向が平行とならないように配置され、他の一部の前記溝は、前記フィン領域に入る直前の前記冷媒の流入方向に対して前記溝の長手方向が平行となるように配置されたことを特徴とする請求項１記載のヒートシンク。
【請求項8】
前記ピンフィンは円柱状であり、前記溝は前記ピンフィンの根元と間隔をあけて設けられたことを特徴とする請求項１記載のヒートシンク。
【請求項9】
前記ピンフィンは、根元の角部が曲面となっ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10】
前記溝は、一定の深さ寸法を有す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11】
前記溝は、前記溝の長手方向に平行な断面において異なる深さ寸法を有す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12】
前記溝は、前記溝の長手方向に垂直な断面において異なる深さ寸法を有す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13】
前記溝は、内部に段差を有することを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のヒートシンク。
【請求項14】
前記溝は、底面が傾斜していることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のヒートシンク。
【請求項15】
前記溝は、底面と側面の角部が曲面となっていることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のヒートシンク。
【請求項16】
前記冷媒の流入口と流出口を有するウォータージャケットと接合され、液冷式冷却器の冷却容器を形成することを特徴とする請求項１記載のヒートシンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、ヒートシンクに関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、電子機器の小型化及び高性能化に伴い、ＣＰＵ、ＬＳＩ、パワー半導体素子等の発熱素子の発熱密度が増加して高温となる傾向にある。車載用インバータにおいては、パワーモジュールの発熱密度の増加に加え、他の様々な熱源からの熱害に晒されていることから、従来の空冷式冷却器よりも冷却性能の高い液冷式冷却器が用いられることが多くなっている。
【0003】
液冷式冷却器は、一方の面にフィン領域を有し、他方の面に電子部品が取り付け可能なヒートシンクを備え、冷媒流路にフィン領域が配置されるよう構成される。このような液冷式冷却器において放熱性能を向上させる方法として、フィン形状を複雑にしたり部品点数を増やしたりすることで、冷媒への伝熱面積を増やす方法がある。また、フィン領域を通過する冷媒の流れを乱すことにより、冷媒流路の冷媒を撹拌して冷却効率を向上させる方法も知られている。
【0004】
例えば特許文献１では、積層方向に重ねられた複数のインナフィンが冷媒流路に配設された積層型冷却器において、少なくとも一つのインナフィンをウェーブフィンとすることにより伝熱面積を増やしている。さらに、このような構造によれば、冷媒の一部がウェーブフィンに沿って蛇行しながら進むため、冷媒流路内で冷媒が混ざりやすくなり、冷却効率がより向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第５３８２１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ヒートシンクの伝熱面積を簡単に増やす方法として、フィンの高さ寸法を大きくしてフィンの表面積を増やすことが考えられる。しかしながら、フィンの高さ寸法が大きくなるほどフィン先端部の放熱性は低下し、フィン効率が低下する。さらに、流路断面積が拡大するため冷媒の流速低下が生じるという問題がある。
