JP2715752B2 - ヒートシンク放熱フィンとその製造方法 - Google Patents

ヒートシンク放熱フィンとその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ヒートシンク放熱フィ
ンおよびその製造方法、さらに詳しくはマルチワイヤソ
ーによって製造されるヒートシンク放熱フィンおよびそ
の製造方法に関する。本発明にかかるヒートシンク放熱
フィンは各種の用途に適用し得るが、ここではその代表
であるＩＣパッケージ用のヒートシンク放熱フィンを例
にとって記述する。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣパッケージはＩＣチップを気密封着
した最も基本的なエレクトロニクスデバイスである。図
１はその典型的な一例であるセラミックス製のパッケー
ジを示し、図１(イ)は平面図、同 (ロ)は断面図である。
【０００３】ＩＣチップ１は、セラミックスベース２と
セラミックスキャップ３で構成された気密空間４内に収
納され、べース２の中心凹み部に固定されている。ベー
ス２とキャップ３の合わせ面はリード５をはさんだ状態
でガラス層６で封着される。リード５とＩＣチップ１は
リードワイヤ７で連結される。ここで、ベース２、キャ
ップ３、リード５およびガラス層６の線膨脹係数は略同
一となるようにその材質が選定され、パッケージの気密
性、信頼性が保たれるように細心の注意が払われてい
る。
【０００４】ところで、ＩＣの集積度が向上するにつ
れ、ＩＣチップ１から発生する熱をパッケージの外に放
熱する必要が生じる。これは、熱によってＩＣに誤動作
が生じたり、パッケージの気密性が損なわれて機能が停
止するなどの重大なトラブルをきたすからである。図１
(ロ) に示すベース２を熱伝導率が良い材質のものにする
のも１つの方法であるが、ベース２の表面からだけの放
熱であるので、その放熱性能には限界がある。そこで、
ＩＣで発生する熱をパッケージの外部に効率的に逃がす
ための構造のパッケージが考案されている。
【０００５】図２はその一例で、ピングリッドアレイ型
セラミックスパッケージに適用した場合である。ＩＣチ
ップ１は伝熱基板12の中心に固定され、額縁状のセラミ
ックス板９、10およびリッド13で構成された気密空間14
内に収納される。金属製のリッド13とセラミックス板
９、伝熱基板12とセラミックス板10はロウ付けなどの方
法で接合され、セラミックス板９と10の合わせ面はガラ
ス層で封着されている。セラミックス板９に差し込まれ
たピン11とＩＣチップ１の回路はリードワイヤ７および
セラミックス板10の表面10a に描かれた導通回路を介し
て電気的に連絡されている。
【０００６】伝熱基板12は熱伝導率が大きく、かつチッ
プ１との線膨脹率の差が少ない材質のものが選定され、
例えば銅を含浸させたタングステンあるいはコバールな
どが用いられる。伝熱基板12の下面には放熱フィン８が
接合される。放熱フィン８は伝熱基板12に取付けられる
底板部8bと複数の放熱部8aで構成される。ＩＣチップ１
で発生した熱は伝熱基板12を通して底板部8bおよび放熱
部8aに伝わり、フィン表面8dから放散される。この熱放
散を促進するため、放熱部８ａには気体あるいは液体の
冷却媒体が流される。すなわち、放熱フィン８には熱伝
導性と熱伝達性が要求される。
【０００７】放熱フィン８の熱伝導性を向上させるに
は、アルミニウム、銅などの熱伝導率が優れた材質を使
用し、かつ放熱部8aの合計断面積を大きくとることが必
要である。放熱フィン８の熱伝導性を向上させるには、
