JP3597640B2 - ヒートシンク製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、取付けベースとプレートフィンとの材質が同一または異質で、特にプレートフィンが薄く、放熱性の優れたヒートシンクの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高密度集積回路（ＬＳＩ等）においては、特に熱的性能が部品の信頼性および寿命に影響される。そのＬＳＩが高密度の集積化や高速化されることに伴い、それから発生する熱の増大により従来のヒートシンクでは表面積が小さく、放熱性に限界があり、対応できなかった。
また、ヒートシンクに小型のファンを組み込み強制的に冷却をするものもあるが、ファンの振動によるＬＳＩへの影響や故障等により冷却ができなくなるという弊害があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように現在の技術では、１ｍｍ程度の肉厚のプレートフィンを高密度でベース部材に移植することは困難とされている。また、ダイキャスト等による成型では、プレートフィンの肉厚が薄くなると、型に設けたスリット状の穴内にアルミニウム等の溶湯が充分に回らず、整然としたプレートフィンの形成ができない等の欠点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ヒートシンクにおいて、放熱部であるプレートフィン部材と、プレートフィン部材を取付けるためのプレートフィン部材の板厚より若干広い幅であって、プレートフィン部材を植設するための充分な深さを有する溝加工したベース部材と、プレートフィン部材をベース部材に植設し、プレートフィン部材の板厚方向からベース部材に対して圧力を加え、プレートフィン部材とベース部材とを物理的に固定することで課題を解決することができた。
【０００５】
また、本発明は、ヒートシンクにおいて、放熱部であるプレートフィン部材と、プレートフィン部材を取付けるためのプレートフィン部材の板厚より若干広い幅であって、プレートフィン部材を植設するための充分な深さを有する溝加工した円弧状のベース部材とした。
【０００６】
このベース部材にプレートフィン部材を植設し、フィンの高さ方向からベース部材に対して圧力を加え、プレートフィン部材とベース部材とを物理的に固定することで課題を解決することができた。
【０００７】
【実施例の形態】
以下、本発明の第１の製造方法の実施の形態について図１から図１１に基づいて説明する。まず、その製造方法にかかる構成部品およびその製造方法による製品について説明する。
【０００８】
図１および図２に示すように、本発明のＬＳＩ用ヒートシンクＡは、アルミニウムまたは銅等の熱伝導性の優れた非鉄金属による板状のベース部材１と、この上面にベース部材と同一または異質の非鉄金属によるプレートフィン部材２が多数植設されたものとから構成されている。
そのヒートシンクＡは、方形状の板片としてのベース部材１に対して、薄肉の板厚で、所定の板長さ、所定の板高さのプレートフィン部材２が所定間隔Ｐをおいて並列状に多数植設されている。
【０００９】
プレートフィン部材２は、薄ければベース部材１に植設できる枚数が多くなり、その放熱面積は増大する。そのため、薄い程よく、しかも多ければ多い程よくなる。しかしながら、そのプレートフィン部材２を薄くし過ぎると、植設した場合に倒れてしまい、プレートフィン同志が接触してしまうため、充分な放熱性が得られなくなる。
【００１０】
また、プレートフィン部材２の肉厚が厚くなったり、プレートフィン部材２の設置間隔Ｐが粗くなると、伝熱面積が小さくなり、ヒートシンクとしての放熱性能が低下する。
このため流動抵抗と伝熱面積の調和から決定される適正なプレートフィン部材２の設置間隔Ｐを求めることが必要である。
【００１１】
ここでは、アルミニウムや銅からなるベース部材１に所望の幅の溝を形成させる。溝形成にあたっては、本実施例では、メタルソー、カッターやエンドミル等により切削形成したものとして説明するが、鋳造やプレスによって成型することも可能である。 溝の幅は、プレートフィン部材２よりも若干幅の広いものとし、プレートフィン部材２の挿入および植設が可能な幅とする。
溝の深さは、プレートフィン部材２を植設した場合において、倒れない範囲の深さのものであればよい。
【００１２】
プレートフィン部材２は、金型によるプレスの打ち抜きやプラズマ放電加工機等により所定の板長さ、所定の板高さ（植設用の溝深さ部分を含めたもの）に作製する。
【００１３】
次に本発明の第１の製造方法の実施の形態について図３により説明すると、まず前記したように、ベース部材３に溝４の形成を行う。溝４の幅は、プレートフィン部材５の板幅よりも若干広く形成する。形成された溝４に、プレートフィン部材５を挿入し、植設する。
