JPH09331003A

JPH09331003A - ピンフィン型ヒートシンク及びその製造方法

Info

Publication number: JPH09331003A
Application number: JP14558896A
Authority: JP
Inventors: Shiro Matsumoto; 史朗松本; Hiroshi Ikami; 浩井神
Original assignee: Nippon Aluminium Co Ltd
Current assignee: Nippon Aluminium Co Ltd
Priority date: 1996-06-07
Filing date: 1996-06-07
Publication date: 1997-12-22

Abstract

(57)【要約】【課題】熱交換効率が良く、安価であるピンフィン型
ヒートシンクを提供すること。【解決手段】鋳物製又は鍛造製のくし状部材６が、厚
み方向に複数個重ね合わされて相互にはんだ又はろう材
により接合されて構成されている。くし状部材６は、１
列に並んだ多数の横断面丸形のピンフィン１を備えてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、横断面丸形の多数
のピンフィンとベースプレートとが一体となっている、
アルミニウム又はアルミニウム合金からなる、鋳物製又
は鍛造製のヒートシンク、及びその製造方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来のピンフィン型ヒートシンクとして
は、ピンフィンが横断面角形のものが知られている。図
１１はその一例である。図１１のヒートシンクは、多数
のピンフィン１とベースプレート２とが一体になってい
る。このヒートシンクは、図１２に示す形材３を、図１
３のように多数重ね合わせてはんだ又はろう材４（図１
１）により相互に接合し、ピンフィン１を形成するため
に上方から切削するという作業を行なうことによって、
製作される。

【０００３】図１２の形材３は押出成形により形成され
たものであり、ピンフィン１となる部分３１とベースプ
レート２となる部分３２とで構成された板体である。部
分３２は部分３１より厚くなっており、更に部分３２の
上部には厚み方向に突部３３が形成されている。図１３
において、形材３は突部３３を介して重ね合わされてい
る。重ね合わされた形材３は、隣接する形材３の部分３
２と突部３３とで構成される隙間５にはんだ又はろう材
４を充填することにより、相互に接合されている。切削
は、部分３１の長手方向に対して直交する方向に溝を形
成するように行なう。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ピンフィン
型ヒートシンクにおいて、起立しているピンフィンに対
して横方向からの風を受けて熱交換を行なう場合には、
ピンフィンは横断面角形のものよりも横断面丸形のもの
の方が、好ましい。何故なら、横断面丸形のものの方
が、風の流れが円滑であり、しかも、風がピンフィンの
側面の略全面に当たることとなるからである。しかし、
従来では、形材３を押出成形で形成するため、横断面丸
形のピンフィンを形成するのは困難であった。

【０００５】また、図１３に示す隙間５にはんだ又はろ
う材４を密に充填するためには、隙間５からの空気の排
出を図るために、突部３３の先端縁に図１２に示すよう
な切欠き３３ａを形成するのが、好ましい。しかし、従
来では、形材３を押出成形で形成するため、切欠き３３
ａを形成するためには、別にローレット加工を行なう必
要があり、作業が煩雑であった。

【０００６】本発明は、熱交換効率が良く、安価である
ピンフィン型ヒートシンクを提供すること、及びそのよ
うなピンフィン型ヒートシンクを簡単な作業で得ること
ができる製造方法を提供することを、目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
多数のピンフィンとベースプレートとが一体となってい
る、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる、ピン
フィン型ヒートシンクであって、鋳物製又は鍛造製のく
し状部材が、厚み方向に複数個重ね合わされて相互には
んだ又はろう材により接合されて構成されており、くし
状部材は、１列に並んだ多数の横断面丸形のピンフィン
とこれらピンフィンの一端を連結する基部とからなって
おり、くし状部材は、基部に一体に複数個形成された厚
み方向の突部を介して、基部にて、重ね合わされてお
り、該突部は、基部の長手方向に対して直交する方向に
延びて形成されており、はんだ又はろう材は、隣り合う
くし状部材の基部と突部とによって構成された隙間に密
に充填されており、ベースプレートは、はんだ又はろう
材により接合された基部により構成されていることを特
徴としている。

