JP2017092202A - ヒートシンク及び該ヒートシンクの製造方法並びに該ヒートシンクを用いた電子部品パッケージ - Google Patents

Abstract

【課題】 良好な放熱性能を得る。
【解決手段】 基板部１１と、基板部１１から厚み方向の一方へ突出するとともに内部空間を外部に連通した中空状の第１の凸部１２と、この第１の凸部１２に対し基板部１１に沿って離れた位置で、基板部１１から厚み方向の他方へ突出するとともに内部空間を外部に連通した中空状の第２の凸部１３とを具備した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子部品等の熱を放熱するためのヒートシンク及び該ヒートシンクの製造方法並びに該ヒートシンクを用いた電子部品パッケージに関するものである。

従来、この種の発明には、例えば引用文献１の図１０及び図１１に記載されるように、上下のパンチ、上型及び下型等を備えた鍛造装置を用いて、平板上の基板に、その厚み方向の一方へ突出するように、有底筒状の凸部を多数形成してなる鍛造成形物がある。

特開２０１４−２２３６４７号公報

前記従来技術により、一方向へ突出する凸部を多数有するヒートシンクを構成する場合、隣接する凸部の間隔をできるだけ狭くして、単位面積当たりの凸部の数を増やし、全凸部と周囲の気体との接触面積を増大して、放熱性を向上することが考えられる。
しかしながら、このようにした場合には、隣接する凸部間の隙間が小さくなりすぎて、周囲の気体の流通性を阻み、放熱性能が低下する要因となる場合がある。また、このような凸部を形成する鍛造装置においても、複数のパンチのピッチを狭めればならず、構造的に困難であったり、実際の成型が困難になったりするおそれがある。

このような課題に鑑みて、本発明は、以下の構成を具備するものである。
基板部と、該基板部から厚み方向の一方へ突出するとともに内部空間を外部に連通した中空状の第１の凸部と、この第１の凸部に対し前記基板部に沿って離れた位置で、前記基板部から厚み方向の他方へ突出するとともに内部空間を外部に連通した中空状の第２の凸部とを具備したヒートシンク。

本発明は、以上説明したように構成されているので、良好な放熱性能を得ることができる。

本発明に係るヒートシンクの一例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は中心線に沿う断面図である。 本発明に係るヒートシンクの他例を示す断面図である。 補助凸部の一例を装着したヒートシンクを示す要部断面図である。 （ａ）と（ｂ）の各々に補助凸部の他例を示す斜視図である。 本発明に係るヒートシンクの他例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。 本発明に係るヒートシンクの他例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。 本発明に係るヒートシンクの他例について、（ａ）は加工前の原材の断面を示し、（ｂ）は加工後の製品断面を示す。（ｃ）は（ｂ）に対する下面図である。 本発明に係る電子部品パッケージの一例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の中心線に沿う断面図である。 本発明に係るヒートシンクの製造方法の一例について、その手順を（ａ）〜（ｈ）に順次に示す断面図である。 本発明に係るヒートシンクの製造方法の一例について、その手順を（ｉ）〜（ｐ）に順次に示す断面図である。 本発明に係るヒートシンクの製造方法の他例について、その手順を（ａ）〜（ｈ）に順次に示す断面図である。 本発明に係るヒートシンクの製造方法の他例について、その手順を（ｉ）〜（ｐ）に順次に示す断面図である。

本実施の形態の第１の特徴は、基板部と、該基板部から厚み方向の一方へ突出するとともに内部空間を外部に連通した中空状の第１の凸部と、この第１の凸部に対し前記基板部に沿って離れた位置で、前記基板部から厚み方向の他方へ突出するとともに内部空間を外部に連通してヒートシンクを構成した。

第２の特徴としては、前記第１の凸部及び前記第２の凸部を、それぞれ、頂壁部及び周壁部を有する筒状に形成するとともに、基板部側の端部を開口して外部に連通した（図１（ｂ）参照）。

第３の特徴としては、前記頂壁部に貫通孔を設けた（図２参照）。

第４の特徴としては、より放熱面積を広くするために、前記第１の凸部と前記第２の凸部のうち、少なくとも一方の凸部の外周部に、環状に嵌合するとともに該凸部よりも前記基板部の面からの突出量が大きい補助凸部を設けた（図３及び図４参照）。

第５の特徴としては、より放熱性及び気体の流通性を向上するために、前記補助凸部に、突出方向に対し交差する方向へ貫通する貫通部を設けた（図４参照）。

第６の特徴としては、前記第１の凸部を前記基板部の面方向に間隔を置いて複数設けるとともに、隣り合う前記第１の凸部の間に、前記第２の凸部を配置した（図１、図２及び図７等参照）。

第７の特徴として、放熱のための空間を効果的に確保するために、前記基板部は、第１片部と、この第１片部に対し交差する方向へ曲がった形状の第２片部とを一体的に備え、これら第１片部と第２片部間の内角側の空間へ突出するように前記第１の凸部を有するとともに、これら第１片部と第２片部間に対する外角側の空間へ突出するように前記第２の凸部を有する（図５及び図６参照）。

第８の特徴としては、放熱性向上及び強度向上等の多種類の特性を得るために、前記第１の凸部及び前記第２の凸部を構成する壁部は、材質の異なる複数枚の板状素材を厚み方向に重ね合わせた多層状に形成されるとともに隣接する層間で接合され、前記基板部よりも厚みが薄くなっている（図７参照）。
ここで、前記「壁部」には、第１の凸部及び第２の凸部の周壁部や、第１の凸部及び第２の凸部の頂壁部等を含む。この「壁部」には、前記基板部は含まない。

