JP2011243933A - 箔状放熱フィンを備えた放熱器及びその形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 金属板に一方面に放熱フィンを形成するときのストレスを大幅に減少して、他方面に生ずる凹溝を未然に防止するとともに、放熱器自体を軽量にすることができる放熱器及びその形成方法を提供する。
【解決手段】 箔状放熱フィン６を備えた放熱器１は、熱伝導率が良好な金属板２の一方面２ａに、所定の間隔で起立形成された複数の板状の放熱フィン２を備えた放熱部５が一体に設けられる。放熱フィン６は、金属板２を掘り起こし工具１０によって金属板２の板厚の２分の１以上まで掘り下げて肉薄な箔状に起立形成され、隣接する放熱フィン６の間の底面に切削部７を形成して、切削部７の幅を放熱フィン６の板厚の２倍以上に形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、箔状の放熱フィンを備えた放熱器に関し、特に、電子部品等から生ずる熱を放熱するための放熱部を一体に設けた金属ベースプリント基板に好適な放熱器及びその形成方法に関する。

近年、電子機器の高性能化、小型化の要求に従い、電子部品の小型化・高密度化・高機能化が進展し、回路基板上に高密度に実装されている。これに伴い電子部品の温度が上昇しており、放熱が非常に重要となっている。放熱の手段は、従来から各種の方法が提案され、一部は実用に供されている。

その例として、本出願人は、特開２００９−３２７５５号公報（特許文献１）において、熱伝導率が良好な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、複数の板状の放熱フィンを一体に起立形成した放熱器を提案した。また、特開２００９−５４７３１号公報（特許文献２）において、電子部品等から生ずる熱を放熱部の放熱フィンを介して効率よく放熱させることができる放熱部付き金属ベースプリント基板を提案した。

特許文献１に示された放熱器、特許文献２に示された金属ベースプリント基板における放熱部は、図９に示すように、熱伝導率が良好な金属板１００と、移動方向の先端側に刃部１１０ａが形成された掘り起こし工具１１０とを、所定の角度を有した状態で相対移動させて、金属板１００に一方面を掘り下げることにより、板状の放熱フィン１０１を一体に起立形成し、次に、放熱フィン１０１が起立形成された被加工面１０２よりも形成ピッチ分の上流側から、金属板１００と掘り起こし工具１１０とを相対移動させて、金属板１００を掘り起こすことにより次の板状の放熱フィン１０１を一体に起立形成し、以後、この掘り起こし工程を順次繰り返すことにより金属板１００に複数の放熱フィン１０１が連続して形成される。

このように、金属板１００に一方面に複数の放熱フィン１０１が一体に起立形成された放熱器の他方面に、例えば集積回路のチップ等の発熱電子部品を配置すると、発熱電子部品から発生する熱が金属板１００を介し放熱フィン１０１に伝達し、放熱フィン１０１の表面から空中に放熱される。このとき、放熱フィン１０１の基端部が金属板１００の一方面に一体に連結されされていることから、発熱電子部品から発生する熱が速やかに放熱フィン１０１に伝達するので放熱効率が高められる。また、複数の放熱フィン１０１の間に空気等の冷却媒体を流通させることにより、放熱フィン１０１の表面から速やかに放熱されるので、放熱効率を一層高めることができる。

特開２００９−３２７５５号公報 特開２００９−５４７３１号公報

上述した方法によって形成される放熱器において、複数の放熱フィン１０１の間に冷却媒体を流通させるためには、比較的大きな間隔が必要となる。このように、隣接する放熱フィン１０１間の間隔を大きく形成しようとすると、図９に示すように、放熱フィン１０１の板厚ｔが必然的に厚くなる。放熱フィン１０１は、上述したように、掘り起こし工具１１０により金属板１００を掘り下げることにより形成されるので、板厚ｔ１が厚くなるに従って金属板１００に対するストレスが大きくなる。この結果、図９に示すように、金属板１００の他方面には、板状の放熱フィン１０１と平行な凹溝１０３が形成される。

