JP2005142247A - Radiator and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば半導体集積回路等の電子部品に設けられ、この電子部品等から生ずる熱を効率的に放熱するための放熱器、および、フープ状金属板から板状の放熱フィンを一体に起立形成する放熱器の製造方法に関する。 The present invention is provided in an electronic component such as a semiconductor integrated circuit, for example, and a radiator for efficiently radiating heat generated from the electronic component or the like, and a plate-shaped heat radiation fin from a hoop-shaped metal plate are integrally raised. The present invention relates to a method of manufacturing a radiator.
小型化、高密度化が進んでいる半導体集積回路等の電子部品は、使用中に発熱することから、上記電子部品を収納するパッケージに放熱のための放熱器を接合させると共に、必要に応じて冷却ファンにより強制冷却を行っている。 Electronic components such as semiconductor integrated circuits, which are becoming smaller and higher in density, generate heat during use. Therefore, a heatsink for heat dissipation is joined to the package that houses the electronic components, and if necessary. Forced cooling is performed by a cooling fan.
半導体集積回路等の電子部品の熱を放熱するために、従来一般に実用に供されているの放熱器は、ベース上に多数の櫛歯状の放熱フィンを垂直に立設されていて、この放熱器を、上記パッケージに接合することによって、半導体集積回路が動作中に発生する熱を放熱器に伝達して外方に放熱するようにしている。このような放熱器は、通常、アルミニウムからなる熱伝導率が良好な金属材を、押し出し加工や鋳造加工を施すことによって製造されている。 In order to dissipate heat from electronic components such as semiconductor integrated circuits, a heat radiator that has been generally used in practice has a large number of comb-shaped heat dissipating fins standing vertically on a base. By joining the heat sink to the package, heat generated during the operation of the semiconductor integrated circuit is transmitted to the heat radiator to dissipate outward. Such a radiator is usually manufactured by extruding or casting a metal material made of aluminum and having good thermal conductivity.
放熱器としては、この他に、特開2001−102782号公報(特許文献1)に示す形態の放熱器も提案されている。この特許文献1に示す放熱器100は、アルミニウムの押出成型素材101の凸条102を、図15に示すような切削工具103によって削り起こすことにより、前後方向に間隔をあけて多数の舌状フィン104を設け放熱器100を形成している。
In addition to this, a radiator having the form shown in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-102782 (Patent Document 1) has also been proposed. This
一般に、放熱器の放熱効率は、放熱器全体の表面積にほぼ比例する。従って、放熱器の放熱効果を高めるためには、放熱フィンを多数形成して表面積を大きくする必要がある。しなしながら、前者の放熱器は、押し出し成型加工や鋳造加工方法にとって製造することから、放熱フィンの肉厚を薄くすることや多数形成することには限界があり、更に放熱効果を高めることが困難であった。 In general, the heat dissipation efficiency of a radiator is almost proportional to the surface area of the entire radiator. Therefore, in order to increase the heat dissipation effect of the radiator, it is necessary to increase the surface area by forming a large number of heat radiation fins. However, since the former radiator is manufactured for extrusion molding and casting methods, there is a limit to reducing the thickness of the radiating fins and forming a large number of radiating fins, which can further enhance the radiating effect. It was difficult.
また、特許文献1に示す放熱器の製造方法は、肉薄な放熱フィンを多数形成できる特徴を有するものの、凸条102を形成したアルミニウム製の素材101を押出成型によって形成することから、素材101を製造するために大型の成型用設備が必要であり、必然的にコストがアップする問題がある。また、押出成型は、素材101を肉薄に形成することが困難であることから、この素材101を使用して製造された放熱器は、必然的にベース部分の板厚t1が厚くなることから、放熱フィンまでの熱伝達効率が悪化して、放熱効率を高めることができない問題がある。さらに、押出成型によって形成可能な放熱器用の金属素材としては、アルミニウムおよびその合金に限られ、熱伝達効率の高い例えば銅などの金属素材を使用することができない。このため、放熱器としての放熱効率を高めることは限界に達していた。
Moreover, although the manufacturing method of the heat radiator shown in patent document 1 has the characteristic that many thin heat-radiation fins can be formed, since the aluminum
本発明が解決しようとする課題は、各種の熱伝導率が良好なフープ状金属板を使用することができ、しかも、放熱効率を高められると共にコストを低減することができる放熱器の製造方法を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a method for manufacturing a radiator that can use a hoop-shaped metal plate having various thermal conductivities and that can increase the heat dissipation efficiency and reduce the cost. It is to provide.
上記課題を解決するため、請求項1に載の発明は、金属板に肉薄な板状放熱フィンを一体形成した放熱器の製造方法であって、
熱伝導率が良好なアルミニウムや銅等のフープ状の金属板と、移動方向の先端側の少なくとも2面に刃部が形成された掘り起こし工具とを備え、
上記フープ状金属板と上記掘り起こし工具との間に所定の角度を有した状態で上記フープ状金属板と上記掘り起こし工具とを相対移動させて、上記掘り起こし工具の少なくとも2面に形成された刃部により上記フープ状金属板を掘り下げることにより、板状の放熱フィンを一体に起立形成すると共に、
上記放熱フィンの起立形成によって形成された被加工面よりも形成ピッチ分の上流側から、上記フープ状金属板と上記掘り起こし工具とを相対移動させて、上記掘り起こし工具により上記フープ状金属板を掘り起こすことにより次の板状の上記放熱フィンを一体に起立形成し、以後掘り起こし工程を順次繰り返して上記フープ状金属板に複数の上記放熱フィンを連続して形成することを要旨とする。
In order to solve the above problems, the invention described in claim 1 is a method of manufacturing a radiator in which a thin plate-like heat radiation fin is integrally formed on a metal plate,
A hoop-shaped metal plate such as aluminum or copper with good thermal conductivity, and a digging tool having blade portions formed on at least two surfaces on the tip side in the moving direction,
Blade portions formed on at least two surfaces of the digging tool by relatively moving the hoop-shaped metal plate and the digging tool in a state having a predetermined angle between the hoop-shaped metal plate and the digging tool. By digging up the hoop-like metal plate, the plate-like heat radiation fin is integrally formed upright,
The hoop-like metal plate and the digging tool are relatively moved from the upstream side of the forming pitch with respect to the work surface formed by the standing formation of the radiation fins, and the hoop-like metal plate is dug up by the digging tool. Thus, the following plate-like heat radiation fins are integrally formed upright, and then the digging process is sequentially repeated to form a plurality of heat radiation fins continuously on the hoop-shaped metal plate.