【０００８】請求項２記載の発明は、多数のピンフィン
とベースプレートとが一体となっている、アルミニウム
又はアルミニウム合金からなる、ピンフィン型ヒートシ
ンクを、製造する方法であって、鋳物製又は鍛造製のく
し状部材を、スクイズダイカスト、真空ダイカスト、又
は溶湯鍛造により、製造する第１工程と、くし状部材
を、厚み方向に複数個重ね合わせる第２工程と、重ね合
わせた状態のくし状部材を、相互にはんだ又はろう材に
より接合する第３工程とを備え、第１工程で製造するく
し状部材は、１列に並んだ多数の横断面丸形のピンフィ
ンとこれらピンフィンの一端を連結する基部とからな
り、基部には、厚み方向に突出し且つ基部の長手方向に
対して直交する方向に延びた突部が、基部と一体に複数
個形成されており、第２工程においては、くし状部材
を、突部を介して、基部にて、重ね合わせるようにして
おり、第３工程においては、重ね合わせた状態のくし状
部材の、隣り合う基部と突部とによって構成された隙間
を、溶融はんだ中又は溶融ろう材中に浸漬し、超音波振
動を加えることによって上記隙間にはんだ又はろう材を
密に充填させるようにしていることを特徴としている。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明のピンフィン型ヒー
トシンクの平面図、図２は図１のII矢視図、図３は図１
のIII 矢視図である。このヒートシンクは、アルミニウ
ム又はアルミニウム合金からなる鋳物製であり、多数の
ピンフィン１とベースプレート２とが一体となったもの
であり、図４に示すくし状部材６を構成部材としてい
る。ピンフィン１は横断面丸形である。４はアルミニウ
ム部材用はんだであり、例えば９５％Ｚｎ−５％Ａｌが
用いられる。なお、図１では、ピンフィン１を適当に省
略している。

【００１０】このヒートシンクは、次のようにして製造
する。まず、図４に示す鋳物製のくし状部材６を、アル
ミニウム又はアルミニウム合金を材料として用いて、ス
クイズダイカスト又は真空ダイカストにより、製造す
る。図５は図４のＶ矢視図、図６は図４のVI矢視図、図
７は図４のVII 矢視図である。この部材６は、１列に並
んだ多数の横断面丸形のピンフィン１とこれらピンフィ
ン１の一端を連結する基部６１とからなっている。即
ち、ピンフィン１と基部６１とは一体となっている。基
部６１には複数の突部６１ａが一体に形成されている。
突部６１ａは、部材６の厚み方向に横断面三角形状に突
出し且つ基部６１の長手方向に対して直交する方向に延
びている。

【００１１】次に、部材６を、厚み方向に複数個重ね合
わせて、図８に示すような重ね合わせ体７を製作する。
即ち、複数個の部材６を、突部６１ａを一方向に向けて
平行に並べて、突部６１ａを隣りの部材６の基部６１の
背面６１ｂに当接させて、重ね合わせ体７を構成する。

【００１２】次に、重ね合わせ体７の、隣り合う部材６
の基部６１と突部６１ａとによって構成された隙間５
を、図９に示すように、浴８中の溶融はんだ４中に浸漬
し、その状態で、重ね合わせ体７又は浴８に超音波振動
を加える。重ね合わせ体７を浸漬しただけでは、部材６
の表面に酸化皮膜ができているために溶融はんだ４がは
じかれ、また、溶融はんだ４の表面張力のために隙間５
内に行き渡らず、溶融はんだ４は隙間５に十分に入り込
まない。しかし、超音波振動を加えているので、酸化皮
膜が破壊され、このため、部材６と溶融はんだ４との濡
れが良くなり、また、溶融はんだ４が振動するために表
面張力が弱くなり、従って、溶融はんだ４は隙間５中に
十分に入り込んで密に充填される。

