(57)【要約】【課題】従来の放熱器の製造方法は、放熱フィンを基板にかしめて取りつける方法や厚板を切削加工する方法は、フィンをかしめるための特殊な工具が必要であり、加工費が非常に高いという問題があった。本発明は、このような問題を解決するために、放熱器の簡易な製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、基板からテーパ状のピンを突出させた放熱器の製造方法であって、該ピンの細径側を、該基板に形成したテーパ状の貫通孔の太径側から挿入して、該貫通孔の細径側から突出させ、該ピンと該貫通孔を嵌合させることによって放熱器を製造する方法である。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板からテーパ状のピンを突出させた放熱器の製造方法であって、該ピンの細径側を、該基板に形成したテーパ状の貫通孔の太径側から挿入して、該貫通孔の細径側から突出させ、該ピンと該貫通孔を嵌合させる放熱器の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の放熱器の製造方法において、前記ピンの挿入前に、前記ピンの外周若しくは前記貫通孔の内面のいずれか又は双方に熱伝導性ペーストを塗布することを特徴とする放熱器の製造方法。
【請求項３】
基板からネジを突出させた放熱器の製造方法であって、該基板に形成した貫通ネジ孔に該ネジをねじ込み、該ネジの先端を該貫通ネジ孔から突出させる放熱器の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の放熱器の製造方法において、前記ネジをねじ込む前に、前記ネジの外周若しくは前記貫通ネジ孔の内面のいずれか又は双方に熱伝導性ペーストを塗布することを特徴とする放熱器の製造方法。
【請求項５】
基板からネジを突出させた放熱器の製造方法であって、該基板に形成した貫通孔に該ネジを挿入し、該ネジの先端を該貫通孔から突出させ、該貫通孔と該ネジの隙間に充填した熱伝導性接着剤で該ネジと前記基板を固着する放熱器の製造方法。
【請求項６】
基板にピンをロウ付けする放熱器の製造方法であって、該ピンを支持する孔を穿った固定台を該基板に仮設し、該孔に該ピンを挿入して、該基板と該ピンとをロウ付けすることを特徴とする放熱器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は放熱器の製造方法に関する。具体的には金属板の孔部に放熱フィンとなるピン又はネジを挿入して貫通させた放熱器の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の放熱器の製造方法は、厚板を切削加工するか、又は押し出し成形により放熱フィンを形成するか、または、放熱フィンを基板にかしめて取りつける方法があった（特公平１−３２９１９号）。従来の放熱器の製造方法を図６に示す。図６は従来の放熱器の製造方法を説明する工程図であって、６１は基板、６２はかしめ用突壁部、６３は放熱フィン取付け溝、６４は放熱フィンである。図６において、基板６１に放熱フィン取付け溝６３を掘り、溝６３の両側にかしめ用突壁部６２を形成する（図６（ａ））。放熱フィン取付け溝６３に放熱フィン６４を立てる（図６（ｂ））。両側のかしめ用突壁部６２を押しつぶして、放熱フィン６４を基板６１にかしめ結合する（図６（ｃ））。
【０００３】
しかし、放熱フィンを基板にかしめて取りつける方法には、フィンをかしめるための特殊な工具が必要であり、コスト高となっていた。また、厚板を切削加工する方法は、加工費が非常に高く、放熱フィン形状も角柱状となり、必ずしも放熱効果が高くならなかった。さらに、押し出し成形する方法では、金型を製造せねばならず、異なる形状や大きさの放熱フィンを製造するためには、新たな金型の作製に高いコストを必要とした。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題を解決するために、放熱器の簡易な製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本願発明は、基板からテーパ状のピンを突出させた放熱器の製造方法であって、該ピンの細径側を、該基板に形成したテーパ状の貫通孔の太径側から挿入して、該貫通孔の細径側から突出させ、該ピンと該貫通孔を嵌合させることによって放熱器を製造する方法である。
さらに、本願発明には、前記ピンの挿入前に、前記ピンの外周若しくは前記貫通孔の内面のいずれか又は双方に熱伝導性ペーストを塗布することも含まれる。
【０００６】
本願他の発明は、基板からネジを突出させた放熱器の製造方法であって、該基板に形成した貫通ネジ孔に該ネジをねじ込み、該ネジの先端を該貫通ネジ孔から突出させることによって放熱器を製造する方法である。
