JP2715890B2 - ヒートシンクの加工用治具 - Google Patents

ヒートシンクの加工用治具

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば半導体デバイ
スの製造等に使用される強制空冷用のヒートシンクの加
工用治具に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のヒートシンクとして、伝
熱性を有するアルミニウムあるいはアルミニウム合金製
の基板に複数の溝条を列設し、各溝条にアルミニウムあ
るいはアルミニウム合金製のフィンを嵌合固定した片持
ち支持の構造のものが知られている。このヒートシンク
を製造する方法として、基板に列設された溝条内にフィ
ンを嵌合した後、溝条の突壁部をかしめてフィンと基板
とを固定する方法が知られている(特公平1−1257
1号公報参照)。
【0003】また、別のヒートシンクとして、伝熱性基
板の面に端部を直角状に折曲したフィンをろう付けした
構造のものも知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者す
なわち基板の溝条内にフィンを嵌合した後、かしめ固定
したヒートシンクは、図18に示すように、基板aに列
設された溝条bの幅をフィンcの厚さより若干広く形成
する必要があるため、溝条bの突壁部dをかしめると、
フィンcが傾斜してしまい、開放部側の寸法が区々とな
り、熱交換効率が低下するという問題がある。
【0005】これに対して、後者すなわち伝熱性基板の
面に端部を直角状に折曲したフィンをろう付けした構造
のものにおいては、各フィン間の間隔を均一にすること
ができるが、フィンの端部の折曲部と基板とを当接させ
た状態でろう付けするため、設備費がかかり、コストが
嵩むという問題がある。また、フィンの端部に折曲部を
設けて基板にろう付けするため、フィン間のピッチを狭
小にすることができず、熱交換率が低下するという問題
がある。更に、高温の下でろう付けを行うので、フィ
ン、基板に焼きが入り強度が低下するという問題もあ
る。
【0006】この発明は上記事情に鑑みなされたもの
で、少ない構成部材で熱交換効率の高いヒートシンクの
製造を容易にしたヒートシンクの加工用治具を提供する
ことを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、伝熱性を有する基板の面に適宜間隔を
おいて設けられた複数の溝条内に嵌合されるフィンを、
上記溝条の一方の突壁部に押圧すると共に、溝条の突壁
部の中間部をフィン側に屈曲状に圧潰してフィンをかし
めるヒートシンクの加工用治具であって、溝条に嵌合さ
れたフィン間の隙間内に溝条に沿って移動可能に挿入さ
れる板状本体と、この板状本体の縁部に装着されるかし
め部材とからなり、上記かしめ部材に、上記板状本体の
移動方向に沿って溝条の一方の突壁部をフィン側に押圧
する押圧部と、押圧された突壁部の中間部を屈曲状に圧
潰する膨隆突部とを形成してなることを特徴とするもの
である。
【0008】この発明の加工用治具において、上記膨隆
突部は溝条の突壁部の中間部を屈曲状に圧潰するもので
あれば、その形状は任意でよく、例えば断面矩形状、台
形状、円弧状等の溝条に沿う凸条であってもよく、ある
いは、埋設された球体の突出部等にて形成してもよい。
【0009】
【作用】上記のように構成されるこの発明のヒートシン
ク加工用治具によれば、溝条に嵌合されたフィン間の隙
間内に溝条に沿って移動可能に挿入される板状本体に装
着されるかしめ部材に、板状本体の移動方向に沿って溝
条の一方の突壁部をフィン側に押圧する押圧部と、押圧
された突壁部の中間部を屈曲状に圧潰する膨隆突部とを
形成することにより、一種類の治具で、溝条内に嵌合さ
れたフィンを溝条の一方の突壁部に押圧した後、溝条の
突壁部の中間部をフィン側に屈曲状に圧潰してフィンを
かしめ固定することができる。したがって、突壁部を押
圧する工程と突壁部の中間部を屈曲状に圧潰する工程と
を連続的に行うことができ、生産効率の向上を図ること
ができる。
【0010】
【実施例】以下にこの発明の実施例を図面に基いて詳細
に説明する。