【００１３】そして、隙間５中にはんだ４が充填される
と、重ね合わせ体７を溶融はんだ４中から引き上げ、図
１０に示すように隙間４からはみ出しているはんだ４の
部分４ａを機械加工により削り取る。これにより、図１
ないし図３に示すピンフィン型ヒートシンクが得られ
る。

【００１４】上記製造方法によれば、スクイズダイカス
ト又は真空ダイカストにより、部材６を製造するので、
部材６としては鋳巣の非常に少ないものが得られる。従
って、複数個の部材６を、高温で行なわれる一般のはん
だ付け法で接合しても、ひび割れ等が生じる可能性は低
い。しかし、上記製造方法では、複数個の部材６の接合
を超音波振動を用いて行なっているので、低温で行なう
ことができ、従って、ひび割れ等の発生を確実に防止で
きる。

【００１５】また、上記製造方法においては、突部６１
ａが基部６１の長手方向に対して直交する方向に即ち縦
長に延びているので、重ね合わせ体７を構成する際に、
隣接する部材６は突部６１ａに点接触ではなく線接触で
当接する。このため、重ね合わせ体７は、重ね方向に圧
力を加えておくだけで、安定した状態に維持され、部材
６同士のバランスをとるための特別な治具を必要としな
い。従って、部材６を重ね合わせて接合する作業が容易
となる。

【００１６】更に、突部６１ａは、部材６の長手方向に
連続したものではなく、長手方向に間隔を置いて位置し
ているので、重ね合わせ体７における隙間５は上にも開
放されたものとなっている。このため、溶融はんだ４が
隙間５に侵入する際の隙間５からの空気の排出は円滑に
行なわれ、はんだ４の隙間５への充填は容易に行なわれ
ることとなる。しかも、図１２に示す従来例の切欠き３
３ａのような、隙間から空気を排出するための手段を改
めて形成する必要がないので、この点からも製造作業が
容易となる。

【００１７】また、上記製造方法により得られた図１な
いし図３に示すヒートシンクは、ピンフィン１が横断面
丸形のものであるので、横方向からの風を受けて熱交換
を行なう場合において、風の流れが円滑であり、しか
も、風がピンフィンの側面の略全面に当たることとな
る。従って、熱交換効率が向上する。また、上記ヒート
シンクは、鋳物製であるので、安価である。

【００１８】なお、鋳物製の部材６の代わりに、溶湯鍛
造により製造した鍛造製の部材６を用いてもよく、それ
によっても、鋳物製の場合と同様の作用効果を奏する。

【００１９】また、アルミニウム部材用はんだ４の代わ
りに、アルミニウム部材用ろう材を用いてもよい。

【００２０】

【発明の効果】請求項１記載のピンフィン型ヒートシン
クによれば、ピンフィン１が横断面丸形のものであるの
で、横方向からの風に対する熱交換効率を向上できる。
また、鋳物製であるので、安価である。

【００２１】請求項２記載のピンフィン型ヒートシンク
の製造方法によれば、次の効果を奏する。（１）スクイズダイカスト、真空ダイカスト、又は溶湯
鍛造により、部材６を製造するので、鋳巣が非常に少な
い部材６を得ることができ、しかも、超音波振動を加え
てはんだ又はろう材で接合するので、低温で接合作業を
行なうことができる。従って、ひび割れ等を発生させる
ことなく、ヒートシンクを得ることができる。

【００２２】（２）部材６の突起６１ａが縦長であるの
で、重ね合わせ体７を構成する際に、隣接する部材６を
突部６１ａに線接触で当接できる。このため、重ね合わ
せ体７を、重ね方向に圧力を加えておくだけで、安定し
た状態に維持でき、部材６同士のバランスをとるための
特別な治具を必要としない。従って、部材６を重ね合わ
せて接合する作業を容易なものにできる。

