JP5435428B2 - Radiator with foil-like radiating fin and method for forming the same - Google Patents
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Description
本発明は、箔状の放熱フィンを備えた放熱器に関し、特に、電子部品等から生ずる熱を放熱するための放熱部を一体に設けた金属ベースプリント基板に好適な放熱器及びその形成方法に関する。 The present invention relates to a radiator having a foil-like radiation fin, and more particularly, to a radiator suitable for a metal base printed board integrally provided with a heat radiation part for radiating heat generated from electronic components and the like, and a method of forming the same. .
近年、電子機器の高性能化、小型化の要求に従い、電子部品の小型化・高密度化・高機能化が進展し、回路基板上に高密度に実装されている。これに伴い電子部品の温度が上昇しており、放熱が非常に重要となっている。放熱の手段は、従来から各種の方法が提案され、一部は実用に供されている。 In recent years, electronic components have been miniaturized, densified and highly functionalized in accordance with demands for high performance and miniaturization of electronic devices, and are mounted on circuit boards at high density. Along with this, the temperature of electronic components is rising, and heat dissipation is very important. Conventionally, various methods have been proposed for heat dissipation, and some of them have been put to practical use.
その例として、本出願人は、特開2009−32755号公報(特許文献1)において、熱伝導率が良好な金属板の一方面を掘り起こし工具によって繰り返し掘り起こすことにより、複数の板状の放熱フィンを一体に起立形成した放熱器を提案した。また、特開2009−54731号公報(特許文献2)において、電子部品等から生ずる熱を放熱部の放熱フィンを介して効率よく放熱させることができる放熱部付き金属ベースプリント基板を提案した。 As an example, the present applicant disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-32755 (Patent Document 1) a plurality of plate-like heat radiation fins by digging up one side of a metal plate having good thermal conductivity and repeatedly digging up with a tool. We proposed a heatsink that was formed upright. Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-54731 (Patent Document 2) has proposed a metal base printed board with a heat radiating portion that can efficiently dissipate heat generated from electronic components and the like through heat radiating fins of the heat radiating portion.
特許文献1に示された放熱器、特許文献2に示された金属ベースプリント基板における放熱部は、図9に示すように、熱伝導率が良好な金属板100と、移動方向の先端側に刃部110aが形成された掘り起こし工具110とを、所定の角度を有した状態で相対移動させて、金属板100に一方面を掘り下げることにより、板状の放熱フィン101を一体に起立形成し、次に、放熱フィン101が起立形成された被加工面102よりも形成ピッチ分の上流側から、金属板100と掘り起こし工具110とを相対移動させて、金属板100を掘り起こすことにより次の板状の放熱フィン101を一体に起立形成し、以後、この掘り起こし工程を順次繰り返すことにより金属板100に複数の放熱フィン101が連続して形成される。 As shown in FIG. 9, the heat dissipating part in the radiator shown in
このように、金属板100に一方面に複数の放熱フィン101が一体に起立形成された放熱器の他方面に、例えば集積回路のチップ等の発熱電子部品を配置すると、発熱電子部品から発生する熱が金属板100を介し放熱フィン101に伝達し、放熱フィン101の表面から空中に放熱される。このとき、放熱フィン101の基端部が金属板100の一方面に一体に連結されていることから、発熱電子部品から発生する熱が速やかに放熱フィン101に伝達するので放熱効率が高められる。また、複数の放熱フィン101の間に空気等の冷却媒体を流通させることにより、放熱フィン101の表面から速やかに放熱されるので、放熱効率を一層高めることができる。 As described above, when a heat generating electronic component such as an integrated circuit chip is disposed on the other surface of the radiator in which a plurality of
上述した方法によって形成される放熱器において、複数の放熱フィン101の間に冷却媒体を流通させるためには、比較的大きな間隔が必要となる。このように、隣接する放熱フィン101間の間隔を大きく形成しようとすると、図9に示すように、放熱フィン101の板厚tが必然的に厚くなる。放熱フィン101は、上述したように、掘り起こし工具110により金属板100を掘り下げることにより形成されるので、板厚t1が厚くなるに従って金属板100に対するストレスが大きくなる。この結果、図9に示すように、金属板100の他方面には、板状の放熱フィン101と平行な凹溝103が形成される。 In the radiator formed by the above-described method, a relatively large interval is required in order to distribute the cooling medium between the plurality of radiating
このように凹溝103が形成された金属板100を特許文献2に示す放熱部付き金属ベースプリント基板に適用した場合には、図10に示すように、金属板100の他方面と接着剤層を介して貼り合わされた配線用の金属箔104との間が剥離し、空隙105が生ずる。通常の場合、金属ベースプリント基板は、電子部品106をマウンターによって配置した後、ハンダリフローに入れてハンダ付けが施される。このハンダ付の際には、高温になるため、上記空隙105の空気等が膨張し、金属箔104やレジスト107を切断してしまう事故が生ずる問題がある。また、剥離しない場合であっても、ハンダリフローに入れたとき、凹溝103に空気の泡が生じて、図10のW部に示すように、電子部品106と金属箔104との間にハンダが乗らず、接続不良を発生させる問題があった。 When the
以上のような凹溝103を発生させないためには、金属板100にストレスを与えない程度まで放熱フィン101に板厚を薄くすることが望ましいが、放熱フィン101に板厚を薄く形成した場合には、必然的に隣接する放熱フィン101間の間隔が小さくなる。このため、放熱フィン101間に冷却媒体が十分に流通しないことから、冷却効率を損なう問題が生じる。 In order not to generate the
そこで、本発明の課題は、金属板に一方面に放熱フィンを形成するときのストレスを大幅に減少して、他方面に生ずる凹溝を未然に防止するとともに、放熱器自体を軽量にすることができる放熱器及びその形成方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to significantly reduce the stress when forming a heat radiating fin on one side of a metal plate, to prevent a concave groove formed on the other side, and to reduce the weight of the radiator itself. It is an object of the present invention to provide a radiator and a method for forming the same.
