JPH08316378A - 放熱ヒートシンクおよびその製造方法 - Google Patents

放熱ヒートシンクおよびその製造方法

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JPH08316378A
JPH08316378A JP11670895A JP11670895A JPH08316378A JP H08316378 A JPH08316378 A JP H08316378A JP 11670895 A JP11670895 A JP 11670895A JP 11670895 A JP11670895 A JP 11670895A JP H08316378 A JPH08316378 A JP H08316378A
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heat
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radiating
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Takashi Yoshikawa
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    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 放熱フィンピツチの微小化によりフィン取付
数の増大化、放熱面積の拡大化を図って放熱効率の向上
を図り、また熱伝導性の向上、加工工数の減少および製
造コストの低減を図る。 【構成】 ベースプレート成形用のダイカスト金型4・
5内に放熱フィン3の根本部3aをはめ込み固定し、ア
ルミニウム合金を溶融したものを、前記ダイカスト金型
4・5内に加圧注入して、放熱フィン3とベースプレー
ト2とを一体成形した放熱ヒートシンク1を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子等の発熱体
(発熱部品)に取り付けて該発熱体に生じる熱を外気に
放散させる放熱ヒートシンクおよびその製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】この種の放熱ヒートシンクは放熱フィン
をベースプレート上に備える基本構成をとるが、この製
造にあたっては放熱フィンとベースプレートとを別体に
形成し、両者を一体的に接合する方法と、両者を同じ材
料で一体に成形する方法とに大別される。
【0003】前者のように放熱フィンとベースプレート
とを一体的に接合する方法としては、一般的にろう付
け、半田付け、嵌合固定(圧着や圧入等)、機械的接合
(リベット止めやカシメ止め等)、接着剤(ホットメル
ト、熱伝導性を有する接着剤)を用いる接合などが挙げ
られる(例えば、特開昭62−86842号公報、特開
昭63−81838号公報、実開平2−58342号公
報)。
【0004】後者のように放熱フィンとベースプレート
とを一体成形する方法としては、例えば、放熱フィンと
ベースプレートを一体に押出し加工する方法、押出し型
材の表面に放熱フィンを切り起こす方法、またはマルチ
ワイヤーソーを使用し研削加工を行って放熱フィンとベ
ースプレートとを一体成形する方法などがある(例え
ば、実開昭63−50137号公報、実開昭62−10
1236号公報、特開平6−232300号公報、特開
平5−129485号公報)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、放熱フィンと
ベースプレートとをろう付けや圧着固定等により接合す
る方法では、放熱フィンの厚みが大きく、放熱フィンの
ピッチが大きくなるため、ベースプレートの一定面積に
対して接合できる放熱フィンの枚数は多く設定すること
ができない。従って、放熱フィンの表面積(放熱面積)
を大きくできず、放熱効率の向上に制約がある。また、
放熱フィンとベースプレートの接合に際し治具等の設備
を要し、加工工数が多く、製造コスト高となる。放熱フ
ィンとベースプレートの別物を接合しているため、接触
熱抵抗が生じやすく、放熱フィンとベースプレートを一
体成形したものと比較すると熱伝導性に劣る。