挿入は、１枚ずつ手で行う場合や必要な枚数を一旦別の金型等の取付けモジュールに確保して、一度に植設してもよい。
【００１４】
植設されたプレートフィン部材５は、所定の板高さを確保するため、電動プレスや油圧機械等により一定の荷重で高さ方向より押圧する。これにより植設されたプレートフィン部材５は、高さのバラツキが補正され、所定の高さとなる。
【００１５】
次に図４のように、ヒートシンクのベース部材３の側面（矢印で示した方向）をプレス機械等により加圧する。
ベース部材３は、アルミニウムまたは銅のためプレス機械の加圧により塑性加工され、プレートフィン部材５を挟み、固定する。
また、図５のようにプレートフィン部材５が倒れたり、変形しない様に、補助金型６等によりベース部材３の上面７を固定する。
【００１６】
次に第２の製造方法は、アルミニウム等からなる平板ベース部材をロールフォーミングで円弧状のベース部材８の様に形成させ、溝９はその円弧に対応するように放射状にカッターやエンドミル等で形成させるものである。
【００１７】
プレートフィン部材１０は、その形成された溝に添って挿入、植設される。
この状態になったヒートシンクを油圧機械で図７プレートフィン部材の高さ方向から押圧する。ベース部材８は、平板へ塑性加工される過程で、プレートフィン部材１０を挟み、しっかりと固定する。
この場合、ベース部材８に掘られた溝９は、図７のようになりベース部材８の尖端部１１がプレートフィン部材１０に食い込むようになる。
【００１８】
次に第３の製造方法は、図８および図９に示すように、アルミニウム等からなる平板ベース部材１２に溝１３を形成する。この溝１３は、プレートフィン部材１４の板厚の２枚分と固定部材１５の厚みを加えた幅より若干狭い幅に形成する。 プレートフィン部材１４は、図１１に示すようにベンダー等でＵ字状に折曲げて形成する。
【００１９】
１８はプレートフィン部材Ｕ字状に折曲げるための金型である。ここに平板の状態のプレートフィン部材１９を載せ、上金型２１で押圧する。
プレートフィン部材は、溝部２２に挿入され、折曲げられた状態２０となる。プレートフィン部材２０は、このまま上金型２１の厚さを保持しながら、Ｕ字状に加工される。
【００２０】
次に、図８のように、形成したプレートフィン部材１４を前記ベース部材１２の溝１３に植設する。プレートフィン部材１４の間に、線材等からなる固定部材１５をプレス機械等の嵌入板１６により挿入させ、固定部材１５嵌入させる。これによりプレートフィン部材１４は、ベース部材１２に固着される。
【００２１】
また、固着性能を高めるため、ベース部材１２側面を図１０に示すように、プレス機械で加圧する。これにより、ベース部材１２は、プレートフィン部材１４を挟み、より強固に固定するものである。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１の発明においては、アルミニウム板や銅板からなるプレートフィン部材を、プレートフィン部材の板厚より若干広い幅の溝加工したベース部材に挿入植設し、プレートフィンの板厚方向からベース部材に対してプレス機械により圧力を加え、プレートフィン部材とベース部材と圧着させるという製造方法としたために、プレートフィン部材とベース部材とが同質または異質な非鉄金属であっても製造が容易にでき、また放熱性を高めるためにプレートフィン部材を薄くしても良好に形成できる利点がある。
ベース部材の加工もカッター等で行えることから、その大きさやフィンの間隔を自由に簡単に変更できる。
【００２３】
次に請求項２の発明では、ベース部材を円弧に形成させ、プレートフィン部材を嵌合させ、より固着性を高めることができた。
ダイキャスト成形による鋳造品とは異なり、熱伝導率が大幅に改善でき、金属の溶湯を使用しないため安全で清潔な作業環境が作れる。
また、薄板のフィンを使用することができるために放熱面積が増大し、放熱性が格段に向上し、高速のＬＳＩに対応できるものとなった。
【００２４】
次に請求項３の発明では、プレートフィン部材をＵ字状に折曲げ加工したことにより、取付ける幅を広くすることが可能となり、フィン部材を植設するための充分な溝の形成が楽に行えるものとなった。
また固定するための固定部材をプレートフィン部材の中間に挿入し、固定することから、そのプレス工程も簡単になり、プレートフィン部材の板厚が変更されても、固定部材を変更するだけですぐに対応ができる。
また、これらはプレート状のものならばすべて加工可能であり、例えば銅線で編みあげたメッシュ状のものにも対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のヒートシンクの斜視図
【図２】本発明のヒートシンクの断面図
【図３】本発明の一実施例におけるプレートフィン部材を挿入している状態の要部断面図
【図４】プレス機械によるヒートシンクのプレートフィン部材を固着するために、ベース部材を押圧せんとする要部断面図
