(57)【要約】【課題】コルゲートフィンの多層構造からなるヒートシンクを変形やバリが発生することなく効率的に製造することができる。【解決手段】基板とコルゲートフィンとで構成されたヒートシンクに設けられる取付孔の加工方法であって、前記基板とコルゲートフィンをろう付けしてヒートシンクを組み立てた状態で液体に浸漬させ、このコルゲートフィンの隙間に液体を充填させたのち、ヒートシンクを浸漬させた液体を凍結させ、次いで前記基板とコルゲートフィンに取付孔を加工することを特徴とするコルゲート型ヒートシンクの孔加工方法である。ヒートシンクを浸漬させた液体は水溶性切削油を体積％で１〜１０％含有する水であるのが望ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板とコルゲートフィンとで構成されたヒートシンクに設けられる取付孔の加工方法であって、前記基板とコルゲートフィンをろう付けしてヒートシンクを組み立てた状態で液体に浸漬させ、このコルゲートフィンの隙間に液体を充填させたのち、ヒートシンクを浸漬させた液体を凍結させ、次いで前記基板とコルゲートフィンに取付孔を加工することを特徴とするコルゲート型ヒートシンクの孔加工方法。
【請求項２】
ヒートシンクを浸漬させた液体が水溶性切削油を体積％で１〜１０％含有する水であることを特徴とする請求項１に記載のコルゲート型ヒートシンクの孔加工方法。
【請求項３】
上記ヒートシンクがコルゲートフィンを多層積みした構成であることを特徴とする請求項１に記載のコルゲート型ヒートシンクの孔加工方法。
【請求項４】
上記ヒートシンクがアルミニウム若しくはアルミニウム合金または銅若しくは銅合金である請求項１〜３のいずれかに記載のコルゲート型ヒートシンクの孔加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集積回路を用いた電子部品等で発生した熱を放熱するコルゲート型ヒートシンクに設けられる取付孔の加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器の発達により、ＬＳＩなど集積回路の小型化、高速化および高集積化が進行し、これに伴って集積回路から発生する熱も多くなっている。このため、集積回路からの発熱を低減させるための回路設計がなされるとともに、ヒートシンクを設けることによって電子機器からの放熱を促し、発熱による集積回路の誤作動を抑制することが行われている。
【０００３】
これらに用いられるヒートシンクとしては、基板（ベースプレート）上に放熱用のフィンを設けた構造を備えるものが一般的である。その製法としては、放熱フィンと基板とを別部材として製作し、これらを接合して形成したもの、または放熱フィンと基板を一体で押出し成形加工したもの等がある。
【０００４】
特に、適用される電子機器が電源素子等で放熱量が多くなると、比較的大型で容量の大きなヒートシンクが要求されるようになる。このような場合には、専らコルゲートフィンを多段積みして構成されるヒートシンクの適用が検討されている。
【０００５】
図１は、コルゲートフィンの２段積みで構成したヒートシンクを模式的に表した斜視図である。コルゲート型のヒートシンク１では、１枚の薄板からプレス加工によって成形されたコルゲートフィン３を、基板２と側壁４とで構成される凹型のフィンケースに収納して、コルゲートフィン３を基板２にろう付けする構造である。そして、図１に示すヒートシンクでは、放熱効果を高めるため、２段積みのコルゲートフィンで構成されている。
【０００６】
このヒートシンク１を製造する場合には、まずフィンケースを成形する必要があるが、図１に示すように、一枚板を冷間曲げ加工により凹型に成型してもよく、また、フィンケースを基板と２つの側面板に三分割し、それらを接合して凹型に組み立てるようにしてもよい。次に、このフィンケースにコルゲートフィン３を配して、コルゲートフィン３と基板２をろう付けし、ヒートシンク１を製造する。
【０００７】
凹型のフィンケースの側面４は、主としてフィン３を保護する役割をするものであり、フィン枚数を増やすために、その厚みを薄くするのが望ましい。一方、基板２は熱源から発生する熱をフィン３全体で放熱できるように、放熱密度を均一にする必要から、基板２に所定の厚みを確保するため、さらに基板の下部に厚板をろう付けするのが望ましい。コルゲート型のヒートシンク１では、さらに放熱効率を高めようとすると、２段積みを超えるヒートシンクを製作する必要がある。
【０００８】
通常、ヒートシンクには、集積回路が組み込まれた電子機器と接続するために、取付孔５が必要とされる。前記図１に示すように、取付孔５が設けられる箇所では、コルゲートフィン３に部分的な孔明け加工を施して、基板２にねじ孔等を設け、ヒートシンクを電子機器に取り付ける。取付孔５の位置および大きさなどは、接続される電子機器によって定まるものであり、ユーザからの指定によって取付孔の加工寸法は一定しない。