第９の特徴としては、層間の圧着強度を向上するために、前記第１の凸部及び前記第２の凸部の各々を、その外周面と内周面が異なる断面形状にした（図７参照）。

第１０の特徴としては、上記ヒートシンクの製造方法であって、板状素材における複数箇所に一方向の塑性加工を施すことで前記第１の凸部を複数形成する工程と、前記板状素材における隣り合う前記第１の凸部の間の部分を上下の型で挟持し、該部分に他方向の塑性加工を施すことで前記第２の凸部を形成する工程とを含むようにした（図９〜図１２参照）。

第１１の特徴としては、上記ヒートシンクの製造方法であって、材質の異なる複数枚の板状素材を圧着せずに重ね合わせた後、この重ね合わせられた複数枚の板状素材を塑性加工することで前記多層状の第１の凸部及び第２の凸部を形成するようにした（図７参照）。

第１２の特徴としては、上記ヒートシンクによって電子部品が支持されている電子部品パッケージを構成した（図５（ｂ）、図６（ｂ）及び図８参照）。

第１３の特徴としては、特に電子部品を支持する部分における気体の流通性を確保するために、前記電子部品が、前記第１の凸部又は前記第２の凸部の突端に接触して支持されている構成とした（図８（ｂ）参照）。

第１４の特徴として、前記第１片部には、前記外角側に位置する面に電子部品が接触して支持されている（図５（ｂ）及び図６（ｂ）参照）。

なお、後述する実施態様では、上記構成の一部を具備せずに、以下の構成要件のみを必須とした、独立した発明も開示している。
すなわち、この独立した発明の一つは、基板部と、該基板部から厚み方向へ突出する凸部とを具備したヒートシンクにおいて、前記凸部の外周部に対し環状に嵌合する補助凸部であって且つ前記凸部よりも前記基板部の面からの突出量が大きい補助凸部を設けた（図３参照）。
ここで、前記「凸部」には、中空状のものや中実状のものを含む。
また、この発明には、前記厚み方向の一方に突出する凸部のみを具備した態様や、前記厚み方向の一方に突出する凸部と他方に突出する凸部とを具備した態様とを含む。
この発明によれば、補助凸部により周囲の気体との接触面積を広く確保することができ、ひいては、放熱性能を向上することができる。

他の独立した発明としては、基板部と、該基板部から厚み方向へ突出する凸部とを具備したヒートシンクにおいて、前記基板部は、第１片部と、この第１片部に対し交差する方向へ曲がった形状の第２片部とを一体的に備え、これら第１片部と第２片部のうち、少なくともその一方に前記凸部を有する（図５及び図６参照）。
この発明によれば、第１片部及び第２片部の内角側及び外角側に放熱のための空間を効果的に確保することができ、ひいては、放熱性能を向上することができる。

他の独立した発明としては、基板部と、該基板部から厚み方向へ突出する中空状の凸部とを具備したヒートシンクにおいて、前記凸部を構成する壁部は、材質の異なる複数枚の板状素材を厚み方向に重ね合わせた多層状に形成されるとともに隣接する層間で接合され、前記基板部よりも厚みが薄くなっている（図７参照）。
この構成によれば、複数枚の板状素材を前記凸部によって接合することができる上、複数の板状素材に応じた多種類の特性を得ることができる。

他の独立した発明としては、基板部と、該基板部から厚み方向へ突出する複数の凸部と、これら複数の凸部の突端に接触して支持された電子部品とを具備して、電子部品パッケージを構成した（図８参照）。
この構成によれば、電子部品を支持する部分における気体の流通性を確保することができ、ひいては、放熱性能を向上することができる。

次に、上記特徴を有する具体的な実施態様について、図面に基づいて詳細に説明する。

＜実施態様１＞
図１（ａ）（ｂ）は、本発明に係るヒートシンク１の一例を示している。
ヒートシンク１は、平板状の基板部１１と、該基板部１１から厚み方向の一方へ突出するとともに内部空間を外部に連通した中空状の第１の凸部１２と、この第１の凸部１２に対し基板部１１面に沿って離れた位置で、基板部１１から厚み方向の他方へ突出するとともに内部空間を外部に連通した中空状の第２の凸部１３とを具備する。このヒートシンク１は、例えば、アルミニウム、銅、ステンレス、ニッケル又はマグネシウム等の金属材料、あるいはこれらを含む合金材料から形成される。

第１の凸部１２は、全周にわたって連続する周壁部と、頂壁部とを有する有底円筒状に形成され、基板部１１面に対し直角に突出し、前記頂壁部の逆側の端部を開口して外部に連通している。
第２の凸部１３は、第１の凸部１２と同形状に形成され、隣り合う第１の凸部１２の間で逆方向へ突出している。

前記構成のヒートシンク１によれば、第１の凸部１２に対し第２の凸部１３を厚み方向の逆側へ突出させるようにしているため、同方向へ突出する凸部の間隔を比較的広く確保することができる上、両方向へ突出する全部の凸部については単位面積あたりの凸部の数を比較的多く確保することができる。
したがって、隣接する凸部間を通過する気体の流通抵抗を小さくできる上、全凸部と周囲の気体との接触面積を増加することができ、ひいては、放熱性能を向上することができる。

＜実施態様２＞
図２に示すヒートシンク２は、前記ヒートシンク１に対し、貫通孔２２ａ，２３ａを形成したものである。
すなわち、このヒートシンク２は、ヒートシンク１と同様にして、基板部２１、第１の凸部２２及び第２の凸部２３を具備し、第１の凸部２２と第２の凸部２３の頂部に、それぞれ貫通孔２２ａ，２３ａを有する。貫通孔２２ａ，２３ａは、第１の凸部２２及び第２の凸部２３の成形後に、打ち抜き加工あるいはドリル加工等の除去加工により形成される。
このヒートシンク２によれば、貫通孔２２ａ，２３ａにより、基板部２１の厚み方向に気体の流路を確保することができ、この気体流路を有効利用した放熱が可能になる。

＜実施態様３＞
図３に示すヒートシンク３は、前記ヒートシンク２に対し、補助凸部３１を設けたものである。なお、このヒートシンク３における補助凸部３１以外の構成は、ヒートシンク２と同様であるため、ヒートシンク２のものと同一の符号を付ける。

