(57)【要約】【課題】ピンフィンを有するヒートシンクの生産性及び歩留まりを向上させることである。【解決手段】  本発明に係るヒートシンクは、ベース部と、前記ベース部から突出する複数のピンフィンと、を備え鍛造により形成されたヒートシンクであって、前記ベース部は、フランジ部を形成し、前記ピンフィンの突出方向から投影した場合、前記フランジ部は、当該フランジ部の射影部が前記複数のピンフィンの形成領域の射影部を囲むように形成され、さらに前記フランジ部又は前記ベース部は、当該フランジ部又は当該ベース部の第１所定位置から前記ピンフィンに向かって形成される第１塑性流動部と、前記第１所定位置から前記フランジ部の外縁部に向かって形成される第２塑性流動部と、を形成する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部と、前記ベース部から突出する複数のピンフィンと、を備え鍛造により形成されたヒートシンクであって、
前記ベース部は、フランジ部を形成し、
前記ピンフィンの突出方向から投影した場合、
前記フランジ部は、当該フランジ部の射影部が前記複数のピンフィンの形成領域の射影部を囲むように形成され、
さらに前記フランジ部又は前記ベース部は、当該フランジ部又は当該ベース部の第１所定位置から前記ピンフィンに向かって形成される第１塑性流動部と、前記第１所定位置から前記フランジ部の外縁部に向かって形成される第２塑性流動部と、を形成するヒートシンク。
【請求項２】
請求項１に記載されたヒートシンクであって、
前記ベース部は、前記ピンフィンが形成された面とは反対側の面に前記ピンフィンと重なる凸部を形成するヒートシンク。
【請求項３】
請求項１または２に記載されたヒートシンクであって、
前記複数のピンフィンは、当該複数のピンフィンが形成されたピンフィン形成領域において、当該ピンフィン形成領域の外周側に配置された第１ピンフィンと、当該ピンフィン形成領域の内周側に配置された第２ピンフィンと、を含んで構成され、
前記ベース部は、当該ベース部の第２所定位置から前記第２ピンフィンに向かって形成される第３塑性流動部と、前記第２所定位置から前記第１ピンフィンに向かって形成される第４塑性流動部と、を形成し、
前記第４塑性流動部の塑性流動は、前記第３塑性流動部の塑性流動と同じになるように形成されるヒートシンク。
【請求項４】
フランジ部を有するベース部と、前記ベース部から突出する複数のピンフィンと、を備えるヒートシンクの製造方法であって、
前記複数のピンフィンを形成し、かつ前記フランジ部が前記複数のピンフィンの形成領域を囲むように形成し、さらに当該フランジ部の端部にブランク部を形成するように前記ヒートシンクを鍛造により形成する第１工程と、
前記ブランク部を切断する第２工程と、を備え、
前記第１工程において、前記フランジ部又は前記ベース部では、当該フランジ部又は当該ベース部の第１所定位置から前記ピンフィンに向かって形成される第１塑性流動部と、前記第１所定位置から前記フランジ部の外縁部に向かって形成されるヒートシンクの製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載のヒートシンクの製造方法であって、
前記第１工程において、前記ベース部のピンフィン成形面と反対側のベース面に成形する金型には、前記ピンフィンと重なる凹みの段差が設けられるヒートシンクの製造方法。
【請求項６】
請求項４または５に記載のヒートシンクの製造方法であって、
前記第１工程において、前記ベース部の一部の材料を成形押圧に対し前方に複数のピンフィン状に押出す過程においては、前記ピンフィンの先端から、前記成形押圧の方向とは反対方向の背圧を負荷しながら押出すヒートシンクの製造方法。
【請求項７】
請求項４ないし６に記載のいずれかのヒートシンクの製造方法であって、
前記ベース部と前記ピンフィンとの結合部は、Ｒ形状またはテーパ形状が形成され、
