JP2519505B2 - 放熱用等の金属部材の製造方法 - Google Patents

放熱用等の金属部材の製造方法

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JP2519505B2 JP63092909A JP9290988A JP2519505B2 JP 2519505 B2 JP2519505 B2 JP 2519505B2 JP 63092909 A JP63092909 A JP 63092909A JP 9290988 A JP9290988 A JP 9290988A JP 2519505 B2 JP2519505 B2 JP 2519505B2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description

【発明の詳細な説明】 《発明の目的》 〈産業上の利用分野〉 本発明は例えば大規模集積回路(LSI)や、IC、FET等
の電子部品の放熱を行いながら支承する金属部品の製造
方法に係るものである。
〈発明の背景〉 この種のLSI、その他電子部品用の放熱用部品として
は、金属製の支持ベースを利用してこれに多数の放熱フ
ィンやピン状突起を形成したものが適用されており、こ
れら突起物によって放熱作用面積の増大を図るようにし
ている。ところで従来この種の放熱用部品は多くはモー
ルド成型されたものであり、より生産効率に優れた押出
成型は近時に至るまで採用されていなかった。この理由
は例えばピン状の冷却用の突起を作る場合、多数の成型
孔を有する成形型に素材を押し込んで形成するものであ
るが、成型時はともかくとして、これを成形型から外す
ときに素材と成型孔との組み込みが激しく、その取り外
しが極めて困難なためであった。そこで本出願人はこの
ような問題点を解決すべく特願昭62−182888号(特開平
1−27736号)「放熱用等の金属製品並びにその製造方
法並びにその製造装置」の出願に及んでいる。このもの
は製品を成形型から抜き外す機構として油圧作動をとり
入れることにより、各ピン状突起に均等の圧力を加える
ことを可能として、製品は成形型から傾くことなく平均
して押し戻されるようになり、これにより生産効率に優
れた押圧成型をこの種の放熱用部品を生産する分野にも
採用できるようにしたというものである。
しかしながら、近時における大規模集積回路(LSI)
等の電子部品の開発は目覚ましく、その性能は日進月歩
向上している。例えば大規模集積回路(LSI)の集積度
が向上すると、発熱量も増大するに至り、更に放熱効果
も優れた放熱用部品の開発が望まれている。そこで今日
注目されているのがヒートパイプである。このものはパ
イプ内に冷媒を封入し、毛細管現象を利用して冷媒に流
れを生じさせ、これにより放熱効果を高めたものであ
る。しかしながらこのヒートパイプは一端に放熱用のフ
ィンを取り付けて使用したり、他の取付部材と併用して
使用しなければならず、その構造も複雑となり、またモ
ールド成型によってその外殻部材が構成されている現状
もあいまって、他の放熱用部品に比べてコスト高となっ
ている。
〈開発を試みた技術的事項〉 本発明はこのような背景に鑑みなされたものであっ
て、ヒートパイプによって得られる放熱効果と同等の効
果を先に述べた本出願人の開発に係る特願昭62−182888
号(特開平1−27736号)に見られるような放熱用等の
金属製品にもたせるに際して必要となる中間素材たる放
熱用等の金属部材を製造するための技術について開発を
試みたものである。
《発明の構成》 〈目的達成の手段〉 即ち本発明たる放熱用等の金属部材の製造方法は、素
材に対し多数の案内部成型ピンを具えて成る上型と、こ
の案内部成型ピンに対向する位置に複数の案内部成型凹
部を刻設して成る下型とにより押圧を加え、塑性変形さ
せて素材を予備形状に成型し、しかる後、中空部成型ピ
ンを見えて成る上型と、この中空部成型ピンに対向する
位置にピン状突起成型孔を有する下型とによって更に押
圧を加え、最終形状に成型するとともに、成型完了後に
おいては下型下方から加圧媒体を供給し、平均的に製品
の抜き外し力がかかるようにしたことを特徴として成る
ものであり、もって前記目的を達成しようとするもので
ある。
〈実施例〉 以下本発明を図示の実施例に基づいて具体的に説明す
る。まず以下の説明にあたっては、本発明により製造さ
れる結果物である放熱用等の金属部材について説明し、
次いで本発明の製造方法について説明する。符号1は本
発明により製造された最終製品としての放熱用部品であ
って、その本体部材として本発明の金属部材1aが適用さ
れる。金属部材1aは例えばアルミニウム等を主体とした
軽合金材料等によって構成される。そしてこの実施例で
は一例としてほぼ矩形状を成す基材部2に対し、ピン状
突起3をその一面に多数形成したような形状をとる。そ
してこのピン状突起3は基材部2と同一の部材が押出成
型によって突出形成することにより構成されていて、そ
の内部には中空部4が設けられ、管状に形成されてい
る。更に具体的にはこの中空部4は基材部2側に開口部