【００２３】（３）突部６１ａを部材６の長手方向に間
隔を置いて形成しているので、重ね合わせ体７における
隙間５は上にも開放されたものとなる。従って、溶融は
んだ４を隙間５に侵入させる際の隙間５からの空気の排
出を円滑に行なうことができ、はんだ４の隙間５への充
填作業を容易なものにできる。

【００２４】（４）隙間５は上にも開放されたものとな
っているので、隙間から空気を排出するための手段、例
えば図１２に示す従来例の切欠き３３ａ、を改めて形成
する必要がない。従って、この点からも製造作業を容易
なものにできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のピンフィン型ヒートシンクの平面図
である。

【図２】図１のII矢視図である。

【図３】図１のIII 矢視図である。

【図４】くし状部材の斜視図である。

【図５】図４のＶ矢視図である。

【図６】図４のVI矢視図である。

【図７】図４のVII 矢視図である。

【図８】本発明のピンフィン型ヒートシンクの製造方
法の一工程における重ね合わせ体を示す側面図である。

【図９】図８の工程に続く接合作業工程を示す縦断面
図である。

【図１０】接合作業直後の状態を示す側面部分図であ
る。

【図１１】従来のピンフィン型ヒートシンクの斜視部
分図である。

【図１２】図１１のヒートシンクの構成部材である形
材を示す斜視図である。

【図１３】図１２の形材を複数個重ね合わせた状態を
示す側面図である。

【符号の説明】

１ピンフィン２ベースプレート４はんだ５隙間６くし状部材６１基部６１ａ突部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多数のピンフィンとベースプレートとが
一体となっている、アルミニウム又はアルミニウム合金
からなる、ピンフィン型ヒートシンクであって、鋳物製又は鍛造製のくし状部材が、厚み方向に複数個重
ね合わされて相互にはんだ又はろう材により接合されて
構成されており、くし状部材は、１列に並んだ多数の横断面丸形のピンフ
ィンとこれらピンフィンの一端を連結する基部とからな
っており、くし状部材は、基部に一体に複数個形成された厚み方向
の突部を介して、基部にて、重ね合わされており、該突
部は、基部の長手方向に対して直交する方向に延びて形
成されており、はんだ又はろう材は、隣り合うくし状部材の基部と突部
とによって構成された隙間に密に充填されており、ベー
スプレートは、はんだ又はろう材により接合された基部
により構成されていることを特徴とするピンフィン型ヒ
ートシンク。
【請求項２】多数のピンフィンとベースプレートとが
一体となっている、アルミニウム又はアルミニウム合金
からなる、ピンフィン型ヒートシンクを、製造する方法
であって、鋳物製又は鍛造製のくし状部材を、スクイズダイカス
ト、真空ダイカスト、又は溶湯鍛造により、製造する第
１工程と、くし状部材を、厚み方向に複数個重ね合わせる第２工程
と、重ね合わせた状態のくし状部材を、相互にはんだ又はろ
う材により接合する第３工程とを備え、第１工程で製造するくし状部材は、１列に並んだ多数の
横断面丸形のピンフィンとこれらピンフィンの一端を連
結する基部とからなり、基部には、厚み方向に突出し且
つ基部の長手方向に対して直交する方向に延びた突部
が、基部と一体に複数個形成されており、第２工程においては、くし状部材を、突部を介して、基
部にて、重ね合わせるようにしており、第３工程においては、重ね合わせた状態のくし状部材
の、隣り合う基部と突部とによって構成された隙間を、
溶融はんだ中又は溶融ろう材中に浸漬し、超音波振動を
加えることによって上記隙間にはんだ又はろう材を密に
充填させるようにしていることを特徴とするピンフィン
型ヒートシンクの製造方法。