前記第１工程前のブランク材には、化成皮膜処理が施されていないヒートシンクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートシンク及びヒートシンクの製造方法に係り、特に車両の電力変換装置に使用されるヒートシンク及びヒートシンクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ピンフィン型ヒートシンクの成形方法は、従来から冷間鍛造による成形が知られている。材質は熱伝導に優れたアルミ材が適用されることが多い。板材をプレス抜きしてブランクを準備、ブランクに潤滑処理後、冷間鍛造により複数のピンフィンを押出成形する。
【０００３】
冷間鍛造によるピンフィン型ヒートシンクの成形方法は、特許文献１に示される金型構造が一般的である。特許文献１は、工業的に製造できるピンフィン型ヒートシンクを詳細に調査・検討・実験し、他形状ヒートシンクの性能を凌ぐピンフィン型ヒートシンクを提供するものであるが、そのなかで、成形時に発生する金型の焼付きに起因するダイス孔詰りの問題や、成形後のピン高さの不揃いを起因とするノックアウトピンの破損の問題を取り上げている。
【０００４】
金型の焼付きについては、前工程の潤滑処理で解決できる場合がある。
【０００５】
潤滑処理の目的は、冷間鍛造時、ブランクの変形に伴い発生する金型との摩擦力低減を図ることである。これにより、金型の焼付きを防止する事と、成形荷重低減により金型に発生する応力を低減し金型寿命延長を図ることであり、量産が可能となる。
【０００６】
この潤滑処理方法として挙げられるのは、第１に化成皮膜処理のアルボンデ処理、第２にステアリン酸の白粉末を塗布する方法、第３にラード等の動物性油脂やなたね油等の植物性の油脂を塗布する方法が挙げられる。
【０００７】
第１のアルボンデ処理は、潤滑性能そのものが優れており、その上、全表面に均一な膜厚の化成皮膜面が形成されるので、金型の耐焼付性も確保でき、冷間鍛造の前処理工程としては非常に多く適用されている。しかし、この処理方法は、ボンデ処理設備・排水処理設備が必要な上に、化成処理である為にスラッジが発生するので環境負荷が高く、処理コストが高価といった問題も残されている。
【０００８】
第２のステアリン酸の白粉末をブランク表面に塗布する方法は、前処理として１０％濃度の硝酸で酸洗い後に処理を行うと良い。粉末をブランクに塗布する方法としては、揮発性溶剤に溶かして塗布する方法があるが管理が難しく、溶剤が揮発後、ステアリン酸の膜がムラになりやすく均一な粉末膜を形成させることは難しい。また、別の方法として、回転バレル等でブランクと粉末を擦り合わせて塗布する方法もあるが、プレス抜きしたブランクは、鋭角な角をもった板状であり、キズがついて製品上適さない場合が多い。
【０００９】
第３に挙げた油脂を使用する方法は、多く塗布しすぎて、冷間鍛造時、油脂の逃場が無くなると、ヘアクラックと呼ばれる微細な割れや皺が発生する。また、列挙した方法のなかでは最も潤滑性能が劣る。しかし、作業性が良いので、ヘアクラック・焼付き・金型寿命の問題が発生しない場合は、コストを低く抑えられる利点がある。
【００１０】
以上、三つの潤滑方法について説明したが、ピンフィン型ヒートシンクの冷間鍛造用には特許文献１に示されるように、成形時に発生する金型の焼付きに起因するダイス孔詰りの問題や、成形後のピン高さの不揃いを起因とするノックアウトピンの破損の問題があるので第１のアルボンデ処理が一般的である。
【００１１】
一方、近年、車両に搭載される電力変換装置には小型化が求められ、その主要部品であるパワー半導体モジュールも小型化・高性能化され、様々な構造が開発されている。
【００１２】
特許文献２に示すパワー半導体モジュールの構造は両面冷却タイプと呼ばれており、ピンフィン型ヒートシンクを採用しており、ヒートシンクには高い冷却性能が求められている。よって、そのピンフィンも多数化・密集化されるので、冷間鍛造する際の金型の断面積が必然的に小さくなり、金型剛性が低下してしまう。よって、成形難易度が高くなっている。