5を有し、基材部2側からピン状突起3の先端付近まで
に及んで形成されている。尚この基材の寸法は例えば数
mm角〜数100mm角の範囲をはじめ、更にそれ以外の寸法
で種々形成できるものであり、勿論、最終製品の形状を
始めから有した状態でもよいし、あるいは最終製品にす
るにはこの製品を更に分割切断して所望の大きさにして
用いるなど、適宜の手法がとり得る。尚、基材部2の厚
さについても適宜選択できるものであり、数mm〜数10mm
程度の厚さのものが任意に設定できる。またピン状突起
3についても直径0.数mm〜数mm程度の太さのものであっ
て、高さは数mm〜数10mm程度のものを形成できる。要は
目的に応じ、適宜の形状のものが選択的に製造できる。
またピン状突起3における中空部4の断面形状は第7図
に示すように種々の態様がとり得るものであって、第7
図(a)は多数の溝4aを有するセレーション状断面をも
つもの、第7図(b)は四辺が互いに内側に湾曲し、各
頂点部4bが毛細管効果を奏するような断面をもつもの、
第7図(c)は円孔の一部に毛細管効果を有する溝部4c
が設けられた断面をもつもの等が適用できる。
次にこのような金属部材1aの製造方法について説明す
る。まず本発明では押出成型を主体として所望の形状に
仕上げることを前提としている。従って本発明の実施に
あたっては通常の押出成型で用いられているのと同じ成
形型10が必要となる。この成形型10は周知のとおり素材
Wに押圧を加える押型(以下の説明では通常この押型
は、この種の押出成型機の上部側に配置されていること
に鑑み、上型11と記す)と、素材Wを挟んで下方に位置
する下型12とによって成っている。そして本発明にあっ
ては上型11と下型12との形状に工夫を凝らしたこと、素
材Wに対して二度に分けてそれぞれ別個の形状を有する
上型11と下型12とを用いて押圧すること、及び成型後の
完成品たる金属部材1aをこれらの成形型10から抜き外す
に際し、下型12の下方側から加圧媒体たる作動油Lを供
給し、この加圧作用を利用したことを特徴としている。
以下更に詳しく説明する。まず例えば矩形状を成す素材
Wを下型12上の所定の位置に載置する。しかる後、上型
11を下降させ、素材Wに押圧を加え、予備形状W′に成
型する(以下これを第一次成型という)。この段階では
後述する第二次成型を容易にするための案内部20を形成
することを目的とする。具体的には予備形状W′は第5
図及び第6図(c)に示すように下方に複数の案内凸部
21、そしてこの案内凸部21の中心線上に上方側から案内
凹部22が形成されて成る。またこのような予備形状W′
に至らせるに際し用いられる上型11、下型12は第4図に
示すように上型11にあっては案内凹部22を形成するため
の案内部成型ピン13をその下面に複数設けて成り、下型
12にあっては案内凸部21を形成するための案内部成型凹
部14をその上面に複数刻設し、成っている。尚この案内
部成型ピン13及び案内部成型凹部14は本実施例で示す形
状に限られることなく種々の態様がとられることは勿論
である。次にこのようにして予備形状W′に成型された
ものは一度成形型10から取り外される。尚この場合の取
り外しに際しては案内凸部21及び案内凹部22の塑性変形
の度合は必ずしも大きくないことから後述するような加
圧媒体たる作動油Lによる加圧手段を用いることは必要
ないと思われるが、必要に応じこの手段も採用し得る。
そして第二次成型を行うために前記予備形状W′に成型
するのに用いられた上型11及び下型12とは形状を異なら
させた成形型10を設置させた他の押圧成型機に予備形状
W′に成型された中間成型部材を載置するか、第一次成
型時に使用したのと同一の押圧成型機を使用する場合に
は上型11及び下型12を第二次成型用の成形型10に交換
し、中間成型部材を再び載置するような構成をとる。そ
して上型11を下降させ、予備形状W′に成型された中間
成型部材に押圧を加え最終形状に成型する(これを第二
次成型という)。この場合使用される上型11及び下型12
の形状は第5図に示すように、上型11にあっては下面に
複数の中空部成型ピン16を具えて成り、下型12にあって
は上面に複数のピン状突起成型孔17を具えて成る。この
ピン状突起成型孔17は小径部と大径部が段差状に繰り返
すように構成されていて小径部の寸法が最終形状たる金
属部材1aのピン状突起3の外径寸法となる。そして押圧
が加えられると中空部成型ピン16は案内凹部22に、また
案内凸部21はピン状突起成型孔17に案内され、流れるよ
うに移動して最終形状たる前述したような金属部材1aが
成型される。そして成形型10による押圧を解除し、その
加工を停止する。尚、中空部4を形成する手段としては
中空部成型ピン16による塑性加工のほか、中空部なしの
ピン状突起3を成型し、その後加工としてドリル加工を
行い、前記押圧成型と併用することで金属部材1aを成型
することも可能である。続いて加工を完了した金属部材
1aは成形型10から抜き出すものであるが、各ピン状突起
3はそれぞれピン状突起成型孔17において食い込み合っ
た状態であり、従ってこれを次のような操作によって抜
