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JP2010118651A - Heat sink, multilayer heat sink, and method of manufacturing heat sink - Google Patents

Heat sink, multilayer heat sink, and method of manufacturing heat sink Download PDF

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JP2010118651A
JP2010118651A JP2009236855A JP2009236855A JP2010118651A JP 2010118651 A JP2010118651 A JP 2010118651A JP 2009236855 A JP2009236855 A JP 2009236855A JP 2009236855 A JP2009236855 A JP 2009236855A JP 2010118651 A JP2010118651 A JP 2010118651A
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core
plate
hole
heat
heat sink
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Application number
JP2009236855A
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Japanese (ja)
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Masahiro Kiyofuji
雅宏 清藤
Kazuhiko Nakagawa
和彦 中川
慶平 ▲冬▼
Keihei Fuyu
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
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Abstract

【課題】板厚方向に対する熱伝導性を向上させることのできる放熱板、多層放熱板、及び放熱板の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る放熱板1は、コア面と、コア面の法線方向に沿った方向に孔軸15aを向けた孔15とを有するコア10と、コア面に接合すると共に孔10内を充填する伝熱板とを備える。
【選択図】図1
A heat dissipation plate, a multilayer heat dissipation plate, and a method of manufacturing the heat dissipation plate capable of improving the thermal conductivity in the plate thickness direction are provided.
A heat dissipation plate according to the present invention includes a core having a core surface and a hole having a hole shaft facing a hole axis in a direction along a normal direction of the core surface, and is bonded to the core surface and has a hole. And a heat transfer plate filling the inside.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、放熱板、多層放熱板、及び放熱板の製造方法に関する。特に、本発明は、半導体素子を搭載する放熱板、多層放熱板、及び放熱板の製造方法に関する。   The present invention relates to a radiator plate, a multilayer radiator plate, and a method for manufacturing the radiator plate. In particular, the present invention relates to a radiator plate on which a semiconductor element is mounted, a multilayer radiator plate, and a method for manufacturing the radiator plate.

産業用の工作機械、産業用ロボット、エアコンのコンプレッサ、半導体製造装置、医療機器、又はハイブリッド自動車のモータドライブ等に用いられる回路基板に搭載される半導体素子には、100A以上の大電流が供給される場合がある。この場合、電流が供給された半導体素子の温度は、発熱によって100℃以上になることがある。半導体素子から発せられる熱は、半導体素子を含む回路基板に搭載される各部品の信頼性、寿命に大きな影響を与える。そこで、半導体素子が発する熱を放熱することを目的として、半導体素子を搭載する回路基板として、ベース材、ヒートスプレッダ、ヒートシンク等を備える回路基板がある。また、放熱用の複合材を用いた回路基板も知られている。   A large current of 100 A or more is supplied to a semiconductor element mounted on a circuit board used for industrial machine tools, industrial robots, air conditioner compressors, semiconductor manufacturing equipment, medical equipment, or motor drives of hybrid vehicles. There is a case. In this case, the temperature of the semiconductor element supplied with the current may be 100 ° C. or higher due to heat generation. Heat generated from the semiconductor element greatly affects the reliability and life of each component mounted on the circuit board including the semiconductor element. Therefore, there is a circuit board including a base material, a heat spreader, a heat sink and the like as a circuit board on which the semiconductor element is mounted for the purpose of radiating heat generated by the semiconductor element. A circuit board using a composite material for heat dissipation is also known.

従来の放熱用の複合材として、線膨張率が8×10-6/℃以下の金属板から形成されるエキスパンドメタルと、エキスパンドメタルを包み込む銅(Cu)からなるマトリックス金属とを備える複合材が知られている(例えば、特許文献1参照)。なお、このエキスパンドメタルの形状としては、日本工業規格JIS G3351に規定されている(非特許文献1参照)。 As a conventional heat-dissipating composite material, a composite material comprising an expanded metal formed from a metal plate having a linear expansion coefficient of 8 × 10 −6 / ° C. or less and a matrix metal made of copper (Cu) surrounding the expanded metal. It is known (see, for example, Patent Document 1). In addition, as a shape of this expanded metal, it is prescribed | regulated to Japanese Industrial Standard JISG3351 (refer nonpatent literature 1).

特許文献1に係る複合材は、複合材の線膨張率がエキスパンドメタルにより小さく抑えられると共に、熱伝導率はマトリックス金属により確保されるので、強度及び熱伝導性に優れた複合材を提供できる。また、エキスパンドメタルをマトリクス金属で包み込んでいるので、平板状の金属板に精密鋳造法、打ち抜き等により孔を形成する場合に比較して、製造コストを低減できる。   The composite material according to Patent Document 1 can provide a composite material that is excellent in strength and thermal conductivity because the linear expansion coefficient of the composite material is kept small by the expanded metal and the thermal conductivity is secured by the matrix metal. Further, since the expanded metal is wrapped with the matrix metal, the manufacturing cost can be reduced as compared with the case where the hole is formed in the flat metal plate by precision casting or punching.

特開2003−152144号公報JP 2003-152144 A

JIS G3351、"エキスパンドメタル(Expanded Metalas)"JIS G3351, "Expanded Metals"

しかし、特許文献1に記載の複合材は、板厚に対して孔の径が10倍から100倍程度である大きな孔径のエキスパンドメタルを用いたものであり、従来のエキスパンドメタルでは、板厚に対して孔の径を10倍未満にした場合、孔軸が板面に対して傾斜すると共に、開孔率が低下するので、小さな孔径を有したまま、板厚方向の伝熱特性が良好な複合材を製造することが困難である。   However, the composite material described in Patent Document 1 uses an expanded metal having a large hole diameter in which the diameter of the hole is about 10 to 100 times the plate thickness. On the other hand, when the hole diameter is less than 10 times, the hole axis is inclined with respect to the plate surface, and the hole area ratio is lowered, so that the heat transfer characteristics in the plate thickness direction are good while maintaining a small hole diameter. It is difficult to produce a composite material.

したがって、本発明の目的は、板厚方向に対する熱伝導性を向上させることのできる放熱板、多層放熱板、及び放熱板の製造方法を提供することにある。   Therefore, the objective of this invention is providing the manufacturing method of a heat sink, a multilayer heat sink, and a heat sink which can improve the thermal conductivity with respect to a plate | board thickness direction.

本発明は、上記目的を達成するため、コア面と、コア面の法線方向に沿った方向に孔軸を向けた孔とを有するコアと、コア面に接合すると共に孔内を充填する伝熱板とを備える放熱板が提供される。   In order to achieve the above object, the present invention provides a core having a core surface, a hole having a hole axis directed in a direction along the normal direction of the core surface, and joining the core surface and filling the hole. A heat radiating plate comprising a hot plate is provided.

また、上記放熱板は、孔は、複数のストランドに包囲されて形成され、コア面は、複数のストランドの一方の表面によって形成される第1コア面と、複数のストランドの他方の表面によって形成され、第1コア面に対向する第2コア面とを含み、孔軸は、第1コア面及び第2コア面の法線方向に沿った方向に向いていてもよい。また、伝熱板は、第1コア面に接して設けられる第1熱伝導板と、第2コア面に接して設けられる第2熱伝導板とを含み、第1熱伝導板と第2熱伝導板とは、孔内を充填する第1熱伝導板、及び孔内を充填する第2熱伝導板によって接合してもよい。   In addition, in the heat dissipation plate, the hole is formed by being surrounded by a plurality of strands, and the core surface is formed by a first core surface formed by one surface of the plurality of strands and the other surface of the plurality of strands. And the second core surface facing the first core surface, and the hole axis may be oriented in a direction along the normal direction of the first core surface and the second core surface. The heat transfer plate includes a first heat conductive plate provided in contact with the first core surface and a second heat conductive plate provided in contact with the second core surface, and the first heat conductive plate and the second heat conductive plate are provided. The conductive plate may be joined by a first heat conductive plate that fills the hole and a second heat conductive plate that fills the hole.

また、上記放熱板は、コアは、複数の孔を有し、複数の孔の一の孔と、一の孔に隣接する他の孔との間の距離と放熱板の板厚との比が10未満であってもよい。また、複数の孔は、複数の孔の上面視における面積の合計が、放熱板の面積に対して占める割合が、10%以上90%以下であってもよい。そして、コアは、伝熱板の熱膨張係数より低い熱膨張係数を有する材料から形成され、伝熱板は、コアより高い熱伝導率を有する材料から形成されてもよく、コアは、インバー材又はスーパーインバー材から形成され、伝熱板は、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、銅合金、及びアルミニウム合金からなる群から選択される材料から形成されてもよい。   Further, in the heat sink, the core has a plurality of holes, and a ratio between a distance between one hole of the plurality of holes and another hole adjacent to the one hole and a plate thickness of the heat sink is It may be less than 10. The ratio of the total area of the plurality of holes in the top view to the area of the heat sink may be 10% or more and 90% or less. The core may be formed of a material having a thermal expansion coefficient lower than that of the heat transfer plate, and the heat transfer plate may be formed of a material having a higher thermal conductivity than the core. Alternatively, the heat transfer plate may be formed of a material selected from the group consisting of copper (Cu), aluminum (Al), copper alloy, and aluminum alloy.

また、本発明は、上記目的を達成するため、第1コア面と、第1コア面の法線方向に沿った方向に孔軸を向けた第1孔とを有する第1コアと、第1コア面に接合すると共に第1孔内を充填する第1伝熱板とを有する第1放熱板と、第2コア面と、第2コア面の法線方向に沿った方向に孔軸を向けた第2孔とを有する第2コアと、平第2滑面に接合すると共に第2孔内を充填する第2伝熱板とを有する第2放熱板とを備え、第1放熱板と第2放熱板とが接合された多層放熱板が提供される。   In order to achieve the above object, the present invention provides a first core having a first core surface and a first hole having a hole axis in a direction along a normal direction of the first core surface, A first heat radiating plate having a first heat transfer plate joined to the core surface and filling the first hole, a second core surface, and a hole axis directed in a direction along the normal direction of the second core surface A second core having a second hole and a second heat radiating plate having a second heat transfer plate joined to the flat second smooth surface and filling the second hole. A multilayer heat sink is provided in which two heat sinks are joined.

また、本発明は、上記目的を達成するため、コア面と、コア面の法線方向に沿った方向に孔軸を向けた孔とを有するコア材を準備するコア材準備工程と、コア材の表面に、伝熱板を接合する伝熱板接合工程とを備える放熱板の製造方法が提供される。   In order to achieve the above object, the present invention provides a core material preparation step for preparing a core material having a core surface and a hole having a hole axis directed in a direction along the normal direction of the core surface, and a core material There is provided a method of manufacturing a heat radiating plate comprising a heat transfer plate joining step for joining the heat transfer plate to the surface of the heat sink.

上記放熱板の製造方法は、コア材準備工程は、断続的に供給される平板に、平板の一方の面で平板を支持する下刃に向けて、平板の他方の面側からプレス成形部を押し当てることにより平板に複数の切れ目を形成する切断工程と、複数の切れ目の部分にプレス加工を施すことにより、複数の斜め孔を有する成形体を形成するプレス加工工程と、成形体の複数の斜め孔の孔軸の方向に沿って成形体に圧縮成形を施して、成形体の平面方向に対して垂直な孔軸の複数の孔を有し、孔軸の向く方向に垂直なコア面を形成する圧縮工程とを経て得られるコア材を準備してもよい。   In the manufacturing method of the heat radiating plate, the core material preparation step is such that the press forming part is provided from the other surface side of the flat plate to the intermittently supplied flat plate toward the lower blade that supports the flat plate on one surface of the flat plate. A cutting process for forming a plurality of cuts on the flat plate by pressing, a pressing process for forming a molded body having a plurality of oblique holes by pressing the plurality of cut portions, and a plurality of the molded body The molded body is compression-molded along the direction of the hole axis of the oblique hole, and has a plurality of holes with a hole axis perpendicular to the plane direction of the molded body, and a core surface perpendicular to the direction of the hole axis is formed. You may prepare the core material obtained through the compression process to form.

また、上記放熱板の製造方法は、下刃は、複数の切れ目を形成する切断刃と、切断刃に隣接して設けられ、複数の切れ目の部分にプレス加工を施す加工型部とを有し、切断工程は、プレス成形部が切断刃に向けて押し当てられることにより複数の切れ目を形成し、プレス加工工程は、プレス成形部が加工型部に向けて押し当てられることにより、切断工程と同時に成形体を形成してもよい。更に、成形体に曲げ加工を施して、孔軸の方向を修正する曲げ加工工程を更に備え、圧縮工程は、曲げ加工が施された成形体から放熱板を形成してもよい。   Moreover, the manufacturing method of the said heat sink WHEREIN: A lower blade has a cutting blade which forms several cut | interruptions, and a process type | mold part which is provided adjacent to a cutting blade and presses the part of several cut | interruptions. The cutting process forms a plurality of cuts by pressing the press-molded portion toward the cutting blade, and the press working step is performed by pressing the press-molded portion against the work mold portion. You may form a molded object simultaneously. Furthermore, it may further include a bending step of bending the molded body to correct the direction of the hole axis, and the compression step may form a heat dissipation plate from the molded body subjected to the bending process.

また、上記放熱板の製造方法は、切断工程は、下刃の長手方向に対して傾けて供給されると共に、プレス成形部が平板に押し当てられる周期に同期した送りストロークで供給される平板に、複数の切れ目を形成してもよい。また、伝熱板接合工程は、冷間圧延クラッド法、又は温間圧延クラッド法を用いて伝熱板を接合してもよい。   Moreover, the manufacturing method of the said heat sink WHEREIN: While a cutting process is inclined and supplied with respect to the longitudinal direction of a lower blade, it is on the flat plate supplied with the feed stroke synchronized with the period when a press molding part is pressed on a flat plate. A plurality of cuts may be formed. In the heat transfer plate joining step, the heat transfer plates may be joined using a cold rolling clad method or a warm rolling clad method.