また、請求項2に記載の発明は、上記掘り起こし工具は、底面側の先端に移動方向と直角な刃部が形成されると共に、底面側の両側に移動方向と平行なテーパ面が形成され、両側の上記テーパ面の先端に形成されるテーパ刃によって上記放熱フィンの側面を切削すると共に、先端の刃部によって上記放熱フィンを起立形成することを要旨とする。
In the invention according to
さらに、請求項3に記載の発明は、上記掘り起こし工具は、底面に対して所定の角度に形成された2つの斜面を有し、この2つの斜面は上記刃部の近傍に形成された段部によって区切られ、上記刃部に連続させた一方の斜面よりも他方の斜面を高く形成し、上記刃部によって掘り起こされた放熱フィンを上記他方の斜面と上記段部との角部によってカーリングさせることを要旨とする。
Further, in the invention according to
さらにまた、請求項4に記載の発明は、上記掘り起こし工具は、移動方向に対して傾斜する2つの刃部が形成され、この2つの刃部を上記フープ状金属板の内方に向けて掘り下げ、上記2つの刃部とほぼ平行な2つの板状の放熱フィンを一体に起立形成することを要旨とする。
Furthermore, in the invention according to
また、請求項5に記載の発明は、複数の上記放熱フィンを連続して形成した上記フープ状金属板は、所定の上記放熱フィンの枚数毎に、隣接する上記放熱フィンの間を切断することにより放熱器を形成することを要旨とする。 According to a fifth aspect of the present invention, the hoop-shaped metal plate formed by continuously forming the plurality of heat radiation fins cuts between the adjacent heat radiation fins for each predetermined number of the heat radiation fins. The gist is to form a radiator.
また、請求項6に記載の発明は、金属板に肉薄な板状放熱フィンを一体形成した放熱器であって、この放熱器は、熱伝導率が良好なアルミニウムや銅等からなるフープ状の金属板の一方面を掘り起こし工具によって繰り返し掘り起こすことにより起立させた複数の放熱フィンが所定ピッチで一体に起立形成され、上記放熱フィンの間には上記掘り起こし工具による掘り起こしによって凹所が形成され、この凹所の板厚を上記フープ状の金属板の板厚よりも小さく形成したことを要旨とする。 The invention according to claim 6 is a radiator in which a thin plate-shaped heat radiation fin is integrally formed on a metal plate, and the heat radiator is a hoop-shaped member made of aluminum, copper, or the like having good thermal conductivity. A plurality of radiating fins erected by digging up one side of the metal plate and repeatedly digging up with a tool are integrally formed upright at a predetermined pitch, and a recess is formed between the radiating fins by digging up with the digging tool. The gist is that the thickness of the recess is formed smaller than the thickness of the hoop-shaped metal plate.
本発明によれば、フープ状金属板の一方面を、少なくとも2面に刃部が形成された掘り起こし工具を用いて、フープ状金属板の内方に向けて掘り下げることによって、板状の放熱フィンを連続して一体に起立形成するので、アルミニウムのフープ状金属板の他に、熱伝導率が良好な銅等の任意のフープ状金属板を使用することが可能となって、電子部品等の放熱に適した放熱効率の高い放熱器を選択して使用することが可能となる。また、平坦なフープ状金属板が使用できることから、コストを低減することができる。さらに、フープ状金属板を素材とするので、長時間に及ぶ放熱フィンの連続形成運転が可能となり、製造工程を減少させ、コストを低減することが可能となる。 According to the present invention, a plate-like heat radiating fin is formed by digging down one side of a hoop-like metal plate toward the inside of the hoop-like metal plate using a digging tool having blade portions formed on at least two sides. In addition to the aluminum hoop-like metal plate, it is possible to use any hoop-like metal plate such as copper having good thermal conductivity, so that electronic components and the like can be used. It becomes possible to select and use a radiator with high heat dissipation efficiency suitable for heat dissipation. Further, since a flat hoop-like metal plate can be used, the cost can be reduced. Furthermore, since the hoop-shaped metal plate is used as a raw material, it is possible to perform a continuous operation of radiating fins for a long time, thereby reducing the number of manufacturing steps and reducing the cost.
また、請求項2に記載の発明によれば、掘り起こし工具の底面側先端に放熱フィンを起立形成するために刃部の他に、底面側の両側に形成したテーパ面の先端部に一対のテーパ刃を形成しているので、先端の刃部によりフープ状金属板を掘り下げて放熱フィンを形成するときに、一対のテーパ刃が放熱フィンの両側面を切削することから、容易に放熱フィンを起立形成することが可能となる。また、放熱フィンを順次掘り起こすときに、掘り起こし工具の位置ずれによってバリや削り糸の発生が、一対のテーパ刃によって未然に防止することが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, in addition to the blade portion, a pair of tapers are formed at the tip portions of the tapered surfaces formed on both sides of the bottom surface side in order to erect the radiating fins at the bottom surface side tip of the digging tool. Since the blade is formed, when the hoop-shaped metal plate is dug down by the blade at the tip to form the heat radiation fin, the pair of taper blades cut both side surfaces of the heat radiation fin, so the heat radiation fin can be easily raised. It becomes possible to form. Further, when the heat radiating fins are sequentially dug up, it is possible to prevent the occurrence of burrs and shavings due to the displacement of the dug up tool by the pair of taper blades.