また、特許文献１のように、部品点数を増やしてフィン構成を複雑にすることで伝熱面積を増やす方法では、冷却器が大型化するという問題がある。
また、特許文献１のように、部品点数を増やしてフィン構成を複雑にすることで伝熱面積を増やす方法では、冷却器が大型化するという問題がある。
【0007】
本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、部品点数を増加することなく、且つ部品または装置の大型化を伴わずに伝熱面積を増やすことができ、放熱性能を向上させ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。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本願に開示されるヒートシンクは、一方の面に複数のピンフィンが設けられたフィン領域を有し、他方の面に電子部品が取り付け可能であり、電子部品で発生した熱をフィン領域を流れる冷媒に伝えるヒートシンクであって、フィン領域は、一方の面に設けられた複数の溝を有する。
【発明の効果】
【0009】
本願に開示されるヒートシンクによれば、フィン領域に複数の溝を有することにより、部品点数を増加することなく、且つ部品または装置の大型化を伴わずに伝熱面積を増やすことができ、放熱性能を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】実施の形態１に係るヒートシンクを示す斜視図である。
【図2】実施の形態１に係るヒートシンクを備えた電力変換装置を示す分解斜視図である。
【図3】実施の形態１に係るヒートシンクのフィン領域を示す斜視図である。
【図4】実施の形態１に係るヒートシンクのフィン領域を示す平面図である。
【図5】実施の形態１に係るヒートシンクのフィン領域の変形例を示す平面図である。
【図6】実施の形態１に係るヒートシンクのフィン領域の別の変形例を示す平面図である。
【図7】実施の形態２に係るヒートシンクのフィン領域を示す斜視図である。
【図8】実施の形態２に係るヒートシンクのフィン領域を示す平面図である。
【図9】実施の形態３に係るヒートシンクのフィン領域を示す斜視図である。
【図10】実施の形態３に係るヒートシンクのフィン領域を示す平面図である。
【図11】実施の形態４に係るフィン構造の例を示す断面図である。
【図12】実施の形態４に係る溝構造の例を示す断面図である。
【図13】実施の形態４に係る溝構造の変形例を示す断面図である。
【図14】実施の形態４に係る溝構造の別の変形例を示す断面図である。
【図15】実施の形態４に係る溝構造のさらに別の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
実施の形態１．
以下に、実施の形態１に係るヒートシンクについて、図面に基づいて説明する。図１は、実施の形態１に係るヒートシンクを示す斜視図、図２は、実施の形態１に係るヒートシンクを備えた電力変換装置を示す分解斜視図、図３及び図４は、実施の形態１に係るヒートシンクのフィン領域を示す斜視図及び平面図である。なお、各図において、同一、相当部分には同一符号を付している。
以下に、実施の形態１に係るヒートシンクについて、図面に基づいて説明する。図１は、実施の形態１に係るヒートシンクを示す斜視図、図２は、実施の形態１に係るヒートシンクを備えた電力変換装置を示す分解斜視図、図３及び図４は、実施の形態１に係るヒートシンクのフィン領域を示す斜視図及び平面図である。なお、各図において、同一、相当部分には同一符号を付している。
【0012】
ヒートシンク２は、一方の面（図１では下の面）に複数のピンフィン（以下、フィン３）が設けられたフィン領域２ｂを有している。フィン領域２ｂは、一方の面全体を占めており矩形である。また、ヒートシンク２は、他方の面（以下、ベース面２ａ）に電子部品１が取り付け可能であり、電子部品１で発生した熱をフィン領域２ｂを流れる冷媒に伝える。さらに、フィン領域２ｂは、一方の面に設けられた複数の溝４を有する。
