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このピッチを実現できる?/ヒートシンクの製造範囲

 

今月は「ヒートシンクの材質」と「工法別の製造範囲」について紹介します。

<<ヒートシンクの材質について>>

弊社が提案するヒートシンクの材質は、A6000系、A1000系、
タフピッチ銅C1100を使用しております。

材料の入手性・材質と加工工法の相性も関係しているのですが、
A6000系の中でも、「A6063」「A6063-T5」
A1000系の中でも、「A1060」を弊社では使用しています。

アルミは、銅や鉄の約3分の1の軽さと軽量で、合金番号によって
特徴があります。

ここで、A1060とA6063-T5の特徴を紹介したいと思います。

【A1060】

A1060はA6063-T5に比べて、柔らかく加工がしやすいため
スカイブ加工に用います。
また、A1060はA6063-T5よりも熱伝導率が高い素材です。

熱伝導率(25℃環境)
A1060  …0.23W/mK
A6063-T5 …0.21W/mK

【A6063-T5】

押出し加工では、押出加工性に優れたA6063を使用します。

押出し後、焼戻しを行い、時効硬化させて、A6063-T5
という材料になります。

T5処理によって、強度や寸法の安定性を保つことができます。

アルミでは放熱能力が足りないというケースの場合、銅を使用して
ヒートシンクを製作します。

銅の熱伝導率は398W/mKと、アルミ236W/mKに比べて
優れています。

アルミに比べて製品単価は高くはなりますが、冷却性能が
高いヒートシンクが製造可能です。

銅材の制約としては、細かい押出加工ができないという点です。

<<工法別の製造範囲について>>

「ヒートシンクは様々な工法で製造することができるけど、
何を基準に工法を選んでいるの??」

といった質問をいただく機会がございます。

せっかくですので、このご質問に沿って、製造範囲の説明を
させていただきます。

弊社では、ヒートシンクの工法を選定する際に、製品仕様・数量
などを加味しながら、一番コストメリットがある工法を
ご提案しております。

もちろん、お客様より工法のご指定/ご希望がある場合は、
それに沿った形でご提案します。

しかし、お客様の中には工法の選択に迷っているという方や、
どの工法で製造すればいいのか分からないと悩まれている方も
いらっしゃいます。

そこで、工法を選択する際に”鍵”となる3つの項目について、
各工法別の製造範囲の特徴と共に説明していきます。

1.数量

工法の選定に当たり、一番の判断基準は「数量」です。

押出加工・鍛造・ダイキャストは大量生産向けのため、少数量の
生産には適していません。
少数量の場合は、切削加工・スカイブ加工・カシメ加工での製造を
ご提案しています。

2.形状などの仕様

各工法毎に製造可能範囲が決まっているため、これを加味しながら
適切な工法をご提案します。

例えば、押出加工とスカイブ加工では、製造可能なフィン厚み及び
フィンピッチが異なります。

切削加工とスカイブ加工では、製造可能なフィン高さが異なります。

切削・スカイブ加工では製造できないフィン高さの場合には
カシメ加工をご提案、といったような感じです。

 図解:最適な工法の考え方
さて、ここで簡単に流れをイメージしてみましょう。

工法を決めるプロセスを簡略化し、イメージしやすいように
図にしてみました。

ヒートシンクをお探しの際は、このようなイメージをつかんで
いると探しやすくなるかもしれません。



 スカイブ加工の製造範囲表

流れはつかみましたが、では、狭ピッチって例えばどのくらい
なのでしょうか?
ここで、製造範囲表をご覧ください。


※最終的には技術者が形状、加工等を総合的に見て、製造可否を判断いたします。

さて、大量生産の場合でも、形状によって、押出加工・冷間鍛造・
ダイキャストと製造工法は複数あります。

冷間鍛造の技術の向上によって、今まではダイキャストでしか
製造できなかった形状でも、冷間鍛造で製造することが
可能になってきました。

ダイキャストは材料がADC12になりますが、冷間鍛造に
することでADC12よりも熱伝導率の良いA1060を
使って製造することができます。

設置スペースや形状の変更ができない場合でも、製造工法を
変えることによって冷却性能を向上させることができます。

3.トング比

くし型で大量生産の場合は、やはり押出加工がコストメリットが高いです。

押出加工の製造可否を判断する際に目安となるのが「トング比」です。

トング比は、【フィンの高さ÷フィンギャップ(隙間)】の計算式で
求められます。

一般的にはトング比18ぐらいまでが押出可能範囲ですが、
弊社ではトング比21程度のハイトング製品の製造/供給実績があります。

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私共、商社の強みの一つに、選択肢の多いことがあげられます。

複数の工法から最適な工法を選ぶことが
できます。

選択肢が多いから、コストを含めて、
適切な提案が可能となります。

  


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『 冷却部品にまつわる用語解説 』

【アルマイト】

*英語:Anodizing

電解液に浸し、アルミニウムの耐食性を上げる表面処理です。

キズが付きにくくなりますので、取り付け時に外観が気になる
ような場合もかけた方が良いでしょう。

無色のアルマイトの他、黒色のアルマイトもあります。

アルマイトの有無が放熱性能へ与える影響ですが、一般的に
自然空冷の場合に差が出やすく、強制空冷の場合は大きく変わりません。

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その他、ヒートシンクの製品情報は下記をご覧ください。
http://www.zaward.co.jp/product/heat_sink.html

 



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