(57)【要約】【課題】塗布剤による膜厚のばらつきを抑制すること。【解決手段】ヒートシンクの製造方法であって、金型のキャビティに溶湯を流し込み固める鋳造によって鋳片を形成する鋳造工程と、鋳造工程の後に、鋳片に放熱性の塗料をスプレー塗布する塗布工程と、を含み、塗布工程において、スプレー塗布期間中に、加振機２１を用いて鋳片を振動させる。これにより、スプレー塗布中に加振することで、鋳片に塗布剤が固着する前の状態で塗料を混ぜることができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型のキャビティに溶湯を流し込み固める鋳造によって鋳片を形成する鋳造工程と、
前記鋳造工程の後に、前記鋳片に放熱性の塗料をスプレー塗布する塗布工程と、を含み、
前記塗布工程において、前記スプレー塗布期間中に、加振機を用いて前記鋳片を振動させる
ヒートシンクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートシンクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、特開昭５７−２０２６８３号公報がある。この公報に記載された放熱ベースの製造法では、ダイカストで成形した直後の高温の基体を射出整形用の金型内に組み込み、樹脂を射出することよって被覆を形成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５７−２０２６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した射出成形による方法ではなく、スプレー塗布によって被覆を形成する場合がある。このとき、鋳片における塗料の付着性能は、鋳片の温度に影響を受ける。すなわち、鋳片の部位ごとに温度分布にばらつきがある場合には、ある部位には塗料が付着しやすく、別の部位では塗料が付着し難い状態となるため、きれいな成膜が難しくなる。
本発明は、スプレー塗布における膜厚のばらつきを抑制したヒートシンクの製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にかかるヒートシンクの製造方法は、金型のキャビティに溶湯を流し込み固める鋳造によって鋳片を形成する鋳造工程と、前記鋳造工程の後に、前記鋳片に放熱性の塗料をスプレー塗布する塗布工程と、を含み、前記塗布工程において、前記スプレー塗布期間中に、加振機を用いて前記鋳片を振動させる。
これにより、スプレー塗布中に加振することで、鋳片に塗布剤が固着する前の状態で塗料を混ぜることができる。
【発明の効果】
【０００６】
これにより、塗布剤による膜厚のばらつきを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】ヒートシンク製造装置の概略を示す図である。
【図２】サーモビュアで生成される温度分布画像の一例を示す図である。
【図３】温度分布画像で設定された１ラインにおけるＸ方向位置と温度の関係を示すグラフである。
【図４】被膜剤の塗布を実行するフローチャートである。
【図５】Ｘ方向加振力とＸ方向加振時間を決定する振動水準マップの一例である。
【図６】Ｙ方向加振力とＹ方向加振時間を決定するための振動水準マップの一例である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、ヒートシンク製造装置１は、被塗布部１１と、被塗布部１１の上方から放熱性の塗料（被膜剤）を塗布するスプレーノズル１２と、被塗布部１１を上方から被塗布部１１を撮影するサーモビュアカメラ１３と、サーモビュアカメラ１３による撮影情報から２次元の温度分布画像データを生成するサーモビュア１４と、サーモビュア１４で生成した画像の画像処理を行う画像処理装置１５と、各部の動作の制御や演算を行う制御装置１６と、被塗布部１１を振動させる加振装置１７と、を備える。
【０００９】
被塗布部１１は、加振装置１７から入力される信号に応じて振動する加振機２１と、加振機２１に連結されたセットプレート２２と、セットプレート２２上に配置された被塗布筐体２３と、を備える。
【００１０】
加振機２１は、被塗布部１１の下部に形成されている。加振機２１は、加振装置１７からの入力された信号に応じて、加振力、加振時間、加振方向を自在に変更して振動を行う。例えば、加振機２１の内部には複数のモータ（図示せず）が配置されており、各モータの動作状態を変更することで、被塗布筐体２３にかかる加振方向、加振力、加振時間の変更を行う。