【0013】
ヒートシンク２は、例えばアルミニウム、銅等の良熱伝導性の材料を用い、鍛造、鋳造、ダイカスト、金属粉末射出成型（ＭＩＭ）等の方法で製造される。いずれの製造方法においても金型が用いられ、フィン３と溝４は同時に形成される。
【0014】
電子部品１は、特に限定されるものではないが、例えば、パワー電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等の半導体素子、またはＩＧＢＴ等の半導体素子とダイオードとを内蔵した半導体モジュール等である。電子部品１は、金属結合、グリース、または接着等でベース面２ａに固定される。
【0015】
図２に示す電力変換装置２０は、例えば車載用インバータであり、ヒートシンク２とウォータージャケット５から構成される液冷式冷却器１０を備えている。ウォータージャケット５は、ヒートシンク２と同様に、例えばアルミニウム、銅等の良熱伝導性の材料を用いて形成される。ヒートシンク２は、冷媒の流入口６と流出口７を有するウォータージャケット５と接合され、液冷式冷却器１０の冷却容器を形成する。
【0016】
ウォータージャケット５は、短手方向側の壁面に、冷媒の流入口６と流出口７とを個々に有している。ただし、冷却容器の構成は特に限定されるものではなく、ヒートシンク２及びウォータージャケット５の形状、流入口６及び流出口７の配置等は適宜変更が可能である。
【0017】
液冷式冷却器１０の冷媒としては、例えばエチレングリコール系の不凍液が混入された水、水、アンモニア等の自然冷媒、フロリナート等のフッ化炭素系冷媒、ＨＣＦＣ－１２３、ＨＦＣ－１３４ａ等のフロン系冷媒、メタノール等のアルコール系冷媒、アセトン等のケトン系冷媒等が用いられる。
【0018】
液冷式冷却器１０の作用について、図２を用いて簡単に説明する。外部から供給された冷却水等の冷媒は、矢印Ａで示すように流入口６から流入し、冷却容器の長手方向に延びる冷媒流路８を通過して流出口７から排出される。ベース面２ａに実装された電子部品１で発生した熱は、ベース面２ａからフィン領域２ｂのフィン３へ伝わり、さらにフィン３に接している冷媒へと伝わることにより、電子部品１が冷却される。
【0019】
ヒートシンク２に設けられた溝４について、図３及び図４を用いて詳細に説明する。図３及び図４において、矢印Ａはフィン領域２ｂに入る直前の冷媒の流入方向を示している。ただし、冷媒の流れる方向は、フィン領域２ｂに流入後は一定ではない。また、図４において、矢印Ｘは溝４の幅方向（短手方向）を示し、矢印Ｙは溝４の長手方向を示している。
【0020】
フィン３は角柱であり、四つの端面を有する矩形のフィン領域２ｂに千鳥状に配置されている。すなわち、フィン領域２ｂのいずれかの端面の側から見たとき、一列目のフィン３と二列目のフィン３は重ならず、一列目のフィン３と三列目のフィン３が重なるように配置されている。
【0021】
溝４は、冷媒の流入方向Ａに対して溝４の長手方向Ｙが平行とならないように配置されている。冷媒の流入方向Ａはヒートシンク２の長手方向壁面２ｃと平行であり、溝４の長手方向Ｙはヒートシンク２の長手方向壁面２ｃと所定の角度（約４５度）を有している。また、溝４は、矩形のフィン領域２ｂの一つの端面から他の端面まで貫通して設けられている。
【0022】
このような構成によれば、溝４の長手方向Ｙの寸法を十分に確保することができるため、ヒートシンク２の伝熱面積の増加に大きく寄与することができる。溝４による伝熱面積の増加の程度は、溝４の幅方向Ｘの寸法、長手方向Ｙの寸法、深さ寸法、及び形状等によって変わるが、溝４を設けない場合に比べて数パーセントから１０パーセントあるいはそれ以上の増加が見込まれる。
また、フィン領域２ｂに流入した冷媒の一部が溝４の長手方向側面４１に衝突して流れが乱されるため、冷媒流路８において温度差が生じた冷媒が撹拌、混合され、冷却効率が向上する。