このように凹溝１０３が形成された金属板１００を特許文献２に示す放熱部付き金属ベースプリント基板に適用した場合には、図１０に示すように、金属板１００の他方面と接着剤層を介して貼り合わされた配線用の金属箔１０４との間が剥離し、空隙１０５が生ずる。通常の場合、金属ベースプリント基板は、電子部品１０６をマウンターによって配置した後、ハンダリフローに入れてハンダ付けが施される。このハンダ付の際には、高温になるため、上記空隙１０５の空気等が膨張し、金属箔１０４やレジスト１０７を切断してしまう事故が生ずる問題がある。また、剥離しない場合であっても、ハンダリフローに入れたとき、凹溝１０３に空気の泡が生じて、図１０のＷ部に示すように、電子部品１０６と金属箔１０４との間にハンダが乗らず、接続不良を発生させる問題があった。

以上のような凹溝１０３を発生させないためには、金属板１００にストレスを与えない程度まで放熱フィン１０１に板厚を薄くすることが望ましいが、放熱フィン１０１に板厚を薄く形成した場合には、必然的に隣接する放熱フィン１０１間の間隔が小さくなる。このため、放熱フィン１０１間に冷却媒体が十分に流通しないことから、冷却効率を損なう問題が生じる。

そこで、本発明の課題は、金属板に一方面に放熱フィンを形成するときのストレスを大幅に減少して、他方面に生ずる凹溝を未然に防止するとともに、放熱器自体を軽量にすることができる放熱器及びその形成方法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明にかかる箔状放熱フィンを備えた放熱器は、熱伝導率が良好な金属板の一方面に、所定の間隔で起立形成された複数の板状の放熱フィンを備えた放熱部が一体に設けられた放熱器であって、上記放熱フィンは、上記金属板を掘り起こし工具によって上記金属板の板厚の２分の１以上まで掘り下げて肉薄な箔状に起立形成され、隣接する上記放熱フィンの間の底面に切削部を形成して、上記切削部の幅を上記放熱フィンの板厚の２倍以上に形成したことを要旨としている。

上記放熱部は金属板の端部から離間させた中央部に設けられ、上記放熱部の周囲に上記金属板の板厚からなる鍔部が形成される。

複数の放熱フィンは、その板厚が０．０２ｍｍ〜０．５ｍｍであり、隣接する放熱フィンとの底面側の間に形成される切削部の幅を０．０４ｍｍ以上としている。

上記金属板は、他方面に接着剤層を介して配線用の金属箔が貼り合わされた金属ベースプリント基板であり、上記金属板の一方面には、少なくとも放熱対象の発熱電子部品の搭載位置に対峙した位置に上記放熱部が一体形成されている。

上記放熱部が上記金属板の一方面に離間させて複数個設けられ、これら放熱部の間に底面の板厚を上記金属板の板厚よりも小さく形成した切削部が形成される。

また、本発明にかかる箔状放熱フィンを備えた放熱器の形成方法は、熱伝導率が良好な金属板の一方面と、移動方向の先端側に刃部が形成された掘り起こし工具とを、所定の角度を有した状態で相対移動させて、上記掘り起こし工具の刃部により上記金属板の一方面から他方面方向に薄い切削代をもって上記金属板の板厚の２分の１以上まで掘り下げることにより、肉薄な箔状の放熱フィンを一体に起立形成する掘り起こし工程と、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金属板を掘り起こすことにより次の箔状の上記放熱フィンを一体に起立形成した後、上記掘り起こし工具を水平方向に移動させて上記放熱フィンの基端を切削して切削部を形成する切削工程とを具備し、上記掘り起こし工程と切断工程とを繰り返して、上記切削部の幅を上記放熱フィンの板厚の２倍以上に形成した放熱部を形成することを要旨としている。

上記掘り起こし工程において起立形成される放熱フィンと上記切削工程において起立形成される放熱フィンとの間隔はほぼ等しく、上記掘り起こし工程の間に上記切削工程を１以上の整数倍の回数を施し、上記放熱部における放熱フィンの間を等間隔または不等間隔に形成する。

本発明にかかる箔状放熱フィンを備えた放熱器によれば、熱伝導率が良好な金属板の一方面に、上記金属板を掘り起こし工具によって、放熱フィンを肉薄な箔状に起立形成するので、金属板に一方面に放熱フィンを形成するときのストレスを大幅に減少することができ、他方面に生ずる凹溝を未然に防止することができる。さらに、隣接する上記放熱フィンの間の底面には、放熱フィンの板厚の２倍以上の幅に形成した切削部が形成されているので、この切削部の冷却媒体を流通させることが可能となり、高い放熱効率を確保することができる。また、肉薄な箔状の放熱フィンを起立形成するとともに、放熱フィンの間の底面に切削部を形成することにより、上記金属板の板厚の２分の１以上まで掘り下げて放熱フィンを起立形成しても、他方面に凹溝が生じ難くなり、しかも、放熱器自体を軽量にすることができる。

