JP2002001511A - Method for manufacturing heat sink - Google Patents

Method for manufacturing heat sink

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JP2002001511A
JP2002001511A JP2000182286A JP2000182286A JP2002001511A JP 2002001511 A JP2002001511 A JP 2002001511A JP 2000182286 A JP2000182286 A JP 2000182286A JP 2000182286 A JP2000182286 A JP 2000182286A JP 2002001511 A JP2002001511 A JP 2002001511A
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fin
heat sink
base
fins
molten metal
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Kimiharu Yuyama
公春 湯山
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MA Aluminum Corp
Original Assignee
Mitsubishi Aluminum Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a heat sink having a wide heat exchange area in a simple method, by using a number of wide and thin plate fins having large area. SOLUTION: Metal plate fins are held at given intervals in a mold cavity into which the same kind of molten metal as the material of the fins is poured to form a base on the end of the fins. Thin members rolled beforehand can be used as the material of the fins, and there is no limit to a dimension in height. For these reasons fins having an optional area can be used. Further, the fins and the base are composed of the same kind of metal and the fins are cast-deposited with the molten metal of the base so that the fins and the base are integrally formed and firmly joined. This enables a heat sink having a wide heat exchange area to be obtained easily. As the fins and the base are composed of the same kind of material there is almost no potential difference whereby the heat sink having excellent corrosion resistance can be obtained.

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、各種熱交換器にお
いて熱交換面積を増大させるために使用するヒートシン
クの製造方法に係わり、特にアルミニウム合金製のヒー
トシンクの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a heat sink used to increase a heat exchange area in various heat exchangers, and more particularly to a method of manufacturing a heat sink made of an aluminum alloy.

【0002】[0002]

【従来の技術】旧来より、各種熱交換器において熱交換
能力を高めるために、放熱あるいは吸熱面積の大きなヒ
ートシンクを使用することは周知の通りである。その一
例を図1に示す。図1に示すヒートシンク1は互いに平
行な複数枚のフィン2が平板状のベース3の上面に垂直
方向に建てられた構造である。このようなヒートシンク
を得る方法としては、第1にベース3に溝を設けてお
き、この溝にフィン2の本体となる板材の一端を挿入し
てカシメる方法、第2にベース3部とフィン2部をダイ
キャスト法で同時成型する方法、第3にフィン2の本体
となる板材にろう材層を設けたブレージングシート材を
使用し、ベース3とフィン2となる板材とをろう付け接
合する方法、あるいはフィン2とベース3とをアルミニ
ウム合金からなる押し出し成型法により一体成形して得
る方法などが知られている。
2. Description of the Related Art It is well known that a heat sink having a large heat radiation or heat absorption area is used in various heat exchangers in order to enhance the heat exchange capacity. One example is shown in FIG. The heat sink 1 shown in FIG. 1 has a structure in which a plurality of fins 2 parallel to each other are erected vertically on the upper surface of a flat base 3. As a method of obtaining such a heat sink, first, a groove is provided in the base 3 and one end of a plate material serving as a main body of the fin 2 is inserted into this groove to caulk. Third, a method of simultaneously molding two parts by a die casting method. Third, a brazing sheet material provided with a brazing material layer on a plate material serving as the main body of the fin 2 is used, and the base 3 and the plate material serving as the fin 2 are brazed and joined. There is known a method or a method in which the fin 2 and the base 3 are integrally formed by an extrusion molding method made of an aluminum alloy.

