JP2009170859A - 放熱器の製造方法とその構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】 本発明は、放熱器の製造方法とその構造を提供する。
【解決手段】 上面２０１と底面２０２及び側壁２０３があり、側壁２０３に、複数の内へ凹んで該上底面を貫通するスリット部２１を有する基板２０を用意するステップと、該基板２０のスリット部２１に挿設され、上端部３０１と底端部３０２がある複数の放熱シート３０を用意するステップと、基板圧迫手段により該基板２０を圧迫して、各スリット部２１の両側壁面２１１が、緊密的に、放熱シート３０の両表面３１に当接し、これにより、各放熱シート３０が、該基板２０の側壁２０３に位置して、放熱シート３０の上端部３０１が該基板の上面２０１から延出すると共に底端部３０２が底面２０２から延出して設置するステップと、を有する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、放熱器の製造方法とその構造に関し、特に、放熱フィンの取付けに半田付けを利用しない放熱器の製造方法とその構造に関する。
従来から、放熱器は幅広く応用されており、一般的に、熱を発生する電子素子（例えば、ＣＰＵ）や灯具（例えば、ハロゲンやＬＥＤ灯）等に適用されることで、これらから発生される熱を放熱する。その中でも、放熱フィンを有する放熱器が最も一般的に用いられており、図１に示す従来の放熱器は、座体１１の上面１１１に、半田１２を利用して、リフロー方式により複数の等間隔に配列される放熱フィン１３を、座体１１の上面１１１上に設置する。
放熱フィン１３は、放熱面積を増加するためのもので、座体１１の底面１１２が熱源に接触して、座体１１から熱を素早く各放熱フィン１３の各表面１３１に伝導することで、熱源から発せられた熱が放熱フィンを通して放熱されている。
放熱フィン１３は、半田１２を利用して座体１１の上面１１１上に半田付けされているところ、半田１２の熱伝導率と、座体１１や放熱フィン１３の熱伝導率とは異なるため、熱が放熱フィン１３に伝導される時、半田１２により熱伝導損失が発生する。そのためこの場合は、熱を放熱フィン１３まで伝導して放熱する効果に劣ることとなってしまう。そのため、熱源から発せられた熱を有效に放熱できる放熱器を提供することは、至急の課題となっている。
本考案者は、上記の欠点を改善するため、慎重に研究開発し、そして、学理を活用した結果、合理的な設計によって有効に上記の欠点を改善した本考案を提案する。
本発明の目的は、半田付けを無くして熱伝導損失を大幅に低減させ、電子素子等の放熱効果が効率的に得られる放熱器の製造方法とその構造を提供する。
本発明は、上面と底面及び側壁があり、該側壁に内へ凹んで該上底面を貫通する複数のスリット部を有する基板を用意するステップと、該基板のスリット部に挿設され、上端部と底端部がある複数の放熱シートを用意するステップと、該基板を圧迫する基板圧迫手段によって該基板を圧迫することにより、各スリット部を形成した対向する両側壁面が緊密に放熱シートの両表面に当接して、該放熱シートの上端部が該基板の上面から延出すると共に底端部が該基板の底面から延出するように形成するステップと、を有することを特徴とする放熱器の製造方法を提供する。
本発明は、更に、上面と底面及び側壁があり、該側壁に内へ凹んで該上底面を貫通する複数のスリット部を有する基板と、該基板のスリット部に挿設され、上端部と底端部があり、該基板に形成される各スリット部の両側壁面が、該放熱シートの両表面に当接し、各放熱シートの上端部が該基板の上面から延出すると共に底端部が該基板の底面から延出するように設置される複数の放熱シートと、を有することを特徴とする放熱器構造を提供する。
本発明によれば、放熱シートが基板に設けられたスリット部に挿設され、スリット部を形成した対向する両側壁面で直接に放熱シートを固定したため、従来の半田付けにより放熱フィンを固定したものと比較して、本発明は半田なしで固定できるので、熱伝導損失が無く、また、全体の製造ステップが簡素化でき、組立てがより容易になる利点が得られる。
次に、基板の上面又は底面を熱が発生する電子素子等に当接させ、そして、各放熱シートの上端部が基板の上面から延出すると共に底端部が基板の底面から延出しているから、熱源に当接された基板の上面又は底面から放熱シートの上端部及び底端部に向かって、熱源から発せられた熱が移動し、より容易に電子素子の放熱効果が得られる。