本発明に係る放熱板及び放熱板の製造方法によれば、板厚方向に対する熱伝導性を向上させることのできる放熱板、多層放熱板、及び放熱板の製造方法を提供できる。   According to the heat sink and the heat sink manufacturing method according to the present invention, it is possible to provide a heat sink, a multilayer heat sink, and a heat sink manufacturing method that can improve the thermal conductivity in the plate thickness direction.

(a)は、第1の実施の形態に係る放熱板の上面図であり、(b)は、(a)のA−A断面図である。(A) is a top view of the heat sink which concerns on 1st Embodiment, (b) is AA sectional drawing of (a). 第1の実施の形態に係る放熱板の製造工程の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of manufacturing process of the heat sink which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る放熱板の製造直前の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure just before manufacture of the heat sink which concerns on 1st Embodiment. (a)は、第1の実施の形態に係るコア材の上面図であり、(b)は、(a)のB−B断面図である。(A) is a top view of the core material which concerns on 1st Embodiment, (b) is BB sectional drawing of (a). (a)は、第1の実施の形態に係るコア材の孔の部分拡大図であり、(b)は、(a)のb−b断面図である。(A) is the elements on larger scale of the hole of the core material which concerns on 1st Embodiment, (b) is bb sectional drawing of (a). 第1の実施の形態に係るコア材の製造方法を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing method of the core material which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係るコア材の製造方法を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing method of the core material which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係るコア材の製造に用いる原材料の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the raw material used for manufacture of the core material which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係るコア材の製造に用いる下刃の斜視図である。It is a perspective view of the lower blade used for manufacture of the core material which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る放熱板の熱伝導率と熱膨張係数との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the thermal conductivity and thermal expansion coefficient of the heat sink which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施の形態に係るコア材製造装置の概要図である。It is a schematic diagram of the core material manufacturing apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施の形態に係る多層放熱板の断面図である。It is sectional drawing of the multilayer heat sink which concerns on 3rd Embodiment. 実施例及び比較例に係る放熱板の厚さ方向の熱伝導率及び貫通孔ピッチ板厚比を示す図である。It is a figure which shows the heat conductivity and the through-hole pitch board thickness ratio of the thickness direction of the heat sink which concern on an Example and a comparative example. 実施例及び比較例に係る放熱板の熱膨張係数を示す図である。It is a figure which shows the thermal expansion coefficient of the heat sink which concerns on an Example and a comparative example.

[第1の実施の形態]
図1(a)は、本発明の第1の実施の形態に係る放熱板の上面の概要を示し、図1(b)は、図1(a)のA−A断面の概要を示す。
[First Embodiment]
Fig.1 (a) shows the outline | summary of the upper surface of the heat sink which concerns on the 1st Embodiment of this invention, FIG.1 (b) shows the outline | summary of the AA cross section of Fig.1 (a).

(放熱板1の構造)
本発明の第1の実施の形態に係る放熱板1は、複数のストランド12に包囲されて形成される孔15を有するコア10と、コア10の上面に接合して設けられる第1熱伝導板としての第1伝熱板20と、コア10の下面に接合して設けられる第2熱伝導板としての第2伝熱板25とを備える。
(Structure of heat sink 1)
The heat sink 1 according to the first embodiment of the present invention includes a core 10 having a hole 15 formed by being surrounded by a plurality of strands 12, and a first heat conduction plate provided by being joined to the upper surface of the core 10. The first heat transfer plate 20 and the second heat transfer plate 25 as a second heat conductive plate provided to be joined to the lower surface of the core 10 are provided.

本実施の形態に係る放熱板1は、例えば、板厚(TIT)が0.1mm以上1mm以下程度に形成される。そして、本実施の形態に係る孔15のピッチ、すなわち、一の孔15と一の孔15に隣接する他の孔との間の距離(以下、「貫通孔ピッチ(LW)」という)は、例えば、0.1mm以上3mm以下程度に形成される。ただし、貫通孔ピッチ(LW)に対する板厚(TIT)の比(LW/TIT)が10未満となる板厚及び貫通孔ピッチを、本実施の形態に係る放熱板1は有する。また、放熱板1が有する複数の孔15の上面視における面積の合計の放熱板1の上面視における面積に対して占める割合は、10%以上90%以下にすることができる。   The heat sink 1 according to the present embodiment is formed, for example, with a plate thickness (TIT) of about 0.1 mm to 1 mm. The pitch of the holes 15 according to the present embodiment, that is, the distance between one hole 15 and another hole adjacent to the one hole 15 (hereinafter referred to as “through-hole pitch (LW)”) is For example, it is formed to be about 0.1 mm to 3 mm. However, the heat sink 1 according to the present embodiment has a plate thickness and a through hole pitch at which the ratio (LW / TIT) of the plate thickness (TIT) to the through hole pitch (LW) is less than 10. Moreover, the ratio which occupies with respect to the area in the top view of the heat sink 1 of the sum total of the area in the top view of the some hole 15 which the heat sink 1 has can be 10% or more and 90% or less.

(コア10)
コア10は、第1伝熱板20の表面の一部と接合する第1コア面としてのコア面10aと、第2伝熱板25の表面の一部と接合する第2コア面としてのコア面10bとを有する。コア面10aは、複数のストランドの一方の表面によって形成される面であり、コア面10bは、複数のストランドの他方の表面によって形成される面である。すなわち、コア面10aとコア面10bとは対向している。そして、コア10が有する微細孔である孔15の孔軸15aは、コア面10a及びコア面10bに対して垂直方向に向く。すなわち、孔軸15aは、コア面10aの法線及びコア面10bの法線に沿った方向に向く。
(Core 10)
The core 10 includes a core surface 10a serving as a first core surface joined to a part of the surface of the first heat transfer plate 20 and a core serving as a second core surface joined to a part of the surface of the second heat transfer plate 25. Surface 10b. The core surface 10a is a surface formed by one surface of a plurality of strands, and the core surface 10b is a surface formed by the other surface of the plurality of strands. That is, the core surface 10a and the core surface 10b are opposed to each other. And the hole axis | shaft 15a of the hole 15 which is a micro hole which the core 10 has faces in the orthogonal | vertical direction with respect to the core surface 10a and the core surface 10b. That is, the hole axis 15a faces in the direction along the normal line of the core surface 10a and the normal line of the core surface 10b.

また、コア10は複数の孔15を有しており、各孔15内は、第1伝熱板20を構成する材料、及び第2伝熱板25を構成する材料によって充填されている。具体的には、第1伝熱板20を構成する材料と、第2伝熱板25を構成する材料とが孔15内で接合することにより、第1伝熱板20と第2伝熱板25とは接続している。したがって、本実施の形態において、コア10と、第1伝熱板20と、第2伝熱板25とはそれぞれ一体となって放熱板1を形成している。   The core 10 has a plurality of holes 15, and each hole 15 is filled with a material constituting the first heat transfer plate 20 and a material constituting the second heat transfer plate 25. Specifically, the material constituting the first heat transfer plate 20 and the material constituting the second heat transfer plate 25 are joined in the hole 15, whereby the first heat transfer plate 20 and the second heat transfer plate. 25 is connected. Therefore, in this Embodiment, the core 10, the 1st heat exchanger plate 20, and the 2nd heat exchanger plate 25 are united, respectively, and the heat sink 1 is formed.

そして、コア10は、第1伝熱板20を構成する材料、及び第2伝熱板25を構成する材料よりも熱膨張係数が低い熱膨張係数を有する材料から形成される。例えば、コア10は、通常の温度範囲内における熱膨張係数が小さい低熱膨張材であるインバー材又はスーパーインバー材から形成される。インバー材は、一例として、36重量%のNiを含み、残部がFeからなるFe−36Ni合金である。また、スーパーインバー材は、一例として、32重量%のNiと5重量%のCoとを含み、残部がFeからなるFe−32Ni−5Co合金である。   The core 10 is formed of a material having a thermal expansion coefficient lower than that of the material constituting the first heat transfer plate 20 and the material constituting the second heat transfer plate 25. For example, the core 10 is formed of an invar material or a super invar material that is a low thermal expansion material having a small thermal expansion coefficient within a normal temperature range. An example of the invar material is an Fe-36Ni alloy containing 36% by weight of Ni and the balance being Fe. The super invar material is, for example, an Fe-32Ni-5Co alloy containing 32 wt% Ni and 5 wt% Co with the balance being Fe.

(第1伝熱板20及び第2伝熱板25)
伝熱板としての第1伝熱板20及び第2伝熱板25はそれぞれ、コア10を構成する材料の熱伝導率より高い熱伝導率を有する材料から形成される。具体的に、第1伝熱板20及び第2伝熱板25はそれぞれ、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、銅合金、又はアルミニウム合金から形成される。また、第1伝熱板20を構成する材料と、第2伝熱板25を構成する材料とを、同一の材料又は異なる材料とすることもできる。また、第1伝熱板20及び第2伝熱板25はそれぞれ、Cuの熱伝導率よりも大きな熱伝導率を有する銀(Ag)から形成することができる。また、第1伝熱板20及び第2伝熱板25はそれぞれ、異方性が大きいと共に、面内伝導率がCuより大きいカーボン(C)から形成することもできる。
(First heat transfer plate 20 and second heat transfer plate 25)
The first heat transfer plate 20 and the second heat transfer plate 25 as the heat transfer plates are each formed from a material having a higher thermal conductivity than the thermal conductivity of the material constituting the core 10. Specifically, the first heat transfer plate 20 and the second heat transfer plate 25 are each formed from copper (Cu), aluminum (Al), a copper alloy, or an aluminum alloy. Moreover, the material which comprises the 1st heat exchanger plate 20, and the material which comprises the 2nd heat exchanger plate 25 can also be made into the same material or a different material. The first heat transfer plate 20 and the second heat transfer plate 25 can each be formed from silver (Ag) having a thermal conductivity larger than that of Cu. Further, the first heat transfer plate 20 and the second heat transfer plate 25 can each be formed of carbon (C) having a large anisotropy and an in-plane conductivity larger than Cu.

(放熱板1の製造方法)
図2Aは、本発明の第1の実施の形態に係る放熱板の製造工程の一部を示し、図2Bは、本発明の第1の実施の形態に係る放熱板の製造直前の構造の一例を示す。
(Manufacturing method of heat sink 1)
FIG. 2A shows a part of the manufacturing process of the heat sink according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2B shows an example of the structure immediately before the manufacturing of the heat sink according to the first embodiment of the present invention. Indicates.

まず、図2Aを参照する。第1伝熱板20となる材料からなるシートの第1伝熱板用シートコイル200と、第2伝熱板25となる材料からなるシートの第2伝熱板用シートコイル250と、コア10となるコア材100を巻き合わせたコイルとを準備する。そして、第1伝熱板用シートコイル200及び第2伝熱板用シートコイル250から第1伝熱板用シート及び第2伝熱板用シートを引き出すと共に、コア材100を引き出す。次に、圧延ロール300によって、コア材100の一方の面に第1伝熱板用シートを接合すると共に、コア材100の他方の面に第2伝熱板用シートを接合する。これにより、放熱シート2が製造される。そして、製造した放熱シート2を所定の形状に切り出すことにより、第1の実施の形態に係る放熱板1を製造する。   First, refer to FIG. 2A. A sheet coil 200 for a first heat transfer plate made of a material to be the first heat transfer plate 20, a sheet coil 250 for a second heat transfer plate made of a material to be the second heat transfer plate 25, and the core 10 A coil around which the core material 100 is wound is prepared. Then, the first heat transfer plate sheet and the second heat transfer plate sheet are pulled out from the first heat transfer plate sheet coil 200 and the second heat transfer plate sheet coil 250, and the core material 100 is pulled out. Next, the first heat transfer plate sheet is bonded to one surface of the core material 100 by the rolling roll 300 and the second heat transfer plate sheet is bonded to the other surface of the core material 100. Thereby, the thermal radiation sheet 2 is manufactured. And the heat sink 1 which concerns on 1st Embodiment is manufactured by cutting out the manufactured heat-radiation sheet 2 to a defined shape.

なお、コア材100の一方の面及び他方の面に表面処理を施すことができる。例えば、ワイヤーブラシ等を用い、コア材100の一方の面及び他方の面に微細な凹凸を形成する。これにより、コア材100の一方の面及び他方の面に新生面が形成され、コア材100と第1伝熱板用シート及び第2伝熱板用シートとの間の接合性を向上させることができる。   In addition, surface treatment can be performed on one surface and the other surface of the core material 100. For example, a fine unevenness is formed on one surface and the other surface of the core material 100 using a wire brush or the like. Thereby, a new surface is formed on one surface and the other surface of the core material 100, and the bondability between the core material 100 and the first heat transfer plate sheet and the second heat transfer plate sheet can be improved. it can.