さらに、請求項3に記載の発明によれば、2つの斜面の間に段部が形成されていることから、掘り起こし工具の刃部によって掘り起こされた放熱フィンが段部の角部によってカーリングさせることが可能となる。特に掘り起こしの初期段階で放熱フィンの先端をカーリングさせることによって、先端に形成されるエッジが下向きとなるので、使用者の組立作業時に作業者が放熱フィンの先端に接触しても、安全を確保することが可能となる。
Further, according to the invention described in
さらにまた、請求項4に記載の発明によれば、掘り起こし工具に、移動方向に対して傾斜する2つの刃部を形成し、この2つの刃部によってフープ状金属板を掘り下げることによって板状の放熱フィンを一体に起立形成することが可能となる。さらに、放熱フィンを順次掘り起こすときに、掘り起こし工具の位置がずれてバリや削り糸が発生し易い場合であっても、傾斜する2つの刃部によって未然に防止することが可能となる。
Furthermore, according to the invention described in
また、請求項5に記載の発明によれば、フープ状金属板を使用しているので、放熱フィンを連続して形成することが可能となり、また、このように放熱フィンが起立形成されたフープ状金属板を所定の放熱フィンの枚数毎に切断することにより、所定の長さの放熱器を連続して製造することが可能となる。 Further, according to the invention described in claim 5, since the hoop-shaped metal plate is used, it is possible to continuously form the heat radiation fins, and the hoop in which the heat radiation fins are formed upright in this way. It is possible to continuously manufacture a heat radiator having a predetermined length by cutting the metal plate every predetermined number of heat radiation fins.
また、請求項6に記載の発明によれば、フープ状の金属板の一方面を掘り起こし工具によって繰り返し掘り起こすことにより複数の放熱フィンが所定ピッチで一体に起立形成されているので、放熱効率を高めることが可能となる。しかも、放熱フィンの間に掘り起こし工具による掘り起こしによって形成される凹所の板厚が小さいので、電子部品等から発生する熱が短時間に複数の放熱フィンに伝えることができ、放熱効率をさらに高めることが可能となる。 According to the invention described in claim 6, since one surface of the hoop-shaped metal plate is dug up and repeatedly dug up by a tool, the plurality of heat dissipating fins are integrally formed upright at a predetermined pitch, thereby improving the heat dissipating efficiency. It becomes possible. In addition, since the thickness of the recess formed by digging up with the digging tool between the radiating fins is small, the heat generated from the electronic components etc. can be transferred to the plurality of radiating fins in a short time, further improving the radiating efficiency. It becomes possible.
金属板に肉薄な板状放熱フィンを一体形成した放熱器は、以下の方法によって製造される。この放熱器は、熱伝導率が良好なアルミニウムや銅等のフープ状の金属板が素材として使用される。また、板状放熱フィンを一体形成する工具は、移動方向の先端側の少なくとも2面に刃部が形成された掘り起こし工具が使用される。そして、上記フープ状金属板と上記掘り起こし工具との間に所定の角度を有した状態で上記フープ状金属板と上記掘り起こし工具とを相対移動させ、上記掘り起こし工具の少なくとも2面に形成された刃部により上記フープ状金属板を掘り起こすことによって、板状の放熱フィンが一体に起立形成される。さらに、放熱フィンの起立形成によって形成された被加工面よりも上記放熱フィンの形成ピッチ分の上流側から、上記フープ状金属板と上記掘り起こし工具とを相対移動させ、上記掘り起こし工具により上記フープ状金属板を掘り起こすことによって、次の板状の放熱フィンが一体に起立形成される。この掘り起こし工程を順次繰り返すことによって、上記フープ状金属板には複数の上記放熱フィンが連続して形成される。その後、所定枚数の上記放熱フィン毎に上記フープ状金属板を切断することによって、所定の長さの放熱器が製造される。 A radiator in which a thin plate-like heat radiation fin is integrally formed on a metal plate is manufactured by the following method. This radiator uses a hoop-shaped metal plate such as aluminum or copper having a good thermal conductivity as a material. Moreover, the tool which integrally forms a plate-shaped radiation fin uses the digging tool by which the blade part was formed in the at least 2 surface of the front end side of a moving direction. And a blade formed on at least two surfaces of the digging tool by relatively moving the hoop-shaped metal plate and the digging tool in a state having a predetermined angle between the hoop-shaped metal plate and the digging tool. By digging up the hoop-like metal plate by the portion, the plate-like heat radiating fins are integrally formed upright. Further, the hoop-shaped metal plate and the digging tool are relatively moved from the upstream side of the radiating fin forming pitch from the work surface formed by standing formation of the radiating fin, and the hoop-shaped by the digging tool. By digging up the metal plate, the following plate-like heat radiation fins are integrally formed upright. By sequentially repeating the digging process, the plurality of heat radiating fins are continuously formed on the hoop-shaped metal plate. Thereafter, the hoop-shaped metal plate is cut for every predetermined number of the heat dissipating fins, whereby a heat radiator having a predetermined length is manufactured.