【０００９】
図２は、取付孔の加工に用いられるコルゲートフィンの専用治具の構成を示す斜視図である。コルゲートフィンに取付孔を加工する際には、図２に示す専用治具６が用いられる。すなわち、専用治具の上型６ａと下型６ｂとの間にコルゲートフィンを一枚毎挟んで固定した後、専用治具に設けられた加工用孔６ｃを通して、コルゲートフィンに取付孔が加工される。取付孔が加工されたコルゲートフィンは、基板２にろう付けされてヒートシンクを構成する。
【００１０】
しかし、専用治具を用いたコルゲートフィンの取付孔の加工では、１枚毎の加工であり、さらに取付孔を加工した後にヒートシンクを組み立てることによって種々の問題が発生する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前述の通り、ヒートシンクには、集積回路が組み込まれた電子機器と接続するために、取付孔が必要とされるが、これにともなって、種々の課題が発生する。まず、専用治具による取付孔の加工がコルゲートフィン１枚毎であるため、２段積みを超える多段積みを作製する場合には、生産効率が低下する。しかも、基板とコルゲートフィンの接合に際し、両者での取付孔の寸法精度を確保する必要があるため、多大な工数を要する。
【００１２】
さらに、コルゲートフィンを上下から挟む専用治具は、ワイヤー加工によって製作されるため、その構造の複雑さから制作費は高価である。これと同時に、取付孔の位置および大きさなどはユーザからの指定に基づくものであり、取付孔の加工寸法は一定しないため、これに対応する専用治具の在庫を確保する必要がある。これらから専用治具の準備に膨大な費用を要する。
【００１３】
このような要因が重なって、コルゲート型ヒートシンク、なかでもコルゲートフィンを多層積みしたヒートシンクにおいては、著しく製作費用が高騰することになる。
【００１４】
本発明は、上述したコルゲート型ヒートシンクの取付孔の加工にともなう問題点に鑑みてなされたものであり、専用治具を用いることなく、さらにコルゲートフィンに変形やバリが発生させることなく、効率的に取付孔を加工できるコルゲート型ヒートシンクの孔加工方法を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上述した課題を解決するため、コルゲートフィンに取付孔を加工する方法について種々の検討を加えた結果、コルゲートフィンの隙間に液体を充填させ、この液体を凍結させた状態で孔明け加工を実施することによって、コルゲート型ヒートシンクを組みたてた後であって専用治具を用いることなく、コルゲートフィンに変形やバリが発生させることなく、取付孔を加工できることを知得した。
【００１６】
本発明は、このような観点から完成されたものであり、下記（１）および（２）のコルゲート型ヒートシンクの孔加工方法を要旨としている。
（１）　基板とコルゲートフィンとで構成されたヒートシンクに設けられる取付孔の加工方法であって、前記基板とコルゲートフィンをろう付けしてヒートシンクを組み立てた状態で液体に浸漬させ、このコルゲートフィンの隙間に液体を充填させたのち、ヒートシンクを浸漬させた液体を凍結させ、次いで前記基板とコルゲートフィンに取付孔を加工することを特徴とするコルゲート型ヒートシンクの孔加工方法である。
（２）　上記（１）の孔加工方法においては、ヒートシンクを浸漬させた液体は水溶性切削油を体積％で１〜１０％含有する水であるのが望ましい。さらに、対象とするヒートシンクがコルゲートフィンを多層積みした構成であると、生産効率を大幅に向上させることができる。また、対象とするヒートシンクがアルミニウム若しくはアルミニウム合金または銅若しくは銅合金で構成すると、優れた放熱効率を発揮することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の孔加工方法では、基板とコルゲートフィンをろう付けしてヒートシンクを組み立てた状態で、コルゲートフィンの隙間に液体を充填させ、この液体を凍結させた後に基板とコルゲートフィンに取付孔を加工することを特徴としている。
【００１８】
このため、取付孔を加工する際には、コルゲートフィンとその隙間に形成した凍結物が一体化した状態になる。この状態で孔加工を実施した場合、凍結物がコルゲートフィンに隙間を保持するため、コルゲートフィンには変形が発生することも、バリが発生することもない。
【００１９】
しかも、取付孔の加工は、基板とコルゲートフィンをろう付けしてヒートシンクを組み立てた状態で行うことができるので、取付孔の寸法精度を確保しながらろう付け組立を行う必要がなく、取付孔の寸法精度を確保しながらろう付け組立を行う必要がなく、著しく生産能率を向上させることができる。したがって、本発明の孔加工方法は、多層構造である方が効果が大きい。
【００２０】
