(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム等の非鉄金属によるプレートフィンをアルミニウム等の非鉄金属の溶湯にて鋳ぐるみして取付モジュールとしたヒートシンクを製造するヒートシンクの製造装置であって、
前記プレートフィンを挿入して多数収納するために所定間隔で予め定められた溝部と位置決めするための位置決めピンとが形成されているフィン移動腕杆と、前記多数のプレートフィンに対応して所定の穴幅で，所定の穴長さ，所定の穴深さをなしたスリット状の薄形穴部を所定間隔をおいて多数形成すると共に、前記フィン移動腕杆の前記位置決めピンに対応した位置決め穴が設けられダイキャストマシンに取り付けられた可動側金型と、該可動側金型の薄形穴部に挿入させて前記フィン移動腕杆から解放されたプレートフィンのそれぞれの上端が露出するようにした箇所をアルミニウム等の非鉄金属の溶湯にて鋳ぐるみ養生させる凹部を有して、ダイキャストマシンに取り付けられた固定側金型とを備え、予め前記多数のプレートフィンが挿入固定された前記フィン移動腕杆を前記可動金型と固定金型の間に移動して前記位置決めピンを前記位置決め穴に一致させて前記可動金型に接触させて、前記多数のプレートフィンを前記可動側金型の前記薄形穴部に挿入させて解放して、前記可動金型から露出したプレートフィンのそれぞれの上端をアルミニウム等の非鉄金属の溶湯にて鋳ぐるみして取付モジュールとしたヒートシンクを製造するようにしたことを特徴とするヒートシンクの製造装置。
【請求項２】
請求項１において、前記プレートフィンと取付モジュールとを同一材質にしてなることを特徴とするヒートシンクの製造装置。
【請求項３】
請求項１において、前記プレートフィンと取付モジュールとを異なる材質にしてなることを特徴とするヒートシンクの製造装置。
【請求項４】
アルミニウム等の非鉄金属によるプレートフィンをアルミニウム等の非鉄金属の溶湯にて鋳ぐるみして取付モジュールとしたヒートシンクを製造するヒートシンクの製造方法であって、
前記プレートフィンを所定間隔で予め定められた溝部と位置決めするための位置決めピンとが形成されているフィン移動腕杆に挿入して多数のプレートフィンを収納すること、次いで前記多数のプレートフィンを挿入固定された前記フィン移動腕杆を前記可動側金型と固定側金型の間に移動して前記位置決めピンを前記可動側金型の位置決め穴に一致させる位置に移動すること、次いで前記フィン移動腕杆を移動して前記フィン移動腕杆に突設された位置決めピンが可動側金型に設けた位置決め穴に挿入されて位置決めして、前記プレートフィンを、可動側金型の薄形穴部に挿入収納すること、次いで前記プレートフィンを解放して露出させて前記フィン移動腕杆を前記可動側金型と固定側金型の間から移動して退避させること、次いで、前記可動側金型と固定側金型を移動接触させてアルミニウム等の非鉄金属の溶湯をゲート部を介して凹部に充填することにより、多数のプレートフィンが露出した部分をアルミニウム等の非鉄金属Ｍの溶湯で鋳ぐるみして取付モジュールとしたヒートシンクを製造するようにしたことを特徴とするヒートシンクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、取付モジュールとプレートフィンとの材質が同一又は異質で、極めて放熱性能の優れたヒートシンクを量産する装置としたり、或いはそのヒートシンクを量産する製造法とするヒートシンクの製造装置及びその製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＰＵ，ＭＰＵ等のＬＳＩ（高密度集積回路）においては、特に、熱的性能が部品の信頼度あるいは寿命に影響し、温度上昇がその寿命，高速性等に大きく影響される。この冷却構造のものとして、ピンフィン付きのヒートシンクが存在している。該ピンフィン付きのヒートシンクは、該当のＣＰＵ，ＭＰＵ等のＬＳＩ箇所を個別的に放熱でき、さらに、液体による冷却構造とは異なり、液漏れ等もなく故障もなく、簡易な構造で、安全性、信頼性の著しく高いものである。このようなピンフィン付きのヒートシンクでは、放熱性能において低いという問題がある。これを解決して放熱性能を高めるには、具体的には、多数設けたピンフィンの直径を小さくすればする程良いと研究されており、これは実験的にも認められている事実である。