冷却媒体が放熱部8aを通過する際の圧損を極力小さく
し、かつ放熱部8aの全表面積を大きくとることが必要で
ある。以上の観点からこれまでに各種の形状の放熱フィ
ンが検討されている。
【０００８】図３(イ) 、(ロ) はそれぞれ放熱フィン８の
代表的な例を示す。図３(イ) は板状の放熱部8a'(以下、
放熱板という) を平行に配列させたチャンネル状放熱フ
ィン8' (以下、チャンネルフィンという) である。図３
(ロ)はピン状の放熱部8a"(以下、放熱ピンという）を林
立させたピン状放熱フィン8" (以下、ピンフィンとい
う) である。
【０００９】両者の違いは、放熱部8a' 、8a" での冷却
媒体の流れにある。図３(イ) のチャンネルフィン8'では
放熱板8a'に沿った一方向の流れに限定される。一方、
図３(ロ)のピンフィン8"では四方八方の流れが可能であ
る。また、冷却媒体が衝突する面が多いので、いわゆる
前縁効果によって冷却が促進される。次に、チャンネル
フィン8'、ピンフィン8"の従来の製造方法について説明
する。チャンネルフィン8'の製造方法としては、塑性加
工による方法と切削加工による方法がある。
【００１０】図４は、従来の塑性加工法としての熱間押
出しの説明図である。コンテナ15内に装入された加熱済
みのビレット16を後方より押金17で加圧し、ダイス18に
設けられた、図３(イ) の斜線部Ａと同一形状のダイス穴
20から長尺の半成品19を押出し、これを所定ピッチで切
断してチャンネルフィン8'が製造される。ところで、押
出加工でチャンネルフィン８' を製造する場合には、図
３(イ) に示す放熱板8a' の厚さｔ、間隙ｇが制約され
る。厚さｔに関しては、押出し加工上のむづかしさか
ら、２mm程度が下限とされている。間隙ｇに関しては、
ダイス穴20の強度上の制約から３mm程度が下限とされて
いる。なお、放熱板8a' の高さｈについても、同じくダ
イス穴20の強度上の制約から、間隙ｇの高さ５倍程度が
限界とされている。
【００１１】機械加工でチャンネルフィン8'を製造する
場合にはフライス加工が採用されている。図５はフライ
ス加工の状況を示し、チャンネルフィン8'と同一外形寸
法の素材ブロックであるワーク22を所定枚数のフライス
カッタ21を回転させながら溝23を加工し、溝23の深さを
徐々に増加させていく。フライス加工でチャンネルフィ
ン8'を加工する場合にも図３(イ) に示す放熱板8a' の厚
さｔ、間隙ｇが制約される。厚さｔに関しては、溝23の
壁に作用する切削力による壁の破断を防止するために1.
5mm 程度が下限とされている。間隙ｇに関しては、フラ
イスカッタ21の剛性の問題から２mm程度が実用上の下限
とされている。なお、放熱板8a' の高さｈについても、
同じくフライスカッタ21の剛性上の制約から、ｇの高々
10倍程度が限界とされている。
【００１２】以上のように、従来の塑性加工あるいは切
削加工で製造したチャンネルフィン8'は、放熱板8a' の
厚さｔと間隙ｇが大きい一方、高さｈが制約されるの
で、所定枚数の放熱板8a' を設けて表面積と断面積を確
保しようとすれば、チャンネルフィン8'の平面寸法W1×
W2が大きくならざるを得ない。
【００１３】次に、ピンフィン8"の製造方法について説
明する。ピンフィン8"の製造方法としては、切削加工
法、ダイキャスト法などが考えられるが、いずれも生産
能率が悪く、工業的規模で生産するにはコスト的に困難
である。ここでは一例としてフライスによる切削加工法
を説明する。
【００１４】図５に示すように、まずワーク22の一面に
一方向の浅い溝を加工し、次いでワーク22を同一平面内