【0011】図1はこの発明のヒートシンクの一例の正
面図、図2はその要部の拡大断面図である。
【0012】この発明のヒートシンク1は、伝熱性を有
する基板2と、この基板2の上面に適宜間隔をおいて形
成された複数の溝条3内にかしめ結合されるフィン4と
で構成されている。この場合、図3に示すように、溝条
3,3間には、凹溝5aの両側に起立するかしめ用突壁
部5と、このかしめ用突壁部5と共にフィン4を挟持す
る固定用突壁部6とが交互に形成されており、かしめ用
突壁部5の中間部をフィン側に向って屈曲状に圧潰する
ことによってフィン4をかしめ固定している。
【0013】上記基板2は、例えばアルミニウムあるい
はアルミニウム合金製の押出形材にて形成されており、
押出成形と同時に上面にそれぞれ溝条3を列設してな
る。また、フィン4は、基板2と同様に伝熱性を有する
アルミニウムあるいはアルミニウム合金製の板材にて形
成されている。この場合、例えば溝条3の幅を1.0〜
1.2mm、フィン4の厚みを0.8〜1.0mm,フ
ィン4,4の中心間の距離を5〜6mmとすることがで
き、可及的にフィン4の間隔を狭めて多数のフィン1を
基板2上に取付けることができ、熱交換率の向上を図る
ことができる。なお、上記の数値は一例を示すものであ
って、特にこれらの数値に限定されるわけではなく、ま
た、フィン4の長さ、基板2の幅等は任意に設定するこ
とができる。
【0014】なお、溝条3,3間に形成されている固定
用突壁部6の先端側の平坦面6aは、図3に示すよう
に、かしめ用突壁部5より上方に若干(例えば0.3m
m程度)突出している。このように、固定用突壁部6の
平坦面6aはかしめ用突壁部5より突出しているので、
基板2の両面よりロールを押し当てて引き抜く(または
押出す)ことにより、基板2の撓み等を容易に矯正する
ことができ、また、これによりかしめ用突壁部5が潰れ
等の損傷を受けるのを防止することができる。
【0015】次に、上記ヒートシンクの加工手順につい
て説明する。まず、上記のように形成された基板2を一
枚用意し、この基板2の上面に形成された溝条3にフィ
ン4の下端部を嵌合する。この場合、溝条3の幅とフィ
ン4の厚みとの差によって溝条3とフィン4との間に隙
間sが生じる(図4参照)。次に、図5に示すように、
隣接する溝条3,3間の対峙するかしめ用突壁部5,5
間に、溝条3に沿って後述するこの発明の加工治具15
の押圧部18を移動することにより、かしめ用突壁部5
をフィン側に押圧する。次に、図6に示すように、加工
治具15の膨隆突部19を溝条3に沿って移動すること
により、かしめ用突壁部5の中間部をフィン側に向って
屈曲状(“く”字状)に圧潰してフィン4を基板2にか
しめ固定してヒートシンクを製造することができる。
【0016】以下、ヒートシンクの加工手順を具体的に
説明すると、まず、水平に配置された基板2の溝条3に
フィン4の下端部を嵌合した後、図7に示すように、基
板2の先端に押え板7を載置し、そして、基板2と押え
板7との間に複数のスペーサ8を介在させて基板2と押
え板7間の間隔を一定に保持する。
【0017】次に、このようにスペーサ8が取付けられ
たかしめ結合前のヒートシンク1aを、図8に示すよう
に、支持台9上に設置する。この支持台9は、ヒートシ
ンク1aが載置されるベッド10と、ベッド10の一端
側に設けられ、溝条3,3間に加工治具を移動する際に
基板2の移動を阻止するストッパ11と、ベッド10脇
の支柱12,12に取付けられ、上方の押え板7を下方
へ押圧してヒートシンク1a全体を支持する2つの支持
枠13とで構成されている。そして、上記ヒートシンク
1aをベッド10上に載置し、上方より支持枠13を支
柱12に取付け、支持枠13の両端部に挿通された調整
ボルト14を締め付けることにより、上記ヒートシンク
1aをベッド10上に固定する。
【0018】その後、支持台9上に固定された上記ヒー
トシンク1aの隣接する溝条3,3間のかしめ用突壁部
5,5間に、溝条3に沿って加工治具を移動することに
より、上述したように溝条3のかしめ用突壁部5の中間
部をフィン4側に“く”字形の屈曲状に圧潰してフィン
4を基板2にかしめ固定することができる。
【0019】この発明の加工治具15は、図9に示すよ
