JP6226446B2 - ヒートシンクの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えばオーディオ商品のパワーアンプ等のパワーＩＣの放熱用として好適に用いられるヒートシンクに関する。

この種のヒートシンクは、従来、押し出し品によるものや、ベース板の上面に波板状にプレス成形したフィンブロックを接合したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）この押し出し品によるヒートシンクにおける空流は押し出し方向に略限定され、その方向と交わる方向（波形状方向）には空流が行われ難く、空流を得るために配置方向に制約が発生する等の課題があった。またベース板の上面に波板状にプレス成形したフィンブロックを接合したものも同様に波形状方向には空流が行われ難く。空流を得るために配置方向に制約が発生する等の課題がある。また押し出し品のヒートシンクは、製造コストが高く、材料も押し出し専用のものが必要であるため、放熱特性の良い材料を自由に選択できないといった課題があった。

他方、プレス成形したフィンブロックを接合したものは、材料選択の幅が広がる反面、ベース板との接合面積が小さいことから波板状の各フィンへの熱伝達の効率が低いという問題があった。また、波板状の各フィンは、ベース板との間に空気が流通しにくい空間が形成される。該空間はフィンの端部で開口しているものの長い空間であり熱が籠もりやすく、放熱特性が低下する原因になる。また、波板状のフィンブロックはそれ単独で電子部品等に組み付けできるものではなく、ベース板が必須の構造であり、フィンへの熱伝達の向上には一定の限界があると共に熱伝達向上のために半田付け等の接続を行うとコストが高く成る。

また、板状又は断面Ｕ字状のフィン部材を別途用意し、これをベース板の上面に複数立設したものも提案されている（例えば、特許文献２、３参照。）。これによれば、上記した波板状のフィンブロックを接合するものと比較して各フィンの配置を自由に設定でき、熱の籠もりについても解決することが可能となる。しかしながら、これらも並び方向には空流が行われ難く。空流を得るために配置方向に制約が発生する等の課題があった。
また部品点数が著しく増えるため、管理、製造のコストが上昇し、ベース板との接合点数が増えるために信頼性の課題も生じる。また、ベース板に対して各フィン部材を接合する構造であるため、上記した波板状のフィンブロックを接合するものよりも、更に熱伝達の効率が低下してしまう。

特開２００１−２４４３９６号公報 特開平９−３１２３６０号公報 特開２００５−５０９０６号公報

そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、空流方向に制限が無く、略全方向に空流が行われ配置等の制約が無く安定した放熱を得られるヒートシンクを提供する点に有る。
また材料選択の幅が広く、フィンへの熱伝達の効率も高く、放熱特性が良く、管理、製造コストも低減でき、信頼性の高いヒートシンクを提供する点もある。

本発明は、前述の課題解決のために、熱伝導性の板状基体に複数の板状片を同一方向に立設することにより板状フィンを複数形成したフィンブロックよりなり、端辺部に沿った方向に隣接する前記板状片を互いに異なる位置に立設することで前記板状フィンを互いにずれた位置に形成してなるヒートシンクを構成した。

ここで、前記板状片を端辺部から略同じ位置に立設される複数の前記板状フィンのフィン列を、二列以上略平行に形成したものが好ましい。

とくに、前記端辺部に沿った複数の前記板状片を異なる二位置で交互に立設させることで、前記板状フィンが交互に千鳥状に配された二列のフィン列を形成したものが好ましい。

また、前記板状基体が、互いに対向する二つの前記端辺部を少なくとも有し、該板状基体の各端辺部に沿って前記複数の板状片を立設してそれぞれ前記板状フィンを複数形成したものが好ましい。

また、一つの前記板状基体に対して複数の前記フィンブロックを配置したものが好ましく、前記複数の前記フィンブロックのフィンブロック間の板状フィンの配置は一部又は全部を個別の同一フィンブロックにおける板状フィンの配置と略同一ピッチにしたものが好ましい。また、前記板状フィンの高さを前記端辺部に沿った列方向に沿って変化させたものや前記板状フィンを湾曲させたものも好ましい。

また、本発明は、前述の課題解決のために、良熱伝導性の板状基材の端辺部から複数の板片を同一方向に折り曲げて起立させることにより板状フィンを複数形成したフィンブロックよりなり、前記端辺部に沿って隣接する前記板片を互いに異なる位置で折り曲げることで前記板状フィンを互いにずれた位置に形成してなるヒートシンクを構成した。