で90°ターンし、前記の溝と直交する方向に溝を加工す
る。これを繰り返して徐々に溝深さを増加させ、最終的
に図３(ロ) に示すピンフィン8"を得る。溝深さを徐々に
深くしていくのは、前段の加工で形成した溝壁がフライ
スカッタ21の切削力で変形するのを防止するためであ
る。この加工法においては切削加工中の変形を防止する
ための寸法上の制約があり、放熱ピン8a" の太さd1(d2)
は２mm程度、間隙g1(g2)は2.5mm程度、高さｈはg1(g2)
の10倍程度が限界とされている。
【００１５】結局、切削加工で製造したピンフィン8"に
おいても、放熱ピン8a" の太さd1(d2)と間隙g1(g2)が大
きい一方、高さｈが制約されるので、所定本数の放熱ピ
ン8a" を設けて表面積と断面積を確保しようとすれば、
ピンフィン8"の平面寸法W1×W2が大きくならざるを得な
いのである。平面寸法W1×W2を大きくすると当然のこと
ながら収納するエレクトロニクス機器も大きくなるの
で、これは採用し難い。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】ＩＣチップの集積度は
今後ますます高まる趨勢にあり、放熱フィンの寸法を大
きくすることなしに、その放熱散性を高めていく必要が
ある。本発明の目的は、上記の如き従来のチャンネルフ
ィンあるいはピンフィンが抱える放熱面積の制約を解決
すべく、限られた平面寸法の中で放熱面積を飛躍的に向
上させ得るヒートシンク放熱フィンの製造方法を提供す
ることである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】放熱フィンの平面寸法W1
×W2 (図３) を増加させずに放熱面積を増加させるに
は、チャンネルフィンの放熱板の厚さあるいはピンフィ
ンの放熱ピンの太さをできるだけ小さく、かつこれらの
間隙を圧損に支障のない範囲で狭くする必要がある。な
お、高さＨ (図３) は、放熱フィンの小形化の点から、
放熱機能を満足する範囲で小さい方が好ましい。
【００１８】本発明者らは、このための加工法を種々検
討した結果、高密度に配列した放熱板あるいは放熱ピン
の加工法として、従来はもっぱらシリコンなどの脆性材
料の切断に用いられてきたマルチワイヤソーによる研削
加工が最適であることを見い出し、本発明を完成したの
である。
【００１９】かくして、本発明の要旨とするところは、
発熱体からの熱を受ける底板部と、該底板部に直立して
平行に配列した放熱板とが一体に成形されたヒートシン
ク放熱フィンの製造方法において、該放熱板のピッチと
同一ピッチで張設されたワイヤ列を走行せしめ、該ワイ
ヤ列と素材の間に砥粒を含む加工液を介在させた状態で
該ワイヤ列と該素材とを押しつけ、該砥粒の研削作用に
よって前記素材に所定の深さと幅を有する平行溝列を形
成せしめることを特徴とするヒートシンク放熱フィンの
製造方法である。
【００２０】別の面からは、本発明は、発熱体からの熱
を受ける底板部と、該底板部に直立して、該底板部の面
内二方向（Ｘ、Ｙ）に整列して配列した放熱ピンとが一
体に成形されたヒートシンク放熱フィンの製造方法にお
いて、該放熱ピンのＸ方向ピッチと同一ピッチで張設さ
れたワイヤ列を走行せしめ、該ワイヤ列と素材の間に砥
粒を含む加工液を介在させた状態で該ワイヤ列と素材と
を押しつけ、該砥粒の研削作用によって所定の深さと幅
を有する平行溝列を成形した半成品となし、次いで、前
記放熱ピンのＹ方向ピッチと同一ピッチで張設されたワ
イヤ列を走行せしめ、該ワイヤ列に前記半成品の平行溝
列が交差するように該ワイヤ列と前記半成品とを押しつ
け、同じく砥粒の研削作用によって前記半成品の前記平