【００１３】
その上、特許文献２のヒートシンク形状は、複数のピンフィンを連結するベース部外周にフランジが形成され、このフランジが形成されることにより、冷間鍛造時、ピンに流れる塑性流動（材料の流れ）は、フランジに近い外周側ピンと中心側ピンとで大きく異なってしてしまう。
【００１４】
よって、アルボンデ処理をしても、特許文献１に示されるピン高さの不揃いが大きく発生し、ダイス孔の焼付きや、ノックアウトピンの折損し、量産が困難であった。
【００１５】
ピン高さの不揃いを少なく成形する技術としては、特許文献３に示されるように背圧成形を適用することが考えられる。
【００１６】
特許文献３の対象製品は、スクロールであるが、ピンフィン型ヒートシンクに適用する場合もピン先端に背圧を負荷することでピン高さの不揃いがある程度は抑えられる。
【００１７】
ピンフィン型ヒートシンクに適用する場合、ノックアウトピンを介して背圧を掛けることになるが、強力な背圧を掛けるに従い、ピン高さの不揃いは減少するものの、その反面ノックアウトピンの折損が生じたり、成形荷重が上昇し、金型が焼付きを起こすので量産が困難となる。結局、背圧を負荷するだけで、フランジ付ピンフィン型ヒートシンクの量産性を解決することは難しいのが現状だった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開平５−１９０７１１号公報
【特許文献２】特開２０１２−１５２２４号公報
【特許文献３】特開昭６０−３１０２２４３1号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明の課題は、ピンフィンを有するヒートシンクの生産性及び歩留まりを向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明に係るヒートシンクは、ベース部と、前記ベース部から突出する複数のピンフィンと、を備え鍛造により形成されたヒートシンクであって、前記ベース部は、フランジ部を形成し、前記ピンフィンの突出方向から投影した場合、前記フランジ部は、当該フランジ部の射影部が前記複数のピンフィンの形成領域の射影部を囲むように形成され、さらに前記フランジ部又は前記ベース部は、当該フランジ部又は当該ベース部の第１所定位置から前記ピンフィンに向かって形成される第１塑性流動部と、前記第１所定位置から前記フランジ部の外縁部に向かって形成される第２塑性流動部と、を形成する。
【００２１】
本発明に係るヒートシンクの製造方法は、フランジ部を有するベース部と、前記ベース部から突出する複数のピンフィンと、を備えるヒートシンクの製造方法であって、前記複数のピンフィンを形成し、かつ前記フランジ部が前記複数のピンフィンの形成領域を囲むように形成し、さらに当該フランジ部の端部にブランク部を形成するように前記ヒートシンクを鍛造により形成する第１工程と、前記ブランク部を切断する第２工程と、を備え、前記第１工程において、前記フランジ部又は前記ベース部では、当該フランジ部又は当該ベース部の第１所定位置から前記ピンフィンに向かって形成される第１塑性流動部と、前記第１所定位置から前記フランジ部の外縁部に向かって形成される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に、ピンフィンを有するヒートシンクの生産性及び歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】パワー半導体モジュールの正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明に係るフランジ付ピンフィン型ヒートシンクの工程図である。（ａ）ブランク断面図を示す。（ｂ）潤滑処理を示す。（ｃ）成形工程を示す。フランジ付ピンフィン型ヒートシンク中間素材の断面図。（ｄ）外周抜き工程を示す。フランジ付ピンフィン型ヒートシンク素材の断面図（ｅ）切削加工工程を示す。フランジ付ピンフィン型ヒートシンクの断面図。