補助凸部３１は、ヒートシンク２と同様の金属材料から、第２の凸部２３の突出量よりも長い円筒状に形成される。この補助凸部３１の長さは、図示例によれば、第２の凸部２３の突出量の２倍以上に設定される。
この補助凸部３１は、複数の第２の凸部２３における各々の外周部に環状に嵌合されている。補助凸部３１を第２の凸部２３に接続する手段は、圧入嵌合とすればよいが、必要に応じて、接着剤を用いた接着や、溶接等とすることも可能である。

このヒートシンク３によれば、補助凸部３１によって周囲の気体に接触する面積（放熱面積）を大幅に増大することができ、ひいては、放熱性能を向上することができる。

なお、図示例によれば、第２の凸部２３の全部に補助凸部３１を設けたが、他例としては、第１の凸部２２にも補助凸部３１を設けた態様や、第１の凸部２２及び／又は第２の凸部２３の一部に補助凸部３１を設けた態様とすることが可能である。

また、図示例によれば、補助凸部３１を円筒状に形成したが、この補助凸部３１は、図４に示す補助凸部３２や補助凸部３３に置換することが可能である。
図４（ａ）に示す補助凸部３２は、前記補助凸部３１に対し、貫通部３２ａを設けたものである。
すなわち、この補助凸部３２は、略円筒状の側壁を有するとともに、該側壁に、補助凸部３２の突出方向に対し直交する方向（換言すれば、該側壁の厚み方向）へ貫通する貫通部３２ａを形成している。
貫通部３２ａは、図示例によれば、径方向に対向するように二つ設けられるが、単数又は三以上とすることも可能である。各貫通部３２ａは、補助凸部３２の周壁を、突端部（上端部）から基端側へかけて長尺状に切り欠いた形状を呈する。この貫通部３２ａの他例としては、図示以外の形状の切欠部や、円形や長穴形、その他の形状の貫通孔等とすることも可能である。

補助凸部３２を用いてヒートシンク３を構成すれば、貫通部３２ａによって放熱面積をより拡大するとともに、補助凸部３２内外の気体の流通性を向上することができ、良好な放熱性能を得ることができる。

また、図４（ｂ）に示す補助凸部３３は、嵌合筒部３３ａ１を有する底板部３３ａと、該底板部３３ａの両端から直交方向の一方へ突出する二枚の側片部３３ｂとを一体的に有する側面視コ字状に形成される。この補助凸部３３は、上記補助凸部３１と略同様の金属材料から形成される。
二枚の側片部３３ｂは、矩形平板状に形成され、嵌合筒部３３ａ１の両側で略平行している。これら側片部３３ｂの間の空間は、補助凸部３３の突出方向に対し直交する方向へ貫通する貫通部として機能する。
そして、この補助凸部３３は、嵌合筒部３３ａ１を第２の凸部２３に対し環状に嵌合するとともに、底板部３３ａの下端面を基板部２１上面に当接させるようにして、ヒートシンク２に装着される。
この補助凸部３３を用いたヒートシンク２によれば、平坦状の側片部３３ｂにより放熱面積を拡大できる上、両側片部３３ｂ間（貫通部）を、放熱のための気体を流通させる経路として用いることができ、ひいては、効果的な放熱性能を得ることができる。

なお、上記構成によれば、特に気体の流通性を向上する態様として、貫通孔２２ａ，２３ａを有する凸部２２，２３に、補助凸部３１，３２又は３３を設けたが、他例としては、貫通孔を有さない有底筒状の凸部（例えば、図１に示す態様）に対し、前記補助凸部を設けた態様や、内部が中実状の凸部（図示せず）の外周部に補助凸部３１，３２又は３３を設けた態様等とすることも可能である。
さらに、補助凸部３１，３２又は３３は、後述するヒートシンク４，５に適用したり、凸部を有する図示しないヒートシンクに適用したりすることも可能である。
また、複数種類の補助凸部３１，３２，３３を適宜に組み合わせて、単数のヒートシンクに適用することも可能である。

＜実施態様４＞
図５に示すヒートシンク４は、上記ヒートシンク１と同様の金属材料によって形成され、基板部４０を、第１片部４１と、この第１片部４１の両端側で第１片部４１に対し直交する方向へ曲がった形状の第２片部４２とから一体的に構成している。

第１片部４１には、第１片部４１と第２片部４２との内角側の空間（図示の上方）へ向かって突出する多数の第１の凸部４１ｂが設けられる。
二つの第２片部４２の各々には、第１片部４１と第２片部４との外角側の空間（図示例によれば側方）へ向かって突出する多数の第２の凸部４２ｂが設けらる。

第１の凸部４１ｂ及び第２の凸部４２ｂは、それぞれ、上述したヒートシンク２の凸部２２，２３と同様に、貫通孔を有する円筒状の突起である。

このヒートシンク４は、第１の凸部４１ｂ及び第２の凸部４２ｂが予め形成された一枚の板状部材を曲げ加工することにより、図５に示す側面視コ字状に構成される。

このヒートシンク４によれば、第１片部４１及び両第２片部４２よって囲まれた凹状の空間や、これらの第１片部４１及び第２片部４２の外側の空間を、放熱のために有効に利用することができ、良好な放熱性能を得ることができる。
例えば、図５（ｂ）に示すように、第１片部４１における第１の凸部４１ｂの突出方向と反対側の面に電子部品Ａを接触させ固定することで、放熱性能の高い電子部品パッケージを構成することができる。

なお、図示例のヒートシンク４は、特に放熱性能の良好な態様を示したが、他例としては、第１の凸部４１ｂ及び／又は第２の凸部４２ｂの一部又は全部を、図示と逆の方向へ突出させた態様や、各突部４１ｂ，４２ｂを、ヒートシンク２（図２参照）と同様に交互に突出させた態様等とすることも可能である。

