JP2001085579A - ヒートシンクの製造装置および製造方法 - Google Patents
ヒートシンクの製造装置および製造方法Info
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Abstract
る、放熱効率の高いベース部および放熱フィン部を一体
的に成形したヒートシンクの製造装置および製造方法を
提供する 【解決手段】ベース部および放熱フィン部からなるヒー
トシンク用のキャビティ部を備えた、固定金型、上下方
向に移動可能な可動金型、および、水平方向に移動可能
なスライド金型からなるダイカスト機を備えたヒートシ
ンクの製造装置。
Description
熱フィン部を備えたヒートシンクの製造装置および製造
方法に関する。本発明の製造装置および製造方法によっ
て製造されたベース部および放熱フィン部を備えたヒー
トシンクは、電子機器に使用される発熱性電子部品等の
放熱・冷却用のヒートシンクに限らず、放熱を必要とす
るあらゆる分野における放熱冷却に利用できる。
ーディオ装置等各種電子機器において、使用される半導
体チップ等は、小型化されると共に、集積度が高まり、
処理速度が飛躍的に高まり、それに伴って発熱密度が極
めて高くなっている。このように発熱密度が高くなった
半導体チップ等を備えたパーソナルコンピュータ、ゲー
ム機、オーディオ装置等の電子機器の発する熱を放熱す
る手段として、ベース部および放熱フィン部が一体成形
されたヒートシンクが広く利用されている。ベース部お
よび放熱フィン部が一体成形されたヒートシンクによる
と、軽量で、且つ、放熱面積を増大させることができ
る。
体成形されたヒートシンクの製造方法および製造装置に
ついて説明する。図8はヒートシンクを製造する従来の
装置を示す模式図である。図7は、従来の製造装置によ
って製造されたヒートシンクを示す図である。図9は、
従来の製造装置によって製造されたヒートシンクのフィ
ン部の拡大図である。
6と上下方向に移動する可動金型35とからなってお
り、ベース部用のキャビティ39および放熱フィン部用
のキャビティ38からなるキャビティ37を有してい
る。可動金型35は図において、Cで示すように、上下
方向に移動可能である。ベース部および放熱フィン部が
一体成形されたヒートシンクを利用する放熱において、
熱源の発する熱を先ず伝熱性のベース部によって受熱
し、次いで、このように受熱した伝熱性のベース部に隣
接して一体的に設けられた放熱フィン部によって、熱源
からの熱を放熱する。
製造装置によると、ダイカストで放熱フィン部をベース
部に対して直交するようにヒートシンクを一体形成する
場合に、フィンの高さ、フィンの間隔等、フィンの形状
に制約を受け、十分な放熱効果を有するフィンが得られ
ないという問題点がある。即ち、キャビティ37内に溶
融金属を圧入して、ヒートシンクを一体成形するとき、
固定金型の上方に位置し、C方向に上下方向に移動する
可動金型を取り外す際に、高さが所定の高さを越える
と、フィンの損傷、亀裂等が生じ、一体成形のヒートシ
ンクを製造することが困難になる。
めに、図9に示すように、ベース部32の端部に一体形
成された放熱フィン部の各フィン33を、所定のテーパ
角で先端に行くほど幅が細くなるように成形すると、フ
ィンとフィンの間隔が大きくなる。更に、フィンの長さ
が高くなると、放熱フィン部の強度が低下するという問
題がある。更に、ヒートシンクを成形後、可動金型を上
方に引き抜くので、放熱フィン部に可動金型の移動方向
と直交する方向に沿った部分を形成することができない
という問題点がある。
フィンを有し、所定の強度を有する、放熱効率の高いベ
ース部および放熱フィン部を一体的に成形したヒートシ
ンクの製造装置および製造方法を提供することにある。
解決するために、発明者等は鋭意研究を重ねた。その結
果、固定金型、上下方向に移動可能な可動金型、水平方
向に移動可能なスライド金型を組み合わせることによっ
て、多様な形状のフィンを有し、所定の強度を有する、
放熱効率の高いベース部および放熱フィン部を一体的に
成形したヒートシンクを製造することができることを知
見した。即ち、ベース部は固定金型と上下方向に移動可
能な可動金型とを使用して、上下に金型を分割して成形
し、放熱フィン部は固定金型と上下方向に移動可能な可
動金型と更に水平方向に移動可能なスライド金型を使用
