散热器制造装置及方法 发明领域
本发明涉及一种具有基底及散热片的散热器制造装置及制造方法。具有基底及散热片且利用本发明制造装置及制造方法所制造的散热器不仅可作为在电子装置中发热电子元件散热和冷却用的散热器，也可用于各种需要散热和冷却的设备中。
发明背景
诸如个人电脑、游戏机、音响系统，以及各种电子器件中使用的半导体芯片尺寸愈来愈小且整合性愈来愈高，使得处理速度更加快速，因而产生密度极高的热量。基底及散热片形成一体的散热器被广泛用于个人电脑、游戏机、音响系统及其它电子器件中进行散热，该等电子装置具有半导体芯片或其它无件，它们的发热密度随之增加。在基底及散热片形成一体的散热器中，其重量减轻，散热面积增加。
制造基底及散热处形成一体之散热器所用的方法和装置如图2所示，这是制造该散热器所用的传统装置示意图。图1所示由传统制造装置所制造之散热器。图3为以传统制造装置所制造散热器之散热片的放大图。
图2所示的压铸模34由一固定模36及一活动模35组成。模具35沿垂直方向移动，模腔37由基底模腔39及散热片模腔38组成。活动模35可如图2箭头C所指的方向上下移动。
在采用基底及散热处形成一体之散热器的散热方法中，热源所发出的热量先由导热的基底收受，然后由邻接于该导热基底散热片将热源所产生的热量消散掉。
但就传统的制造装置而言，若散热器是以散热片垂直于基底的方式在压铸模中一体形成，则散热片的高度、它们之间的间隔及散热片形状之其它情况会受到限制，从而产生散热片得不到足够散热效果的问题。亦即，在熔化地金属被注入模腔37一体形成散热器时，当取下位在固定模上方沿箭头C方向上下移动的活动模时，若高度超过预定的值，则可能造成散热片破裂或其它损坏，使制造形成一体的散热器有所困难。
若将一体形成于基底端部32之散热片33的各片做成具有一定锥角使其宽度朝顶端渐缩，则可加大各片的间隔，使活动模易于脱出。此外，将每一片做得较长会产生散热片强度降低的问题。由于在散热器形成后必须向上拉出活动模，因此无法在散热片上形成任何与活动模移动方向相街的伸出部分。
发明概要
因此本发明的目的是提供一种散热器的制造装置及制造方法，该散热器具有一基底及多样形状之散热片，并具有规定的强度、高散热效率，且其基底及散热片为一体形成。
本发明之发明者为解决前述问题，努力地作了许多研究。结果发现，藉由组合一固定模、一可上下方向移动(第一方向)的活动模、一可水平方向移动(第二方向)的滑动模，可制造出具有多种不同形状的散热片、具有一定强度、具有高散热效率且其基底与散热片形成一体的散热器。亦即，藉由上下方向及水平方向进行分模，使用固定模及可上下方向移动(第一方向)而使模具分成顶部及底部的活动模来压铸基底，使用固定模及可水平方向移动(第二方向)的滑动模，可铸造出具有多样散热片形状、具有散热效率高且其基底与散热片形成一体的散热器。
由于从散热片的侧向水平拉出模具，使得拉开的距离变小，即使叶片很高且间距很窄，也能够避免任何的叶片破裂及其它损坏。此外，由于从散热片的侧向水平拉出模具，叶片可具有包括曲面之多样形状，且可制造出基底与散热片形成一体的高效散热片。
本发明是根据上述情况而形成。根据本发明的第一方面，一种散热器制造装置包括一个压铸模机构，其具有一个模腔，用于形成由基底及若干散热片组成的散热器，该铸模机构包括一固定模、一可上下移动的活动模及一可水平方向移动的滑动模。
根据本发明的第二方向，一种散热器制造装置包括一压铸模机构，其中散热器基底是由固定模及可上下移动的活动模所形成，而散热片是由固定模、活动模及滑动模所形成。