また、取付孔の加工後には、コルゲートフィンの隙間に充填されたものは液体の凍結物であるから、コルゲートフィンに熱湯等の熱媒液を作用させて加温したり、室温内に放置することによって、液体の融点以上に達することにより凍結物は解凍し、容易に流出させることができる。
【００２１】
本発明の孔加工方法においては、加工中に凍結物が解凍されるのを防止するため、通常、機械加工時に使用される切削油の噴きかけによる被加工物および加工工具の冷却や切削屑の排出を行うことができない。そのため、コルゲートフィンに充填される液体として、水と水溶性切削油の混合物を使用し、また加工部の周辺はエアーブローによって冷却と切削屑の排出を行うのが望ましい。
【００２２】
本発明の孔加工方法において、水溶性切削油の含有が少ないと、切削性が低下する。一方、水溶性切削油の含有が多くなると、液体の凝固点が下がり凍結物が得られなくなる。このため、水溶性切削油の含有量をを体積％で３〜５％とするのが望ましい。さらに、使用する水溶性切削油は、ヒートシンクの腐食防止の観点から、中性であり凍結時に水と分離しないことが望ましい。
【００２３】
液体を凍結させるには、特別の装置を必要とせず、慣用されている冷凍装置を用いればよい。また、冷凍に供する条件は、後述する実施例で示すように、−１８℃程度でよく、さらに−３０℃程度であればさらによい。
【００２４】
本発明の孔加工方法が対象とするヒートシンクは、集積回路のような半導体デバイスから発生する熱を奪って、冷却するものであるから、熱伝導性に優れることが必要である。このため、本発明が対象とするコルゲート型ヒートシンクは、アルミニウムまたはアルミニウム合金製または銅または銅合金製の部材を用いて構成するのが望ましい。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明の具体的な孔加工方法を、実施例に基づいて説明する。前記図１に示すコルゲートフィンの２段積みで構成したヒートシンクを作製した。得られたヒートシンクを上部が解放した容器内に配置し、水溶性切削油を含有する水を注入し、水に浸漬させながらヒートシンクに振動を加えながら、コルゲートフィンの隙間に水を充填させた。使用した水は、水溶性切削油を体積％で３％含有するものであった。また、ヒートシンクの浸漬に使用した容器は、アルミニウム製およびステンレス鋼製のいずれも使用することができるが、アルミニウム製であれば冷凍に有利であり、繰返し使用を考慮するならば、ステンレス鋼製の容器を用いるのが望ましい。
【００２６】
上述の通り、容器内で水にヒートシンクを浸漬させた状態で、冷凍庫内に収容して−１８℃×１２時間の凍結処理によって、水を凍結させてコルゲートフィンと凍結物とを一体のものとして構成した。凍結させた後は、容器から取り出して加工機械上に静置して、ドリル加工によって所定の位置に孔明け加工を行った。
【００２７】
このドリル加工時に、ドリル加工の周辺にエアーブローを行い、被加工物のコルゲートフィンを冷却するとともに、加工切削物の搬出を行った。ドリル加工に際して、上記ではヒートシンクを容器から取り出してボール盤上に静置したが、ヒートシンクを容器から取り出すことなく、容器に収容した状態で、ドリル工具による孔明け加工を行ってもよい。
【００２８】
孔明け加工後は、コルゲートフィンの隙間に充填された凍結物を融解し、融解水を排出したのち、水切りして乾燥した。加工後の作業を促進するためには、加工後コルゲートフィンに熱湯、温風または蒸気を作用させて、隙間に充填された凍結物を融解し、融解水を排出したのち、水切りして乾燥した。
【００２９】
孔加工後、コルゲートフィンの加工部を検査したが、バリの発生は肉眼で確認できなかった。また、コルゲートフィンの変形も検出されなかった。
【００３０】
【発明の効果】
本発明のコルゲート型ヒートシンクの孔加工方法によれば、取付孔を加工する際に、コルゲートフィンを凍結物と一体化して加工を行うため、コルゲートフィンには変形やバリが発生することがない。さらに、取付孔の加工は、基板とコルゲートフィンをろう付けしてヒートシンクを組み立てた状態で行うので、取付孔の寸法精度を確保しながらろう付け組立を行う必要がなく、コルゲートフィンの多層構造からなるヒートシンクにあっては生産効率を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】コルゲートフィンの２段積みで構成したヒートシンクを模式的に表した斜視図である。
【図２】取付孔の加工に用いられるコルゲートフィンの専用治具の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１：ヒートシンク、　２：基板
３：コルゲートフィン、　４：側面
５：取付孔、　６、６ａ、６ｂ、６ｃ：専用治具
【図１】
2004031622.tif 000002
【図２】
2004031622.tif 000003