【0003】第1の方法では、ベース3に溝を設ける機
械加工を必要するので生産性が上がらず、フィン2の狭
い間隙をカシメる作業を必要とするので強固な接合が得
にくく、作業が煩雑となる欠点がある。第2の方法で
は、厚さの薄いフィン2を多数密集させてダイキャスト
法で鋳造するには限界があり、熱交換能力の高いヒート
シンク1を得るのは困難である。第3の方法では、フィ
ン材として板材の表面にろう材層を設けたブレージング
シート材を準備しなければならず、安価に大量生産する
ことが難しいのが実状である。
[0003] In the first method, productivity is not improved because a machining process for forming a groove in the base 3 is required, and work for caulking a narrow gap between the fins 2 is required. There is a disadvantage that it becomes complicated. In the second method, there is a limit in casting a large number of thin fins 2 densely by die casting, and it is difficult to obtain a heat sink 1 having a high heat exchange capacity. In the third method, a brazing sheet material having a brazing material layer provided on the surface of a plate material must be prepared as a fin material, and it is difficult to mass-produce at low cost.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】この点で第4の押し出
し成型による方法は、ビレットからベース及びフィンを
一体成形できるので合理的な方法として、アルミニウム
合金製のヒートシンクの製造方法として広く用いられて
いる。押し出し成型法によりヒートシンクを得る場合に
は、フィン2本体の厚さ(t)は最小で2mm程度が限
度であり、フィン2本体の厚さ(t)を2mmとした場
合のフィン2本体の高さ(h)は最大でも20mm程度
が限度である。従って従来の押し出し成型法によりヒー
トシンクを得る場合には、フィン本体を薄くかつ高さを
高くして熱交換面積を大きくしたヒートシンクは得るの
が困難であった。また、ベース3の表面積に対して設置
できるフィン2の数(枚数)も少ないことから、熱交換
面積を大きくできない難点があった。
In this respect, the fourth extrusion molding method is widely used as a method for manufacturing a heat sink made of an aluminum alloy as a rational method because the base and the fin can be integrally formed from a billet. I have. When the heat sink is obtained by the extrusion molding method, the thickness (t) of the fin 2 main body is a minimum of about 2 mm, and the height of the fin 2 main body when the thickness (t) of the fin 2 main body is set to 2 mm. The maximum height (h) is about 20 mm. Therefore, when a heat sink is obtained by a conventional extrusion molding method, it is difficult to obtain a heat sink in which the fin body is thin and the height is increased to increase the heat exchange area. Further, since the number (number of fins) 2 of the fins 2 that can be installed with respect to the surface area of the base 3 is small, there is a problem that the heat exchange area cannot be increased.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】そこで本発明では上記課
題を解決するための手段として、鋳型のキャビティー内
に所定間隔で板状金属のフィン材を保持し、該キャビテ
ィ内にフィン材と同種の溶融金属を注湯して、フィン材
端部にベースを成形する方法を採用した。この方法を採
用することにより、フィン材としてあらかじめ圧延され
た板厚の薄い部材を使用することができ、高さ方向の寸
法にも制限はないので、任意の面積のフィンを使用する
ことができる。しかもフィン材とベース材料を同種金属
で構成し、フィンをベース部分の溶融金属で鋳ぐるんで
製造するのでフィンとベースが一体に成形され、強固な
接合が得られるので熱交換面積の大きなヒートシンクを
容易に得ることが可能となる。また、フィンとベースと
が同種の材料で構成されるので電位差がほとんど無く、
耐食性に優れたヒートシンクを得ることができる。
Therefore, in the present invention, as a means for solving the above-mentioned problems, a plate-like metal fin material is held at predetermined intervals in a cavity of a mold, and the same kind of fin material as the fin material is provided in the cavity. And a method of pouring the molten metal into a base at the end of the fin material. By adopting this method, it is possible to use a pre-rolled thin member having a small thickness as the fin material, and there is no limitation on the dimension in the height direction, so that a fin having an arbitrary area can be used. . In addition, the fin material and the base material are made of the same kind of metal, and the fins are manufactured by casting the molten metal in the base part, so that the fins and the base are molded integrally, and a strong joint is obtained, so a heat sink with a large heat exchange area can be used. It can be easily obtained. Also, since the fin and the base are made of the same material, there is almost no potential difference,
A heat sink having excellent corrosion resistance can be obtained.

【0006】また、本発明では前記キャビティ内に注湯
する溶湯金属は、その融点がフィン材金属の融点よりも
低い溶融金属を注湯することが好ましい。溶湯金属の融
点がフィン材金属の融点よりも低いのでフィン本体を損
傷することはなく、しかもフィンとベースが一体となっ
て拡散接合されるので、熱伝導が良くかつ強固な接合を
有するヒートシンクを得ることが可能となる。本発明の
好ましい材質は、例えば前記フィン材が純アルミニウム
からなり、前記キャビティ内に注湯するベース用の溶融
金属がAl−Si合金からなる材料が挙げられる。フィ
ン材を純アルミニウムで構成すれば熱伝導度が良く、し
かも薄くて広い面積の板材が安価に容易に入手可能であ
る。また、ベースとなる金属にAl−Si合金を使用す
れば、純アルミニウムよりも融点か低くて湯流れが良
く、しかもフィンとベースの接合部においてフィン材の
純アルミニウムに溶湯中のシリコンが拡散して強固な一
体接合が得られる。
In the present invention, it is preferable that the molten metal poured into the cavity is a molten metal having a melting point lower than that of the fin material metal. Since the melting point of the molten metal is lower than the melting point of the fin material metal, there is no damage to the fin body.Moreover, the fin and the base are integrated and diffusion bonded, so a heat sink with good heat conduction and strong bonding can be used. It is possible to obtain. A preferable material of the present invention is, for example, a material in which the fin material is made of pure aluminum and the molten metal for the base to be poured into the cavity is an Al-Si alloy. If the fin material is made of pure aluminum, a plate material having good thermal conductivity and a thin and large area can be easily obtained at low cost. Also, if an Al-Si alloy is used as the base metal, the melting point is lower than that of pure aluminum and the flow of the molten metal is good, and at the junction between the fin and the base, silicon in the molten metal diffuses into the pure aluminum of the fin material. And a strong integral joint can be obtained.