【図４】図３（ｃ）工程の成形金型構造の断面図である。
【図５】本実施例により得られた図３（ｃ）工程の断面組織写真であり、塑性流動状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を実施例に基づき説明する。
【００２５】
フランジ付ピンフィン型ヒートシンクとフランジ付ピンフィン型ヒートシンクを使用したパワー半導体モジュールについて説明する。
【００２６】
図１は、フランジ付ピンフィン型のヒートシンク２５０を使用したパワー半導体モジュール１００の正面図である。図２は、図１の平面Ａ−Ａの矢印方向から見た断面図である。
【００２７】
図１及び図２に示すように、パワー半導体モジュール１００は、ケース１１０と、ケース１１０内に収容された回路体１２０と、回路体１２０の正負極直流端子にそれぞれが接続された外部直流正負極端子１３０と、電動機へ交流電力を供給する交流外部端子１４０と、回路体１２０の各ゲート信号用外部端子１５０と、エミッタ電圧検出用外部端子１６０とを備えている。
【００２８】
３相交流電動機を駆動制御する場合、パワー半導体モジュール１００は、Ｕ相，Ｖ相、Ｗ相ごとに設けられ、３相ブリッジ回路を構成する。図２に示されるように、各相の回路体１２０は、上アーム用のＩＧＢＴ及びダイオードや、下アーム用のＩＧＢＴ及びダイオードを内蔵する。
【００２９】
パワー半導体モジュール１００は、図示しない流路形成体に形成された流路空間に浸漬され、パワー半導体モジュール１００の外面が直接冷却される。
【００３０】
図２に示されるように、ケース１１０は、回路体１２０を内部に収容するケース本体２００と、フランジ付ピンフィン型のヒートシンク２５０、を備えている。ヒートシンク２５０は２つ設けられ、２つのヒートシンク２５０は回路体１２０を挟むように配置される。
【００３１】
開口２１０は、ケース本体２００の面積が大きい２つの面に形成される。ヒートシンク２５０は、開口２１０の周縁に摩擦攪拌接合され、ケース本体２００の内部を封止している。
【００３２】
図２に示されるように、リードフレーム１２１とリードフレーム１２２は、前述のＩＧＢＴ等のパワー半導体素子を挟む。リードフレーム１２１とリードフレーム１２２は、ヒートシンク２５０の内壁面である密着面２５５と、絶縁部材（不図示）を介して密着している。
【００３３】
パワー半導体素子において発生した熱は、リードフレーム１２２および密着面２５５を介して、ヒートシンク２５０に伝わり、流路空間を流通する流体に伝熱することにより放熱される。
【００３４】
ケース本体２００は、アルミダイカスト製によって、強度を確保している。ヒートシンク２５０も高熱伝導率のアルミニウム材料であり、放熱性を確保している。例えば、ケース本体２００とヒートシンク２５０の材料を異ならせている。このように、ケース本体２００とヒートシンク２５０でケース１１０を構成するようにしたので、強度と製造コストと放熱性を両立したケース１１０を実現している。
【００３５】
ヒートシンク２５０は、ベース部２５１と、ベース部２５１の表面から突設された複数のピンフィン２５２とを有する。さらにベース部２５１は、ピンフィン２５２が形成された部分よりも薄肉に形成されたフランジ部２５３を有する。フランジ部２５３は、ベース部２５１の外周に形成され、本実施形態においてはベース部２５１と一体に形成される。つまり図１に示されるように、フランジ部２５３は、フランジ部２５３の射影部３０１が複数のピンフィン２５２の形成領域の射影部３０２を囲むように形成される。
【００３６】
