(57)【要約】      （修正有）【課題】放熱効率を高めることができる金属ベースプリント基板の垂直放熱フィン形成装置を提供する。【解決手段】垂直放熱フィン形成装置は、移動方向の先端側に刃部２ａが形成された掘り起こし工具２と、この掘り起こし工具２の前進側に設けられたフィン起こしブロック３を保持し、放熱フィン６が起立形成される金属ベースプリント基板７の平面に対して所定の角度を有した状態で進退移動させる移動部３が設けられる。掘り起こし工具２は、移動部３の移動により金属ベースプリント基板７を掘り起こして傾斜した板状の放熱フィン６を起立形成し、フィン起こしブロック３は、事前に起立形成された傾斜した放熱フィン６に当接させて金属板７の平面に対してほぼ垂直になるまで押圧し、後退するときは次に起立形成された傾斜した放熱フィン６に摺動させて上昇可能に設けられた可動押圧板４が配設されている。【選択図】図１
2020107871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の板厚の金属板の一方面に接着剤層を介して配線回路を形成するための金属箔が貼り合わされ、前記金属板の他方面には、所定の間隔で垂直に起立形成された複数の板状の放熱フィンがフィン形成装置により一体形成された放熱部を有する金属ベースプリント基板であって、
前記フィン形成装置は、移動方向の先端側に刃部が形成された掘り起こし工具と、この掘り起こし工具の前進側に設けられたフィン起こしブロックを保持し、放熱フィンが起立形成されるプリント基板の平面に対して所定の角度を有した状態で進退移動させる移動部が設けられ、
前記掘り起こし工具は、前記移動部の移動により前記プリント基板を掘り起こして傾斜した板状の前記放熱フィンを起立形成し、
前記フィン起こしブロックは、事前に起立形成された傾斜した前記放熱フィンに当接させて前記プリント基板の平面に対してほぼ垂直になるまで押圧し、後退するときは次に起立形成された傾斜した前記放熱フィンに摺動させて上昇可能に設けられた可動押圧板が配設されたことを特徴とする金属ベースプリント基板の垂直放熱フィン形成装置。
【請求項２】
前記可動押圧板は、前記フィン起こしブロックに移動可能に配設され、最下点の先端が傾斜した前記放熱フィンの頂部よりも下方の位置となるようにストッパーが形成され、後退するときは次に起立形成された傾斜した前記放熱フィンに摺動して上昇を許容させた請求項１に記載の垂直放熱フィン形成装置。
【請求項３】
前記可動押圧板は、常時下方に向けて垂下させるように、自重またはバネにより付勢した請求項１に記載の垂直放熱フィン形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、電子機器分野で使用される金属ベースプリント基板において、電子部品等から生ずる熱を放熱するための放熱フィンを有する放熱部を一体に形成する金属ベースプリント基板の垂直放熱フィン形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  電子機器の高性能化、小型化の要求に伴い、回路部品の小型化・高密度化・高機能化が進展し、回路基板上に高密度に実装されている。このため、回路部品の温度が上昇しており、放熱が非常に重要となっている。放熱の手段は、従来から各種の方法が提案され、一部は実用に供されている。【０００３】  その例として、特許第５０５７２２１号公報（特許文献１）には、複数の板状の放熱フィンを備えた放熱部を有する金属ベースプリント基板が開示されている。放熱部の放熱フィンは、金属ベースプリント基板を掘り起こし工具によって掘り下げることにより、所定の間隔で複数の板状の放熱フィンが起立形成されている。