図1は、本発明における第1の実施例にかかる放熱器が製造される状態を示し、図3に示す工程によって放熱器1の放熱フィン3が形成される。まず、図7に示す放熱器1の構成について説明する。
FIG. 1 shows a state where a radiator according to the first embodiment of the present invention is manufactured, and the
放熱器1に使用する金属素材は、塑性加工が可能であり、しかも熱伝導率が良好な金属素材として、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金、銅合金あるいはステンレス鋼等の素材により形成された、所定の板厚を有するフープ状金属板2が使用される。そして、図7に示す放熱器1は、フープ状金属板2の一方面に、図3に示す形成方法により、フープ状金属板2の長手方向と直角に、複数枚の肉薄な板状の放熱フィン3が一体に形成されている。これら複数の放熱フィン3の基端部は、フープ状金属板2の一方面に放熱フィン3の起立形成によって形成された凹所4から一体に連結されている。また、放熱フィン3の先端側は、フープ状金属板2から離間させるように、やや湾曲させて突出し、これら複数の放熱フィン3はほぼ同一角度、かつ、ほぼ同一間隔に突出形成されている。
The metal material used for the radiator 1 can be plastically processed and has a predetermined thermal conductivity, such as aluminum, aluminum alloy, copper alloy, or stainless steel. A hoop-
さらに、放熱器1の複数枚の放熱フィン3は、フープ状金属板2に連結された基端部が肉厚に形成され、フープ状先端部に至るに従って肉薄に形成されている。そして、放熱フィン3の先端部分がフープ状金属板2の方向に向かうようにカーリングされていて、放熱フィン3の先端側上方から見ると、先端部分が略蒲鉾状に形成されている。このように、放熱フィン3の先端部分をカーリングさせることによって、鋭利な先端が作業者等に直接触れないようにし、傷害を与えることを未然に防止する
Further, the plurality of
また、放熱フィン3の板厚は、フープ状金属板2の一方面から掘り起こすことにより形成しているので薄くすることが可能である。例えば、小型電子部品に使用する放熱器の放熱フィンとしては、0.5mm乃至0.1mm程度の板厚が好適である。尚、各放熱フィン3の板厚は、同一の厚さであっても、また、各々異なった厚さに形成しても良い。さらに、放熱フィン3の板厚を基端部が厚く、先端部に至るに従って薄く形成すると、基端部は厚いことから熱容量が大きく、フープ状金属板2からの熱を受け入れが容易になる。その後、熱を先端部方向へ伝達するに従って順次放熱され、先端部では小さい熱容量であっても容易に放熱させることができる。放熱フィン3は、熱の伝達と放熱に合わせて板厚を変化しているので、放熱効率が高い放熱器1を得ることができる。
Moreover, since the plate | board thickness of the
次に、図1乃至図6を参照しながら、放熱器1の製造方法について説明する。前述したフープ状金属板2は、放熱器1を形成するために必要な板厚及び幅を有し、周知のように長尺に形成されていて、図3の左方側に図示しない供給装置に巻回されている。そして、供給装置から順次供給されるフープ状金属板2は、予め、図示しないプレス装置により、位置決めおよびストッパーとしての機能を有するパイロット穴2aが、ほぼ放熱フィン3の形成ピッチで穿設される。このようにパイロット穴2aが穿設されたフープ状金属板2は、図1に示すダイ5に載置される。このとき、ダイ5に設けたパイロットピン6にパイロット穴2aが嵌合してフープ状金属板2の位置が決められる。その後、ダイ5に載置されたフープ状金属板2に対して掘り起こし工具7により放熱フィン3が起立形成される。
Next, a method for manufacturing the radiator 1 will be described with reference to FIGS. The aforementioned hoop-shaped
掘り起こし工具7は、図8(A)に示すように、底面側の先端に移動方向と直角な刃部7aが形成されている。さらに、刃部7aから上面側に向けて所定角度傾斜させた2つの斜面7b、7cが形成されている。これら2つの斜面7b、7cは平行に形成され、刃部7aから連続する一方の斜面7bよりも他方の斜面7cが高く形成され、刃部7a寄りに形成される段部7dによって区切られている。また、底面側の両側には、移動方向と平行なテーパ面7eが各々形成されていて、先端にはテーパ刃7fが形成される。そして、このように構成された掘り起こし工具7は、フープ状金属板2に対して後端側が高くなるように所定の角度θで傾斜させて図示しない駆動装置に取り付けられる。掘り起こし工具7の傾斜角度θは、放熱フィン3の高さ、板厚、或いは、フープ状金属板2の材質等によって適宜に設定されるが、概ね5度から20度に設定される。
As shown in FIG. 8A, the
まず、図3(A)に示すように、掘り起こし工具7をフープ状金属板2の一方面に当接させた後、掘り起こし工具7を上記駆動装置により所定の角度でフープ状金属板2の他方面方向に移動させる。すると、図3(B)に示すように、掘り起こし工具7の先端の刃部7aによってフープ状金属板2が掘り起こされ、肉薄な放熱フィン3の先端が起立する。放熱フィン3の先端が掘り起こし工具7の段部7dに到達すると、その上側端縁によって放熱フィン3の先端が湾曲して方向が変化する。掘り起こし工具7をさらに移動すると、図3(C)に示すように、フープ状金属板2が徐々に深く掘り起こされ、放熱フィン3が伸長すると共に、凹所4が形成される。このようにフープ状金属板2を掘り起こすとき、掘り起こし工具7の先端両側に形成されたテーパ刃7fが凹所4の両壁が切削される。そして、図3(D)に示すように、掘り起こし工具7を所定の位置まで移動させると、フープ状金属板2の凹所4内から所定の高さの放熱フィン3が起立形成され、凹所4内には被加工面2bが形成される。上記掘り起こし工具7が待機位置まで後退して復帰する。
First, as shown in FIG. 3A, after the
放熱フィン3が起立形成された後に、次の放熱フィン3を形成するとき、フープ状金属板2が、図3の右方の下流側に送られて、ダイ5に設けたパイロットピン6にパイロット穴2aが嵌合してフープ状金属板2の位置が決められる。その後、掘り起こし工具7を移動させ、図3(A)に示すように、刃部7aを被加工面2bよりも上流側に当接させる。この当接位置は、被加工面2bからフープ状金属板2の他方面側に所定の掘り起こし代tが得られる位置に設定される。因みに、掘り起こし代tは、0.3mm乃至0.8mm程度に設定している。
When the
その後、掘り起こし工具7を所定の角度でフープ状金属板2の他方面方向に移動させ、図3(B)に示すように、掘り起こし工具7の先端の刃部7aによってフープ状金属板2を掘り起こし、肉薄な放熱フィン3の先端を起立させる。このとき、放熱フィン3の先端が掘り起こし工具7の段部7dにより先端が湾曲して方向が変化する。さらに掘り起こし工具7を移動すると、図3(C)に示すように、フープ状金属板2が徐々に深く掘り起こされ、放熱フィン3が伸長すると共に凹所4が形成される。このときも、前述したように掘り起こし工具7の先端両側に形成されたテーパ刃7fが凹所4の両壁を切削する。そして、図3(D)に示すように、掘り起こし工具7を所定の位置まで移動させると、フープ状金属板2の凹所4内から、以前に形成された放熱フィン3とほぼ同じ高さの放熱フィン3が起立形成され、凹所4内には被加工面2bが形成される。そして、掘り起こし工具7は再び待機位置まで後退して復帰する。