ここで、圧延ロール300による圧延は、冷間クラッド圧延、又は温間クラッド圧延を採用する。全体で、40%以上55%以下のリダクション圧下率を第1伝熱板用シートコイルから引き出されたシートと第2伝熱板用シートコイルから引き出されたシートとに挟まれたコア材100に加える。この圧延により、コア材100が有する複数のストランド102に囲まれて形成される孔105内に、第1伝熱板用シートコイルから引き出されたシートを構成する材料、及び第2伝熱板用シートコイルから引き出されたシートを構成する材料が流動して侵入すると共に、両材料が孔105内において接合する。なお、当該接合部分は、リダクションとしては小さめであるが、大きく変形している部分であるので、両材料の新生面が表れ、両材料の新生面同士で接合する。また、両材料とコア材100の表面とが接合する。続いて、圧延ロール300による圧延後、所定の雰囲気下、600℃以上800℃以下の温度で拡散熱処理を施すことにより、放熱シート2を製造する。拡散熱処理を施すことにより、両材料とコア材100の表面との間で、異種金属同士(すなわち、両材料を構成する金属とコア材100を構成する金属)が混ざり合うことにより両材料とコア材100との間の接合性が向上する。すなわち、拡散熱処理を施すことにより、両材料とコア材100との間において拡散接合が進行する。   Here, the rolling by the rolling roll 300 employs cold clad rolling or warm clad rolling. As a whole, the core material 100 sandwiched between the sheet drawn from the first heat transfer plate sheet coil and the sheet drawn from the second heat transfer plate sheet coil has a reduction reduction ratio of 40% to 55%. Add. By this rolling, the material constituting the sheet drawn from the sheet coil for the first heat transfer plate and the second heat transfer plate for the hole 105 formed by being surrounded by the plurality of strands 102 of the core material 100 The material constituting the sheet drawn out from the sheet coil flows and enters, and both materials are joined in the hole 105. In addition, although the said junction part is small as a reduction | restoration, since it is a part which has deform | transformed greatly, the new surface of both materials appears, and the new surfaces of both materials join. Moreover, both materials and the surface of the core material 100 are joined. Then, after rolling with the rolling roll 300, the heat radiation sheet 2 is manufactured by performing a diffusion heat treatment at a temperature of 600 ° C. or higher and 800 ° C. or lower in a predetermined atmosphere. By performing the diffusion heat treatment, the dissimilar metals (that is, the metal composing both materials and the metal composing the core material 100) are mixed between the two materials and the surface of the core material 100, whereby both the material and the core are mixed. Bondability with the material 100 is improved. That is, by performing diffusion heat treatment, diffusion bonding proceeds between both materials and the core material 100.

図2Bは、圧延ロール300によって圧延される前の第1伝熱板用シートコイルから引き出されたシートと、第2伝熱板用シートコイルから引き出されたシートと、コア材100との位置関係を示す。すなわち、コア材100は、第1伝熱板用シートコイル200から引き出したシートと第2伝熱板用シートコイル250から引き出されたシートとによって挟まれた位置に配置される。そして、圧延ロール300によって、コア面100aと第1伝熱板用シートコイル200から引き出したシートと、コア面100aに対向するコア面と第2伝熱板用シートコイル250から引き出したシートとが接合して放熱シート2となる。   2B shows the positional relationship between the core material 100 and the sheet drawn from the sheet coil for the first heat transfer plate before being rolled by the rolling roll 300, the sheet drawn from the sheet coil for the second heat transfer plate, and FIG. Indicates. That is, the core material 100 is disposed at a position sandwiched between the sheet drawn from the first heat transfer plate sheet coil 200 and the sheet drawn from the second heat transfer plate sheet coil 250. And the sheet pulled out from the core surface 100a and the first heat transfer plate sheet coil 200 by the rolling roll 300, the core surface facing the core surface 100a, and the sheet pulled out from the second heat transfer plate sheet coil 250. The heat radiating sheet 2 is joined.

(コア材100の詳細)
図3(a)は、本発明の第1の実施の形態に係るコア材の上面の概要を示し、(b)は、図3(a)のB−B断面の概要を示す。
(Details of core material 100)
Fig.3 (a) shows the outline | summary of the upper surface of the core material which concerns on the 1st Embodiment of this invention, (b) shows the outline | summary of the BB cross section of Fig.3 (a).

コア材100は、複数のストランド102と、複数のストランド102に包囲されて形成される孔105とを備える。一の孔105を形成する複数のストランド102は連続して一体となっている。そして、複数のストランド102の表面によってコア面100aと、コア面100aに対向するコア面100bとが形成される。更に、孔105は、孔105の孔軸105aが、コア面100a及びコア面100bに対して垂直に形成される。すなわち、コア面100aの法線及びコア面100bの法線と、孔軸105aが向く方向とは一致する。   The core material 100 includes a plurality of strands 102 and holes 105 that are surrounded by the plurality of strands 102. A plurality of strands 102 forming one hole 105 are continuously integrated. And the core surface 100a and the core surface 100b facing the core surface 100a are formed by the surface of the some strand 102. FIG. Further, the hole 105 is formed such that the hole axis 105a of the hole 105 is perpendicular to the core surface 100a and the core surface 100b. That is, the normal of the core surface 100a and the normal of the core surface 100b coincide with the direction in which the hole axis 105a faces.

コア材100が備える複数の孔105は、一の孔105に対して、6つの他の孔105が隣接した配列が繰り返されて設けられる。具体的に、複数の孔105は、ハニカム状に設けられる。複数の孔105のそれぞれは、上面視にて略六角形状(あるいは、亀甲形状)に形成される。なお、本実施の形態の変形例においては、複数の孔105のそれぞれを、上面視にて四角形状に形成することもできる。本実施の形態においては、例えば、65%以上の大きな開口率を有するコア材100を用いる。   The plurality of holes 105 provided in the core material 100 are provided by repeating an arrangement in which six other holes 105 are adjacent to one hole 105. Specifically, the plurality of holes 105 are provided in a honeycomb shape. Each of the plurality of holes 105 is formed in a substantially hexagonal shape (or turtle shell shape) when viewed from above. In the modification of the present embodiment, each of the plurality of holes 105 can be formed in a square shape when viewed from above. In the present embodiment, for example, the core material 100 having a large aperture ratio of 65% or more is used.

図4(a)は、本発明の第1の実施の形態に係るコア材の孔の部分拡大図を示し、図4(b)は、図4(a)のb−b断面を示す。   Fig.4 (a) shows the elements on larger scale of the hole of the core material which concerns on the 1st Embodiment of this invention, FIG.4 (b) shows the bb cross section of Fig.4 (a).

図4(a)において、一の孔105と一の孔105に隣接する他の孔との間隔(以下、「第1の方向の孔ピッチ」又は後述する「切断刃52の幅に沿った方向の孔ピッチ」という場合がある)をLWとする。また、コア材100の板厚をWとする。この場合、本実施の形態に係るコア材100においては、LWの値がWの値以上に形成される。なお、図4(b)中、Tは、コア材100の原材料である平板の板厚である。また、第2の方向の孔ピッチ、すなわち、第1の方向(切断刃52の幅に沿った方向)に対して垂直な方向の孔ピッチをSWとする。なお、Bはボンド長を示す。ここで、本実施の形態に係るコア材100は、一例として、LWの値がWの値以上の形状を有する。例えば、LWとWとの比LW/Wを3以下、好ましくは1以上3以下にしたコア材100とすることができる。また、一例として、板厚Wを孔105のサイズ以下にすることを目的として、1mm以下の板厚Tを有する平板を用いることができる。   In FIG. 4A, the interval between one hole 105 and another hole adjacent to the one hole 105 (hereinafter referred to as “hole pitch in the first direction” or “direction along the width of the cutting blade 52, which will be described later). LW) in some cases. The plate thickness of the core material 100 is W. In this case, in the core material 100 according to the present embodiment, the LW value is formed to be equal to or greater than the W value. In FIG. 4B, T is the thickness of a flat plate that is a raw material of the core material 100. Also, SW is the hole pitch in the second direction, that is, the hole pitch in the direction perpendicular to the first direction (the direction along the width of the cutting blade 52). B represents the bond length. Here, as an example, core material 100 according to the present embodiment has a shape in which the value of LW is equal to or greater than the value of W. For example, the core material 100 in which the LW / W ratio LW / W is 3 or less, preferably 1 or more and 3 or less can be obtained. As an example, a flat plate having a thickness T of 1 mm or less can be used for the purpose of making the thickness W equal to or less than the size of the hole 105.

(コア材100の製造方法)
図5A及びBは、本発明の第1の実施の形態に係るコア材の製造方法の概要を示し、図5Cは、第1の実施の形態に係るコア材の製造に用いる原材料の流れの概要を示し、図5Dは、第1の実施の形態に係るコア材の製造に用いる下刃の斜視図を示す。
(Manufacturing method of core material 100)
5A and 5B show the outline of the manufacturing method of the core material according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5C shows the outline of the flow of raw materials used for the manufacture of the core material according to the first embodiment. FIG. 5D is a perspective view of the lower blade used for manufacturing the core material according to the first embodiment.

具体的に、図5Aは、プレス上死点位置であって、プレス加工工程直前の概要を示す。また、図5Bは、プレス下死点位置であって、プレス加工工程直後の状態の成形体と圧縮工程を経て製造されたコア材100とを示す。   Specifically, FIG. 5A shows the outline of the press top dead center position immediately before the press working step. FIG. 5B shows the molded body in the state immediately after the pressing process at the press bottom dead center position and the core material 100 manufactured through the compression process.

本実施の形態に係るコア材100の製造に用いるコア材製造装置3は、図5Aに示すように、コア材100の原料である平板5をコア材製造装置3に供給する斜め供給ロール30と、供給された平板5に対して切断及びプレス加工を施すプレス成形部42及び下刃50と、切断及びプレス加工が施された成形体に曲げ加工を施す曲げ成形部60及び曲げ冶具65と、曲げ加工が施された成形体に対して圧縮成形を施す平滑圧縮プレス部44と、曲げ加工が施された成形体を平滑圧縮プレス部44に供給するコマ送りガイド冶具70とを備える。また、プレス成形部42及び平滑圧縮プレス部44はダイセット上板40に保持され、下刃50及び曲げ成形部60はダイセット下部45に設置される。   As shown in FIG. 5A, the core material manufacturing apparatus 3 used for manufacturing the core material 100 according to the present embodiment includes an oblique supply roll 30 that supplies a flat plate 5 that is a raw material of the core material 100 to the core material manufacturing apparatus 3. , A press forming part 42 and a lower blade 50 for cutting and pressing the supplied flat plate 5, a bending part 60 and a bending jig 65 for bending the formed body subjected to the cutting and pressing, A smooth compression press unit 44 that performs compression molding on the molded body that has been subjected to the bending process, and a frame feed guide jig 70 that supplies the molded body that has been subjected to the bending process to the smooth compression press unit 44 are provided. Further, the press molding part 42 and the smooth compression press part 44 are held by the die set upper plate 40, and the lower blade 50 and the bending molding part 60 are installed in the die set lower part 45.

本実施の形態において、プレス成形部42及び平滑圧縮プレス部44は、ダイセット上板40の稼働に応じてコア材製造装置3に供給される平板5の表面の法線方向、つまり、上下方向に稼働する。特に、本実施の形態に係るプレス成形部42は、上下方向にだけ動作して、平板5のコア材製造装置3への供給方向、及び上下方向の双方に垂直な方向(図5Aの紙面の法線方向)には稼働させない。   In the present embodiment, the press molding unit 42 and the smooth compression press unit 44 are in the normal direction of the surface of the flat plate 5 supplied to the core material manufacturing apparatus 3 in accordance with the operation of the die set upper plate 40, that is, the vertical direction. To work. In particular, the press molding unit 42 according to the present embodiment operates only in the vertical direction, and is perpendicular to both the supply direction of the flat plate 5 to the core material manufacturing apparatus 3 and the vertical direction (on the paper surface of FIG. 5A). Do not operate in the normal direction.

コア材製造装置3は、ダイセット下部45に対してダイセット上板40を高速で、かつ断続的に押し当てることにより平板5に対して切断加工、プレス加工、及び平滑圧縮加工を施して、本実施の形態に係るコア材100を製造する。以下、具体的に説明する。なお、以下の説明において、本実施の形態に係るコア材100を、「ファインポアメタル」と称する場合がある。   The core material manufacturing apparatus 3 performs a cutting process, a pressing process, and a smooth compression process on the flat plate 5 by pressing the die set upper plate 40 against the die set lower part 45 at high speed and intermittently. The core material 100 according to the present embodiment is manufactured. This will be specifically described below. In the following description, the core material 100 according to the present embodiment may be referred to as “fine pore metal”.

(平板供給工程)
まず、コア材100の材料である平板5(例えば、無垢の平板コイル)を、斜め供給ロール30を介して下刃50の長手方向に対して傾けて、プレス成形部42及び下刃50に向けて断続的に供給する。具体的には、図5Cに示すように、後述するプレス成形部42及び下刃50によって複数の切れ目が形成される切断位置400に対して角度αだけ平板5の長手方向を傾けて、平板5をコア材製造装置3に供給する。平板5は、切断位置400に対して角度αだけ傾いた供給方向420に沿ってコア材製造装置3に供給されることとなる(図5C)。また、平板5は、プレス成形部42が平板5の一方の面に押し当てられる周期(以下、「切断周期」という)に同期した送りストロークでコア材製造装置3に供給される。
(Flat plate supply process)
First, the flat plate 5 (for example, a solid flat plate coil) that is a material of the core material 100 is tilted with respect to the longitudinal direction of the lower blade 50 via the oblique supply roll 30, and directed toward the press forming portion 42 and the lower blade 50. Supply intermittently. Specifically, as shown in FIG. 5C, the longitudinal direction of the flat plate 5 is inclined by an angle α with respect to a cutting position 400 where a plurality of cuts are formed by the press forming portion 42 and the lower blade 50 described later. Is supplied to the core material manufacturing apparatus 3. The flat plate 5 is supplied to the core material manufacturing apparatus 3 along the supply direction 420 inclined by the angle α with respect to the cutting position 400 (FIG. 5C). Further, the flat plate 5 is supplied to the core material manufacturing apparatus 3 with a feed stroke synchronized with a cycle (hereinafter referred to as “cutting cycle”) in which the press-molded portion 42 is pressed against one surface of the flat plate 5.