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−９３５８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  上述した特許文献１に示されるように、金属ベースプリント基板に対し、掘り起こし工具を用いて放熱フィンを形成すると、放熱フィンがカーリングするとともに、金属板から起立している放熱フィンの基端側の板厚が厚く先端に至るに従って漸次薄く形成される。このため、隣接する放熱フィンの基端側の間隔が狭く、先端側の間隔が広く形成される。この形態の放熱フィンを放熱器として使用した場合、例えば金属ベースプリント基板に配設された電子部品等の熱源から生ずる熱を放熱すると、熱は金属板を介して放熱フィンの間、及び、放熱フィンを介して放熱される。熱は垂直方向に上昇する性質を有することから、放熱フィンの間から放熱される場合、放熱フィンがカーリングしていると、熱が放熱フィンの側面に当たりながら蛇行して上昇する。このため、放熱フィンを再加熱することがあり、放熱効率を低下させる要因となっていた。【０００６】  金属板を介して放熱される熱を速やかに上昇させるためには、放熱フィンを垂直に起立形成することが望ましい。このような垂直な放熱フィンを形成した放熱器は、一般に、金属材を押し出し加工や鋳造加工を施すことによって製造され、この放熱器をプリント基板に配設した発熱を伴う電子部品に取り付けている。しかしながら、押し出し加工または鋳造加工は、放熱フィンの厚さや間隔を小さくすることができないことから、必然的に大型化する問題がある。一方、掘り起こし工具を用いて放熱フィンを形成する方法は、放熱フィンの厚さや間隔を小さくすることより、放熱面積を大きくして放熱効率を高めることは可能であるが、放熱フィンを垂直に起立形成する手段が無かった。【０００７】  そこで、本発明の課題は、掘り起こし工具を用いて起立形成される放熱フィンを、金属ベースプリント基板の平面に対してほぼ垂直に形成することにより、放熱効率を高めることができる金属ベースプリント基板の垂直放熱フィン形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  上記の課題を解決するために、請求項１の発明にかかる金属ベースプリント基板の垂直放熱フィン形成装置は、所定の板厚の金属板の一方面に接着剤層を介して配線回路を形成するための金属箔が貼り合わされ、前記金属板の他方面には、所定の間隔で垂直に起立形成された複数の板状の放熱フィンがフィン形成装置により一体形成された放熱部を有する金属ベースプリント基板であって、前記フィン形成装置は、移動方向の先端側に刃部が形成された掘り起こし工具と、この掘り起こし工具の前進側に設けられたフィン起こしブロックを保持し、放熱フィンが起立形成されるプリント基板の平面に対して所定の角度を有した状態で進退移動させる移動部が設けられ、前記掘り起こし工具は、前記移動部の移動により前記プリント基板を掘り起こして傾斜した板状の前記放熱フィンを起立形成し、前記フィン起こしブロックは、事前に起立形成された傾斜した前記放熱フィンに当接させて前記プリント基板の平面に対してほぼ垂直になるまで押圧し、後退するときは次に起立形成された傾斜した前記放熱フィンに摺動させて上昇可能に設けられた可動押圧板が配設されたことを要旨としている。【０００９】  また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記可動押圧板は、前記フィン起こしブロックに移動可能に配設され、最下点の先端が傾斜した前記放熱フィンの頂部よりも下方の位置となるようにストッパーが形成され、後退するときは次に起立形成された傾斜した前記放熱フィンに摺動して上昇を許容させるようにしている。【００１０】  さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記可動押圧板は、常時下方に向けて垂下させるように、自重またはバネにより付勢している。
【発明の効果】
【００１１】  本発明にかかる金属ベースプリント基板の垂直放熱フィン形成装置によれば、掘り起こし工具の前進側に離間して設けられたフィン起こしブロックを保持し、このフィン起こしブロックに上昇可能な可動押圧板を配設しているので、掘り起こし工具によって事前に起立形成された傾斜した放熱フィンを押圧することにより垂直にすることができる。このとき、可動押圧板は、掘り起こし工具を前進するときには事前に起立形成された傾斜した放熱フィンを押圧し、後退するときには放熱フィンに摺動して上昇するので、掘り起こし工具による次の放熱フィンの起立工程に復帰させることができる。