さらに、本願発明には、前記ネジをねじ込む前に、前記ネジの外周若しくは前記貫通ネジ孔の内面のいずれか又は双方に熱伝導性ペーストを塗布することも含まれる。
【０００７】
本願他の発明は、基板からネジを突出させた放熱器の製造方法であって、該基板に形成した貫通孔に該ネジを挿入し、該ネジの先端を該貫通孔から突出させ、該貫通孔と該ネジの隙間に充填した熱伝導性接着剤で該ネジと前記基板を固着することによって放熱器を製造する方法である。
【０００８】
本願他の発明は、ピンを基板にロウ付けする放熱器の製造方法であって、該ピンを支持する孔を穿った固定台を該基板に仮設して、該孔に該ピンを挿入し、該ピンを該基板にロウ付けすることによって放熱器を製造する方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態を図１で説明する。図１は放熱器の製造方法を説明する工程図であって、放熱器の断面を示したものである。１１は熱伝導性の基板、１２は放熱フィンを挿入するテーパ状の孔、１３は放熱器を製造するための台座、１４は放熱フィンを受けるためのピン受け孔、１５は放熱フィンとなるテーパ状のピンである。
【００１０】
放熱フィンの基板部となる熱伝導性の基板１１に、基板を貫通するテーパ状の孔１２を所要の数だけ形成する（図１（ａ））。基板１１には、熱伝導性、加工性のよい材料、例えば金属、セラミックス、熱伝導性エンプラが用いられる。テーパ状の孔１２は、後の工程で圧入するテーパ状のピン１５の形状に合わせて表面から裏面へ内径がテーパ状の変化し、孔方向は基板面に垂直である。テーパ状の孔１２の内径は、圧入するテーパ状のピン１５の外径より小さくするが、その径差は、圧入可能でかつ圧入時に嵌合面が変形して互いに密着する範囲で、圧入孔の内径公差、テーパ状のピンの外径公差、テーパ状のピンと基板の材質などを考慮して設定する。次に、上記基板１１をテーパ状の孔の太径側が上になるように、台座１３の上に載置する（図１（ｂ））。台座１３には、例えば、上面に基板１１のテーパ状の孔１２と対応する位置にテーパ状の孔１２より大きめのピン受け孔１４が形成されたものを用い、双方の孔が対向するように基板１１を台座１３の上に載置する。この状態で、基板１１のテーパ状の孔１２にテーパ状のピン１５の細径側を挿入する（図１（ｃ））。テーパ状のピン１５には、熱伝導性、加工性のよい材料、例えば金属、セラミックス、熱伝導性エンプラが用いられる。基板とテーパ状のピンの材料は同じでも異なってもよく、自由な組み合わせが可能である。テーパ状のピン１５の先端部はテーパ状の孔１２の入り口よりも小さいのでテーパ状のピン１５をテーパ状の孔１２に挿入することは容易である。さらに、プレスによってテーパ状のピン１５を基板垂直方向に圧入する（図１（ｄ））。テーパ状のピン１５はテーパ状の孔１２と嵌合して、両者は密着する。台座１３から基板１１をはずすと、テーパ状のピン１５の細径側は基板１１から突出しており、放熱フィンとして機能する（図１（ｅ））。
【００１１】
以上の工程を各テーパ状のピン毎に繰り返すか、あるいは複数のテーパ状のピンをテーパ状の孔に挿入した後、一括してプレスによってテーパ状のピンを圧入すれば、複数のテーパ状のピンが装着された放熱器が製造できる。
【００１２】
本実施の形態においては、さらに、テーパ状のピンと基板との間に隙間ができるような場合には、テーパ状のピンの挿入前に、テーパ状のピンの外周若しくはテーパ状の孔の内面のいずれか又は双方に熱伝導性ペーストを塗布すると、隙間が熱伝導性ペーストで埋められ、テーパ状のピンと基板との間の熱抵抗が減少し、放熱効果を向上させることができる。
【００１３】
本実施の形態により製造した放熱器の例として、５０ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ２ｍｍのアルミ製の基板に、縦、横それぞれ５ｍｍ間隔に格子状に配置されたテーパ状の孔に、長さ６ｍｍ、太径２．５ｍｍ／細径２．３ｍｍのテーパ状のピン２００本を圧入したものがある。この寸法の放熱器は例えば、内部に温度制御用のペルチェ素子を内蔵したアレイ導波路型回折格子の放熱に用いられる。
【００１４】
本実施の形態では、テーパ状のピンを基板に挿入して放熱器を製造するので、切削加工、押出し成形、かしめ等の従来の製造方法に比べて、特別な工具が不要となった。また、テーパ状のピンの細径側をテーパ状の孔の太径側から挿入するため、テーパ状のピンをテーパ状の孔に挿入することが容易である。圧入時においても圧入荷重が嵌合面に均等に印加されるため、テーパ状の孔に無理なく、確実に圧入することができた。さらに、テーパ状の孔とテーパ状のピンとは密着性がよいため、テーパ状のピンと基板の間の熱抵抗が減少し、放熱効果を高めることができた。また、テーパ状のピンとテーパ状の孔の間に熱伝導性ペーストが充填されていると、テーパ状のピンと基板の間の熱抵抗が減少し、放熱効果を一層高めることができた。