放熱部を金属板の端部から離間させた中央部に設け、上記放熱部の周囲に上記金属板の板厚からなる鍔部を形成すると、肉薄な箔状に起立形成した放熱フィンの変形が、機械的強度が大きい鍔部によって保護するので、変形等を未然に防止することが可能となる。

放熱部の放熱フィン板厚を０．０２ｍｍ〜０．５ｍｍとし、隣接する放熱フィンとの底面側の間に形成される切削部の幅を０．０４ｍｍ以上とすると、放熱フィンの板厚の２倍以上の幅に形成した切削部に冷却媒体が流通するので、高い放熱効率を確保することができる。

金属板が、他方面に接着剤層を介して配線用の金属箔が貼り合わされた金属ベースプリント基板のときには、このプリント基板に搭載された放熱対象の発熱電子部品の位置に放熱部を対峙させることにより、発熱電子部品から発生する熱を放熱部によって直接的に効率よく放熱させることができる。

金属板の一方面の複数個所に、放熱部を離間させて設けたとき、これら放熱部の間を放熱フィンとの底面側の間に形成される切削部と同様に形成し、その幅を大きくすることにより、放熱部を離間した任意の位置に容易に形成することが可能となる。このとき、底面の板厚が金属板の板厚よりも小さく形成されるので、箔状に起立形成した放熱フィンによる軽量化と相俟って、放熱器全体を軽量化することが可能となる。

本発明にかかる箔状放熱フィンを備えた放熱器の形成方法によれば、熱伝導率が良好な金属板の一方面に、掘り起こし工具によって、箔状の放熱フィンを一体に起立形成する掘り起こし工程と、一旦起立形成した放熱フィンの基端を掘り起こし工具により切削して切削部を形成する切削工程とを繰り返し施すことにより、容易に放熱部を形成することが可能となる。このとき、間に切削部が形成された放熱フィンからなる放熱部を金属板に直接形成するので、放熱手段の構成が簡素になると共に、部品点数が少ないことから、コストを低減することが可能となる。特に、金属板を掘り起こし工具によって、放熱フィンを肉薄な箔状に起立形成するので、金属板に一方面に放熱フィンを形成するときのストレスを大幅に減少することができ、他方面にストレスによって生ずる凹溝を未然に防止することができる。また、箔状の放熱フィンの間に切削工程によって切削部を形成するので、放熱フィンの間が適度に離間され、冷却媒体を効率良く流通させることが可能となる。さらに、箔状の放熱フィンを金属板の板厚の２分の１以上まで掘り下げて形成することにより、切削部個所における板厚が金属板の２分の１以下に形成されるので、箔状の放熱フィンによる軽量化と相俟って放熱器全体を軽量化することが可能となる。

上記掘り起こし工程において起立形成される放熱フィンと、上記切削工程において起立形成される放熱フィンとを、ほぼ等間隔もしくは等間隔とし、掘り起こし工程の間に施す切削工程の回数を１以上の整数倍とすることにより、放熱フィンが一定の間隔で形成されるので、加工機及びその制御を簡素化することが可能となる。その結果、放熱部における放熱フィンの間を等間隔または不等間隔の任意の間隔に形成することが容易になる。

本発明による箔状放熱フィンを備えた放熱器は、熱伝導率が良好な金属板の一方面に、所定の間隔で起立形成された複数の板状の放熱フィンを備えた放熱部が一体に設けられている。上記放熱フィンは、上記金属板を掘り起こし工具によって上記金属板の板厚の２分の１以上まで掘り下げて肉薄な箔状に起立形成され、隣接する上記放熱フィンの間の底面には切削部が形成され、上記切削部の幅は、上記放熱フィンの板厚の２倍以上に形成されている。