ここで、前記板片を略同じ位置で折り曲げて形成される複数の前記板状フィンのフィン列を、二列以上略平行に形成したものが好ましい。

特に、前記端辺部に沿った複数の前記板片を異なる二位置で交互に折り曲げることで、前記板状フィンが交互に千鳥状に配された二列のフィン列を形成したものが好ましい。

また、前記板状基材の端辺から微細な切り目を入れて板片を形成したうえ折り曲げるまたは切り目を入れながら折り曲げる切り曲げ加工により前記板状フィンを複数形成したものが好ましい。

更に、前記板状基材が、互いに対向する二つの前記端辺部を少なくとも有し、該板状基材の各端辺部から前記複数の板片を起立させてそれぞれ前記板状フィンを複数形成したものが好ましい。

特に、前記対向する二つの端辺部のうち一方の端辺部から板片を最も内側の位置で折り曲げて形成される複数の板状フィンに対向する位置に、それぞれ他方の端辺部から板片を最も外側の位置で折り曲げて形成される板状フィンを配したものが好ましい。

また、前記フィンブロックの前記板状フィンが起立形成される面と反対側の面に、同じく良熱伝導性素材のベース板を接合したものが好ましい。

特に、一つの前記ベース板に対して複数の前記フィンブロックを接合したものが好ましく、前記複数の前記フィンブロックのフィンブロック間の板状フィンの配置は一部又は全部を個別の同一フィンブロックにおける板状フィンの配置と略同一ピッチになるように構成したものがより好ましい。また、前記板状フィンの高さを前記端辺部に沿った列方向に沿って変化させたものや、前記板状フィンを湾曲させたものも好ましい。

以上にしてなる本願発明に係るヒートシンクによれば、熱伝導性の板状基体に複数の板状片を同一方向に立設させることにより板状フィンを複数形成したフィンブロックよりなり、
前記端辺部に沿った方向に隣接する前記板状片を互いに異なる位置に立設させることで前記板状フィンを互いにずれた位置に形成したので空流方向に制限が無く、略全方向に空流が行われる従って、配置等の制約が無く安定した放熱を得られる。
また前記板状片を前記端辺部から略同じ位置に立設される複数の前記板状フィンのフィン列を、二列以上略平行に形成し、前記端辺部に沿った複数の前記板状片を異なる二位置に交互に立設させることで、前記板状フィンが交互に千鳥状に配された二列のフィン列を形成し、前記板状基体が、互いに対向する二つの前記端辺部を少なくとも有し、該板状基体の各端辺部に沿って前記複数の板状片を立設させてそれぞれ前記板状フィンを複数形成したので空流方向に制限を受けない状態を維持しつつ板状フィンをバランスよく配置でき、コンパクトであっても良好な放熱特性を発揮させることが可能となる。

また、一つの前記板状基体に対して複数の前記フィンブロックを配置してなるので、これにより放熱性を更に向上させることが容易に可能となる。また前記複数の前記フィンブロックのフィンブロック間の板状フィンの配置は一部又は全部を個別の同一フィンブロックにおける板状フィンの配置と略同一ピッチにしたので流体の流れを均一にしてスムーズ且つ全体にわたって均一に放熱することができる。また、前記板状フィンの高さを前記端辺部に沿った列方向に沿って変化させたものや、前記板状フィンを湾曲させたものでは、放熱効果を維持しつつ固有振動周波数を高めることにより高出力タイプのオーディオ商品に適用した際の音圧により共振する可能性を低減できる。特に湾曲させたものでは、フィン及び根元の剛性も高くなり、強度が増すので組み立て作業等で変形が起き難く安定的であり、また湾曲した分だけ正面からみて板状フィンの間の隙間が形成されるので、横（斜め）方向への空気流通を更に促進し、熱の籠もりをより確実に防止できる。尚、ここでは湾曲としているが例えば流線形のような形状でも良く、固有振動周波数を変えるのみならず流体の流れをより良くする等、必要性に応じて形状は選択でき、制限されるものでは無い。

また本願発明に係るヒートシンクによれば、従来の押出成形品に比べて放熱特性の良い材料を自由に選択できるとともに、一枚の板状基材から板片を折り曲げて複数のフィンを構成できるので、板状基材の残部が底板部となって該底板部から連続して一体的に複数の板状フィンが起立配置された構造となり、当該底板部を通じて各板状フィンに滞りなく熱伝達が効率良く行われ、優れた放熱特性を発揮できる。また、上記底板部を電子部品等に接続して熱を受け取ることができることからベース板を無くすることも可能となる。このように本発明では部品点数を著しく削減でき、管理コスト、製造コストを低減することが可能であり、信頼性の高いヒートシンクを構成できる。