【００１５】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態を図２で説明する。図２は放熱器の製造方法を説明する工程図であって、放熱器の断面を示したものである。２１は熱伝導性の基板、２２は放熱フィンを挿入するネジ孔、２３は放熱器を製造するための台座、２４は放熱フィンを受けるためのネジ受け孔、２５は放熱フィンとなるネジである。
【００１６】
放熱フィンの基板部となる熱伝導性の基板２１に、基板を貫通するネジ孔２２を所要の数だけ形成する（図２（ａ））。基板２１には、熱伝導性、加工性のよい材料、例えば金属、セラミックス、熱伝導性エンプラが用いられる。ネジ孔２２は、後の工程でねじ込むネジ２５の形状に合わせている。次に、上記基板２１を台座２３の上に載置する（図２（ｂ））。台座には、例えば、上面に基板２１のネジ孔２２と対応する位置にネジ孔２２より大きめのネジ受け孔２４が形成されたものを用い、双方の孔が対向するように基板２１を台座２３の上に載置する。この状態で、基板２１のネジ孔２２にネジ２５をねじ込む（図２（ｃ））。ネジ２５には、熱伝導性、加工性のよい材料、例えば金属、セラミックス、熱伝導性エンプラが用いられる。基板とネジの材料は同じでも異なってもよく、自由な組み合わせが可能である。ネジ２５の先端部はネジ孔２２の入り口よりも小さいので作業は容易である。さらに、ネジが埋没するまでねじ込む（図２（ｄ））。ネジ２５とネジ孔２２は嵌合する。台座２３から基板２１をはずすと、ネジ２５の先端は基板２１から突出しており、放熱フィンとして機能する（図２（ｅ））。
【００１７】
図２では皿ネジを用いて、基板のネジ孔にねじ込んだが、みの虫形ネジを用いてもよい。図３にみの虫形ネジの形状を示す。図３（ａ）は側面図、図３（ｂ）は上面図である。みの虫形ネジ３１の頭頂部には、六角形状の六角レンチ用穴３２を有する。みの虫形ネジを用いると、基板には貫通したネジ孔を不要とすることもできる。基板には、みの虫形ネジをねじ込むだけの深さのネジ穴を形成して、このネジ穴にみの虫形ネジをねじ込むことで、放熱器を製造することができる。
【００１８】
本実施の形態においては、さらに、ネジと基板との間に隙間ができるような場合には、ネジをねじ込む前に、ネジの外周若しくはネジ孔の内面のいずれか又は双方に熱伝導性ペーストを塗布すると、隙間が熱伝導性ペーストで埋められ、ネジと基板との間の熱抵抗が減少し、放熱効果を向上させることができる。
本実施の形態により製造した放熱器は例えば、内部に温度制御用のペルチェ素子を内蔵したアレイ導波路型回折格子の放熱に用いられる。
【００１９】
本実施の形態では、ネジを基板にねじ込んで放熱器を製造するので、切削加工、押出し成形、かしめ等の従来の製造方法に比べて、特別な工具が不要となった。また、ネジとネジ孔とは密着性がよいため、ネジと基板の間の熱抵抗が減少し、放熱効果を高めることができた。さらに、基板から突出したネジがネジ溝を有するため、表面積が大きくなり、放熱効果を高めることができた。また、ネジとネジ孔の間に熱伝導性ペーストが充填されていると、ネジと基板の間の熱抵抗が減少し、放熱効果を一層高めることができた。
【００２０】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態を図４で説明する。図４は放熱器の製造方法を説明する工程図であって、放熱器の断面を示したものである。４１は熱伝導性の基板、４２は放熱フィンを挿入する孔、４３は放熱器を製造するための台座、４４は放熱フィンを受けるためのネジ受け孔、４５は放熱フィンとなるネジ、４６はネジ４５と基板４１とを接着する熱伝導性接着剤である。
【００２１】
放熱フィンの基板部となる熱伝導性の基板４１に、基板を貫通する孔４２を所要の数だけ形成する（図４（ａ））。基板４１には、熱伝導性、加工性のよい材料、例えば金属、セラミックス、熱伝導性エンプラが用いられる。孔４２は、後の工程でねじ込むネジ４５の形状に合わせている。孔４２の内径はネジ４５の外径よりもわずかに大きくして、ネジ４５の挿入を容易にする。次に、上記基板４１を台座４３の上に載置する（図４（ｂ））。台座４３には、例えば、上面に基板４１の孔４２と対応する位置に孔４２より大きめのネジ受け孔４４が形成されたものを用い、双方の孔が対向するように基板４１を台座４３の上に載置する。この状態で、基板４１の孔４２にネジ４５を挿入する（図４（ｃ））。ネジ４５には、熱伝導性、加工性のよい材料、例えば金属、セラミックス、熱伝導性エンプラが用いられる。基板とネジの材料は同じでも異なってもよく、自由な組み合わせが可能である。ネジ４５を挿入する前に、ネジの外周に熱伝導性接着剤４６を塗布する。熱伝導性接着剤４６は基板４１の孔４２の内面に塗布してもよいし、両方に塗布してもよい。ネジ４５の先端部は孔４２の入り口よりも小さいので作業は容易である。さらに、ネジ４５が埋没するまで挿入する（図４（ｄ））。ネジ４５と孔４２の間は熱伝導性接着剤が介在して両者を固着する。台座４３から基板４１をはずすと、ネジ４５の先端は基板４１から突出しており、放熱フィンとして機能する（図４（ｅ））。
