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copper heat sink
銅製ヒートシンク

当社群馬工場の設備にて「ヒートシンク」の製造を行う事が出来ます。

当社で提供するヒートシンクは下記特徴がございます。

特長

  • 低コスト

    金型の製作が無いため、初期投資の削減が可能。
    フィン部を一体ろう付けすることにより切削加工より圧倒的に加工時間が少ない。

  • 開発リードタイムが短い

    部品の組み合わせにより、大掛かりな金型の必要が無く基本設計の変更が容易。

  • 自由度の高い設計

    3種類のフィンタイプがあり、自由度が高く、チューニングも早い。

  • 高性能

    熱伝導率が高い材料使用により、小型で高性能。

用途

半導体素子の直接冷却

各部品の仕様（例）

ベース板

ピンフィン

化学成分
Cu99.96％以上（無酸素銅）
寸法
ツバ厚　 t(mm)：0.5±0.1
ツバ径　D(mm)：2.0～3.0±0.1
線径　　d(mm)：1.0～2.0±0.1
全長　　L(mm)：3.0～8.0±0.1
工法
鍛造

プレートフィン

化学成分
Cu99.96％以上（無酸素銅）
寸法
板厚0.5ｍｍ、高さ5ｍｍ、幅10ｍｍ

コルゲートフィン（試作対応）

化学成分
Cu99.6％以上（無酸素銅）
機械的特性
引張り強さ400N/m㎡、表面硬度HV120以上
寸法
板厚0.3mm

ロー材

材質
アモロフアス合金
化学成分
Cu76％、その他（Sn、Ni、Zn、P）
寸法
板厚0.025mm
一般的な銅とアルミ材でのヒートシンクへの影響

  1. 熱伝導率の影響

    • 銅：約400W/m・K
    • アルミ：約230W/m・K

    銅はアルミの約1.7倍の熱伝導率を持つため、熱源から水冷チャネルまでの熱移動が速い。

  2. 水冷の特性

    • 水の熱伝導率は空気より約25倍以上高いため、ヒートシンク材質の影響は 「熱源から水までの伝導部分」に集中します。
    • 銅製はこの部分の熱抵抗が低くなるので、全体の熱抵抗がさらに減少。

  3. 性能差の目安

    • 空冷では銅とアルミの差は30～50％程度（熱拡散性能）。
    • 水冷では、熱源近傍の温度差がさらに縮まるため、銅製はアルミ製より 最大で40～60％程度効率が高い。
    • 実際の温度差は、発熱量や流量によりますが、高発熱CPUやパワーモジュールでは 銅製の方が5～15℃低くなることもある。

当社ろう付けの特色について

  • 低温ろう付工法の採用

    一般的にろう付は、金属を融解せずに、金属間のろう材を溶融し、接合面に浸透させ、冷却を経ての接合です。
    弊社のろう付は、炉を使用した雰囲気ろう付で、炉内は窒素雰囲気、圧力は大気圧以上になっており、この中に水素を注入し、部材表面の酸化を還元し、ろう材の密着性を向上させている。
    使用しているろう材は低温ろう材で、約600℃で溶融させ部材の変形を少なくしているが、高い接合強度を有するCuproBraze工法を採用している。