更に、本願発明に係るヒートシンクでは、板状基材の端辺部に沿って隣接する板片を互いに異なる位置で折り曲げることで板状フィンを互いにずれた位置に形成しているので、微細な切り目を入れて板片を形成したうえ折り曲げるまたは切り目を入れながら折り曲げる切り曲げ加工等により殆ど隙間のない切り溝で板片を切り分けても隣接する板状フィンの間に上記位置のずれによる隙間を形成することができ、したがって板片を形成するための板状基材の削り量を少なく抑えて板状フィン表面積を大きく維持しつつも、上記隙間からの横（斜め）方向への内外の空気その他の流体の流通を促進することができ、板状フィンの表面積の最大化と流体流通構造の両立及び省材料化を図ることができる。本発明ではフィンの板面に平行な端辺方向に沿った縦方向、開放されていることによる上下方向への内外の空気等の流体の流通も良好であり、これに加えて上記横（斜め）方向への内外の流体の流通が促進されることで、熱の籠もりを完全に解消し、放熱特性を著しく向上することができるのである。

また、板片を略同じ位置で折り曲げて形成される複数の前記板状フィンのフィン列を、二列以上略平行に形成してなるので、縦方向へのスムーズな流体の流通が維持され、熱分布の偏りを防止して優れた放熱特性を維持することができる。

また、前記端辺部に沿った複数の前記板片を異なる二位置で交互に折り曲げることで、前記板状フィンが交互に千鳥状に配された二列のフィン列を形成してなるので、効率的な配置とすることができ、コンパクトであっても良好な放熱特性を発揮させることが可能となる。

また、前記板状基材の端辺から微細な切り目を入れて板片を形成したうえ折り曲げるまたは切り目を入れながら折り曲げる切り曲げ加工等により前記板状フィンを複数形成してなるので、板状基材の削り量を少なくして板片、ひいては板状フィンの表面積を最大限確保して放熱特性を高めることが可能となる。

また、前記板状基材が、互いに対向する二つの前記端辺部を少なくとも有し、該板状基材の各端辺部から前記複数の板片を起立させてそれぞれ前記板状フィンを複数形成してなるので、板状基材の両端からフィンを効率的に作成でき、コンパクトであっても良好な放熱特性を発揮させることが可能となる。

また、前記対向する二つの端辺部のうち一方の端辺部から板片を最も内側の位置で折り曲げて形成される複数の板状フィンに対向する位置に、それぞれ他方の端辺部から板片を最も外側の位置で折り曲げて形成される板状フィンを配してなるので、外側のフィンと内側のフィンを対向させることで曲げ間のピッチが多く取れ、これにより曲げ加工が容易になるとともに、底板部の平面積も多く取れるので放熱特性が良く成る。すなわち加工性と放熱特性（表面積確保、流体流通隙間確保）の両立を図ることができる。

また、前記フィンブロックの前記板状フィンが起立形成される面と反対側の面に、同じく良熱伝導性素材のベース板を接合してなるので、放熱量増大に対応できると共に強度的に安定した構造となる。また発熱体との接触面が均一的に成るので熱伝達が安定する。また発熱体との間に放熱グリス、放熱ゴムシート等を介在させた場合もより安定的に熱伝達される。

また、一つの前記ベース板に対して複数の前記フィンブロックを接合してなるので、これにより放熱性を更に向上させることが容易に可能となる。また、前記複数のフィンブロックのフィンブロック間の板状フィンの配置は一部又は全部を個別の同一フィンブロックにおける板状フィンの配置と略同一ピッチになるように構成したので、流体の流れを均一にしてスムーズ且つ全体にわたって均一に放熱することができる。また、前記板状フィンの高さを前記端辺部に沿った列方向に沿って変化させたものや、前記板状フィンを湾曲させたものでは、放熱効果を維持しつつ固有振動周波数を高めることにより高出力タイプのオーディオ商品に適用した際の音圧により共振する可能性を低減できる。特に湾曲させたものでは、フィン及び根元の剛性も高くなり、強度が増すので組み立て作業等で変形が起き難く安定的であり、また湾曲した分だけ正面からみて板状フィンの間の隙間が形成されるので、横（斜め）方向への空気流通を更に促進し、熱の籠もりをより確実に防止できる。