この箔状放熱フィンを備えた放熱器における箔状放熱フィンは、掘り起こし工程において、掘り起こし工具の刃部を金属板の一方面に当接した後、所定の角度を有した状態で相対移動させて、上記掘り起こし工具の刃部により上記金属板の一方面から他方面方向に向けて薄い切削代をもって掘り下げて掘り下げることにより一体に起立形成する。次に、切削工程において、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薄い切削代をもって上記金属板を掘り起こすことにより次の箔状の上記放熱フィンを一体に起立形成した後、上記掘り起こし工具を水平方向に移動させて上記放熱フィンの基端を切削して切削部を形成する。その後、上記掘り起こし工程と切断工程とを繰り返して、箔状放熱フィンを備えた放熱器を形成する。このとき、上記切削部の幅は、上記放熱フィンの板厚の２倍以上に形成される。

次に、図面を参照して本発明にかかる箔状放熱フィンを備えた放熱器について詳細に説明する。

図１、図２に示す放熱器１は、熱伝導性の良い銅、鉄、鉄−ニッケル合金、アルミニウムなどの金属板２を基材としている。図１、図２においては、金属板２を金属ベースプリント基板とした例を示している。すなわち、金属ベースプリント基板は、金属板２の他方面２ｂに銅箔などの金属箔３を絶縁性の接着剤層４を介して張り合わせている。接着剤層４は、例えば、高耐熱性エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂をベース樹脂としている。金属箔３は、周知のように化学的なエッチング加工により所定の配線パターンが形成される。また、必要に応じて、配線パターンのランドを除いて、電気的絶縁膜からなるレジストが被覆される。

そして、金属板２の一方面２ａには、放熱部５が一体に形成されている。放熱部５は、複数枚の肉薄な箔状の放熱フィン６によって構成されている。上記放熱フィン６の基端部は、図２に示すように、金属板２の一方面２ａから一体に連結されている。また、放熱フィン６は同一間隔に起立形成されていて、各放熱フィン６の間には、所定の幅を有する切削部７が各々形成されている。そして、各放熱フィン５の間の切削部７は、ほぼ平坦に形成されているが、後述する方法により切削されるので、やや凹凸面とした切削痕７ａが形成されている。この切削部７は、上記放熱フィン６を金属板２から起立形成する際に、掘り起こし工具を金属板２の板厚の２分の１以上まで深く掘り起こされることから、凹所８が形成される。この切削部７によって形成される凹所８の板厚は、金属板２の板厚の２分の１以下である。さらに、放熱部５に周囲には、金属板２自体の板厚の鍔部９が形成されている。

また、放熱フィン６の板厚は、金属板２の一方面から薄い切削代をもって掘り起こすことによって形成するので薄い箔状に形成され、その板厚は、０．０２ｍｍ〜０．５ｍｍとなっている。また、各放熱フィン６の間に形成される切削部７の幅は、０．０４ｍｍ以上に設定されている。この切削部７の幅は、放熱フィン６の板厚の２倍以上の幅に形成されている。このように、隣接する各放熱フィン６の間に形成される切削部７の幅を大きくすることは、冷却用空気等の冷却媒体を十分に流通させるためであり、これによって、放熱効率が高い放熱部５を得ることができる。

次に、図６を参照しながら、放熱器１の放熱部５の形成方法について説明する。金属板２は、熱伝導性の良く、しかも切削加工性が良好な金属板として銅やアルミニウムが好ましい。また、金属板２に板厚は、通常の電子回路において使用される１ｍｍ乃至数ｍｍが好ましい。そして、金属板２の他方面２ｂには、予め銅箔などの金属箔３が絶縁性の接着剤層４を介して張り合わせていて、さらに、金属箔３はエッチング加工によって所定の配線パターンが形成され、金属ベースプリント基板として構成されている。放熱部５を製造する以前の状態では、電子部品は配設されていない。この金属板２は、図示しないプレス装置に載置される。その後、掘り起こし工具１０によって放熱フィン６を起立形成する。

掘り起こし工具１０は、底面側の先端に移動方向と直角な刃部１０ａが形成され、その幅は、放熱部５として必要な幅に設定されている。また、この掘り起こし工具１０は、金属板２の一方面に対して後端側が高くなるように所定の角度θで傾斜するように図示しない駆動装置に取り付けられる。この傾斜角度θは、放熱フィン６の高さ、板厚、或いは、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。上記掘り起こし工具１０の幅方向両側はほぼ直角に形成されているが、刃部１０ａが形成されている底面側の両側を底面に至るに従って幅狭となるテーパ状、或いは円弧状に形成しても良い。