ここで、角度αは、以下の式から算出される角度とする。   Here, the angle α is an angle calculated from the following equation.

Figure 2010118651
Figure 2010118651

また、平板5をコア材製造装置3に供給する速度(送り速度)は、プレスの1ストロークあたり、以下の式で規定される速度とする。すなわち、本実施の形態において送り速度は、切断周期と同期させる。なお、プレスとは、プレス成形部42を下刃50に押し当てて平板5の一部を切断することを示しており、プレス成形部42を下刃50に押し当てるときに平板5のコア材製造装置3に対する送り速度は略ゼロとなり、プレス成形部42を下刃50から離すときに、平板5のコア材製造装置3に対する送り速度が以下の式で規定される速度となる。   Moreover, the speed | rate (feeding speed) which supplies the flat plate 5 to the core material manufacturing apparatus 3 shall be the speed prescribed | regulated by the following formula | equation per 1 stroke of a press. That is, in this embodiment, the feed rate is synchronized with the cutting cycle. The press indicates that the press molding portion 42 is pressed against the lower blade 50 to cut a part of the flat plate 5, and the core material of the flat plate 5 is pressed when the press molding portion 42 is pressed against the lower blade 50. The feed speed to the manufacturing apparatus 3 is substantially zero, and when the press forming portion 42 is separated from the lower blade 50, the feed speed of the flat plate 5 to the core material manufacturing apparatus 3 is a speed defined by the following expression.

Figure 2010118651
Figure 2010118651

なお、「数2」において「W」は、コア材製造装置3に平板5を供給する場合における、平板5の1ストロークあたりの送り幅である。すなわち、平板5には、図5Aのように「W」ごとに切れ目が形成されることとなり、「W」は、平板5の刻み幅に該当する。   In “Equation 2”, “W” is a feed width per stroke of the flat plate 5 when the flat plate 5 is supplied to the core material manufacturing apparatus 3. That is, a cut is formed in the flat plate 5 for each “W” as shown in FIG. 5A, and “W” corresponds to the step width of the flat plate 5.

(切断工程及びプレス加工工程)
次に、プレス成形部42と下刃50との間に供給された平板5は、平板5の一方の面が下刃50で支持され、平板5の他方の面側からプレス成形部42が押し当てられる(図5B)。これにより、平板5に複数の切れ目が形成される(切断工程)。そして、プレス成形部42は、複数の切れ目の形成と同時に、複数の切れ目に対してプレス加工を施して、複数の切れ目から複数の斜め孔を有する成形体を形成する(プレス加工工程)。成形体の複数の段部7の角部分の接線が、成形体表面8となる。なお、本実施の形態において斜め孔とは、成形体の表面に対して孔軸が傾いている孔をいう。また、「同時に」とは、「一連の」、又は「連続して」という意味である。
(Cutting process and pressing process)
Next, the flat plate 5 supplied between the press forming part 42 and the lower blade 50 is supported by the lower blade 50 on one surface of the flat plate 5, and the press forming unit 42 presses from the other surface side of the flat plate 5. Applied (FIG. 5B). Thereby, a several cut | interruption is formed in the flat plate 5 (cutting process). And the press molding part 42 performs a press process with respect to a some cut simultaneously with formation of a some cut, and forms the molded object which has a some diagonal hole from a some cut (press work process). Tangent lines of corner portions of the plurality of step portions 7 of the molded body become the molded body surface 8. In the present embodiment, the oblique hole means a hole whose hole axis is inclined with respect to the surface of the molded body. Further, “simultaneously” means “a series” or “sequentially”.

また、本実施の形態の変形例において、切断工程及びプレス加工工程は、以下のように実施することもできる。すなわち、まず切断工程において平板5に複数の切れ目を形成する。そして、複数の切れ目を形成した時点で、製造工程をいったん停止する(停止工程)。続いて、プレス加工工程を実施することもできる。また、更に他の変形例においては、多段階の切断動作を含んだ切断工程とすることもできる。   Moreover, in the modification of this Embodiment, a cutting process and a press work process can also be implemented as follows. That is, first, a plurality of cuts are formed in the flat plate 5 in the cutting process. And a manufacturing process is once stopped at the time of forming several cut | interruptions (stop process). Subsequently, a pressing process can be performed. In still another modification, a cutting process including a multi-stage cutting operation can be used.

具体的に、本実施の形態に係るプレス成形部42は、波形形状の波刃42aを有する。一方、下刃50は、図5Dに示すように、複数の切れ目を平板5に形成する切断刃52と、切断刃52に隣接して設けられ、複数の切れ目の部分のそれぞれにプレス加工を施す略波形の加工型部54とを有する。すなわち、下刃50の上端は、切断刃52と加工型部54とが連続して配置された形状を有する。   Specifically, the press forming part 42 according to the present embodiment has a wave-shaped wave blade 42a. On the other hand, as shown in FIG. 5D, the lower blade 50 is provided adjacent to the cutting blade 52 that forms a plurality of cuts in the flat plate 5 and the cutting blade 52, and presses each of the plurality of cut portions. And a processing part 54 having a substantially waveform. That is, the upper end of the lower blade 50 has a shape in which the cutting blade 52 and the machining die portion 54 are continuously arranged.

切断工程及びプレス工程をより詳細に説明する。まず、プレス成形部42と下刃50との間に供給された平板5は、プレス成形部42の波刃42aと下刃50の切断刃52とによって断続的な複数の切れ目が形成される(例えば、平板5に千鳥状の切れ目が形成される)。すなわち、波刃42aが切断刃52に向けて押し当てられることにより、平板5に複数の切れ目が形成される。そして、波刃42aと加工型部54である精密加工型部とによって精密プレス加工(例えば、精密波形加工)が複数の切れ目のそれぞれの部分に施される。つまり、波刃42aが加工型部54に向けて押し当てられることにより、複数の切れ目のそれぞれから千鳥状に斜め孔が形成される。これにより、平板5の板厚に対して短いピッチで配列する斜め孔を有する成形体が形成される。一例として、当該ピッチに対する平板5の板厚の比は2〜3程度にすることができ、この場合、当該ピッチを板厚に近づけることができる。斜め孔が形成された成形体は、プレス成形部42及び下刃50から、プレス成形部42の稼働方向に対して斜めの方向に搬送される。なお、切断刃52の幅に沿った方向の孔ピッチ、及び切断刃52の幅に沿った方向に対して垂直な方向の孔ピッチは、切断工程の直後においては切断刃52の凹凸のピッチと略同一であり、プレス工程後においては切断刃52の凹凸のピッチとは異なるピッチとなる。   The cutting process and the pressing process will be described in more detail. First, in the flat plate 5 supplied between the press forming part 42 and the lower blade 50, a plurality of intermittent cuts are formed by the wave blade 42a of the press forming part 42 and the cutting blade 52 of the lower blade 50 ( For example, staggered cuts are formed on the flat plate 5). That is, the wave blade 42 a is pressed toward the cutting blade 52, thereby forming a plurality of cuts on the flat plate 5. And the precision press work (for example, precise waveform processing) is given to each part of a plurality of cuts by wave cutting edge 42a and the precision processing die part which is processing die part 54. That is, when the wave blades 42a are pressed toward the machining die portion 54, diagonal holes are formed in a staggered pattern from each of the plurality of cuts. Thereby, the molded object which has the diagonal hole arranged with a short pitch with respect to the plate | board thickness of the flat plate 5 is formed. As an example, the ratio of the plate thickness of the flat plate 5 to the pitch can be about 2 to 3, and in this case, the pitch can be made close to the plate thickness. The formed body in which the oblique holes are formed is conveyed from the press forming part 42 and the lower blade 50 in a direction oblique to the operation direction of the press forming part 42. It should be noted that the hole pitch in the direction along the width of the cutting blade 52 and the hole pitch in the direction perpendicular to the direction along the width of the cutting blade 52 are the pitch of the unevenness of the cutting blade 52 immediately after the cutting step. The pitch is substantially the same, and after the pressing process, the pitch is different from the uneven pitch of the cutting blade 52.

本実施の形態に係る下刃50は、切断刃52と加工型部54とを有しているので、切断及びプレス加工は平板5に対して同時に施される。切断工程及びプレス加工工程を経ると、平板5は複数の斜め孔を有する成形体となる。当該成形体は、図5Cに示すように、搬送方向422に沿って曲げ成形部60に供給される。すなわち、本実施の形態においては、平板5のコア材板製造装置3に対する供給方向420は、切断位置400において供給方向420とは異なる方向の搬送方向422へと変化する。   Since the lower blade 50 according to the present embodiment includes the cutting blade 52 and the processing die portion 54, the cutting and pressing are simultaneously performed on the flat plate 5. After going through the cutting process and the pressing process, the flat plate 5 becomes a molded body having a plurality of oblique holes. As shown in FIG. 5C, the molded body is supplied to the bending molding unit 60 along the conveyance direction 422. That is, in the present embodiment, the supply direction 420 of the flat plate 5 with respect to the core material plate manufacturing apparatus 3 changes to a transport direction 422 in a direction different from the supply direction 420 at the cutting position 400.

ここで、搬送方向422は、図5Cに示すように、切断位置400に対して角度βだけ傾いている。角度βは、次の式で規定される。   Here, the conveyance direction 422 is inclined by an angle β with respect to the cutting position 400 as shown in FIG. 5C. The angle β is defined by the following equation.

Figure 2010118651
Figure 2010118651

(曲げ加工工程)
次に、曲げ成形部60と曲げ冶具65との間に成形体を通すことにより、成形体に曲げ加工を施して、斜め孔の孔軸方向を修正する(曲げ加工工程)。すなわち、曲げ成形部60と曲げ冶具65とによって切断工程及びプレス加工工程を経た成形体に対して曲げ加工を施すことにより、複数の斜め孔の孔軸を一の方向に揃える。具体的には、複数の斜め孔の孔軸を、後述する平滑圧縮プレス部44の稼働方向に沿った方向に揃える。すなわち、曲げ冶具65によって成形体が曲げ成形部60に押しつけられつつ搬送方向422に沿って搬送されるにつれ、成形体の斜め孔の孔軸は、搬送方向422に対して徐々に回転させられる。そして、切断工程及びプレス加工工程を経た直後の孔軸に対して斜め孔の孔軸が略90°回転させられた成形体が、平滑圧縮プレス部44に供給される。
(Bending process)
Next, by passing the molded body between the bending molded part 60 and the bending jig 65, the molded body is bent to correct the hole axial direction of the oblique holes (bending process). That is, by bending the molded body that has undergone the cutting process and the pressing process by the bending part 60 and the bending jig 65, the hole axes of the plurality of oblique holes are aligned in one direction. Specifically, the hole axes of the plurality of oblique holes are aligned in a direction along the operation direction of the smooth compression press unit 44 described later. That is, as the molded body is conveyed along the conveying direction 422 while being pressed against the bending portion 60 by the bending jig 65, the hole axis of the oblique holes of the molded body is gradually rotated with respect to the conveying direction 422. Then, a molded body in which the hole shaft of the oblique hole is rotated by approximately 90 ° with respect to the hole shaft immediately after the cutting process and the press working process is supplied to the smooth compression press unit 44.

なお、複数の斜め孔の孔軸の方向が揃った状態の成形体は、平滑圧縮プレス部44にコマ送りガイド冶具70によって供給される。すなわち、当該成形体は、平滑圧縮プレス部44に「一コマ」ずつ供給される。ここで、「一コマ」とは、当該成形体が有する複数の斜め孔が直線状に一列に配列している部分を一単位としたものをいう。   The formed body in which the directions of the hole axes of the plurality of oblique holes are aligned is supplied to the smooth compression press unit 44 by the frame feed guide jig 70. That is, the compact is supplied to the smooth compression press unit 44 “one frame” at a time. Here, “one frame” refers to a unit in which a portion where a plurality of oblique holes of the molded body are arranged in a line in a straight line.

(圧縮工程)
次に、コマ送りガイド冶具70によって平滑圧縮プレス部44に一コマずつ供給された成形体は、当該成形体の孔の孔軸に沿った方向、すなわち、当該孔軸に水平な方向に沿って上下動する平滑圧縮プレス部44によって圧縮成形される(圧縮工程、図5B)。圧縮成形は、平滑圧縮プレス部44と受け部45aとの間に搬送された成形体の段付部1aに対して施す。これにより、板厚が「W」であるコア材100が製造される。なお、本実施の形態において、コア材100の板厚「W」は、プレス成形部42及び下刃50に平板5が供給される送り幅に一致する。
(Compression process)
Next, the molded body supplied to the smooth compression press unit 44 frame by frame by the frame feed guide jig 70 is along the direction along the hole axis of the hole of the molded body, that is, along the direction horizontal to the hole axis. It is compression-molded by the smooth compression press part 44 which moves up and down (compression process, FIG. 5B). The compression molding is performed on the stepped portion 1a of the molded body conveyed between the smooth compression press portion 44 and the receiving portion 45a. Thereby, the core material 100 whose plate | board thickness is "W" is manufactured. In the present embodiment, the plate thickness “W” of the core material 100 coincides with the feed width at which the flat plate 5 is supplied to the press-forming portion 42 and the lower blade 50.