【図５】プレートフィン部材の倒れ防止のための補助金型を装着せんとする要部断面図
【図６】円弧状のベース部材の断面図
【図７】円弧状のベース部材を高さ方向から押圧し、プレートフィン部材の植設が完了した要部断面図
【図８】Ｕ字状に折曲げたプレートフィン部材を取付けた要部断面図
【図９】Ｕ字状に折曲げたプレートフィン部材を取付ける工程を示す斜視分解図
【図１０】プレス機械によりヒートシンクのベース部材を押圧せんとする斜視図
【図１１】プレス機械によれプレートフィン部材をＵ字状に加工せんとする要部断面図
【符号の説明】
Ａ：ヒートシンク，１：ベース部材，２：プレートフィン部材，３：ベース部材４：溝，５：プレートフィン部材：６：補助金型，７：押圧面，８：円弧状に形成したベース部材，９：溝，１０：プレートフィン部材，１１：尖端部，１２：ベース部材，１３：広幅に形成された溝，１４：Ｕ字状に折曲げ形成されたプレートフィン部材，１５：固定部材，１６：嵌入板
【発明が属する技術分野】
本発明は、取付けベースとプレートフィンとの材質が同一または異質で、特にプレートフィンが薄く、放熱性の優れたヒートシンクの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高密度集積回路（ＬＳＩ等）においては、特に熱的性能が部品の信頼性および寿命に影響される。そのＬＳＩが高密度の集積化や高速化されることに伴い、それから発生する熱の増大により従来のヒートシンクでは表面積が小さく、放熱性に限界があり、対応できなかった。
また、ヒートシンクに小型のファンを組み込み強制的に冷却をするものもあるが、ファンの振動によるＬＳＩへの影響や故障等により冷却ができなくなるという弊害があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように現在の技術では、１ｍｍ程度の肉厚のプレートフィンを高密度でベース部材に移植することは困難とされている。また、ダイキャスト等による成型では、プレートフィンの肉厚が薄くなると、型に設けたスリット状の穴内にアルミニウム等の溶湯が充分に回らず、整然としたプレートフィンの形成ができない等の欠点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ヒートシンクにおいて、放熱部であるプレートフィン部材と、プレートフィン部材を取付けるためのプレートフィン部材の板厚より若干広い幅であって、プレートフィン部材を植設するための充分な深さを有する溝加工したベース部材と、プレートフィン部材をベース部材に植設し、プレートフィン部材の板厚方向からベース部材に対して圧力を加え、プレートフィン部材とベース部材とを物理的に固定することで課題を解決することができた。
【０００５】
また、本発明は、ヒートシンクにおいて、放熱部であるプレートフィン部材と、プレートフィン部材を取付けるためのプレートフィン部材の板厚より若干広い幅であって、プレートフィン部材を植設するための充分な深さを有する溝加工した円弧状のベース部材とした。
【０００６】
このベース部材にプレートフィン部材を植設し、フィンの高さ方向からベース部材に対して圧力を加え、プレートフィン部材とベース部材とを物理的に固定することで課題を解決することができた。
【０００７】
【実施例の形態】
以下、本発明の第１の製造方法の実施の形態について図１から図１１に基づいて説明する。まず、その製造方法にかかる構成部品およびその製造方法による製品について説明する。
【０００８】
図１および図２に示すように、本発明のＬＳＩ用ヒートシンクＡは、アルミニウムまたは銅等の熱伝導性の優れた非鉄金属による板状のベース部材１と、この上面にベース部材と同一または異質の非鉄金属によるプレートフィン部材２が多数植設されたものとから構成されている。
そのヒートシンクＡは、方形状の板片としてのベース部材１に対して、薄肉の板厚で、所定の板長さ、所定の板高さのプレートフィン部材２が所定間隔Ｐをおいて並列状に多数植設されている。
【０００９】
プレートフィン部材２は、薄ければベース部材１に植設できる枚数が多くなり、その放熱面積は増大する。そのため、薄い程よく、しかも多ければ多い程よくなる。しかしながら、そのプレートフィン部材２を薄くし過ぎると、植設した場合に倒れてしまい、プレートフィン同志が接触してしまうため、充分な放熱性が得られなくなる。
【００１０】
また、プレートフィン部材２の肉厚が厚くなったり、プレートフィン部材２の設置間隔Ｐが粗くなると、伝熱面積が小さくなり、ヒートシンクとしての放熱性能が低下する。
このため流動抵抗と伝熱面積の調和から決定される適正なプレートフィン部材２の設置間隔Ｐを求めることが必要である。
【００１１】
ここでは、アルミニウムや銅からなるベース部材１に所望の幅の溝を形成させる。溝形成にあたっては、本実施例では、メタルソー、カッターやエンドミル等により切削形成したものとして説明するが、鋳造やプレスによって成型することも可能である。 溝の幅は、プレートフィン部材２よりも若干幅の広いものとし、プレートフィン部材２の挿入および植設が可能な幅とする。