フランジ部２５３の外周は摩擦攪拌接合部２５３ｂであり、ベース部２５１外周に四角環状に設けられた薄肉部２５３ａと、薄肉部２５３ａのさらに外周に四角環状に設けられ、薄肉部２５３ａよりも厚肉に形成される。
【００３７】
ケース本体２００の開口２１０の内周縁には、ケース表面から摩擦攪拌接合部２５３ｂの厚みと略同じ深さの窪み、開口２１０の中心側に突設するヒートシンク載置部２１１が形成されている。載置部２１１は、載置面２１１ａと、載置面２１１ａからケース外方に立ち上がる側壁２１１ｂとを有する。
【００３８】
ヒートシンク２５０の摩擦攪拌接合部２５３ｂは載置面２１１ａに載置され、摩擦攪拌接合部２５３ｂは側壁２１１ｂに当接して固定される。その後、摩擦攪拌接合部ＦＳＷは、図１に示すように、ヒートシンク２５０の全周縁に沿って四角環状に設けられている。
【００３９】
フランジ部２５３の薄肉部２５３ａが必要な理由は、摩擦攪拌接合時に発生する摩擦熱と接合ツールからの押付け荷重が密着面２５５に伝達されることによって生じる密着面２５５の平面度の悪化を抑制することにある。
【００４０】
次にヒートシンク２５０の製造工程について説明する。
【００４１】
図３は、ヒートシンク２５０の製造工程を示す工程図である。各工程の形状を示すものは断面をあらわしている。
【００４２】
図３（ａ）は板材をプレス抜きしてブランク２３１を準備するブランク抜き工程である。ブランク２３１の抜き寸法は、後に説明する成形工程（図３（ｃ））のダイスのキャビティに嵌合するように設定する。板材の厚み寸法はベース部２５１の厚みと、複数のピンフィン２５２の総体積をベース面積で割って厚みに換算したものと、切削加工（図３（ｅ））の切削代を合計してブランク厚み寸法２３４とする。ここで、ブランク厚み寸法２３４は、板材厚みと同寸法である。
【００４３】
板材からプレス抜きするので、ブランク外周にはダレ２３２、バリ２３３が発生するが、後に説明する成形工程（図３（ｃ））で、ブランク２３１のダイス投入方向を、ダレ２３２をダイス側（下方向）に向けて成形すると、挿入性も良く、バリ２３３がフランジ外周の縁部後方に押出されるので問題無い。また、ダレ２３２の塑性流動（材料の流れ）は、成形でフランジ外周の縁部後方に発生する塑性流動と同じ向きなので、まくれ込みの発生がなく品質が安定する。
【００４４】
図３（ｂ）は潤滑処理２３５である。工程潤滑処理の目的は、後に説明する成形工程（図３（ｃ））で、ブランク２３１の変形に伴い発生する金型との摩擦力低減を図ることである。これにより、成形工程で、金型の焼付きを防止する事と、成形荷重低減により金型に発生する応力を低減し金型寿命延長を図る。本実施例では、潤滑処理方法として油脂を塗布する方法（以後、油脂潤滑と呼ぶ）とした。理由は、アルボンデ処理と比較して潤滑性能は劣るが、処理設備の必要がなく、コストを低く抑えられる為である。
【００４５】
図３（ｃ）は、フランジ付ピンフィン型のヒートシンク中間素材２３６の成形工程である。
【００４６】
フランジ部２３７の余分な材料はフランジ外周の縁部後方２３８に押出し、ベース部２３９の材料の一部を前方に押出して複数のピンフィン２４０を成形する。同時に複数のピンフィン２４０の先端に背圧を負荷し、複数のピンフィン２４０の背面ベース外周２４１にはベース部２３９の材料の流出防止用の段差２４２を設け、さらにピンフィン２４０とベース部２３９の付根にＲ形状２４３を設けることにより、フランジ付ピンフィン型のヒートシンク中間素材２３６の成形を行う。
【００４７】
図３（ｃ）成形工程を、図４の成形金型構造にて説明する。図４は、フランジ付ピンフィン型ヒートシンクの中間素材２３６を成形した直後の金型構造断面図である。
【００４８】
下受圧台４１９は上受圧台４１８に固定され、ダイス４０１は下受圧台４１９に固定される。ダイス４０１は、横断面が略長方形状のキャビティ４０４を有する。キャビティ側壁４０６は、キャビティ底面４０５とＲ形状にて繋がれている。つまりキャビティ側壁４０６は、略長方形の角部はＲ形状となっている。なお、Ｒ形状の代わりにテーパー形状を採用してもよい。
