JPH06177289A - プレートフィン型放熱器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プレートフィン厚およびフィンピッチが小さ
く、従って放熱性能が非常に向上され、かつ低コストで
製造できるプレートフィン型放熱器を提供する。 【構成】 本発明の放熱器は、アルミニウム製放熱器構
成部材１の所要数により構成されている。放熱器構成部
材１は、横断面方形の棒状部３と、棒状部３の上面に長
手方向に沿って立上がり状に一体に形成されたプレート
フィン部２とよりなる。放熱器構成部材１の所要数が、
棒状部３の側面同志で互いに接合されて、全棒状部３に
より放熱器ベースが形成され、かつベース上面に並列状
にプレートフィンが設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＩＣ用放熱器、ペルチ
ェ素子用放熱器、モーター用放熱器、電子制御部品用放
熱器等として使用されるプレートフィン型放熱器に関す
る。

【０００２】本明細書において、アルミニウムとは、純
アルミニウムおよびアルミニウム合金を含んで意味する
ものとする。

【０００３】

【従来技術および解決すべき課題】従来のプレートフィ
ン型放熱器としては、主に次の３つの方法で得られたも
のが挙げられる。

【０００４】まず、第１の方法は、放熱基板のプレート
フィン取付け面に、フィン厚に相当する幅の溝を形成
し、その溝にプレートフィンの端部を嵌め合わせ、その
後放熱基板とプレートフィンとを接着剤で接合する方法
である。

【０００５】しかしながら、この方法では、接着剤を用
いて接合を行うため、放熱基板とプレートフィンの間の
熱伝導性が悪くなり、得られる放熱器の放熱性能が劣る
という問題があった。また、熱によって、プレートフィ
ンが放熱基板から外れやすいという問題もあった。

【０００６】第２の方法は、直方体状の金属ブロックを
削り起こしてプレートフィンとベースとを形成する、ブ
ロック切削加工法である。

【０００７】しかしながら、この方法では、形成すべき
プレートフィンの数が多くなる程、切削工数が多くな
り、また、切削作業時に切削刃を少しずつ動かさないと
フィンが曲がってしまうため、加工時間が長くかかり、
製造コストが高いという問題があった。さらに、フィン
間隙幅とフィン高さの関係では、例えばフィン高さが２
０mmである場合、フィン厚１．０mm、フィン間隙幅２mm
が限度であり、これよりも小さいフィン厚およびフィン
間隙幅にすることはできない。そのため、放熱器の表面
積をあまり大きくすることができず、放熱性能が劣ると
いう問題があった。

【０００８】第３の方法は、アルミニウム押出成形法で
あり、放熱器がアルミニウム材よりなる場合には、最も
多く行われている製造方法である。

【０００９】しかしながら、この方法では、いわゆるト
ング比等の関係上、フィンピッチとフィン高さの関係に
制約があり、フィン間隙幅はフィン高さの１／３〜１／
４程度が限度であり、これより細いフィンピッチの放熱
器を得ることはできない。そのため、上記切削加工法に
よる場合と同様に放熱器の表面積を大きくすることがで
きず、近年普及してきた高密度ＩＣ素子の放熱用として
は、放熱性能が不十分であるという問題があった。

【００１０】また最近、本出願人は、特願平４−２９９
６４３号に、放熱基板と所要数のプレートフィンをろう
付する製造方法を提案した。この方法によると、フィン
厚およびフィン間隙幅を非常に小さくすることができる
ので、放熱基板の単位面積当りの放熱面積を大きくし
て、高密度ＩＣ素子の放熱用としても十分な放熱性能を
有する放熱器を製造することができる。

【００１１】しかしながら、この方法では、プレートフ
ィンを放熱基板上に配置する際にフィンの間に間隔保持
板を介在させ、ろう付後に間隔保持板をフィンの間より
取り出す手間を要するという問題があった。