【0007】また、本発明では前記フィン材としてJI
S1000番系アルミニウム合金、3000番系アルミ
ニウム合金もしくは6000番系アルミニウム合金等の
うちのいずれかを使用することができる。1000番系
アルミニウム合金は純アルミニウムに近く、微量の合金
成分を含むものである。3000番系アルミニウム合金
はal−Mn系のアルミニウム合金である。6000番
系アルミニウム合金は、Al−Mg−Si系のアルミニ
ウム合金である。これらのアルミニウム合金は、伸展材
として広く一般に使用されており、容易に入手可能なも
のである。
In the present invention, the fin material is JI
Any of S1000 series aluminum alloy, 3000 series aluminum alloy, 6000 series aluminum alloy or the like can be used. The 1000th series aluminum alloy is close to pure aluminum and contains a small amount of alloy components. The 3000th aluminum alloy is an al-Mn aluminum alloy. The No. 6000 series aluminum alloy is an Al-Mg-Si series aluminum alloy. These aluminum alloys are widely and commonly used as extenders and are readily available.

【0008】本発明では、厚さが0.8〜8mmのフィ
ン材を、前記鋳型のキャビティー内にフィンピッチ4〜
20mmで保持した後、溶融金属を注湯してベース部分
を形成することが適当である。フィン面積をなるべく大
きくとって熱交換面積を確保し、ベースとの接合を確実
にするためである。また、本発明では前記フィン材を、
前記鋳型のキャビティーの深さの10%〜100%の長
さに保持した後、溶融金属を注湯してベース部分を形成
することが適当である。フィンとベースとの接合を確実
にして強固な構造体とするためである。
In the present invention, a fin material having a thickness of 0.8 to 8 mm is provided in the cavity of the mold at a fin pitch of 4 to 8 mm.
After holding at 20 mm, it is appropriate to pour molten metal to form a base portion. This is for securing the heat exchange area by making the fin area as large as possible and ensuring the joint with the base. Further, in the present invention, the fin material,
Suitably, after holding the mold at a length of 10% to 100% of the cavity depth, the molten metal is poured to form a base portion. This is for ensuring the bonding between the fin and the base to form a strong structure.

【0009】さらに、本発明では通常の砂型鋳造法の他
に、金型鋳造法や加圧鋳造法によって溶融金属を鋳型の
キャビティー内に注湯することもできる。加圧鋳造法に
依れば金型を使用して能率良く大量生産することが可能
となる。
Further, in the present invention, the molten metal can be poured into the cavity of the mold by a mold casting method or a pressure casting method, in addition to the usual sand casting method. According to the pressure casting method, mass production can be efficiently performed using a mold.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】次に、本発明に係わるヒートシン
クの製造方法の一態様を、図を用いて説明する。図1
は、本発明で製造するヒートシンクの外観図であり、外
観上は従来の物と同じであり、ベース3の表面に平板状
のフィン2が一定の間隔で設けられている。本発明で製
造するヒートシンクの特徴とする点は、ヒートシンクの
フィン2とベース3が同種の金属からなっており、フィ
ン2は圧延材からなっていて圧延方向に伸びる組織を呈
しており、ベース3は鋳造材からなっていて凝固方向に
沿った不定形の金属組織を呈している。フィン2の厚さ
はおおむね0.8〜5mm、フィン2の高さ(h)は特
に決まっていない。このようなフィン2が4〜15mm
の間隔で平行に設けられている。このようなヒートシン
クは以下の方法によって製造される。
Next, one embodiment of a method of manufacturing a heat sink according to the present invention will be described with reference to the drawings. Figure 1
FIG. 1 is an external view of a heat sink manufactured by the present invention, which is the same as a conventional heat sink. Flat fins 2 are provided at regular intervals on the surface of a base 3. A feature of the heat sink manufactured by the present invention is that the fin 2 and the base 3 of the heat sink are made of the same kind of metal, and the fin 2 is made of a rolled material and has a structure extending in the rolling direction. Is made of cast material and has an amorphous metal structure along the solidification direction. The thickness of the fin 2 is approximately 0.8 to 5 mm, and the height (h) of the fin 2 is not particularly determined. Such a fin 2 is 4 to 15 mm
Are provided in parallel at intervals of. Such a heat sink is manufactured by the following method.