【００４９】
キャビティ底面４０５には、ピンフィン２４０を成形するダイス孔４０７が複数形成されている。キャビティ底面４０５とダイス孔４０７へは、Ｒ形状４０８で繋がっている。このＲ形状４０８は、先に説明した潤滑性能に劣る油脂潤滑でもピン成形を可能にする役割をもっている。このＲ形状４０８を形成することによって、ピンフィン２４０とベース部２３９の付根表面の局部的な拡大を防ぎ油脂の膜が途切れないように配慮している。
【００５０】
また、ダイス孔４０７の奥はニゲ４０９を形成することにより、成形されたピンフィン２４０がダイス孔４０７と接触する面積を少なくして、ブランク材料が金型に焼付くことを抑え、また、成形荷重を低下させている。よって、ニゲ４０９も、潤滑性能に劣る油脂潤滑でも成形を可能にする役割をもっている。
【００５１】
パンチ４０２は横断面が略長方形状でありかつパンチ４０２はキャビティ４０４より小さく形成されることによりダイス４０１のキャビティ側壁４０６と周状隙間４１０を形成している。
【００５２】
プレス動作によりブランク２３１を押圧４０３した際、キャビティ底面４０５に形成されたダイス孔４０７と周状隙間４１０にブランク２３１を構成していた材料が流動する仕組みになっている。
【００５３】
ダイス孔４０７に流動４１１する材料によって、パンチ４０２の押圧４０３方向と同方向で流れる前方押出しによりピンフィン２４０が成形される。一方、周上隙間４１０に流動４１２する材料は、パンチ４０２の押圧４０３方向と逆方向（後方）に流れる後方押出しにより略長方形のカップ状に成形される。
【００５４】
本実施例では、フランジ部２３７の余分な材料は、パンチ４０２とダイス４０１から形成される周状隙間４１０に後方押出したが、ダイス４０１に空間等を設けて、前方押出または前後方押出としても構わない。
【００５５】
材料の流動４１１及び４１２を正確な流動とする為にパンチ４０２の成形面に凹部４１３を設けている。凹部４１３の外周４１４は、外周ピンフィン２４４の外側に設定する。これにより、ベース部２３９の材料が、フランジ部２３７へ流動し、外周ピンフィン２４４の材料が不足し長さが短くなる不具合を防止している。つまり、ベース部２３９は、ピンフィン２４０が形成された面とは反対側の面にピンフィン２４０と重なる凸部を形成する。前記ピンフィンが形成された面とは反対側の面に前記ピンフィンと重なる凸部を形成する
更に、ピンフィン２４０の長さバラツキを少なくする為に、ノックアウトピン４１５とノックアウトプレート４１６を介して、成形途中のピンフィン２４０の先端に、背圧４１７を負荷しながら成形する。
【００５６】
この背圧４１７は、上記に説明してきた工法と組合せることで、小さな背圧で効果を得ることが出来る。本実施例では、ピンフィン成形荷重の１％で十分な効果が得られた。更に、バネやガススプリングなどコンパクトでシンプルな装置で成形が可能になることが挙げられる。この事により、金型もコンパクトになりプレス設備への搭載も簡単な上に、油圧発生装置などの特別な背圧装置も必要としない。
【００５７】
小さな背圧で効果が得られる利点は、背圧によりピンフィン２４０の先端をノックアウトピン４１５が潰してしまうことで発生するダイス孔４０７詰まりを防止すること、ノックアウトピン４１５の折損が防止できることが挙げられる。
【００５８】
成形完了後は、ノックアウトピン４１５、ノックアウトプレート４１６に製品排出用の荷重を背圧４１７の代わりに負荷して製品を排出する。
【００５９】
仮に、ピンフィン２４０の長さが不揃いに成形された場合、製品排出時、長いピンフィンがノックアウトピン４１５に潰されてダイス孔４０７とニゲ４０９に詰まってしまい、ダイス孔４０７の焼付きやノックアウトピン４１５の座屈による折損が起こり量産困難になる。
【００６０】