まず、図６（Ａ）に示す掘り起こし工程において、掘り起こし工具１０の刃部１０ａを金属板２の一方面２ａに予め形成された被加工面２ｃよりも上流側の切削代が得られる位置Ｐに当接させる。この切削代は、放熱フィン６を薄い箔状に形成するために０．２ｍｍ乃至１．０ｍｍ程度の薄さに設定される。切削代を薄く設定することは、後に掘り起こし工具１０により放熱フィン６を起立形成するときに、金属板２に対してストレスを与えないために重要な意味を持つ。

そして、掘り起こし工具１０の刃部１０ａを金属板２の一方面２ａの所定の位置Ｐに当接させた後、掘り起こし工具１０を駆動装置により所定の角度θで矢示の方向で金属板２の他方面２ｂ方向に移動すると、薄い箔状の放熱フィン６が起立形成される。このとき、掘り起こし工具１０は、金属板２の板厚の２分の１以上の深さまで移動させる。そして、放熱フィン６の起立形成によって、金属板２の一方面２ａには、掘り起こし工具１０の傾斜角度に等しい傾斜した被加工面２ｃが形成される。

この掘り起こし工程に次いで、切削工程に移行する。まず、金属板２と掘り起こし工具１０とを相対的に移動し、刃部１０ａを被加工面２ｃよりも上流側であって上述した放熱フィン６を形成したときと同じ切削代が得られる位置に当接させる。そして、掘り起こし工具１０を所定の角度で矢示の方向に上述した放熱フィン６を形成したときと同じ深さまで移動させ、図６（Ｂ）に示すように、次の放熱フィン６を起立形成する。このとき、切削代を薄く設定しているために、先に起立形成した放熱フィン６との間隔は、微小寸法となっている。

その後、次の放熱フィン６を起立形成した状態で、図６（Ｃ）の矢示のように、掘り起こし工具１０を金属板２と平行な水平方向に移動させる。この水平移動により、次の放熱フィン６の基端が切削されてスクラップになる。このとき、金属板２から離脱したスクラップは、後述する凹所８の内壁８ａ間に挟持されるので飛散が防止され。これにより、金属板２には切削部７が形成される。

１枚の放熱フィン６を切削することにより、放熱フィン６の板厚の約２倍の幅の切削部７が形成される。放熱フィン６を箔状に形成したときは、この切削部７の幅も小さいことから、切削部７の幅を大きくするために、切削工程を複数回繰り返す。すなわち、図６（Ｄ）に示すように、掘り起こし工具１０の刃部１０ａを上流側に当接させ、再び前述した放熱フィン６を形成する方法と同様に次の放熱フィン６を形成する。その後、図６（Ｅ）に示すように、掘り起こし工具１０を水平方向に移動させて、次の放熱フィン６の基端を切削する。このときも、金属板２からスクラップが離脱するが、後述する凹所８の両側の内壁８ａ間に挟持される。この結果、切削部７の幅が２倍に拡大される。切削部７の幅は適宜に設定できるが、幅を更に大きくしたい場合には、上述した切削工程を所定回数増加することによって実現できる。

このように、切削工程において、所定の幅の切削部７が得られた後に、次の掘り起こし工程に移行して、図６（Ｆ）に示したように、大きな幅の切削部７を介して隣接した放熱フィン６が起立形成される。以後、１回の掘り起こし工程に次いで１回以上の整数倍の切削工程を繰り返すことにより、金属板２の一方面２ａには、図１乃至図２に示すように、複数枚の放熱フィン６が等間隔に起立形成された放熱部１が形成される。

図３は、１回の掘り起こし工程において、１枚の放熱フィン６を起立形成した後、５回の切削工程を繰り返すことにより、本来の放熱フィン６が起立形成される位置から、二点鎖線で示す５枚の放熱フィン６が切削されて除去された状態を示している。この結果、図示のように、放熱フィン６の板厚に対して、約１０倍の幅の切削部７が形成することができる。

図４は、１回の掘り起こし工程に対し、金属板２の一方面２ａの所定位置における切削工程の回数を少なくして、切削部７の幅を異ならせることにより、複数の放熱フィン６を不等間隔に起立形成した例を示している。因みに、図３に示す例においては、図示右側の発熱電子部品１２に対峙する金属板２の一方面２ａにおける放熱フィン６を密の間隔に形成し、その他の発熱電子部品１２から遠い位置では放熱フィン６を粗の間隔に形成している。このように、発熱電子部品１２の位置に合わせて放熱フィン６を起立形成する枚数を異ならせることにより、必要な位置では放熱効率を確保しながら、他の位置では放熱フィン６を少なくして、更なる軽量化を図ることが可能となる。