Thereafter, the
さらに、次の放熱フィン3を起立形成するために、フープ状金属板2を下流側に送り、ダイ5に設けたパイロットピン6によって位置決めした後、前述したように、掘り起こし工具7の刃部7aを被加工面2bよりも上流側に当接させると共に、掘り起こし工具7を移動させて放熱フィン3を起立形成する。以後もこの起立形成工程を繰り返すことによって、フープ状金属板2には、図6に示すように、複数の放熱フィン3が所定のピッチで連続して形成される。
Further, in order to erect the
このように放熱フィン3が形成された後に、図6において二点鎖線で示すカットラインCTの位置で切断され、図7に示す放熱器1が製造される。このカットラインCTの間隔は、所定の放熱フィン3の枚数毎に定められる。図7に示す放熱器1には、放熱フィン3の起立形成工程において使用したパイロット穴2aが残されているが、このパイロット穴2aを取り付け用の穴として使用するために、全部または一部を残しても良く、また、必要に応じて、二点鎖線で示すように、放熱フィン3の両側位置で切断することにより、パイロット穴2aを除去するようにしても良い。さらに、放熱フィン3の両側は、適宜の形状に整形しても良い。
After the radiating
前述したように、掘り起こし工具7の底面側の両側に、移動方向と平行なテーパ面7eが各々形成され、その先端にはテーパ刃7fが形成されている。掘り起こし工具7を移動させてフープ状金属板2を掘り起こすときに、図5(A)乃至(C)に示すように、掘り起こし工具7がフープ状金属板2に深く入りながらテーパ刃7fによって凹所4の両壁を切削するために、凹所4の横幅が、図4に示すように、下流側に至るに従って徐々に広くなる。これにより、放熱フィン3は、図2に示すように、先端側の幅が狭く、基端側に至るに従って広くなった略台形状に形成される。また、先に形成した放熱フィン3の後に、次の放熱フィン3を形成するときに、テーパ刃7fによって切削された両壁のテーパ切削面7gも一体に掘り起こされる。例えば、掘り起こし工具7の両側を直角に形成した場合には、掘り起こし工具7とフープ状金属板2との幅方向の位置が相対的にずれたときに、凹所4の一方の壁が切削されて、糸状の切り粉が発生する問題が生ずる。ところが、掘り起こし工具7の両側にテーパ刃7fを形成することによって、掘り起こし工具7とフープ状金属板2とが幅方向にずれたとしても、テーパ刃7fによりテーパ切削面7gも掘り起こすので、糸状の切り粉の発生が未然に防止される。
As described above, the
以上のように、掘り起こし工具7によって、フープ状金属板2を掘り起こして放熱フィン3を起立形成することにより、フープ状金属板2の一方面側には凹所4が形成される。これにより、放熱器1の放熱フィン3に至るまでの凹所4の板厚t0が薄くなる。放熱器1を、例えば図7に示すように、半導体集積回路を収納したパッケージ8に接合させた場合には、半導体集積回路から発生した熱が速やかに放熱フィン3に伝達され、放熱フィン3から放熱するので、放熱効率を高めることができる。
As described above, the
上記の掘り起こし工具7は、刃部7aを、図8(A)に示すように、面取り部を形成している。掘り起こし工具7は、フープ状金属板2を刃部7aにより掘り起こすことから、鋭角に形成した場合には、刃部7aの寿命が短くなる。ところが、上記面取り部を形成することによって、寿命を延ばすことが可能となる。また、上記の掘り起こし工具7は、刃部7aの近傍に段部7dを形成したが、掘り起こされる放熱フィン3の形状によっては、図8(C)に示すように、1つの斜面7bのみにしても良い。
The
上記掘り起こし工具7を移動させて放熱フィン3を掘り起こすとき、放熱フィン3は掘り起こし工具7の斜面7bを摺接しながら高さを増していく。従って、斜面7bの表面における摩擦抵抗の大小によって放熱フィン3の板厚が変化する。すなわち、斜面7bの摩擦抵抗が大きい場合には、放熱フィン3の板厚が厚く形成され、摩擦抵抗が小さい場合には薄く形成される。従って、放熱フィン3を所望の板厚とするためには、掘り起こし工具7の摩擦抵抗を一定にすることが必要となる。また、摩擦抵抗を変えることによって、放熱フィン3の板厚をコントロールすることが可能となる。
When the
図9は、本発明の第2の実施例を示し、放熱器に形成される放熱フィンの表面積をさらに大きく形成する方法を示している。この第2の実施例において使用される掘り起こし工具10は、第1の実施例で使用した掘り起こし工具7と実質的に同じであるが、相違する点は、底面側の先端に移動方向と直角な刃部10aに複数個の凹部11を形成したことである。なお、この掘り起こし工具10が、刃部10aから所定角度傾斜させた2つの斜面10b、10cが形成され、これら2つの斜面10b、10cの間に段部10dが形成され、また、底面側の両側に移動方向と平行なテーパ面が各々形成され、先端にテーパ刃が形成されていることは、第1の実施例に示した掘り起こし工具7と同じである。
FIG. 9 shows a second embodiment of the present invention, and shows a method of further increasing the surface area of the radiating fin formed on the radiator. The digging
そして、供給装置から順次供給されるフープ状金属板2に位置決めおよびストッパーとしての機能を有するパイロット穴2aを穿設すると共にダイに載置して位置決めを行う。その後、前述した第1の実施例と同様に、フープ状金属板2に対して掘り起こし工具10を移動させることにより放熱フィン12を起立形成する。このとき、掘り起こし工具10の刃部10aには複数個の凹部11が形成されていることから、凹部11によって放熱フィン12が遅れて掘り起こされるために、放熱フィン12には、凹部11に対応した位置に断面略U字状の複数の凹溝12aが形成される。凹溝12aの表面積は平坦の面積よりも大きいことから、放熱フィン12の表面積が前述した放熱フィン3よりも大きくなることから、放熱器としての放熱効率がさらに向上する。
And the
なお、刃部10aに形成する複数個の凹部11の形状を他の形状に変更することによって、凹溝12aの形状を種々に変更することができる。また、凹部11をさらに深く形成することによって、刃部10aによって形成される通常の放熱フィン12の上流側に、段違いの舌片状のフィンを形成することができる。このとき、舌片状のフィンの高さを通常の放熱フィン12の高さと等しくするためには、掘り起こし工具10の底面に凹部11の深さにほぼ等しい高さの突堤を突出形成することが望ましい。
In addition, the shape of the recessed
図10は、本発明の第3の実施例を示し、フープ状金属板2に複数状の放熱フィンを同時に起立形成した放熱器の製造方法を示している。この第3の実施例において使用される掘り起こし工具20も、第1の実施例で使用した掘り起こし工具7と実質的に同じであるが、相違する点は、図10に示すように、底面側の先端に移動方向と直角な刃部の中央に深さが深い分割溝21を形成して刃部を2分割することにより、一対の刃部22、23を形成したことである。また、掘り起こし工具20は、各々の刃部22、23から所定角度傾斜させた2つの斜面22a、22bおよび23a、23bが形成され、これら2つの斜面22a、22bおよび23a、23bの間に段部22c、23cが形成され、また、各々の刃部22、23底面側の両側に移動方向と平行なテーパ面が各々形成され、先端にテーパ刃が形成されている。