【００１２】本発明の目的は、上記従来技術の諸問題を
解決し、プレートフィン厚およびフィンピッチが小さ
く、従って放熱性能が非常に向上され、かつ低コストで
製造できるプレートフィン型放熱器を提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明のプレートフィン
型放熱器は、上記目的を達成するために、横断面方形の
棒状部と、棒状部の上面に長手方向に沿って立上がり状
に一体に形成されたプレートフィン部とよりなるアルミ
ニウム製放熱器構成部材の所要数が、棒状部の側面同志
で互いに接合されて、全棒状部により放熱器ベースが形
成され、かつベース上面に並列状のプレートフィンが設
けられているものである。

【００１４】本発明で用いられる放熱器構成部材は、例
えば長さ１０〜１５０mmである。構成部材のプレートフ
ィン部は、例えば厚さ０．３〜１mm、高さ５〜８０mmで
あり、棒状部は、例えば幅０．６〜５mm、高さ１〜５mm
である。放熱器のフィンピッチは放熱器構成部材の棒状
部の幅に等しい。

【００１５】本発明の放熱器は、主に以下の２つの方法
により製造することができる。

【００１６】まず１番目の方法は、プレートフィン部と
棒状部とが一体に形成されたアルミニウム押出形材を長
手方向に垂直に所要の長さに切断し、放熱器構成部材を
得て、次にこの放熱器構成部材の所要数をろう付する方
法である。ろう付に際しては、隣り合う構成部材の棒状
部側面同志の間にフィラーを挟んで、構成部材同志を互
いにろう付する。なお、押出はコンフォーム押出でもよ
い。

【００１７】２番目の方法は、片面にろう材がクラッド
されたブレージングシートを鍛造またはロール圧延し
て、棒状部の片方の側面にろう材層を有する放熱器構成
部材を成形し、次にこの放熱器構成部材の所要数をろう
付する方法である。ろう付に際しては、上記１番目の方
法のようなフィラーを要することなく、隣り合う構成部
材の棒状部側面のろう材面と非ろう材面とが互いに接す
るように構成部材を配置してろう付する。

【００１８】また、上記いずれの方法においても、ろう
付後、熱処理（時効硬化）を行うことにより、放熱器ベ
ースおよびプレートフィンの材質の耐力を向上させるこ
とができる。この熱処理の条件は、例えばアルミニウム
合金Ａ６０６３の場合、２００℃、３時間である。

【００１９】

【作用】本発明のプレートフィン型放熱器は、プレート
フィン部と棒状部とが一体に形成された放熱器構成部材
同志をろう付して得られるので、放熱器構成部材のプレ
ートフィン部の厚さと棒状部の幅をそれぞれ変化させる
ことにより、プレートフィン厚、フィンピッチをそれぞ
れ最小０．３mm、０．６mmまで、任意に選択することが
できる。その結果、放熱基板の単位面積当りの放熱面積
を大きくすることができ、放熱器の放熱性能を非常に向
上させ得る。

【００２０】また、本発明の放熱器は、放熱器ベースと
プレートフィンとが一体に成形されているので、放熱器
ベースからプレートフィンへの熱伝導性が非常に良い。

【００２１】さらに、本発明の放熱器は、放熱器構成部
材同志を一括してろう付して得られるので、低コストで
製造できる。また、構成部材の棒状部が横断面方形であ
り、製造時には棒状部自体が間隔保持機能を果たすの
で、従来法のように間隔保持板を介在させることなく、
プレートフィン間の間隔を保持することができ、製造工
程が簡略化される。

【００２２】

【実施例】つぎに、本発明の実施例を図面に基づいて具
体的に説明する。

【００２３】［実施例１］図１は、本発明の放熱器の例
を示すものである。

【００２４】放熱器(10)は、アルミニウム合金（Ａ６０
６３）製放熱器構成部材(1) により構成されている。こ
の放熱器構成部材(1) は、横断面方形の棒状部(3) と棒
状部(3) 上面の幅方向端部に長手方向に沿って垂直に一
体に形成されたプレートフィン部(2) とよりなるもので
あり、横断面Ｌ字形状である。

【００２５】放熱器構成部材(1) の所要数が、棒状部
(3) の側面同志で互いにろう付されて、放熱器(10)が構
成されている。すなわち、放熱器ベースは全棒状部(3)
の集合により形成され、かつベース上面に並列状にプレ
ートフィンが設けられている。