【0011】(第1の実施態様)図2は、砂型鋳造に依
る本発明のヒートシンクの製造方法の第1の実施態様を
説明する図である。図2において下型枠4内には砂型に
よる下型5が設けられており、下型5にはヒートシンク
1のベース3となる溶融金属を注入するキャビティー6
が設けられている。キャビティー6内には、例えば純ア
ルミニウムの薄板からなるフィン材2aが板の一端2a
の一部分をキャビティー6内に突出させて所定のフィン
ピッチで等間隔に保持されている。下型5の上には、同
じく砂型からなる上型9がかぶせてあり、上型9には湯
口8が設けられている。符号7は上型枠である。フィン
材2aの厚さは0.8〜8mm、フィンピッチは4〜2
0mm程度とする。図2のようにキャビティー6内にフ
ィン材2aを保持した状態で鋳型を組み立てた後、例え
ばアルミニウム合金のようなフィン材と同種の金属の溶
湯を湯口8からキャビティー6内に注湯する。キャビテ
ィー6内に注入する溶融金属は、フィン材である純アル
ミニウムよりも融点が低い金属であって、例えばAC4
CのようなAl−Si合金が好ましい。溶融金属の融点
がフィン材2aの融点よりも低ければ、フィン材2aは
溶融することなくフィン材2aを鋳ぐるんだ状態でフィ
ン2とベース3が一体成形される。この様子を示したの
が図4である。図4に示すように、フィン材2aとベー
ス3は接合部10で拡散接合している。
(First Embodiment) FIG. 2 is a view for explaining a first embodiment of a method of manufacturing a heat sink according to the present invention by sand casting. In FIG. 2, a lower mold 5 made of a sand mold is provided in a lower mold frame 4, and a cavity 6 for injecting a molten metal serving as a base 3 of a heat sink 1 is provided in the lower mold 5.
Is provided. In the cavity 6, a fin material 2a made of, for example, a thin plate of pure aluminum is provided at one end 2a of the plate.
Are protruded into the cavity 6 and are held at regular intervals at a predetermined fin pitch. An upper mold 9 also made of a sand mold is covered on the lower mold 5, and a gate 8 is provided on the upper mold 9. Reference numeral 7 denotes an upper mold frame. The thickness of the fin material 2a is 0.8 to 8 mm, and the fin pitch is 4 to 2.
It is about 0 mm. After assembling the mold while holding the fin material 2a in the cavity 6 as shown in FIG. . The molten metal injected into the cavity 6 is a metal having a lower melting point than pure aluminum which is a fin material.
Al-Si alloys such as C are preferred. If the melting point of the molten metal is lower than the melting point of the fin material 2a, the fin 2 and the base 3 are integrally formed in a state where the fin material 2a is cast without melting. FIG. 4 shows this state. As shown in FIG. 4, the fin material 2a and the base 3 are diffusion-bonded at the bonding portion 10.

【0012】フィン材2aとしては熱伝導度の良いもの
なら特に制限はなく、アルミニウムまたはアルミニウム
合金もしくは銅が使用できる。特に、アルミニウムまた
はアルミニウム合金は熱伝導度も高く、展性にも富んで
いるので薄板を得るのが容易であり、軽量でもあるので
好んで使用される。工業用の純アルミニウムは融点が6
50℃で、熱伝導度は0.225(W/m・℃)であ
る。フィン材2aとしては純アルミニウムの他に、JI
S1000番系アルミニウム合金、3000番系アルミ
ニウム合金もしくは6000番系アルミニウム合金等の
うちのいずれかを使用することができる。1000番系
アルミニウム合金は純アルミニウムに近く、微量の合金
成分を含むものものである。工業用純アルミニウムは、
強さがアルミニウム合金に比べて劣るが、展伸性が良い
ので薄板にする際の加工性がよく、耐食性にも優れてい
るので強度を必要としない小型のヒートシンクに広く用
いられる。JIS1000番系アルミニウム合金は強さ
を増すためにCu,Mg,Mn,Zn等の添加元素を微
量添加したものである。
The fin material 2a is not particularly limited as long as it has good thermal conductivity, and aluminum, an aluminum alloy or copper can be used. In particular, aluminum or an aluminum alloy is preferably used because it has a high thermal conductivity and a high malleability, so that it is easy to obtain a thin plate, and it is lightweight. Pure aluminum for industrial use has a melting point of 6
At 50 ° C., the thermal conductivity is 0.225 (W / m · ° C.). As the fin material 2a, in addition to pure aluminum, JI
Any of S1000 series aluminum alloy, 3000 series aluminum alloy, 6000 series aluminum alloy or the like can be used. The 1000th aluminum alloy is close to pure aluminum and contains a trace amount of alloy components. Industrial pure aluminum is
Although it is inferior in strength to aluminum alloys, it is widely used for small heat sinks that do not require strength because it has good malleability and good workability when thinned, and has excellent corrosion resistance. The JIS No. 1000 series aluminum alloy is obtained by adding a small amount of additional elements such as Cu, Mg, Mn, and Zn in order to increase the strength.