続いて、コア面100aに対して垂直な孔軸を有する複数の孔105が形成されたコア材100は、搬出方向424に沿ってコア材製造装置3の外部に搬出される(図5C)。段付部100cが圧縮成形されることにより、コア材製造装置3から搬出されるコア材100は、平滑な表面であるコア面100a及びコア面100bを有することとなる。ここで、コア面100bはコア面100aに対向する面である。なお、平滑圧縮プレス部44が成形体に圧縮成形を施す位置である圧縮プレス位置410からコア材100がコア材製造装置3の外部に搬出される場合に、搬出方向424は、圧縮プレス位置410に対して角度γだけ変化する。なお、角度γは、コア材100の原材料である平板5の材質、複数の孔105の形状等により変化する。   Subsequently, the core material 100 in which a plurality of holes 105 having a hole axis perpendicular to the core surface 100a is formed is carried out of the core material manufacturing apparatus 3 along the carry-out direction 424 (FIG. 5C). When the stepped portion 100c is compression-molded, the core material 100 unloaded from the core material manufacturing apparatus 3 has a core surface 100a and a core surface 100b that are smooth surfaces. Here, the core surface 100b is a surface facing the core surface 100a. In addition, when the core material 100 is carried out of the core material manufacturing apparatus 3 from the compression press position 410 where the smooth compression press unit 44 compresses the molded body, the unloading direction 424 is the compression press position 410. Changes by an angle γ. Note that the angle γ varies depending on the material of the flat plate 5 that is a raw material of the core material 100, the shapes of the plurality of holes 105, and the like.

(変形例)
第1の実施の形態に係るコア材100の製造方法の変形例では、プレス成形部42の稼働方向を、上下方向のみならず、プレス成形部42を下刃50に押し当てるごとに、プレス成形部42を、図5Aの紙面の法線方向(横方向)に半ピッチずらして稼働させることもできる。この場合、プレス成形部42及び下刃50の双方をプレス成形部42の稼働方向に対して垂直方向に往復動作させる。すなわち、プレス成形部42を下刃50に対して、かつ、下刃50をプレス成形部42に対して半ピッチ毎、ずらしてプレスする。そして、下刃50の構造を、プレス成形部42の横方向の稼働に応じることのできる形状にすることにより、平板5に形成される複数の切れ目の方向を、成形体の方向に合わせることができる。
(Modification)
In the modified example of the manufacturing method of the core material 100 according to the first embodiment, the press molding unit 42 is pressed not only in the vertical direction but also every time the press molding unit 42 is pressed against the lower blade 50. The unit 42 can also be operated with a half-pitch shift in the normal direction (lateral direction) of the paper surface of FIG. 5A. In this case, both the press molding part 42 and the lower blade 50 are reciprocated in a direction perpendicular to the operation direction of the press molding part 42. That is, the press molding part 42 is pressed with respect to the lower blade 50, and the lower blade 50 is pressed with respect to the press molding part 42 while being shifted every half pitch. And by making the structure of the lower blade 50 into a shape that can respond to the operation in the lateral direction of the press molding part 42, the direction of the plurality of cuts formed in the flat plate 5 can be matched with the direction of the molded body. it can.

(放熱板の特性及び断面構成)
インバー材からなるコア10と、銅からなる第1伝熱板20及び銅からなる第2伝熱板25を備える放熱板1の熱伝導率及び熱膨張係数は、コア10、第1伝熱板20、及び第2伝熱板25のそれぞれの熱伝導率の値、熱膨張係数の値から計算できる。
(Characteristics and cross-sectional configuration of heat sink)
The thermal conductivity and thermal expansion coefficient of the heat sink 1 including the core 10 made of Invar material, the first heat transfer plate 20 made of copper, and the second heat transfer plate 25 made of copper are the core 10, the first heat transfer plate. 20 and the values of the thermal conductivity and thermal expansion coefficient of the second heat transfer plate 25 can be calculated.

まず、孔10を有さないコア(無垢のクラッド材)を用いた場合、当該コアの表面に銅を接合した放熱板(以下、「Cu/Inver/Cu材(CIC材)」という)の熱伝導率は、板面方向においては以下の「数4」の式で、板厚方向においては以下の「数5」の式で表される。   First, when a core (solid clad material) having no holes 10 is used, the heat of a heat sink (hereinafter referred to as “Cu / Inver / Cu material (CIC material)”) in which copper is bonded to the surface of the core. The conductivity is expressed by the following “Equation 4” in the plate surface direction and by the following “Equation 5” in the plate thickness direction.

Figure 2010118651
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Figure 2010118651
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また、第1の実施の形態に係る放熱板1の場合、放熱板1の板厚方向の熱伝導率は、以下の「数6」の式で表わされる。   In the case of the heat radiating plate 1 according to the first embodiment, the thermal conductivity in the thickness direction of the heat radiating plate 1 is expressed by the following equation (6).

Figure 2010118651
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なお、「数4」の式ないし「数6」の式において、λ1は、コアの熱伝導率であり、λ2は、銅の熱伝導率である。また、f1は、コアの断面比率(Inverの断面比率、以下、「Inver比」という場合がある)であり、f2は、銅の断面比率である。そして、Л1は、コアの厚さ(Inverの厚さ)であり、Л2は、表面の銅層(すなわち、第1伝熱板及び第2伝熱板)の厚さである。更に、ηは、銅の貫通率(コアの孔内の銅の断面比率)である。銅の貫通率ηは、例えば、放熱板1を上面視した場合に、孔15の最大径を、ストランド12の幅と孔15の最大径との合計値によって除算することにより、近似的に求めることができる。例えば、貫通率ηが0%の場合は、CIC材であることを指す。なお、コアの断面比率f1及び銅の断面比率f2は、以下の「数7」の式及び「数8」の式から求めることができる。   In addition, in the equations of “Equation 4” to “Equation 6”, λ1 is the thermal conductivity of the core, and λ2 is the thermal conductivity of copper. Further, f1 is a cross-sectional ratio of the core (Inver's cross-sectional ratio, hereinafter may be referred to as “Inver ratio”), and f2 is a cross-sectional ratio of copper. Л1 is the thickness of the core (Inver thickness), and Л2 is the thickness of the copper layer on the surface (that is, the first heat transfer plate and the second heat transfer plate). Furthermore, η is the penetration rate of copper (cross-sectional ratio of copper in the core hole). For example, the copper penetration rate η is approximately obtained by dividing the maximum diameter of the hole 15 by the total value of the width of the strand 12 and the maximum diameter of the hole 15 when the heat sink 1 is viewed from above. be able to. For example, when the penetration rate η is 0%, it indicates a CIC material. In addition, the cross-sectional ratio f1 of the core and the cross-sectional ratio f2 of the copper can be obtained from the following formulas “Expression 7” and “Expression 8”.

Figure 2010118651
Figure 2010118651

Figure 2010118651
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更に、板面方向(すなわち、板厚方向に対して垂直な方向)の熱膨張係数は、コアを構成するインバー材(Inver材)のヤング率と銅のヤング率との付重平均値とすることができ、以下の「数9」で算出できる。なお、インバー材のヤング率は142GPaであり、銅のヤング率は136GPaである。ここで、「数9」において、ρ1は、インバー材の熱膨張係数であり、ρ2は、銅の熱膨張係数である。   Furthermore, the thermal expansion coefficient in the plate surface direction (that is, the direction perpendicular to the plate thickness direction) is a weighted average value of the Young's modulus of the invar material (Inver material) and the copper Young's modulus constituting the core. It can be calculated by the following “Equation 9”. The Invar material has a Young's modulus of 142 GPa and copper has a Young's modulus of 136 GPa. Here, in “Equation 9”, ρ1 is the thermal expansion coefficient of the Invar material, and ρ2 is the thermal expansion coefficient of copper.

Figure 2010118651
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図6は、本発明の第1の実施の形態に係る放熱板の熱伝導率と熱膨張係数との関係を示す。   FIG. 6 shows the relationship between the thermal conductivity and the thermal expansion coefficient of the heat sink according to the first embodiment of the present invention.

図6において、貫通率を「η」と表わすと共に、コアの断面比率を「Inver比」として表している。そして、各曲線状のマーキングは、各貫通率においてInver比の違いにより熱伝導率が変化することを表しており、Inver比が大きくなるにしたがって、熱伝導率が徐々に低下することが示されている。なお、Inver比が20%を超えて100%まで増加する領域においては、Inver比の増加に伴い、熱伝導率は緩やかに低下する。   In FIG. 6, the penetration rate is represented as “η” and the cross-sectional ratio of the core is represented as “Inver ratio”. Each curved marking indicates that the thermal conductivity changes due to the difference in the Inver ratio at each penetration rate, and it is shown that the thermal conductivity gradually decreases as the Inver ratio increases. ing. In the region where the Inver ratio increases from over 20% to 100%, the thermal conductivity gradually decreases as the Inver ratio increases.

具体的に、図6の左側(熱膨張係数が小さい値の側)から右側(熱膨張係数が大きい値の側)に向かって、Inver比は、100%、80%、71%、60%、50%、33%、25%、20%、5%の順になっている(図6には、一例として、η=20%の曲線上のInver比のマーキングのうち、Inver比が100%、71%、50%、及び20%の位置を示した)。Inver比の減少は、Inver比が減少していくにしたがって、コア10(インバー材)の厚さが放熱板1の板厚に対して徐々に減少していくことに対応する。   Specifically, the Inver ratio is 100%, 80%, 71%, 60% from the left side (the side where the thermal expansion coefficient is small) to the right side (the side where the thermal expansion coefficient is large) in FIG. 50%, 33%, 25%, 20%, 5% (in FIG. 6, as an example, among the markings of the Inver ratio on the curve of η = 20%, the Inver ratio is 100%, 71 %, 50% and 20% positions are indicated). The decrease in the Inver ratio corresponds to the thickness of the core 10 (invar material) gradually decreasing with respect to the thickness of the heat sink 1 as the Inver ratio decreases.

そして、例えば、貫通率ηが20%の場合、Inver比が25%あたりからInver比が20%あたりまで、Inver比が100%からInver比が25%までの間に比べて高い上昇率で熱伝導率が上昇する。そして、Inver比が20%からInver比が5%になると、急激に熱伝導率が上昇する。このような熱伝導率の変化は、貫通率が0%、40%、50%、60%、80%、及び90%のいずれの場合においても、略同様の傾向を示している。   For example, when the penetration rate η is 20%, the heat is increased at a higher rate than when the Inver ratio is around 25% to the Inver ratio is around 20%, and between the Inver ratio is 100% and the Inver ratio is 25%. Conductivity increases. When the Inver ratio is changed from 20% to 5%, the thermal conductivity is rapidly increased. Such a change in the thermal conductivity shows a substantially similar tendency when the penetration rate is 0%, 40%, 50%, 60%, 80%, and 90%.

図6は、「数4」の式ないし「数9」の式から、放熱板の熱伝導率λtと、熱膨張係数ρとの関係式を表した結果である。図6の横軸の熱膨張係数は、断面構成比率に略対応する。また、図6の縦軸の熱伝導率は、断面構成比率に応じて変化する。なお、断面構成比率とは、Inverの断面比率、及び銅の貫通率の双方を指す。   FIG. 6 shows the result of expressing the relational expression between the thermal conductivity λt of the heat sink and the thermal expansion coefficient ρ from the formulas “Equation 4” to “Equation 9”. The thermal expansion coefficient on the horizontal axis in FIG. 6 substantially corresponds to the cross-sectional configuration ratio. Further, the thermal conductivity on the vertical axis in FIG. 6 changes according to the cross-sectional configuration ratio. The cross-sectional configuration ratio refers to both the Inver cross-sectional ratio and the copper penetration rate.

無垢のクラッド材を用いて形成されるCIC材の場合、板面方向の熱伝導率は「数4」の式で表され、断面構成比率の変化に応じて直線的に変化する。一方、CIC材の板厚方向の熱伝導率は、「数5」の式で表される曲線状を沿って変化する。図6を参照すると分かるように、CIC材において、板厚方向の熱伝導率は、Inver比が20%以上になると急激に低下することが分かる。   In the case of a CIC material formed using a solid clad material, the thermal conductivity in the direction of the plate surface is expressed by an expression of “Equation 4” and changes linearly according to the change in the cross-sectional configuration ratio. On the other hand, the thermal conductivity in the plate thickness direction of the CIC material changes along a curved line represented by an expression of “Equation 5”. As can be seen from FIG. 6, in the CIC material, it can be seen that the thermal conductivity in the plate thickness direction rapidly decreases when the Inver ratio is 20% or more.

一方、本発明の第1の実施の形態に係るコア10を用いた放熱板1は、貫通率と断面構成比率との割合に応じて、「数4」の式で表される直線と、「数5」の式で表される曲線とによって包囲された領域内の任意の点に対応する値を採用できる。貫通率は、板厚方向の熱伝導率に応じて変化する。すなわち、貫通率が小さい場合に比べて貫通率が大きい方が、熱伝導率の大きな放熱板1が得られる。本実施の形態では、「数4」の式で表される直線と、「数5」の式で表される曲線とによって包囲された領域内において、「数4」の式で表される直線付近までの範囲(すなわち、当該直線状は除く)で、貫通率と断面構成比率とを決定できる。   On the other hand, the heat sink 1 using the core 10 according to the first embodiment of the present invention has a straight line represented by the formula of “Equation 4” according to the ratio of the penetration rate and the cross-sectional configuration ratio, A value corresponding to an arbitrary point in the region surrounded by the curve represented by the formula of “Equation 5” can be adopted. The penetration rate changes according to the thermal conductivity in the plate thickness direction. That is, the heat radiating plate 1 having a higher thermal conductivity is obtained when the penetration rate is higher than when the penetration rate is low. In the present embodiment, a straight line represented by the formula (4) in a region surrounded by the straight line represented by the formula (4) and the curve represented by the formula (5). In the range up to the vicinity (that is, excluding the linear shape), the penetration rate and the cross-sectional configuration ratio can be determined.