可動押圧板は、フィン起こしブロックに上昇可能に配設するだけの計量で簡易な構成であり、動作の信頼性を向上させることができる。【００１２】  この垂直放熱フィン形成装置によって垂直放熱フィンを形成した金属ベースプリント基板は、電子部品等の熱源から生ずる熱が、放熱フィンから垂直方向に円滑に上昇し、他の放熱フィンの側面に当たりながら蛇行することによる障害が防止されるので、金属ベースプリント基板における放熱効率を高めることができる。また、金属ベースプリント基板自体に一体に放熱部を形成しているので、構成が簡素になり、部品コストや製造コストを低減することが可能となる。【００１３】  また、垂直放熱フィン形成装置の可動押圧板の最下点を、ストッパー傾斜した放熱フィンの頂部よりも下方の位置としているので、事前に起立形成された傾斜した放熱フィンを確実に押圧することができる。さらに、後退するときには、次に起立形成された傾斜した放熱フィンに摺動して上昇させるので、構成が簡易であっても確実に復帰させることができる。【００１４】  さらに、垂直放熱フィン形成装置の可動押圧板を常時下方に向けて垂下させるために、可動押圧板自体の自重でも付勢することができ、また付勢力が不足する場合にはバネを使用することにより、確実に下方に向けて垂下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】  本発明にかかる垂直放熱フィン形成装置の一例を示す側面図である。
【図２】  フィン起こしブロックの動作を示す説明図である。
【図３】  垂直放熱フィン形成装置によって形成される金属ベースプリント基板を示す斜視図である。
【図４】  （Ａ）乃至（Ｆ）は、垂直放熱フィン形成装置による放熱フィンの形成工程を示す工程説明図である。
【図５】  金属ベースプリント基板を示す側面図である。
【図６】  本発明による放熱フィンの放熱状態を示す説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】  本発明にかかる金属ベースプリント基板の垂直放熱フィン形成装置は、所定の板厚の金属板の一方面に接着剤層を介して配線回路を形成するための金属箔が貼り合わされた金属ベースプリント基板に所定の間隔で垂直に起立形成された複数の板状の放熱フィンを形成するフィン形成装置であり、このフィン形成装置は、移動方向の先端側に刃部が形成された掘り起こし工具と、この掘り起こし工具の前進側に設けられたフィン起こしブロックを保持し、放熱フィンが起立形成されるプリント基板の平面に対して所定の角度を有した状態で進退移動させる移動部が設けられ、前記掘り起こし工具は、前記移動部の移動により前記プリント基板を掘り起こして傾斜した板状の前記放熱フィンを起立形成し、前記フィン起こしブロックは、事前に起立形成された傾斜した前記放熱フィンに当接させて前記プリント基板の平面に対してほぼ垂直になるまで押圧し、後退するときは次に起立形成された傾斜した前記放熱フィンに摺動させて上昇可能に設けられた可動押圧板が配設されている。【００１７】  以下、図面を参照して、本発明にかかる金属ベースプリント基板の垂直放熱フィン形成装置について詳細に説明する。図１は、本発明による垂直放熱フィン形成装置を示している。このフィン形成装置によって垂直放熱フィンが形成される金属ベースプリント基板７は、熱伝導性の良い銅、鉄、鉄−ニッケル合金、アルミニウム、あるいは表面をアルマイト処理したアルミニウムなどの金属板をベース基材とし、図３、図５に示すように、金属板からなるベース基材の一方面に、銅箔などの金属箔７ａを絶縁性の接着剤層を介して張り合わせている。絶縁接着層は、例えば、高耐熱性エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂をベース樹脂としている。さらに、高い放熱性をもたせるためには、微細粒子の無機充填剤を配合することが望ましい。上記金属箔７ａは、化学的なエッチング加工により所定の配線パターンが形成される。また、必要に応じて、配線パターンのランドを除いて、電気的絶縁膜からなるレジストが被覆される。後述する放熱フィン６は、金属ベースプリント基板７の金属箔７ａを張り合わせた面とは反対の面に形成される。