行溝列間の平行壁列を所定の深さまで寸断することを特
徴とするヒートシンク放熱フィンの製造方法である。
【００２１】上述のＸ方向およびＹ方向の研削加工は、
Ｘ方向に張設されたワイヤ列とＹ方向に張設されたワイ
ヤ列に高低差を設けて同時に行うようにしてもよい。さ
らに別の面からは、本発明は、発熱体からの熱を受ける
底板部と、該底板部に直立して複数平行に配列した放熱
板とが一体に成形されたヒートシンク放熱フィンであっ
て、該放熱板の厚さが１ｍｍ以下、放熱板の間の間隙が
１．５ｍｍ以下であり、かつ両端の放熱板をその内側の
放熱板よりも厚くしたヒートシンク放熱フィンである。
【００２２】 なおさらに別の面からは、本発明は、発
熱体からの熱を受ける底板部と、該底板部に直立して複
数に配列した放熱ピンとが一体に成形されたヒートシン
ク放熱フィンであって、該放熱ピンの平面寸法が１ｍｍ
×１ｍｍ以下、放熱ピンの間の間隙が１．５ｍｍ以下で
ある、好ましくはマルチワイヤソーで製造されるヒート
シンク放熱フィンである。本発明の好適態様によれば、
上記ヒートシンク放熱フィンにおいて四隅および／また
は四辺の放熱ピンの太さをその内側の放熱ピンよりも大
きくする。
【００２３】
【作用】次に、添付図面を参照しながら、本発明にかか
る放熱フィンの製造方法についてＩＣパッケージ用放熱
フィンを例にとって以下に説明する。はじめに、本発明
で使用するマルチワイヤソー (以下、単にワイヤソーと
いう) について簡単に説明する。
【００２４】図６(イ) 、(ロ) は、ワイヤソーの一例を示
す略式斜視図および略式断面図である。ワイヤソーに
は、例えば、特公昭56−198 号に記載されているワイヤ
往復式と、例えば特開昭61−100361号に記載されている
ワイヤを一方向走行式に大別され、図６(イ) 、(ロ) は後
者の例を示す。本発明では、いずれのタイプのワイヤソ
ーも使用しうるが、ここでは加工能率が優れた後者を例
にとって説明する。
【００２５】図６(イ) はワイヤソーの加工部を示し、左
方より図示しないワイヤ繰出し装置から送られた、例え
ばピアノ線であるワイヤ31は、溝ローラ32、32' 、32"
を周回して巻きつけられ、所定の本数とピッチのワイヤ
列33が形成される。溝ローラ32から右方向に向かうワイ
ヤ31" は図示しないワイヤ巻取り装置に巻取られる。ワ
イヤ繰出し装置およびワイヤ巻取り装置にはワイヤに所
定の張力を付加する機構が設置され、ワイヤ列33はたる
みがない状態で張られている。
【００２６】図６(ロ) は溝ローラ32、32' 、32" の各々
におけるワイヤ31' の巻きつけ状態を示す断面図であ
る。溝ローラの表面には、所定ピッチＰでＶ字形のリン
グ状の溝32a が刻設されており、ワイヤ31' を溝32a 内
に収めることによってワイヤピッチＰが確保される。
【００２７】溝ローラ32、32' 、32" のうち少なくとも
１本を回転駆動してワイヤ列33を一方向に走行せしめ、
加工液供給管34によってホッパ36に供給された砥粒を含
む加工液35は、ホッパ36の下部に設けられたスリット穴
からワイヤ列33上にカーテンフロー状に流出し、ワイヤ
列33に付着した加工液がワーク37の切断部に供給され
る。ワーク37は押上台38にボルト40で締付固定されたベ
ース39に接着などの方法で固定されている。押上台38を
徐々に上昇させてワーク37をワイヤ列33に押しつける
と、ワイヤ列33に付着した加工液に含まれる砥粒の研削
作用によって、ワイヤ列33が押しつけられる部分がワー
ク37から削りとられていく。なお、遊離砥粒を使用する
ので、ワークに作用する研削力は極めて軽微である。