本発明の第１実施形態に係るヒートシンクを示す斜視図。 （ａ）は同じくヒートシンクの平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ａ）で示したＡ−Ａの横断面図であり、図１とともにシミュレーションで用いた実施例１のヒートシンクである。 （ａ）は板片を折り曲げる前の板状基材を示す平面図、（ｂ）は板片を折り曲げて構成したフィンブロックを示す斜視図。 （ａ）は変形例の板片を折り曲げる前の板状基材を示す平面図、（ｂ）は板片を折り曲げて構成したフィンブロックを示す平面図。 （ａ）は他の変形例の板片を折り曲げる前の板状基材を示す平面図、（ｂ）は板片を折り曲げて構成したフィンブロックを示す平面図。 （ａ）は更に他の変形例の板片を折り曲げる前の板状基材を示す平面図、（ｂ）は板片を折り曲げて構成したフィンブロックを示す平面図。 （ａ）は更に他の変形例の板片を折り曲げる前の板状基材を示す平面図、（ｂ）は板片を折り曲げて構成したフィンブロックを示す平面図。 （ａ）は更に他の変形例の板片を折り曲げる前の板状基材を示す平面図、（ｂ）は板片を折り曲げて構成したフィンブロックを示す平面図。 （ａ）は変形例を示す平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は斜視図であり、シミュレーションで用いた実施例２のヒートシンクである。 フィンブロックを複数設けたヒートシンクの変形例を示す斜視図。 （ａ）はフィンブロックを複数設けたヒートシンクの他の変形例を示す平面図、（ｂ）は斜視図。 （ａ）はフィンブロックを複数設けたヒートシンクの更に他の変形例を示す平面図。 （ａ）は更に他の変形例の板片を折り曲げる前の板状基材を示す平面図、（ｂ）は板片を折り曲げて構成したフィンブロックを示す平面図。 （ａ）は更に他の変形例の板片を折り曲げる前の板状基材を示す平面図、（ｂ）は板片を折り曲げて構成したフィンブロックを示す平面図。 本発明の第２実施形態に係るヒートシンクを示す斜視図。 （ａ）は同じくヒートシンクの平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ａ）で示したＢ−Ｂの横断面図。 同じくヒートシンクの板片を折り曲げる前の板状基材を示す平面図。 （ａ）は本発明の第３実施形態に係るヒートシンクを示す平面図。（ｂ）は（ａ）で示したＣ−Ｃの縦断面図、（ｃ）は変形例を示す縦断面図。 （ａ）は同じく他の変形例を示す縦断面図、（ｂ）は更に他の変形例を示す縦断面図。 （ａ）はシミュレーションで用いた比較例１のヒートシンクを示す平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は斜視図。

次に、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。

先ず、図１〜図１４に基づき、本発明の第１実施形態を説明する。

本発明に係るヒートシンク１は、図１及び図２に示すように、複数の板状フィン４，…（４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ）を形成したフィンブロック２とベース板３とを組み合わせて構成されている。フィンブロック２とベース板３はいずれも良熱伝導性の素材より構成され、当該ヒートシンク１が取り付けられる電子部品等が発する熱を吸収して表面、特にフィンブロック２の各板状フィン４，…の表面から効率良く空気中に放熱するものである。本例ではいずれも金属製であるが、良熱伝導性素材で且つフィンブロック２については折り曲げ形成可能な素材であればよい。例えば金属と樹脂の積層体など種々のものが適用可能である。

板状フィン４，…は、図３（ａ）に示すように良熱伝導性の板状基材５の端辺部５１，５２から複数の板片５０，…を同一方向に折り曲げて起立させることにより形成されている。本例では、板状基材５の互いに対向する二つの両端辺部５１、５２から各々複数の板片５０，…を起立させ、効率よく板状フィン４，…を形成している。ただし、本発明はこれに何ら限定されず、三つ以上の端辺部からそれぞれ複数の板片を起立させたものや、一端辺部からのみ複数の板片を起立させて板状フィンを形成してもよい。

各端辺部５１（５２）の隣接する板片５０，５０は、互いに異なる位置６１Ａ／６１Ｂ／６１Ｃ（６２Ａ／６２Ｂ／６２Ｃ）で折り曲げて起立され、これにより、図３（ｂ）に示すように各端辺部側にそれぞれ板状フィン４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ（４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ）が互いにずれた位置に形成されている。このように各端辺部側の板状フィンをずれた位置に形成することにより、殆ど隙間のない切り溝で板片５０、５０を切り分けても隣接する板状フィンの間には上記位置のずれによる隙間が形成され、横（斜め）方向に空気が内外に流通し、熱の籠もりをより確実に防止できる構造とされている。

板状基材５の板片５０，…を起立させた残部は、フィンブロック２のベース板３に取り付けられる底板部７となり、底板部７の前記板状フィン４が起立している方向と反対側の面（図では下面）が、ベース板３の対応する面（図では上面）に密着した状態に接合される。この接合方法はカシメ、溶接、接着、ネジ止め、ロウ付けその他種々の方法を採用でき、予め接合することなく電子部品等に取り付ける際にフィンブロック２とベース板３をネジ等で同時に密着状態に取り付けて接合するようにしてもよい。またカシメ、溶接、接着、ネジ止め、ロウ付けその他種々の方法で接合された状態においても電子部品等に取り付ける際にフィンブロック２とベース板３をネジ等で共締めされる状態に取り付けるので落下衝撃等で異常な荷重が加わったとしても前記接合部への荷重が緩和され、剥がれ、外れに対する安全性が高く成る。