【００２６】放熱器(10)の長さは６０mm、幅は６０mmで
ある。放熱器(10)のプレートフィンの厚さは０．５mm、
プレートフィンの高さは２０mm、フィンピッチは１mmで
あり、ベースの厚さは３mmである。

【００２７】以下に、放熱器(10)の製造方法の一具体例
を、図２および図３を参照して工程順に説明する。

【００２８】第１工程 上記のような横断面Ｌ字形状のアルミニウム合金（Ａ６
０６３）押出形材を長手方向に垂直に６０mmの長さに切
断して、放熱器構成部材(1) を得た。

【００２９】第２工程 この放熱器構成部材(1) の所要数を、ステンレス鋼製の
セッティング用プレート(4) 上に、隣り合う構成部材
(1) の棒状部(3) 側面同志の間にフィラー(5) を挟ん
で、並列状に配置し、セッティングを行った（図２参
照）。

【００３０】第３工程 つぎに、セッティング完了後の放熱器構成部材(1) を構
成部材(1) の長手方向に垂直な方向から２枚のステンレ
ス鋼製のろう付用挾持板(6) で挟み、２本のスプリング
・クリップ(7) で固定した。さらに、放熱器構成部材
(1) の上にステンレス鋼製のろう付用挾持板(8) を載せ
て、セッティング用プレート(4) とろう付用挾持板(8)
とを４本のスプリング・クリップ(9) で固定した（図３
参照）。これをろう付装置の炉内に入れ、温度６００℃
にて、放熱器構成部材(1) 相互を接合した。

【００３１】第４工程 ろう付後、温度２００℃、３時間の熱処理（時効硬化）
を行った。

【００３２】第５工程 熱処理後、セッティング用プレート(4) 、３枚の挾持板
(6) (8) 、およびスプリング・クリップ(7) (9) を取り
外し、放熱器(10)を得た（図１参照）。

【００３３】このようにして得られた放熱器(10)は、放
熱器構成部材(1) のプレートフィン部(2) の厚さおよび
高さが、放熱器(10)のプレートフィンの厚さおよび高さ
となり、かつ棒状部(3) の幅が、放熱器(10)のフィンピ
ッチとなる。従って、従来のブロック切削加工法やアル
ミニウム押出成形法のような制約を受けることなく、構
成部材(1) のプレートフィン部(2) の厚さを薄くするこ
とによって、放熱器(10)のプレートフィンの厚さを非常
に薄くすることができるとともに、構成部材(1) の棒状
部(3) の幅を小さくすることによって、フィンピッチを
細かくすることができるので、放熱器(10)は高密度であ
り、放熱性能が非常に向上される。また、用いる放熱器
構成部材(1) の数を変化させることにより、放熱器(10)
の幅およびフィンの数を任意に設定することができる。

【００３４】また、放熱器構成部材(1) の棒状部(3) と
プレートフィン部(2) とが一体に成形されているので、
放熱器(10)のベースからプレートフィンへの熱伝導性が
非常に良い。

【００３５】さらに、放熱器構成部材(1) 同志を一括し
てろう付して製造するので、放熱器(10)を低コストで製
造できる。また、構成部材(1) の棒状部(3) 自体が間隔
保持機能を果たすので、従来法のように間隔保持板を介
在させる手間がなく、製造工程が簡略化される。

【００３６】この実施例においては、放熱器構成部材
(1) として、熱処理型アルミニウム合金を用いているの
で、ろう付後の熱処理により時効硬化させ、放熱器(10)
のベース、プレートフィンに所定の硬さを保持させるこ
とができる。非熱処理型アルミニウム合金を用いた場合
は、鈍って回復することができない。

【００３７】［実施例２］図４は、本発明の放熱器の例
を示すものである。

【００３８】放熱器(20)は、アルミニウム合金（Ａ６０
６３）製放熱器構成部材(1')により構成されている。こ
の放熱器構成部材(1')は、横断面方形の棒状部(3')と棒
状部(3')の上面幅方向中央部に長手方向に沿って垂直に
一体に形成されたプレートフィン部(2')とよりなるもの
であり、横断面逆Ｔ字形状である。