【００１１】
セットプレート２２は平板状であり、上面に被塗布筐体２３が固定されている。また、セットプレート２２の下面は、連結部を介して加振機２１に連結されている。セットプレート２２は、加振機２１の動作に応じて振動することで、セットプレート２２に固定された被塗布筐体２３を振動させる。
【００１２】
被塗布筐体２３には、塗布対象である鋳片がセットされる。ここで鋳片は、フィン形状を有しており、複数の凹凸の突起が上方を向くように配置されている。
【００１３】
スプレーノズル１２は、被塗布部１１の上方において、移動自在な状態で配置される。スプレーノズル１２の噴射口は被塗布筐体２３に対向するように下向きに設けられており、被塗布筐体２３に向かって噴射口から被覆材をスプレー状にして噴射することによって、鋳片に被覆材を塗布する。すなわち、スプレーノズル１２は、フィン形状の鋳片の複数の凹凸が設けられた面に向かって、被覆材のスプレー塗布を実行する。
【００１４】
サーモビュアカメラ１３は、被塗布部１１の上方に、移動自在な状態で配置される。サーモビュアカメラ１３は、撮影によって取得した被塗布部１１の情報を、サーモビュア１４に出力する。例えば、サーモビュアカメラ１３は、サーモビュア１４と有線で連結されている。
【００１５】
なお、スプレーノズル１２は、サーモビュアカメラ１３により撮影が行われる際には、サーモビュアカメラ１３の動作を阻害しない位置に移動する。また、サーモビュアカメラ１３は、スプレーノズル１２により塗布を行う際には、スプレーノズル１２の動作を阻害しない位置に移動する。すなわち、スプレーノズル１２とサーモビュアカメラ１３は、交互に被塗布部１１の上方に配置される。
【００１６】
サーモビュア１４は、サーモビュアカメラ１３で取得された被塗布部１１の温度分布画像を生成して表示する。この温度分布画像は、図２に示すように、被塗布部１１の被塗布筐体２３について、高温の箇所を白色、低温の箇所を黒色で表示する。なお図２は、サーモビュア１４に表示される画像を簡略化した一例である。
【００１７】
画像処理装置１５は、サーモビュア１４で生成した温度分布画像に対して、画像処理を行う。具体的には、画像処理装置１５は、図２に示すようにＸ軸方向に延びる複数のライン（ラインａ〜ラインｅ）に区切り、図３に示すように、着目したラインのＸ方向の位置ごとの温度を示すＸ方向温度データのグラフを出力する。なお、Ｘ方向温度データのグラフを出力するために画像処理装置１５で区切るラインの数は、ラインａ〜ラインｅの５ラインに限られず、自在に変更可能である。なお以下では、ラインａ〜ラインｅの５個のラインに区切るものとして説明する。
【００１８】
制御装置１６は、画像処理装置１５のＸ方向温度データに基づいて、加振装置１７の動作を制御する。例えば、制御装置１６は、画像処理装置１５から入力されるＸ方向温度データから、温度データの全ての極大値、極小値であるピーク値を検出し、ピークの差分の平均値S_aveを算出することや、画像処理装置１５で定めた各ラインのピークの平均値の算出し、各ラインのピーク平均値の最大値と最小値の差分値H_subの算出を行う。また、制御装置１６は、図４及び図５に示す振動水準マップを予め記憶しておき、算出した平均値S_aveや差分値H_subに基づいて、加振機２１を振動させる振動量及び振動時間等を決定し、加振装置１７に対して動作を制御する制御信号を出力する。また、制御装置１６は、スプレーノズル１２及びサーモビュアカメラ１３の位置の制御や、スプレーノズル１２からの塗布剤の塗布量の調節を行う。
【００１９】
加振装置１７は、制御装置１６から入力された制御信号に基づいて、加振機２１を振動させる。例えば加振装置１７は、図４及び図５に示した振動水準マップに記載された値に基づいて加振機２１を動作させるための動作信号を出力する。
【００２０】
次に、ヒートシンクの製造方法について説明する。すなわち、鋳片を鋳造した後に、ヒートシンク製造装置１を用いて被塗布筐体２３に塗布を行う手順について説明する。
【００２１】
最初に、鋳片を形成する鋳造工程を行う。鋳片は、金型のキャビティに対して溶湯を流し込んで固めることにより、複数の凹凸を有するフィン状に形成される。その後、形成された鋳片は、被塗布筐体２３にセットされる。
【００２２】
次に、図６を参照して被塗布筐体２３に被覆剤を塗布する塗布工程について説明する。
