JPH06244327A - 高トング比ヒートシンクとその製造方法 - Google Patents

高トング比ヒートシンクとその製造方法

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JPH06244327A
JPH06244327A JP5137593A JP5137593A JPH06244327A JP H06244327 A JPH06244327 A JP H06244327A JP 5137593 A JP5137593 A JP 5137593A JP 5137593 A JP5137593 A JP 5137593A JP H06244327 A JPH06244327 A JP H06244327A
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JP
Japan
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heat sink
fins
substrate
fin
shape
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Pending
Application number
JP5137593A
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English (en)
Inventor
Masajiro Ide
井手政次郎
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 トング比が高く放熱性能に優れたヒートシン
クを経済的に製造し得る技術を提供する。 【構成】 押出成形により、基板部4から同一方向に有
する複数のフィン2がそのフィン全高の中間に通された
横リブ3により連結されている形状の押出型材1を成形
し、次いでフィン間の横リブ3を切削除去することによ
り、基板と、この基板上に同一方向に一体的に形成され
ている複数のフィンとからなる形状を有し、かつ、フィ
ン全高の中間表面のみが切削面をなし、トング比が6以
上の電子機器用片面基板ヒートシンクが得られる。この
片面基板ヒートシンク材を、基板が外側となるように互
いに向い合わせた後、向い合ったフィンのうち一部又は
全部のフィン同士を接合することにより、両面基板ヒー
トシンクが得られる。押出型材に若干の加工を加えるこ
とにより、低価格で高トング比の非接合式ヒートシンク
を製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電気機器用ヒートシンク
に関し、より詳細には、高トング比の一体型ヒートシン
クとその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ヒート
シンクは、比較的単位面積当りの発熱量が大きいもの、
すなわち、大容量の電子機器におけるトランジスター、
IC、ペルチェ素子等の温度上昇を抑えるために空冷す
る作用を有しているもので、半導体の冷却、ペルチ
ェ素子の冷却、通信機器、AC・DCコンバータ、
インバータ制御などに用いられている。
【0003】従来より、ヒートシンクの製造法として、
以下の方法が提案され、或いは実用化されている。
【0004】(1)真空ろう付方法 この方法は、図1に示すように片面ブレージングシート
20に別途製作したフィン21を真空ろう付けする方
法、或いは図2に示すように両面ブレージングシート2
2を介して別途製作した基板(押出型材)23とフィン2
1を真空ろう付けする方法であり、適宜高さのフィンを
製作し得るのでトング比を無限に近く高くすることが可
能である。しかし、非常に製作コストが高いという欠点
を有し、また、ろう付接合部に不具合が発生する可能性
があるため、放熱性能を低下させる危険性がある。
【0005】(2)カシメ方法 この方法は、図3に示すように基板(押出型材)23に別
途製作したフィン21をカシメにより接合する方法であ
り、適宜高さのフィンの製作し得るので、かなり高いト
ング比をとることができる。しかし、基板とフィンが冶
金的に一体でないため、カシメ部において熱抵抗値が大
きく、放熱性能が低いという欠点を有している。
【0006】(3)ブロック削り出し方法 この方法は、図4に示すようにブロックから削り出しの
みによって基板24とフィン21を形成する方法であ
り、削り出し上の制約はあるものの、かなり高いトング
比をとることが可能で、一体型であるので性能上の問題
は少ない。しかし、ブロックから削り出す必要があるの
で、材料の歩留りが極端に悪く、削り出し費用も大き
く、材料費及び加工費(製作コスト)が高いという欠点を
有している。
【0007】(4)押出型材法 この方法は、押出成形のみによって基板とフィンが一体
のヒートシンクを製造する方法であり、材料の歩留りは
高いものの、押出成形ではフィン高を高くできない制約
があり、放熱性能が低い欠点がある。
【0008】このように、従来の製造方法では、製作
コストが高い、熱抵抗値が大きい(一体型でない場
合)、接合箇所があり、接合欠陥の懸念がある、等の
いずれかの欠点があった。
【0009】本発明は、上記従来技術の欠点を解消し
て、トング比が高く放熱性能に優れたヒートシンクを経
済的に製造し得る技術を提供することを目的としてい
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明者は、材料歩留りが高く製作コストが低い利
点を有する押出型材を利用することを前提とし、かつ、
可能な限り製作コストを低減し且つフィン高を大きくし
得る製造法について鋭意研究を重ねた結果、ここに本発