上記の課題を解決するために、本発明にかかる箔状放熱フィンを備えた放熱器は、金属板の一方面に、所定の間隔で起立形成された複数の板状の放熱フィンを備えた放熱部が一体に設けられた放熱器であって、上記放熱フィンは、上記金属板を掘り起こし工具によって上記金属板の板厚の2分の1以上まで掘り下げて箔状に起立形成され、隣接する各上記放熱フィンの間の底面には、所定の幅を有する切削部が各々形成され、上記切削部は、1枚の上記放熱フィンを起立形成した後に、一旦起立形成される次の上記放熱フィンの基端を切削することにより形成され、この上記放熱フィンの基端の切削を整数倍繰り返すことにより、隣接する各上記放熱フィンの間に形成される上記切削部の幅を上記放熱フィンの板厚の2倍以上に形成したことを要旨としている。In order to solve the above-described problems, a radiator having a foil-like heat radiation fin according to the present invention has a heat radiation having a plurality of plate-like heat radiation fins erected at predetermined intervals on one surface of a metal plate. part is a radiator that is provided integrally with the heat radiation fins, by the tool dig up the metal plate is formed upright on the foil dig up more than one-half of the thickness of the metal plate, adjacent each Cutting portions having a predetermined width are respectively formed on the bottom surfaces between the heat radiation fins, and the cutting portions of the next heat radiation fin that is once erected after the one heat radiation fin is formed upright. It is formed by cutting the base end, and by repeating the base end cutting of the radiating fin by an integral number of times , the width of the cutting portion formed between the adjacent radiating fins is set to the thickness of the radiating fin. Forming more than twice It is the gist.
上記金属板は、他方面に接着剤層を介して配線用の金属箔が貼り合わされた金属ベースプリント基板であり、上記金属板の一方面には、少なくとも放熱対象の発熱電子部品の搭載位置に対峙した位置に上記放熱部が一体形成されている。 The metal plate is a metal base printed board in which a metal foil for wiring is bonded to the other surface via an adhesive layer, and at least one heat-dissipating heat-generating electronic component is mounted on one surface of the metal plate. The heat dissipating part is integrally formed at the facing position.
また、本発明にかかる箔状放熱フィンを備えた放熱器の形成方法は、金属板の一方面と、移動方向の先端側に刃部が形成された掘り起こし工具とを、所定の角度を有した状態で相対移動させて、上記掘り起こし工具の刃部により上記金属板の一方面から板厚の2分の1以上まで掘り下げることにより、箔状の放熱フィンを一体に起立形成する掘り起こし工程と、上記放熱フィンの起立形成によって形成された被加工面よりも形成ピッチ分の上流側から、上記金属板と上記掘り起こし工具とを相対移動させ、上記掘り起こし工具により上記金属板を掘り起こすことにより次の箔状の上記放熱フィンを一体に起立形成した後、この次の上記放熱フィンに対して上記掘り起こし工具を水平方向に移動させて上記放熱フィンの基端を切削して切削部を形成する切削工程とを具備し、1枚の上記放熱フィンを掘り起こし工程により起立形成した後に、一旦起立形成した上記放熱フィンの基端を切削する切削工程とを繰り返して、上記切削部の幅を上記放熱フィンの板厚の2倍以上に形成した放熱部を形成することを要旨としている。Further, in the method of forming a radiator including the foil-like radiation fin according to the present invention, the one surface of the metal plate and the digging tool in which the blade portion is formed on the tip side in the moving direction have a predetermined angle. Digging up and forming the foil-like radiating fins upright by digging up to one-half or more of the plate thickness from one side of the metal plate by the blade portion of the digging and raising tool by relative movement in the state; and By moving the metal plate and the digging tool relative to each other from the upstream side of the forming pitch from the work surface formed by standing formation of the heat radiating fins, the following foil shape is obtained by digging up the metal plate with the digging tool. after the heat dissipating fin is formed upright integrally, the cutting portion by moving said gouging tool horizontally cutting the base end of the heat radiation fins for this next the heat radiation fins ; And a cutting step of forming, after standing formed by the steps dig up one of the radiation fins, once erected the formed by repeating a cutting step of cutting the base end of the heat radiation fins, the width of the cutting portion The gist of the present invention is to form a heat radiating portion formed twice or more the plate thickness of the heat radiating fin.