図５は、放熱器１の断面図を示している。前述した掘り起こし工程及び切削工程において、掘り起こし工具１０によって金属板２に放熱フィン６を起立形成すると、放熱フィン６の基端側は、板厚がやや厚くなると同時に、図５に示す矢示のように、両側方向にも膨出する。このため、放熱フィン６の基端側が凹所８の内壁８ａに圧接的に接合する。この結果、例え放熱フィン６が箔状に薄く形成しても、基端側が金属板２に保持されるので、機械的な強度を大きくすることが可能となる。また、放熱フィン６の基端近傍の両側が金属板２と熱的に接続されるので、放熱効率を高めることが可能となる。また、放熱フィン６の基端側が凹所８の内壁８ａに保持されるので、切削工程において放熱フィン６の基端側を切削しても、スクラップが飛散することなく、凹所８内に保持されるので、スクラップが前述した被加工面２ｃに付着して、掘り起こし加工を阻害する事故を未然に防止することができる。

なお、図１及び図２において、放熱フィン６の上流側には、凹所８の底面から金属板２の一方面に至る傾斜した被加工面２ｃが残されている。この被加工面２ｃであった傾斜面は、放熱面として作用させることができる。また、被加工面２ｃの後方、及び、複数枚の放熱フィン６の両側には、金属板２が有する板厚の鍔部９が形成される。この鍔部９は、機械的強度が大きいことから、肉薄な箔状に起立形成した放熱フィンを保護することができ、変形等を未然に防止することが可能となる。

放熱部５は、金属板２の他方面２ｂに金属箔３によって形成された配線パターンに配設される例えば集積回路等の発熱電子部品１２に対応させた位置に形成している。このような位置関係に放熱部５を設置することにより、発熱電子部品１２から発生する熱が金属板２を介して放熱部５に伝達し、放熱フィン６表面から空中に放熱される。このとき、放熱フィン６が箔状に形成されていても、複数の放熱フィン６による熱容量が発熱電子部品１２の発熱量よりも大きければ、放熱フィン６が十分な表面積を有し、しかも、切削部７に十分な冷却媒体が流通するかぎり、必要な放熱効率を得ることができる。なお、発熱電子部品１２としては、上記集積回路の他に、パワートランジスタや抵抗器またはパワーモジュール等がある。

以上のように形成された金属ベースプリント基板を構成した金属板２は、他方面２ｂに設けられた配線パターンに集積回路や抵抗、コンデンサ等の電子部品或いは電子部品１２のチップがチップマウンター等により配設される。その後、金属板２の他方面をリフローによって電子部品１２のチップと配線パターンが半田付けによって電気的に接続される。このとき、金属板２の他方面２ｂは、放熱フィン６を肉薄な箔状に起立形成することで、掘り起こし工程におけるストレスが大幅に減少することから、図９及び図１０に示した、ストレスによる凹溝１０３が形成されない。この結果、凹溝１０３に空気の泡が生じて、電子部品と金属箔との間の接続不良、或いは、リフロー時の配線パターンの剥離や切断等の発生が未然に防止されているので、品質を向上させることが可能となった。

上述した実施例においては、金属板２の他方面２ｂに予め配線パターン及びレジストが設けられ、電子部品が配設されていない状態で金属板２の一方面２ａに複数の放熱フィン６からなる放熱部５を形成するようにしている。ところが、上述したように、放熱フィン６を肉薄な箔状に起立形成すると、掘り起こし工程における加重やストレスが大幅に減少することから、金属板２の他方面に設けられた配線パターンに電子部品を配設した後に、金属板２の一方面２ａに複数の放熱フィン６からなる放熱部５を形成することができる。この実施例においては、上述したように、ストレスによる凹溝１０３は形成されないが、金属板２に板厚や材質によっては、金属板２の一方面２ａに放熱部５を形成することによって、金属板２が湾曲する場合がある。このときには、上述したように、金属板２の他方面に電子部品を配設した後に放熱部５を形成することが望ましい。

