JPH01264296A - 放熱用部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の目的） 〈産業上の利用分野〉 本発明は例えば大規模集積回路（ＬＳＩ）やＩＣ，ＦＥ
Ｔ等の電子部品に用いられる放熱用部品に関するもので
あって、特に蒸発と凝縮という物理現象を利用し、放熱
効果を高めるようにした放熱用部品に係るものである。

〈発明の背景〉 この種のＬＳＩ、その他電子部品用の放熱用部品として
は、金属製の支持ベースを利用してこれに多数の放熱フ
ィンやピン状突起を形成したものが適用されており、こ
れら突起物によって放熱作用面禎の増大を図るようにし
ている。

ところで従来この種の放熱用部品は多くはモールド成型
されたものであり、より生産効率に優れた押出成型は近
時に至るまで採用されていなかった。この理由は例えば
ビン状の冷却用の突起を作る場合、多数の成型孔を有す
る成形型に素材を押し込んで形成するものであるが、成
型時はともかくとして、これを成形型から外すときに素
材と成型孔との食い込みが激しく、その取り外しが極め
て困難なためであった。そこで本出願人はこのような問
題点を解決すべく特願昭６２−１８２８８８号「放熱用
等の金運製品並びにその製造方法並びにその製造装置」
の出願に及んでいる。このものは製品を成形型から抜き
外す機構として油圧作動をとり入れることにより、各ピ
ン状突起に均等の圧力を加えることを可能として、製品
は成形型から傾くことなく平均して押し戻されるように
なり、これにより生産効率に優れた押出成型をこの種の
放熱用部品を生産する分野にも採用できるようにしたと
いうものである。

しかしながら、近時における大規模集積回路（ＬＳＩ）
等の電子部品の開発は目覚ましく、その性能は日進月歩
向上している０例えば大規模集積回路（ＬＳＩ）の集積
度が向上すると、発熱量も増大するに至り、更に放熱効
果の優れた放熱用部品の開発が望まれている。そこで今
日注目されているのがヒートパイプである。このものは
パイプ内に冷媒を封入し、毛細“管現象を利用して冷媒
に流れを生じさせ、これにより放熱効果を高めたもので
ある。しかしながらこのヒートパイプは一端に放熱用の
フィンを取り付けて使用したり、他の取付部材と併用し
て使用しなければならず、その構造も複雑となり、また
モールド成型によってその外殻部材が構成されている現
状もあいまって、他の放熱用部品に比べてコスト高とな
っている。

く開発を試みた技術的事項〉 本発明はこのような背景に鑑みなされたものであって、
ヒートパイプによって得られる放熱効果と同等の効果を
本出願人の開発に係る特願昭６２−１８２８８８号に見
られるような放熱用等の金属製品にもたせるに際して必
要となる技術について開発を試みたものである。

（発明の構成） 〈目的達成の手段） 即ち本発明たる放熱用部品は、適宜の形状を有する基材
部に対し、その少なくとも一方の面にピン状突起が形成
され、且つそのピン状突起の内部には中空部が形成され
て成る部材において、その中空部は冷媒が封入されて成
る冷却励起構造を有することを特徴として成るものであ
り、もって前記目的を達成しようとするものである。

〈実施例） 以下本発明を図示の実施例に基づいて具体的に説明する
。符号１で示すものは本発明の放熱用部品であって、例
えばアルミニウム等を主体とした軽合金材料等によって
その本体部材１ａは構成されている。そしてこの本体部
材１ａの内部には冷却励起構造が施されており、このよ
うな構成により本発明の放熱用部品は成り立っている。

以下この本体部材１ａについてまず説明し、次いで冷却
励起構造について説明する。本体部材１ａはこの実施例
では一例としてほぼ矩形状を成す基材部２に対しピン状
突起３をその一面に多数形成したような形状をとる。そ
してこのピン状突起３は例えば図示の実施例では、基材
部２と同一の部材が押出成型によって突出形成すること
により構成されていて、その内部には中空部４が設けら
れ、管状に形成されている。