上記掘り起こし工程において起立形成される放熱フィンと上記切削工程において起立形成される放熱フィンとの間隔は等しく、上記掘り起こし工程の間に上記切削工程を1以上の整数倍の回数を施し、上記放熱部における放熱フィンの間を等間隔または不等間隔に形成する。The intervals between the radiating fins that are erected in the digging process and the radiating fins that are erected in the cutting process are equal, and the cutting process is performed an integral multiple of 1 or more during the digging process, Are formed at equal intervals or unequal intervals.
本発明にかかる箔状放熱フィンを備えた放熱器によれば、金属板の一方面に、上記金属板を掘り起こし工具によって、放熱フィンを箔状に起立形成するので、金属板に一方面に放熱フィンを形成するときのストレスを大幅に減少することができ、他方面に生ずる凹溝を未然に防止することができる。さらに、隣接する各上記放熱フィンの間の底面に各々形成される切削部は、一旦起立形成した次の箔状の上記放熱フィンの基端を切削することにより形成されるので、切削部を形成するときもストレスを大幅に減少することができ、切削部の他方面に生ずる凹溝を未然に防止することができる。また、隣接する上記放熱フィンの間の底面に、放熱フィンの板厚の2倍以上の幅に形成した切削部が形成されているので、この切削部に冷却媒体を流通させることが可能となり、高い放熱効率を確保することができる。しかも、箔状の放熱フィンを起立形成するとともに、放熱フィンの間の底面に切削部を形成することにより、上記金属板の板厚の2分の1以上まで掘り下げて放熱フィンを起立形成しても、他方面に凹溝が生じ難くなり、しかも、放熱器自体を軽量にすることができる。According to the radiator with the foil-like heat radiation fin according to the present invention, the metal plate is dug up on one surface of the metal plate, and the heat radiation fin is formed upright in a foil shape by a tool. The stress when forming the fin can be greatly reduced, and the concave groove formed on the other surface can be prevented beforehand. Further, the cutting part formed on the bottom surface between each of the adjacent radiating fins is formed by cutting the base end of the next foil-shaped radiating fin that has been erected and formed, so that the cutting part is formed. In this case, the stress can be greatly reduced, and the concave groove formed on the other surface of the cutting portion can be prevented in advance. Moreover, since the cutting part formed in the bottom surface between the said adjacent radiation fin is formed in width more than twice the plate | board thickness of a radiation fin, it becomes possible to distribute | circulate a cooling medium to this cutting part, High heat dissipation efficiency can be ensured. In addition, while forming the foil-shaped heat radiation fins upright, by forming a cutting portion on the bottom surface between the heat radiation fins, the heat radiation fins are formed upright by digging down to half or more of the plate thickness of the metal plate. However, it is difficult for a concave groove to be formed on the other surface, and the radiator itself can be reduced in weight.
金属板が、他方面に接着剤層を介して配線用の金属箔が貼り合わされた金属ベースプリント基板のときには、このプリント基板に搭載された放熱対象の発熱電子部品の位置に放熱部を対峙させることにより、発熱電子部品から発生する熱を放熱部によって直接的に効率よく放熱させることができる。 When the metal plate is a metal base printed circuit board in which a metal foil for wiring is bonded to the other surface via an adhesive layer, the heat radiation part is opposed to the position of the heat generating electronic component mounted on the printed circuit board. Thus, the heat generated from the heat generating electronic component can be directly and efficiently radiated by the heat radiating portion.
本発明にかかる箔状放熱フィンを備えた放熱器の形成方法によれば、金属板の一方面に、掘り起こし工具によって、箔状の放熱フィンを一体に起立形成する掘り起こし工程と、一旦起立形成した次の箔状の放熱フィンの基端を掘り起こし工具により切削して切削部を形成する切削工程とを繰り返し施すことにより、容易に放熱部を形成することが可能となる。このとき、間に切削部が形成された箔状の放熱フィンからなる放熱部を金属板に直接形成するので、放熱手段の構成が簡素になると共に、部品点数が少ないことから、コストを低減することが可能となる。特に、金属板を掘り起こし工具によって、放熱フィンを箔状に起立形成するので、金属板に一方面に放熱フィンを形成するときのストレスを大幅に減少することができ、他方面にストレスによって生ずる凹溝を未然に防止することができる。また、箔状の放熱フィンの間に切削工程によって切削部を形成するので、放熱フィンの間が適度に離間され、冷却媒体を効率良く流通させることが可能となる。さらに、箔状の放熱フィンを金属板の板厚の2分の1以上まで掘り下げて形成することにより、切削部個所における板厚が金属板の2分の1以下に形成されるので、箔状の放熱フィンによる軽量化と相俟って放熱器全体を軽量化することが可能となる。According to the method of forming a radiator including a foil-like heat radiation fin according to the present invention, a dug-up process of standing up and forming a foil-like heat radiation fin integrally on one surface of a metal plate by a dug-up tool, and once standing upright The heat radiation portion can be easily formed by repeatedly digging up the base end of the next foil-shaped heat radiation fin and cutting it with a tool to form the cut portion. At this time, since the heat radiating portion made of a foil-shaped heat radiating fin with a cutting portion formed therebetween is directly formed on the metal plate, the structure of the heat radiating means is simplified and the number of parts is reduced, thereby reducing the cost. It becomes possible. In particular, the metal plate is dug up and the heat radiating fins are erected in a foil shape by means of a tool, so that the stress when forming the heat radiating fins on one side of the metal plate can be greatly reduced, and the recesses caused by stress on the other side can be reduced. Grooves can be prevented beforehand. Moreover, since the cutting part is formed by the cutting process between the foil-shaped heat radiation fins, the heat radiation fins are appropriately separated, and the cooling medium can be distributed efficiently. Furthermore, by forming the foil-shaped heat radiation fins by digging up to one-half or more of the thickness of the metal plate, the plate thickness at the cutting portion is formed to be less than or equal to one-half of the metal plate. This makes it possible to reduce the overall weight of the heatsink in combination with the weight reduction by the heat radiation fins.
