JPH0955458A - ヒートシンクの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 工程等が削減され、もって第１に、製造加工
コストが低減されると共に、第２に、作業の手間も軽減
される、ヒートシンクの製造方法を提案する。 【解決手段】 この製造方法では、まず、断面凹字状の
枠壁体７，複数枚の波板８，平板９，平蓋体１０等が準
備されると共に、事後におけるこれら間の当接・接合箇
所に、接着剤やろう剤等の接合材Ｒが配設される。それ
から、枠壁体７内に複数枚の波板８と平板９を積層，充
填して、中空柱状のセル１３の平面的集合体よりなるハ
ニカム構造を形成すると共に、このハニカム構造に当接
しつつそのセル軸方向に沿って、枠壁体７に平蓋体１０
を被せる。しかる後、この枠壁体７，波板８，平板９，
平蓋体１０間を、加熱により接合材Ｒにて一度に接合し
て、ヒートシンク６が得られる。ヒートシンク６は、冷
却対象物Ａが外側に配され、冷却風がハニカム構造中を
通過することにより、放熱，冷却が実施される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヒートシンクの製
造方法に関する。すなわち、ＩＣ等の電子回路，電子基
板，電子部品，電子装置，コンピュータ，モーター，そ
の他各種の発熱体等の冷却対象物について、その放熱，
冷却用に使用されるヒートシンクの製造方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】ヒートシンクとしては、従来より各種の
ものが開発，使用されているが、最近、単位容積当りの
表面積が大であるという特性を生かし、ハニカム構造の
ものも開発，使用されつつある。図５は、このようなハ
ニカム構造のものの正面図であり、（１）図は、波板と
平板を積層，接合する工程を示し、（２）図は、枠壁体
へ充填，接合する工程を示す。同図にも示したように、
この種従来例のハニカム構造のヒートシンク１は、ま
ず、金属製の波板２と平板３を積層すると共に、接着剤
やろう材を用い加熱により接合してから、これを、全体
的な強度補強や外観向上のため枠壁体４内に充填すると
共に、枠壁体４との間を接着剤やろう材を用い加熱して
接合し、更に、発熱体等の冷却対象物への密着性，取付
性を確保すべく平蓋体５を被せると共に、平蓋体５との
間も接着剤やろう材を用い加熱して接合することによ
り、製造されていた。そして、このように製造されたハ
ニカム構造のヒートシンク１は、積層，接合，充填され
た波板２と平板３にて形成されたハニカム構造の両開口
端面間を、冷却風が通過することにより、取付けられた
発熱体等の冷却対象物の放熱，冷却が行われていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来例にあっては、次の問題が指摘されていた。すなわ
ち、この種従来例のハニカム構造のヒートシンク１は、
上述したように、波板２と平板３間の積層，接合工程、
更には枠壁体４への充填，接合工程、および平蓋体５の
被せ，接合工程等の各工程を辿って製造されており、第
１に製造加工コストがかさむと共に、第２に作業に手間
取り作業性が悪い、という問題が指摘されていた。すな
わち、この種従来例のヒートシンク１の製造方法にあっ
ては、各工程毎に接合が別々に実施されており、積層，
充填，被せの各工程毎に、加熱炉中に搬入して介装され
た接着剤やろう材にて所定の当接・接合箇所を接合する
作業工程が実施されていたので、工程数が多く、もって
第１に製造加工コストが高くつくと共に、第２に作業に
手間取り作業性が悪い、という問題が指摘されていた。

