5G RRU用ヒートシンク：300mm押出プロファイル、CNC加工、黒色アルマイト
5Gリモートラジオユニットは、電力増幅器を靴箱サイズの筐体に詰め込み、それを太陽の下でポールに吊るします。ヒートシンクは筐体全体の熱経路であり、ファンもポンプもなしで受動的に動作する必要があります。長さ300mmで、RFボードへの加工インターフェースと、風や振動に耐える取付機能を備えています。このような長尺プロファイルでは、押出の直線性、加工精度、アルマイト品質が互いに影響し合います。
プロジェクトの背景と課題
5G RRUハードウェアを供給する通信インフラベンダーが、ラジオ筐体の一部を兼ねる300mm押出ヒートシンクを持ち込みました。生産量は月10,000個でした。プロファイルは6063-T5で、外面に高密度のフィンフィールド、内面にRFパワーボードが実装される平坦な面があります。加工と仕上げの注記を読むまでは、単純な押出材に見えます。
金型は最初から正確でなければなりませんでした。壁厚が不均一なフィンフィールドは、量産時に押出がうまくいかないからです。ベンダーは以前の改訂でそれを経験済みでした。薄いフィンは厚いベースとは異なる速度で冷却され、プレスから出たときにわずかに波打ち、筐体がガスケットに対してきれいに閉まりませんでした。
熱設計の要件も同様に具体的でした。能動冷却が許されないため、フィンフィールドは増幅器の全負荷を静止空気中に放熱する必要があり、ボードのサーマルパッドは加工インターフェースがそれに対して平坦に保たれて初めて接触を維持します。そのため、実装面の平面度とフィン形状は、この部品の成否を分ける重要な特性リストに含まれていました。
この部品を難しくしている点は3つあります。第一に長さ：300mmを超えると、押出の直線性とねじれが悪化し、反ったプロファイルは筐体ガスケットに密着しません。第二に、実装面と一連のねじ付きボスは押出後に加工する必要があり、反ったブランクではなくフィンフィールドに対して正しい位置に配置されなければなりません。第三に黒色アルマイト：300mmの部品では、不均一または薄いコーティングはすぐに現れ、マスキングされたグランドパッドはボードが筐体に確実に接地するよう完全に清浄に保たなければなりません。
ベンダーはプロファイルを1つのサプライヤーから購入し、加工とアルマイトをさらに2社に外注していました。各引き継ぎはスケジュールに日数を追加し、バッチが公差から外れるたびに各サプライヤーが他のサプライヤーを指摘しました。彼らは押出から梱包された完成品までの全工程を一貫して担当するパートナーを求めていました。
BQUQのプロセスソリューション
当社はプロファイルを押出し、安定化させた後、正確さが求められる面のみを加工します。これにより、フィンフィールドは押出ままに保たれ、インターフェースは端から端まで管理されます。
プロファイル押出と直線性管理
外面にフィンフィールドを備えた6063-T5押出材を、引張矯正して300mmの長さを直線度0.5mm以内に戻し、筐体ガスケットに対してきれいに閉まるようにします。その後、ブランクを定尺に切断し、加工前に応力安定化させ、実装機能を切削した後に部品がクリープせず、アルマイト処理を通じて長さが安定するようにします。プロファイル全体でフィン壁厚を管理し、長いフィンがベースを狂わせないようにし、押出引抜速度と冷却を一定に保ち、フィンチップがプロファイルのダイ出口からの進行に伴ってずれることなく、長さ方向に真っ直ぐに追従するようにします。
実装インターフェースのCNCフライス加工
内部実装面とねじ付きボスパターンは1回の段取りでフライス加工し、面の平面度を0.05mm以内に保ち、ボス位置をインターフェースデータムに対して0.01mmに位置決めします。フィン側は未加工のままにし、ダイで形成された熱面がカッターや切り粉で乱されないようにします。フライス加工エッジは工程内でバリ取りします。実装面に残ったバリはボードをサーマルパッドから浮かせ、ボードの接触を静かに損なうからです。
黒色アルマイトとマスキングパッド