各端辺部側に形成される板状フィン４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ（４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ）は、それぞれ同じ位置に形成されるもの同士、当該端辺に沿った方向に列を為している。すなわち、図３（ａ），（ｂ）に示すように、板状フィン４１Ａは端辺部５１に近い外側の位置６１Ａで、板状フィン４１Ｂはより内側の位置６１Ｂで、板状フィン４１Ｃはさらに内側の位置６１Ｃで、板状フィン４２Ａは端辺部５２に近い位置６２Ａで、板状フィン４２Ｂはより内側の位置６２Ｂで、板状フィン４２Ｃはさらに内側の位置６２Ｃで、それぞれ板片５０を折り曲げて形成されたものである。

これにより、同じ位置で折り曲げて形成された複数の板状フィン４１Ａ，…は当該端辺に沿った方向に列を形成し、同様に、板状フィン４１Ｂ，…、板状フィン４１Ｃ，…、板状フィン４２Ａ，…，板状フィン４２Ｂ，…，板状フィン４２Ｃ，…についても当該端辺に沿った方向にそれぞれ列を形成している。つまり端辺部５１側に板状フィン４１Ａ，…の列、板状フィン４１Ｂ，…の列及び板状フィン４１Ｃ，…の列の三列が平行に形成され、端辺部５２側にも板状フィン４２Ａ，…の列，板状フィン４２Ｂ，…の列及び板状フィン４２Ｃ，…の列の三列が平行に形成され、フィンブロック２には板状フィンの列が合計六列すべて平行に形成されている。

このようにずれた位置にそれぞれ板状フィンの列を平行に設けることで、上記隣接した板状フィン間の横（斜め）方向への空気の流通に加え、板状フィンの平行な列の間を縦方向にもスムーズに空気が通る流路が維持され、熱分布の偏りを解消して放熱特性を向上させることに寄与する。

本例では、底板部７とベース板３にＩＣへの取り付け用の孔として互いに連通する通孔２ａ，３ａの組が複数形成されており、この通孔２ａを底板部７に確保するために本来板状フィン４１Ｃ、４２Ｃを形成するところよりも外側の位置に板状フィン４１Ｂ、４２Ｂを形成し、各端辺部側にそれぞれ板状フィンが三列形成されているが、このような通孔２ａの形成スペースが不要な場合には、板状フィン４１Ｂ、４２Ｂの代りにより内側の位置に板状フィン４１Ｃ、４２Ｃを形成し、各端辺部側にそれぞれ板状フィンを二列（４１Ａ，…の列と４１Ｃ，…の列の二列、４２Ａ，…の列と４２Ｃ，…の列の二列）形成すればよい。

つまり本例では、各端辺部側にそれぞれ板状フィンが基本的には二列（板状フィン４１Ａ，…の列と板状フィン４１Ｃ，…の列の二列、４２Ａ，…の列と４２Ｃ，…の列の二列）形成され、通孔２ａの位置に、例外的に板状フィン４１Ｃ、４２Ｃの代わりに板状フィン４１Ｂ、４２Ｂを配した構造である。端辺部５１側の外側の板状フィン４１Ａと内側の板状フィン４１Ｃ又は４１Ｂとは、異なる位置（６１Ａと６１Ｃ又は６１Ｂ）で交互に折り曲げることで交互に千鳥状に配されており、同じく端辺部５２側の外側の板状フィン４２Ａと内側の板状フィン４２Ｃ又は４２Ｂとは、異なる位置（６２Ａと６２Ｃ又は６２Ｂ）で交互に折り曲げることで交互に千鳥状に配されている。

ただし、このように各端辺部側に基本的に板状フィンの列を二列設ける構成に何ら限定されるものではなく、例えば図４又は図５に示すように基本的に三列設けたものや、その他四列以上設けたものでもよい。また、列を為さずにランダムな配置（但し、隣り合う板状フィン同士は異なる位置で折り曲げたもの）としてもよい。

一方の端辺部５１から板片を最も内側の位置６１Ｃで折り曲げて形成される複数の板状フィン４１Ｃ，…に対向する位置には、それぞれ他方の端辺部５２から板片を最も外側の位置６２Ａで折り曲げて形成される板状フィン４２Ｃが配され、曲げ加工の容易性を維持するとともに底板部７が部分的に極端に狭くなり伝熱性や放熱性が低下することを防止している。