また、フィン領域２ｂに流入した冷媒の一部が溝４の長手方向側面４１に衝突して流れが乱されるため、冷媒流路８において温度差が生じた冷媒が撹拌、混合され、冷却効率が向上する。
【0023】
前述のように、ヒートシンク２は金型で製造されるため、溝４の形状は単純であることが望ましい。金型を用いる製造方法では、金型寿命が重要な指標であり、金型の形状が複雑かつ微細になるほど、その形状部に応力が集中し寿命が短くなる。図３及び図４に示す溝４の形状は単純であるため、溝４の追加によって金型寿命が短くなることは殆どない。
【0024】
なお、実施の形態１では、溝の長手方向が冷媒の流入方向に対して角度を有していればよく、図３及び図４に示す溝４の形状及び配置は一例に過ぎない。また、フィン３の形状は角柱に限定されるものではなく、円柱、六角柱等であってもよい。さらに、フィン３の本数及び配置等も限定されるものではない。
【0025】
実施の形態１に係るヒートシンクのフィン領域の変形例について、図５及び図６を用いて説明する。
図５に示す変形例では、長手方向Ｙ１、Ｙ２をそれぞれ有する溝４ａ、４ｂを格子状に配置している。このような配置によれば、溝を設けない場合に比べ伝熱面積を約９％増やすことができ、さらに冷媒撹拌による効果も加わり、放熱性能が約１０％向上するという結果が得られた。
図５に示す変形例では、長手方向Ｙ１、Ｙ２をそれぞれ有する溝４ａ、４ｂを格子状に配置している。このような配置によれば、溝を設けない場合に比べ伝熱面積を約９％増やすことができ、さらに冷媒撹拌による効果も加わり、放熱性能が約１０％向上するという結果が得られた。
【0026】
また、図６に示す別の変形例では、フィン領域２ｂに円柱状のフィン３ａを設けている。このように、フィン３ａの側面が曲面となっている場合、溝４はフィン３ａの根元と間隔Ｓをあけて設けられる。これにより、金型が複雑な微細形状を有することを避けることができる。
【0027】
実施の形態１に係るヒートシンク２によれば、フィン領域２ｂに複数の溝４を有することにより、部品点数を増加することなく、且つ部品または装置の大型化を伴わずに伝熱面積を増やすことができ、放熱性能を向上させることが可能である。また、部品点数を増加したり部品または装置を大型化したりした場合に起こる、フィン効率の低下、冷媒の流速低下等を防止することができる。
【0028】
さらに、溝４の長手方向Ｙが冷媒の流入方向Ａに対して平行でないため、流入した冷媒の一部が溝４の長手方向側面４１に衝突して撹拌、混合されることから、冷却効率をより向上させることができる。また、溝４は単純な形状であるため、ヒートシンク２を製造する際の金型の寿命に影響を与えることなく、製造コストの上昇を招かない。
これらのことから、実施の形態１によれば、低コストで小型且つ放熱性能の高いヒートシンク２を実現することが可能である。
これらのことから、実施の形態１によれば、低コストで小型且つ放熱性能の高いヒートシンク２を実現することが可能である。
【0029】
実施の形態２．
図７及び図８は、実施の形態２に係るヒートシンクのフィン領域を示す斜視図及び平面図である。なお、実施の形態２に係るヒートシンク２の構成は、フィン領域２ｂに設けられた溝４ｃ以外は上記実施の形態１に係るヒートシンク２と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
図７及び図８は、実施の形態２に係るヒートシンクのフィン領域を示す斜視図及び平面図である。なお、実施の形態２に係るヒートシンク２の構成は、フィン領域２ｂに設けられた溝４ｃ以外は上記実施の形態１に係るヒートシンク２と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【0030】