部品は耐食性と均一な外観のために黒色アルマイト処理されます。グランドパッドとボードインターフェースはマスキングされ、導電性が必要な場所にコーティングが付着しないようにし、コーティング厚を管理してフィン間ギャップを埋めたりフィンエッジを丸めたりしないようにします。梱包前のマスキング再確認により、実装パッドにアルマイトが侵入していないことを確認します。これはユニットが接地テストに失敗したときに初めて現れる種類の欠陥です。フィンフィールドのコーティングも、フィンが放熱する表面温度を測定可能なほど上昇させない程度に薄く保ちます。
主要仕様
| 項目 | 仕様 |
|---|---|
| 材質 | 6063-T5 押出アルミニウム |
| プロファイル長さ | 300mm |
| 実装面平面度 | 0.05mm |
| ボス / 穴位置 | ±0.01mm |
| 直線度 | ≤0.5mm 全長にわたって |
| フィン厚 | 1.0mm（最小能力0.3mm） |
| 表面仕上げ | 黒色アルマイト、マスキングされたグランドパッドとボードインターフェース |
| 生産量 | 月産10,000個 |
| 検査 | CMMレイアウト + インターフェースのエアゲージ測定、CPK≥1.33 |
| 納期 | サンプル6日、初回10,000個バッチ18日 |
品質管理と納品
初品検査は完全なCMMレイアウトです。実装面全体の平面度マッピング、ボード図面に対するボス位置の検証、全長300mmにわたる直線度チェック、ロットリリース前のアルマイト厚とマスキングの確認を行います。重要なインターフェース特性はCPK目標1.33以上を維持し、データはISO9001:2015品質システムの下で毎バッチに添付されます。検査記録はロットごとに保管され、現場からの質問を押出ロットとそれを製造した仕上げラインまで追跡できます。
結果：サンプルは6日で承認され、初回10,000個バッチは18日で出荷され、現在は毎月のローリングスケジュールで生産されています。押出、加工、アルマイト、検査が1つのシーケンスにあるため、ベンダーは2つの外部サプライヤーとそれに伴う輸送および再認定を削減しました。実装面の平面度とボス位置は認定運転を通じて公差内に保たれ、黒色アルマイト仕上げはすべての300mm部品の端から端まで均一に仕上がりました。
関連製品とリソース
より広範なプロファイルについてはカスタム押出アルミヒートシンクコレクションを、このような完成品については黒色アルマイトアルミヒートシンクコレクションをご覧ください。公差、仕上げ、リードタイムに関するよくある質問はFAQセンターで回答しています。図面を送付いただければ12時間以内にお見積りいたします。
FAQ
300mm押出ヒートシンクで達成できる平面度と直線度は？
実装面は0.05mm以内にフライス加工し、プロファイルは全長300mmにわたって0.5mm以内の直線度を維持します。直線度は筐体ガスケットデータムに対して検査し、平面度は単一点ではなくCMMでマッピングし、CPKは≥1.33に保ちます。
黒色アルマイトは熱性能を損ないますか？
ここでは問題になるほどではありません。アルマイトは薄い化成層であり、黒色表面は実際には裸のアルミニウムよりわずかに放熱性が優れています。重要なのはグランドパッドのマスキングとコーティング厚の管理によりフィン間ギャップを埋めないことで、これはロット梱包前に検証します。
アルマイト処理中に特定のパッドをマスキングできますか？
はい。グランドパッドとボードインターフェースはマスキングされ、導電性が必要な場所にコーティングが付着しません。マスキング領域の厚さはアルマイト後に検査し、最終再確認で出荷前に実装パッドにコーティングが侵入していないことを確認します。
5G RRUヒートシンクの生産量はどのくらい可能ですか？
月産1,000個から100,000個まで対応可能です。この部品は月産10,000個で生産され、サンプル承認後18日で初回10,000個を出荷しました。サンプル自体は図面承認から6日で準備できます。