またピン状突起３は別途成型されたヒートパイプを基材
部２に対し後付けすることにより形成することも可能で
ある。更に具体的にはこの中空部４は基材部２側に封栓
部５を有し、基材部２側からピン状突起３の先端付近ま
でに及んで形成されている。尚この基材の寸法は例えば
数鶴角〜数ｉｏｏ　ｔｍ角の範囲をはじめ、更にそれ以
外の寸法で種々形成できるものであり、勿論、最終製品
の形状を始めから有した状態でもよいし、あるいは最終
製品にするにはこの製品を更に分割切断して所望の大き
さにして用いるなど、適宜の手法がとり得る。尚、基材
部２の厚さについても適宜選択できるものであり、数１
〜数１０　ａｍ　程度の厚さのものが任意に設定できる
。またピン状突起３についても直径０．数龍〜数鶴程度
の太さのものであって、高さは数鶴〜数１０重翼程度の
ものを形成できる。要は目的に応じ、適宜の形状のもの
が選択的に製造できる。またピン状突起３における中空
部４の断面形状は第７図に示すように種々の態様がとり
得るものであって、第７図（ａ）は多数の溝４ａを有す
るセレーション状断面をもつもの、第７図（ｂ）は四辺
が互いに内側に湾曲し、各頂点部４ｂが毛細管効果を奏
するような断面をもつもの、第７図（ｅ）は円孔の一部
に毛細管効果を有する溝部４Ｃが設けられた断面をもつ
もの等が適用できる。そしてこのような構成より成る本
体部材１ａは次のような方法により製造される。

例えば押圧成型によって製造する場合には、通常の押出
成型で用いられているのと同じ成形型１０が必要となる
。この成形型ＩＯは周知のとおり素材Ｗに押圧を加える
押型（以下の説明では通常この押型は、この種の押出成
型機の上部側に配置されていることに鑑み、上型１１と
記す）と、素材Ｗを挾んで下方に位置する下型１２とに
よって成っている。以下更に詳しく説明する。