実施の形態２に係るヒートシンク２の溝４ｃについて、図７及び図８を用いて説明する。図７及び図８において、矢印Ａはフィン領域２ｂに入る直前の冷媒の流入方向を示している。ただし、冷媒の流れる方向は、フィン領域２ｂに流入後は一定ではない。また、図８において、矢印Ｙ３は溝４ｃの長手方向を示している。
【0031】
溝４ｃは、冷媒の流入方向Ａに対して溝４ｃの長手方向Ｙ３が平行となるように配置されている。冷媒の流入方向Ａはヒートシンク２の長手方向壁面２ｃと平行であり、溝４ｃの長手方向Ｙ３はヒートシンク２の長手方向壁面２ｃと平行である。フィン３は、矩形のフィン領域２ｂに千鳥状に配置され、溝４ｃは、フィン３と交互に千鳥状に配置されている。
【0032】
このような構成によれば、フィン領域２ｂに流入した冷媒の一部は、溝４ｃの長手方向Ｙ３に沿って流れるため、冷媒の流れが大きく乱されることはない。なお、実施の形態２では、溝の長手方向が冷媒の流入方向と平行であればよく、図７及び図８に示す溝４ｃの形状及び配置は一例に過ぎない。
【0033】
実施の形態２に係るヒートシンク２によれば、フィン領域２ｂに複数の溝４ｃを有することにより、部品点数を増加することなく、且つ部品または装置の大型化を伴わずに伝熱面積を増やすことができ、放熱性能を向上させることが可能である。また、部品点数を増加したり部品または装置を大型化したりした場合に起こる、フィン効率の低下、冷媒の流速低下等を防止することができる。
【0034】
さらに、溝４ｃの長手方向Ｙ３が冷媒の流入方向Ａと一致しており、フィン領域２ｂに流入した冷媒の一部は、溝４ｃの長手方向Ｙ３に沿って流れるため、冷媒の流れに偏りが生じることを防ぐことができる。また、溝４ｃは単純な形状であるため、ヒートシンク２を製造する際の金型の寿命に影響を与えることなく、製造コストの上昇を招かない。
これらのことから、実施の形態２によれば、低コストで小型且つ放熱性能の高いヒートシンク２を実現することが可能である。
これらのことから、実施の形態２によれば、低コストで小型且つ放熱性能の高いヒートシンク２を実現することが可能である。
【0035】
実施の形態３．
図９及び図１０は、実施の形態３に係るヒートシンクのフィン領域を示す斜視図及び平面図である。なお、実施の形態３に係るヒートシンク２の構成は、フィン領域２ｂに設けられた溝４ｃ以外は上記実施の形態１に係るヒートシンク２と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
図９及び図１０は、実施の形態３に係るヒートシンクのフィン領域を示す斜視図及び平面図である。なお、実施の形態３に係るヒートシンク２の構成は、フィン領域２ｂに設けられた溝４ｃ以外は上記実施の形態１に係るヒートシンク２と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【0036】
実施の形態３に係るヒートシンク２の溝４、４ｃについて、図９及び図１０を用いて説明する。図９及び図１０において、矢印Ａはフィン領域２ｂに入る直前の冷媒の流入方向を示している。ただし、冷媒の流れる方向は、フィン領域２ｂに流入後は一定ではない。また、図１０において、矢印Ｙは溝４の長手方向を示し、矢印Ｙ３は溝４ｃの長手方向を示している。
【0037】
実施の形態３に係るヒートシンク２は、上記実施の形態１で説明した溝４（図４参照）と、上記実施の形態２で説明した溝４ｃ（図８参照）の両方を有している。すなわち、一部の溝４は、冷媒の流入方向Ａに対して溝４の長手方向Ｙが平行とならないように配置され、他の一部の溝４ｃは、冷媒の流入方向Ａに対して溝４ｃの長手方向Ｙ３が平行となるように配置されている。一部の溝４は、矩形のフィン領域２ｂの一つの端面から他の端面まで貫通して設けられている。
【0038】
このような構成によれば、一部の溝４の長手方向Ｙの寸法を十分に確保することができるため、ヒートシンク２の伝熱面積を増やすことができる。また、フィン領域２ｂに流入した冷媒の一部は、一部の溝４の長手方向側面４１に衝突して流れが乱されるため、冷媒流路８において温度差が生じた冷媒が撹拌、混合され、冷却効率が向上する。一方、フィン領域２ｂに流入した冷媒の一部は、他の一部の溝４ｃの長手方向Ｙ３に沿って流れるため、流れが大きく乱されることはない。
