JP4355412B2 - ヒートシンクおよびその製造方法 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ヒートシンクおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
ヒートシンクは、主として、電子機器に組み込まれた半導体等の発熱部品から出た熱を電子機器外に放熱するのに使用されているものである。
【０００３】
このようなヒートシンクとしては、基板と、基板の片面に形成された複数の削り起こしフィンとを備えてなるものが知られている。このヒートシンクは、基板部および基板部の少なくとも片面側に設けられたフィン形成用被削部よりなるヒートシンク素材の被削部を削り起こして複数のフィンを形成してなる。また、基板部には、ヒートシンクを電子部品等に取り付けるさいに使用されるボルト挿通孔またはネジ孔があけられる。
【０００４】
ヒートシンク素材としては、通常、アルミニウムまたはアルミニウム合金押出形材が用いられている。この素材の硬度は、被削部の削り起こしの際の切削負荷が小さくて、切削作業が良好に行えるように設定されていた。しかし、上記のような硬度では、素材の基板部にボルト挿通孔またはネジ孔をあける加工によって、バリが生じ易かった。このようなバリは、そのままにしておくと脱落して電気回路のショートの原因になるおそれがあるため、必ず除去する必要があるが、その除去処理コストの負担が大きかった。
【０００５】
この発明の目的は、基板部および基板部の少なくとも片面側に設けられたフィン形成用被削部よりなるヒートシンク素材の被削部を削り起こして複数のフィンを形成したヒートシンクにおいて、切削性を適度なものに維持しながら、基板部への孔あけ加工によるバリが生じ難いものとして、製造コストを抑えることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明によるヒートシンクは、基板部および基板部の少なくとも片面側に設けられたフィン形成用被削部よりなるヒートシンク素材の被削部を削り起こして複数のフィンを形成したヒートシンクにおいて、ヒートシンク素材がビッカース硬さ４０〜６５のアルミニウムまたはアルミニウム合金押出形材からなることを特徴とするものである。素材の硬度の調整は、通常、押出後のエージング処理、即ち、押出後に形材を一定時間、一定温度に保つことによって行う。
【０００７】
図４は、ヒートシンク素材の硬度（ビッカース硬さ）と、切削性（フィン形成用被削部の削り起こし易さ）およびバリ発生の程度との関係を示したものである。図４中、波線（Ａ）は切削性、一点鎖線（Ｂ）はバリ発生の程度、実線（Ａ＋Ｂ）は両者の和を示している。この図４から明らかように、ヒートシンク素材の硬度が、Ｈｖ４０〜６５の範囲にある場合に、切削性およびバリ発生の程度がいずれも適切な範囲にある。よって、この発明のヒートシンクによれば、削り起こしフィンの形成が容易で、かつ、除去作業の必要な程度の加工バリや除去困難な加工バリの発生がないので、製造コストを抑えることができる。
【０００８】
この発明による上記のヒートシンクにおいて、押出形材のアルミニウム合金組成が、Ｓｉ０．２〜０．６重量％、Ｍｇ０．４５〜０．９重量％、残部Ａｌおよび不可避不純物であるのが好ましい。
【０００９】
Ｓｉが０．２重量％未満、Ｍｇが０．４５重量％未満では、材料として十分な強度を得ることができない。一方、Ｓｉが０．６重量％、Ｍｇが０．９重量％を超えると、押出加工する際に負荷が高くなって生産性が低下する。更に、Ｍｇが０．９重量％を越えると、アルミニウム中に固溶してアルミニウムの格子組織が歪み、自由電子の通過が阻害されて熱伝導性が低下する。
【００１０】
また、この発明によるヒートシンクの製造方法は、上記ヒートシンクを製造する方法であって、アルミニウムまたはアルミニウム合金押出形材からなるヒートシンク素材のフィン形成用被削部を同形材の押出方向と順方向に向かって削り起こすことによって複数のフィンを形成することを特徴とするものである。
【００１１】
上記のように、被削部を形材の押出方向と順方向に向かって削り起こすようにすれば、フィン高さにバラツキが生じ難くなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は、この発明の実施形態を示すものである。