垂直放熱フィン形成装置によって垂直放熱フィンを形成する金属ベースプリント基板７は、電子部品等が配設される前の状態のものである。【００１８】  垂直放熱フィン形成装置に設けられた移動部１は、図示しない駆動装置に取り付けられていて、金属ベースプリント基板７の平面に対して所定の角度θを有した状態で進退移動する。この移動部１の移動方向（図示右側方向）の先端側には、掘り起こし工具２が取り付けられ、移動方向の先端側には刃部２ａが形成されている。この刃部２ａの幅は、図３に示すように、金属板７の幅よりも小さく設定されている。なお、刃部２ａの幅は、後述する放熱フィン６の幅に応じて適宜設定される。【００１９】  移動部１には、掘り起こし工具２と一体にフィン起こしブロック３が保持されている。このフィン起こしブロック３には、前進側の上部を突出させた突出部３ａが形成され、移動部１の進退移動方向に対して直行した方向の透孔３ｂが形成されている。この透孔３ｂには可動押圧板４が移動可能に配設されている。可動押圧板４��は段部４ａが形成され、透孔３ｂの内部に形成されたストッパーとしての段部３ｃに当接するようにしている。そして、透孔３ｂ内の段部３ｃに可動押圧板４には段部４ａが当接したとき、可動押圧板４の最下点となるように設定されている。可動押圧板４の下方の先端は、後述する放熱フィンとの接触を防止するようにナイフ状に形成されている。また、可動押圧板４の幅は、図３に示すように、後述する放熱フィン６の幅とほぼ同じにしている。【００２０】  可動押圧板４は、常時は下方に向けて垂下させ、フィン起こしブロック３のストッパーとしての段部３ｃに段部４ａが当接するようにバネ５によって付勢している。一方、可動押圧板４は、図２に示すように上昇が許容され、その上昇可能な寸法Ｌは、後述する放熱フィン６の頂部を越えることができる寸法にしている。この可動押圧板４は、合成樹脂材または金属材で形成され、特に放熱フィン６に摺接する部分は円滑にしている。可動押圧板４を合成樹脂材で形成した場合には、軽量のためバネ５により付勢することができ、金属材で形成した場合には、自重により垂下させることができる。【００２１】  なお、可動押圧板４は、移動部１の進退移動方向に対して直行した方向に移動するように配設しているが、この角度は、例えば、掘り起こし工具２の刃部２ａから上面に傾斜した摺接面２ｂと約６０度に設定されている。これは、後述する放熱フィンに不可を与えないような角度が望ましく、概ね４５度〜７０度の範囲に設定される。【００２２】  一方、掘り起こし工具２には、刃部２ａから上面に傾斜した摺接面２ｂが形成されている。この摺接面２ｂは、放熱フィン６を掘り起こし形成する際に抵抗にならないように摩擦係数を低くしている。このように、摺接面２ｂの摩擦を小さくすることにより、放熱フィン６を掘り起こし形成するときに、摺接面２ｂの抵抗を受けることなく金属ベースプリント基板７が摺接面２ｂに沿って摺接するので、平坦な板状の放熱フィン６を起立形成することが可能となる。また、移動部１及び掘り起こし工具２の傾斜角度θは、後述する放熱フィン６の高さ、板厚、或いは、金属ベースプリント基板７の材質等によって適宜に設定されるが、概ね５度から２０度に設定されている。なお、上記掘り起こし工具２の幅方向両側はほぼ直角に形成されているが、刃部２ａが形成されている底面側の両側を底面に至るに従って幅狭となるテーパ状、或いは円弧状に形成しても良い。【００２３】  次に、図４を参照して、上述した垂直放熱フィン形成装置により、垂直な放熱フィンの起立形成方法について説明する。まず、図４（Ａ）に示すように、掘り起こし工具２の刃部２ａを金属ベースプリント基板７の一端側よりも離間させた位置としている。この状態では、事前に起立形成させた複数の放熱フィン６が形成されている。その後、図４（Ｂ）に示すように、掘り起こし工具２を移動部１により所定の角度θとした矢示の方向に移動して、掘り起こし代ｔが得られる位置に当接させるこの当接位置は、次の起立形成させる放熱フィン６の所望の板厚によって決められる。【００２４】  次いで、図４（Ｃ）に示すように、掘り起こし工具２の傾斜角度を保ちながら所定の深さに達するまで前進移動させることにより、所定の高さを有する放熱フィン６が起立形成される。