明を完成したものである。
【0011】すなわち、本発明は、押出成形により、基
板部から同一方向に有する複数のフィンがそのフィン全
高の中間に通された横リブにより連結されている形状の
押出型材を成形し、次いでフィン間の横リブを切削除去
することを特徴とする高トング比ヒートシンクの製造方
法を要旨としている。
【0012】また、他の本発明は、上記方法で得られた
形状のヒートシンク材を、基板が外側となるように互い
に向い合わせた後、向い合ったフィンのうち一部又は全
部のフィン同士を接合することを特徴としている。
【0013】更にまた、上記方法で得られるヒートシン
クは、押出型材を成形加工してなるヒートシンクであっ
て、基板と、この基板上に同一方向に一体的に形成され
ている複数のフィンとからなる形状を有し、かつ、フィ
ン全高の中間表面のみが切削面をなし、トング比が6以
上であることを特徴としている。
【0014】また、押出型材を成形加工してなるヒート
シンクであって、基板と、この基板上に一方向に一体的
に形成されている複数のフィンとからなる形状を有する
ヒートシンク材が、基板が外側となるように互いにフィ
ン同士が向い合っており、かつ、向い合ったフィンのう
ち両端側のフィンが溶接接合され、トング比が6以上で
あることを特徴としている。
【0015】また、押出型材を成形加工してなるヒート
シンクであって、基板と、この基板上に一方向に一体的
に形成されている複数のフィンとからなる形状を有する
ヒートシンク材が、基板が外側となるように互いにフィ
ン同士が向い合っており、かつ、向い合ったフィンが両
面ブレージングシートを介してろう付け接合され、トン
グ比が6以上であることを特徴としている。
【0016】以下に本発明を更に詳細に説明する。
【0017】
【作用】
【0018】特に、低コストを要求される民生用の製品
に使用されるヒートシンクにおいてはコストパーフォー
マンスの高いものが必要である。しかし、フィンピッチ
4.0mm程度の放熱フインにおいては、最も製造コスト
の安い押出型材法でも、トング比が3〜4程度しかとれ
ない。
【0019】一方、本発明では、押出型材を利用する
が、フィン全高の中間においてフィン同志をつなぐ横リ
ブを設けた形状で、フィン全高を高くし得る寸法の押出
型材を用いることが肝要である。
【0020】押出型材法では、押出成形技術の制約上、
フィン高に限界があるが、フィン全高の中間に横リブを
有する形状であれば、この横リブの外側に成形されるフ
ィンの高さは押出成形技術上の制約を受けるものの、基
板からフィン先端までの高さ(フィン全高)を制約上の限
界寸法よりもかなり高くすることが可能である。
【0021】本発明は、この制約上のフィン高の限界寸
法よりもフィン全高が高くなり得る可能性に着目したも
のである。つまり、フィン間の横リブを除去してしまう
と、横リブ除去後においては、押出型材の基板とフィン
先端との高さがフィン全高となるので、高トング比が可
能となり、従来の押出型材の約2倍程度のトング比(ト
ング比6〜7程度)も容易に実現できる。しかも、横リ
ブのみを削除するだけであるので低コストで高トング比
を得ることが可能になる。また、横リブを除去すること
は、冷却源の空気の流れの方向性の制約をなくすという
効果もある。
【0022】なお、横リブを有する形状の押出型材とし
ては、横リブより外側のフィン部(フィン上部)のフィン
高に制約はあるものの、横リブより基板側のフィン部
(フィン下部)のフィン高(基板と横リブの高さ)を可能な
限り大きくとることにより、横リブ除去後のフィン全高
を高くすることができる。通常、横リブはフィン全高の
中間(フィン上部とフィン下部の境目)に位置する形状で
あるが、中間とは相対的な位置であって、横リブの位置
をフィン上部側或いはフィン下部側にずらし得ることは
云うまでもない。
【0023】また、フィン間の横リブを除去するには、
種々の方法が可能であるが、簡単に削除するには、フィ
ン間隔に合わせた多数刃構造の専用工具を使用すれば、
すべての横リブを同時に除去できる。
【0024】横リブが除去された後のフィンは、横リブ
部分のフィン表面が切削除去面となり、通常は切削工具
の制約上、隣り合うフィンとの間隔(ピッチ)が他のフィ
ン間隔よりも幾らか狭い間隔となるが、放熱性能に殆ど
影響はない。
【0025】かくして、片面基板の一体型ヒートシンク
が容易に且つ低コストで得られるが、本発明では、更に
この一体型ヒートシンク材を2個用いて、両面に基板を
有するタイプの両面基板ヒートシンクを製作することも
できる。
【0026】そのためには、2個の片面基板ヒートシン
ク材を、基板が外側となるように互いにフィン同士を向
い合わせた後、向い合ったフィンのうち一部又は全部の
フィン同士を溶接、ろう付け等の適当な冶金的手段によ
り接合すればよい。
【0027】次に本発明の実施例を示す。
【0028】
【実施例1】
【0029】まず、第1工程として、図5に示す形状の
押出型材1を製造する。この押出型材1は、フィン全高
をできるだけ高くするために、フィン高の中間位置(フ
ィン上部とフィン下部の境目)にフィン同志をつなぐ横
リブ3が設けてある。横リブ3の位置及び肉厚は基板部
4の肉厚やフィンピッチによる制約の範囲内で決められ
る。
【0030】第2工程として、図6に示すような専用工
具5を使用して横リブ3を削除する。この専用工具5
は、軸6に刃物7とスペーサー8を交互に装着したもの
であり、刃物幅はフィン間隔よりやや小さめに設定して
あり、押出型材1のフィンピッチと合うように刃物と刃
物の間に適当厚さのスペーサー8が挿入してある。
【0031】第2工程完了後の形状は、図7の如く、基
板4上に所定のピッチで離間した一一方向のフィン2が