以下、図面を参照しながら、本発明について、その発明の趣旨や技術手段及びその効果を詳しく説明するが、本発明はそれらによって制限されることはない。
図２乃至図６のように、本発明は、「放熱器の製造方法とその構造」であり、
（１）上面２０１と底面２０２及び側壁２０３があり、側壁２０３に複数の内へ凹んで上底面２０１、２０２を貫通するスリット部２１を有する板状の基板２０を用意するステップと、
（２）基板２０の該スリット部２１に挿設され、上端部３０１と底端部３０２がある複数の放熱シート３０を用意するステップと、
（３）基板圧迫手段により該基板２０を圧迫して、該圧迫した部位を塑性変形させることにより、各スリット部２１の両側壁面２１１が緊密に両表面３１に当接することで、これにより、各放熱シート３０が、該基板２０の側壁２０３に位置して、その上端部３０１が基板２０の上面から上方に向けて延出すると共に底端部３０２が該基板２０の底面２０２から下方に向けて延出するように構成するステップと、
によって放熱器が形成されている。
図７に示すように、上記の基板圧迫手段は、複数の圧迫工具４で上下方向の両方向から互いに圧迫するようにして行なう。この圧迫工具４によって、それぞれ基板に形成されたスリット部２１の両側の基板上面２０１と底面２０２を圧迫して、基板２０を塑性変形させる。詳しくは、上面及び底面から共に圧迫することにより該基板に塑性変形を起こさせ、基板が圧迫方向と直交する方向に広がるようになる。そうすることで、スリット部の対向する両側壁面２１１間の距離（スリット部の幅）が狭められ、各スリット部２１の両側壁面２１１を、放熱シート３０の両表面３１に強く当接することができる。また、前記基板圧迫手段は基板２０の側壁２０３から基板２０中央に向けて圧迫しても同様に塑性変形を起こさせることができるので、同様に放熱シート３０をスリット部２１に挿入した後に、基板圧迫手段によって該方向（即ち基板２０側壁２０３から基板２０中央に向けた方向）に圧迫すれば、スリット部２１を形成した対向する該両側壁面２１１，２１１にて放熱シート３０を挟持して強く固定することができる。
また、上記のステップ（１）の基板２０は円形状板体（図４のように）や多辺形板体（図８のように）から主体が構成されるが、該基板２０は円形状板体である方が好ましい。円形状板体の基板２０は、ステップ（２）の放熱シート３０の設置にあたって自動化を採用し易く、これにより大量生産を行なうことができるからである。さらに、各放熱シート３０を手作業で順に基板２０のスリット部２１に挿設しても良いが、前記自動化によれば、高効率の生産性が実現できる。
また、上記のステップ（２）の放熱シート３０は、外形が円形状板体（図４のように）や多辺形板体（図１０のように）でもよく、特に限定されるものでは無い。なお、基板２０と放熱シート３０は、同じ材質である放熱性を有する金属部材であればよく、例えば、銅やアルミ等である。
また、図９のように、本実施例において、各放熱シート３０の側縁３０３に、該放熱シート３０の両表面３１に貫通する位置決め凹部３２が形成されており、各放熱シート３０が、基板２０の対応するスリット部２１に挿設される時、該放熱シート３０の位置決め凹部３２を、該基板２０のスリット部の奥部に嵌設させて該放熱シート３０を基板２０の本体に固定させ、これにより、各放熱シート３０が、該基板２０に挿設されると共に、該基板２０に対して位置決めされる。
更に、図９のように、上記の位置決め凹部３２は、該基板２０の上面２０１及び底面２０２に対して位置決めできるものであれば切欠でもよく、或いは、図１０と図１１のように、上記の位置決め凹部３２は、該基板２０の上面２０１に位置決めできる約逆Ｌ形状の凹壁であっても良い。
以上のように、本発明に係る放熱器構造は、上記の基板２０と放熱シート３０が備えられ、基板２０のスリット部２１に放熱シート３０が挿設され、基板２０の各スリット部２１の両側にある壁面２１１が、緊密に放熱シート３０の両表面３１に当接して固定され、また、各放熱シート３０の上端部３０１は基板の上面２０１から上方に向かって突出すると共に、底端部３０２は基板２０の底面２０２から下方に向けて突出している。
また、各放熱シート３０と基板２０とは、基板圧迫手段により該基板２０を上下方向から互いに圧迫して、各スリット部２１の両側壁面２１１が、該放熱シート３０の両表面３１に強く当接する。また、各放熱シート３０は、更に、例えば、上記の位置決め凹部３２等を有する構造でも良い。