【0039】
【0040】
実施の形態３に係るヒートシンク２によれば、フィン領域２ｂに複数の溝４、４ｃを有することにより、伝熱面積を増やすことができ、放熱性能を向上させることが可能である。また、冷媒の流入方向Ａに対して長手方向が平行な溝４ｃと平行でない溝４の両方を設けることにより、冷媒の流れに偏りが生じることを防止しつつ、冷媒を撹拌、混合して冷却効率を向上させることができる。また、溝４、４ｃは単純な形状であるため、ヒートシンク２を製造する際の金型の寿命に影響を与えることなく、製造コストの上昇を招かない。
これらのことから、実施の形態３によれば、低コストで小型且つ放熱性能の高いヒートシンク２を実現することが可能である。
これらのことから、実施の形態３によれば、低コストで小型且つ放熱性能の高いヒートシンク２を実現することが可能である。
【0041】
実施の形態４．
実施の形態４では、上記実施の形態１から実施の形態３に係るヒートシンクに適用可能なフィン構造及び溝構造の例について、図１１から図１５を用いて説明する。
図１１に示す例では、フィン領域２ｂに設けられたフィン３は、根元の角部が曲面３１となっている。金型でヒートシンクを製造する際に、フィン３の根元の角部に応力が集中しやすく金型が破損しやすい。このため、フィン３の根元の角部にＲ（アール）を付けることで応力を分散し、金型の長寿命化を図ることができる。
実施の形態４では、上記実施の形態１から実施の形態３に係るヒートシンクに適用可能なフィン構造及び溝構造の例について、図１１から図１５を用いて説明する。
図１１に示す例では、フィン領域２ｂに設けられたフィン３は、根元の角部が曲面３１となっている。金型でヒートシンクを製造する際に、フィン３の根元の角部に応力が集中しやすく金型が破損しやすい。このため、フィン３の根元の角部にＲ（アール）を付けることで応力を分散し、金型の長寿命化を図ることができる。
【0042】
また、図１２に示す溝構造の例では、冷媒の流入方向Ａに対して長手方向Ｙ３が平行となるように配置された溝４ｃ（図８及び図１０参照）は、長手方向Ｙ３と平行な断面において一定の深さ寸法Ｄを有している。なお、図示していないが、溝４ｃは、長手方向Ｙ３と垂直な断面において一定の深さ寸法を有していてもよい。
【0043】
さらに、図示していないが、冷媒の流入方向Ａに対して長手方向Ｙが平行とならないように配置された溝４（図４及び図１０参照）は、長手方向Ｙと平行あるいは垂直な断面において、一定の深さ寸法を有している。このように、溝４、４ｃの深さ寸法を一定にすることで、金型の形状が単純になり、局所的な応力集中を緩和することができるので、金型の長寿命化が図られる。
【0044】
また、図１３から図１５に示すように、溝４ｃは、長手方向Ｙ３に平行な断面において異なる深さ寸法を有していてもよい。
図１３に示す変形例では、溝４ｃは、図１２に示す溝４ｃよりも深さ寸法Ｄ１が大きく（Ｄ１＞Ｄ）、内部に段差部４３を有することにより、底面４２と段差部４３とでそれぞれ異なる深さ寸法Ｄ１、Ｄ２を有している。このように、溝４ｃの深さ寸法を大きくしたり内部に段差部４３を設けたりすることで、溝４ｃの表面積が増えヒートシンクの伝熱面積が増加する。
図１３に示す変形例では、溝４ｃは、図１２に示す溝４ｃよりも深さ寸法Ｄ１が大きく（Ｄ１＞Ｄ）、内部に段差部４３を有することにより、底面４２と段差部４３とでそれぞれ異なる深さ寸法Ｄ１、Ｄ２を有している。このように、溝４ｃの深さ寸法を大きくしたり内部に段差部４３を設けたりすることで、溝４ｃの表面積が増えヒートシンクの伝熱面積が増加する。
【0045】