【００２８】次に、上記ワイヤソーによるチャンネルフ
ィンの加工方法について説明する。図７（イ）、
（ロ）、（ハ）は、本発明で加工するチャンネルフィン
２６を示すぞれぞれ平面図、側面図、およびその部分拡
大図である。前述したように、本発明によるチャンネル
フィン２６は、放熱板２６ａの厚さｔを従来よりも画期
的に薄くできるのが特徴である。ｔが極端に小さいと加
工中に放熱板２６ａが曲がることがあり、実用的な最小
値は０．２ｍｍ程度である。ｔが小さい場合には、チャ
ンネルフィン２６のハンドリングの際に放熱板２６ａが
変形する危険があるので、図７（イ）、（ロ）に示すよ
うに両端に内側の放熱板２６ａより厚い放熱板２６ｂを
設けるのがよい。放熱板２６ｂの厚さｂは０．５〜１ｍ
ｍ程度あれば十分である。
【００２９】図７に示すチャンネルフィン26の外径寸法
(W1×W2×H)と同一の直方体素材ブロックをワーク37と
して、図６(イ) に示すようにセットし、ワイヤソーによ
って研削加工を行い、切り込み深さが図７に示すｈに到
達した時点でワーク37の押上げを停止する。
【００３０】図８（イ）、（ロ）はこの状態をそれぞれ
斜視図および拡大断面図で示すものである。ワイヤ３
１’と砥粒によって形成された溝２６ｄの幅ｇ＝ｍ＋３
ｑ（ｍ：ワイヤ径、ｑ：砥粒径）であり、ワイヤ径と砥
粒径の組み合わせで図７（ハ）に示す放熱板２６ａの間
隙ｇを自在に調整することができる。ワイヤ３１’は円
形断面であるので、図７（ハ）に示すように溝底部２６
ｃは正確に言えば半円形状となる。溝２６ｄの深さｈは
ワイヤソーの押上台３８の押上げストロークによって自
在に設定できるので、従来の製造法におけるような放熱
板２６ａの高さの制約はない。なお、ワイヤソーによる
加工において放熱板２６ａの厚さを小さくできるのは、
前述したように加工液中の遊離砥粒による研削加工であ
るため、放熱板２６ａに作用する加工力が極めて小さい
ことによる。
【００３１】ところで、図８(イ) 、(ロ) の状態からチャ
ンネルフィン26を抜き出すには、例えば次のように行
う。図６において、まず、ワイヤ列33をゆっくり走行さ
せながら押上台38を降下せしめ、ワイヤ列33をチャンネ
ルフィン26の溝26ｄから抜きとる。次いで、溝26ｄに充
満した加工液を灯油などで洗浄し、ボルト40を緩めてベ
ース39を押上台38から取外し、しかるのちベース39から
チャンネルフィン26を分離する。
【００３２】以上は１個のチャンネルフィンを加工する
場合の説明であるが、図９の如くワーク37を複数個整列
せしめ、複数組のワイヤ列33によって同時加工すること
も可能である。別法として、ワーク37を製品が数個採取
できる長さとし、ワイヤソーで溝加工したのちに製品１
個つづの長さに切断する方法もあるが、切断時の放熱板
26ａの変形を防ぐ必要がある。次に、ワイヤソーによる
ピンフィンの加工方法について説明する。
【００３３】図１０（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）
は、本発明方法によって製造されるピンフィン３０のそ
れぞれ平面図、その部分拡大図、側面図、そしてその部
分拡大図である。前述したように、本発明により製造さ
れるピンフィン３０は、放熱ピン３０ａの平面寸法ｔ１
×ｔ２を従来よりも小さくできるのが特徴である。しか
し、ｔ１、ｔ２が極端に小さいと加工中に放熱ピン３０
ａが曲がることがあり、実用的な最小値はｔ１、ｔ２共
に０．２ｍｍ程度である。ｔ１、ｔ２が小さい場合に
は、ピンフィン３０のハンドリングの際に放熱ピン３０
ａが変形する危険がある。そこで、四隅には平面寸法ｗ