【０００３】
また  ヒートパイプにおいても、冷却用のヒートシンクが必要とされており、この場合には、方向性は一定であってもよいため、プレートフィンを所定間隔に複数設けたヒートシンクが開発されているが、この場合も、薄肉のプレートフィンをピンホール等なくして、如何に良好なるヒートシンクを製造するかが課題とされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このため、出願人は既に、多数のプレートフィンを有するヒートシンクについて、プレートフィンの肉厚を１mm以下として、ダイキャスト成形等でも、整然と製造させることは、特願平７−３３８９３７号において出願している。ところで、スリット状の多数の穴内に、既に仕上がっているプレートフィンを１つひとつ入れており、この作業が能率が悪いこともあった。また、その量産体制のヒートシンクの製造装置又はヒートシンクの製造法が充分ではない問題があった。
【０００５】
【課題が解決するための手段】
そこで発明者は、前記課題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、その発明を、アルミニウム等の非鉄金属によるプレートフィンをアルミニウム等の非鉄金属の溶湯にて鋳ぐるみして取付モジュールとしたヒートシンクを製造するヒートシンクの製造装置であって、前記プレートフィンを挿入して多数収納するために所定間隔で予め定められた溝部と位置決めするための位置決めピンとが形成されているフィン移動腕杆と、前記多数のプレートフィンに対応して所定の穴幅で，所定の穴長さ，所定の穴深さをなしたスリット状の薄形穴部を所定間隔をおいて多数形成すると共に、前記フィン移動腕杆の前記位置決めピンに対応した位置決め穴が設けられダイキャストマシンに取り付けられた可動側金型と、該可動側金型の薄形穴部に挿入させて前記フィン移動腕杆から解放されたプレートフィンのそれぞれの上端が露出するようにした箇所をアルミニウム等の非鉄金属の溶湯にて鋳ぐるみ養生させる凹部を有して、ダイキャストマシンに取り付けられた固定側金型とを備え、予め前記多数のプレートフィンが挿入固定された前記フィン移動腕杆を前記可動金型と固定金型の間に移動して前記位置決めピンを前記位置決め穴に一致させて前記可動金型に接触させて、前記多数のプレートフィンを前記可動側金型の前記薄形穴部に挿入させて解放して、前記可動金型から露出したプレートフィンのそれぞれの上端をアルミニウム等の非鉄金属の溶湯にて鋳ぐるみして取付モジュールとしたヒートシンクを製造するようにしたことを特徴とするヒートシンクの製造装置としたり、或いは、アルミニウム等の非鉄金属によるプレートフィンをアルミニウム等の非鉄金属の溶湯にて鋳ぐるみして取付モジュールとしたヒートシンクを製造するヒートシンクの製造方法であって、前記プレートフィンを所定間隔で予め定められた溝部と位置決めするための位置決めピンとが形成されているフィン移動腕杆に挿入して多数のプレートフィンを収納すること、次いで前記多数のプレートフィンを挿入固定された前記フィン移動腕杆を前記可動側金型と固定側金型の間に移動して前記位置決めピンを前記可動側金型の位置決め穴に一致させる位置に移動すること、次いで前記フィン移動腕杆を移動して前記フィン移動腕杆に突設された位置決めピンが可動側金型に設けた位置決め穴に挿入されて位置決めして、前記プレートフィンを、可動側金型の薄形穴部に挿入収納すること、次いで前記プレートフィンを解放して露出させて前記フィン移動腕杆を前記可動側金型と固定側金型の間から移動して退避させること、次いで、前記可動側金型と固定側金型を移動接触させてアルミニウム等の非鉄金属の溶湯をゲート部を介して凹部に充填することにより、多数のプレートフィンが露出した部分をアルミニウム等の非鉄金属Ｍの溶湯で鋳ぐるみして取付モジュールとしたヒートシンクを製造するようにしたことを特徴とするヒートシンクの製造方法としたことにより、極めて放熱性能の優れたヒートシンクを量産でき、前記の課題を解決したものである。
【０００６】
【実施の形態】