本発明の第1の実施の形態に係る放熱板1においては、板厚方向の熱伝導率を板面方向の熱伝導率に近づけることを目的として、例えば、「数4」の式で表される直線と、「数5」の式で表される曲線とによって包囲された領域内であって、貫通率ηが40%から60%程度の範囲内であって、Inver比が50%から70%程度の範囲内となる構成とすることができる。例えば、放熱板1の断面において、第1伝熱板20の厚さ、及び第2伝熱板25の厚さを薄くすることにより、板厚方向の熱伝導率を高くできる。   In the heat radiating plate 1 according to the first embodiment of the present invention, for example, the thermal conductivity in the plate thickness direction is approximated to the thermal conductivity in the plate surface direction, and is expressed by, for example, an expression of “Equation 4”. In the region surrounded by the straight line and the curve expressed by the formula (5), the penetration rate η is in the range of about 40% to 60%, and the Inver ratio is 50% to 70%. It can be set as the structure which becomes in the range of about%. For example, by reducing the thickness of the first heat transfer plate 20 and the thickness of the second heat transfer plate 25 in the cross section of the heat radiating plate 1, the thermal conductivity in the plate thickness direction can be increased.

なお、仮に、孔軸が板面に対して傾斜しているエキスパンドメタルを用いて放熱板を製造すると、孔内に第1伝熱板20及び第2伝熱板25を構成する材料が十分に侵入しない。したがって、この場合、本実施の形態に係る放熱板1と比べて板厚方向の熱伝導率が半減する。   In addition, if a heat sink is manufactured using an expanded metal whose hole axis is inclined with respect to the plate surface, the material constituting the first heat transfer plate 20 and the second heat transfer plate 25 is sufficiently contained in the hole. Does not invade. Therefore, in this case, the thermal conductivity in the plate thickness direction is halved compared to the heat radiating plate 1 according to the present embodiment.

(第1の実施の形態の効果)
本発明の第1の実施の形態に係る放熱板1においては、コア10は、コア10の板厚と同程度の微細な径の複数の孔15を有しており、コア10が有する複数の孔15の孔軸が放熱板1の表面に対して垂直方向を向いていると共に開口率を大きくできるので、複数の孔15内において第1伝熱板20と第2伝熱板25とが適切に接合する。すなわち、本実施の形態に係る孔15を形成すると、第1伝熱板20を構成する材料と第2伝熱板25を構成する材料とが接合する領域を増大させることができ、貫通率を大きくできる。これにより、本実施の形態によれば、板厚方向の熱伝導率が良好な放熱板1を提供できる。
(Effects of the first embodiment)
In the heat radiating plate 1 according to the first embodiment of the present invention, the core 10 has a plurality of holes 15 having a diameter as small as the thickness of the core 10, and the core 10 has a plurality of holes 15. Since the hole axis of the hole 15 is perpendicular to the surface of the heat radiating plate 1 and the aperture ratio can be increased, the first heat transfer plate 20 and the second heat transfer plate 25 are appropriate in the plurality of holes 15. To join. That is, when the hole 15 according to the present embodiment is formed, the region where the material constituting the first heat transfer plate 20 and the material constituting the second heat transfer plate 25 are joined can be increased, and the penetration rate can be increased. Can be big. Thereby, according to this Embodiment, the heat sink 1 with favorable thermal conductivity of a plate | board thickness direction can be provided.

すなわち、第1の実施の形態に係る放熱板1によれば、放熱板1の断面におけるコア10の断面比率に対して、孔15内の第1伝熱板20を構成する材料及び第2伝熱板25を構成する材料の断面比率が比較的大きいので、放熱板1の面内方向における熱膨張係数を低くできると共に、厚さ方向における熱伝導率を高くすることができる。したがって、本実施の形態に係る放熱板1は、例えば、大電流を供給する半導体素子を実装する半導体回路の部材に適用することができる。   That is, according to the heat sink 1 according to the first embodiment, the material constituting the first heat transfer plate 20 in the hole 15 and the second heat transfer with respect to the cross-sectional ratio of the core 10 in the cross section of the heat sink 1. Since the cross-sectional ratio of the material constituting the heat plate 25 is relatively large, the thermal expansion coefficient in the in-plane direction of the heat radiating plate 1 can be lowered and the thermal conductivity in the thickness direction can be increased. Therefore, the heat sink 1 according to the present embodiment can be applied to a member of a semiconductor circuit on which a semiconductor element that supplies a large current is mounted, for example.

また、本実施の形態に係る放熱板1は、インバー材及び銅、又はインバー材及びアルミニウム、若しくは、インバー材、銅、及びアルミニウムから製造することができるので、銅及びモリブデン、又は、銅及びタングステンを用いる場合に比べて安価に放熱板1を提供できる。そして、本実施の形態に係る放熱板1は、低熱膨張及び板厚方向における高い放熱性が要求される用途に用いることができる。例えば、本実施の形態に係る放熱板1は、シリコン(Si)又はシリコンカーバイド(SiC)等の低線膨張材(例えば、Siの線膨張係数は、約4×10-6(1/K)と低い。)から主として形成される半導体素子用の放熱板として用いることができ、放熱板1の線膨張係数と半導体素子の線膨張係数との差によって発生する熱応力により、放熱板1から半導体素子が剥離することを抑制できる。 Moreover, since the heat sink 1 which concerns on this Embodiment can be manufactured from an invar material and copper, or an invar material and aluminum, or an invar material, copper, and aluminum, copper and molybdenum, or copper and tungsten The heat sink 1 can be provided at a lower cost compared to the case of using. And the heat sink 1 which concerns on this Embodiment can be used for the use as which low thermal expansion and the high heat dissipation in a plate | board thickness direction are requested | required. For example, the heat sink 1 according to the present embodiment is a low linear expansion material such as silicon (Si) or silicon carbide (SiC) (for example, the linear expansion coefficient of Si is about 4 × 10 −6 (1 / K). It can be used as a heat sink for a semiconductor element formed mainly from the heat sink 1 to the semiconductor due to the thermal stress generated by the difference between the linear expansion coefficient of the heat sink 1 and the linear expansion coefficient of the semiconductor element. It can suppress that an element peels.

更に、本発明の実施の形態においては、貫通率と断面構成比率との割合に応じて、「数4」の式で表される直線と「数5」の式で表される曲線とによって包囲された領域内の任意の点に対応する値を採用でき、例えば、「数4」の式で表される直線付近の板厚方向の熱伝導率、及び熱膨張係数を有した放熱板1を形成できる。これにより、例えば、Cu−W、Cu−Mo、Low Expansion Copper(L−COP)等の低熱膨張の放熱板と同等以上の特性を有すると共に、安価な放熱板1を提供することができる。   Furthermore, in the embodiment of the present invention, it is surrounded by a straight line expressed by the formula 4 and a curve expressed by the formula 5 according to the ratio of the penetration rate and the cross-sectional configuration ratio. A value corresponding to an arbitrary point in the defined area can be adopted. For example, the heat radiating plate 1 having a thermal conductivity in the thickness direction near the straight line represented by the formula (4) and a thermal expansion coefficient can be used. Can be formed. Thereby, for example, it is possible to provide an inexpensive heat radiating plate 1 having characteristics equal to or higher than those of a low thermal expansion heat radiating plate such as Cu-W, Cu-Mo, and Low Expansion Copper (L-COP).

[第2の実施の形態]
図7は、本発明の第2の実施の形態に係るコア材製造装置の概要を示す。
[Second Embodiment]
FIG. 7 shows an outline of a core material manufacturing apparatus according to the second embodiment of the present invention.

第2の実施の形態に係るコア材100の製造方法は、第1の実施の形態に係るコア材100の製造方法と比べて、曲げ加工工程がなく、圧縮工程が異なる点を除き、第1の実施の形態に係るコア材100の製造方法と略同一の構成を備える。よって、相違点を除き詳細な説明は省略する。なお、第2の実施の形態に係るコア材100は、製造後の状態では第1の実施の形態に係るコア材100と同一の構成を備える。   The manufacturing method of the core material 100 according to the second embodiment is the same as the manufacturing method of the core material 100 according to the first embodiment except that there is no bending process and the compression process is different. The manufacturing method of the core material 100 according to the embodiment has substantially the same configuration. Therefore, detailed description is omitted except for the differences. In addition, the core material 100 which concerns on 2nd Embodiment is equipped with the same structure as the core material 100 which concerns on 1st Embodiment in the state after manufacture.

第2の実施の形態に係るコア材製造装置3aは、図7に示すように、平板5をコア材製造装置3aに供給する斜め供給ロール30と、供給された平板5に対して切断及びプレス加工を施すプレス成形部42及び下刃50と、切断及びプレス加工が施された成形体に対して圧縮成形を施す平滑圧縮プレス部46及び圧縮成形部56とを備える。   As shown in FIG. 7, the core material manufacturing apparatus 3a according to the second embodiment includes an oblique supply roll 30 that supplies the flat plate 5 to the core material manufacturing apparatus 3a, and cutting and pressing the supplied flat plate 5. The press molding part 42 and the lower blade 50 which process are provided, and the smooth compression press part 46 and the compression molding part 56 which perform compression molding with respect to the molded object to which the cutting | disconnection and press work were given.

まず、プレス成形部42及び下刃50から搬送される成形体は、プレス成形部42の稼働方向に水平な方向に沿って搬送される。そして、本実施の形態に係る下刃50は、その側面に圧縮成形部56を更に備え、平滑圧縮プレス部46と圧縮成形部56とによって、斜め孔を有する成形体に圧縮プレスを施す。   First, the compact conveyed from the press molding part 42 and the lower blade 50 is conveyed along a direction horizontal to the operation direction of the press molding part 42. And the lower blade 50 which concerns on this Embodiment is further provided with the compression molding part 56 in the side surface, and performs the compression press to the molded object which has an oblique hole by the smooth compression press part 46 and the compression molding part 56. FIG.

一例として、ダイセット上板40が有する押圧部41の斜面41aはプレス成形部42の稼働に応じて、平滑圧縮プレス部46の端部46aに設けられた斜面46bを押圧する。そして、平滑圧縮プレス部46は、当該押圧に応じて圧縮成形部56の方向に向かって稼働する。そして、平滑圧縮プレス部46は、平滑圧縮プレス部46と圧縮成形部56との間の成形体に、圧縮成形を施す。圧縮成形が施されることにより、成形体はコア材100となり、コア材100はダイセット下部45の開口45bからコア材製造装置3aの外部に搬出される。   As an example, the slope 41 a of the pressing portion 41 included in the die set upper plate 40 presses the slope 46 b provided on the end portion 46 a of the smooth compression press portion 46 in accordance with the operation of the press molding portion 42. And the smooth compression press part 46 works toward the direction of the compression molding part 56 according to the said press. The smooth compression press unit 46 performs compression molding on the molded body between the smooth compression press unit 46 and the compression molding unit 56. By performing compression molding, the molded body becomes the core material 100, and the core material 100 is carried out of the core material manufacturing apparatus 3 a through the opening 45 b of the die set lower part 45.

第2の実施の形態の変形例においては、押圧部41及び端部46aを設けない構成にすることもできる。すなわち、第2の実施の形態の変形例では、プラス成形部42と平滑圧縮プレス部46とをそれぞれ独立に稼働させる。例えば、切断工程後に平滑圧縮プレス部46は、圧縮成形部56の方向に向かって稼働する。そして、平滑圧縮プレス部46は、平滑圧縮プレス部46と圧縮成形部56との間の成形体に、圧縮成形を施す。   In the modification of 2nd Embodiment, it can also be set as the structure which does not provide the press part 41 and the edge part 46a. That is, in the modified example of the second embodiment, the plus molding part 42 and the smooth compression press part 46 are operated independently. For example, the smooth compression press unit 46 operates toward the compression molding unit 56 after the cutting step. The smooth compression press unit 46 performs compression molding on the molded body between the smooth compression press unit 46 and the compression molding unit 56.

[第3の実施の形態]
図8は、本発明の第3の実施の形態に係る多層放熱板の断面の概要を示す。
[Third Embodiment]
FIG. 8 shows an outline of a cross section of a multilayer heat sink according to the third embodiment of the present invention.

第3の実施の形態に係る多層放熱板は、第1の実施の形態に係る放熱板1を積層させた形態を備える点を除き、第1の実施の形態に係る放熱板1と同様の構成を備える。したがって、相違点を除き詳細な説明は省略する。   The multilayer radiator plate according to the third embodiment has the same configuration as that of the radiator plate 1 according to the first embodiment, except that the multilayer radiator plate has a configuration in which the radiator plate 1 according to the first embodiment is laminated. Is provided. Therefore, a detailed description is omitted except for differences.