まず例えば矩形状を成す素材Ｗを下型１２上の所定の位
置に載１する。しかる後、上型１１を下降させ、素材Ｗ
に押圧を加え、予備形状Ｗ′に成型する（以下これを第
一次成型という）、この段階では後述する第二次成型を
容易にするための案内部２０を形成することを目的とす
る。具体的には予備形状Ｗ′は第５図及び第６図（Ｃ）
に示すように下方に複数の案内凸部２１、そしてこの案
内凸部２１の中心線上に上方側から案内凹部２２が形成
されて成る。またこのような予備形状Ｗ′に至らせるに
際し用いられる上型１１、下型１２は第４図に示すよう
に上型１１にあっては案内凹部２２を形成するための案
内部成型ビン１３をその下面に複数設けて成り、下型１
２にあっては案内凸部２１を形成するための案内部成型
凹部１４をその上面に複数刻設し、成っている。面この
案内部成型ピン１３及び案内部成型凹部１４は本実施例
で示す形状に限られることなく種々の態様がとられるこ
とは勿論である０次にこのようにして予備形状Ｗ′に成
型されたものは一度成形型１０から取り外される。尚こ
の場合の取り外しに際しては案内凸部２１及び案内凹部
２２の塑性変形の度合は必ずしも大きくないことから１
＆述するような加圧媒体たる作動油りによる加圧手段を
用いることは必要ないと思われるが、必要に応じこの手
段も採用し得る。そして第二次成型を行うために前記予
備形状Ｗ′に成型するのに用いられた上型１１及び下型
１２とは形状を異ならせた成形型１０を設置させた他の
押圧成型機に予備形状Ｗ′に成型された中間成型部材を
載置するか、第一次成型時に使用したのと同一の押圧成
型機を使用する場合には、上型１１及び下型１２を第二
次成型用の成形型ｌＯに交換し、中間成型部材を再び載
置するような構成をとる。そして上型１１を下降させ、
予備形状Ｗ′に成型された中間成型部材に押圧を加え最
終形状に成型する（これを第二次成型という）、この場
合使用される上型１１及び下型１２の形状は第５図に示
すように、上型１１にあっては下面に複数の中空部成型
ピン１６を具えて成り、下型１２にあっては上面に複数
のビン状突起成型孔１７を具えて成る。このビン状突起
成型孔１７は小径部と大径部が段差状に繰り返すように
構成されていて小径部の寸法が最終形状たる本体部材１
ａのピン状突起３の外径寸法となる。そして押圧が加え
られると中空部成型ピン１６は案内凹部２２に、また案
内凸部２１はビン状突起成型孔１７に案内されるように
して最終形状たる前述の本体部材１ａが成型される。そ
して成形型１０による押圧を解除し、その加工を停止す
る。尚、中空部４を形成する手段としては中空部成型ピ
ン１６による塑性加工のほか、中空部なしのビン状突起
を成型し、その後加工としてドリル加工を行い、前記押
出成型と併用することで本体部材１ａを成型することも
可能である。続いて加工を完了した本体部材１ａは成形
型ＩＯから抜き出すものであるが、各ビン状突起３はそ
れぞれビン状突起成型孔１７において食い込み合った状
態であり、従ってこれを次のような操作によって凄き出
す。即ちこのような状態で下型１２の下方に設けられた
加圧室２５に作動媒体たる作動油りを充填し、しかる後
、加圧ピストン２６を上昇させて加圧室２５内の液圧を
上げ、これによって各ピン状突起３に均等の圧力で戻し
方向の力を加える。これによって本体部材１ａは成形型
１０から傾くことなく平均して押し戻され、抜き外しが
なされる。尚このとき上型１１については本体部材１ａ
が完成後直ちに上昇して加圧状態を完全に解除してもよ
いが、上型１１を本体部材１ａから離さずに位置させ、
加圧室２５における作動油りの圧力上昇に合わせて漸次
上昇するようにしてもよい、即ち本体部材１ａの上面に
当接しながら、その姿勢を制御するような作用を行わせ
てもよい、また上型１１は第一次成型で使用されるもの
と、第二次成型で使用されるものと同一のものが使用で
きる場合にあっては上型１１の交換は不要となる。そし
て中空部成型ピン１６については第７図に示すような種
々の断面形状のものが通用できる。また外部形状にあっ
ても成型完了後、中空部４から抜き出す際の便を考慮し
てテーパ状に構成することも可能である。尚、中空部４
がこのような断面形状をとることは後述する冷却励起構
造に関連する。また基材部２の形状も平板状のものに限
らず第８図に示すように種々の形状のものが採用できる
。そしてこのような方法によって製造された本体部材１
ａにおける中空部４に対し本発明の特徴的構成の一つで
ある冷却励起構造を設けるものである。第３図に示す実
施例は冷媒Ｆとの化学的反応が少ないステンレス金網、
Ｘ鍮金網、更にはガラス繊維ＩＮ　ｅｌ１体等のいわゆ
る織網体２８を用い、冷却励起構造を構成するものであ
って、このものを−例として中空部４の内面に沿うよう
なほぼ円筒形状に構成して、中空体４に配設することに
より成っている。そして織網体２８は中空部４内に充填
される冷媒Ｆに流れを生じさせる（肋きをするものであ
る。具体的にはＬＳＩ等の電子部品から発せられた熱は
放熱用部品１の基材部２に伝わり、基材部２の温度を上
昇させ、これに伴い中空部４内に充填されている冷媒Ｆ
を基材部２側において熱し、気化させる。そして気化し
た冷媒Ｆはピン状突起３の先端側に移動するようになり
、中空部４の末端に至ったところで冷媒Ｆは凝縮されて
液体となる。そしてこの凝縮されて液体となった冷媒Ｆ
を再び気化側に戻す役割を前述した織網体２８によって
生ずる毛細管現象によって行うのである。尚、冷媒Ｆと
してはフロンガス等が適用し得る。更に冷却励起構造と
しては前記実施例のほか、種々の態様がとり得るもので
あり、具体的には第７図に示すような実施例が考えられ
る。とにかく要は毛細管現象を挽き起こすことのできる
構造とすればよいのである。尚これらの実施例ではセレ
ーション状の溝４３や頂点部４ｂの溝や溝部４Ｃにおい
て生ずる毛細管現象を利用している。