して、金型を上下および水平方向に分割して成形するこ
とによって、多様な形状のフィンを有する放熱効率に優
れた放熱フィン部とベース部が一体形成されたヒートシ
ンクを製造することができる。
型を引き抜くことによって、引き抜き距離が短くなり、
フィンの高さを高く、フィン間隔を狭くしても、フィン
の損傷、亀裂等の発生を防止することができる。更に、
放熱フィン部をフィンの横方向に水平に金型を引き抜く
ことによって、フィン部の形状を曲線部を含む多様な形
状にすることができ、放熱効率の高いベース部および放
熱フィン部を一体的に成形したヒートシンクを製造する
ことができる。
れたものであって、この発明のヒートシンクの製造装置
の第1の態様は、ベース部および放熱フィン部からなる
ヒートシンク用のキャビティ部を備えた固定金型、上下
方向に移動可能な可動金型、および、水平方向に移動可
能なスライド金型からなるダイカスト機を備えたヒート
シンクの製造装置である。
の態様は、前記ベース部は、前記固定金型および前記上
下方向に移動可能な可動金型によって成形され、前記放
熱フィン部は、前記固定金型、前記上下方向に移動可能
な可動金型および前記スライド金型によって成形される
ことを特徴とするヒートシンクの製造装置である。
の態様は、前記スライド金型は、水平方向に延伸し、相
互に分離した少なくとも2つの部分を備えていることを
特徴とするヒートシンクの製造装置である。
の態様は、水平方向に延伸し、相互に分離した前記部分
は、多角柱形状の部分からなっていることを特徴とする
ヒートシンクの製造装置である。
の態様は、水平方向に延伸し、相互に分離した前記部分
は、少なくとも2つの曲線部分からなっていることを特
徴とするヒートシンクの製造装置である。
の態様は、前記スライド金型の縦断面が格子状からなっ
ているヒートシンクの製造装置である。
の態様は、前記スライド金型の縦断面が複数個の平行な
波形状からなっているヒートシンクの製造装置である。
の態様は、前記ヒートシンクがヒートパイプを備えてい
ることを特徴とするヒートシンクの製造装置である。
の態様は、下記ステップからなるヒートシンクの製造方
法であるベース部用の第1キャビティ部および放熱フィ
ン部用の第2キャビティ部からなるヒートシンク用のキ
ャビティ部を備えた、固定金型、上下方向に移動可能な
可動金型、および、水平方向に移動可能なスライド金型
からなるダイカスト機を準備し、前記ベース部の第1キ
ャビティ部は、前記固定金型および前記上下方向に移動
可能な可動金型によって形成され、前記放熱フィン部の
第2キャビティ部は、前記固定金型、前記上下方向に移
動可能な可動金型および前記スライド金型によって形成
されるように配置し、前記キャビティ部に溶融金属を圧
入し、所要の温度に冷却し、前記可動金型を上方に移動
し、前記スライド金型を水平方向に移動して、ヒートシ
ンクを製造する。
の態様は、前記スライド金型は、水平方向に延伸し、相
互に分離した少なくとも2つの部分を備えていることを
特徴とするヒートシンクの製造方法である。
の態様は、水平方向に延伸し、相互に分離した前記部分
は、多角柱形状の部分からなっていることを特徴とする
ヒートシンクの製造方法である。
の態様は、水平方向に延伸し、相互に分離した前記部分
は、少なくとも2つの曲線部分からなっていることを特
徴とするヒートシンクの製造方法である。
の態様は、前記スライド金型の縦断面が格子状からなっ
ているヒートシンクの製造方法である。
の態様は、前記スライド金型の縦断面が複数個の平行な
波形状からなっているヒートシンクの製造方法である。
の態様は、前記ヒートシンクがヒートパイプを備えてい
ることを特徴とするヒートシンクの製造方法である。
の態様は、先ず、前記可動金型を上方に移動し、次い
で、前記スライド金型を水平方向に移動することを特徴
とするヒートシンクの製造方法である。
の態様は、先ず、前記スライド金型を水平方向に移動
し、次いで、前記可動金型を上方に移動することを特徴
とするヒートシンクの製造方法である
下記ステップからなるヒートシンクの製造方法によって
製造されたヒートシンクであるベース部用の第1キャビ
ティ部および放熱フィン部用の第2キャビティ部からな
るヒートシンク用のキャビティ部を備えた、固定金型、
上下方向に移動可能な可動金型、および、水平方向に移
動可能なスライド金型からなるダイカスト機を準備し、
前記ベース部の第1キャビティ部は、前記固定金型およ