【０００４】本発明は、このような実情に鑑み、上記従
来例の課題を解決すべくなされたものであって、請求項
１では波板を請求項２では更に平板を、枠壁体内に積
層，充填すると共に、請求項３を除き平蓋体を被せた
後、加熱によりこれら間を一度に接合するようにしたこ
とにより、第１に製造加工コストが低減されると共に、
第２に作業の手間も軽減される、ヒートシンクの製造方
法を提案することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
る本発明の技術的手段は、次のとおりである。まず、請
求項１については次のとおり。すなわち、この請求項１
のヒートシンクの製造方法では、まず、断面凹字状の枠
壁体と複数枚の波板と平蓋体とを準備すると共に、事後
における該枠壁体，波板，平蓋体間や該波板相互間の少
なくとも当接・接合箇所に、接着剤やろう材等の接合材
を配設する。それから、該枠壁体内に複数枚の該波板を
積層，充填して、中空柱状のセルの平面的集合体よりな
るハニカム構造を形成すると共に、該ハニカム構造に当
接しつつそのセル軸方向に沿って、該枠壁体に該平蓋体
を被せる。しかる後、該枠壁体，波板，平蓋体間や該波
板相互間を、加熱することにより該接合材にて一度に接
合する。もって、発熱体等の冷却対象物が該枠壁体や平
蓋体の外側に配されると共に、固定された該ハニカム構
造の両開口端面が外部に開放され冷却風が通過すること
により該冷却対象物の放熱，冷却を実施する、ヒートシ
ンクが得られることを特徴とする。

【０００６】次に、請求項２については次のとおり。す
なわち、この請求項２のヒートシンクの製造方法では、
上述した請求項１記載のヒートシンクの製造方法におい
て、更に平板が用いられ、該平板にも必要に応じ該接合
材が配設されると共に、複数枚の該平板と該波板とを順
次交互に積層，充填，接合することにより、該ハニカム
構造が固定的に形成されることを特徴とする。次に、請
求項３については次のとおり。すなわち、この請求項３
のヒートシンクの製造方法では、上述した請求項１又は
請求項２記載のヒートシンクの製造方法において、該平
蓋体が用いられず、該枠壁体や該波板更には該平板のみ
を用いてなることを特徴とする。

【０００７】さてそこで、この製造方法にあっては、予
め接合材が配設された請求項１では各波板を請求項２で
は更に平板を、枠壁体内に積層，充填すると共に、請求
項３を除き平蓋体を被せた後、これら間を加熱により一
度に接合することによって、ヒートシンクが得られるの
で、工程数が大きく削減される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下本発明を、図面に示すその発
明の実施の形態に基づいて、詳細に説明する。図１，図
２，図３，図４は、本発明の実施の形態の説明に供する
正面図である。そして図１はその１例を示し、（１）図
はその波板と平板を、（２）図は枠壁体への充填工程
を、（３）図は得られたヒートシンクを、それぞれ示
す。図２は他の例を示し、（１）図はその波板と平板
を、（２）図は枠壁体への充填工程を、（３）図は得ら
れたヒートシンクを、それぞれ示す。図３は波板や平板
の組み合わせの各種例を示し、（１）図は第１組み合わ
せ例における波板と平板を、（２）図は同第１組み合わ
せ例における波板と平板の集合体を、（３）図は第２組
み合わせ例における波板と平板を、（４）図は同第２組
み合わせ例における波板と平板の集合体を、（５）図は
第３組み合わせ例における波板を、（６）図は同第３組
み合わせ例における波板の集合体を、それぞれ示す。図
４は更に他の例を示す。

【０００９】このヒートシンク６の製造方法では、ま
ず、断面凹字状の枠壁体７と、複数枚の波板８および平
板９と、平蓋体１０とが準備されると共に、事後におけ
る枠壁体７，波板８，平板９，平蓋体１０相互間の少な
くとも当接・接合箇所に、接着剤やろう材等の接合材Ｒ
が配設される。

【００１０】これらについて更に詳述する。まず枠壁体
７は、例えば図１の（２）図や図２の（２）図中に示さ
れたように、断面凹字状つまり、１mmから５mm程度の肉
厚で上向きの断面コ字状をなし、図面上では、左右の両
側面１１と底面１２とを備え、上面および前後面が開放
されてなる。そして枠壁体７は、通常、アルミ，銅，
鉄，その他熱伝導性に優れた金属材が用いられ、このよ
うな金属材を押し出し成形，引き抜き成形，折曲成形し
て得られる。平蓋体１０は、例えば図１の（２）図や図
２の（２）図中に示されたように、１mmから５mm程度の
肉厚で平坦な１枚板状をなし、上述した枠壁体７に準
じ、通常は金属材が用いられる。そして平蓋体１０は、
枠壁体７の両側面１１上端間に配され、枠壁体７の開放
された上面を覆うに足る寸法・大きさよりなる。なお枠
壁体７や平蓋体１０は、ヒートシンク６の全体的な強度
補強や外観向上を図ると共に、発熱体等の冷却対象物Ａ
への密着性，取付性向上を図るために用いられる。