次に本体部材１ａの中空部４に冷媒Ｆを充填する手法に
ついて説明する。まず本体部材１ａの基材部２に設けら
れた開口部に対し挿入細管３０を挿入する。この挿入細
管３０の途中にはバルブ３１が設けられ、更にバルブ３
１からは三方向に入力経路が形成されている。この入力
経路の一つは真空ポンプ３２、他の一つは冷媒Ｆの供給
源、そして更に一つは封栓部５を形成するための溶剤の
供給源に繋がっている。このような構成において、まず
真空ポンプ３２に至る入力経路を開き、中空部４内の空
気を抜き、中空部４内の圧力を所定の値になるまで下げ
る。中空部４内の圧力が所定の値になると自動的にバル
ブ３１が作動し始め、真空ポンプ３２からの入力経路を
閉鎖し、冷媒Ｆに至る入力経路を開くと、中空部４内に
冷媒Ｆが注入し始める。そして冷媒Ｆが規定量注入され
たところで再びバルブ３１は自動的に作動し、この入力
経路を閉じ、溶剤に至る入力経路を開く、そしてこの溶
剤によって中空部４を封止し、叩ち封栓部５を形成する
のである。

この溶剤は本体部材１ａと同一材料であってもよいし、
接着剤のようなものであってもよい。

少なくとも冷媒Ｆに熔解することなく硬化性に優れたも
のが望ましい、また基材部２とピン状突起３とを別途成
型し、これらを後付けすることにより放熱用部品１を製
造する場合には、ピン状突起３として市販されているヒ
ートバイブを用いることも可能である。具体的には予め
基材部２を構成する材料を熱し、熔かしておき、これを
所定の型に流し込み、複数のヒートバイブを上方から挿
入する。しかる後、材料を冷却し、硬化させ、基材部２
を形成するとともに、ピン状突起３たるヒートバイブを
固定する。尚このような手法のほか、例えば接着剤で固
定するようにしてもよいし、取付個所のみ加熱し、溶着
するなど、適宜の手法がとり得る。

（発明の効果） 本発明は以上述べたような構成を有するものであり、以
下のような効果を発揮する。まずピン状突起３によって
放熱作用面柘を増大し、これにより放熱効果を高める構
造とすることに加え、毛細管現象を利用し、中空部４内
に充填されている冷媒Ｆに流れを生じさせる熱を移動す
るようにした冷却励起構造を採用したことにより、更に
一眉の放熱効果が得られる０次に本体部材１ａを形成す
るにあたり、一連の加工を押出成型のみにより行う場合
には、放熱用フィンその他の付属部材、取付部材を併用
することなく使用できるので生産コストの点で従来のモ
ールド成型を凌ぐ廉価で且つ高性能な放熱用部品１を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の放熱用部品の使用状態を示す斜視図、
第２図は本発明の放熱用部品の斜視図、第３図は同上一
部を破断して示す斜視図、第４図は本体部材を成型する
ための第一次成型用成形型を示す斜視図、第５図は同上
第二次成型用成形型を示す斜視図、第６図は本体部材の
成型段階を骨格的に示す説明図、第７図は中空部成型ピ
ン並びにこの成型ピンによって形成された中空部の断面
形状の種々の実施例を併せ示す斜視図、第８図は基材部
の他の実施例を示す斜視図、第９図は冷媒の充填手法を
骨格的に示す説明図である。 １；放熱用部品 ｌａ；本体部材 ２；基材部 ３；ピン状突起 ４；中空部 ４ａ；溝 ４ｂ；頂点部 ４Ｃ；溝部 ５；封栓部 １０；成形型 １１；上型 １２；下型 １３；案内部成型ピン １４；案内部成型凹部 １６；中空部成型ピン １７；ピン状突起成型孔 ２０；案内部 ２１；案内凸部 ２２；案内凹部 ２５；加圧室 ２６；加圧ピストン ２８；織網体 ３０；挿入細管 ３１；バルブ ３２；真空ポンプ Ｆ；冷媒 Ｗ；素材 Ｗ′；予備形状 Ｌ；作動油

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）適宜の形状を有する基材部に対し、その少なくと
   も一方の面にピン状突起が形成され、且つそのピン状突
   起の内部には中空部が形成されて成る部材において、そ
   の中空部は冷媒が封入されて成る冷却励起構造を有する
   ことを特徴とする放熱用部品。
2. （２）前記ピン状突起は基材部と一体の部材であって、
   押圧成型により形成されて成ることを特徴とする請求項
   １記載の放熱用部品。