び前記上下方向に移動可能な可動金型によって形成さ
れ、前記放熱フィン部の第2キャビティ部は、前記固定
金型、前記上下方向に移動可能な可動金型および前記ス
ライド金型によって形成されるように配置し、前記キャ
ビティ部に溶融金属を圧入し、所要の温度に冷却し、前
記可動金型を上方に移動し、前記スライド金型を水平方
向に移動して、ヒートシンクを製造する。
は、前記スライド金型は、水平方向に延伸し、相互に分
離した少なくとも2つの部分を備えている製造方法によ
って製造されたヒートシンクである。
ヒートシンクの製造装置および製造方法について説明す
る。この発明のヒートシンクの製造装置は、ベース部お
よび放熱フィン部からなるヒートシンク用のキャビティ
部を備えた固定金型、上下方向に移動可能な可動金型、
および、水平方向に移動可能なスライド金型からなるダ
イカスト機を備えている。
置を示す模式図である。ヒートシンクの製造装置1は、
固定金型2、上下方向に移動可能な可動金型3、水平方
向に移動可能なスライド金型4をからなっており、金型
内部には、ベース部用の第1キャビティ部6、放熱フィ
ン部用の第2キャビティ部7からなるキャビティ部5が
設けられている。上下方向に移動可能な可動金型3は、
Aに示す方向に移動可能である。水平方向に移動可能な
スライド金型4は、Bに示す方向に移動可能である。
移動可能な可動金型3によって成形され、放熱フィン部
は、固定金型2、上下方向に移動可能な可動金型3およ
びスライド金型4によって成形される。
に延伸し、相互に分離した少なくとも2つの部分を備え
ている。即ち、図1において、放熱フィン部用の第2キ
ャビティ部7として示されている部分には、図示されて
いないが、スライド金型4から、多様な形状のフィンを
成形するための水平方向に延伸し、相互に分離した少な
くとも2つの部分が存在している。
した前記部分は、多角柱形状の部分からなっていてもよ
い。即ち、四角柱形状、六角柱(蜂の巣型)形状であっ
てもよい。更に、上述した、水平方向に延伸し、相互に
分離した前記部分は、少なくとも2つの曲線部分からな
っていてもよい。更に、上述したスライド金型の縦断面
が格子状からなっていてもよい。更に、上述したスライ
ド金型の縦断面が複数個の平行な波形状からなっていて
もよい。
置によって製造されたヒートシンクの1つの態様の概要
を示す図である。図3は、この発明のヒートシンクの製
造装置によって製造されたヒートシンクの他の1つの態
様の概要を示す図である。図4は、この発明のヒートシ
ンクの製造装置によって製造されたヒートシンクの他の
1つの態様の概要を示す図である。図5は、この発明の
ヒートシンクの製造装置によって製造されたヒートシン
クの他の1つの態様の概要を示す図である。
型が横方向、即ち、フィンの奥行き(横)方向に水平に
引き抜かれるので、図2に示すように、フィンの高さの
高い、そして、フィン間隔が狭い放熱面積の大きい放熱
フィン部8が得られる。なお、スライド金型の水平方向
への引き抜きを容易にするために、図2に点線で示し、
角度で表示しているようにテーパ角を設けてフィンのベ
ース部9よりの部分の幅を厚くしてもよい。
し、相互に分離した部分が、図3に示すように、ベース
部9の端部に形成される放熱フィン部がフィン8と頂部
10を備えるような形状であっても良い。放熱フィン部
に頂部10を設けることによって、放熱フィン部の強度
が飛躍的に高まる。
し、相互に分離した部分が、複数個の四角柱形状部14
からなっており、そして、図4に示すように、ベース部
9の端部に形成される放熱フィン部が水平フィン部12
と垂直フィン部13からなり、頂部11を備えた、格子
状であるような形状であっても良い。放熱フィン部に水
平フィン部12と垂直フィン部13と頂部11を設ける
ことによって、放熱フィン部の強度が飛躍的に高まり、
フィンの表面積が大きくなり、放熱効率が著しく高ま
る。
し、相互に分離した部分が、複数個の曲線部分、即ち、
波形部からなっており、そして、図5に示すように、ベ
ース部9の端部に形成される放熱フィン部がフィン部1
8からなり、頂部15を備えた波形フィンであるような
形状であっても良い。波形フィンの隣接するフィン部1
6の間には間隙17が形成されている。四角の枠内に複
数の波形フィンが平行に且つ一体的に設けられているの
で、放熱フィン部の強度が飛躍的に高まり、フィンの表
面積が更に大きくなり、放熱効率が著しく高まる。
