JPH0318468A - ヒートシンクの接合方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ヒートシンクの接合方法に関し、さらに詳
しくいうと、コンピュータなどの高速演算処理素子や大
電力用半導体素子などのモールド面に接触させて熱を奪
うヒートシンクの、フレームとフィンとを接合するため
のヒートシンクの接合方法に関するものである。

［従来の技術］ 第６図は、フィン材とフレーム材をろう付けで、スペー
サを用いてフィンピッチを一定にして接合する従来の接
合によるヒートシンクであり、ここではろう付けによっ
た場合について説明する。第６図において、ろうだめ溝
（２）が切られたＣｕのような高熱伝導材からなる第１
のフレーム（１）、同じくろうだめ溝（２）が切られ、
フレーム（１）と同材料からなる第２のフレーム（７）
、フレーム（１）．　（７）にろう付けされ、フレーム
（１），　（７）と同村の底板であり、炉中ろう付け時
には底面になる。複数のフィン（３）は、Ｃｕでなりろ
う付け温度では溶融しない石英管のような材料のスペー
サ（４）により位置決めされ、等ピッチで並べられ、ろ
うだめ溝（２）に差し込まれている。ろう材（ｌ６）は
粉状のろう材（本実施例ではＮｉろう）に、高熱伝導性
の金属粉（本実施例ではＣｕ粉）を重量比で６対４混人
１−たちのである。治具（９）は、炉中ろう付け時にフ
レーム（１），　（７）がフィン（３）に対して、ずれ
たり、傾いたりするのを防止する位置決めする。

粉状、ペースト状のろう材もしくは半田材は、熱伝導性
が一般に悪く、半田に比較し熱交換器フィンの接合にお
いては不利である。しかし、高熱伝導性の金属粉をろう
材もしくは半田材の中に混入させることにより、ろう材
（１６）自身の熱伝導不足を補っている。

次に、ヒートシンクの製造プロセスについて述べる。半
液状のろう材（ｌ６）を、フレーム（１），　（７）の
ろうだめ溝（２）に流し込み、フィン（３）をスベサ（
４）により等ピッチを保ちながら片方ずつ差し込む。こ
のとき、ろうだめ溝（２）に流し込んだろう材０６）を
崩さないように差し込むことが肝心である。つぎに、底
板（８）の上に、組み立てたフレーム（１），　（７）
とフィン（３）をのせ、粉状のろう付け温度とほぼ同等
かそれより低いろう付け温度の普通の他のろう材を塗り
、位置決め治具（９）で固定する。このようにして、組
み立てたヒートシンクを炉の中に入れ、粉状のろう材の
ろう付け温度でろう付けを行う。冷却後、位置決め治具
（９）をはずしヒートシンクが完成スる。

［発明が解決しようとする課題］ 以上のような従来のヒートシンクの接合方広は、フィン
のピッチを保つためスペーサをすべての熱交換隙間に挿
入する必要があり、そして、ろう付け後それらを抜く作
業が必要であった。また、ろう付け時にフィンが熱変形
を起こすとスベーサがぬけかることがあり、作業時間が
かかり、最悪の場合、熱変形が大きいためスペーサが抜
けなくなり、製品として使用不能になるおそれかあった
。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、スベーサのかわりに、フィンにスペーサと同
じ高さの突起を設け、スペーサの挿入作業と抜き取り作
業を必要としないヒートシンクの接合方法を得ることを
目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るヒートシンクの接合方法は、フィン加工
時に、従来のスペーサと同じ高さの突起を設けることに
より熱交換隙間を確保し、粉状、ペースト状のろう状ま
たは半田材に、高熱伝導材の金属粉末を混入させ、接合
時に消失するバインダーで混ぜ合わせ、接合材を適当な
粘度を持つ半液状にし、接合温度においてろう材の流れ
性を悪くし、かつ、粉状の接合材の熱伝導性の悪さを接
合材中に混入する金属粉末により補って、両フレームと
底板を一度に接合する。

［作　用］ この発明においては、ろう付け部の熱伝導性不足を補い
、スペーサの挿入・抜き取り作業を必要としない。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を第ｌ図〜第３図を参照して
説明する。第２図はフィン（３）の外観を示し、フィン
（３）はＣｕのような高熱伝導材の薄板からなり、熱交
換流路高さに相当する突起（１０）が少なくとも３個設
けられており、この突起（ＩＯ）によりフインピノチが
決められる。第３図はフィン（３）を組み合わせてろう
付けしたものの外観を示し、ろうだめ溝（２）が切られ
たＣｕのような高熱伝導材からなる第１のフレーム（１
）、同じくろうだめ溝（２）が切られフレーム（１）と
同−　材料からなる第２のフレーム（７）、７レーム（
１），　（７）にろう付けされ、フレーム（１），　（
７）と同村の底板（８）からなる構体に、フィン（３）
が突起（１０）により位置決めされ、等ピッチで並べら
れ、ろうだめ溝（２）に差し込まれる。ろう材（１６）
は粉状のろう材（本実施例ではのＮｉろう）に、Ｃｕの
ような高熱伝導性の金属粉を重量比で６対４混入したも
のである。治具（９）は、炉中ろう付け時にフレーム（
１），　（７）がフィンに対して、ずれたり、傾いたり
するのを防止する。