第3の実施の形態に係る多層放熱板は、2つの放熱板1が積層した構成を備える。すなわち、図8において、第1放熱板としての一方の放熱板1は、第1コア面としてのコア面10aと、コア面10aの法線方向に沿った方向に孔軸10aを向けた第1孔としての孔15とを有する第1コアとしてのコア10と、コア面10aに接合すると共に孔15内を充填する第1伝熱板20とを有する。また、第2放熱板としての他方の放熱板1は、第2コア面としてのコア面10aと、コア面10aの法線方向に沿った方向に孔軸10aを向けた第2孔としての孔15とを有する第2コアとしてのコア10と、コア面10aに接合すると共に孔15内を充填する第2伝熱板20とを有する。そして、第1伝熱板と第2伝熱板とが接合することにより、第3の実施の形態に係る多層放熱板が構成される。   The multilayer heat sink according to the third embodiment has a configuration in which two heat sinks 1 are laminated. That is, in FIG. 8, one heat sink 1 as a first heat sink is a first core surface 10a as a first core surface, and a hole axis 10a is directed in a direction along the normal direction of the core surface 10a. It has the core 10 as a 1st core which has the hole 15 as a hole, and the 1st heat exchanger plate 20 which fills the inside of the hole 15 while joining to the core surface 10a. The other heat radiating plate 1 as the second heat radiating plate has a core surface 10a as the second core surface and a hole as a second hole with the hole axis 10a facing in the direction along the normal direction of the core surface 10a. 15, and a second heat transfer plate 20 that joins the core surface 10 a and fills the hole 15. And the multilayer heat sink which concerns on 3rd Embodiment is comprised by joining a 1st heat exchanger plate and a 2nd heat exchanger plate.

一方の放熱板1と他方の放熱板2との接合は、例えば、一方の放熱板1の第1伝熱板20と他方の放熱板1の第2伝熱板25とを、冷間圧接、拡散接合、高温はんだを用いた接合、又は低温ろう材を用いた接合により実施できる。これにより、例えば、断面の厚さが1.5mmを超える多層放熱板を形成できる。なお、第3の実施の形態の変形例においては、3つ以上の放熱板1を積層させた多層放熱板を形成することもできる。   The joining of one heat sink 1 and the other heat sink 2 is performed by, for example, cold-welding the first heat transfer plate 20 of one heat sink 1 and the second heat transfer plate 25 of the other heat sink 1, It can be carried out by diffusion bonding, bonding using high-temperature solder, or bonding using a low-temperature brazing material. Thereby, for example, a multilayer heat sink having a cross-sectional thickness exceeding 1.5 mm can be formed. In addition, in the modification of 3rd Embodiment, the multilayer heat sink which laminated | stacked the 3 or more heat sink 1 can also be formed.

本発明の実施例として、コア10を構成する材料としてFe−36Niを用いた。そして、第1の実施の形態において説明したコア材の製造方法で、コア材100を製造した。続いて、製造したコア材100を用い、第1の実施の形態において説明した放熱板の製造方法で、実施例に係る放熱板を製造した。第1伝熱板20及び第2伝熱板25はいずれも銅から形成した。   As an example of the present invention, Fe-36Ni was used as a material constituting the core 10. And the core material 100 was manufactured with the manufacturing method of the core material demonstrated in 1st Embodiment. Then, the heat sink which concerns on an Example was manufactured with the manufacturing method of the heat sink demonstrated in 1st Embodiment using the manufactured core material 100. FIG. Both the first heat transfer plate 20 and the second heat transfer plate 25 were made of copper.

具体的に、実施例に係るコア材100の板厚(TI)、孔ピッチ(LW1)、孔軸傾きの値と、実施例に係る放熱板の板厚(TIT)、銅の貫通率(η)、貫通孔ピッチ(LW)、貫通孔ピッチ板厚比(LW/TIT)、Inver比(I)、熱膨張係数、熱伝導率の値(λ)とを表1に示す。ここで、貫通孔ピッチLWは、例えば、放熱板1の一の孔15の孔軸15aと、一の孔15に隣接する他の孔15の孔軸15aとの間の距離である。なお、表1には、比較例に係るコア及び放熱板の各値、及び第1伝熱板20及び第2伝熱板25を構成する材料としての銅シート(第1伝熱板用シートコイルのシート、及び第2伝熱板用シートコイルのシート)の厚さを、銅板厚として示す。   Specifically, the thickness (TI), hole pitch (LW1), hole axis inclination value of the core material 100 according to the example, the thickness (TIT) of the heat sink according to the example, the copper penetration rate (η ), Through-hole pitch (LW), through-hole pitch plate thickness ratio (LW / TIT), Inver ratio (I), thermal expansion coefficient, and thermal conductivity value (λ) are shown in Table 1. Here, the through-hole pitch LW is, for example, the distance between the hole axis 15 a of one hole 15 of the heat sink 1 and the hole axis 15 a of another hole 15 adjacent to the one hole 15. In Table 1, each value of the core and the heat sink according to the comparative example, and a copper sheet (sheet coil for the first heat transfer plate) as a material constituting the first heat transfer plate 20 and the second heat transfer plate 25 are shown. The thickness of the sheet and the sheet of the sheet coil for the second heat transfer plate) is shown as a copper plate thickness.

Figure 2010118651
Figure 2010118651

なお、実施例(実施例1ないし4)において、コア材100の板厚は、0.2mmから1mmとした。また、孔ピッチは、0.24mmから1.2mmとした。実施例1ないし4に係るコア材100の孔の孔軸は、いずれも板面に対して垂直である。そして、実施例1ないし4のそれぞれにおいて、コア材100の上下表面に、Inver比が所定値となる厚さの銅シート(第1伝熱板用シートコイルから引き出したシート、及び第2伝熱板用シートコイルから引き出されたシート)を重ね合わせて圧延した。なお、銅シートの厚さは、表1に示したとおりである。圧延は、コア材100と銅シートとの間で金属間化合物が生成しない条件で実施した。   In the examples (Examples 1 to 4), the thickness of the core material 100 was set to 0.2 mm to 1 mm. The hole pitch was set to 0.24 mm to 1.2 mm. The hole axes of the holes of the core material 100 according to Examples 1 to 4 are all perpendicular to the plate surface. In each of Examples 1 to 4, the copper sheet (the sheet drawn from the sheet coil for the first heat transfer plate and the second heat transfer) having a thickness at which the Inver ratio becomes a predetermined value is formed on the upper and lower surfaces of the core material 100. Sheets drawn from the sheet coil for plate) were stacked and rolled. The thickness of the copper sheet is as shown in Table 1. Rolling was performed under conditions where no intermetallic compound was generated between the core material 100 and the copper sheet.

圧延後に引き続いて、600℃程度の拡散熱処理を実施した。これにより、微細な孔を有するコア材100と銅シートとの間で相互にそれぞれを構成する材料が拡散はしているが、金属間化合物は生成していない接合状態となった。なお、圧延は、50%程度の加工度とした。これにより、実施例1ないし4のそれぞれにおいて放熱シートが製造された。そして、実施例1ないし4に係る放熱シートを所定のサイズに切断することにより、実施例1ないし4のそれぞれに係る放熱板を製造した。   Subsequently to the rolling, diffusion heat treatment at about 600 ° C. was performed. Thereby, although the material which comprises each mutually was diffused between the core material 100 which has a fine hole, and a copper sheet, it became the joined state in which the intermetallic compound was not produced | generated. Note that the rolling was performed at a working degree of about 50%. Thereby, the heat-radiation sheet was manufactured in each of Examples 1 to 4. And the heat sink which concerns on each of Example 1 thru | or 4 was manufactured by cut | disconnecting the heat radiating sheet which concerns on Example 1 thru | or 4 to predetermined size.

一方、比較例1ないし3に係る放熱板は、実施例1ないし4のそれぞれと同一材料から形成され、切断加工及びプレス加工だけを施した微細孔を有するエキスパンドメタルを圧延して表面を平滑にしたコアを用いた。これは、従来のエキスパンドメタルの製造方法では、板厚に対して小径の孔を有するエキスパンドメタルを製造することは困難であることによる。この微細のエキスパンドメタルは、実施例において実施した曲げ加工工程を経ていないので、孔軸が板面に対して傾斜していた。また、比較例4及び5に係る放熱板は、孔を有さないコアを用いて形成した。すなわち、比較例4及び5に係る放熱板は、CIC材である。   On the other hand, the heat sinks according to Comparative Examples 1 to 3 are made of the same material as that of each of Examples 1 to 4, and the expanded metal having fine holes subjected to only cutting and pressing is rolled to smooth the surface. The core used was used. This is because it is difficult to produce an expanded metal having a hole having a small diameter with respect to the plate thickness by a conventional method for producing an expanded metal. Since this fine expanded metal was not subjected to the bending process performed in the examples, the hole axis was inclined with respect to the plate surface. Moreover, the heat sink which concerns on the comparative examples 4 and 5 was formed using the core which does not have a hole. That is, the heat sink according to Comparative Examples 4 and 5 is a CIC material.

そして、実施例1ないし4、及び比較例1ないし5のそれぞれの厚さ方向の熱伝導率及び貫通孔ピッチ板厚比を評価した。なお、実施例及び比較例のいずれにおいても、Inver比は50%の場合と、30%程度の場合とを代表的に作製した。   Then, the thermal conductivity and the through-hole pitch plate thickness ratio in the thickness direction of each of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5 were evaluated. In both examples and comparative examples, the case where the Inver ratio was 50% and the case where the ratio was about 30% were typically produced.

図9は、実施例及び比較例に係る放熱板の厚さ方向の熱伝導率及び貫通孔ピッチ板厚比を示す。また、図10は、実施例及び比較例に係る放熱板の熱膨張係数を示す。   FIG. 9 shows the thermal conductivity in the thickness direction and the through-hole pitch plate thickness ratio of the heat radiating plates according to Examples and Comparative Examples. Moreover, FIG. 10 shows the thermal expansion coefficient of the heat sink which concerns on an Example and a comparative example.

実施例1ないし4に係る放熱板においては、図10に示すように、熱膨張係数は8.9から11.9×10−6(/℃・m)であり、比較例1ないし5に係る放熱板の熱膨張係数は8.4から12.0×10−6(/℃・m)であった。 In the heat sinks according to Examples 1 to 4, as shown in FIG. 10, the thermal expansion coefficient is 8.9 to 11.9 × 10 −6 (/ ° C. · m), and according to Comparative Examples 1 to 5. The thermal expansion coefficient of the heat radiating plate was 8.4 to 12.0 × 10 −6 (/ ° C. · m).

また、比較例4に係る放熱板においては、図9に示すように、厚さ方向(板厚方向)の熱伝導率が21(W/℃・m)であり、比較例5に係る放熱板においては31(W/℃・m)であった。比較例4に係る放熱板の面内方向の熱伝導率は、表1には示していないが200(W/℃・m)であり、比較例5に係る放熱板の面内方向の熱伝導率は260(W/℃・m)であったことを鑑みると、比較例4及び5に係る放熱板の厚さ方向の熱伝導率は、面内方向の熱伝導率に比して一桁小さかった。   Moreover, in the heat sink which concerns on the comparative example 4, as shown in FIG. 9, the heat conductivity of thickness direction (plate thickness direction) is 21 (W / degreeC * m), and the heat sink which concerns on the comparative example 5 Was 31 (W / ° C. · m). The thermal conductivity in the in-plane direction of the heat sink according to Comparative Example 4 is 200 (W / ° C. · m) although not shown in Table 1, and the heat conductivity in the in-plane direction of the heat sink according to Comparative Example 5 is shown. Considering that the rate was 260 (W / ° C. · m), the thermal conductivity in the thickness direction of the heat sinks according to Comparative Examples 4 and 5 was an order of magnitude higher than the thermal conductivity in the in-plane direction. It was small.

ここで、実施例1及び2においては、貫通孔ピッチはそれぞれ2.4mm、2.2mmであり、実施例3では1mm、実施例4では0.4mmとした。また、Inver比については、実施例1及び3は50%であり、実施例2及び4は31%である。そして、実施例1及び3に係る放熱板の厚さ方向の熱伝導率は163(W/℃・m)であり、実施例2及び4に係る放熱板においては、221(W/℃・m)であった。実施例1ないし4に係る放熱板においては、厚さ方向の熱伝導率がCIC材(例えば、比較例4及び5)の面内方向の熱伝導率(例えば、200ないし260(W/℃・m))に匹敵していることが示された。   Here, in Examples 1 and 2, the through-hole pitches were 2.4 mm and 2.2 mm, respectively, 1 mm in Example 3, and 0.4 mm in Example 4. Moreover, about Inver ratio, Example 1 and 3 is 50%, and Example 2 and 4 is 31%. And the heat conductivity of the thickness direction of the heat sink which concerns on Example 1 and 3 is 163 (W / degreeC * m), and in the heat sink concerning Examples 2 and 4, 221 (W / degreeC * m) )Met. In the heat sinks according to Examples 1 to 4, the thermal conductivity in the thickness direction is in the in-plane direction of the CIC material (for example, Comparative Examples 4 and 5) (for example, 200 to 260 (W / ° C. · m)).

また、比較例1及び2に係る放熱板の厚さ方向の熱伝導率は、95から101(W/℃・m)であり、比較例4及び5に係る放熱板と比べて改善されていた。しかしながら、実施例1ないし4に係る放熱板と比べると、実施例1ないし4に係る放熱板の方が高い熱伝導率を示していた。これは、比較例1及び2に係るコアが有する孔は、板面に対して傾斜していることにより、厚さ方向の熱伝導率を向上させることが困難であることに起因すると考えられる。   Moreover, the heat conductivity of the thickness direction of the heat sink which concerns on the comparative examples 1 and 2 is 95 to 101 (W / degreeC * m), and was improved compared with the heat sink which concerns on the comparative examples 4 and 5. . However, compared with the heat sinks according to Examples 1 to 4, the heat sinks according to Examples 1 to 4 showed higher thermal conductivity. This is considered to be because it is difficult to improve the thermal conductivity in the thickness direction because the holes of the cores according to Comparative Examples 1 and 2 are inclined with respect to the plate surface.