【００１１】次に波板８は、例えば図１の（１）図や図
２の（１）図等に示したように、断面略三角形状の波形
の凹凸や、このような図示例によらず断面台形状，四角
形状，その他各種断面形状の波形の凹凸が、所定ピッチ
と高さで長手方向に連続的に折曲形成されてなる。そし
て波板８は、例えばギヤやラックを用いたコルゲート装
置により折曲形成され、母材としては通常、アルミ，
銅，その他熱伝導性に優れた金属箔が用いられる。な
お、平坦な平板９としては、このような金属箔等がその
まま用いられる。

【００１２】次に、接合材Ｒとしては、金属ろう材，金
属ハンダ，熱伝導性に優れた樹脂系接着剤等々が用いら
れる。そして接合材Ｒは、後で詳述する事後の工程で、
各構成部材間が当接・接合されることになる箇所につい
て、塗布やクラッドにより配設される。例えば接合材Ｒ
は、平蓋体１０の内面や、各波板８，平板９や、枠壁体
７の内面（図示例では底面１２上）等に対し、全面的に
塗布されるか、被覆するようにクラッドされるか、又は
必要箇所のみに、特に波板８の場合は山の頂面や谷の底
面等の当接・接合箇所のみに、塗布される。

【００１３】次にこの製造方法では、複数枚の波板８と
平板９を順次交互に積層すると共に、枠壁体７内に充填
して、中空柱状のセル１３の平面的集合体よりなるハニ
カム構造を形成せしめ、かつ、このハニカム構造に当接
しつつそのセル軸方向に沿って、枠壁体７上に平蓋体１
０が被せられる。

【００１４】これらについて更に詳述する。例えば、図
１の（２）図，（３）図、図２の（２）図，（３）図、
図３の（１）図，（２）図、図４等に示したように、多
数枚の波板８を、縦の状態で各々平板９を介しつつ左右
で順次交互に波の半ピッチ分ずつずらされ、左右相互間
で平板９を介しつつ波の谷部と頂部とを合わせる位置関
係のもとに、全体的に空間が存したブロック状に横に積
層される。これと共に、このような位置関係のもとに所
定寸法に切断された各波板８と平板９とからなるブロッ
ク体は、枠壁体７内に図面上では上面側から密に充填さ
れる。もって、この各波板８と平板９とからなるブロッ
ク体は、まだ相互間が固定的に接合されてはいないもの
の、一応、各波板８と平板９をセル壁とし、各々独立空
間に区画された中空柱状のセル１３の平面的集合体より
なる、ハニカム構造を形成する。なお、図示例のセル１
３の断面形状は、アールが存した略三角形よりなるが、
これによらず、正六角形，台形，四角形，その他各種断
面形状のものも可能である。さてしかる後、平蓋体１０
が、このようなハニカム構造上や枠壁体７の両側面１１
上端間に、セル軸方向に沿いつつ上側から被せられる。

【００１５】しかる後この製造方法では、枠壁体７，波
板８，平板９，平蓋体１０相互間を加熱することによ
り、前述により配設されていた接合材Ｒにて、一度に接
合する。これらについて更に詳述する。例えば図１の
（３）図に示されたように、各波板８と平板９が積層，
充填されてハニカム構造をなすと共に、平蓋体１０が被
せられた枠壁体７は、上下左右等から加圧されつつ接合
材Ｒの融点温度にて加熱されることにより、接合材Ｒが
配設されていた箇所で接合される。つまり、それまでは
接合材Ｒが配設されただけで相互間は一切接合されてい
なかった、枠壁体７，波板８，平板９，平蓋体１０相互
間は、この接合工程で、初めてかつ一斉に接合される。

【００１６】さて、この製造方法では、このような各工
程を辿ることにより、ヒートシンク６が製造される。こ
のヒートシンク６は、例えば図１の（３）図や図２の
（３）図に示したように、発熱体等の冷却対象物Ａが、
枠壁体７や平蓋体１０の外側に配されると共に、波板８
と平板９にて形成され接合により固定化されたハニカム
構造の両開口端面が、外部に開放されて冷却風が通過す
ることにより、冷却対象物Ａの放熱，冷却を実施する。