FIG. 10 shows a third embodiment of the present invention, and shows a method of manufacturing a radiator in which a plurality of radiating fins are formed upright at the same time on a hoop-shaped
そして、供給装置から順次供給されるフープ状金属板2に位置決めおよびストッパーとしての機能を有するパイロット穴2aを穿設すると共に、ダイ5に載置して位置決めを行う。その後、前述した第1の実施例と同様に、掘り起こし工具20を移動させてフープ状金属板2を掘り起こすことによって、左右一対の放熱フィン24、25が同時に起立形成される。また、左右一対の放熱フィン24、25の間には、掘り起こし工具20の分割溝21に対応した分割帯26が形成される。
And the
さらに、次の放熱フィンを起立形成するために、フープ状金属板2を下流側に送り、ダイ5に設けたパイロットピンによって位置決めした後、前述したように、掘り起こし工具20の刃部22、23を、先に起立形成された左右一対の放熱フィン24、25によって形成された左右一対の被加工面27、28よりも上流側に当接させると共に、掘り起こし工具20を移動させて次の左右一対の放熱フィン24、25を起立形成する。以後もこの起立形成工程を繰り返すことによって、フープ状金属板2には、複数の放熱フィン24、25が所定のピッチで連続して形成される。このように複数の放熱フィン24、25が形成された後に、図6において説明したように、カットラインCTの位置で切断することによって、2連の放熱フィン24、25が形成された放熱器が製造される。
Further, in order to erect the next heat dissipating fin, the hoop-shaped
上述した本発明の第3の実施例においては、1つの放熱器に2連の放熱フィン24、25を形成したが、掘り起こし工具20に3個以上の分割溝21を形成して、刃部を3分割以上形成することによって、フープ状金属板2に3列以上の複数連の放熱フィンを同時に起立形成することが可能となる。また、上述したように、1個の放熱器に2連の放熱フィンを形成しても良いが、上記分割帯26を切断することによって、同時に2個の放熱器を形成するように製造するようにしても良い。3列以上の複数連の放熱フィンを起立形成した場合には、全ての分割帯を切断して、同時に3個以上の放熱器を製造しても、また、所定の分割帯で切断して、2個以上の放熱器を製造しても良く、フープ状金属板2に起立形成する放熱フィンの列の数、或いは、分割数は適宜に設定可能である。
In the above-described third embodiment of the present invention, the two radiating fins 24 and 25 are formed in one radiator, but three or more
図11は、上述した各実施例において適用可能な、フープ状金属板2の位置決め手段の変形例を示している。例えば、前述した第1の実施例における位置決め手段は、図示しないプレス装置によってパイロット穴2aを放熱フィン3の形成ピッチで穿設し、このパイロット穴2aをダイ5に設けたパイロットピン6に嵌合しての位置決めを行っていた。放熱フィン3の形成ピッチを小さくするときには、パイロット穴2aの間隔を小さくする必要がある。ところが、パイロット穴2aには、フープ状金属板2を掘り起こし工具7によって掘り起こして放熱フィン3を起立形成するときには圧力が掛かることから、パイロット穴2aの間隔を小さくすることは限界がある。そこで、図11に示す位置決め手段は、放熱フィン3を起立成形する毎に、フープ状金属板2の両側に切り欠き部30を形成すると共に、ダイ5にはパイロット台31を設け、切り欠き部30を当接させることにより、フープ状金属板2の位置決めを行う共に、掘り起こし時の圧力を受けるようにしている。この位置決め手段によれば、任意の寸法に切り欠き部30を形成できるので、放熱フィン3の形成ピッチを小さくすることができる。また、切り欠き部30の間隔を任意に設定できるので、任意のピッチで放熱フィン3を形成することが可能となる。
FIG. 11 shows a modification of the positioning means for the hoop-shaped
図12は、略円筒状に湾曲させた放熱フィンを有する放熱器の第4の実施例を示している。この第4の実施例において使用される掘り起こし工具40は、底面側の先端に形成した移動方向と直角な刃部40aから所定角度傾斜させた斜面40bが形成され、さらに、斜面40bの比較的近傍に、掘り起こし工具40の底面とほぼ直角な斜面40cが形成されている。なお、底面側の両側に移動方向と平行なテーパ面が各々形成され、先端にテーパ刃が形成されていることは、第1の実施例に示した掘り起こし工具7と同じである。
FIG. 12 shows a fourth embodiment of a radiator having a radiation fin curved in a substantially cylindrical shape. In the excavating
そして、掘り起こし工具40を移動させて位置決めされたフープ状金属板2を掘り起こすことにより放熱フィン41を起立形成する。当初は、掘り起こし工具40の刃部40aによって掘り起こされるが、その後、放熱フィン41の高さが増すと先端が斜面40cに当接して方向が変えられて湾曲し、掘り起こし工具40による掘り起こしが進むにつれて略円筒状の放熱フィン41が起立形成される。このように放熱フィン41が形成された後に、フープ状金属板2を所定ピッチ送り、掘り起こし工具40の刃部40aを、先に起立形成された放熱フィン41によって形成された被加工面42よりも上流側に当接させると共に、掘り起こし工具40を移動させて次の略円筒状の放熱フィン41を起立形成する。以後もこの起立形成工程を繰り返すことによって、フープ状金属板2には、複数の放熱フィン41が所定のピッチで連続して形成される。このように複数の放熱フィン41が形成された後に、図6において説明したように、カットラインCTの位置で切断することによって放熱器が製造される。
Then, the radiating
このように、放熱フィン41を略円筒状に形成することによって、放熱器の高さ寸法Hが抑制され、薄型の放熱器を製造することができる。但し、薄型であっても、放熱フィン41の全長および放熱面積が同じであるので、放熱効率に変化はない。逆に、略円筒状の放熱フィン41の横方向からファンによって冷却する場合には、円筒により冷却風の流通路を規制するので、冷却効率を高めることが可能となる。
Thus, by forming the
図13は、フープ状金属板2に対してほぼ垂直に起立形成した放熱フィンを有する放熱器の第5の実施例を示している。この第5の実施例における掘り起こし工具は、第1の実施例に示した掘り起こし工具7、もしくは、第4の実施例に示した掘り起こし工具等40等が使用される。図12においては、掘り起こし工具等40を使用することとして説明する。そして、掘り起こし工具40を移動させてフープ状金属板2を掘り起こすときに、規制部材50を掘り起こし工具40の近傍に設置する。前述したように、掘り起こし工具40を移動させて位置決めされたフープ状金属板2を掘り起こすことにより放熱フィン51を起立形成するが、放熱フィン51の高さが増すにつれて湾曲しようとするとき、放熱フィン51の先端が、規制部材50に当接してフープ状金属板2に対してほぼ垂直に方向に変えられる。その後、さらに、高さが増す従って放熱フィン51の先端が規制部材50に沿って上昇し、掘り起こし工具40を所定位置まで移動させたときには、ほぼ垂直に起立形成した放熱フィンが形成される。
FIG. 13 shows a fifth embodiment of a radiator having radiation fins standing upright substantially perpendicular to the hoop-