【0013】JIS3000番系アルミニウム合金はA
l−Mn系のアルミニウム合金で、強度を増すためにM
nを1.5%の範囲で添加した展伸用合金である。Mn
の他に1.3%以下のMgを添加する場合もある。JI
S6000番系アルミニウム合金は、Al−Mg−Si
系のアルミニウム合金で、熱処理によって優れた機械的
性質を発揮するようにしたものである。この合金は非常
に靱性に富み、鍛造・押し出しその他の加工性に優れた
合金である。強度を増すために0.35%を限度にCr
を添加したものも使用される。これらのアルミニウム合
金は、伸展材として広く一般に入手可能なものであり、
融点は560℃〜660℃、熱伝導度はおおむね0.1
5〜0.23(W/m・℃)である。
JIS 3000 series aluminum alloy is A
l-Mn based aluminum alloy.
This is a wrought alloy to which n is added in a range of 1.5%. Mn
In addition, 1.3% or less of Mg may be added. JI
S6000 series aluminum alloy is Al-Mg-Si
This is an aluminum alloy that exhibits excellent mechanical properties by heat treatment. This alloy is very rich in toughness and is excellent in forging, extrusion and other workability. In order to increase the strength, Cr is limited to 0.35%.
The addition of is also used. These aluminum alloys are widely and generally available as extenders,
Melting point is 560 ℃ ~ 660 ℃, thermal conductivity is about 0.1
5 to 0.23 (W / m · ° C.).

【0014】フィン材2aは上述の純アルミニウム又は
アルミニウム合金の板材であって、厚さが0.8〜8m
mの正方形又は長方形の薄板を使用するのが好ましい。
このフィン材2aを、前記鋳型のキャビティー6内にフ
ィンピッチ4〜20mmで保持する。フィンピッチが細
かいほどフィン2を多く設けることができるが、通風が
悪くなって熱伝導が悪化するので強制通風手段等を適宜
組み合わせてピンピッチを決定すれば良い。フィン材2
aが溶融金属30によって完全に鋳ぐるまれ、フィン2
とベース3とが強固な接合を果たすように、前記フィン
材2aの先端部2a’を前記鋳型のキャビティー6内に
キャビティー6の深さの10%〜100%の長さに相当
する長さだけ突出させて保持するのが好ましい。
The fin material 2a is a plate material of the above-described pure aluminum or aluminum alloy and has a thickness of 0.8 to 8 m.
Preferably, a square or rectangular sheet of m is used.
The fin material 2a is held in the cavity 6 of the mold at a fin pitch of 4 to 20 mm. The finer the fin pitch, the more fins 2 can be provided, but the ventilation becomes worse and the heat conduction becomes worse. Therefore, the pin pitch may be determined by appropriately combining forced ventilation means and the like. Fin material 2
a is completely cast by the molten metal 30 and the fin 2
The tip 2a 'of the fin material 2a is inserted into the cavity 6 of the mold by a length corresponding to a length of 10% to 100% of the depth of the cavity 6 so that the base 3 and the base 3 can be firmly joined. It is preferable to hold it by protruding only.

【0015】フィン材2aを前記鋳型のキャビティー6
内に等間隔に保持するには、フィン材2aを図2に示し
たように砂型の中に埋設して保持しても良く、あるいは
また図3に示すように型枠4の外側でフィン材2aをフ
ィン支持具13を使用して支えて保持しても良い。この
ようにすれば大型のヒートシンクでも小さな砂型を用い
て製造できるので経済的である。
The fin material 2a is placed in the cavity 6 of the mold.
In order to hold the fins 2a at equal intervals, the fins 2a may be buried and held in a sand mold as shown in FIG. 2 or, alternatively, as shown in FIG. 2a may be supported and held using the fin support 13. This is economical because a large heat sink can be manufactured using a small sand mold.

【0016】砂型のキャビティー6内に注湯するベース
3となる溶融金属30は、フィン材2aと同種の金属で
あればよい。例えば、フィン材2aとして純アルミニウ
ム又はアルミニウム合金を使用した場合には、溶湯金属
30もアルミニウム合金とする。この場合、アルミニウ
ム合金の中でもフィン材2aの融点よりも低い融点をも
ったアルミニウム合金を使用するのが良い。そうすれば
注湯時にフィン材2a本体を溶解させることなしに、原
子の相互拡散を利用してフィン2とベース3とを強固に
接合させることができるからである。このようなフィン
材2aよりも低い融点を有するアルミニウム合金として
は、Al−Si系の鋳造用合金が良い。例えば、JIS
AC4C合金はSiを6.5%〜7.5%含むAl−S
i系鋳造用合金であって、融点が約590℃で湯流れが
良く、細部にも溶湯を確実に充填させることができる。
この他にもSiを4〜13%含むAl−Si系鋳造用合
金や、ダイカスト用合金が利用できる。鋳造温度は融点
よりも約1あ〜20℃程度高い温度が適する。
The molten metal 30 serving as the base 3 to be poured into the cavity 6 of the sand mold may be the same kind of metal as the fin material 2a. For example, when pure aluminum or an aluminum alloy is used as the fin material 2a, the molten metal 30 is also made of an aluminum alloy. In this case, among the aluminum alloys, it is preferable to use an aluminum alloy having a melting point lower than the melting point of the fin material 2a. Then, the fin 2 and the base 3 can be firmly joined by utilizing the mutual diffusion of atoms without dissolving the fin material 2a at the time of pouring. As the aluminum alloy having a lower melting point than the fin material 2a, an Al-Si casting alloy is preferable. For example, JIS
AC4C alloy is Al-S containing 6.5% to 7.5% of Si.
An i-type casting alloy having a melting point of about 590 ° C. and a good flow of molten metal.
In addition, alloys for Al-Si casting containing 4 to 13% of Si, and alloys for die casting can be used. The casting temperature is preferably about 1 to 20 ° C. higher than the melting point.