【００１７】これらについて更に詳述する。外側に密
着，取付けられる冷却対象物Ａとしては、例えばＩＣ等
の電子回路，電子基板，電子部品，電子装置，コンピュ
ータ，モーター，その他各種の発熱体等が考えられる。
又、各波板８と平板９をセル壁として形成された、中空
柱状のセル１３の平面的集合体よりなるハニカム構造体
は、重量比強度に優れ軽量であると共に高い剛性・強度
を備え、単位容積当りの表面積が大である、等々の特性
が知られている。つまり、冷却風と接触する放熱面積が
大であり、放熱特性に優れている。そして、冷却対象物
Ａよりの熱は、枠壁体７や平蓋体１０を介し、ハニカム
構造のセル壁たる各波板８および平板９へと伝達される
が、このような各波板８や平板９で形成された各セル１
３内を、その一方の開口端面から他方の開口端面へと、
強制冷却用のファン等による冷却風が通過することによ
り、上述した熱が奪われ、もって冷却対象物Ａの放熱，
冷却が実施される。

【００１８】本発明は、以上説明したように構成されて
いる。そこで以下のようになる。このヒートシンク６の
製造方法にあっては、予め接合材Ｒが配設された各波板
８および平板９を、枠壁体７内に積層，充填すると共
に、平蓋体１０を被せた後、これら間を一度に接合す
る。すなわち、各波板８と平板９の積層、これらの枠壁
体７内への充填、平蓋体１０の被せ等の各工程が、一度
に実施され、一回の接合工程による一回の加熱により、
各波板８と平板９間、更にはこれらと枠壁体７や平蓋体
１０間等が、全部一度に接合材Ｒにて接合され、もって
ヒートシンク６が得られる。このように、このヒートシ
ンク６の製造方法によると、工程数が大きく削減され、
第１に製造加工コストが低減されると共に、第２に作業
の手間も軽減される。

【００１９】なお第１に、図１，図２，図３の（１）
図，（２）図，図４等に示した図示例において、各波板
８は、平板９を順次交互に介装しつつ、左右相互間で半
ピッチ分ずつずらされ、相互間で波の谷部と頂部とを合
わせる位置関係で積層，接合されていたが、本発明に係
るヒートシンク６の製造方法は、これに限定されるもの
ではない。例えば、図３の（３）図，（４）図に示され
たように、各波板８を、平板９を介しつつ、相互間がラ
ンダムで不規則な位置関係で積層，接合するようにして
もよい。更に、図３の（５）図，（６）図に示したよう
に、平板９を用いず波板８のみを積層，接合するように
してもよい。この場合において、各波板８は、前述した
ような各図示例の相互位置関係に設定され、もって各波
板８をセル壁とした中空柱状のセル１３の平面的集合体
である、ハニカム構造が形成される。

【００２０】なお第２に、図１，図２，図４等に示した
図示例において、各波板８や平板９は、枠壁体７内に縦
に充填され横に積層されていたが、本発明に係るヒート
シンク６の製造方法は、これに限定されるものではな
い。すなわち、各波板８や平板９を、各図示例とは９０
度方向を変えて、枠壁体７内に横に充填し平蓋体１０と
平行に縦に積層し、もってハニカム構造を形成せしめる
ようにしてもよい。

【００２１】なお第３に、図２に示した例では、枠壁体
７の両側面１１の上端内側に、それぞれ嵌合部１４が配
設されている。この嵌合部１４は、前述により被せられ
る平蓋体１０の両端部が、噛み合い嵌入されるべく凹状
をなし、接合工程が完了するまでの間、被せられた平蓋
体１０を固定的に保持すべく機能する。