には、ベース部材の裏面にヒートパイプが設置される例
えば溝部を成形する金型を使用してもよい。ヒートパイ
プはベース部材の吸熱部から放熱フィン部に延伸して設
置される。なお、説明は省略しているが、溶融金属の供
給用スリーブ、ガス抜き装置その他、ダイカストとして
通常の部材が備わっている。
シンクの製造方法について説明する。この発明のヒート
シンクの製造方法は、下記ステップからなっている。即
ち、ベース部用の第1キャビティ部6および放熱フィン
部用の第2キャビティ部7からなるヒートシンク用のキ
ャビティ部5を備えた、固定金型2、上下方向に移動可
能な可動金型3、および、水平方向に移動可能なスライ
ド金型4からなるダイカスト機1を準備し、ベース部の
第1キャビティ部6は、固定金型2および上下方向に移
動可能な可動金型3によって形成され、放熱フィン部の
第2キャビティ部7は、固定金型2、上下方向に移動可
能な可動金型3およびスライド金型4によって形成され
るように配置し、キャビティ部7に溶融金属を圧入し、
所要の温度に冷却し、可動金型3をAで示すように上方
に移動し、スライド金型4をBで示すように水平方向に
移動して、ヒートシンクを製造する。
に上方に移動し、次いで、スライド金型4をBで示すよ
うに水平方向に移動してもよく、更に、先ず、スライド
金型4をBで示すように水平方向に移動し、次いで、可
動金型3をAで示すように上方に移動してもよい。
し、相互に分離した少なくとも2つの部分を備えていて
もよい。上述した水平方向に延伸し、相互に分離した前
記部分は、多角柱形状の部分からなっていてもよい。上
述した水平方向に延伸し、相互に分離した前記部分は、
少なくとも2つの曲線部分からなっていてもよいる。上
述したスライド金型の縦断面が格子状からなっていても
よい。上述したスライド金型の縦断面が複数個の平行な
波形状からなっていてもよい。
トシンクの製造方法によって製造されたヒートシンクで
ある。この発明のヒートシンクの製造装置および製造方
法によって製造されるヒートシンクの放熱フィン部のフ
ィンの高さは40mm以上、フィンの間隙は3mm以下
である。この発明のヒートシンクの製造装置および製造
方法を実施例によって、以下に更に詳細に説明する。
造方法によって、図6に示すような、フィン部の高さ
a:50mm、長さb:100mm、横(奥行き)c:
20mmからなる放熱フィンを形成した。そのときのフ
ィンの幅tおよびピッチPを調べた。フィンの幅tは、
先端部で0.7mm、根本部で1.4mm、平均1.0
mmであった。ピッチPは3mmであった。フィン部の
全表面積は0.066m2であった。このように形成し
た放熱フィンの熱抵抗を、ADC12、風速0.7m/
sで測定したところ、熱抵抗は0.918℃/wであっ
た。
装置および製造方法によって、本発明の場合と同様に、
図6に示すような、フィン部の高さa:50mm、長さ
b:100mm、横(奥行き)c:20mmからなる放
熱フィンを形成し、そのときのフィンの幅tおよびピッ
チPを調べた。その結果、フィンの幅tは、先端部で
0.7mm、根本部で2.4mm、平均1.5mmであ
った。ピッチPは6mmが限界で、それ以下にすると亀
裂等が生じた。フィン部の全表面積は0.032m2で
あった。
を、本発明と同様に、ADC12、風速0.7m/sで
測定したところ、熱抵抗は1.727℃/wであった。
上述したところから明らかなように、本発明のヒートシ
ンクの製造装置および製造方法によると、ピッチPが3
mmと従来の1/2になっているのに対して、従来のヒ
ートシンクの製造装置および製造方法によると、6mm
より狭くすることが不可能である。その結果、表面積が
約2倍になり、熱抵抗の少ない、熱効率に優れたヒート
シンクを製造することができる製造方法および製造装置
を提供することができる。
び製造方法によると、図6に示したような単純な形状の
放熱フィン部以外は製造することができないけれども、
本発明のヒートシンクの製造装置および製造方法による
と、縦横両方向の多様な形状のフィン部を形成すること
ができる。その結果、図4に示す形状のフィン部を用い
ると、全表面積は実施例に示す場合よりも約13%増加
し、図5に示す形状のフィン部を用いると、全表面積は
実施例に示す場合よりも約15%増加するので、放熱効
率に優れたヒートシンクの製造装置および製造方法が提
供される。
様な形状のフィンを有し、所定の強度を有する、放熱効