【0017】(第2の実施態様)第1の実施態様は砂型
を使用してベース部を鋳造により形成する方法を示した
が、砂型鋳造法は比較的大型のヒートシンクを製造する
場合に用いられる。ヒートシンクが小型の場合には、金
型鋳造法によっても製造することができる。第2の実施
態様として、金型鋳造法による本発明のヒートシンクの
製造方法を、図5に示す。図5は、金型鋳造法に依る本
発明のヒートシンクの製造方法の第2の実施態様を説明
する図である。図において符号15は下金型,符号17
は上金型である。第1の実施態様の場合と同様に、下金
型15にはベース3用の溶融金属30を注入するための
のキャビティー16が設けられている。そしてキャビテ
ィー16内には第1の実施態様の場合と同様に、フィン
材2aが下金型15を貫通して、その一端の先端部2
a’を突出させて保持してある。フィン材2aは下金型
15の外部でフィン支持具23により保持されている。
このキャビティー16内に湯口18から溶融金属30を
注湯する。使用するフィン材2aや溶融金属30は、第
1の実施形態の場合と同様である。溶融金属30が冷却
凝固すれば、フィン2とベース3が一体に接合した図4
に示すヒートシンクが得られる。
(Second Embodiment) The first embodiment shows a method of forming a base portion by casting using a sand mold, but the sand casting method is used when a relatively large heat sink is manufactured. . If the heat sink is small, it can also be manufactured by die casting. As a second embodiment, a method for manufacturing the heat sink of the present invention by die casting is shown in FIG. FIG. 5 is a view for explaining a second embodiment of the method for manufacturing a heat sink according to the present invention by die casting. In the figure, reference numeral 15 denotes a lower mold, and reference numeral 17 denotes a lower mold.
Is an upper mold. As in the first embodiment, the lower mold 15 is provided with a cavity 16 for injecting the molten metal 30 for the base 3. In the same manner as in the first embodiment, the fin material 2a penetrates through the lower mold 15 in the cavity 16, and the tip 2
a 'is projected and held. The fin material 2 a is held by the fin support 23 outside the lower mold 15.
The molten metal 30 is poured into the cavity 16 from the gate 18. The fin material 2a and the molten metal 30 used are the same as those in the first embodiment. When the molten metal 30 is solidified by cooling, the fin 2 and the base 3 are joined together as shown in FIG.
Is obtained.

【0018】フィン材2aを支持する手段として、図6
に示すようにフィン材2aの先端部2a’をT字型に加
工し、下金型15のスリット15aに挿入して支持する
方法も採用できる。このようにすれば特別な支持具は必
要としない。
As means for supporting the fin material 2a, FIG.
As shown in (1), a method in which the tip 2a 'of the fin material 2a is processed into a T-shape and inserted into the slit 15a of the lower mold 15 to support it. In this way, no special support is needed.

【0019】なお、高温の溶融金属30を金型内に注湯
すると上金型17が次第に熱変形してくる。この変形を
防ぐために、図7に示すように上金型17の上に錘28
を置いたり上金型17を加圧して押さえ込むことは有効
な手段となる。
When the high-temperature molten metal 30 is poured into the mold, the upper mold 17 is gradually deformed by heat. In order to prevent this deformation, as shown in FIG.
It is an effective means to place the upper mold 17 or press and hold the upper mold 17.