【００３９】実施例１の場合と同様に、放熱器構成部材
(1')の所要数が、棒状部(3')の側面同志で互いにろう付
されて、放熱器(20)が構成されている。すなわち、放熱
器ベースは全棒状部(3')の集合により形成され、かつベ
ース上面に並列状にプレートフィンが設けられている。

【００４０】放熱器(20)の長さは６０mm、幅は６０mmで
ある。放熱器(20)のプレートフィンの厚さは０．５mm、
プレートフィンの高さは２０mm、フィンピッチは１mmで
あり、ベースの厚さは３mmである。

【００４１】以下に、放熱器(20)の製造方法の一具体例
を、工程順に説明する。

【００４２】第１工程 片面にろう材がクラッドされたアルミニウムブレージン
グシートを鍛造して、棒状部(3')の片方の側面にろう材
層を有する、上記のような横断面逆Ｔ字形状の放熱器構
成部材(1')を得た。

【００４３】第２工程 放熱器構成部材(1')の所要数を、ステンレス鋼製のセッ
ティング用プレート(4) 上に、隣り合う構成部材(1')の
棒状部(3')側面のろう材面と非ろう材面とが互いに接す
るように配置し、セッティングを行った。

【００４４】第３工程 セッティング完了後の放熱器構成部材(1')を、実施例１
の第３工程と同様にして、ろう付装置の炉内に入れ、温
度６００℃にて、放熱器構成部材(1')相互を接合した。

【００４５】第４工程 ろう付後、温度２００℃、３時間の熱処理（時効硬化）
を行った。

【００４６】第５工程 熱処理後、実施例１の第５工程と同様にして、放熱器(2
0)を得た。

【００４７】このようにして得られた放熱器(20)は、実
施例１の放熱器(10)と同様に、高密度であり、放熱性能
が非常に向上される。また、放熱器(20)のベースからプ
レートフィンへの熱伝導性が非常に良い。

【００４８】なお、実施例２で示した製造方法において
は、実施例１で示した方法と異なり、ろう付のためにフ
ィラーを挟む必要がなく、製造工程がさらに簡略化され
る。

【００４９】

【発明の効果】本発明のプレートフィン型放熱器は、上
述のように構成されているので、放熱器構成部材のプレ
ートフィン部の厚さと棒状部の幅をそれぞれ変化させる
ことにより、プレートフィン厚、フィンピッチをそれぞ
れ最小０．３mm、０．６mmまで、任意に選択することが
できる。また、本発明の放熱器は、放熱器ベースとプレ
ートフィンとが一体に成形されているので、ベースから
プレートフィンへの熱伝導性が非常に良い。その結果、
放熱器ベースの単位面積当りの放熱面積を大きくするこ
とができ、放熱器の放熱性能を非常に向上させ得る。

【００５０】さらに、本発明の放熱器は、放熱器構成部
材同志を一括してろう付して得られるので、製造工程が
簡略化され、低コストで製造できる。

【００５１】本発明の放熱器は、用いる放熱器構成部材
の数を変化させることによって、放熱器の幅およびフィ
ンの数を任意に設定することができるので、所望の放熱
性能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプレートフィン型放熱器の斜視図であ
る。

【図２】放熱器構成部材を配置したセッティング状態の
斜視図である。

【図３】セッティング状態の放熱器構成部材を固定した
状態の斜視図である。

【図４】本発明のプレートフィン型放熱器の斜視図であ
る。

【符号の説明】

(1) …放熱器構成部材 (2) …プレートフィン部 (3) …棒状部 (5) …フィラー (10)…放熱器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 横断面方形の棒状部(3) と、棒状部(3)
   の上面に長手方向に沿って立上がり状に一体に形成され
   たプレートフィン部(2) とよりなるアルミニウム製放熱
   器構成部材(1) の所要数が、棒状部(3) の側面同志で互
   いに接合されて、全棒状部(3) により放熱器ベースが形
   成され、かつベース上面に並列状にプレートフィンが設
   けられている、プレートフィン型放熱器。