根据本发明第三方面的一种散热器制造装置中，该滑动模具有至少两个往水平方向延伸且彼此分开的部件。
根据本发明的第四方面的一种散热器制造装置中，在水平方向延伸且彼此分开的部件是由多角柱形部件所组成。
根据本发明第五方面的一种散热器制造装置中，往水平方向延伸且彼此分开的部件是由至少两个曲面部件所组成。
根据本发明第六方面的一种散热器制造装置中，该滑动模的垂直断面为框格形状。
根据本发明第七方面的一种散热器制造装置中，该滑动模的垂直断面是由多重平行波浪形状所组成。
根据本发明第八方面的一种散热器制造装置中，其所制造的散热器具有一导热管。
根据本发明第一方面的一种散热器制造方法包括下列步骤：
准备一压铸模机构，该铸模机构具有形成散热器之模腔，该模腔由形成散热片基底的第一模腔及形成散热片的第二模腔所组成，该铸模包括固定模、可上下移动的活动模及可水平方向移动的滑动模，其中
将该铸模定位，由固定模及可上下移动的活动模来构成用以铸成基底的第一模腔，由固定模、可上下移动的活动模及可水平方向移动的滑动模来构成形成散热片的第二模腔，
将熔化的金属注入该模腔并使金属冷却到预定的温度，以及
沿上下方向脱出活动模及沿水平方向脱出滑动模，由此制成散热器。
根据本发明第二方面的一种散热器制造方法中，该滑动模具有至少两个往水平方向延伸且彼此分开的部件。
根据本发明第三方面的一种散热器制造方法中，往水平方向延伸且彼此分开的部件是由多角柱形部件所组成。
根据本发明第三方面的一种散热器制造方法中，往水平方向延伸且彼此分开的部件是由至少两个曲面部件所组成。
根据本发明第四方面的一种散热器制造方法中，该滑动模的垂直断面为框格形状。
根据本发明第五方面的一种散热器制造方法中，该滑动模的垂直断面是由多重平行波浪形状所组成。
根据本发明第六方面的一种散热器制造方法中，其所制造的散热器具有一导热管。
根据本发明第七方面的一种散热器制造方法中，可往上下方向脱出活动模，然后往水平方向脱出滑动模。
根据本发明第八方面的一种散热器制造方法中，可往水平方向脱出滑动模，然后往上下方向脱出活动模。
根据本发明第一方面的一种散热器中，散热器是由下列步骤之制造方法加以制造：
准备一压铸模机构，该铸模机构具有一用以形成散热器之模腔，该模腔由一用于形成散器基底的第一模腔及一用于形成散热片的第二模腔所组成，且该铸模机构包括一固定模、一可上下移动的活动模及一可水平方向移动的滑动模，其中
将该铸模定位，由固定模及可上下移动的活动模来构成用以形成基底的第一模腔，由固定模、可上下方向移动的活动模及可水平方向移动的滑动模来构成用以形成散热片的第二模腔，
将熔化的金属注入该模腔并使金属冷却到预定的温度，以及
沿上下方向脱出活动模及沿水平方向脱出滑动模，由此制成散热器。
根据本发明第二方面，在该散热器制造方法中，滑动模具有至少两个往水平方向延伸且彼此分开的部分。
附图简要说明
图1所示为用传统制造装置所制造的散热器示意图；
图2为用以制造散热器之传统装置的断面图；
图3为以传统制造装置所制造之散热器的叶片放大图；
图4所示为本发明之散热器制造装置的断面图；
图5所示为利用本发明散热器制造装置之一实施例所制造之散热器的局部透视图；
图6所示为利用本发明散热器制造装置之另一实施例所制造之另一散热器实施例的局部透视图；
图7为利用本发明散热器制造装置之另一实施例所制造之另一散热器实施例的局部透视图；