【００２２】すなわち前述したように、枠壁体７内に波
板８や平板９が積層，充填された後、平蓋体１０が被せ
られることになるが、このように被せられた平蓋体１０
は、接合工程前は何ら固定されることなく、例えば積
層，充填された各波板８や平板９上に当接することによ
り、浮いたり横に変位したりしやすく、正確に位置決め
されにくい。そこで、これらを防止すべく通常は別途、
平蓋体１０の押え治具・位置決め固定治具が、接合工程
に至るまでの間使用されることになるが、この図２示し
た例のヒートシンク６の製造方法のように、平蓋体１０
を被せる際、その左右両端部を、枠壁体７の両側面１１
上端の嵌合部１４に噛み合い嵌入しておくことにより、
平蓋体１０の浮きや変位等は確実に防止され、平蓋体１
０は正確に位置決め保持される。なお嵌合部１４は、接
合工程後、つまり平蓋体１０が枠壁体７の両側面１１上
端や各波板８や平板９上に接合された後、例えば平蓋体
１０表面を平面研磨する過程において、平蓋体１０上に
突出した部分が、削り取られ除去される。もって最終的
には、例えば図１の（３）図に示したヒートシンク６と
同一のものが得られるに至る。

【００２３】なお第４に、図１や図２に示した例では、
１個の枠壁体７と１個の平蓋体１０とが対応して用いら
れていたが、本発明に係るヒートシンク６の製造方法
は、これに限定されるものではない。すなわち、図４に
示した例のように、平蓋体１０は、予め複数個が各連接
部１５を介し一体的に連接されたものとして準備され、
各枠壁体７への波板８や平板９の積層，充填が実施され
た後、これらの上に共通に被せられ、その際、各枠壁体
７間の間隔保持用のスペーサー１６が、各枠壁体７の側
面１１上端間の連接部１５直下に介装される。それから
接合工程を辿り、加熱による平蓋体１０と各枠壁体７の
側面１１上端等との接合が実施された後、各平蓋体１０
間を一体化していた連接部１５を、スペーサー１６と共
にカッター等にて切断除去する。

【００２４】このようにして最終的には、１個の枠壁体
７と１個の平蓋体１０とが対応，接合された、例えば図
１の（３）図に示したヒートシンク６が得られるように
なる。そして、この図４の例にあっては、接合工程に至
るまでの工程において、複数個の枠壁体７と平蓋体１０
とが一括・共通処理されるので、製造工程が効率化され
るという利点がある。

【００２５】なお第５に、図１，図２，図４等に示した
例では、必須的に平蓋体１０が用いられていたが、本発
明に係るヒートシンク６の製造方法にあっては、平蓋体
１０を用いず、枠壁体７，波板８，平板９等のみを、用
いるようにすることも可能である。この場合には、枠壁
体７の開放された上面から、ハニカム構造を形成すべく
積層，充填，接合された波板８や平板９の上端面が、直
接外部に露出したヒートシンク６が得られる。勿論この
場合、冷却対象物Ａは枠壁体７の外側に密着，取り付け
される。

【００２６】なお第６に、図１，図２に示した例では、
冷却対象物Ａは、平蓋体１０の外側に配され、図面上で
は上側に密着，取付けされていたが、本発明の製造方法
にて得られたヒートシンク６は、その他各所に冷却対象
物Ａを配してもよい。例えば枠壁体７の外側、つまり図
面上では枠壁体７の底面１２の下側に密着，取付けても
よく、更に、枠壁体７の側面１１の左右外側に密着，取
付けてもよく、又、これらと平蓋体１０の外側に配した
図示例とを併用してもよい。

【００２７】なお第７に、図１，図２に示した例では、
図面上、上側から枠壁体７内に波板８や平板９が積層，
充填されていたが、本発明のヒートシンク６の製造方法
は、これに限定されるものではない。すなわち、枠壁体
７を図示例とは９０度方向を変え、横方向が開放される
ように配しておき、このような枠壁体７に対し、左右側
方から波板８や平板９を、積層，充填することも可能で
ある。

【００２８】

【発明の効果】本発明に係るヒートシンクの製造方法
は、以上説明したように、請求項１では波板を請求項２
では更に平板を、枠壁体内に積層，充填すると共に、請
求項３を除き平蓋体を被せた後、加熱によりこれら間を
一度に接合するようにしたことにより、次の効果を発揮
する。