以下、本発明の製造装置の実施の形態について図１乃至図７に基づいて説明する。まず、その製造装置にかかる構成部品及びその製造装置について説明する。図６に示すように、本件発明のＬＳＩ用又はヒートパイプ用のヒートシンクＡは、アルミニウム等の非鉄金属Ｍによる板状の取付モジュール１と、この上面に該取付モジュール１の材質と同一の非鉄金属Ｍによるプレートフィン２，２，…が多数植設されたものとから構成されている。
【０００７】
そのヒートシンクＡは、方形状の板片としての取付モジュール１に対して、薄肉の板厚ｔで，所定の板長さｓ，所定の板高さｈのプレートフィン２，２，…が所定間隔Ｐをおいて多数植設されている。
【０００８】
そのプレートフィン２，２間はあまり密に設けてもフィン間流路の流動抵抗が増加し、フィンは有効に働かない。このため、空気流速が小さい場合、過密にするようにプレートフィン２を用いるのは危険である。またフィンの設置間隔が粗に過ぎると伝熱面積が小さく、ヒートシンクとしての放熱性能が低下するため、流動抵抗の増大と伝熱面積の増加率との調和から決定される適正なるプレートフィン２，２相互の間隔を求めることが必要である。
【０００９】
次に、そのようなヒートシンクＡの製造装置について説明する。可動側金型Ｂは、僅かな穴幅Ｔで，所定の穴長さＳ，所定の穴深さＨをなしたスリット状の薄形穴部１０が所定間隔Ｐにおいて多数設けられた部位が設けられている。前記薄形穴部１０の穴幅Ｔ，穴長さＳ，穴深さＨに対応するように、薄肉の板厚ｔで，所定の板長さｓ，前記穴深さＨよりも僅かに高さの高い板高さｈに前記プレートフィン２が形成され、該プレートフィン２の多数が、フィン移動腕杆Ｄに着脱自在に固定可能に設けられる。
【００１０】
該フィン移動腕杆Ｄの先端箇所には、薄肉の板厚ｔのプレートフィン２が所定間隔Ｐをおいて、僅かな深さ（例えば、約１cm程度）挿入可能な溝部１１が、前記薄形穴部１０の数に対応して多数形成されている。そのプレートフィン２，２，…の最両側には、挟持回動片１２，１２にて挟持されるようにして軸支され、前記プレートフィン２，２，…を前記薄形穴部１０，１０，…に挿入開始する状態で、プレートフィン２の挟持状態を開放して、前記フィン移動腕杆Ｄ表面と同一表面に倒れるように回動収納されるように構成されている。前記挟持回動片１２，１２は、実施の形態では、図示されているが、プレートフィン２の形状，厚さ，材質等によっては設けないこともある。
【００１１】
該フィン移動腕杆Ｄは、公知の技術手段によって、その長手方向に対して適宜の距離移動可能であり、さらに、その長手方向に直交する平面を約９０度回転可能で、しかも、この回転状態において、そのフィン移動腕杆Ｄが前記可動側金型Ｂに接触する位置までも移動可能に構成されている。また、その逆の移動も可能に構成されている。即ち、フィン移動腕杆Ｄが前記可動側金型Ｂから適宜の距離離れるように移動し、このから、前述とは逆に約９０度反転し、この状態で、そのフィン移動腕杆Ｄの長手方向に前述とは逆に退避するがごとくに移動するように構成されている。
【００１２】
前記可動側金型Ｂには、テーパー状の位置決め穴１５，１５が２箇所設けられ、これに対応して、該位置決め穴１５，１５に挿入される位置決めピン１６，１６が前記フィン移動腕杆Ｄに突設されている。また、前記可動側金型Ｂに対応する，固定側金型Ｃには、方形状の板片としての取付モジュール１が形成される凹部１７が形成されている。該凹部１７には、ゲート部１８が設けられている。該ゲート部１８は、前記凹部１７に連続するように，可動側金型Ｂ側面側に溝状に形成されている。場合によっては、固定側金型Ｃの裏面よりゲート穴として、凹部１７まで内部を貫通するが如くに形成されることもある。また、前記可動側金型Ｂは、フィン移動腕杆Ｄが後退した後に、図示しない油圧装置によって、固定側金型Ｃの位置まで移動可能に構成され、この状態でアルミニウム等の非鉄金属Ｍの溶湯Ｍ0 がゲート部１８を介して凹部１７に充填される。前述の可動側金型Ｂ，固定側金型Ｃ及びフィン移動腕杆Ｄは公知のダイキャストマシン等に適宜取り付けられている。
【００１３】
次にヒートシンクＡの製造法の実施の形態について説明すると、まず、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、可動側金型Ｂと固定側金型Ｃとを離間するようにしておく。そして、薄肉の板厚ｔのプレートフィン２を、フィン移動腕杆Ｄの多数の溝部１１，１１，…に挿入固定する。必要に応じて、その最両側のプレートフィン２，２を挟持する挟持回動片１２，１２を回動させて添えておき、このようにプレートフィン２，２，…をセットしたフィン移動腕杆Ｄを、図示しない駆動装置によって、可動側金型Ｂと固定側金型Ｃとを結ぶ位置まで移動させる〔図３（Ａ）の鎖線部より，同図の実線部参照〕。