また、上記ヒートシンク４に加える好ましい構成として、第１の凸部４１ｂ内の空間に熱伝導性の充填物（例えば、金属又は合成樹脂等）を設け、第１片部４１の下面を凹部のない平坦面状に形成するようにしてもよい。
この構成によれば、第１片部４１の下面と電子部品Ａとの接触面性を増加して、より放熱性を向上することができる。

＜実施態様５＞
図６に示すヒートシンク４’は、図５に示す上記ヒートシンク４に対し、凸部の配置を変更したものである。なお、以下の説明において、上記ヒートシンク４と略同様の部分については同一の符号を付けることで、重複する詳細説明を省略する。
このヒートシンク４’において、基板部４０は、第１片部４１’と、この第１片部４１’に対し直交する方向へ曲がった形状の第２片部４２’とを一体的に備える。
第１片部４１’は、凸部を有さない平板状に形成される。
各第２片部４２’は、その厚み方向の一方へ突出するとともに内部空間を外部に連通した中空状の第１の凸部４２ｃと、この第１の凸部４２ｃに対し第２片部４２’の面に沿って離れた位置で、厚み方向の他方へ突出するとともに内部空間を外部に連通した中空状の第２の凸部４２ｂとを有する。図６に示す好ましい一例では、第１片部４１’に直交する方向へわたって、第１の凸部４２ｃと第２の凸部４２ｂとを厚み方向の一方と他方に交互に突出させている。
このヒートシンク４’において、第１の凸部４２ｃ及び第２の凸部４２ｂは、それぞれ、上述したヒートシンク２の凸部２２，２３と同様に、貫通孔を有する円筒状の突起である。
このヒートシンク４’は、第１の凸部４２ｃ及び第２の凸部４２ｂが予め形成された一枚の板状部材を曲げ加工することにより、図６に示す側面視コ字状に構成される。

このヒートシンク４’によれば、第１片部４１’及び両第２片部４２’よって囲まれた凹状の空間や、これらの第１片部４１’及び第２片部４２’の外側の空間を、放熱のために有効に利用することができ、良好な放熱性能を得ることができる。
例えば、図６（ｂ）に示すように、第１片部４１’における前記外角側の空間に位置する面に電子部品Ａを接触させ固定することで、放熱性能の高い電子部品パッケージを構成することができる。

なお、上記ヒートシンク４，４’（図５及び図６参照）によれば、各凸部４１ｂ，４２ｂ又は４２ｃを、貫通孔を有する筒状に形成したが、他例としては、これら凸部の一部又は全部を、ヒートシンク１と同様の有底筒状に形成することも可能である。
また、上記ヒートシンク４，４’によれば、凸部４１ｂ、４２ｂ又は４２ｃを有する一枚の板材を曲げ加工して側面視コ字状に形成したが、他例としては、前記凸部を予め加工した３枚の板材を溶接等により接合して側面視コ字状に形成することも可能である。
また、図示例のヒートシンク４，４’では、側面視コ字状に形成したが、他例としては、前記凸部を有する板状部材を側面視Ｌ字状に形成した態様や、前記凸部を有する板状部材を側面視クランク状に形成した態様、前記凸部を有する板状部材を曲面を有する形状に形成した態様等とすることも可能である。
また、他例としては、第１片部４１’に対しても厚み方向の一方又は双方へ突出するように、前記凸部を設けることが可能である。
また、上記ヒートシンク４，４’は、特に気体の流通性を向上した好ましい態様として各凸部を中空状に形成したが、他例としては、前記凸部の一部又は全部を中実状に形成することも可能である。
また、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示す一例では、電子部品Ａとして立方体状のＬＳＩを想定しているが、この電子部品Ａは図示例のものに限定されず、他の形状のもの（例えば、ＣＰＵや、トランジスタ、サイリスタ、その他の半導体や電子部品等）に置換することが可能である。

＜実施態様６＞
図７に示すヒートシンク５は、基板部５１と、該基板部５１から厚み方向へ突出する第１及び第２の凸部５２，５３とを具備し、各凸部５２，５３を構成する壁部が、材質の異なる複数枚（図示例によれば二枚）の板状素材５ａ，５ｂを厚み方向に重ね合わせた多層状に形成され、この壁部における隣接する層間が圧着され接合されている。

第１及び第２の凸部５２，５３が加工される前の板状素材５ａ，５ｂは、例えば、アルミニウムと銅等、異なる特性を有する平坦状の金属板である。これら複数の板状素材５ａ，５ｂは、第１及び第２の凸部５２，５３の加工前には、接着や圧着、溶接等により接合されることなく、単に重ね合わせたものである。すなわち、第１及び第２の凸部５２，５３を加工する前の板状素材５ａ，５ｂは、複数枚の金属製板材を重ね合わせて圧着し原子間接合したクラッド材とは異なる。

そして、重ね合わせられた板状素材５ａ，５ｂには、例えば、後述する製造方法（図９〜図１２参照）等の塑性加工により、基板部５１、及び該基板部５１の厚み方向へ突出する第１及び第２の凸部５２，５３が形成される（図７（ｂ）参照）。板状素材５ａ，５ｂは、これら第１及び第２の凸部５２，５３部分のアンカー効果によって一体化される。
第１の凸部５２は、基板部５１の厚み方向の一方へ突出する有底筒状に形成され、基板部５１の面方向に一定間隔を置いて複数設けられる。
第２の凸部５３は、隣接する第１の凸部５２の間に配置されるとともに、基板部５１の厚み方向の他方へ突出する有底筒状に形成される。