溝の深さは、プレートフィン部材２を植設した場合において、倒れない範囲の深さのものであればよい。
【００１２】
プレートフィン部材２は、金型によるプレスの打ち抜きやプラズマ放電加工機等により所定の板長さ、所定の板高さ（植設用の溝深さ部分を含めたもの）に作製する。
【００１３】
次に本発明の第１の製造方法の実施の形態について図３により説明すると、まず前記したように、ベース部材３に溝４の形成を行う。溝４の幅は、プレートフィン部材５の板幅よりも若干広く形成する。形成された溝４に、プレートフィン部材５を挿入し、植設する。
挿入は、１枚ずつ手で行う場合や必要な枚数を一旦別の金型等の取付けモジュールに確保して、一度に植設してもよい。
【００１４】
植設されたプレートフィン部材５は、所定の板高さを確保するため、電動プレスや油圧機械等により一定の荷重で高さ方向より押圧する。これにより植設されたプレートフィン部材５は、高さのバラツキが補正され、所定の高さとなる。
【００１５】
次に図４のように、ヒートシンクのベース部材３の側面（矢印で示した方向）をプレス機械等により加圧する。
ベース部材３は、アルミニウムまたは銅のためプレス機械の加圧により塑性加工され、プレートフィン部材５を挟み、固定する。
また、図５のようにプレートフィン部材５が倒れたり、変形しない様に、補助金型６等によりベース部材３の上面７を固定する。
【００１６】
次に第２の製造方法は、アルミニウム等からなる平板ベース部材をロールフォーミングで円弧状のベース部材８の様に形成させ、溝９はその円弧に対応するように放射状にカッターやエンドミル等で形成させるものである。
【００１７】
プレートフィン部材１０は、その形成された溝に添って挿入、植設される。
この状態になったヒートシンクを油圧機械で図７プレートフィン部材の高さ方向から押圧する。ベース部材８は、平板へ塑性加工される過程で、プレートフィン部材１０を挟み、しっかりと固定する。
この場合、ベース部材８に掘られた溝９は、図７のようになりベース部材８の尖端部１１がプレートフィン部材１０に食い込むようになる。
【００１８】
次に第３の製造方法は、図８および図９に示すように、アルミニウム等からなる平板ベース部材１２に溝１３を形成する。この溝１３は、プレートフィン部材１４の板厚の２枚分と固定部材１５の厚みを加えた幅より若干狭い幅に形成する。 プレートフィン部材１４は、図１１に示すようにベンダー等でＵ字状に折曲げて形成する。
【００１９】
１８はプレートフィン部材Ｕ字状に折曲げるための金型である。ここに平板の状態のプレートフィン部材１９を載せ、上金型２１で押圧する。
プレートフィン部材は、溝部２２に挿入され、折曲げられた状態２０となる。プレートフィン部材２０は、このまま上金型２１の厚さを保持しながら、Ｕ字状に加工される。
【００２０】
次に、図８のように、形成したプレートフィン部材１４を前記ベース部材１２の溝１３に植設する。プレートフィン部材１４の間に、線材等からなる固定部材１５をプレス機械等の嵌入板１６により挿入させ、固定部材１５嵌入させる。これによりプレートフィン部材１４は、ベース部材１２に固着される。
【００２１】
また、固着性能を高めるため、ベース部材１２側面を図１０に示すように、プレス機械で加圧する。これにより、ベース部材１２は、プレートフィン部材１４を挟み、より強固に固定するものである。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１の発明においては、アルミニウム板や銅板からなるプレートフィン部材を、プレートフィン部材の板厚より若干広い幅の溝加工したベース部材に挿入植設し、プレートフィンの板厚方向からベース部材に対してプレス機械により圧力を加え、プレートフィン部材とベース部材と圧着させるという製造方法としたために、プレートフィン部材とベース部材とが同質または異質な非鉄金属であっても製造が容易にでき、また放熱性を高めるためにプレートフィン部材を薄くしても良好に形成できる利点がある。
ベース部材の加工もカッター等で行えることから、その大きさやフィンの間隔を自由に簡単に変更できる。
【００２３】
次に請求項２の発明では、ベース部材を円弧に形成させ、プレートフィン部材を嵌合させ、より固着性を高めることができた。
ダイキャスト成形による鋳造品とは異なり、熱伝導率が大幅に改善でき、金属の溶湯を使用しないため安全で清潔な作業環境が作れる。
また、薄板のフィンを使用することができるために放熱面積が増大し、放熱性が格段に向上し、高速のＬＳＩに対応できるものとなった。
【００２４】
次に請求項３の発明では、プレートフィン部材をＵ字状に折曲げ加工したことにより、取付ける幅を広くすることが可能となり、フィン部材を植設するための充分な溝の形成が楽に行えるものとなった。