また、溝４ｃは、図１４に示す別の変形例のように、底面４２ａが傾斜していてもよいし、図１５に示すさらに別の変形例のように、底面４２と側面の角部が曲面４４となっていてもよい。このように、溝４ｃの底面４２ａを傾斜させたり角部にＲを付けたりすることで、冷媒の流れに与える影響を調整することができる。また、溝４ｃの角部にＲを付けることで、冷媒と共に微細なゴミ等が流れ込んできた場合でも角部にゴミが詰まり難く、詰まりによる放熱性能低下を防ぐことができる。
【0046】
また、図示していないが、溝４ｃは、長手方向Ｙ３に垂直な断面において異なる深さ寸法を有していてもよい。すなわち、溝４ｃは、長手方向Ｙ３に垂直な断面において、段差部を有していたり、底面が傾斜していたり、角部が曲面となっていてもよい。さらに、溝４は、長手方向Ｙと平行あるいは垂直な断面において、異なる深さ寸法を有していてもよい。すなわち、溝４は、長手方向Ｙと平行あるいは垂直な断面において、段差部を有していたり、底面が傾斜していたり、角部が曲面となっていてもよい。
【0047】
なお、上記実施の形態１から実施の形態４では、液冷式冷却器に用いられるヒートシンクについて説明したが、本願に係るヒートシンクは液冷式以外の冷却器にも用いることが可能であり、冷媒は気体であってもよい。
【0048】
本開示は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【0049】
以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。
【0050】
（付記１）
一方の面に複数のピンフィンが設けられたフィン領域を有し、他方の面に電子部品が取り付け可能であり、前記電子部品で発生した熱を前記フィン領域を流れる冷媒に伝えるヒートシンクであって、
前記フィン領域は、前記一方の面に設けられた複数の溝を有することを特徴とするヒートシンク。
（付記２）
前記溝は、前記フィン領域に入る直前の前記冷媒の流入方向に対して前記溝の長手方向が平行とならないように配置されたことを特徴とする付記１に記載のヒートシンク。
（付記３）
前記ピンフィンは、矩形の前記フィン領域に千鳥状に配置され、前記溝は、前記フィン領域の一つの端面から他の端面まで貫通して設けられたことを特徴とする付記１または付記２に記載のヒートシンク。
（付記４）
前記溝は、格子状に配置されたことを特徴とする付記１から付記３のいずれか一項に記載のヒートシンク。
（付記５）
前記溝は、前記フィン領域に入る直前の前記冷媒の流入方向に対して前記溝の長手方向が平行となるように配置されたことを特徴とする付記１に記載のヒートシンク。
（付記６）
前記ピンフィンは、前記フィン領域に千鳥状に配置され、前記溝は、前記ピンフィンと交互に千鳥状に配置されたことを特徴とする付記５に記載のヒートシンク。
（付記７）
一部の前記溝は、前記フィン領域に入る直前の前記冷媒の流入方向に対して前記溝の長手方向が平行とならないように配置され、他の一部の前記溝は、前記フィン領域に入る直前の前記冷媒の流入方向に対して前記溝の長手方向が平行となるように配置されたことを特徴とする付記１に記載のヒートシンク。
（付記８）
前記ピンフィンは円柱状であり、前記溝は前記ピンフィンの根元と間隔をあけて設けられたことを特徴とする付記１から付記７のいずれか一項に記載のヒートシンク。
（付記９）
前記ピンフィンは、根元の角部が曲面となっていることを特徴とする付記１から付記８のいずれか一項に記載のヒートシンク。
（付記１０）
前記溝は、一定の深さ寸法を有することを特徴とする付記１から付記９のいずれか一項に記載のヒートシンク。
（付記１１）
前記溝は、前記溝の長手方向に平行な断面において異なる深さ寸法を有することを特徴とする付記１から付記９のいずれか一項に記載のヒートシンク。
（付記１２）
前記溝は、前記溝の長手方向に垂直な断面において異なる深さ寸法を有することを特徴とする付記１から付記９のいずれか一項に記載のヒートシンク。
（付記１３）
前記溝は、内部に段差を有することを特徴とする付記１１または付記１２に記載のヒートシンク。
（付記１４）
前記溝は、底面が傾斜していることを特徴とする付記１１または付記１２に記載のヒートシンク。