第１及び第２の凸部５２，５３の各々は、その外周面と内周面が異なる断面形状である。
詳細に説明すれば、各第１及び第２の凸部５２，５３の外周面形状は、後述する塑性加工（図９〜図１２）で用いられる型の内面形状にならう形状であり、図示例によれば、断面円形状に形成される。
これに対し、第１及び第２の凸部５２，５３の内周面形状は、後述する塑性加工で挿入されるパンチの外面形状にならう形状であり、特に好ましい一例としては、断面多角形状（図７（ｃ）によれば断面６角形状）に形成される。

各凸部５２，５３の周壁部と頂壁部において、多層状の板状素材５ａ，５ｂは、後述する塑性加工により圧着され接合されている。なお、基板部５１については、上下の型によって挟持されることで、板状素材５ａ，５ｂ間が略密接するが、接合された状態にはない。

第１の凸部５２と第２の凸部５３は、前記塑性加工により周壁部の厚みが、基板部５１の厚みよりも小さくなっている。
詳細に説明すれば、基板部５１の厚みｔ１は、板状素材５ａ，５ｂを重ね合わせて密接させた厚みと略同等である。
各凸部５２，５３の周壁部の厚みｔ２は、基板部５１の厚みｔ１よりも小さくなっている。
各凸部５２，５３の頂壁部の厚みｔ３は、周壁部の厚みｔ２の厚みよりも小さくなっている。

上記構成となるように塑性加工されたヒートシンク５によれば、複数枚の板状素材５ａ，５ｂは、内外周面が異なる断面形状の各凸部５２，５３により接合されており、分離することがない。
そして、このヒートシンク５によれば、板状素材５ａ，５ｂを構成する複数の金属の特性（例えば、熱伝導性、強度、耐腐食性、耐久性等）を得ることができる。

なお、図示例によれば、特に好ましい態様として、第１及び第２の凸部５２，５３を基板部５１の厚み方向の一方と他方へ突出させたが、何れか一方の凸部５２又は５３を省いた構成とすることも可能である。
また、図示例では、上述したアンカー効果を得やすい好ましい一例として、第１及び第２の凸部５２，５３の外周面を断面円形状に形成するとともにその内周面を断面多角形状に形成したが、他例としては、前記外周面を断面多角形状にするとともに前記内周面を断面円形状にした態様や、内外周面とも同形状にした態様、内外周面を図示例以外の形状にした態様等とすることも可能である。
また、図示例のヒートシンクは２層状に形成されるが、他例としては、３層以上の複数状とすることが可能である。この場合、複数の板状素材のうち、その全部が互いに異なる材質になるようにしてもよいし、一部のみが互いに異なる材質になるようにしてもよい。また、図示例では、各凸部５２，５３を、頂壁部を有する筒状（有底筒状）に形成したが、他例としては、各凸部５２，５３を、上記ヒートシンク２と略同様に、前記頂壁部に貫通孔を有する筒状に形成することも可能である。

＜実施態様７＞
図８（ａ）（ｂ）は、上記構成のヒートシンクによって電子部品を支持してなる電子部品パッケージの一例を示す。
電子部品パッケージ６は、上記構成のヒートシンク１と、該ヒートシンク１における一部の第２の凸部１３の突端に接触して支持された電子部品Ｂとを備える。

電子部品Ｂは、TO-220型形状の電子部品を例示している。この電子部品Ｂは、厚み方向の一端を他端よりも広い平坦面状に形成しており、この広い方の平坦状の面を、複数の第２の凸部１３の突端面に接触させ、ネジ止め等よって固定される。

電子部品パッケージ６によれば、電子部品Ｂの熱を複数の第２の凸部１３によりヒートシンク１側へ伝導することができる上、隣接する第２の凸部１３間の空間Ｓに気体を流通させることができ、これらの相乗効果として、良好な放熱性能を得ることができる。

なお、この電子部品パッケージ６の他例としては、第２の凸部１３に換えて第１の凸部１２に電子部品Ｂを支持した態様や、第１の凸部１２と第２の凸部１３の双方にそれぞれ電子部品Ｂを支持した態様とすることが可能である。
さらに、他例としては、図示例から第１の凸部１２を省いた態様や、図示例に置いて電子部品Ｂに接触していない第２の凸部１３を省いた態様、各突部１２，１３の一部又は全部を中実状にした態様などとすることも可能である。
さらに、電子部品パッケージ６の他例としては、ヒートシンク１を、上述した他のヒートシンク２〜５（図２〜図７参照）の何れかに置換した態様とすることが可能である。
また、電子部品Ｂは、図示例のものに限定されず、他の形状の半導体や電子部品等に置換することが可能である。

次に、上記ヒートシンクの製造方法について、詳細に説明する。
＜製造方法１＞
図９及び図１０は、上述したヒートシンク１を塑性加工する際の製造方法を例示している。
この製造方法では、先ず、上パンチ１１０、上型１２０、下パンチ１３０及び下型１４０によって、ヒートシンク１の第１の凸部１２を加工する（図９参照）。
この後、上パンチ１５０、上型１６０、下パンチ１７０及び下型１８０によって、同ヒートシンク１の第２の凸部１３を加工する（図１０参照）。

図９に示すように、上パンチ１１０は、第１の凸部１２の内面形状と略同じ外面形状を有し、図示例によれば、円柱軸状に形成される。
上型１２０は、その下端面を平坦にしたブロック状に形成され、複数の上パンチ１１０を嵌め合せて上下に挿通可能な貫通孔を有する。
下型１４０は、その上端面を平坦にしたブロック状に形成され、上下へ連続する貫通孔を有する。
下パンチ１３０は、下型１４０の貫通孔に嵌り合って挿通可能な形状に形成され、図示例によれば、上パンチ１１０よりも大きい外径の円柱軸状に形成される。
下型１４０の貫通孔及び下パンチ１３０の上端面は、第１の凸部１２の外面形状を形作る。