图8为利用本发明之散热器制造装置所制造的另一散热器实施例之局部透视图；
图9为该等实施例所用散热器之散热部位的透视图。
最佳实施例之详细描述
以下将参考附图描述本发明之散热器制造装置及制造方法。
本发明之散热器制造装置具有一压铸模机构(图4)，它具有一模腔用以形成包含一基底及若干散热片的散热器，且具有一固定模、一可上下移动的活动模及一可水平方向移动的滑动模。
图4所示为本发明之散热器制造装置，散热器制造装置1由固定模2、能够沿箭头A上下移动的活动模腔5，由用以形成基底的第一模腔6及用以形成散热片的第二模腔7所组成。可上下移动的模具3可沿箭头A所示的方向移动。可水平方向移动的模具4可沿箭头B所指的方向移动。可以使用任何传统的装置分别移动模具3和4。
基底由固定模2可上下移动的活动模3所形成。散热片由固定模2、能够上下移动的活动模3及滑动模4所形成。
根据本发明，滑动模4具有两个沿水平方向延伸且彼此分开的部件。亦即，在图4所示用以形成散热片之作为第二模腔7的部位，图上虽然未示出，至少有两个沿水平方向延伸且彼此分开的部件，它们是为滑动模4藉以形成各样形状叶片所用。
沿水平方向延伸且彼此分开的部件可包括多角柱形的部件。亦即，它们可为四角柱或六角柱(如蜂窝格子)。沿水平方向延伸且分开的部件可包括至少两个曲面部件。此外，该滑动模的垂直断面可为框格形状。该滑动模的垂直断面亦可为多个平行的波浪形状。
图5所示为利用本发明散热器制造装置所制造之散热器的一部份。图6为利用本发明散热器制造装置所制造之另一实施例的散热器一部份。图7亦为利用本发明散热器制造装置所制造之另一实施例的散热器一部份，图8也是利用本发明散热器制造装置所制造之又一实施例的散热器一部份。
为了散热片的形成，从侧向拉出滑动模，亦即沿叶片深度(侧面)的水平方向拉出。如图5所示，散热片8可做成很高并互相很靠近且具有大的散热面积。为了使滑动模容易沿水平方向拉出，可做成如图5点线所示的拔模角，使叶片向基底9的方向逐渐变宽。
水平方向延伸且互相分开之滑动模的部件可以做成这样的形状，使得在基底9端部形成的散热片具有叶片8及顶部10，如图6所示。使散热片具有顶部10可大幅增加散热片的强度。
沿水平方向延伸且彼此分开的滑动模部件可包括多个方柱形部件14，如图7所示，形成于基底9端部的散热片可以是框格形状，它包括水平叶片12及垂直叶片13且有一顶部11。由于将散热片做成带有水平叶片12、垂直叶片13及顶部11，大大增加了其强度，叶片的表面面积变大，且散热效果也明显增加。
沿水平方向延伸且彼此分开的部件可包括多个曲线部件，亦即波浪形部件，如图8所示，在基底9端部形成的散热片可包括具有一顶部15的波浪形叶片16。相邻的波浪形叶片16之间形成间隙17。由于多重波浪形叶片做成互相平行且于一方形框架内连成整体，因此散热片的强度大为增加，叶片的表面面积变得更大，且散热效率明显增加。
为了做出具有导热管的散热器，例如可使用具有一构槽的模具，以便在基底后面放置导热管。该导热管的放置方式是从基底的吸热部位伸到散热片。
此外，虽然不详加描述，但仍需加以说明，可使用传统的构件，例如用于供给熔化金属的套管、用于排氮的装置及其它压铸用部件。
接着，将参考图4描述本发明之散热器的制造方法。