１×ｗ２の太い放熱ピン３０ｂ、四辺部には平面寸法ｔ
１×ｗ２、ｔ２×ｗ１の放熱ピン３０ｆ、３０ｇを設け
るのがよい。ｗ１、ｗ２の大きさは１〜２ｍｍ程度あれ
ば十分である。
【００３４】図10(イ) 〜(ニ) に示すピンフィン30の外形
寸法 (W1×W2×H)と同一の直方体素材ブロックをワーク
37とし、まず前述のチャンネルフィンの加工方法を適用
して図10のＸ方向溝加工を行い、一方向溝を有する半成
品26' を得る。次いで、図11に示すように半成品26' に
加工されたＸ方向の溝と交差、好ましくは直交するワイ
ヤ列33' を用いてＹ方向の研削加工を行い、ピンフィン
30を得る。この場合、半成品26' の溝26d'に充満した砥
粒を残した状態でＹ方向の研削加工を行った方がよい。
これは充満した砥粒が半成品26' の溝壁26a'の倒れを防
止するのに役立つからである。なお、ワイヤソーによる
ピンフィン30の加工においても、ワーク37を平面内に複
数個並べてＸ方向、Ｙ方向の研削加工を実施すれば１個
当たりの加工時間を短縮できる。
【００３５】以上はＸ方向、Ｙ方向の研削加工を独立し
て行う方法であるが、図12のようにしてこれを同時に行
うことも可能である。図12(イ)は平面図、同 (ロ)は側面
図である。図12(イ) に示すように、素材ワーク37に対し
てＸ方向のワイヤ列33、Ｙ方向のワイヤ列33' を交差、
好ましくは直交してセットする。２組のワイヤ列33、3
3' は図12 (ロ)に示すように若干の高低差δをつけて張
設されている。その結果として、ワイヤ列33による切込
み深さとワイヤ列33' による切込み深さに差が生ずる
が、δは高々0.5 mm程度にセットできるので実用上は全
く問題ない。
【００３６】本発明において用いるワイヤソーはすでに
公知のものを使用すればよく、ワイヤ素材、砥粒等に特
段の制限はなく、ワークの材質に応じて適宜選択すれば
よい。
【００３７】
【実施例】次に本発明の実施例を示す。 〔実施例１〕図６に示すように、厚さ20mmの純アルミニ
ウム熱間圧延板から切り出した平面寸法28.2mm×28.2mm
のワーク64個を８列の正方形状に密着整列せしめてベー
ス上に接着固定し、直径0.7 mmのピアノ線を1.1 mmピッ
チで25本づつ張設した８組のワイヤ列を各ワークの列の
直上に対向せしめ、該ワイヤ列を毎分400 ｍの速度で走
行させながら、該ワイヤ列に#600GC砥粒をラッピングオ
イルに混合した加工液を塗布し、前記ワークを毎分0.2
mmの速度で上昇させて前記ワイヤ列に押しつけ、深さ19
mmまで研削加工し、両サイドに厚さ0.5 mmの放熱板、そ
の間に厚さ0.3mmの放熱板が0.8 mmの間隙を保って24枚
平行整列し、底板部の厚さが１mmのチャンネルフィンを
得た。発熱量と風速を変え、風洞実験を行ったところ、
発熱量５〜10Ｗ、風速1.0 〜1.5m/secの条件で熱抵抗値
は大体 2.5〜2.1 ℃/Wの範囲にあり、画期的な冷却性能
を示した。
【００３８】
【００３９】〔実施例２〕 実施例１と同様にして、平面寸法１９．７ｍｍ×１９．
７ｍｍ、厚さ１５ｍｍの高力アルミニウム合金４種の焼
鈍済ワーク１００個を１０列の正方形状に密着整列せし
めてベース上に接着固定し、直径０．６ｍｍのピアノ線
を１．０ｍｍピッチで１８本づつ張設した１０組のワイ
ヤ列を各ワークの列の直上に対向せしめ、該ワイヤ列を
毎分４００ｍの速度で走行させながら、該ワイヤ列に＃
６００ＧＣ砥粒をラッピングオイルに混合した加工液を
塗布し、前記ワークを毎分０．２ｍｍの速度で上昇させ
て前記ワイヤ列に押しつけ、深さ１４ｍｍまで研削加工