【0006】一方、切削加工や研削加工による一体成形
では、加工装置へのセットおよびリセットの時間を含め
加工に多くの時間を要し、生産性が低く、量産性に適さ
ない。また設備コストも高く、設備償却費を含めると多
大なコスト高になる。押出し加工による一体成形におい
ても、ろう付けや圧着固定等による接合法の場合と同様
に放熱フィンの厚みが大きく、放熱フィンのピッチが大
きくなるため、ベースプレートの一定面積当たりの放熱
フィン枚数を多くすることができず、放熱面積、放熱特
性に制約がある。
【0007】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、放熱フィンのピツチの微小化、ベースプレー
トの一定面積当たりの放熱フィン取付け数の増大化、放
熱面積の増加を図り得て放熱効率を高めることのできる
放熱ヒートシンクおよびその製造方法を提供することを
目的とする。
【0008】また本発明は、熱伝導性の向上、および接
合作業の省略化により加工工数の減少、製造コストの低
減を図ることのできる放熱ヒートシンクおよびその製造
方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の放熱ヒートシン
クは、ダイカスト鋳造されたベースプレートに放熱フィ
ンをインサート成形してなるものである。
【0010】上記放熱フィンは多数枚の平板状で所定ピ
ツチで平行に配列する放熱フィン列を、複数列に設ける
ことが、放熱フィン間の風の流れを縦方向、横方向の両
方向に可能にして放熱効率を更に向上できる点で好まし
い。
【0011】上記放熱フィンは多数枚の平板状で所定ピ
ツチで平行に配列する放熱フィン列を、複数列に設ける
とともに、放熱フィンの位相を隣り合う放熱フィン列で
ずらしてあることが、放熱フィン間の風の流れに乱流、
境界層の減少を起こすことができて放熱効率を更に向上
できる点で好ましい。
【0012】上記ベースプレートの片面側に放熱フィン
の根本部をインサート成形し、ベースプレートの他面側
には、発熱物取付穴を有する取付ボスを一体に突出成形
してあることが、発熱物に取り付けるうえで好ましい。
【0013】上記ベースプレートの放熱フィンの根本埋
込み部分にはアールをつけることが、ベースプレートか
ら放熱フィンへの熱伝導性を向上させる点で好ましい。
【0014】本発明の放熱ヒートシンクの製造方法は、
ベースプレート成形用のダイカスト金型内に放熱フィン
の根本部をはめ込み固定する工程と、アルミニウム合金
を溶融したものを前記ダイカスト金型内に加圧注入して
成形する工程とからなるものである。
【0015】上記放熱フィンは平板状のもの以外に、ピ
ン形状あるいはコルゲート形状に形成するものであって
もよい。
【0016】
【作用】ベースプレートに放熱フィンをインサート成形
するので、放熱フィンを薄肉にしてかつ微小ピッチで配
列することができ、ベースプレートの一定面積に対する
放熱フィンの取付け数を増やすことができ、それだけ放
熱面積を増大できる。
【0017】放熱フィンはベースプレート成形と同時に
一体成形できるので両者の接合作業を省略できる。また
放熱フィンとベースプレートの一体成形により熱伝導性
を向上できる。
【0018】
【実施例】
実施例1 図1(a)ないし(d)は本発明の実施例1に係る放熱
ヒートシンクを示し、同図(a)は平面図、同図(b)
は側面図、同図(c)は正面図、同図(d)は同図
(a)におけるA−A線拡大断面図である。
【0019】図1において、1はダイカスト鋳造された
アルミニウム合金製のベースプレート2の片面側に、同
じくアルミニウム合金製の放熱フィン3の根本部3aを
一体にインサート成形してなる放熱ヒートシンクであ
る。放熱フィン3は平板状で、ベースプレート2の片面
側に所定ピツチで平行に一列状態に配設してある。放熱
フィン3の厚さは、例えば、0.2〜0.3mmの範囲
である。また放熱フィン3どうしのピツチは、例えば、
1.0〜1.5mmの範囲である。
【0020】図2は上記放熱ヒートシンクの製造方法の
工程順序を示す。図2の(a)では上型4が上昇してい
る。下型5には溝6を所定ピツチで平行に列設してあ
り、この溝6にインサートロボット7等でアルミニウム
合金製の放熱フィン3をその根本部3aが同図の(b)