上記規制部材50は、掘り起こし工具40によって放熱フィン51を起立形成する前にその都度上方から下降させて設置する。この規制部材50と掘り起こし工具40との隙間を狭くすることにより、起立形成される放熱フィン51が隙間によって湾曲が矯正され、ほぼ平坦な放熱フィン51を形成することが可能となる。
The regulating
図14は、フープ状金属板2に略八字状の放熱フィンを起立形成した放熱器の第6の実施例を示している。この第6の実施例における掘り起こし工具60は、底面側の先端に、移動方向に対して傾斜させた2辺の刃部60a、60bが形成されている。これらの刃部60a、60bからは、上面側に向けて所定角度傾斜させた斜面60c、60dが形成されている。そして、このように構成された掘り起こし工具60は、前述した各実施例と同様に、フープ状金属板2に対して後端側が高くなるように、概ね5度から20度の角度で傾斜させて図示しない駆動装置に取り付けられる。
FIG. 14 shows a sixth embodiment of a radiator in which a substantially eight-letter radiating fin is erected on the hoop-shaped
上記掘り起こし工具60をフープ状金属板2の一方面に当接させた後、上記駆動装置により所定の角度でフープ状金属板2の他方面方向に移動させる。すると、図14に示すように、掘り起こし工具60の先端に形成された2面の刃部60a、60bによってフープ状金属板2が掘り起こされ、刃部60a、60bの角度と同じ角度を有する2辺の肉薄な放熱フィン61、62が起立形成される。この放熱フィン61、62は、2面の刃部60a、60bによる掘り起こし方向が異なることから、この角度でフープ状金属板2を掘り起こすときに、2辺の放熱フィン61、62の中央が分離して、略八字状の放熱フィン61、62が起立形成される。そして、2辺の放熱フィン61、62が形成された跡には、中央に至るに従って深くなる斜面からなる被加工面63、64が形成される。
After the
次に、先に形成した放熱フィン61、62の上流側に、次の放熱フィン61、62を形成するために、フープ状金属板2を下流側に送って位置決め固定する。その後、掘り起こし工具60を移動させ、刃部60a、60bを被加工面63、64よりも上流側に当接させると共に、掘り起こし工具60を移動させて、2辺の放熱フィン61、62を起立形成する。以後もこの起立形成工程を繰り返すことによって、フープ状金属板2には、複数の2辺の放熱フィン61、62が所定のピッチで連続して形成される。
Next, in order to form the next
このように、掘り起こし工具60に2面の刃部60a、60bを形成しても、フープ状金属板2を掘り起こして放熱フィン61、62を起立形成することができる。従って、フープ状金属板2を掘り起こして放熱フィンを起立形成するためには、掘り起こし工具に2面以上の刃部を形成すれば良いことになる。また、前述した第1の実施例において使用した掘り起こし工具7の中央部分に、三角状に突出させた2面の刃部を形成して、両側の2面の刃部および中央部分の2面の刃部との合計4面の刃部によってフープ状金属板2を掘り起こして放熱フィンを起立形成することも可能である。さらに、掘り起こし工具の先端に、三角状に突出させた刃部を複数個形成して、フープ状金属板2を掘り起こすことによって、略鋸状の放熱フィンを起立形成することもでき、この掘り起こし工具には、4面以上の刃部が形成されることになる。
Thus, even if the two
以上説明した各実施例において、フープ状金属板を位置決め固定した状態で、掘り起こし工具を移動させることによって、放熱フィンを起立形成するようにしたが、反対に、掘り起こし工具を固定し、フープ状金属板を移動させることによって放熱フィンを形成するようにしても良く、フープ状金属板と掘り起こし工具が相対的に移動することによって、放熱フィンを起立形成することができる。また、複数の放熱フィンを起立形成したフープ状金属板を切断することによって、平坦な放熱器を製造するようにしたが、本発明による放熱器の製造方法によれば、多数の放熱フィンを起立形成した長尺の放熱器をカーリングさせて、例えば、円筒状の放熱器を製造することも可能である。さらに、長尺の放熱器を所定寸法で屈曲することによって、多角形の筒状放熱器を製造することも可能である。さらにまた、放熱を必要とする機器の表面が曲面の場合には、この曲面と同じ曲面を有する放熱器を製造して、上記機器に接合させても良く、放熱器を用途に応じて種々の形状に変形することが可能である。一方、フープ状金属板に同一の放熱フィンを連続して起立形成した例を示したが、或る形状またはピッチの放熱フィンを起立形成した後、他の形状またはピッチの放熱フィンを起立形成することによって、多種の放熱器を連続して製造するようにしても良い。さらにまた、フープ状金属板は、帯状の金属板であり、この金属板から数個以上の放熱器を製造する長さの金属板であれば、フープ状金属板としての全長を問うものではない。このように、本発明はこれら実施例に限定されることなく本発明を逸脱しない範囲において種々変更できる。 In each of the embodiments described above, the radiating fins are formed upright by moving the digging tool while the hoop-shaped metal plate is positioned and fixed. On the contrary, the digging tool is fixed and the hoop-shaped metal plate is fixed. The heat dissipating fins may be formed by moving the plate, and the heat dissipating fins can be formed upright by relatively moving the hoop-like metal plate and the digging tool. Further, a flat radiator is manufactured by cutting a hoop-shaped metal plate on which a plurality of radiating fins are erected. However, according to the method of manufacturing a radiator according to the present invention, a large number of radiating fins are erected. For example, a cylindrical radiator can be manufactured by curling the formed long radiator. Furthermore, it is also possible to manufacture a polygonal tubular radiator by bending a long radiator with a predetermined dimension. Furthermore, when the surface of a device requiring heat radiation is a curved surface, a heat radiator having the same curved surface as this curved surface may be manufactured and joined to the device. It can be transformed into a shape. On