また、比較例3に係る放熱板の熱伝導率は、180(W/℃・m)であったが、貫通孔ピッチが39(mm)であり、微細な孔を有する放熱板を実現することは困難である。すなわち、実施例1ないし4に係る放熱板は、貫通孔ピッチが0.4mmから2.4mmであり、極めて短い間隔で複数の微細な孔がコアに設けられ、この複数の孔のそれぞれに高熱伝導性の銅が充填された構造となっている。これにより、例えば、集積回路(IC)等の半導体素子に合わせたサイズに放熱板を切り出した場合において、比較例3に係る放熱板と実施例1ないし4に係る放熱板とでは以下に述べる相違が生じる。   Moreover, although the heat conductivity of the heat sink which concerns on the comparative example 3 was 180 (W / degreeC * m), a through-hole pitch is 39 (mm) and implement | achieves the heat sink which has a fine hole. It is difficult. That is, the heat sinks according to Examples 1 to 4 have a through-hole pitch of 0.4 mm to 2.4 mm, and a plurality of fine holes are provided in the core at extremely short intervals. It has a structure filled with conductive copper. Thereby, for example, when the heat sink is cut out to a size suitable for a semiconductor element such as an integrated circuit (IC), the difference described below between the heat sink according to Comparative Example 3 and the heat sink according to Examples 1 to 4 is described. Occurs.

すなわち、比較例3に係る放熱板の場合には、放熱板の切り出し時において、大部分が伝熱板で構成される放熱板、又は大部分がコアで構成される放熱板のいずれかが切り出される。一方、実施例1ないし4に係る放熱板の場合には、上述したような狭ピッチの貫通孔ピッチを有しているので、放熱板を切り出した場合でも、インバー材から形成されるコアと銅からなる伝熱板とが適切な比で含まれる放熱板を得ることができる。なお、比較例3に係る放熱板が備えるコアは、孔軸が板面に対して傾斜しているので、貫通孔ピッチを実施例1ないし4に係る放熱板と同程度にまで狭めようとすると、開口率も同時に小さくなるので、板厚方向の熱伝導率の向上には限界がある。   That is, in the case of the heat radiating plate according to Comparative Example 3, at the time of cutting out the heat radiating plate, either the heat radiating plate composed mostly of the heat transfer plate or the heat radiating plate composed mostly of the core is cut out. It is. On the other hand, in the case of the heat radiating plate according to Examples 1 to 4, since it has the through-hole pitch of the narrow pitch as described above, even when the heat radiating plate is cut out, the core and the copper formed from the invar material A heat radiating plate including a heat transfer plate made of a proper ratio can be obtained. In addition, since the hole axis | shaft with which the heat sink which concerns on the comparative example 3 is equipped with has a hole axis | shaft inclined with respect to a plate surface, when trying to narrow a through-hole pitch to the same extent as the heat sink which concerns on Example 1 thru | or 4. Since the aperture ratio is also reduced at the same time, there is a limit to improving the thermal conductivity in the thickness direction.

以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明したが、上記に記載した実施の形態及び実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び実施例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。   While the embodiments and examples of the present invention have been described above, the embodiments and examples described above do not limit the invention according to the claims. It should be noted that not all combinations of features described in the embodiments and examples are necessarily essential to the means for solving the problems of the invention.

1 放熱板
2 放熱シート
3、3a コア材製造装置
5 平板
7 段部
8 成形体表面
10 コア
10a、10b コア面
12 ストランド
15 孔
15a 孔軸
20 第1伝熱板
25 第2伝熱板
30 斜め供給ロール
40 ダイセット上板
41 押圧部
41a 斜面
42 プレス成形部
42a 波付刃
44 平滑圧縮プレス部
45 ダイセット下部
45b 開口
46 平滑圧縮プレス部
46a 端部
46b 斜面
50 下刃
52 切断刃
54 加工型部
56 圧縮成形部
60 曲げ成形部
65 曲げ冶具
70 コマ送りガイド冶具
100 コア材
100a コア面
100b コア面
100c 段付部
102 ストランド
105 孔
105a 孔軸
200 第1伝熱板用シートコイル
250 第2伝熱板用シートコイル
300 圧延ロール
400 切断位置
410 圧縮プレス位置
420 供給方向
422 搬送方向
424 搬出方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat sink 2 Heat sink 3, 3a Core material manufacturing apparatus 5 Flat plate 7 Step part 8 Molded body surface 10 Core 10a, 10b Core surface 12 Strand 15 Hole 15a Hole shaft 20 1st heat exchanger plate 25 2nd heat exchanger plate 30 Diagonal Supply roll 40 Die set upper plate 41 Press part 41a Slope 42 Press forming part 42a Corrugated blade 44 Smooth compression press part 45 Die set lower part 45b Opening 46 Smooth compression press part 46a End 46b Slope 50 Lower blade 52 Cutting blade 54 Processing die Part 56 Compression molding part 60 Bending part 65 Bending jig 70 Frame feed guide jig 100 Core material 100a Core surface 100b Core surface 100c Stepped part 102 Strand 105 Hole 105a Hole shaft 200 First heat transfer sheet coil 250 Second transmission Sheet coil for hot plate 300 Roll roll 400 Cutting position 410 Compressor Scan position 420 the feed direction 422 conveying direction 424 out direction

Claims (14)

コア面と、前記コア面の法線方向に沿った方向に孔軸を向けた孔とを有するコアと、
前記コア面に接合すると共に前記孔内を充填する伝熱板とを備える放熱板。
A core having a core surface and a hole having a hole axis directed in a direction along a normal direction of the core surface;
A heat radiating plate comprising a heat transfer plate that joins the core surface and fills the hole.
前記孔は、複数のストランドに包囲されて形成され、
前記コア面は、前記複数のストランドの一方の表面によって形成される第1コア面と、
前記複数のストランドの他方の表面によって形成され、前記第1コア面に対向する第2コア面とを含み、
前記孔軸は、前記第1コア面及び前記第2コア面の法線方向に沿った方向に向く請求項1に記載の放熱板。
The hole is formed by being surrounded by a plurality of strands,
The core surface is a first core surface formed by one surface of the plurality of strands;
A second core surface formed by the other surface of the plurality of strands and facing the first core surface;
The heat sink according to claim 1, wherein the hole axis is oriented in a direction along a normal direction of the first core surface and the second core surface.
前記伝熱板は、前記第1コア面に接して設けられる第1熱伝導板と、前記第2コア面に接して設けられる第2熱伝導板とを含み、
前記第1熱伝導板と前記第2熱伝導板とは、前記孔内を充填する前記第1熱伝導板、及び前記孔内を充填する前記第2熱伝導板によって接合する請求項2に記載の放熱板。
The heat transfer plate includes a first heat conductive plate provided in contact with the first core surface, and a second heat conductive plate provided in contact with the second core surface,
The first heat conduction plate and the second heat conduction plate are joined by the first heat conduction plate filling the hole and the second heat conduction plate filling the hole. Heat sink.
前記コアは、複数の前記孔を有し、
前記複数の前記孔の一の孔と、前記一の孔に隣接する他の孔との間の距離と前記放熱板の板厚との比が10未満である請求項3に記載の放熱板。
The core has a plurality of the holes,
The heat sink according to claim 3, wherein a ratio of a distance between one hole of the plurality of holes and another hole adjacent to the one hole and a thickness of the heat sink is less than 10.
前記複数の前記孔は、前記複数の前記孔の上面視における面積の合計が、前記放熱板の面積に対して占める割合が、10%以上90%以下である請求項4に記載の放熱板。   The heat sink according to claim 4, wherein the plurality of the holes have a ratio of a total area of the plurality of holes in a top view of 10% to 90% with respect to the area of the heat sink. 前記コアは、前記伝熱板の熱膨張係数より低い熱膨張係数を有する材料から形成され、
前記伝熱板は、前記コアより高い熱伝導率を有する材料から形成される請求項5に記載の放熱板。
The core is formed of a material having a thermal expansion coefficient lower than that of the heat transfer plate,
The said heat exchanger plate is a heat sink of Claim 5 formed from the material which has higher heat conductivity than the said core.
前記コアは、インバー材又はスーパーインバー材から形成され、
前記伝熱板は、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、銅合金、及びアルミニウム合金からなる群から選択される材料から形成される請求項6に記載の放熱板。
The core is formed from Invar material or Super Invar material,
The said heat exchanger plate is a heat sink of Claim 6 formed from the material selected from the group which consists of copper (Cu), aluminum (Al), a copper alloy, and an aluminum alloy.
第1コア面と、前記第1コア面の法線方向に沿った方向に孔軸を向けた第1孔とを有する第1コアと、前記第1コア面に接合すると共に前記第1孔内を充填する第1伝熱板とを有する第1放熱板と、
第2コア面と、前記第2コア面の法線方向に沿った方向に孔軸を向けた第2孔とを有する第2コアと、前記平第2滑面に接合すると共に前記第2孔内を充填する第2伝熱板とを有する第2放熱板とを備え、
前記第1放熱板と前記第2放熱板とが接合された多層放熱板。
A first core having a first core surface and a first hole having a hole axis directed in a direction along a normal direction of the first core surface, and joined to the first core surface and in the first hole A first heat radiating plate having a first heat transfer plate filled with
A second core having a second core surface and a second hole having a hole axis directed in a direction along a normal direction of the second core surface, and the second hole joined to the flat second smooth surface A second heat radiating plate having a second heat transfer plate filling the inside,
A multilayer heat radiating plate in which the first heat radiating plate and the second heat radiating plate are joined.
コア面と、前記コア面の法線方向に沿った方向に孔軸を向けた孔とを有するコア材を準備するコア材準備工程と、
前記コア材の表面に、伝熱板を接合する伝熱板接合工程とを備える放熱板の製造方法。
A core material preparation step of preparing a core material having a core surface and a hole having a hole axis directed in a direction along a normal direction of the core surface;
A heat sink manufacturing method comprising: a heat transfer plate bonding step for bonding a heat transfer plate to a surface of the core material.
前記コア材準備工程は、
断続的に供給される平板に、前記平板の一方の面で前記平板を支持する下刃に向けて、
前記平板の他方の面側からプレス成形部を押し当てることにより前記平板に複数の切れ目を形成する切断工程と、
前記複数の切れ目の部分にプレス加工を施すことにより、複数の斜め孔を有する成形体を形成するプレス加工工程と、
前記成形体の前記複数の斜め孔の孔軸の方向に沿って前記成形体に圧縮成形を施して、前記成形体の平面方向に対して垂直な孔軸の複数の前記孔を有し、前記孔軸の向く方向に垂直な前記コア面を形成する圧縮工程と
を経て得られる前記コア材を準備する請求項9に記載の放熱板の製造方法。
The core material preparation step includes
To the flat plate supplied intermittently, toward the lower blade supporting the flat plate on one side of the flat plate,
A cutting step of forming a plurality of cuts on the flat plate by pressing a press-formed part from the other surface side of the flat plate;
A pressing process for forming a molded body having a plurality of oblique holes by applying a press process to the plurality of cut portions; and
Compression molding is performed on the molded body along the direction of the hole axis of the plurality of oblique holes of the molded body, the plurality of holes having a hole axis perpendicular to the planar direction of the molded body, The manufacturing method of the heat sink of Claim 9 which prepares the said core material obtained through the compression process which forms the said core surface perpendicular | vertical to the direction which a hole axis faces.
前記下刃は、前記複数の切れ目を形成する切断刃と、前記切断刃に隣接して設けられ、前記複数の切れ目の部分にプレス加工を施す加工型部とを有し、
前記切断工程は、前記プレス成形部が前記切断刃に向けて押し当てられることにより前記複数の切れ目を形成し、
前記プレス加工工程は、前記プレス成形部が前記加工型部に向けて押し当てられることにより、前記切断工程と同時に前記成形体を形成する請求項10に記載の放熱板の製造方法。
The lower blade has a cutting blade that forms the plurality of cuts, and a processing die portion that is provided adjacent to the cutting blade and presses the portions of the plurality of cuts,
The cutting step forms the plurality of cuts by pressing the press-molded portion against the cutting blade,
The said press work process is a manufacturing method of the heat sink of Claim 10 which forms the said molded object simultaneously with the said cutting process by the said press molding part being pressed toward the said process die part.
前記成形体に曲げ加工を施して、前記孔軸の方向を修正する曲げ加工工程を更に備え、
前記圧縮工程は、曲げ加工が施された前記成形体から前記放熱板を形成する請求項11に記載の放熱板の製造方法。
Further comprising a bending step of bending the molded body to correct the direction of the hole axis;
The said compression process is a manufacturing method of the heat sink of Claim 11 which forms the said heat sink from the said molded object to which the bending process was given.
前記切断工程は、前記下刃の長手方向に対して傾けて供給されると共に、前記プレス成形部が前記平板に押し当てられる周期に同期した送りストロークで供給される前記平板に、前記複数の切れ目を形成する請求項12に記載の放熱板の製造方法。   The cutting step is supplied while being inclined with respect to the longitudinal direction of the lower blade, and the flat plate supplied with a feed stroke synchronized with a cycle in which the press-formed portion is pressed against the flat plate. The manufacturing method of the heat sink of Claim 12 which forms. 前記伝熱板接合工程は、冷間圧延クラッド法、又は温間圧延クラッド法を用いて前記伝熱板を接合する請求項13に記載の放熱板の製造方法。   The said heat exchanger plate joining process is a manufacturing method of the heat sink of Claim 13 which joins the said heat exchanger plate using the cold rolling clad method or the warm rolling clad method.
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