に示すように上向きに突出するようにはめ込み固定す
る。
【0021】次いで、同図の(b)のように上型4と下
型5を型締めし、上下型4・5間に形成されるベースプ
レート成形用空間8に、アルミニウム合金を溶融したも
のを加圧注入する。冷却後、同図の(c)のように上型
4を上昇させて、下型5の突き出しピン9を押し上げて
ベースプレート2と放熱フィン3とが一体成形されてな
る放熱ヒートシンク1を取り出す。
【0022】実施例2 図3(a)ないし(d)は、実施例1におけるベースプ
レート2の放熱フィン3の根本埋込み部分12にアール
をつけたものである。これによりベースプレート2の放
熱フィン3の根本埋込み部分の断面積を増加させること
ができてベースプレート2から放熱フィン3への熱伝導
性をより向上させることができる。
【0023】実施例3 図4(a)ないし(d)は本発明の実施例3に係る放熱
ヒートシンクを示し、同図(a)は平面図、同図(b)
は側面図、同図(c)は正面図、同図(d)は同図
(a)におけるA−A線拡大断面図である。
【0024】この実施例では、ベースプレート2の片面
上に平板状の放熱フィン3を所定ピッチで一列配置状態
にインサート成形する上記実施例1に代えて、平板状の
放熱フィン3を所定ピツチで配列してなる放熱フィン列
10を複数列に設けてある。これによれば放熱フィン3
・3間で風の流れを縦方向Y、横方向Xの両方向に可能
にするため、放熱効率を更に向上させることができて有
利である。
【0025】実施例4 上記実施例3では互いに隣り合う放熱フィン列10・1
0の放熱フィン3・3どうしを正しく一致させてある
が、これに代えて図5(a)ないし(d)に示すように
互いに隣り合う放熱フィン列10・10の放熱フィン3
・3どうしが正しく一致することなく、ずれて並べられ
た配列状態にする。つまり放熱フィン3の位相を隣り合
う放熱フィン列10・10でずらしてある。
【0026】このように配列すると、放熱フィン3・3
間で風の流れを縦方向Yおよび横方向Xに可能にすると
ともに、放熱フィン3・3間で風を乱流させることがで
きて放熱効率を更に向上させることができる。
【0027】実施例5 図6(a)ないし(d)に示す放熱ヒートシンクは断面
円形または断面角形のピン形状に形成した放熱フィン3
を、図2に示した工程によってベースプレート2の片面
に所定ピツチの配列状態にインサート成形したものであ
る。
【0028】実施例6 図7(a)ないし(d)に示す放熱ヒートシンクはコル
ゲート形状に形成した放熱フィン3を、図2に示した工
程によってベースプレート2の片面に所定ピツチの配列
状態にインサート成形したものである。この場合、放熱
フィン3のコルゲート形状の片側の折り返し部を根本部
3aとしてベースプレート2にインサート成形すること
になる。
【0029】実施例7 図8(a)ないし(e)に示す放熱ヒートシンクは、図
2に示した工程によって放熱フィン3をベースプレート
2の片面側にインサート成形すると同時に、該ベースプ
レート2の他面側に、発熱物取付穴11を有する取付ボ
ス13を一体に突出成形したものである。もちろん、こ
の場合は図2に示す下型5の内面に発熱物取付穴成形用
のピン状の突部を、また取付ボス成形用の凹部をそれぞ
れ設けることになる。
【0030】このように発熱物取付穴11を有する取付
ボス13をベースプレート2に一体成形しておくと、実
際に発熱物に取り付けるときにもベースプレート2に取
付穴を後加工する手間は省けるため、発熱物の取付け作
業が能率よく行える。
【0031】なお、放熱フィン3はアルミニウム合金よ
りも更に熱伝導性にすぐれる銅製のもの、またはそのほ
かにベースプレート2とは異材質で熱伝導性にすぐれる
金属材料で平板状、ピン形状あるいはコルゲート形状に
作られたものを使用することもできる。
【0032】
【発明の効果】以上のように本発明の放熱ヒートシンク
は、ダイカスト鋳造されるベースプレートに放熱フィン
をインサート成形するので、放熱フィンピツチを小さく
でき、それだけベースプレートの一定面積当たりの放熱
フィン取付け数を増やすことができ、放熱表面積を増大
できて放熱効率を向上させることができる。放熱フィン
とベースプレートを一体成形するので熱伝導性が向上
し、また接合作業も省略できて加工工数の減少、製造コ