【００２３】
セットプレート２２上に被塗布筐体２３をセットする（Ｓ１１）。このとき被塗布筐体２３は、被塗布筐体２３にセットされた鋳片の複数の凹凸を有する面が上面側となるようにセットされる。
【００２４】
サーモビュアカメラ１３は、被塗布筐体２３の上方から撮影を行う（Ｓ１２）。ここで、被塗布筐体２３は、サーモビュアカメラ１３により直上から撮影された場合に、ＸＹ平面において略正方形である。サーモビュア１４は、サーモビュアカメラ１３による撮影データに基づき、図２に示すように被塗布筐体２３の二次元の温度分布画像を生成する。
【００２５】
画像処理装置１５及び制御装置１６は、生成された温度分布画像から、ピーク温度を検出する（Ｓ１３）。より具体的には、画像処理装置１５は、図２に示したライン毎に、図６のようにＸ方向位置と温度の関係を示すグラフを生成する。ここで図３は、ラインａについてＸ方向位置ごとの温度を示したグラフであり、被塗布筐体２３に設けられたフィンの凹凸が、Ｘ方向に略等間隔で交互に設けられている場合には、極大値と極小値がほぼ等間隔で交互に現れる。なお、ラインｂ〜ラインｅについても同様に、温度の極大値と極小値が交互に現れるsin波状のグラフが生成される。制御装置１６は、生成されたグラフから、温度が極大の箇所及び極小の箇所のそれぞれの温度（以下、ピーク温度）を検出する。
【００２６】
次に、制御装置１６によりピーク温度の差分値の平均値の算出手順をＳ１４〜Ｓ１６に示し、図２で示したライン毎に取得される全ピーク温度の平均値を比較し、ライン間における最大の差分量を算出する手順をＳ１７〜Ｓ１８に示す。
【００２７】
制御装置１６は、注目する１つのラインについて、隣り合うピークの差分を算出する（Ｓ１４）。すなわち図２に示すように、ラインａについて示した波形から、極大値の箇所の温度と、該極大値と隣り合う極小値の箇所の温度との差分値を算出する。なお、図３に波形として示されているラインａの全ての極大値及び極小値の箇所について、温度の差分値を算出する。図３に示したグラフでは、極大値が１３箇所であり、極小値が１３箇所であるため、２５個の差分値が算出される。
【００２８】
制御装置１６は、Ｓ１４で算出された複数の差分値から、差分値の平均値を算出する（Ｓ１５）。ここで、ラインａについて算出された差分値の平均値をS_aとする。制御装置１６は、同様にして、ラインｂ〜ラインｅについての差分値の平均値S_b〜S_eを算出する。
【００２９】
次に、制御装置１６は、平均値S_a〜S_eの平均値を算出する（Ｓ１６）。この平均値をS_aveとする。
【００３０】
また、制御装置１６は、注目する１つのラインについて、全ピーク温度の平均値を算出する（Ｓ１７）。具体的には、制御装置１６は、図３に示したラインａの波形から、極大値である１３箇所の温度と、極小値である１３箇所の温度をそれぞれ取得し、これら取得された２６箇所の温度の平均値H_aを算出する。同様に、制御装置１６はラインｂ〜ラインｅについて、それぞれの平均値H_b〜H_eを算出する。
【００３１】
制御装置１６は、算出した平均値H_a〜H_eのうち、最大値をMaxとし、最小値をMinとして、MaxとMinの差分値を計算する（Ｓ１８）。ここで算出された差分値をH_subとする。
【００３２】
制御装置１６は、振動水準マップに従い、加振装置１７を動作させる量を決定する（Ｓ１９）。ここで制御装置１６には、図４に示す振動水準マップが記憶されており、平均値S_aveに対して、Ｘ方向加振力とＸ方向加振時間が対応付けられている。なお、この振動水準マップでは、平均値S_aveの値が大きいほど、Ｘ方向加振力が大きく、かつ、Ｘ時間加振時間が長くなるように対応付けられている。
【００３３】
また、制御装置１６には、図５に示す振動水準マップが記憶されており、差分値H_subに対して、Ｙ方向加振力とＹ方向加振時間が対応付けられている。なお、この振動水準マップでは、差分値H_subの値が大きいほど、Ｙ方向加振力が大きく、かつ、Ｙ方向加振時間が長くなるように対応付けられている。制御装置１６は、図４及び図５の振動水準マップにより決定した振動時間及び振動量の情報を含む制御信号を、加振装置１７に出力する。なお、図４及び図５に示した振動水準マップに示された値は一例であり、効果が期待できる任意の値を設定可能である。
【００３４】