図７は、放熱器１をフープ状の金属板２０から形成した例を示している。フープ状金属板２０は、前述した例と同様に、熱伝導性の良く、しかも切削加工性が良好な金属板として銅やアルミニウムが用いられる。そして、フープ状金属板２０の一方面に複数の放熱フィン２２が形成される。フープ状金属板２０の両側には、位置を固定するとともに、所定寸法毎に移送するためのパイロット穴２０ｂが設けられている。このフープ状金属板２０に放熱フィン２２を形成する方法は、前述した例と同様に、掘り起こし工具１０によって順次起立形成される。

すなわち、掘り起こし工具１０の刃部１０ａをフープ状金属板２０の一方面２０ａの所定位置に当接させた後、掘り起こし工具１０を駆動装置により所定の角度の方向に移動させて、薄い箔状の放熱フィン２２を起立形成する。このとき、放熱フィン２２を薄い箔状に形成するために０．２ｍｍ乃至１．０ｍｍ程度の薄さに設定される。このように切削代を薄く設定することよって、放熱フィン２２を起立形成するときに、金属板２０対してストレスを与えることがなく、この結果、フープ状金属板２０の他方面に凹溝が形成させることを未然に防止することができる。

この掘り起こし工程の後に、切削工程において切削部２３を形成する。すなわち、フープ状金属板２０の一方面２０ａに、掘り起こし工具１０によって次の放熱フィン６を起立形成する。このときの切削代も、上述の放熱フィン２２を起立形成したときと同じに薄く設定している。そのため、先に起立形成した放熱フィン２２との間隔は、微小寸法となっている。その後、次の放熱フィン２２を起立形成した状態で、掘り起こし工具１０をフープ状金属板２０と平行な水平方向に移動させ、次の放熱フィン２２の基端を切削することにより、フープ状金属板２０に切削部２３を形成する。図７に示す例においては、切削工程を３回乃至５回繰り返し、切削部２３の幅を大きくし、放熱フィン２２の板厚に対して５〜１０倍の大きさに形成している。

その後、再び掘り起こし工程によって放熱フィン２２を起立形成し、その後、切削工程を３回乃至５回繰り返し、次の切削部２３を形成する。このように、掘り起こし工程と複数回の切削工程を繰り返すことにより、順次フープ状金属板２０の一方面２０ａに複数の放熱フィン２２を起立形成する。そして、複数の放熱フィン２２の両側に設けられたパイロット穴２０ｂに位置に、鍔部２４が形成される。

フープ状金属板２０の一方面２０ａに放熱フィン２２を順次起立形成した場合には、長尺の放熱部が形成される。所定寸法の長さの放熱器は、上記切削部２３に所定位置で切断することにより得ることができる。

図８は、長尺の金属板３０の一方面３０ａに、３組の放熱部３１、３２、３３を離間させて設けた例を示している。この例において、上記放熱部３１、３２、３３は、前述した例と同様に、掘り起こし工程と複数回の切削工程を繰り返すことにより、順次金属板３０の一方面３０ａに複数の放熱フィン３４、３５、３６が起立形成され、その放熱フィン３４、３５、３６の間に各々切削部３７、３８、３９が形成されている。これらの放熱部３１、３２、３３の形成方法は前述した例と同様であり、その説明は省略する。また、これら放熱部３１、３２、３３の間には、底面の板厚を上記金属板３０の板厚よりも小さく形成した長尺の切削部４０、４１が形成されている。

また、図８に示す例において、前述した例と相違する点は、放熱部３１、３２、３３の幅を金属板３０の幅と等しく形成されていることである。このように、それぞれの幅を等しくすると、放熱部の両側に鍔部が形成されないために、機械的強度が低くなり、長手方向に曲がり易くなる。この性質は、例えば、フレキシブル金属ベースプリント基板として利用することが可能となり、表面が湾曲した構造体に沿ってプリント配線基板を配設することが可能となる。

複数の離間した放熱部３１、３２、３３の間に形成される長尺の切削部４０、４１は、各放熱フィン３４、３５、３６の間に形成される切削部３７、３８、３９と同様に形成される。すなわち、切削部４０の部位においては、切削工程のみを連続して所定回数施すことにより、任意の寸法の切削部４０を形成することができる。