次に、ヒートシンクの溶接プロセスについて述べる。半
液状のろう材（１６）を、フレーム（１），（７）のろ
うだめ溝（２）に流し込み、フィン（３）を突起（１０
）を下部のフィンに当てることにより等ピッチを保ちな
がら、フレーム（１），　（７）を片方ずつ差し込む。

このとき、ろうだめ溝（２）に流し込んだろう材（ｌ６
）を崩さないように差し込むことが肝心である。つぎに
、底板（８）の上に組み立てた、フレーム（１），　（
７）とフィン（３）をのせ、粉状のろう付け温度とほぼ
同等かそれより低い普通の他のろう材を塗り、位置決め
治具（９）で固定する。このようにして、組み立てたヒ
ートシンクを炉の中に入れ、粉状のろう材のろう付け温
度でろう付けを行う。冷却後、位置決め治具（９）をは
ずし、第ｌ図に示すようなヒートシンクが完成する。

なお、上記実施例では、フィン（３）に突起（ｌＯ）が
３つあるものを示したが、第４図に示すように突起（１
０）が４つあるものや、それよりおおくても構わない。

さらに、上記実施例では、薄板のフィンについて書いた
が、第５図に示すような台形フィン（ｌ３）やその他の
形状でもよく、プレス加工時に突起（ｌＯ）を設け、こ
の突起（ＩＯ）によりフィンの位置決めを行うものであ
れば、その形状は規定するものではない。

また、上記実施例では、ろう付け方法に付いて書いたが
、粉状またはペースト状に整形した半田材だも同様な結
果を得る。さらに、上記実施例では、ヒートシンクにつ
いて書いたが、薄板のフィンを端仮に接合し、かつ、熱
的に抵抗が少なく結合する必要のあるような熱交換器で
あれば、この接合方法を転用できる。

［発明の効果コ 以上のように、この発明によれば、フィンに熱交換隙間
を規定でき名ような位置決め用の突起を設け、粉状の接
合材に高熱伝導材の粉末を混入させた半液状の接合材で
接合するようにしたので、１工程で接合作業を完成させ
、作業時間を短縮することかできるとともに、接合の信
頼性を向上させ、接合部の熱伝導不足も問題なくなる。

そして、酸洗いや、スペーサの抜き取り作業などの後処
理作業を必要としないなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図はこの発明の一実施例を説明するための
もので、第１図は組立状態の斜視図、第２図はフィンの
斜視図、第３図は組立途中の側断面図である。第４図は
フィンの他の変形の斜視図、第５図はさらに異なる形状
のフィンを用いた組立途中の側断面図である。 第６図は従来のヒートシンクの接合方法を説明するため
の組立状態の斜視図である。 （１）　　・・フレーム、（２）・・ろうだめ溝、（３
）・・フィン、（８）・・底板、（９）・・治具、（ｌ
Ｏ）・・突起、（ｌ６）・・ろう材。 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。 ？Ｌ−ム ううＡ■ｓｌｌ フィシ 虜板 ；台鼻 守起 うう桿

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　高熱伝導材の厚板でなり互いに対向する１対のフレー
   ムと、高熱伝導材でなり前記１対のフレームの一端部間
   に結合されている底板と、前記フレームと垂直方向にか
   つ前記底板と平行に前記フレーム間に互いに間隙をおい
   て支持されている高熱伝導材でなる複数個のフインとを
   備え、前記フインの間に熱交換流体を流すようにしてな
   るヒートシンクの接合方法において、 前記フインには一面に少なくとも３個のピッチ決め用の
   突起を設け、前記フレームと前記フインとを接合材によ
   り接合するに際し、前記フレームに接合用溝を形成し、
   粉末状の前記接合材に高熱伝導材でなる金属粉を混入し
   て半液状とし、前記接合用溝に前記半液状の接合材を塗
   り、複数個の前記フインを前記接合用溝に等ピッチに差
   込んで前記１対のフレーム間に治具により挟持して前記
   フインの両側辺を同時に前記フレームに接合することを
   特徴とするヒートシンクの接合方法。