板片５０は、図３（ａ）に示すように板状基材５の端辺部５１、５２から内側に向け、少なくとも折り曲げ位置まで延びる複数の切り目５ｂ，…を形成して作成される。切り目５ｂは、ワイヤー加工等で極小スリット加工を行うことが好ましく、これにより板状フィン４となる板片の放熱面積を確保することができる。本例では端辺に対して直角に内側に向けて切り目５ｂを入れているが、図６、７に示すように斜め方向に切り目５ｂを入れてもよい。また、板状基材５の端辺が真っ直ぐではなく、例えば図８に示すように円弧形状、その他の曲線、曲線と曲線の組み合わせであってもよい。図８は中空円盤状の板状基材の例であるが、これに何ら限定されない。

また、本例では図３（ａ）に示すように切り目５ｂ、…を形成した後、各板片５０を折り曲げて形成しているが、プレス加工により切断（切り目）と曲げ加工（折り曲げ）を同時に行う切り曲げ加工を行って形成しても良く、仕様、目的に応じて加工方法は選択できる。図９は切り目の幅を板片５０の厚さと同程度、積極的にスリットとして設け、図中（ｂ）に示すように正面から見て隙間５ｅを積極的に形成した一般的な加工例（変形例）である。これにより放熱面積の減少を小さく抑えつつ形状及び曲げ加工が容易となり生産性も高くなると共に、上述の横（斜め）方向への空気流通も更に促進され、熱の籠もりを防止できる。

折り曲げる位置の異なる板状フィン４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ（４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ）は、互いに異なる高さとなっているが、これを揃える後加工をフィンブロック２に行ってもよい。また、折り曲げる前のフラットな板状基材５の段階で、各板片５０の長さが同じになるように予め端辺部５１、５２を段差状に加工しておき、加工された板片５０を折り曲げると各板状フィンの高さが揃うようにすることも好ましい。

また本例では板状基材５の端辺部５１、５２からのみ板片５０を切り起こしているが、例えば図１３又は図１４に示すように、端辺部５１（５２）に加えて中間部５３からも複数の板片５０を切り起こして板状フィン４３Ａ，４３Ｃ（４３Ｄ，４３Ｅ）を形成することもできる。この場合、切り目５ｂ以外に切り起こす板片の先端部にも切り目５ｃを入れておけばよい。

図１３の例では、中間部５３に形成した板片５０を一方向に且つ隣り同士異なる位置で折り曲げ、異なる位置に千鳥状に配した二列の板状フィン４３Ａ，…、４３Ｃ，…が構成されている。また図１４の例では、同じく中間部５３に形成した板片５０を交互に異なる端辺方向に折り曲げ、各端辺部５１、５２に形成される二列の板状フィン４１Ａ，４１Ｃ（４２Ａ，４２Ｃ）に対し、第三の列として板状フィン４３Ｄ（４３Ｅ）の列を加える形態となる。

また、本例では一つのベース板３に対して一つのフィンブロック２を接合したものであるが、図１０に示すように一つのベース板３に二つのフィンブロック２を平行に横に並べた状態で接合したものや、図１１に示すように一つのベース板３に三つ以上（四つ）のフィンブロック２を平行に横に並べた状態で接合したもの、更に図１２に示すように縦方向にも複数並べた状態としたものなど、一つのベース板３に対して種々の形態で複数のフィンブロック２を組み合わせて放熱量の増大を図ることができる。尚、図１１に示す符号８ａ，８ｂは一般的にマッチングと称するプレス加工における変形等の不具合を無くするために枠と接続して安定的に加工できるようにしたものである。したがって、この範囲にはフィンは構成されていない。しかしながら板厚、形状（長さ、幅）等により前記マッチングを必要としない加工もありえる。

このように一つのベース板３に二つ又は三つ以上のフィンブロック２を平行に横に並べた状態で接合する場合には、図１１（ａ）で示すように、横方向に隣接するフィンブロック２、２の間で互いに対向している異なるフィンブロックの板状フィン同士の間の間隔（Ｐ１、Ｐ２）を、同一フィンブロック２において同じく横方向に対向している板状フィン同士の間隔（ピッチＰ１、Ｐ２）と同一にし、空気の流れを均一にするように構成することが好ましい実施形態である。ただし、これに限定されず、目的に応じて任意にブロック間のフィンピッチを設定できることは勿論である。また、複数のフィンブロックはベース板３の同一面に設ける必要はなく、例えばコ字状に屈曲したベース板の上面と左右の面にそれぞれフィンブロックを取り付けるなど、種々の形態が可能である。