このように放熱フィン６を掘り起こしているときに、掘り起こし工具２の摺接面２ｂの摩擦係数を低くしているので、放熱フィン６は摺接面２ｂに沿って摺接することから、カーリングすることなく、掘り起こし工具２の摺接面２ｂと同じ角度で傾斜した平面を有する放熱フィン６が起立形成される。この放熱フィン６は、掘り起こし工具２の摺接面２ｂと同じ角度で傾斜している。【００２５】  その後、掘り起こし工具２を図４（Ａ）（Ｂ）に示すように前進移動させて、次の放熱フィン６を起立形成するとき、図４（Ｃ）に示すように、垂下している可動押圧板４の下端が、事前に形成された傾斜した放熱フィン６の先端側に当接し、掘り起こし工具２と一体に前進移動するときに、事前に形成された傾斜した放熱フィン６を押圧し、図４（Ｄ）に示すように、次の放熱フィン６を起立形成したときには、事前に形成された放熱フィン６が、金属板７の平面に対して垂直に形成される。【００２６】  次いで、さらに次の放熱フィン６を起立形成するために、移動部１によって掘り起こし工具２とフィン起こしブロック３を後退させると、図４（Ｅ）に示すように、さらに次に形成された傾斜した放熱フィン６の斜面を可動押圧板４の下端が摺接し、可動押圧板４の自重またはバネ５の押圧力に抗し、放熱フィン６により上昇する。そして、可動押圧板４の下端が放熱フィン６の先端を乗り越えた後に、可動押圧板４が垂下して元の状態に復帰する。そして、移動部１とともに掘り起こし工具２とフィン起こしブロック３は、図４（Ａ）の状態に復帰し、１枚の垂直な放熱フィン６の起立形成工程が終了し、さらに次の垂直な放熱フィン６の起立形成工程に移行される。【００２７】  以上のように、放熱フィン６の形成工程を行うことにより、図３に示すような、金属ベースプリント基板７に対して垂直な複数の放熱フィン６からなる放熱部が形成される。放熱部は、金属ベースプリント基板７の一方面に形成された配線パターンに配設される例えば集積回路８等の電子部品に対応させた位置に形成している。このような位置関係に放熱部を設置することにより、集積回路８から発生する熱が金属ベースプリント基板を介して放熱部に伝達し、放熱フィン６の表面から空中に放熱される。放熱フィン６の基端が金属ベースプリント基板７の一方面に形成された底面一体に連結され、しかも、底面と金属ベースプリント基板７の一方面との間の板厚が薄く形成されていることから、集積回路８から発生する熱が速やかに放熱部に伝達するので、放熱効率が高められることも実験によって明らかにされている。電子部品としては、上記集積回路８の他に、パワートランジスタや抵抗器またはパワーモジュール等がある。【００２８】  このように、垂直な放熱フィン６を形成することにより、図５に示すように、例えば集積回路８等の熱源１０２から生ずる熱１０３が、点線で示すように、金属ベースプリント基板７を介して放熱フィン６の間や放熱フィン６を介して放熱されるが、熱１０３は垂直方向に上昇する性質を有することから、放熱フィン６の間から円滑に上昇して放熱されことができる。このため、放熱効率を高めることができる。【００２９】  以上、本発明を実施例��基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変更可能であることは言うまでもない。金属ベースプリント基板に放熱フィンを形成する場合、電子部品の種類によって影響が無い場合には、予め電子部品を配設した後に放熱フィンを形成しても良い。また、前述した実施例においては、複数の放熱フィンを金属ベースプリント基板の一端に対して平行に形成したが、所定の角度で傾斜させても良い。
【符号の説明】
【００３０】１    移動部
２    掘り起こし工具
２ａ  刃部
３    フィン起こしブロック
３ｃ  段部（ストッパー）
４    可動押圧板
４ａ  段部
６    放熱フィン
７    金属ベースプリント基板
７ａ  金属箔
【図１】
2020107871.tif 000003
【図２】
2020107871.tif 000004
【図３】
2020107871.tif 000005
【図４】
2020107871.tif 000006
【図５】
2020107871.tif 000007
【図６】
2020107871.tif 000008