上記掘り起こし工程において起立形成される放熱フィンと、上記切削工程において起立形成される放熱フィンとを、等間隔もしくは等間隔とし、掘り起こし工程の間に施す切削工程の回数を1以上の整数倍とすることにより、放熱フィンが一定の間隔で形成されるので、加工機及びその制御を簡素化することが可能となる。その結果、放熱部における放熱フィンの間を等間隔または不等間隔の任意の間隔に形成することが容易になる。 The radiating fins erected in the digging process and the radiating fins erected in the cutting process are equally spaced or equally spaced, and the number of cutting processes performed during the digging process is an integer multiple of 1 or more. Thereby, since the radiation fins are formed at regular intervals, it becomes possible to simplify the processing machine and its control. As a result, it becomes easy to form between the radiating fins in the radiating portion at an arbitrary interval of equal intervals or unequal intervals.
本発明による箔状放熱フィンを備えた放熱器は、金属板の一方面に、所定の間隔で起立形成された複数の板状の放熱フィンを備えた放熱部が一体に設けられている。上記放熱フィンは、上記金属板を掘り起こし工具によって上記金属板の板厚の2分の1以上まで掘り下げて箔状に起立形成され、隣接する上記放熱フィンの間の底面には切削部が形成され、上記切削部の幅は、上記放熱フィンの板厚の2倍以上に形成されている。 The heat radiator provided with the foil-shaped heat radiation fin according to the present invention is integrally provided with a heat radiation portion including a plurality of plate-shaped heat radiation fins standing upright at predetermined intervals on one surface of the metal plate. The heat radiating fins are formed upright in a foil shape by digging up the metal plate to a half or more of the thickness of the metal plate with a tool, and a cutting portion is formed on the bottom surface between the adjacent heat radiating fins. The width of the cutting part is formed to be twice or more the plate thickness of the radiating fin.
この箔状放熱フィンを備えた放熱器における箔状放熱フィンは、掘り起こし工程において、掘り起こし工具の刃部を金属板の一方面に当接した後、所定の角度を有した状態で相対移動させて、上記掘り起こし工具の刃部により上記金属板の一方面から掘り下げることにより一体に起立形成する。次に、切削工程において、上記放熱フィンの起立形成によって形成された被加工面よりも形成ピッチ分の上流側から、上記金属板と上記掘り起こし工具とを相対移動させ、上記掘り起こし工具により上記金属板を掘り起こすことにより次の箔状の上記放熱フィンを一体に起立形成した後、上記掘り起こし工具を水平方向に移動させて次の上記放熱フィンの基端を切削して切削部を形成する。その後、上記掘り起こし工程と切削工程とを繰り返して、箔状放熱フィンを備えた放熱器を形成する。このとき、上記切削部の幅は、上記放熱フィンの板厚の2倍以上に形成される。In the digging and raising step, the foil-like radiating fin in the radiator having the foil-like radiating fin is moved relatively in a state having a predetermined angle after the blade portion of the digging tool is brought into contact with one surface of the metal plate. By digging from one side of the metal plate by the blade portion of the digging tool, the digging tool is integrally formed upright. Next, in the cutting process, the metal plate and the digging tool are relatively moved from the upstream side of the formation pitch from the work surface formed by the standing formation of the radiating fin, and the metal plate is moved by the digging tool. The next foil-shaped heat radiation fin is integrally formed upright by digging up, and then the digging and raising tool is moved in the horizontal direction to cut the base end of the next heat radiation fin to form a cutting portion. Then, the said digging up process and cutting process are repeated, and the heat radiator provided with the foil-shaped radiation fin is formed. At this time, the width of the cutting portion is formed to be twice or more the plate thickness of the heat radiating fin.