加振装置１７は、制御装置１６から入力された制御信号に基づいて、加振機２１を振動させる（Ｓ２０）。このとき加振装置１７は、加振機２１を、Ｘ方向に振動させた後に、Ｙ方向に振動させる。ここで、加振機２１によって、被塗布筐体２３をＸ方向に振動させる際の振動周波数は、被塗布筐体２３のＸ方向の共振周波数を用いる。また同様に、被塗布筐体２３をＹ方向に振動させる際の振動周波数は、被塗布筐体２３のＹ方向の共振周波数を用いる。
【００３５】
またこのとき、予め被塗布筐体２３の上方からサーモビュアカメラ１３を退避させ、スプレーノズル１２を配置しておく。制御装置１６は、加振機２１が被塗布筐体２３をＸ方向及びＹ方向に振動させながら、スプレーノズル１２から被塗布筐体２３に被覆剤を塗布するように、動作の制御を行う。
【００３６】
これにより、スプレーノズル１２から被塗布筐体２３に塗布される液状の被膜剤は、加振によりＸ方向又はＹ方向に移動しながら塗布される。
【００３７】
したがって、鋳片における温度の異なる部位において、それぞれ温度が異なる場合に固着性能に差が生じる塗料の粒が、鋳片に固着していないスプレー塗布期間中に鋳片の振動によって混ぜられる。そのため、塗料の付着のしやすさのばらつきを抑制し、均一な成膜状態に近づけることができる。すなわち、塗布を行う際に、被塗布筐体２３の温度のばらつきの影響が抑制され、塗布品質の安定が実現できる。
【００３８】
特に、フィン形状を有する鋳片では、凸部（先端部）の温度が、凹部（底部）より低くなる。加振を行わない通常のスプレー塗布では、凸部で塗料が付着しにくく、凹部で塗料が付着しやすくなるが、加振しながら塗布を行うことによって、このばらつきを抑制できる。
【００３９】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、加振機２１で発生させるＸ方向及びＹ方向の振動の振動周波数として、被塗布筐体２３の共振周波数を用いるものとして記載したが、共振周波数にこだわる必要は無く、効果が期待できる任意の周波数としてもよい。
【００４０】
また、加振パターンもＸ方向の加振が終了してからＹ方向の加振を行うものとして説明したが、Ｙ方向の加振を先に行い、その後Ｘ方向の加振を行ってもよい。Ｘ方向とＹ方向の加振を同時に実行しても良く、効果が期待できる任意の加振パターンを設定することができる。また例えば、図３に示したグラフについて、ピーク温度の検出を行う前に、ピーク温度の箇所を検出しやすくするために、平滑化などの処理を実行しても良い。
【００４１】
また上記において図６に示したフローチャートでは、Ｓ１４からＳ１６までの処理と、Ｓ１７からＳ１８までの処理を、並列して実行するように記載しているが、いずれか一方の処理を先に実行しても良い。
【００４２】
また、図４及び図５に示した振動水準マップは、加振機２１で実行するＸ方向加振力と加振時間、Ｙ方向加振力と加振時間を定めるものとして説明したが、これに限られない。例えば、加振機２１の加振と被塗布筐体２３の振動の間にずれがある場合には、振動水準マップに示した値で被塗布筐体２３が振動するように、加振機２１の動作を制御してもよい。
【００４３】
また上記では、S_aveの値に基づいてＸ方向の加振力と加振時間を決定し、H_subの値に基づいてＹ方向の加振力と加振時間を決定するものとして説明したが、これに限られない。例えば、S_aveの値に基づいてＹ方向の加振力と加振時間を決定し、H_subの値に基づいてＸ方向の加振力と加振時間を決定するものであってもよい。また、S_aveの値とH_subの値の両方に基づいてＸ方向の加振力と加振時間を決定するとともに、S_aveの値とH_subの値の両方に基づいてＹ方向の加振力と加振時間を決定してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１            ヒートシンク製造装置
１１            被塗布部
１２            スプレーノズル
１３            サーモビュアカメラ
１４            サーモビュア
１５            画像処理装置
１６            制御装置
１７            加振装置
２１            加振機
２２            セットプレート
２３            被塗布筐体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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