以上のように、本発明によれば、基板２０のスリット部２１に放熱シート３０が挿設され、また、基板圧迫手段によってスリット部２１の両側壁面２１１で放熱シート３０を挟持させることができる。このような本発明の放熱シート３０の固定方法と従来の半田付けで放熱シート３０を固定する方式とでは、熱伝導損失の点において比較すると、本発明は半田を使用していないため熱伝導損失がほとんどないものとなっている。更に、全体の製造ステップが簡素化でき、組立てがより容易になる利点が得られる。また、半田を使用しないため、より環境保護に資するものとなっている（一般的に半田には鉛が含まれており、一方で鉛フリーの半田ならば、コストが高くなる恐れがある）。
また、基板２０の上面２０１や底面２０２に熱を発生する電子素子（例えば、ＬＥＤ等）を当接して設置し、各放熱シート３０の上端部３１０を基板の上面２０１から上方に臨んで突出していると共に、底端部３０２が基板２０の底面２０２から下方に向けて突出しているので、熱の流れは熱源に当接している基板の上面２０１又は底面２０２から、放熱シート３０の上端部３１０及び底端部３０２の両方向に向かって移動する。そのため、より効率的に放熱ができると共に、簡単な構成で電子素子より発せられる熱を放熱する効果が得られる。
以上は、本発明のより良い実施例であり、本発明はそれによって制限されることが無く、本技術を良く分かる熟練者であれば、本発明に係わる特許請求の範囲や明細書の内容に基づいて、同じような変更や修正ができ、その全ては、本発明の特許請求の範囲の技術的範囲に含まれる。
従来の放熱器の斜視概念図 本発明のステップ流れ図 本発明の基板の上面斜視図 本発明の基板と放熱シートの斜視分解図 本発明の基板と放熱シートの斜視組立て図 図６のＡ部分の正面図 本発明において、圧迫工具で基板を圧迫して塑性変形させる実施状態の概念図 本発明の基板の他の実施例と放熱シートの斜視分解図 本発明の基板と放熱シートの他の斜視分解図 本発明の基板と放熱シートの他の実施例の斜視分解図 本発明の基板と放熱シートの他の実施例の斜視組立て図
符号の説明
１１ 従来の座体
１１１ 従来の上面
１１２ 従来の底面
１２ 従来の半田
１３ 従来の放熱フィン
１３１ 従来の表面
２０ 基板
２０１ 上面
２０２ 底面
２０３ 側壁
２１ スリット部
２１１ 側壁面
３０ 放熱シート
３０１ 上端部
３０２ 底端部
３０３ 側縁
３１ 表面
３２ 位置決め凹部
４ 圧迫工具

Claims (5)

  1. 上面と底面及び側壁があり、該側壁に内へ凹んで該上底面を貫通する複数のスリット部を有する基板を用意するステップと、
    該基板のスリット部に挿設され、上端部と底端部がある複数の放熱シートを用意するステップと、
    該基板を圧迫する基板圧迫手段によって該基板を圧迫することにより、各スリット部を形成した対向する両側壁面が緊密に放熱シートの両表面に当接して、該放熱シートの上端部が該基板の上面から延出すると共に底端部が該基板の底面から延出するように形成するステップと、を有することを特徴とする放熱器の製造方法。
  2. 前記基板圧迫手段は、複数の圧迫工具でスリット部の両側にある基板の上面と底面を互いに圧迫して該基板を圧迫方向と直交する方向に広がるように塑性変形させ、これにより、各スリット部を形成した対向する両側壁面が、緊密に該放熱シートの両表面に当接することを特徴とする請求項１に記載の放熱器の製造方法。
  3. 上面と底面及び側壁があり、該側壁に内へ凹んで該上底面を貫通する複数のスリット部を有する基板と、
    該基板のスリット部に挿設され、上端部と底端部があり、該基板に形成される各スリット部の両側壁面が、該放熱シートの両表面に当接し、各放熱シートの上端部が該基板の上面から延出すると共に底端部が該基板の底面から延出するように設置される複数の放熱シートと、を有することを特徴とする放熱器構造。
  4. 各放熱シートと該基板は、基板圧迫手段によって該基板を圧迫することにより、各スリット部を形成した対向する両側壁面が、緊密に該放熱シートの両表面に当接することを特徴とする請求項３に記載の放熱器構造。
  5. 上記基板圧迫手段は、複数の圧迫工具でスリット部の両側の基板の上面と底面を互いに圧迫して該基板を圧迫方向と直交する方向に広がるように塑性変形させ、これにより、各スリット部を形成した対向する両側壁面が、緊密に該放熱シートの両表面に当接することを特徴とする請求項４に記載の放熱器構造。
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