【0020】(第3の実施形態)次に、第3の実施態様
として、金型を使用した加圧鋳造法による本発明のヒー
トシンクの製造方法を、図8及び図9を使用して説明す
る。使用するフィン材2aや溶融金属30は第1の実施
形態の場合と同様である。図8に示すように、厚さ0.
8〜5mmの複数のフィン材2aを所定のフィンピッチ
を保って平行に下金型(可動型)25に保持させる。そ
の場合、各フィン材2aの先端部2a’が金型のキャビ
ティー26の深さの10〜100%の長さだけキャビテ
ィー26内に突出するように保持する。一方、上金型
(固定型)27に設けられたキャビティー26の上面は
平坦面に加工されている。また、この上金型27には湯
口28と、キャビティー26内のベース3の素材である
溶融金属30を図の上方から下方に向かって矢印の方向
に加圧するための加圧パンチ31が設けられている。そ
して図8の状態から図9に示すように加圧パンチ31を
下金型25に向けて矢印方向の下方に向けて移動させ、
キャビティー26内の溶融金属30に対して圧力を加え
る。その結果、溶融金属30は平行に保持されたフィン
材2a間の狭い間隙にも完全に充填されて、フィン材2
aの各先端部2a’は溶融金属30によって鋳ぐるまれ
ることになる。
(Third Embodiment) Next, as a third embodiment, a method of manufacturing a heat sink of the present invention by a pressure casting method using a mold will be described with reference to FIGS. . The fin material 2a and the molten metal 30 used are the same as those in the first embodiment. As shown in FIG.
A plurality of fin materials 2a of 8 to 5 mm are held in parallel by a lower mold (movable mold) 25 while maintaining a predetermined fin pitch. In that case, the tip 2a 'of each fin material 2a is held so as to protrude into the cavity 26 by a length of 10 to 100% of the depth of the cavity 26 of the mold. On the other hand, the upper surface of the cavity 26 provided in the upper mold (fixed mold) 27 is processed into a flat surface. In addition, the upper mold 27 is provided with a gate 28 and a pressure punch 31 for pressing a molten metal 30, which is a material of the base 3 in the cavity 26, from above to below in the direction of the arrow. Have been. Then, as shown in FIG. 9, the pressure punch 31 is moved downward from the state of FIG.
Pressure is applied to the molten metal 30 in the cavity 26. As a result, the molten metal 30 is completely filled in the narrow gap between the fin members 2a held in parallel,
Each tip 2a 'of a is to be cast by the molten metal 30.

【0021】フィン材2aの各先端部2a’は溶融金属
30によって包まれると、フィン材2aの融点の方がベ
ース3となる金属の融点よりも高いため、フィン材2a
は溶融することなく溶融金属30の凝固に伴って一体と
なって接合される。この時フィン材2aと溶融金属30
は同種の金属であるため、表面では原子の相互拡散が起
こり、フィン2とベース3とが容易に一体となって接合
される。
When each tip 2a 'of the fin material 2a is wrapped in the molten metal 30, the melting point of the fin material 2a is higher than the melting point of the metal serving as the base 3, so that the fin material 2a
Are joined together with the solidification of the molten metal 30 without melting. At this time, the fin material 2a and the molten metal 30
Are the same kind of metal, the atoms mutually interdiffuse on the surface, and the fin 2 and the base 3 are easily joined together.

【0022】フィン材2aとベース3との接合を強固な
ものとするために、溶融金属30によって鋳ぐるまれる
フィン材2aの先端部2a’の形状を図10の(a)〜
(d)のようにすることも有効である。図10の(a)
は、フィン材2aの先端部2a’をL字状に90度曲げ
加工したもの、図10の(b)は先端部2a’の曲げ加
工を90度未満にとどめたもので、いずれもフィン材2
aの先端部2a’をプレス機で曲げ加工すれば得られ
る。図10(c)は先端部2a’をT字型に鍛造加工し
たもの、図10(d)は先端部2a’に窪み2bを設け
たもので、いずれも簡単な鍛造加工により得ることがで
きる。
In order to strengthen the joint between the fin material 2a and the base 3, the shape of the tip 2a 'of the fin material 2a cast by the molten metal 30 is changed as shown in FIGS.
(D) is also effective. (A) of FIG.
Fig. 10 (b) shows the tip 2a 'of the fin material 2a bent at 90 degrees in an L-shape, and Fig. 10 (b) shows the tip 2a' bent at less than 90 degrees. 2
It can be obtained by bending the tip 2a 'of a with a press machine. FIG. 10 (c) shows the tip 2a 'forged into a T-shape, and FIG. 10 (d) shows the tip 2a' provided with a depression 2b, all of which can be obtained by simple forging. .

【0023】[0023]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に依れば板状のフィン本体の一端部を鋳型のキャビティ
ー内に突出させて保持し、しかる後該フィン材よりも融
点の低いフィン材と同種の溶融金属を該鋳型のキャビテ
ィー内に注湯することにより、フィン本体を溶融するこ
と無くフィンとベースとを一体成形する方法であるの
で、熱交換面積を大きく確保することが可能で、フィン
とベースとの強固な接合を実現することが可能となる。
しかも、フィンとベースとが同種の金属から構成されて
いるので電位差がほとんど無く、耐食性に優れたヒート
シンクを得ることができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, one end of the plate-shaped fin body is projected and held in the cavity of the mold, and thereafter has a melting point higher than that of the fin material. By pouring molten metal of the same kind as the low fin material into the cavity of the mold, the fin and the base are integrally formed without melting the fin body, so that a large heat exchange area is secured. It is possible to realize a strong joint between the fin and the base.
Moreover, since the fin and the base are made of the same kind of metal, there is almost no potential difference, and a heat sink having excellent corrosion resistance can be obtained.

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

【図1】 ヒートシンクの外観を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the appearance of a heat sink.

【図2】 本発明の第1の実施形態によるヒートシンク
の製造方法を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a method for manufacturing a heat sink according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の第1の実施形態によるヒートシンク
の製造方法の他の例を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating another example of the method of manufacturing the heat sink according to the first embodiment of the present invention.