き出す。即ちこのような状態で下型12の下方に設けられ
た加圧室25に作動媒体たる作動油Lを充填し、しかる
後、加圧ピストン26を上昇させて加圧室25内の液圧を上
げ、これによって各ピン状突起3に均等の圧力で戻し方
向の力を加える。これによって金属部材1aは成形型10か
ら傾くことなく平均して押し戻され、抜き外しがなされ
る。尚このとき上型11については金属部材1aが完成後直
ちに上昇して加圧状態を完全に解除してもよいが、上型
11を金属部材1aから離さずに位置させ、加圧室25におけ
る作動油Lの圧力上昇に合わせて漸次上昇するようにし
てもよい。即ち金属部材1aの上面に当接しながら、その
姿勢を制御するような作用を行わせてもよい。また上型
11は第一次成型で使用されるものと、第二次成型で使用
されるものと同一のものが使用できる場合にあっては上
型11の交換は不要となる。そして中空部成型ピン16につ
いては第7図に示すような種々の断面形状のものが適用
できる。また外部形状にあっても成型完了後、中空部4
から抜き出す際の便を考慮してテーパ状に構成すること
も可能である。尚、中空部4がこのような断面形状をと
ることは放熱効果を高めるために中空部4内に冷媒を封
入し、使用する場合を考慮してのものであり、具体的に
はセレーション状の溝4aや頂点部4b、溝部4cに生ずる毛
細管現象を利用しようとしたものである。
なお本発明により製造された金属製品の用途として
は、前述したようなLSIその他の電子部品用の放熱用部
品として使用されるもののほか、例えば中空部4内に温
度検知、湿度検知用として用いられるセンサーを収納
し、使用することもできる。また基材部2の形状も平板
状のものに限らず、第8図に示すように種々の形状のも
のが採用できる。
《発明の効果》 本発明は以上述べたような構成を有するものであり、
以下のような効果を発揮する。まず一連の加工が押出成
型のみによりなされること、及び放熱用フィンその他の
金属部材、取付部材を併用することなく使用できること
により生産コストの点で従来のモールド成型を凌ぐ廉価
で且つ高性能な金属部材1aを提供できる。特に製造にあ
たっては金属部材1aを成形型10から抜き外す場合、加圧
媒体たる作動油Lによる油圧作動によって行っているか
ら確実にその抜き外しができ、且つ加工後の金属部材1a
を損傷させることはない。更に予備形状W′を成型する
ための第一次成型と最終形状に成型するための第二次成
型とによる二段階の工程に分けて成型するため、成形型
10に過度の負担がかかるということもない。更にまた素
材Wが押圧形成されて下型12に流れるように移動するの
で、ピン形状等の設計の自由度が高い。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明により製造された放熱用等の金属部材の
使用状態を示す斜視図、第2図は本発明により製造され
た金属部材の斜視図、第3図は同上一部を破断して示す
斜視図、第4図は本発明において金属部材を成型するた
めの第一次成型用成形型を示す斜視図、第5図は同上第
二次成型用成形型を示す斜視図、第6図は金属部材の成
型段階を骨格的に示す説明図、第7図は中空部成型ピン
並びにこの成型ピンによって形成された中空部の断面形
状の種々の実施例を併せ示す斜視図、第8図は本発明に
より製造される放熱用等の金属部材における基材部の他
の変形例を示す斜視図である。 1;放熱用部品 1a;金属部材 2;基材部 3;ピン状突起 4;中空部 4a;溝 4b;頂点部 4c;溝部 5;開口部 10;成形型 11;上型 12;下型 13;案内部成型ピン 14;案内部成型凹部 16;中空部成型ピン 17;ピン状突起成型孔 20;案内部 21;案内凸部 22;案内凹部 25;加圧室 26;加圧ピストン W;素材 W′;予備形状 L;作動油
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05K 7/20 H05K 7/20 N H01L 23/36 Z

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】素材に対し多数の案内部成型ピンを具えて
    成る上型と、この案内部成型ピンに対向する位置に複数
    の案内部成型凹部を刻設して成る下型とにより押圧を加
    え、塑性変形させて素材を予備形状に成型し、しかる
    後、中空部成型ピンを具えて成る上型と、この中空部成
    型ピンに対向する位置にピン状突起成型孔を有する下型
    とによって更に押圧を加え、最終形状に成型するととも
    に、成型完了後においては下型下方から加圧媒体を供給
    し、平均的に製品の抜き外し力がかかるようにしたこと
    を特徴とする放熱用等の金属部材の製造方法。
JP63092909A 1988-04-15 1988-04-15 放熱用等の金属部材の製造方法 Expired - Lifetime JP2519505B2 (ja)

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