本发明之散热器制造方法包括下列步骤。准备一压铸模机构1，它具有用以形成散热器的模腔5，模腔5由用以形成基底的第一模腔6及用以形成散热片的第二模腔7组成，该机构具有固定模2、可上下移动的活动模3及可水平方向移动的滑动模4，如前所述。该模具的作业方式为，用于形成基底的第一模腔6由固定模2及可上下移动的活动模3构成，用于形成散热片的第二模腔7由固定模2、可上下移动的活动模3以及可水平方向移动的滑动模4构成。制造方法方面，将熔化的金属注入模腔7并使它冷却到预定的温度，然后活动模3如产头A所指的方向往上脱模，而滑动模4如箭头B所指的方向水平移动脱模，该散热器即制成。
在作上述动作时，可先如箭头A所指的方向往上移去活动模3，然后如箭头B所指的方向水平移去滑动模4，或先如箭头B所指的方向水平移去滑动模4，然后如箭头A所指的方向往上移去活动模3。
滑动模可具有至少两个沿水平方向延伸且彼此分开的部件。这种沿水平方向延伸且彼此分开的部件可包括多角柱形的部件。这种沿水平方向延伸且彼此分开的部件可包括至少两个曲面部件。滑动模之垂直断面可包括框格形状。滑动模之垂直断面可包括多个平行的波浪形状。
本发明之散热器是利用上述之散热器制造方法所制造。
利用本发明之散热器制造装置及制造方法所制造的散热片，其规定高度为40毫米或大于40毫米，且叶片之间的规定间隔为3毫米或小于3毫米。
以下将以发明实例详细描述本发明之散热器制造装置及制造方法。
利用本发明之散热器制造装置及制造方法所形成的散热器，其叶片高度a为50毫米，长度b为100毫米，侧面(深度)c为20毫米，如图9所示。现在查看叶片的宽度[厚度]t和间距[间隔]P。叶片宽度t在端部为0.7毫米，在基底为1.4毫米，平均为1.0毫米。间距P为3毫米。这些叶片的总表面面积为0.066平方米。
以此方法形成的该等散热片，当在ADC12上进行测量以及风速为0.7米/秒时，其热阻为0.918℃/瓦。“ADC12”代表JIS(日本工业标准)H5302中所规定之12种铝合金压铸件中的ACD12。它的化学组成为铜：1.5-3.5，硅：9.6-12.0，镁：小于或等于0.3，锌：小于或等于1.0，铁：小于或等于1.3，锰：小于或等于0.5，镍：小于或等于0.5，锡：小于或等于0.3，其余为铝。
为作比较，按照本发明的案例，以传统散热器制造装置及制造方法做成如图9所示具有叶片高度a为50毫米，长度b为100毫米及侧面(深度)c为20毫米的散热片，并查看了叶片的宽度t和间距P。结果，叶片宽度t在端部为0.7毫米，在基底为2.4毫米，平均为1.5毫米。就间距P而言。6毫米是极限，低于此值时，发生了断裂等损坏。叶片的总表面面积为0.032平方米。
以此方式形成之散热片，其热阻采用与本发明相同的方法在ACD12上进行测量，风速为0.7米/秒，测量值为1.727℃。
从前述可清楚地知道，以本发明制造装置及制造方法所做成散热片的间距P为3毫米，此值为传统的1/2，而传统制造装置及方法无法做到低于6毫米。因此，无法提供这样的散热器制造装置及制造方法，用它可以做出表面面积约为两倍的散热器，其热阻较小，且散热效率较优。
此外，以传统之散器制造装置及制造方法，除了图9所示的简单形状以外，不可能做出其它形状的散热片。然而，以本发明散热器制造装置及制造方法，可做出在垂直方向及水平方向有各样形状的叶片。如此，若使用图7所示形状的叶片，总表面面积可大于本发明案例的13％，若使用图8所示形状的叶片，则可大于本发明案例的15％，这就提供了制造散热效率极佳之散热器的制造装置及制造方法。
如前所述，本发明提供一种制造装置及制造方法，用以制造具有各种不同形状，具有规定强度、具有高散热效率且其基底和散热片形成一体之散热器。