した後、前記の正方形状に密着整列したワークを平面内
で９０度回転し、再び同様の研削加工を行うことによっ
て、４隅に１．０ｍｍ角の放熱ピン、４辺に平面寸法
０．３ｍｍ×１．０ｍｍの放熱ピン合計６８本、これら
に囲まれた部分に０．３ｍｍ角の放熱ピン２８９本（１
７×１７本）が０．７ｍｍの間隔を保って整列した、底
板部の厚さ１ｍｍの加工品を得たのち、焼入処理を施し
てピンフィンを得た。発熱量と風速を変え、風洞実験を
行ったところ、発熱量５〜１０Ｗ、風速１．０〜１．５
ｍ／ｓｅｃの条件で熱抵抗値は大体１．８〜１．５℃／
Ｗの範囲にあり、画期的な冷却性能を示した。
【００４０】〔実施例３〕 実施例１と同様にして、平面寸法１４．３ｍｍ×１４．
３ｍｍ、厚さ１５ｍｍの耐食アルミニウム合金２種の焼
鈍済ワーク１００個を１０列の正方形状に密着整列せし
めてベース上に接着固定し、直径０．５ｍｍのピアノ線
を０．９ｍｍピッチで１４本づつ、合計２０組のワイヤ
列を１０組みづつ０．５ｍｍの間隙の高低差をつけて張
設し、各ワイヤ列の交差部を各ワークの直上に対向せし
め、該ワイヤ列を毎分４００ｍの速度で走行させなが
ら、該ワイヤ列に＃６００ＧＣ砥粒をラッピングオイル
に混合した加工液を塗布し、前記ワークを毎分０．２ｍ
ｍの速度で上昇させて前記ワイヤ列に押しつけ、下側の
ワイヤ列が深さ１４ｍｍに達するまで研削加工を行い、
４隅に１．０ｍｍ角の放熱ピン、４辺に平面寸法０．３
ｍｍ×１．０ｍｍの放熱ピン合計５２本、これらに囲ま
れた部分に０．３ｍｍ角の放熱ピン１６９本（１３×１
３本）が０．６ｍｍの間隔を保って整列したピンフィン
を得た。発熱量と風速を変え、風洞実験を行ったとこ
ろ、発熱量５〜１０Ｗ、風速１．０〜１．５ｍ／ｓｅｃ
の条件で熱抵抗値は大体２．０〜１．７℃／Ｗの範囲に
あり、画期的な冷却性能を示した。
【００４１】
【発明の効果】以上のように、本発明の方法によれば、
従来法と比較してチャンネルフィンの放熱板の厚さある
いはピンフィンの放熱ピンの太さをはるかに小さくする
ことができるので、同一平面寸法の放熱フィンであって
も放熱板の枚数あるいは放熱ピンの本数が増加し、放熱
性能を格段に向上させることができるのである。また、
ワイヤソーによる遊離砥粒研削加工であるので、塑性加
工が困難な低延性の金属材料あるいは切削加工が困難な
高硬度の材料にも適用することができ、放熱フィンの材
質選択の幅を広げることも可能となる。
【００４２】本発明をＩＣパッケージ用の放熱フィンに
適用すれば、放熱性能の向上によって放熱フィン自体の
寸法をコンパクトにできるのでエレクトロニクス機器の
小型化も可能となる。また今後のＩＣチップの集積度の
さらなる増大にも、放熱フィンを大型化することなしに
対応できるようになるなど、エレクトロニクス産業の発
展に大なる寄与をなすものといえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】セラミックスＩＣパッケージの説明図であり、
図１(イ) は平面図そして図１(ロ) は断面図である。
【図２】ピングリッドアレイ型セラミックスＩＣパッケ
ージに装着した放熱フィンの説明図である。
【図３】図３(イ) および(ロ) は、それぞれ放熱フィンの
代表例であるチャンネルフィンとピンフィンの斜視図で
ある。
【図４】押出し加工の説明図である。
【図５】フライス加工の説明図である。
【図６】図６(イ) はワイヤソーの加工部の略式斜視図、
図６(ロ) はその部分拡大図である。
【図７】本発明の方法によるチャンネルフィンの説明図
であり、図７(イ) は平面図、図７(ロ) は断面図、そして