図５は、本実施例により得られたフランジ付ピンフィン型のヒートシンク中間素材２３６の断面組織写真であり、塑性流動状態を示す。写真撮影箇所は、外周ピンフィン２４４を含めたピンフィン２４０とベース部２３９とフランジ部２３７の一部分である。
【００６１】
図５の断面組織写真に示されるように、ベース部２３９からピンフィン２４０の材料の流れは、外周ピンフィン２４４を含めて均一であり、長さバラツキも非常に少なく良好なものが得られている。つまりフランジ部２３７又はベース部２３９は、フランジ部２３７又はベース部２３９の第１所定位置３０３から外周ピンフィン２４４に向かって形成される第１塑性流動部３０４と、第１所定位置３０３からフランジ部２３７の縁部後方２３８（図４参照）に向かって形成される第２塑性流動部３０５と、を有する。
【００６２】
これにより、外周ピンフィン２４４の長さ他のピンフィンよりも大きくなってしまうことを抑制することができる。
【００６３】
またベース部２３９は、ベース部２３９の第２所定位置３０６からピンフィン２４０に向かって形成される第３塑性流動部３０７と、第２所定位置３０６から外周ピンフィン２４４に向かって形成される第４塑性流動部３０８と、を形成する。そして第４塑性流動部３０８の塑性流動は、第３塑性流動部３０７の塑性流動と同じになるように形成される。
【００６４】
これにより、外周ピンフィン２４４とピンフィン２４０との長さのバラツキを抑制することができる。
【００６５】
図３の工程図に戻り、後工程について説明する。
【００６６】
図３（ｄ）は、フランジ付ピンフィン型のヒートシンク中間素材２３６の外周縁部２４５をプレス抜きし、フランジ付ピンフィン型のヒートシンク素材２４６を得る外周抜き工程である。図２に示すケース本体２００の側壁２１１ｂと当接して固定される摩擦攪拌接合部２５３ｂの外周寸法をプレス抜きする。
【００６７】
図３（ｅ）は、フランジ付ピンフィン型のヒートシンク素材２４６を切削加工してヒートシンク２５０を得る工程である。図２に示す、密着面２５５、薄肉部２５３ａ、摩擦攪拌接合部２５３ｂ厚み、ピンフィン２５０の先端などを切削する。切削加工後は洗浄を行いケース本体２００に組付け、摩擦攪拌接合ＦＳＷしてケース１１０とする。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態は、ヒートシンク２５０の生産において、成形する際に、外周側ピンと中心側ピンの塑性流動を均一化する事により、ピン高さの不揃いを防止、更にはダイス孔焼付きやノックアウトピンの折損を防止し量産可能なものとする。
【００６９】
また、成形前潤滑処理のアルボンデ処理等の化成皮膜処理をなくすこともできるため、油脂による潤滑処理で成形することが可能なので、潤滑処理の簡素化が図れ、低コスト化とすることができる。
【００７０】
更に、塑性流動の均一化により、ピン高さの不揃いを防止しているので、成形品の残留応力も少なく、組立時や製品搭載後の反りも小さく信頼性も高い。
【符号の説明】
【００７１】
１００…パワー半導体モジュール、１１０…ケース、２００…ケース本体、
２３１…ブランク、２３５…潤滑処理、
２３６…フランジ付ピンフィン型ヒートシンク中間素材
２３７…フランジ部、２３８…縁部後方、２３９…ベース部、２４０…ピンフィン
２４６…フランジ付ピンフィン型ヒートシンク素材
２５０…フランジ付ピンフィン型ヒートシンク
２５２…ピンフィン、２５３…フランジ部２５３ａ…薄肉部、
２５３ｂ…摩擦攪拌接合部、２５５…密着面
４０１…ダイス、４０２…パンチ、４０３…押圧、
４０７…ダイス孔、４１０…周状隙間、４１５…ノックアウトピン、
４１６…ノックアウトプレート、４１７…背圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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