うに、溝条3に嵌合されたフィン4,4間の隙間内に溝
条3に沿って移動可能に挿入される長尺で略横L字状の
板状本体16と、この板状本体16の縁部に装着される
かしめ部材17とで主要部が構成されている。
【0020】上記かしめ部材17には、板状本体16の
移動方向に沿って溝条3のかしめ用突壁部5をフィン側
に押圧する押圧部18と、押圧されたかしめ用突壁部5
の中間部を屈曲状に圧潰する膨隆突部19とが形成され
ている。このかしめ部材17の押圧部18と膨隆突部1
9の反対側の縁部には凹溝17aが設けられ、また、こ
の縁部と隣接する縁部にはV字状溝17bが設けられて
おり、凹溝17aを板状本体16の下縁部に嵌合すると
共に、V字状溝17bを板状本体16の段部16aの縁
部に係合させるようにして、かしめ部材17を板状本体
16に装着している(図10、図11、図13及び図1
4参照)。このようにしてかしめ部材17を板状本体1
6に装着することにより、加工治具15が加工方向に移
動した場合、板状本体16の段部16aの縁部がV字状
溝17b内に食込むため、かしめ部材17は板状本体1
6から外れることがなく、また、加工方向と直交する左
右方向(図10の紙面と直交する方向)の振れもない。
【0021】また、上記押圧部18は、加工方向の前後
部分が円弧状に形成されると共に、この円弧状部分18
aの厚みにテーパー部18bが設けられて、かしめ用突
壁部5,5間への挿入を容易に行えるようになっている
(図10及び図12参照)。また、上記膨隆突部19
は、押圧部18とほぼ同様に形成された形状の基部19
aの左右両側に台形状に突出した形状に形成されている
(図13、図15(a)参照)。この場合、膨隆突部1
9の加工方向の前後部にはテーパー部19bが設けられ
て、膨隆突部19のかしめ用突壁部5,5間への挿入を
容易にしている。なお、膨隆突部19の形状は上記以外
に、例えば図15(b)に示すように、基部19aに埋
設される球体19cの突出部にて形成してもよく、ある
いは、図15(c)に示すように、両側に突出する円弧
状断面の凸条19dにて膨隆突部を形成してもよい。
【0022】なお、上記実施例では押圧部18と膨隆突
部19との間に隙間20が設けられているが、必ずしも
このような隙間20を設ける必要はなく、押圧部18と
膨隆突部19(具体的には基部19a)とを連続して設
けてもよい。
【0023】一方、板状本体16の先端部には支持孔2
1が穿設されている。板状本体16の先端部は、上記ヒ
ートシンク1aの溝条3,3間に挿入されて反対側に突
出され、その支持孔21に図示しないプレス装置に連結
された軸22が挿通され、プレス装置により軸22を移
動することにより、加工治具15の板状本体16とかし
め部材17が溝条3に沿って移動し、この移動に伴って
かしめ部材17の押圧部18がかしめ用突壁部5をフィ
ン側に押圧した後、膨隆突部19によってかしめ用突壁
部3の中間部を屈曲状に圧潰して複数のフィン4を同時
に基板2にかしめ固定することができる。なお、基板2
と押え板7間の間隔が狭い場合は、板状本体17とかし
め部材18を一体化することも可能である。
【0024】また、上記実施例では、加工治具15を引
っ張って、基板2の溝条3内に嵌合されたフィン4,4
間のかしめ用突壁部5にかしめ部材17を押し付ける場
合について説明したが、加工治具15を後ろから押し込
んで行ってもよい。
【0025】上記実施例では基板2の全域にわたって溝
条3を設けると共に、溝条3,3間にフィン4をかしめ
結合するヒートシンクについて説明したが、ヒートシン
クの構造は必ずしも上記のようにする必要はなく、例え
ば、図16及び図17に示すような構造としてもよい。
すなわち、フィン4を基板2の一端側のみに取付けて、
基板2上面の平面部を広くとり、この平坦部上に例えば
プリント基板23を載置することができる。また、フィ
ン4を基板2両端側にのみ取付けて、その中央部の平面
上に、例えば半導体素子等の電子部品24を載置するこ
とができ、フィン4の上方開口側より半導体素子24へ
外部からの配線することができる。また、フィン4を基
板2の下面に取付けることも可能である。
【0026】なお、上記実施例では、基板2の片面のみ