以上、本発明を実施例に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、金属板としては、四角形の他、適宜の形状に形成しても良い。また、前述した実施例では、複数の放熱部の放熱フィンを全て平行に形成したが、放熱部毎に放熱フィンの方向を適宜の角度に異ならせても良い。さらに、金属板は、比較的大きな強度を有することから、金属板に他の機構部品等を取り付けても良い。

本発明にかかる箔状放熱フィンを備えた放熱器の実施例を示す斜視図である。 図１に示す箔状放熱フィンを備えた放熱器を示す側断面図である。 箔状放熱フィンを備えた放熱器を示す拡大断面図である。 箔状放熱フィンを備えた放熱器の変形例を示す拡大断面図である。 図１に示す箔状放熱フィンを備えた放熱器を示す正面断面図である。 （Ａ）乃至（Ｆ）は、箔状放熱フィンを備えた放熱器の放熱部を形成する工程を示す工程説明図である。 フープ状金属板に放熱部を形成した実施例を示す斜視図である。 長尺の金属板に複数の放熱部を形成した実施例を示す斜視図である。 従来の放熱器を要部断面図である。 従来の金属ベースプリント基板を示す要部断面図である。

１ 放熱器
２ 金属板
２ａ 一方端
２ｂ 他方面
２ｃ 被加工面
３ 金属箔
４ 絶縁接着層
５ 放熱部
６ 放熱フィン
７ 切削部
９ 鍔部
１０ 掘り起こし工具
１０ａ 刃部
１２ 発熱電子部品

Claims (7)

1. 熱伝導率が良好な金属板の一方面に、所定の間隔で起立形成された複数の板状の放熱フィンを備えた放熱部が一体に設けられた放熱器であって、
   上記放熱フィンは、上記金属板を掘り起こし工具によって上記金属板の板厚の２分の１以上まで掘り下げて肉薄な箔状に起立形成され、
   隣接する上記放熱フィンの間の底面に各々切削部を形成して、上記切削部の幅を上記放熱フィンの板厚の２倍以上に形成したことを特徴とする箔状放熱フィンを備えた放熱器。
2. 上記放熱部を金属板の端部から離間させた中央部に設け、上記放熱部の周囲に上記金属板の板厚からなる鍔部を形成した請求項１に記載の箔状放熱フィンを備えた放熱器。
3. 複数の放熱フィンは、その板厚が０．０２ｍｍ〜０．５ｍｍであり、隣接する放熱フィンとの底面側の間に形成される切削部の幅が０．０４ｍｍ以上である請求項１に記載の箔状放熱フィンを備えた放熱器。
4. 上記金属板は、他方面に接着剤層を介して配線用の金属箔が貼り合わされた金属ベースプリント基板であり、上記金属板の一方面には、少なくとも放熱対象の発熱電子部品の搭載位置に対峙した位置に上記放熱部が一体形成されている請求項１乃至３のいずれかに記載の箔状放熱フィンを備えた放熱器。
5. 上記放熱部が上記金属板の一方面に離間させて複数個設けられ、これら放熱部の間に底面の板厚を上記金属板の板厚よりも小さく形成した切削部が形成された請求項１乃至４のいずれかに記載の箔状放熱フィンを備えた放熱器。
6. 熱伝導率が良好な金属板の一方面と、移動方向の先端側に刃部が形成された掘り起こし工具とを、所定の角度を有した状態で相対移動させて、上記掘り起こし工具の刃部により上記金属板の一方面から他方面方向に薄い切削代をもって上記金属板の板厚の２分の１以上まで掘り下げて掘り下げることにより、肉薄な箔状の放熱フィンを一体に起立形成する掘り起こし工程と、
   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金属板を掘り起こすことにより次の箔状の上記放熱フィンを一体に起立形成した後、上記掘り起こし工具を水平方向に移動させて上記放熱フィンの基端を切削して切削部を形成する切削工程とを具備し、
   上記掘り起こし工程と切断工程とを繰り返して、上記切削部の幅を上記放熱フィンの板厚の２倍以上に形成した放熱部を形成することを特徴とする箔状放熱フィンを備えた放熱器の形成方法。
7. 上記掘り起こし工程において起立形成される放熱フィンと上記切削工程において起立形成される放熱フィンとの間隔はほぼ等しく、上記掘り起こし工程の間に上記切削工程を１以上の整数倍の回数を施し、上記放熱部における放熱フィンの間を等間隔または不等間隔に形成した請求項６に記載の箔状放熱フィンを備えた放熱器の形成方法。

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