【図4】 本発明によって得られるヒートシンクの構造
を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating the structure of a heat sink obtained by the present invention.

【図5】 本発明の第2の実施形態によるヒートシンク
の製造方法を説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a method for manufacturing a heat sink according to a second embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の第2の実施形態によるヒートシンク
の製造方法の他の例を説明する図である。
FIG. 6 is a view illustrating another example of the method of manufacturing the heat sink according to the second embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の第2の実施形態によるヒートシンク
の製造方法のさらに別の例を説明する図である。
FIG. 7 is a view illustrating still another example of the method of manufacturing the heat sink according to the second embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の第3の実施形態によるヒートシンク
の製造方法例を説明する図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a method for manufacturing a heat sink according to a third embodiment of the present invention.

【図9】 図8に続く本発明の第3の実施形態によるヒ
ートシンクの製造方法例を説明する図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a method for manufacturing a heat sink according to the third embodiment of the present invention, following FIG.

【図10】 本発明で使用するフィン材の、先端部の形
状を説明する図である。
FIG. 10 is a view for explaining the shape of a tip of a fin material used in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・・・ヒートシンク、2・・・・・フィン、3・・・・・ベー
ス、4・・・・・下型枠、5・・・・・下型、6,16,26・・・・
・キャビティー、7・・・・・上型枠、8,18,28・・・・・
湯口、9・・・・・上型、10・・・・・接合部、13,23・・・・
・フィン支持具、15,25・・・・・下金型、17,27・・
・・・上金型、 28・・・・・錘、30・・・・・溶融金属、31・
・・・・加圧パンチ、32・・・・・ピストン
1, heat sink, 2 fin, 3 base, 4 lower mold, 5 lower mold, 6, 16, 26・ ・
・ Cavity, 7 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Upper mold, 8, 18, 28 ・ ・ ・ ・ ・
Gate, 9 ····· Upper die, 10 ····· Joint, 13, 23 ···
・ Fin support, 15, 25 ... Lower mold, 17, 27 ...
... upper mold, 28 ... weight, 30 ... molten metal, 31
.... Pressure punch, 32 ... Piston

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 鋳型のキャビティー内に所定間隔で板状
金属のフィン材を保持し、該キャビティ内にフィン材と
同種の溶融金属を注湯して、フィン材端部にベースを成
形することを特徴とするヒートシンクの製造方法。
1. A fin material of a plate-like metal is held at a predetermined interval in a cavity of a mold, a molten metal of the same kind as the fin material is poured into the cavity, and a base is formed at an end of the fin material. A method for manufacturing a heat sink.
【請求項2】 前記キャビティ内に注湯する溶湯金属の
融点がフィン材金属の融点よりも低いことを特徴とする
請求項1に記載のヒートシンクの製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the melting point of the molten metal poured into the cavity is lower than the melting point of the fin material metal.
【請求項3】 前記フィン材が純アルミニウムからな
り、前記キャビティ内に注湯する溶湯金属がAl−Si
合金からなることを特徴とする請求項1または請求項2
に記載のヒートシンクの製造方法。
3. The fin material is made of pure aluminum, and the molten metal poured into the cavity is Al-Si.
3. The method according to claim 1, wherein the alloy is made of an alloy.
3. The method for manufacturing a heat sink according to claim 1.
【請求項4】 前記フィン材が1000番系アルミニウ
ム合金、3000番系アルミニウム合金もしくは600
0番系アルミニウム合金のうちのいずれかからななるこ
とを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載
のヒートシンクの製造方法。
4. The fin material is a No. 1000 series aluminum alloy, a No. 3000 series aluminum alloy or 600
The method for manufacturing a heat sink according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat sink is made of any one of a No. 0 series aluminum alloy.
【請求項5】 厚さが0.8〜5mmのフィン材を、前
記鋳型のキャビティー内にフィンピッチ4〜15mmで
保持することを特徴とする請求項1に記載のヒートシン
クの製造方法。
5. The method for manufacturing a heat sink according to claim 1, wherein a fin material having a thickness of 0.8 to 5 mm is held at a fin pitch of 4 to 15 mm in the cavity of the mold.
【請求項6】 前記フィン材を、前記鋳型のキャビティ
ーの深さの10%〜100%の長さに保持することを特
徴とする請求項1に記載のヒートシンクの製造方法。
6. The method according to claim 1, wherein the fin material is maintained at a length of 10% to 100% of a depth of a cavity of the mold.
【請求項7】 溶融金属を加圧鋳造法によって鋳型のキ
ャビティー内に注湯することを特徴とする請求項から請
求項5のいずれかに記載のヒートシンクの製造方法。
7. The method for manufacturing a heat sink according to claim 5, wherein the molten metal is poured into the cavity of the mold by a pressure casting method.
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