にフィン4を取付ける場合について説明したが、加工治
具15の板状本体16の両側縁にかしめ部材17を装着
することによって、上記と同様の加工手順によって一対
の基板2,2間にフィン4を介在させたヒートシンクを
製造することもできる。
【0027】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明のヒー
トシンク加工用治具は上記のように構成されているの
で、以下のような効果が得られる。
【0028】この発明のヒートシンクの加工用治具によ
れば、溝条に嵌合されたフィン間の隙間内に溝条に沿っ
て移動可能に挿入される板状本体に装着されるかしめ部
材に、板状本体の移動方向に沿って溝条の一方の突壁部
をフィン側に押圧する押圧部と、押圧された突壁部の中
間部を屈曲状に圧潰する膨隆突部とを形成するので、一
種類の治具で、溝条内に嵌合されたフィンを溝条の一方
の突壁部に押圧した後、溝条の突壁部の中間部をフィン
側に屈曲状に圧潰してフィンをかしめ固定することがで
きる。したがって、突壁部を押圧する工程と突壁部の中
間部を屈曲状に圧潰する工程とを連続的に行うことがで
き、生産効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ヒートシンクの一例を示す正面図である。
【図2】フィンの取付状態を示す拡大断面図である。
【図3】溝条、かしめ用突壁部及び固定用突壁部を示す
拡大断面図である。
【図4】基板の溝条にフィンを嵌合した状態の拡大断面
図である。
【図5】この発明の加工治具における押圧部でかしめ用
突壁部を押圧する状態の拡大断面図である。
【図6】この発明の加工治具における膨隆突部でかしめ
用突壁部を圧潰する状態の拡大断面図である。
【図7】ヒートシンクの加工前のセット状態を示す斜視
図である。
【図8】ヒートシンクの加工時のセット状態を示す斜視
図である。
【図9】この発明の加工治具の一例を示す斜視図であ
る。
【図10】上記加工治具の要部側面図である。
【図11】図10のA−A線に沿う断面図である。
【図12】この発明の加工治具における押圧部の横断面
図である。
【図13】図10のB−B線に沿う断面図である。
【図14】図10のC−C線に沿う断面図である。
【図15】この発明の加工治具における膨隆突部の変形
例を示す断面図である。
【図16】ヒートシンクの別の実施例を示す斜視図であ
る。
【図17】ヒートシンクの更に別の実施例を示す斜視図
である。
【図18】従来のヒートシンクの要部拡大断面図であ
る。
【符号の説明】
2 基板 3 溝条 4 フィン 5 かしめ用突壁部 6 固定用突壁部 15 加工治具 18 押圧部 19,19c,19d 膨隆突部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 23/36 H01L 23/36 Z (56)参考文献 特開 昭61−272595(JP,A) 特開 平6−198383(JP,A) 特開 昭58−192634(JP,A) 実開 平4−117481(JP,U) 実開 平2−58342(JP,U) 特公 平1−32919(JP,B2) 特公 昭59−32213(JP,B2) 特許2663798(JP,B2)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 伝熱性を有する基板の面に適宜間隔をお
    いて設けられた複数の溝条内に嵌合されるフィンを、上
    記溝条の一方の突壁部に押圧すると共に、溝条の突壁部
    の中間部をフィン側に屈曲状に圧潰してフィンをかしめ
    るヒートシンクの加工用治具であって、 溝条に嵌合されたフィン間の隙間内に溝条に沿って移動
    可能に挿入される板状本体と、この板状本体の縁部に装
    着されるかしめ部材とからなり、 上記かしめ部材に、上記板状本体の移動方向に沿って溝
    条の一方の突壁部をフィン側に押圧する押圧部と、押圧
    された突壁部の中間部を屈曲状に圧潰する膨隆突部とを
    形成してなることを特徴とするヒートシンクの加工用治
    具。
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