図１０に示すように、上パンチ１５０及び下パンチ１７０は、上述した上パンチ１１０及び下パンチ１３０を上下逆にした形状に形成される。
上型１６０は、下型１４０を上下逆にした形状を呈し、上パンチ１５０を上下方向へ挿通するための貫通孔を有する。
下型１８０は、上面側に、隣接する第１の凸部１２間に嵌まり合う突起１８１を複数有する。各突起１８１には、下パンチ１７０を上下に挿通するための貫通孔が設けられる。

ヒートシンク１の製造手順について順次に説明すれば、先ず、初期状態では、図９（ａ）に示すように、上型１２０と下型１４０の間に空間が設けられ、下パンチ１３０の上端面が下型１４０の最上端面よりも下側に位置している。そして、この状態において、下型１４０の最上端面に、ヒートシンク１を形成するための板状素材１ａが載置される。

次に、図９（ｂ）に示すように、下パンチ１３０の上下位置を変えないように固定し、上パンチ１１０、上型１２０及び下型１４０を下方へ移動し、上型１２０の下面と、下型１４０の上面との間に板状素材１ａを挟持する。

そして、前記挟持状態を維持したまま、図９（ｃ）に示すように、下パンチ１３０の上下位置を固定した状態で、上パンチ１１０を徐々に下降させながら、この下降速度よりも速い速度で上型１２０及び下型１４０を上昇し、板状素材１ａを塑性変形させて、第１の凸部１２の周壁部及び頂壁部を成型する。

次に、図９（ｄ）に示すように、下型１４０の上下位置を固定した状態で、上パンチ１１０、上型１２０及び下パンチ１３０を上昇させ、ヒートシンク１の途中加工品を下型１４０から外す。

次に、図９（ｅ）に示すように、加工途中のヒートシンク１を水平方向の一方へ移動し、第１の凸部１２を下型１４０上側の凹部１４１に逃がすとともに、該ヒートシンク１の平坦状部分を下型１４０の最上端面に接触させる。

次に、図９（ｆ）〜（ｈ）に示す工程では、図９（ｂ）〜（ｄ）と略同様の動作により、前記平坦状部分にも第１の凸部１２を形成する。
そして、前述した図９（ａ）〜（ｈ）の動作が所定数繰り返されることで、複数の第１の凸部１２が全て形成される。

次に、第１の凸部１２を有する加工途中のヒートシンク１は、図１０（ｉ）に示すように、第１の凸部１２間を、突起１８１に嵌め合せるようにして、下型１８０上に載置される。

次に、ヒートシンク１における第１の凸部１２間の平坦状の未加工部分が、上型１６０の下面と、下型１８０の上面との間に挟持される（図１０（ｊ）参照）。

そして、前記挟持状態を維持したまま、図１０（ｋ）に示すように、下パンチ１７０の上下位置を固定した状態で、上パンチ１５０を徐々に下降させながら、この下降速度よりも速い速度で上型１６０及び下型１８０を下降し、ヒートシンク１の未加部分を塑性変形させて、第２の凸部１３の周壁部及び頂壁部を成型する。

次に、図１０（ｌ）に示すように、下パンチ１７０及び下型１８０を上昇して初期位置（図１０（ｉ）参照）に戻すとともに、上パンチ１５０及び上型１６０を上昇させて、上型１６０から第２の凸部１３を外す。
この後、加工途中のヒートシンク１は、専用機械により上方へ移動されて下型１８０の突起１８１から離される。

次に、加工途中のヒートシンク１は、図１０（ｍ）に示すように、専用機械により、水平方向の一方へ移動され、第１の凸部１２間の未加工部分を突起１８１に嵌め合せるようにして、下型１８０上に載置される。

次に、図１０（ｎ）〜（ｐ）では、図１０（ｊ）〜（ｌ）と略同様の動作により、前記未加工部分にも第２の凸部１３が形成される。

そして、前述した図９（ｉ）〜（ｐ）の動作が所定数繰り返されることで、複数の第２の凸部１３が全て形成され、ヒートシンク１が完成する。

よって、図９〜図１０に示す製造方法によれば、板状素材１ａにおける隣り合う第１の凸部１２の間の部分を上下の型１６０，１８０で挟持し、この挟持状態を維持したまま、第２の凸部１３を塑性加工するようにしているため、第１の凸部１２と第２の凸部１３の境界部分の形状が崩れるようなことを防いで、所望とする形状の第１の凸部１２及び第２の凸部１３を、比較的小さい面積に高密度に配置して、高精度且つ効率的に成型することができる。

＜製造方法２＞
図１１及び図１２は、ヒートシンク１を塑性加工する際の製造方法の他例を示している。
この製造方法では、先ず、上パンチ２１０、上型２２０、下パンチ２３０及び下型２４０によって、ヒートシンク１の第１の凸部１２を加工する（図１１参照）。
この後、加工途中のヒートシンク１の上下を反転させ、同じ上パンチ２１０、上型２２０、下パンチ２３０及び下型２４０を用いて、同ヒートシンク１の第２の凸部１３を加工する（図１２参照）。

上パンチ２１０は、第１の凸部１２の内面形状と略同じ外面形状を有し、図示例によれば、円柱軸状に形成される。
上型２２０は、その下端に、隣接する第１の凸部１２間、及び隣接する第２の凸部１３間に嵌り合う突起２２１を複数有し、各突起２２１には、上パンチ２１０を嵌め合せて上下に挿通するための貫通孔が設けられる。
下型２４０は、その上端面を平坦にしたブロック状に形成され、下パンチ２３０を嵌め合せて上下に挿通するための貫通孔を有する。
下パンチ２３０は、下型２４０の貫通孔に嵌り合って挿通する形状に形成され、図示例によれば、上パンチ２１０よりも大きい外径の円柱軸状に形成される。
下型２４０の貫通孔及び下パンチ２３０の上端面は、各凸部１２，１３の外面形状を形作る。

ヒートシンク１の製造手順を順次に説明すれば、先ず、初期状態では、図１１（ａ）に示すように、上型２２０と下型２４０の間に空間が設けられ、下パンチ２３０の上端面が下型２４０の上端面よりも下側に位置している。そして、この状態において、下型２４０の最上端面に、ヒートシンク１を形成するための板状素材１ａが載置される。