【００２９】第１に、製造加工コストが低減される。す
なわち、このヒートシンクの製造方法によると、各波板
の積層や波板と平板の積層、これらの枠壁体内への充
填、平蓋体の被せ等の各工程が、一度に実施される。そ
して、各波板間や波板と平板間、更にはこれらと枠壁体
や平蓋体間等が、一回の接合工程で一度に接合される。
もって、これらにより工程数が大きく削減され、ヒート
シンクの製造加工コストが、前述したこの種従来例に比
し大きく低減される。

【００３０】第２に、作業の手間も軽減される。すなわ
ち、このヒートシンクの製造方法によると、上述した第
１と同様の理由により工程数が大きく削減され、ヒート
シンクが作業に手間取らず製造可能となり、前述したこ
の種従来例に比し、作業性が大きく向上するようにな
る。このように、この種従来例に存した課題がすべて解
決される等、本発明の発揮する効果は、顕著にして大な
るものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るヒートシンクの製造方法につい
て、その発明の実施の形態の説明に供する１例の正面図
であり、（１）図は、その波板と平板を示し、（２）図
は、枠壁体への充填工程を示し、（３）図は、得られた
ヒートシンクを示す。

【図２】同発明の実施の形態の説明に供する他の例の正
面図であり、（１）図は、その波板と平板を示し、
（２）図は枠壁体への充填工程を示し、（３）図は得ら
れたヒートシンクを示す。

【図３】波板や平板の組み合わせの各種例を示す正面図
であり、（１）図は、第１組み合わせ例における波板と
平板を示し、（２）図は、同第１組み合わせ例における
波板と平板の集合体を示し、（３）図は、第２組み合わ
せ例における波板と平板を示し、（４）図は、同第２組
み合わせ例における波板と平板の集合体を示し、（５）
図は、第３組み合わせ例における波板を示し、（６）図
は、同第３組み合わせ例における波板の集合体を示す。

【図４】同発明の実施の形態の説明に供する、更に他の
例の正面図である。

【図５】この種従来例の説明に供する正面図であり、
（１）図は、波板と平板を積層，接合する工程を示し、
（２）図は、枠壁体へ充填，接合する工程を示す。

【符号の説明】

１ ヒートシンク（従来例のもの） ２ 波板（従来例のもの） ３ 平板（従来例のもの） ４ 枠壁体（従来例のもの） ５ 平蓋体（従来例のもの） ６ ヒートシンク（本発明のもの） ７ 枠壁体（本発明のもの） ８ 波板（本発明のもの） ９ 平板（本発明のもの） １０ 平蓋体（本発明のもの） １１ 側面 １２ 底面 １３ セル １４ 嵌合部 １５ 連接部 １６ スペーサー Ａ 冷却対象物 Ｒ 接合材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面凹字状の枠壁体と複数枚の波板と平
   蓋体とを準備すると共に、事後における該枠壁体，波
   板，平蓋体間や該波板相互間の少なくとも当接・接合箇
   所に、接着剤やろう材等の接合材を配設してから、 該枠壁体内に複数枚の該波板を積層，充填して、中空柱
   状のセルの平面的集合体よりなるハニカム構造を形成す
   ると共に、該ハニカム構造に当接しつつそのセル軸方向
   に沿って、該枠壁体に該平蓋体を被せた後、 該枠壁体，波板，平蓋体間や該波板相互間を、加熱する
   ことにより該接合材にて一度に接合し、もって、発熱体
   等の冷却対象物が該枠壁体や平蓋体の外側に配されると
   共に、固定された該ハニカム構造の両開口端面が外部に
   開放され冷却風が通過することにより該冷却対象物の放
   熱，冷却を実施するヒートシンクを得ること、を特徴と
   するヒートシンクの製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のヒートシンクの製造方法
   において、更に平板が用いられ、該平板にも必要に応じ
   該接合材が配設されると共に、複数板の該平板と該波板
   とを順次交互に積層，充填，接合することにより、該ハ
   ニカム構造が固定的に形成されること、を特徴とするヒ
   ートシンクの製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載のヒートシン
   クの製造方法において、該平蓋体が用いられず、該枠壁
   体や該波板更には該平板のみを用いてなること、を特徴
   とするヒートシンクの製造方法。