次に、図面を参照して本発明にかかる箔状放熱フィンを備えた放熱器について詳細に説明する。 Next, a radiator having a foil-like heat radiation fin according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1、図2に示す放熱器1は、熱伝導性の良い銅、鉄、鉄−ニッケル合金、アルミニウムなどの金属板2を基材としている。図1、図2においては、金属板2を金属ベースプリント基板とした例を示している。すなわち、金属ベースプリント基板は、金属板2の他方面2bに銅箔などの金属箔3を絶縁性の接着剤層4を介して張り合わせている。接着剤層4は、例えば、高耐熱性エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂をベース樹脂としている。金属箔3は、周知のように化学的なエッチング加工により所定の配線パターンが形成される。また、必要に応じて、配線パターンのランドを除いて、電気的絶縁膜からなるレジストが被覆される。 The
そして、金属板2の一方面2aには、放熱部5が一体に形成されている。放熱部5は、複数枚の箔状の放熱フィン6によって構成されている。上記放熱フィン6の基端部は、図2に示すように、金属板2の一方面2aから一体に連結されている。また、放熱フィン6は同一間隔に起立形成されていて、各放熱フィン6の間には、所定の幅を有する切削部7が各々形成されている。そして、各放熱フィン5の間の切削部7は、ほぼ平坦に形成されているが、後述する方法により切削されるので、やや凹凸面とした切削痕7aが形成されている。この切削部7は、上記放熱フィン6を金属板2から起立形成する際に、掘り起こし工具を金属板2の板厚の2分の1以上まで深く掘り起こされることから、凹所8が形成される。この切削部7によって形成される凹所8の板厚は、金属板2の板厚の2分の1以下である。さらに、放熱部5に周囲には、金属板2自体の板厚の鍔部9が形成されている。 The
また、放熱フィン6の板厚は、金属板2の一方面から薄い切削代をもって掘り起こすことによって形成するので薄い箔状に形成され、その板厚は、0.02mm〜0.5mmとなっている。また、各放熱フィン6の間に形成される切削部7の幅は、0.04mm以上に設定されている。この切削部7の幅は、放熱フィン6の板厚の2倍以上の幅に形成されている。このように、隣接する各放熱フィン6の間に形成される切削部7の幅を大きくすることは、冷却用空気等の冷却媒体を十分に流通させるためであり、これによって、放熱効率が高い放熱部5を得ることができる。 Moreover, since the plate | board thickness of the
次に、図6を参照しながら、放熱器1の放熱部5の形成方法について説明する。金属板2は、熱伝導性の良く、しかも切削加工性が良好な金属板として銅やアルミニウムが好ましい。また、金属板2に板厚は、通常の電子回路において使用される1mm乃至数mmが好ましい。そして、金属板2の他方面2bには、予め銅箔などの金属箔3が絶縁性の接着剤層4を介して張り合わせていて、さらに、金属箔3はエッチング加工によって所定の配線パターンが形成され、金属ベースプリント基板として構成されている。放熱部5を製造する以前の状態では、電子部品は配設されていない。この金属板2は、図示しないプレス装置に載置される。その後、掘り起こし工具10によって放熱フィン6を起立形成する。 Next, a method for forming the
掘り起こし工具10は、底面側の先端に移動方向と直角な刃部10aが形成され、その幅は、放熱部5として必要な幅に設定されている。また、この掘り起こし工具10は、金属板2の一方面に対して後端側が高くなるように所定の角度θで傾斜するように図示しない駆動装置に取り付けられる。この傾斜角度θは、放熱フィン6の高さ、板厚、或いは、金属板2の材質等によって適宜に設定されるが、概ね5度から20度に設定される。上記掘り起こし工具10の幅方向両側はほぼ直角に形成されているが、刃部10aが形成されている底面側の両側を底面に至るに従って幅狭となるテーパ状、或いは円弧状に形成しても良い。 The digging
まず、図6(A)に示す掘り起こし工程において、掘り起こし工具10の刃部10aを金属板2の一方面2aに予め形成された被加工面2cよりも上流側の切削代が得られる位置Pに当接させる。この切削代は、放熱フィン6を薄い箔状に形成するために0.2mm乃至1.0mm程度の薄さに設定される。切削代を薄く設定することは、後に掘り起こし工具10により放熱フィン6を起立形成するときに、金属板2に対してストレスを与えないために重要な意味を持つ。 First, in the digging process shown in FIG. 6 (A), the cutting edge 10a of the
そして、掘り起こし工具10の刃部10aを金属板2の一方面2aの所定の位置Pに当接させた後、掘り起こし工具10を駆動装置により所定の角度θで矢示の方向で金属板2の他方面2b方向に移動すると、薄い箔状の放熱フィン6が起立形成される。このとき、掘り起こし工具10は、金属板2の板厚の2分の1以上の深さまで移動させる。そして、放熱フィン6の起立形成によって、金属板2の一方面2aには、掘り起こし工具10の傾斜角度に等しい傾斜した被加工面2cが形成される。 And after making the blade part 10a of the
この掘り起こし工程に次いで、切削工程に移行する。まず、金属板2と掘り起こし工具10とを相対的に移動し、刃部10aを被加工面2cよりも上流側であって上述した放熱フィン6を形成したときと同じ切削代が得られる位置に当接させる。そして、掘り起こし工具10を所定の角度で矢示の方向に上述した放熱フィン6を形成したときと同じ深さまで移動させ、図6(B)に示すように、次の放熱フィン6を起立形成する。このとき、切削代を薄く設定しているために、先に起立形成した放熱フィン6との間隔は、微小寸法となっている。 Following this excavation process, the process proceeds to a cutting process. First, the
その後、次の放熱フィン6を起立形成した状態で、図6(C)の矢示のように、掘り起こし工具10を金属板2と平行な水平方向に移動させる。この水平移動により、次の放熱フィン6の基端が切削されてスクラップになる。このとき、金属板2から離脱したスクラップは、後述する凹所8の内壁8a間に挟持されるので飛散が防止され。これにより、金属板2には切削部7が形成される。 Thereafter, with the