【００１４】
そのフィン移動腕杆Ｄの長手方向に直交する平面を約９０度回転させて、プレートフィン２，２，…を、前記固定側金型Ｃの薄形穴部１０，１０，…に対向させる〔図４（Ａ），（Ｂ）参照〕。そして、そのフィン移動腕杆Ｄを前記可動側金型Ｂに接触する位置方向に移動さる。すると、前記フィン移動腕杆Ｄに突設された位置決めピン１６，１６が可動側金型Ｂに設けた位置決め穴１５，１５に挿入され、これによって位置決めされつつ、前記プレートフィン２，２，…が、固定側金型Ｃの薄形穴部１０，１０，…に挿入され始める〔図５（Ａ）参照〕。すると、必要に応じて、挟持回動片１２，１２が最両側のプレートフィン２，２の挟持状態を開放して、前記フィン移動腕杆Ｄ表面と同一表面に倒れるように回動収納される。
【００１５】
このようにして、フィン移動腕杆Ｄを前記可動側金型Ｂに接触し、このとき、プレートフィン２，２，…は、前記薄形穴部１０，１０，…に挿入完了する〔図５（Ｂ）参照〕。この場合では、該薄形穴部１０，１０，…の表面からプレートフィン２，２，…の一部（前記溝部１１，１１の深さに相当分）が露出している。その後、プレートフィン２，２，…が外れた，フィン移動腕杆Ｄが前記可動側金型Ｂから適宜の距離離れるように移動し〔図５（Ｃ）参照〕、これから、前述とは逆に約９０度反転し、この状態で、そのフィン移動腕杆Ｄの長手方向に前述とは逆に移動して退避する。
【００１６】
そして、図示しない油圧装置によって、可動側金型Ｂが固定側金型Ｃの位置まで移動し〔図６（Ａ）参照〕、その移動が完了して、可動側金型Ｂが固定側金型Ｃに重合する〔図６（Ｂ）参照〕。この状態でアルミニウム等の非鉄金属Ｍの溶湯Ｍ0 がゲート部１８を介して凹部１７に充填し、前記プレートフィン２，２，…の上端が埋設するように充填する〔図７（Ａ）参照〕。前記可動側金型Ｂには、型ガイドピン１９が設けられ、これに挿入されるガイド穴２０が前記固定側金型Ｃに形成されている。また、図示しないが、前記凹部１７を、押圧板２１にて溶湯Ｍ0 を押圧又は加圧することもある。このような荷重によっての押圧を、本明細書では、溶湯を鍛造させた状態となり、溶湯鍛造という。このような溶湯鍛造では、その溶湯Ｍ0 の金属組織がより密となり、硬度が増加するようになる。
【００１７】
その後、その溶湯Ｍ0 を養生する。その養生している状態で、プレートフィン２と、非鉄金属Ｍの溶湯Ｍ0 とが非鉄金属Ｍで同一材質であるために、そのプレートフィン２が金型Ｂから上端が露出している箇所は、その溶湯Ｍ0 の溶融温度にて溶解して一体化する。これによって、この溶湯Ｍ0 が硬化した後に、硬化した所定厚さの非鉄金属Ｍとプレートフィン２，２，…からなるヒートシンクＡを、可動側金型Ｂが固定側金型Ｃに対して離間した状態で、前記可動側金型Ｂに設けた薄形穴部１０，１０，…から取り出す。すると、非鉄金属Ｍは取付モジュール１として成形でき、該取付モジュール１には前記プレートフィン２，２，…が一体化して多数植設することができる。これによって、プレートフィン２と取付モジュール１とがそれぞれ同一の金属材によるヒートシンクＡ〔図７（Ｂ）参照〕を製造できる。
【００１８】
次に、実施の形態の別の装置としては、アルミニウム等の非鉄金属Ｍによる板状の取付モジュール１と、この上面に該取付モジュール１の異なる材質の銅等の金属製のプレートフィン２，２，…が多数植設されたものとから構成されているヒートシンクＡの製造装置である。この場合は、前述の製造装置と略同一であるが、そのプレートフィン２の露出した箇所は、溶湯Ｍ0 に溶解されず、プレートフィン２と取付モジュール１とが別部材として構成されるものである。具体的な装置各部等も前述説明した構成と同様であるため、説明は省略する。この場合には、特に、プレートフィン２の材質を放熱性能を増加できるようにできる。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１の発明のヒートシンクの製造装置では、第１に型寿命が長くなり、第２に整然としたヒートシンクＡを量産できる最大の利点がある。