図７(ハ) は部分断面図である。
【図８】ワイヤソーによる研削加工終了時の状態の説明
図であり、図８(イ) は斜視図、図８(ロ) は部分断面図で
ある。
【図９】多数のワークに対するワイヤソーのワイヤ列の
セッティングの説明図である。
【図１０】本発明の方法によるピンフィンの説明図であ
り、図10(イ)は平面図、図10(ロ)はその部分拡大図、図10
(ハ) は側面図、そして図10(ニ) はその部分拡大図であ
る。
【図１１】二段階加工によるピンフィンの加工における
ワークとワイヤの位置関係の説明図であり、図11(イ) は
平面図、図11(ロ) は側面図である。
【図１２】直交２方向のワイヤ列によるピンフィンの加
工におけるワークとワイヤの位置関係の説明図であり、
図12(イ) は平面図、図12(ロ) は側面図である。
【符号の説明】
１: ＩＣチップ ２：ベース ３: キャップ ５: リード ８: 放熱フィン 8': チャンネルフィン 8": ピンフィン 8a': 放熱板 8a": 放熱ピン 8b: 底板部 12：伝熱基板 31: ワイヤ 32 :溝ローラ 33: ワイヤ列 37：ワーク

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 発熱体からの熱を受ける底板部と、該底
    板部に直立して平行に配列した放熱板とが一体に成形さ
    れたヒートシンク放熱フィンの製造方法において、該放
    熱板のピッチと同一ピッチで張設されたワイヤ列を走行
    せしめ、該ワイヤ列と素材の間に砥粒を含む加工液を介
    在させた状態で該ワイヤ列と該素材とを押しつけ、該砥
    粒の研削作用によって前記素材に所定の深さと幅を有す
    る平行溝列を形成せしめることを特徴とするヒートシン
    ク放熱フィンの製造方法。
  2. 【請求項２】 発熱体からの熱を受ける底板部と、該底
    板部に直立して、該底板部の面内二方向（Ｘ、Ｙ）に整
    列して配列した放熱ピンとが一体に成形されたヒートシ
    ンク放熱フィンの製造方法において、該放熱ピンのＸ方
    向ピッチと同一ピッチで張設されたワイヤ列を走行せし
    め、該ワイヤ列と素材の間に砥粒を含む加工液を介在さ
    せた状態で該ワイヤ列と素材とを押しつけ、該砥粒の研
    削作用によって所定の深さと幅を有する平行溝列を成形
    した半成品となし、次いで、前記放熱ピンのＹ方向ピッ
    チと同一ピッチで張設されたワイヤ列を走行せしめ、該
    ワイヤ列に前記半成品の平行溝列が交差するように該ワ
    イヤ列と前記半成品とを押しつけ、同じく砥粒の研削作
    用によって前記半成品の前記平行溝列間の平行壁列を所
    定の深さまで寸断することを特徴とするヒートシンク放
    熱フィンの製造方法。
  3. 【請求項３】 請求項２記載のＸ方向およびＹ方向の研
    削加工を、Ｘ方向に張設されたワイヤ列とＹ方向に張設
    されたワイヤ列に高低差を設けて同時に行うことを特徴
    とするヒートシンク放熱フィンの製造方法。
  4. 【請求項４】 発熱体からの熱を受ける底板部と、該底
    板部に直立して複数に配列した放熱ピンとが一体に成形
    されたヒートシンク放熱フィンであって、該放熱ピンの
    平面寸法が１ｍｍ×１ｍｍ以下、放熱ピンの間の間隙が
    １．５ｍｍ以下であり、かつ四隅および／または四辺の
    放熱ピンをその内側の放熱ピンよりも太径となしたヒー
    トシンク放熱フィン。
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