1枚の放熱フィン6を切削することにより、放熱フィン6の板厚の約2倍の幅の切削部7が形成される。放熱フィン6を箔状に形成したときは、この切削部7の幅も小さいことから、切削部7の幅を大きくするために、切削工程を複数回繰り返す。すなわち、図6(D)に示すように、掘り起こし工具10の刃部10aを上流側に当接させ、再び前述した放熱フィン6を形成する方法と同様に次の放熱フィン6を形成する。その後、図6(E)に示すように、掘り起こし工具10を水平方向に移動させて、次の放熱フィン6の基端を切削する。このときも、金属板2からスクラップが離脱するが、後述する凹所8の両側の内壁8a間に挟持される。この結果、切削部7の幅が2倍に拡大される。切削部7の幅は適宜に設定できるが、幅を更に大きくしたい場合には、上述した切削工程を所定回数増加することによって実現できる。 By cutting one radiating
このように、切削工程において、所定の幅の切削部7が得られた後に、次の掘り起こし工程に移行して、図6(F)に示したように、大きな幅の切削部7を介して隣接した放熱フィン6が起立形成される。以後、1回の掘り起こし工程に次いで1回以上の整数倍の切削工程を繰り返すことにより、金属板2の一方面2aには、図1乃至図2に示すように、複数枚の放熱フィン6が等間隔に起立形成された放熱部1が形成される。 Thus, in the cutting process, after the cutting
図3は、1回の掘り起こし工程において、1枚の放熱フィン6を起立形成した後、5回の切削工程を繰り返すことにより、本来の放熱フィン6が起立形成される位置から、二点鎖線で示す5枚の放熱フィン6が切削されて除去された状態を示している。この結果、図示のように、放熱フィン6の板厚に対して、約10倍の幅の切削部7が形成することができる。 FIG. 3 shows a two-dot chain line from the position where the
図4は、1回の掘り起こし工程に対し、金属板2の一方面2aの所定位置における切削工程の回数を少なくして、切削部7の幅を異ならせることにより、複数の放熱フィン6を不等間隔に起立形成した例を示している。因みに、図3に示す例においては、図示右側の発熱電子部品12に対峙する金属板2の一方面2aにおける放熱フィン6を密の間隔に形成し、その他の発熱電子部品12から遠い位置では放熱フィン6を粗の間隔に形成している。このように、発熱電子部品12の位置に合わせて放熱フィン6を起立形成する枚数を異ならせることにより、必要な位置では放熱効率を確保しながら、他の位置では放熱フィン6を少なくして、更なる軽量化を図ることが可能となる。 FIG. 4 shows that a plurality of
図5は、放熱器1の断面図を示している。前述した掘り起こし工程及び切削工程において、掘り起こし工具10によって金属板2に放熱フィン6を起立形成すると、放熱フィン6の基端側は、板厚がやや厚くなると同時に、図5に示す矢示のように、両側方向にも膨出する。このため、放熱フィン6の基端側が凹所8の内壁8aに圧接的に接合する。この結果、例え放熱フィン6が箔状に薄く形成しても、基端側が金属板2に保持されるので、機械的な強度を大きくすることが可能となる。また、放熱フィン6の基端近傍の両側が金属板2と熱的に接続されるので、放熱効率を高めることが可能となる。また、放熱フィン6の基端側が凹所8の内壁8aに保持されるので、切削工程において放熱フィン6の基端側を切削しても、スクラップが飛散することなく、凹所8内に保持されるので、スクラップが前述した被加工面2cに付着して、掘り起こし加工を阻害する事故を未然に防止することができる。 FIG. 5 shows a cross-sectional view of the
なお、図1及び図2において、放熱フィン6の上流側には、凹所8の底面から金属板2の一方面に至る傾斜した被加工面2cが残されている。この被加工面2cであった傾斜面は、放熱面として作用させることができる。また、被加工面2cの後方、及び、複数枚の放熱フィン6の両側には、金属板2が有する板厚の鍔部9が形成される。この鍔部9は、機械的強度が大きいことから、肉薄な箔状に起立形成した放熱フィンを保護することができ、変形等を未然に防止することが可能となる。 In FIGS. 1 and 2, on the upstream side of the radiating
放熱部5は、金属板2の他方面2bに金属箔3によって形成された配線パターンに配設される例えば集積回路等の発熱電子部品12に対応させた位置に形成している。このような位置関係に放熱部5を設置することにより、発熱電子部品12から発生する熱が金属板2を介して放熱部5に伝達し、放熱フィン6表面から空中に放熱される。このとき、放熱フィン6が箔状に形成されていても、複数の放熱フィン6による熱容量が発熱電子部品12の発熱量よりも大きければ、放熱フィン6が十分な表面積を有し、しかも、切削部7に十分な冷却媒体が流通するかぎり、必要な放熱効率を得ることができる。なお、発熱電子部品12としては、上記集積回路の他に、パワートランジスタや抵抗器またはパワーモジュール等がある。 The
以上のように形成された金属ベースプリント基板を構成した金属板2は、他方面2bに設けられた配線パターンに集積回路や抵抗、コンデンサ等の電子部品或いは電子部品12のチップがチップマウンター等により配設される。その後、金属板2の他方面をリフローによって電子部品12のチップと配線パターンが半田付けによって電気的に接続される。このとき、金属板2の他方面2bは、放熱フィン6を肉薄な箔状に起立形成することで、掘り起こし工程におけるストレスが大幅に減少することから、図9及び図10に示した、ストレスによる凹溝103が形成されない。この結果、凹溝103に空気の泡が生じて、電子部品と金属箔との間の接続不良、或いは、リフロー時の配線パターンの剥離や切断等の発生が未然に防止されているので、品質を向上させることが可能となった。 The
上述した実施例においては、金属板2の他方面2bに予め配線パターン及びレジストが設けられ、電子部品が配設されていない状態で金属板2の一方面2aに複数の放熱フィン6からなる放熱部5を形成するようにしている。ところが、上述したように、放熱フィン6を肉薄な箔状に起立形成すると、掘り起こし工程における加重やストレスが大幅に減少することから、金属板2の他方面に設けられた配線パターンに電子部品を配設した後に、金属板2の一方面2aに複数の放熱フィン6からなる放熱部5を形成することができる。この実施例においては、上述したように、ストレスによる凹溝103は形成されないが、金属板2に板厚や材質によっては、金属板2の一方面2aに放熱部5を形成することによって、金属板2が湾曲する場合がある。このときには、上述したように、金属板2の他方面に電子部品を配設した後に放熱部5を形成することが望ましい。 In the above-described embodiment, the heat radiation comprising the plurality of