更に、ベース板３を省略し、フィンブロック２をヒートシンク１として単独使用することもできる。図１５〜図１７で示した第２実施形態のヒートシンク１は、フィンブロック２を形成する板状基材５を厚肉とし、ベース板を省略してフィンブロック２単独で十分な放熱量を維持するように構成したヒートシンク１である。

板状基材５が厚肉のため形成される各板状フィン４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ（４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ）も厚肉となり、第１実施形態の場合に比べて折り曲げ位置を同じとすると隣り合う板状フィン間に形成される上述のななめ方向に隙間は狭くなる。したがって、本例では折り曲げ前の板状基材５の隣り合う板片５０、５０間には切り目よりも幅広な溝部５ｄが形成され、上記隙間が維持されている。その他の構造や変形例等については上記第１実施形態と同様であり、同一構造には同一符号を付して説明を省略する。

また、以上の実施形態では、端辺に沿った各列の複数の板状フィンは同じ高さに構成されているが、図１８及び図１９で示した第３実施形態のヒートシンク１のように、板状フィンの高さを列方向に沿って変化させ、固有振動周波数を高めることにより高出力タイプのオーディオ商品に適用した際の音圧により共振する可能性を低減できるように構成したものも好ましい。図１８（ｂ）は端辺に沿った各列の複数の板状フィンの高さを交互に高低変化させた例であり、図１８（ｃ）は２本ごとに高低を交互に変化させた例である。いずれの場合も、図示したように端辺に沿った列方向の両端の板状フィンを高いものとし、包絡体積を顕著に小さくすることなく構成して優れた放熱効果を略維持しつつ固有振動周波数を高めることのできるものが好ましい例である。

また図１９（ａ）は徐々に高さを変化させた例であり、図１９（ｂ）は両端部から中央部に向かって次第に低く変化させた例である。このように端辺に沿った一端又は両端の板状フィンの高さを高いものとしつつ高さを変化させることで、上記図１８の場合と同様、包絡体積を顕著に小さくすることなく構成して優れた放熱効果を略維持しつつ固有振動周波数を高めることができる。特に１９（ａ）の例では、横方向に隣接する列同士で高さの変化が逆になるように構成し、端辺に沿った両端に比較的高さの高い板状フィンが存在するように構成することが好ましい。

その他、図示しないが、各板状フィンを湾曲させて、同様に放熱効果を維持しつつ固有振動周波数を高めるように構成したものも好ましい例である。このように湾曲させれば、フィン及び根元の剛性も高くなり、強度が増すので組み立て作業等で変形が起き難く安定的であり、また湾曲した分だけ正面からみて板状フィンの間の隙間が形成されるので、図９の例の場合と同様に、横（斜め）方向への空気流通を更に促進し、熱の籠もりをより確実に防止できる効果も生じる。このような湾曲の例を上記図１８、１９の例に組み合わせ、固有振動周波数や放熱効果をより高めることも勿論可能である。また板厚を厚くすると放熱効果及び固有振動周波数共に高く成る、従って放熱効果と固有振動周波数の両立を図るために上記のような形状と組み合わせる事も可能である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得ることは勿論である。例えば本実施形態では空冷式として説明したが、水冷式等、液体その他の流体を介して冷却を行うヒートシンクとして構成するものも本発明に含まれる。
また本発明の実施形態はプレス加工により板状基材の端辺部から板片を起立させて板状フィンを形成する例について説明したが本発明はこうした加工方法にも何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる加工で形成し得ることは勿論である。例えばアルミ材料等によるダイキャスト、放熱特性を有する樹脂材料等による成型加工、アルミ材等の鍛造加工等で形成するヒートシンクも本発明に含まれる。従って、図１に示すような形態をダイキャスト、樹脂成型、鍛造加工等で加工するとベース板３部に複数の板状フィン４・・・が一体的に立設された形態と成る。この時のフィンの形状は、板状、湾曲、流線形等、必要に応じて選択できる。

次に、図１〜図２で示した構造のヒートシンク（実施例１）、図９（ａ）〜（ｃ）で示した構造のヒートシンク（実施例２）、図２０に示す構造の従来からの押し出し品のヒートシンク（比較例１）の各モデルをそれぞれ用いて、同じパワーＩＣに取り付けたと仮定してその放熱効果をシュミレーションにより計算した比較実験の結果を説明する。