【００２０】
この効果について詳述すると、予め、プレートフィン２は成形したものであるため、養生するのは、取付モジュール１箇所となる溶湯Ｍ0 のみであり、従来のようにフィンの細部まで溶湯Ｍ0 を充填するものではないため、即ち、型の細部（薄形穴部１０箇所）には溶湯Ｍ0 が繰り返し充填されたり、加熱されないため、型の物性的な疲労が少なく、可動側金型Ｂの寿命が飛躍的に長くなり、量産に耐えうるものにできる利点がある。
【００２１】
特に、本願発明では、前記可動側金型Ｂと固定側金型Ｃとが離間している間において、前記薄形穴部１０内に、該薄形穴部１０の穴幅Ｔ，穴長さＳ，穴深さＨに対応する薄肉の板厚ｔで，所定の板長さｓ，所定の板高さｈのアルミニウム等の非鉄金属Ｍによるプレートフィン２，２，…のそれぞれを挿入可能とし、且つ可動側金型Ｂに対して適宜移動可能としたフィン移動腕杆Ｄを設けたことで、予め成形されたプレートフィン２を薄形穴部１０に挿入工程を自動工程できることで、プレートフィン２を損傷させることなく、迅速にでき、量産が可能となる。
【００２２】
請求項２の発明では、請求項１において、前記プレートフィン２と取付モジュール１とを同一材質にしてなるヒートシンクの製造装置としたことにより、製造したヒートシンクＡが、同一材質ゆえに、溶湯Ｍ0 とプレートフィン２とが溶融して一体化し、強固となるのみならず、製造費用を安価にできる。
【００２３】
請求項３の発明では、請求項１において、前記プレートフィン２と取付モジュール１とを異なる材質にしてなるヒートシンクの製造装置としたことにより、製造したヒートシンクＡのプレートフィン２を、取付モジュール１よりも放熱性能が優れたものにでき、これによってヒートシンクＡ全体として，より優れた放熱性能を有するようなヒートシンクＡを製造できる装置として提供できる。
【００２４】
請求項４の発明のヒートシンクの製造方法では、その予め成形されたプレートフィン２を薄形穴部１０に挿入工程を自動工程にできることで、可動側金型Ｂと固定側金型Ｃとが離間したときに、プレートフィン２を損傷させることなく、迅速にでき、量産が好適にできる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置部材の分解斜視図
【図２】（Ａ）はフィン移動腕杆にプレートフィンを着脱自在に設けた要部斜視図
（Ｂ）はフィン移動腕杆の溝部にプレートフィンが挿入されている状態の断面図
（Ｃ）は可動側金型に形成された薄形穴部箇所の斜視図
【図３】（Ａ）は可動側金型と固定側金型とが離間している状態で、フィン移動腕杆が移動配置された状態を一部断面とした平面図
（Ｂ）は（Ａ）のＱ1 −Ｑ1 矢視断面図
【図４】（Ａ）は可動側金型と固定側金型とが離間している状態で、フィン移動腕杆を９０度回転させた状態を一部断面とした平面図
（Ｂ）は（Ａ）のＱ2 −Ｑ2 矢視断面図
【図５】（Ａ）はプレートフィンを薄形穴部に挿入途中段階の要部断面図
（Ｂ）はフィン移動腕杆を可動側金型に当接させてプレートフィンを薄形穴部に挿入完了した状態を一部断面とした平面図
（Ｃ）はフィン移動腕杆を可動側金型から離間させる状態を一部断面とした平面図
【図６】（Ａ）は可動側金型を固定側金型側に移動せんとする状態の断面図
（Ｂ）は可動側金型を固定側金型側に対して当接完了した状態の断面図
【図７】（Ａ）は凹部に溶湯を注入した状態の断面図
（Ｂ）は製造したヒートシンクの斜視図
【符号の説明】
Ｂ…可動側金型
Ｃ…固定側金型
Ｄ…フィン移動腕杆
Ｔ…穴幅
Ｓ…穴長さ
Ｈ…穴深さ
ｔ…板厚
ｓ…板長さ
ｈ…板高さ
Ｍ…非鉄金属
Ｍ0 …溶湯
１…取付モジュール
２…プレートフィン
１０…薄形穴部
１７…凹部
【図１】
0003701377.tif 000002
【図２】
0003701377.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003701377.tif 000005
【図５】
0003701377.tif 000006
【図６】
0003701377.tif 000007
【図７】
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