ストの低減を図ることができる。
【0033】また、本発明の放熱ヒートシンクの製造方
法によれば、ベースプレート成形用のダイカスト金型内
に放熱フィンをはめ込み固定する工程と、アルミニウム
合金を溶融したものを前記ダイカスト金型内に加圧注入
して成形する工程との簡単かつ少ない工程で上記放熱ヒ
ートシンクを量産化することができ、安価に提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1に係る放熱ヒートシンクを示
すもので、図1(a)は平面図、同図(b)は側面図、
同図(c)は正面図、同図(d)は同図(a)における
A−A線拡大断面図である。
【図2】本発明の放熱ヒートシンクの製造方法の工程図
である。
【図3】本発明の実施例2に係る放熱ヒートシンクを示
すもので、図3(a)は平面図、同図(b)は側面図、
同図(c)は正面図、同図(d)は同図(a)における
A−A線拡大断面図である。
【図4】本発明の実施例3に係る放熱ヒートシンクを示
すもので、図4(a)は平面図、同図(b)は側面図、
同図(c)は正面図、同図(d)は同図(a)における
A−A線拡大断面図である。
【図5】本発明の実施例4に係る放熱ヒートシンクを示
すもので、図5(a)は平面図、同図(b)は側面図、
同図(c)は正面図、同図(d)は同図(a)における
A−A線拡大断面図である。
【図6】本発明の実施例5に係る放熱ヒートシンクを示
すもので、図6(a)は平面図、同図(b)は側面図、
同図(c)は正面図、同図(d)は同図(a)における
A−A線拡大断面図である。
【図7】本発明の実施例6に係る放熱ヒートシンクを示
すもので、図7(a)は平面図、同図(b)は側面図、
同図(c)は正面図、同図(d)は同図(a)における
A−A線拡大断面図である。
【図8】本発明の実施例7に係る放熱ヒートシンクを示
すもので、図8(a)は平面図、同図(b)は側面図、
同図(c)は正面図、同図(d)は底面図、同図(e)
は同図(d)におけるA−A線拡大断面図である。
【符号の説明】
1 放熱ヒートシンク 2 ベースプレート 3 放熱フィン 4 上型 5 下型 11 発熱物取付穴 13 取付ボス

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ダイカスト鋳造されたベースプレートに
    放熱フィンがインサート成形されていることを特徴とす
    る放熱ヒートシンク。
  2. 【請求項2】 多数枚の平板状の放熱フィンが所定ピツ
    チで平行に配列された放熱フィン列が複数列に設けられ
    ていることを特徴とする請求項1記載の放熱ヒートシン
    ク。
  3. 【請求項3】 多数枚の平板状の放熱フィンが所定ピツ
    チで平行に配列された放熱フィン列が複数列に設けら
    れ、放熱フィンの位相を隣り合う放熱フィン列でずらし
    てあることを特徴とする請求項1記載の放熱ヒートシン
    ク。
  4. 【請求項4】 ベースプレートの片面側に放熱フィンの
    根本部がインサート成形され、ベースプレートの他面側
    に、発熱物取付穴を有する取付ボスが一体に突出成形さ
    れていることを特徴とする放熱ヒートシンク。
  5. 【請求項5】 ベースプレート成形用のダイカスト金型
    内に放熱フィンをはめ込み固定する工程と、アルミニウ
    ム合金を溶融したものを前記ダイカスト金型内に加圧注
    入して成形する工程とからなることを特徴とする放熱ヒ
    ートシンクの製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002089206A1 (en) * 2001-04-23 2002-11-07 Showa Denko K.K. Heat sink
JP2011040558A (ja) * 2009-08-11 2011-02-24 Furukawa Electric Co Ltd:The ヒートシンク
CN112563224A (zh) * 2020-12-04 2021-03-26 合肥圣达电子科技实业有限公司 一种用于大功率半导体芯片散热的微通道装置

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