（付記１５）
前記溝は、底面と側面の角部が曲面となっていることを特徴とする付記１１または付記１２に記載のヒートシンク。
（付記１６）
前記冷媒の流入口と流出口を有するウォータージャケットと接合され、液冷式冷却器の冷却容器を形成することを特徴とする付記１から付記１５のいずれか一項に記載のヒートシンク。
一方の面に複数のピンフィンが設けられたフィン領域を有し、他方の面に電子部品が取り付け可能であり、前記電子部品で発生した熱を前記フィン領域を流れる冷媒に伝えるヒートシンクであって、
前記フィン領域は、前記一方の面に設けられた複数の溝を有することを特徴とするヒートシンク。
（付記２）
前記溝は、前記フィン領域に入る直前の前記冷媒の流入方向に対して前記溝の長手方向が平行とならないように配置されたことを特徴とする付記１に記載のヒートシンク。
（付記３）
前記ピンフィンは、矩形の前記フィン領域に千鳥状に配置され、前記溝は、前記フィン領域の一つの端面から他の端面まで貫通して設けられたことを特徴とする付記１または付記２に記載のヒートシンク。
（付記４）
前記溝は、格子状に配置されたことを特徴とする付記１から付記３のいずれか一項に記載のヒートシンク。
（付記５）
前記溝は、前記フィン領域に入る直前の前記冷媒の流入方向に対して前記溝の長手方向が平行となるように配置されたことを特徴とする付記１に記載のヒートシンク。
（付記６）
前記ピンフィンは、前記フィン領域に千鳥状に配置され、前記溝は、前記ピンフィンと交互に千鳥状に配置されたことを特徴とする付記５に記載のヒートシンク。
（付記７）
一部の前記溝は、前記フィン領域に入る直前の前記冷媒の流入方向に対して前記溝の長手方向が平行とならないように配置され、他の一部の前記溝は、前記フィン領域に入る直前の前記冷媒の流入方向に対して前記溝の長手方向が平行となるように配置されたことを特徴とする付記１に記載のヒートシンク。
（付記８）
前記ピンフィンは円柱状であり、前記溝は前記ピンフィンの根元と間隔をあけて設けられたことを特徴とする付記１から付記７のいずれか一項に記載のヒートシンク。
（付記９）
前記ピンフィンは、根元の角部が曲面となっていることを特徴とする付記１から付記８のいずれか一項に記載のヒートシンク。
（付記１０）
前記溝は、一定の深さ寸法を有することを特徴とする付記１から付記９のいずれか一項に記載のヒートシンク。
（付記１１）
前記溝は、前記溝の長手方向に平行な断面において異なる深さ寸法を有することを特徴とする付記１から付記９のいずれか一項に記載のヒートシンク。
（付記１２）
前記溝は、前記溝の長手方向に垂直な断面において異なる深さ寸法を有することを特徴とする付記１から付記９のいずれか一項に記載のヒートシンク。
（付記１３）
前記溝は、内部に段差を有することを特徴とする付記１１または付記１２に記載のヒートシンク。
（付記１４）
前記溝は、底面が傾斜していることを特徴とする付記１１または付記１２に記載のヒートシンク。
（付記１５）
前記溝は、底面と側面の角部が曲面となっていることを特徴とする付記１１または付記１２に記載のヒートシンク。
（付記１６）
前記冷媒の流入口と流出口を有するウォータージャケットと接合され、液冷式冷却器の冷却容器を形成することを特徴とする付記１から付記１５のいずれか一項に記載のヒートシンク。
【産業上の利用可能性】
【0051】
本願は、冷却器を構成するヒートシンクとして利用することができる。
【符号の説明】
【0052】
１ 電子部品、２ ヒートシンク、２ａ ベース面、２ｂ フィン領域、２ｃ 長手方向壁面、３、３ａ フィン、３１、４４ 曲面、４、４ａ、４ｂ、４ｃ 溝、５ ウォータージャケット、６ 流入口、７ 流出口、８ 冷媒流路、１０ 液冷式冷却器、２０ 電力変換装置、４１ 長手方向側面、４２、４２ａ 底面、４３ 段差部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】