【００２２】
図４では皿ネジを用いて、基板の孔に挿入したが、図３に示すみの虫形ネジを用いてもよい。みの虫形ネジを用いると、基板には貫通した孔を不要とすることもできる。基板には、みの虫形ネジを挿入するだけの深さの穴を形成して、この穴にみの虫形ネジを挿入することで、放熱器を製造することができる。
本実施の形態により製造した放熱器は例えば、内部に温度制御用のペルチェ素子を内蔵したアレイ導波路型回折格子の放熱に用いられる。
【００２３】
本実施の形態では、ネジを基板に挿入して放熱器を製造するので、切削加工、押出し成形、かしめ等の従来の製造方法に比べて、特別な工具が不要となった。また、ネジと孔との間は導電性接着剤が介在しているため、ネジと基板の間の熱抵抗が減少し、放熱効果を高めることができた。さらに、基板から突出したネジがネジ溝を有するため、表面積が大きくなり、放熱効果を高めることができた。
【００２４】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態を図５で説明する。図５は放熱器の製造方法を説明する工程図であって、放熱器の断面を示したものである。５１は熱伝導性の基板、５２はピンを支持する支持孔、５３はピンを固定する固定台、５４は熱伝導性のピン、５５はロウ材である。
【００２５】
放熱フィンの基板部となる熱伝導性の基板５１（図５（ａ））に、ピンを支持する支持孔５２を設けた固定台５３を仮設する（図５（ｂ））。基板５１には、熱伝導率が高くロウ付けの出来る材料、例えば銅、鉄鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、黄銅、金が用いられる。支持孔５２は、後の工程で挿入するピン５４の形状に合わせている。支持孔５２の内径はピン５４の外径よりもわずかに大きくして、ピン５４の挿入を容易にする。次に、ピン５４を支持孔５２に挿入する（図５（ｃ））。ピン５４には熱伝導率が高くロウ付けの出来る材料、例えば銅、鉄鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、黄銅、金が用いられる。基板とピンの材料は同じでも異なってもよく、自由な組み合わせが可能である。この状態で、ピン５４と基板５１の接触面の回りにロウ材５５を配置して加熱すると、ロウ材５５は毛細管現象によりピン５４と基板５１との隙間に侵入し、固化する（図５（ｄ））。ロウ材を配置する前に、ピン５４と基板５１との接触面にフラックスを塗布しておくと、ロウ付けが容易になる。ロウ付けが完了して、固定台５３を取り除くと、放熱フィンとして機能する。
本実施の形態により製造した放熱器は例えば、内部に温度制御用のペルチェ素子を内蔵したアレイ導波路型回折格子の放熱に用いられる。
【００２６】
本実施の形態では、ピンを基板にロウ付けして放熱器を製造するので、切削加工、押出し成形、かしめ等の従来の製造方法に比べて、特別な工具が不要となった。また、ピンと基板との間はロウ材が介在しているため、ピンと基板の間の熱抵抗が減少し、放熱効果を高めることができた。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば放熱効果の高い放熱器を特殊な工具を使用することなく製造することが可能となり、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施の形態である放熱器の製造方法を説明する工程図である。
【図２】本願発明の実施の形態である放熱器の製造方法を説明する工程図である。
【図３】本願発明の他の実施の形態を説明する図である。
【図４】本願発明の実施の形態である放熱器の製造方法を説明する工程図である。
【図５】本願発明の実施の形態である放熱器の製造方法を説明する工程図である。
【図６】従来の放熱器の製造方法を説明する工程図である。
【符号の説明】
１１、２１、４１、５１：基板
１２：テーパ状の孔
１３、２３、４３：台座
１４：ピン受け孔
１５：テーパ状のピン
２２：ネジ孔
２４、４４：ネジ受け孔
２５、４５：ネジ
３１：みの虫形ネジ
３２：六角レンチ穴
４２：孔
４６：熱伝導性接着剤
５２：支持孔
５３：固定台
５４：熱伝導性のピン
５５：ロウ材
６１：基板
６２：かしめ用突壁部
６３：放熱フィン取付け溝
６４：放熱フィン
【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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【図６】
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