【００１３】
図１は、この発明によるヒートシンクを示すものである。このヒートシンク(1)は、基板(2)と、基板(2)の上面における周縁部を除く部分に形成された複数の並列状フィン(3)とよりなる。フィン(3)は、左右方向に長くかつ横断面が後方に向かってやや膨らんだ円弧状をしている板状のものである。各フィン(3)には、これを左右方向に３分割するように上縁から２つの垂直なスリット(31)が形成されている。基板(2)の４隅には、ヒートシンク(1)を電子機器に取り付けるためのボルトを通すためのボルト挿通孔(4)があけられている。
【００１４】
次に、上記ヒートシンク(1)の製造方法を、図２および図３を参照して説明する。
【００１５】
まず、図２に示すようなヒートシンク素材(11)を用意する。ヒートシンク素材(11)は、基板部(12)と、基板部(12)の上面側に設けられたフィン形成用被削部(13)よりなる。フィン形成用被削部(13)は、基板部(12)よりもやや幅狭であって、長さ方向にのびる２本の溝(131)が所定間隔をおいて形成されている。これらの溝(131)は、得られたフィン(3)にスリット(31)を形成するためのものである。また、これらの溝(131)には、後述する被削部(13)の削り起こし時に供給される切削油が保持され、それによって切削が良好に行われるようになされている。このヒートシンク素材(11)は、ビッカース硬さＨｖ＝５０であって、Ｓｉ０．６重量％、Ｍｇ０．５重量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物よりなるアルミニウム合金押出形材からなる。硬度の調整は、押出後のエージング処理（２３０℃，４．５時間）によって行った。図２中の矢印(A)は、押出方向を示している。
【００１６】
次に、図３に示すように、ヒートシンク素材(11)のフィン形成用被削部(13)を、バイト(5)等の切削工具を用いて削り起こし、それによって複数のフィン(3)を形成した。削り起こしは、ヒートシンク素材(11)を構成する形材の押出方向(A)と順方向(B)に向かって行うようにした。この工程によるフィン(3)の形成は、ヒートシンク素材(11)が前記硬度および合金組成を有するアルミニウム合金押出形材からなり、しかも、被削部(13)が形材の押出方向(A)と順方向(B)に向かって削り起こされるので、非常にスムーズにかつ高精度で行われる。
【００１７】
最後に、ヒートシンク素材(11)の基板部の４隅に、ドリル又はプレス等を用いて孔あけ加工を行い、ボルト挿通孔(4)を形成した（図１参照）。この加工によって得られたボルト挿通孔(4)の周縁部には、除去作業を必要とする程度のバリや除去困難なバリは生じない。これは、ヒートシンク素材(11)を構成するアルミニウム合金押出形材の硬度を前記の通りに調整したからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるヒートシンクの斜視図である。
【図２】この発明によるヒートシンクの製造方法の一工程を示すものであって、製造に使用されるヒートシンク素材の斜視図である。
【図３】この発明によるヒートシンクの製造方法の他の一工程を示すものであって、ヒートシンク素材のフィン形成用被削部を削り起こす工程を示す側面図である。
【図４】ヒートシンク素材の硬度と、切削性およびバリ発生の程度との関係を示す図である。
【符号の説明】
(1)…ヒートシンク
(3)…フィン
(11)…ヒートシンク素材
(12)…基板部
(13)…フィン形成用被削部

Claims (2)

  1. 基板部および基板部の少なくとも片面側に設けられたフィン形成用被削部よりなるヒートシンク素材の被削部を削り起こして複数のフィンを形成したヒートシンクにおいて、ヒートシンク素材がビッカース硬さ４０〜６５のアルミニウムまたはアルミニウム合金押出形材からなり、複数のフィンが、ヒートシンク素材の被削部を前記形材の押出方向と順方向に向かって削り起こすことによって形成されていることを特徴とする、ヒートシンク。
  2. 押出形材のアルミニウム合金組成が、Ｓｉ０．２〜０．６重量％、Ｍｇ０．４５〜０．９重量％、残部Ａｌおよび不可避不純物であることを特徴とする、請求項１に記載のヒートシンク。
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