次に、図１１（ｂ）に示すように、下パンチ２３０の上下位置を変えないように固定し、上パンチ２１０、上型２２０及び下型２４０を下方へ移動し、上型２２０の下面と、下型２４０の上面との間に板状素材１ａが挟持される。

そして、前記挟持状態を維持したまま、図１１（ｃ）に示すように、下パンチ２３０の上下位置を固定した状態で、上パンチ２１０を徐々に下降させながら、この下降速度よりも速い速度で上型２２０及び下型２４０を上昇し、板状素材１ａを塑性変形させて、第１の凸部１２の周壁部及び頂壁部が成型される。

次に、図１１（ｄ）に示すように、下型２４０の上下位置を固定した状態で、上パンチ２１０、上型２２０及び下パンチ２３０を上昇させ、ヒートシンク１の途中加工品が下型２４０から外される。

次に、図１１（ｅ）に示すように、加工途中のヒートシンク１を、専用機械等により水平方向の一方へ移動し、第１の凸部１２を下型２４０上側の凹部２４１に逃がすとともに、該ヒートシンク１の平坦状の未加工部分を下型２４０の最上端面に接触させる。

次に、図１１（ｆ）〜（ｈ）では、図１１（ｂ）〜（ｄ）と略同様の動作により、前記未加工部分にも第１の凸部１２が形成される。
そして、前述した図１１（ａ）〜（ｈ）の動作が所定数繰り返されることで、複数の第１の凸部１２が全て形成される。

次に、専用機械により加工途中のヒートシンク１の上下が反転される。そして、このヒートシンク１は、図１２（ｉ）に示すように、各第１の凸部１２を上方へ向けて下型２４０の最上端面に載置される。

次に、図１２（ｊ）に示すように、下パンチ２３０の上下位置を固定した状態で、上パンチ２１０、上型２２０及び下パンチ２３０を下降し、加工途中のヒートシンク１における隣接する第１の凸部１２の間の未加工部分が、上下の型２２０，２４０によって挟持される。

そして、前記挟持状態を維持したまま、図１２（ｋ）に示すように、下パンチ２３０の上下位置を固定した状態で、上パンチ２１０を徐々に下降させながら、この下降速度よりも速い速度で上型２２０及び下型２４０を上昇し、ヒートシンク１の前記未加部分を塑性変形させて、第２の凸部１３の周壁部及び頂壁部が成型される。

次に、図１２（ｌ）に示すように、下パンチ２３０及び下型２４０を上昇して初期位置（図１２（ｉ）参照）に戻すとともに、上パンチ２１０及び上型２２０を上昇させて、下型２４０から第２の凸部１３を外すとともに、隣接する第１の凸部１２間から上型２２０の突起２２１を上方へ引き抜く。

次に、図１２（ｍ）に示すように、上パンチ２１０、上型２２０、下パンチ２３０及び下型２４０は、図１２（ｉ）と同様の初期位置に戻され、加工途中のヒートシンク１は、水平方向の一方へ移動される。

次に、図１２（ｎ）に示すように、下パンチ２３０の上下位置を固定した状態で、上パンチ２１０、上型２２０及び下パンチ２３０を下降し、加工途中のヒートシンク１における隣接する第１の凸部１２の間の未加工部分を、上下の型２２０，２４０によって挟持するとともに、加工済みの第２の凸部１３が凹部２４１に逃がされる。

次に、図１２（ｏ）〜（ｐ）では、図１２（ｋ）〜（ｌ）と略同様の動作により、前記平坦状部分にも第２の凸部１３が形成され、ヒートシンク１が上下の型２２０，２４０から外される。
そして、前述した図１２（ｏ）〜（ｐ）の動作が所定数繰り返されることで、複数の第２の凸部１３が全て形成され、ヒートシンク１が完成する。

よって、図１１〜図１２に示す製造方法によれば、先に説明した製造方法１（図９〜図１０参照）と略同様の作用効果により、所望とする形状の第１の凸部１２及び第２の凸部１３を、比較的小さい面積に高密度に配置して、高精度且つ効率的に成型することができる。
しかも、第１の凸部１２の加工と第２の凸部１３の加工とで、異なるパンチや型を用いる必要がないので、設備コストを低減することができる。

なお、図１０〜図１２に示す製造方法では、一例としてヒートシンク１を製造対象としたが、ヒートシンク１に換えてヒートシンク５（図７参照）を製造対象とすることも可能である。

また、上記実施態様によれば、上記各凸部の外形を、それぞれ平面視円形状に形成したが、他例としては、これら凸部の平面視形状を、多角形状（例えば、三角形、四角形、六角形、ひし形、台形等）や、十字形状、ハート形状、キャラクター形状、帯状、曲線状、その他の形状とすることが可能である。

また、上記実施態様では、全ての凸部の頂壁部に貫通孔のない態様（図１及び図７参照）と、全ての凸部の頂壁部に貫通孔を有する態様（図２及び図５参照）とを例示したが、他例としては、単数のヒートシンクにおいて、一部の凸部のみに貫通孔を設けるとともに他の凸部には貫通孔を設けない態様とすることも可能である。

また、本発明は上述した実施態様に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜変更可能である。

１，２，３，４，４’，５：ヒートシンク
６：電子部品パッケージ
１１，２１，４０，５１：基板部
１２，２２，４１ｂ，４２ｃ，５２：第１の凸部
１３，２３，４２ｂ，５３：第２の凸部
２２ａ，２３ａ：貫通孔
３１，３２，３３：補助凸部
３２ａ：貫通部
４１：第１片部
４２：第２片部
Ａ，Ｂ：電子部品