一体的に形成された形状である。かくして、押出型材に
若干の加工を加えることにより、低価格で高トング比の
非接合式ヒートシンク9を製造される。
【0032】
【実施例2】
【0033】実施例1で製作した片面基板ヒートシンク
材9を用いて、両面基板ヒートシンクを製作した。2個
の片面基板ヒートシンク材9をフィン同士が向い合うよ
うに対向させた後、両端側のフィン同士を点溶接10に
より接合し、図8に示す形状の両面基板ヒートシンクを
製作した。勿論、溶接機を他のフィン同士の位置にアプ
ローチできればフィン同士のすべてを溶接接合できる。
【0034】
【実施例3】
【0035】実施例1で製作した片面基板ヒートシンク
材9を用いて、両面基板ヒートシンクを製作した。2個
の片面基板ヒートシンク材9をフィン同士が向い合うよ
うに対向させた後、向い合ったフィンの間に両面ブリー
ジングシート11を挿入し、真空ろう付けによりフィン
同士を接合し、図9に示す形状の両面基板ヒートシンク
を製作した。
【0036】本発明法は、表1に示すように、従来法よ
りも優れた利点を有するのは明らかである。
【0037】
【表1】
【0038】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
トング比が高く放熱性能に優れたヒートシンクを低コス
トで製造できる。また片面基板ヒートシンクのほか両面
基板ヒートシンクも提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の製造法(真空ろう付方法)とヒートシンク
を説明する断面図である。
【図2】従来の製造法(真空ろう付方法)とヒートシンク
を説明する断面図である。
【図3】従来の製造法(カシメ方法)とヒートシンクを説
明する断面図である。
【図4】従来の製造法(ブロック削出し方法)とヒートシ
ンクを説明する断面図である。
【図5】本発明における押出型材を示す断面図である。
【図6】押出型材の横リブ除去用の工具とその使用法を
説明する断面図である。
【図7】本発明における片面基板ヒートシンク例を示す
断面図である。
【図8】本発明における両面基板ヒートシンクの一例を
示す断面図である。
【図9】本発明における両面基板ヒートシンクの他の例
を示す断面図である。
【符号の説明】
1 押出型材 21 フィン上部 22 フィン下部 3 横リブ 4 基板 5 横リブ除去工具 6 軸 7 刃物 8 スペーサー 9 片面基板ヒートシンク 10 点溶接部 11 両面ブレージングシート

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 押出成形により、基板部から同一方向に
    有する複数のフィンがそのフィン全高の中間に通された
    横リブにより連結されている形状の押出型材を成形し、
    次いでフィン間の横リブを切削除去することを特徴とす
    る高トング比ヒートシンクの製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1の方法で得られた形状のヒート
    シンク材を、基板が外側となるように互いに向い合わせ
    た後、向い合ったフィンのうち一部又は全部のフィン同
    士を接合することを特徴とする高トング比ヒートシンク
    の製造方法。
  3. 【請求項3】 接合手段が、溶接、又は両面ブリージン
    グシートを介した真空ろう付けである請求項2に記載の
    方法。
  4. 【請求項4】 押出型材を成形加工してなるヒートシン
    クであって、基板と、この基板上に同一方向に一体的に
    形成されている複数のフィンとからなる形状を有し、か
    つ、フィン全高の中間表面のみが切削面をなし、トング
    比が6以上であることを特徴とする電子機器用ヒートシ
    ンク。
  5. 【請求項5】 押出型材を成形加工してなるヒートシン
    クであって、基板と、この基板上に一方向に一体的に形
    成されている複数のフィンとからなる形状を有するヒー
    トシンク材が、基板が外側となるように互いにフィン同
    士が向い合っており、かつ、向い合ったフィンのうち両
    端側のフィンが溶接接合され、トング比が6以上である
    ことを特徴とする電気機器用ヒートシンク。
  6. 【請求項6】 押出型材を成形加工してなるヒートシン
    クであって、基板と、この基板上に一方向に一体的に形
    成されている複数のフィンとからなる形状を有するヒー
    トシンク材が、基板が外側となるように互いにフィン同
    士が向い合っており、かつ、向い合ったフィンが両面ブ
    レージングシートを介してろう付け接合され、トング比
    が6以上であることを特徴とする電気機器用ヒートシン
    ク。
JP5137593A 1993-02-17 1993-02-17 高トング比ヒートシンクとその製造方法 Pending JPH06244327A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019026952A1 (ja) 2017-08-02 2019-02-07 三菱マテリアル株式会社 ヒートシンク
WO2023276938A1 (ja) * 2021-06-30 2023-01-05 日本軽金属株式会社 熱デバイス冷却用ヒートシンク

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019026952A1 (ja) 2017-08-02 2019-02-07 三菱マテリアル株式会社 ヒートシンク
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