図7は、放熱器1をフープ状の金属板20から形成した例を示している。フープ状金属板20は、前述した例と同様に、熱伝導性の良く、しかも切削加工性が良好な金属板として銅やアルミニウムが用いられる。そして、フープ状金属板20の一方面に複数の放熱フィン22が形成される。フープ状金属板20の両側には、位置を固定するとともに、所定寸法毎に移送するためのパイロット穴20bが設けられている。このフープ状金属板20に放熱フィン22を形成する方法は、前述した例と同様に、掘り起こし工具10によって順次起立形成される。 FIG. 7 shows an example in which the
すなわち、掘り起こし工具10の刃部10aをフープ状金属板20の一方面20aの所定位置に当接させた後、掘り起こし工具10を駆動装置により所定の角度の方向に移動させて、薄い箔状の放熱フィン22を起立形成する。このとき、放熱フィン22を薄い箔状に形成するために0.2mm乃至1.0mm程度の薄さに設定される。このように切削代を薄く設定することよって、放熱フィン22を起立形成するときに、金属板20対してストレスを与えることがなく、この結果、フープ状金属板20の他方面に凹溝が形成させることを未然に防止することができる。 That is, after the blade portion 10a of the
この掘り起こし工程の後に、切削工程において切削部23を形成する。すなわち、フープ状金属板20の一方面20aに、掘り起こし工具10によって次の放熱フィン6を起立形成する。このときの切削代も、上述の放熱フィン22を起立形成したときと同じに薄く設定している。そのため、先に起立形成した放熱フィン22との間隔は、微小寸法となっている。その後、次の放熱フィン22を起立形成した状態で、掘り起こし工具10をフープ状金属板20と平行な水平方向に移動させ、次の放熱フィン22の基端を切削することにより、フープ状金属板20に切削部23を形成する。図7に示す例においては、切削工程を3回乃至5回繰り返し、切削部23の幅を大きくし、放熱フィン22の板厚に対して5〜10倍の大きさに形成している。 After this digging process, the cutting
その後、再び掘り起こし工程によって放熱フィン22を起立形成し、その後、切削工程を3回乃至5回繰り返し、次の切削部23を形成する。このように、掘り起こし工程と複数回の切削工程を繰り返すことにより、順次フープ状金属板20の一方面20aに複数の放熱フィン22を起立形成する。そして、複数の放熱フィン22の両側に設けられたパイロット穴20bに位置に、鍔部24が形成される。 Thereafter, the radiating
フープ状金属板20の一方面20aに放熱フィン22を順次起立形成した場合には、長尺の放熱部が形成される。所定寸法の長さの放熱器は、上記切削部23に所定位置で切断することにより得ることができる。 When the radiating
図8は、長尺の金属板30の一方面30aに、3組の放熱部31、32、33を離間させて設けた例を示している。この例において、上記放熱部31、32、33は、前述した例と同様に、掘り起こし工程と複数回の切削工程を繰り返すことにより、順次金属板30の一方面30aに複数の放熱フィン34、35、36が起立形成され、その放熱フィン34、35、36の間に各々切削部37、38、39が形成されている。これらの放熱部31、32、33の形成方法は前述した例と同様であり、その説明は省略する。また、これら放熱部31、32、33の間には、底面の板厚を上記金属板30の板厚よりも小さく形成した長尺の平面部40、41が形成されている。FIG. 8 shows an example in which three sets of
また、図8に示す例において、前述した例と相違する点は、放熱部31、32、33の幅を金属板30の幅と等しく形成されていることである。このように、それぞれの幅を等しくすると、放熱部の両側に鍔部が形成されないために、機械的強度が低くなり、長手方向に曲がり易くなる。この性質は、例えば、フレキシブル金属ベースプリント基板として利用することが可能となり、表面が湾曲した構造体に沿ってプリント配線基板を配設することが可能となる。 Further, the example shown in FIG. 8 is different from the above-described example in that the width of the
複数の離間した放熱部31、32、33の間に形成される長尺の平面部40、41は、各放熱フィン34、35、36の間に形成される切削部37、38、39と同様に形成される。すなわち、平面部40の部位においては、切削工程のみを連続して所定回数施すことにより、任意の寸法の平面部40を形成することができる。The long
以上、本発明を実施例に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、金属板としては、四角形の他、適宜の形状に形成しても良い。また、前述した実施例では、複数の放熱部の放熱フィンを全て平行に形成したが、放熱部毎に放熱フィンの方向を適宜の角度に異ならせても良い。さらに、金属板は、比較的大きな強度を有することから、金属板に他の機構部品等を取り付けても良い。 Although the present invention has been specifically described above based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiments and can be variously modified without departing from the gist thereof. For example, the metal plate may be formed in an appropriate shape other than a square. Moreover, in the Example mentioned above, although the radiation fin of the several thermal radiation part was formed in parallel, you may vary the direction of a thermal radiation fin for a suitable angle for every thermal radiation part. Furthermore, since the metal plate has a relatively large strength, another mechanism component or the like may be attached to the metal plate.