また固定するための固定部材をプレートフィン部材の中間に挿入し、固定することから、そのプレス工程も簡単になり、プレートフィン部材の板厚が変更されても、固定部材を変更するだけですぐに対応ができる。
また、これらはプレート状のものならばすべて加工可能であり、例えば銅線で編みあげたメッシュ状のものにも対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のヒートシンクの斜視図
【図２】本発明のヒートシンクの断面図
【図３】本発明の一実施例におけるプレートフィン部材を挿入している状態の要部断面図
【図４】プレス機械によるヒートシンクのプレートフィン部材を固着するために、ベース部材を押圧せんとする要部断面図
【図５】プレートフィン部材の倒れ防止のための補助金型を装着せんとする要部断面図
【図６】円弧状のベース部材の断面図
【図７】円弧状のベース部材を高さ方向から押圧し、プレートフィン部材の植設が完了した要部断面図
【図８】Ｕ字状に折曲げたプレートフィン部材を取付けた要部断面図
【図９】Ｕ字状に折曲げたプレートフィン部材を取付ける工程を示す斜視分解図
【図１０】プレス機械によりヒートシンクのベース部材を押圧せんとする斜視図
【図１１】プレス機械によれプレートフィン部材をＵ字状に加工せんとする要部断面図
【符号の説明】
Ａ：ヒートシンク，１：ベース部材，２：プレートフィン部材，３：ベース部材４：溝，５：プレートフィン部材：６：補助金型，７：押圧面，８：円弧状に形成したベース部材，９：溝，１０：プレートフィン部材，１１：尖端部，１２：ベース部材，１３：広幅に形成された溝，１４：Ｕ字状に折曲げ形成されたプレートフィン部材，１５：固定部材，１６：嵌入板
Claims (2)
- ヒートシンクにおいて、放熱部であるプレートフィン部材と、プレートフィン部材を取付けるためのプレートフィン部材の板厚より若干広い幅であって、プレートフィン部材を植設するための充分な深さを有する溝加工したベース部材と、プレートフィン部材をベース部材に植設し、プレートフィン部材の板厚方向からベース部材に対して圧力を加え、プレートフィン部材とベース部材とを物理的に固定することを特徴とするヒートシンクの製造方法。
- ヒートシンクにおいて、放熱部であるプレートフィン部材と、プレートフィン部材を取付けるためのプレートフィン部材の板厚より若干広い幅であって、プレートフィン部材を植設するための充分な深さを有する溝加工した円弧状のベース部材に、プレートフィン部材を植設し、フィンの高さ方向からベース部材に対して圧力を加え、プレートフィン部材とベース部材とを物理的に固定することを特徴とするヒートシンクの製造方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15186196A JP3597640B2 (ja) | 1996-05-24 | 1996-05-24 | ヒートシンク製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15186196A JP3597640B2 (ja) | 1996-05-24 | 1996-05-24 | ヒートシンク製造方法 |
Publications (2)
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| JPH09321186A JPH09321186A (ja) | 1997-12-12 |
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Family
ID=15527853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15186196A Expired - Fee Related JP3597640B2 (ja) | 1996-05-24 | 1996-05-24 | ヒートシンク製造方法 |
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| DE102017129752A1 (de) * | 2017-12-13 | 2019-06-13 | Voith Patent Gmbh | Siebherstellverfahren |
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1996
- 1996-05-24 JP JP15186196A patent/JP3597640B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH09321186A (ja) | 1997-12-12 |
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