このような課題に鑑みて、本発明は、以下の構成を具備するものである。
基板部と、該基板部から厚み方向の一方へ突出するとともに内部空間を外部に連通した中空状の第１の凸部と、この第１の凸部に対し前記基板部に沿って離れた位置で、前記基板部から厚み方向の他方へ突出するとともに内部空間を外部に連通した中空状の第２の凸部とを具備し、前記第１の凸部を前記基板部の面方向に間隔を置いて複数設けるとともに、隣り合う前記第１の凸部の間に、前記第２の凸部を配置したヒートシンクの製造方法であって、板状素材を上下の型で挟持し、この挟持状態を維持したまま、この挟持されている範囲内の複数箇所に一方向の塑性加工を施すことで、前記第１の凸部を複数形成し、この後、前記板状素材における隣り合う前記第１の凸部の間の部分を上下の型で挟持し、この挟持状態を維持したまま、この挟持されている範囲内の中央側に他方向の塑性加工を施すことで、前記第２の凸部を形成することを特徴とするヒートシンクの製造方法。

このような課題に鑑みて、本発明は、以下の構成を具備するものである。
基板部と、該基板部から厚み方向の一方へ突出するとともに内部空間を外部に連通した中空状の第１の凸部と、この第１の凸部に対し前記基板部に沿って離れた位置で、前記基板部から厚み方向の他方へ突出するとともに内部空間を外部に連通した中空状の第２の凸部とを具備し、前記第１の凸部を前記基板部の面方向に間隔を置いて複数設けるとともに、隣り合う前記第１の凸部の間に、前記第２の凸部を配置し、前記第１の凸部側の前記内部空間を前記基板部に貫通して前記第１の凸部内に入り込ませ、かつ前記第２の凸部側の前記内部空間を前記基板部に貫通して前記第２の凸部内に入り込ませるようにしたヒートシンクの製造方法であって、板状素材を上下の型で挟持し、この挟持状態を維持したまま、この挟持されている範囲内の複数箇所に一方向の塑性加工を施すことで、前記第１の凸部を複数形成し、この後、前記板状素材における隣り合う前記第１の凸部の間の部分を、これら隣り合う第１の凸部の間に嵌り合う一方の型および該型に挿通された一方のパンチと、前記一方の型に対向する他方の型および該型に挿通された他方のパンチとによって上下から挟持し、前記一方のパンチおよび前記他方のパンチに相対し、前記一方の型および前記他方の型を前記板状素材の厚み方向へ移動させることで、この挟持されている範囲内の中央側に他方向の塑性加工を施し、前記第２の凸部を形成することを特徴とするヒートシンクの製造方法。

Claims (14)

1. 基板部と、該基板部から厚み方向の一方へ突出するとともに内部空間を外部に連通した中空状の第１の凸部と、この第１の凸部に対し前記基板部に沿って離れた位置で、前記基板部から厚み方向の他方へ突出するとともに内部空間を外部に連通した中空状の第２の凸部とを具備したヒートシンク。
2. 前記第１の凸部及び前記第２の凸部を、それぞれ、頂壁部及び周壁部を有する筒状に形成するとともに、基板部側の端部を開口して外部に連通したことを特徴とする請求項１記載のヒートシンク。
3. 前記頂壁部に貫通孔を設けたことを特徴とする請求項２記載のヒートシンク。
4. 前記第１の凸部と前記第２の凸部のうち、少なくとも一方の凸部の外周部に、環状に嵌合するとともに該凸部よりも前記基板部の面からの突出量が大きい補助凸部を設けたことを特徴とする請求項１乃至３何れか１項記載のヒートシンク。
5. 前記補助凸部に、突出方向に対し交差する方向へ貫通する貫通部を設けたことを特徴とする請求項４記載のヒートシンク。
6. 前記第１の凸部を前記基板部の面方向に間隔を置いて複数設けるとともに、隣り合う前記第１の凸部の間に、前記第２の凸部を配置したことを特徴とする請求項１乃至５何れか１項記載のヒートシンク。
7. 前記基板部は、第１片部と、この第１片部に対し交差する方向へ曲がった形状の第２片部とを一体的に備え、これら第１片部と第２片部間の内角側の空間へ突出するように前記第１の凸部を有するとともに、これら第１片部と第２片部間に対する外角側の空間へ突出するように前記第２の凸部を有することを特徴とする請求項１乃至５何れか１項記載のヒートシンク。
8. 前記第１の凸部及び前記第２の凸部を構成する壁部は、材質の異なる複数枚の板状素材を厚み方向に重ね合わせた多層状に形成されるとともに隣接する層間で接合され、前記基板部よりも厚みが薄くなっていることを特徴とする請求項１乃至７何れか１項記載のヒートシンク。
9. 前記第１の凸部及び前記第２の凸部の各々は、その外周面と内周面が異なる断面形状であることを特徴とする請求項８記載のヒートシンク。
10. 板状素材における複数箇所に一方向の塑性加工を施すことで前記第１の凸部を複数形成する工程と、前記板状素材における隣り合う前記第１の凸部の間の部分を上下の型で挟持し、該部分に他方向の塑性加工を施すことで前記第２の凸部を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項６記載のヒートシンクの製造方法。
11. 材質の異なる複数枚の板状素材を圧着せずに重ね合わせた後、この重ね合わせられた複数枚の板状素材を塑性加工することで前記多層状の第１の凸部及び第２の凸部を形成するようにしたことを特徴とする請求項８記載のヒートシンクの製造方法。
12. 請求項１乃至９何れか１項記載のヒートシンクによって電子部品が支持されていることを特徴とする電子部品パッケージ。
13. 前記電子部品が、前記第１の凸部又は前記第２の凸部の突端に接触して支持されていることを特徴とする請求項１２記載のヒートシンクを用いた電子部品パッケージ。
14. 前記第１片部には、前記外角側に位置する面に電子部品が接触して支持されていることを特徴とする請求項７記載のヒートシンクを用いた電子部品パッケージ。

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