1 放熱器
2 金属板
2a 一方端
2b 他方面
2c 被加工面
3 金属箔
4 絶縁接着層
5 放熱部
6 放熱フィン
7 切削部
9 鍔部
10 掘り起こし工具
10a 刃部
12 発熱電子部品DESCRIPTION OF
Claims (4)
上記放熱フィンは、上記金属板を掘り起こし工具によって上記金属板の板厚の2分の1以上まで掘り下げて箔状に起立形成され、
隣接する各上記放熱フィンの間の底面には、所定の幅を有する切削部が各々形成され、
上記切削部は、1枚の上記放熱フィンを起立形成した後に、一旦起立形成される次の上記放熱フィンの基端を切削することにより形成され、
この上記放熱フィンの基端の切削を整数倍繰り返すことにより、隣接する各上記放熱フィンの間に形成される上記切削部の幅を上記放熱フィンの板厚の2倍以上に形成したことを特徴とする箔状放熱フィンを備えた放熱器。On the one surface of the metal plate is a heat radiator in which a heat radiating portion provided with a plurality of plate-shaped heat radiating fins erected at predetermined intervals is integrally provided,
The radiating fin is formed upright in a foil shape by digging up the metal plate to a half or more of the thickness of the metal plate with a tool.
The bottom surface between each said radiation fins adjacent the cutting portion having a predetermined width are respectively formed,
The cutting portion is formed by cutting the base end of the next heat radiating fin that is once erected and formed after the one heat radiating fin is erected.
The cutting of the base end of the radiating fin is repeated an integral number of times, so that the width of the cutting portion formed between adjacent radiating fins is formed to be twice or more the plate thickness of the radiating fin. A radiator with a foil-like radiation fin.
上記放熱フィンの起立形成によって形成された被加工面よりも形成ピッチ分の上流側から、上記金属板と上記掘り起こし工具とを相対移動させ、上記掘り起こし工具により上記金属板を掘り起こすことにより次の箔状の上記放熱フィンを一体に起立形成した後、この次の上記放熱フィンに対して上記掘り起こし工具を水平方向に移動させて上記放熱フィンの基端を切削して切削部を形成する切削工程とを具備し、
1枚の上記放熱フィンを掘り起こし工程により起立形成した後に、一旦起立形成した上記放熱フィンの基端を切削する切削工程とを繰り返して、上記切削部の幅を上記放熱フィンの板厚の2倍以上に形成した放熱部を形成することを特徴とする箔状放熱フィンを備えた放熱器の形成方法。One surface of the metal plate is moved by a relative movement of one surface of the metal plate and a digging tool having a blade portion formed on the front end side in the moving direction in a state having a predetermined angle. Digging up the foil-like heat radiation fins upright integrally by digging up to 1/2 or more of the plate thickness from,
The metal foil and the digging tool are relatively moved from the upstream side corresponding to the formation pitch from the work surface formed by the standing formation of the heat radiating fins, and the metal plate is digged up by the digging tool to produce the next foil. Cutting step of forming a cutting part by moving the digging tool horizontally with respect to the next radiating fin and cutting the base end of the radiating fin, Comprising
After the one radiating fin is erected and formed by the digging and raising process, a cutting process of cutting the base end of the radiating fin once erected is repeated, and the width of the cutting portion is twice the thickness of the radiating fin. A method of forming a radiator having a foil-like heat radiation fin, wherein the heat radiation portion formed as described above is formed.
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