実施例１、２とも、板状フィン４、ベース板３の板厚をそれぞれ１ｍｍ、３ｍｍに設定し、端辺部に沿った列方向（縦）の寸法を１３４ｍｍ、横方向の寸法を１６ｍｍに設定した。比較例１は、ベース板１０３の板厚をビス止め部の領域３ｍｍ、その他のフィンが立っている領域５ｍｍに設定し、縦横の寸法は実施例１、２と同じく１３４ｍｍ×１６ｍｍに設定した。実施例１、２の板状フィン４は、実施例１が両端の板状フィンの幅を７ｍｍ、両端以外の板状フィンの幅を７．５ｍｍに設定し、実施例２がすべて６．５ｍｍに設定し、板状フィン４の高さは、実施例１、２とも、板状フィン４１Ａ，４２Ａが２８．５ｍｍ、板状フィン４１Ｂ、４２Ｂが３１．５ｍｍ、板状フィン４１Ｃ、４２Ｃが３３．５ｍｍに設定した。比較例１のフィン１０４の高さは２５．５ｍｍに設定した。材料は実施例１、２をＪＩＳ Ａ １０５０Ｈ２４純アルミニウム、比較例１をＪＩＳ Ａ ６０６３Ｔ５アルミニウム合金とした。

実施例１、２、比較例１を取り付けるパワーＩＣの発熱量を同条件とし、収納空間の寸法が横３０ｃｍ、奥行き３０ｃｍ、高さ２０ｃｍ、周囲温度が２５℃とした環境条件下でパワーＩＣの表面温度（℃）、比較例１を１００とした実施例１、２の放熱効果（％）を算出した。結果は下記表１の通りとなった。

表１の結果が示すとおり、本発明に係る実施例１、２では従来の比較例１に比べて放熱効果が格別に高くなることが分かる。また、実施例１、２は両端のビス止め部にもフィンが構成できるので包絡体積が大きくできるが、比較例１は押し出し加工のためビス止め部にフィンが形成できず、無理に形成すると後加工等のコストが掛かる。表面積に顕著な違いはないが、実施例１、２が空気の流通が良く、熱伝達量が増加した結果、優れた放熱効果が得られていることが分かる。実施例１、２では包絡体積は同じであるが表面積が実施例１の方が大きく、放熱効果も大きくなった。

１ ヒートシンク
２ フィンブロック
２ａ 通孔
３ ベース板
３ａ 通孔
４ 板状フィン
５ 板状基材
５ｂ，５ｃ 切り目
５ｄ 溝部
５ｅ 隙間
７ 底板部
４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ 板状フィン
４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ 板状フィン
４３Ａ，４３Ｃ，４３Ｄ，４３Ｅ 板状フィン
５０ 板片
５１，５２ 端辺部
５３ 中間部
６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ 位置
６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ 位置
１０１ ヒートシンク
１０３ ベース部
１０４ フィン

Claims (8)

1. 良熱伝導性の板状基材の端辺部から複数の板片を同一方向に折り曲げて起立させることにより板状フィンを複数形成したフィンブロックよりなり、
   前記端辺部に沿って隣接する前記板片を互いに異なる位置で折り曲げることで前記板状フィンを互いにずれた位置に形成してなるヒートシンクの製造方法であって、
   前記板状基材が、互いに対向する二つの前記端辺部を少なくとも有し、該板状基材の各端辺部から、切り目を入れて板片を形成したうえ折り曲げるまたは切り目を入れながら折り曲げる切り曲げ加工により、前記複数の板片を起立させてそれぞれ前記板状フィンを複数形成し、
   前記対向する二つの端辺部のうち一方の端辺部から板片を最も内側の位置で折り曲げて形成される複数の板状フィンに対向する位置に、それぞれ他方の端辺部から板片を最も外側の位置で折り曲げて形成される板状フィンを配してなるヒートシンクの製造方法。
2. 前記板片を略同じ位置で折り曲げて形成される複数の前記板状フィンのフィン列を、二列以上略平行に形成してなる請求項１記載のヒートシンクの製造方法。
3. 前記端辺部に沿った複数の前記板片を異なる二位置で交互に折り曲げることで、前記板状フィンが交互に千鳥状に配された二列のフィン列を形成してなる請求項２記載のヒートシンクの製造方法。
4. 前記フィンブロックの前記板状フィンが起立形成される面と反対側の面に、同じく良熱伝導性素材のベース板を接合してなる請求項１〜３の何れか１項に記載のヒートシンクの製造方法。
5. 一つの前記ベース板に対して複数の前記フィンブロックを接合してなる請求項４記載のヒートシンクの製造方法。
6. 前記複数の前記フィンブロックのフィンブロック間の板状フィンの配置は一部又は全部を個別の同一フィンブロックにおける板状フィンの配置と略同一ピッチになるように構成した請求項５記載のヒートシンクの製造方法。
7. 前記板状フィンの高さを前記端辺部に沿った列方向に沿って変化させてなる請求項１〜６の何れか１項に記載のヒートシンクの製造方法。
8. 前記板状フィンを湾曲させてなる請求項１〜７の何れか１項に記載のヒートシンクの製造方法。

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