the other hand, the example in which the same radiating fins are continuously formed upright on the hoop-shaped metal plate is shown. However, after the radiating fins having a certain shape or pitch are erected, the radiating fins having other shapes or pitches are erected. By doing so, you may make it manufacture a various heat radiator continuously. Furthermore, the hoop-like metal plate is a strip-like metal plate, and the length of the hoop-like metal plate does not matter as long as it is a metal plate having a length for producing several radiators from the metal plate. . Thus, the present invention is not limited to these examples and can be variously modified without departing from the present invention.
本発明は、半導体集積回路等の電子部品を冷却する放熱器またはヒートシンク、発熱体から発生する熱を発散させるラジエター等の放熱器に適用可能である。 The present invention can be applied to a radiator such as a radiator or a heat sink that cools an electronic component such as a semiconductor integrated circuit, and a radiator that radiates heat generated from a heating element.
1 放熱器
2 フープ状金属板
2a パイロット穴
2b 被加工面
3 放熱フィン
4 凹所
5 ダイ
6 パイロットピン
7 掘り起こし工具
7a 刃部
7b、7c 斜面
7d 段部
7e テーパ面
7f テーパ刃
60 掘り起こし工具
60a、60b 2面の刃部
61、62 2辺の放熱フィン
63、64 被加工面
CT カットライン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
熱伝導率が良好なアルミニウムや銅等のフープ状の金属板と、移動方向の先端側の少なくとも2面に刃部が形成された掘り起こし工具とを備え、
上記フープ状金属板と上記掘り起こし工具との間に所定の角度を有した状態で上記フープ状金属板と上記掘り起こし工具とを相対移動させて、上記掘り起こし工具の少なくとも2面に形成された刃部により上記フープ状金属板を掘り下げることにより、板状の放熱フィンを一体に起立形成すると共に、
上記放熱フィンの起立形成によって形成された被加工面よりも形成ピッチ分の上流側から、上記フープ状金属板と上記掘り起こし工具とを相対移動させて、上記掘り起こし工具により上記フープ状金属板を掘り起こすことにより次の板状の上記放熱フィンを一体に起立形成し、以後掘り起こし工程を順次繰り返して上記フープ状金属板に複数の上記放熱フィンを連続して形成することを特徴とする放熱器の製造方法。 A method of manufacturing a radiator in which a thin plate-like heat radiation fin is integrally formed on a metal plate,
A hoop-shaped metal plate such as aluminum or copper with good thermal conductivity, and a digging tool having blade portions formed on at least two surfaces on the tip side in the moving direction,
Blade portions formed on at least two surfaces of the digging tool by relatively moving the hoop-shaped metal plate and the digging tool in a state having a predetermined angle between the hoop-shaped metal plate and the digging tool. By digging up the hoop-like metal plate, the plate-like heat radiation fin is integrally formed upright,
The hoop-like metal plate and the digging tool are relatively moved from the upstream side of the forming pitch with respect to the work surface formed by the standing formation of the radiation fins, and the hoop-like metal plate is dug up by the digging tool. The next plate-shaped heat dissipating fin is integrally formed upright by the above, and then the plurality of heat dissipating fins are continuously formed on the hoop-shaped metal plate by sequentially repeating the digging process thereafter. Method.
A heat radiator in which a thin plate-like heat radiation fin is integrally formed on a metal plate, and this heat radiator digs up one side of a hoop-like metal plate made of aluminum, copper or the like having good thermal conductivity and repeatedly digs it up with a tool. A plurality of radiating fins standing upright are integrally formed at a predetermined pitch, and a recess is formed between the radiating fins by digging up with the digging tool, and the thickness of the recess is set to the thickness of the hoop-like metal. A heat radiator characterized by being formed smaller than the plate thickness.
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