率の高いベース部および放熱フィン部を一体的に成形し
たヒートシンクの製造装置および製造方法が提供され
る。
示す模式図である。
よって製造されたヒートシンクの1つの態様の概要を示
す図である。
よって製造されたヒートシンクの他の1つの態様の概要
を示す図である。
よって製造されたヒートシンクの他の1つの態様の概要
を示す図である。
よって製造されたヒートシンクの他の1つの態様の概要
を示す図である。
の放熱部を示す図である。
ートシンクを示す図である。
す模式図である。
ートシンクのフィン部の拡大図である。
Claims (17)
- 【請求項1】ベース部および放熱フィン部からなるヒー
トシンク用のキャビティ部を備えた固定金型、上下方向
に移動可能な可動金型、および、水平方向に移動可能な
スライド金型からなるダイカスト機を備えたヒートシン
クの製造装置。 - 【請求項2】前記ベース部は、前記固定金型および前記
上下方向に移動可能な可動金型によって成形され、前記
放熱フィン部は、前記固定金型、前記上下方向に移動可
能な可動金型および前記スライド金型によって成形され
ることを特徴とする、請求項1に記載のヒートシンクの
製造装置。 - 【請求項3】前記スライド金型は、水平方向に延伸し、
相互に分離した少なくとも2つの部分を備えていること
を特徴とする、請求項1または2に記載のヒートシンク
の製造装置。 - 【請求項4】水平方向に延伸し、相互に分離した前記部
分は、多角柱形状の部分からなっていることを特徴とす
る、請求項3に記載のヒートシンクの製造装置。 - 【請求項5】水平方向に延伸し、相互に分離した前記部
分は、少なくとも2つの曲線部分からなっていることを
特徴とする、請求項3に記載のヒートシンクの製造装
置。 - 【請求項6】前記スライド金型の縦断面が格子状からな
っている、請求項3に記載のヒートシンクの製造装置。 - 【請求項7】前記スライド金型の縦断面が複数個の平行
な波形状からなっている、請求項3に記載のヒートシン
クの製造装置。 - 【請求項8】前記ヒートシンクがヒートパイプを備えて
いることを特徴とする、請求項3に記載のヒートシンク
の製造装置。 - 【請求項9】下記ステップからなるヒートシンクの製造
方法ベース部用の第1キャビティ部および放熱フィン部
用の第2キャビティ部からなるヒートシンク用のキャビ
ティ部を備えた、固定金型、上下方向に移動可能な可動
金型、および、水平方向に移動可能なスライド金型から
なるダイカスト機を準備し、 前記ベース部の第1キャビティ部は、前記固定金型およ
び前記上下方向に移動可能な可動金型によって形成さ
れ、前記放熱フィン部の第2キャビティ部は、前記固定
金型、前記上下方向に移動可能な可動金型および前記ス
ライド金型によって形成されるように配置し、 前記キャビティ部に溶融金属を圧入し、所要の温度に冷
却し、 前記可動金型を上方に移動し、前記スライド金型を水平
方向に移動して、ヒートシンクを製造する。 - 【請求項10】前記スライド金型は、水平方向に延伸
し、相互に分離した少なくとも2つの部分を備えている
ことを特徴とする、請求項9に記載のヒートシンクの製
造方法。 - 【請求項11】水平方向に延伸し、相互に分離した前記
部分は、多角柱形状の部分からなっていることを特徴と
する、請求項10に記載のヒートシンクの製造方法。 - 【請求項12】水平方向に延伸し、相互に分離した前記
部分は、少なくとも2つの曲線部分からなっていること
を特徴とする、請求項10に記載のヒートシンクの製造
方法。 - 【請求項13】前記スライド金型の縦断面が格子状から
なっている、請求項10に記載のヒートシンクの製造方
法。 - 【請求項14】前記スライド金型の縦断面が複数個の平
行な波形状からなっている、請求項10に記載のヒート
シンクの製造方法。 - 【請求項15】前記ヒートシンクがヒートパイプを備え
ていることを特徴とする、請求項10に記載のヒートシ
ンクの製造方法。 - 【請求項16】先ず、前記可動金型を上方に移動し、次
いで、前記スライド金型を水平方向に移動することを特
徴とする、請求項9に記載のヒートシンクの製造方法。 - 【請求項17】先ず、前記スライド金型を水平方向に移
動し、次いで、前記可動金型を上方に移動することを特
徴とする、請求項9に記載のヒートシンクの製造方法。
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