(57)【要約】【課題】放熱フィンを容易に製造する。【解決手段】放熱フィンの製造では、複数の吐出口を有するノズル部をベース部材の対象面に沿って相対的に移動しつつ、低軟化点ガラスフリットを含むとともに光硬化性を有するペーストが複数の吐出口から連続的に吐出され、さらに、対象面上に吐出された直後のペーストに光が照射される。これにより、微細なフィン８１を対象面上に配列形成して、ベース部材上にガラスを含む放熱フィンを容易に製造することができる。また、ベース部材上のフィンを焼成することにより、放熱フィンの大部分をガラスにて形成することができる。【選択図】図５
2008112888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱フィンの製造方法であって、
ａ）複数の吐出口を有するノズル部を対象面に沿う所定の方向に前記対象面に対して相対的に移動する工程と、
ｂ）前記ａ）工程と並行して、前記複数の吐出口から前記対象面上に光硬化性のペーストを吐出することにより、前記対象面上において前記所定の方向に伸びる複数のフィンのパターンを形成する工程と、
ｃ）前記ｂ）工程と並行して、または、前記ｂ）工程の後に、前記対象面上に吐出されたペーストに光を照射する工程と、
を備えることを特徴とする放熱フィンの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の放熱フィンの製造方法であって、
前記ペーストがセラミックの微粒子を含むことを特徴とする放熱フィンの製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の放熱フィンの製造方法であって、
前記ペーストが金属の微粒子を含むことを特徴とする放熱フィンの製造方法。
【請求項４】
請求項２または３に記載の放熱フィンの製造方法であって、
前記対象面上の前記ペーストを焼成する工程をさらに備えることを特徴とする放熱フィンの製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の放熱フィンの製造方法であって、
前記ｃ）工程の後に、前記所定の方向を前記対象面に沿う他の方向に変更しつつ前記ａ）工程ないし前記ｃ）工程を繰り返すことにより、前記複数のフィンのパターン上に前記他の方向に伸びる他の複数のフィンのパターンを形成する工程をさらに備えることを特徴とする放熱フィンの製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれかに記載の放熱フィンの製造方法であって、
前記ｂ）工程と前記ｃ）工程との間において、前記所定の方向を前記対象面に沿う他の方向に変更しつつ前記ａ）工程および前記ｂ）工程を繰り返すことにより、前記複数のフィンのパターン上に前記他の方向に伸びる他の複数のフィンのパターンを形成する工程をさらに備え、
前記ｃ）工程において、前記複数のフィンのパターンおよび前記他の複数のフィンのパターンに前記光が照射されることを特徴とする放熱フィンの製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の放熱フィンの製造方法にて製造されたことを特徴とする放熱フィン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光硬化性のペーストを用いた放熱フィンの製造方法、および、当該製造方法にて製造された放熱フィンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、高温となる対象物を冷却するために放熱フィンが用いられており、一般的に、切削加工やプレス加工にて放熱フィンを製造することが行われている。また、複数の板部材を直立した状態で配列する（例えば、特許文献１参照）、あるいは、断面が波形の部材を積み重ねる（例えば、特許文献２参照）等により放熱フィンを製造する手法も知られている。
【０００３】
なお、特許文献３では、それぞれが中央にて支柱に固定される複数の放熱板を、所定のピッチにて互いに平行にかつ水平面に対して傾斜して設けることにより、冷却ファンから水平に送られる冷却風を放熱板の表面に衝突させ、空気の停滞層を強制的に吹き飛ばして放熱効率を向上することが可能な放熱フィンが開示されている。
【０００４】
また、特許文献４では、微細な吐出口を有するノズル部を走査しつつノズル部からペースト状のリブ形成材料を連続的に吐出して基板上に線状のリブを形成するリブ形成装置において、ノズル部の基板に対する走査方向を変更しつつノズル部の走査を繰り返す（すなわち、線状のリブを互いに交差させて形成する）ことにより、基板上に格子状のリブを形成する手法が開示されている。
【特許文献１】特開平６−１５１６５８号公報
【特許文献２】特開平７−２０２０８５号公報
【特許文献３】特開平５−１０２３５６号公報
【特許文献４】特開２００６−６６１４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、各種電子部品の高性能化に伴い、当該電子部品の発熱量も増大する傾向にあり、コンピュータのＣＰＵ等では電子部品自体を放熱フィンにて冷却することが行われている。しかしながら、冷却対象の電子部品の種類によっては、微小な放熱フィンが必要となり、切削加工やプレス加工にて製造することが困難となる。また、上記特許文献１および２の手法にて製造する場合も同様である。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、放熱フィンを容易に製造することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、放熱フィンの製造方法であって、ａ）複数の吐出口を有するノズル部を対象面に沿う所定の方向に前記対象面に対して相対的に移動する工程と、ｂ）前記ａ）工程と並行して、前記複数の吐出口から前記対象面上に光硬化性のペーストを吐出することにより、前記対象面上において前記所定の方向に伸びる複数のフィンのパターンを形成する工程と、ｃ）前記ｂ）工程と並行して、または、前記ｂ）工程の後に、前記対象面上に吐出されたペーストに光を照射する工程とを備える。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の放熱フィンの製造方法であって、前記ペーストがセラミックの微粒子を含む。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の放熱フィンの製造方法であって、前記ペーストが金属の微粒子を含む。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の放熱フィンの製造方法であって、前記対象面上の前記ペーストを焼成する工程をさらに備える。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の放熱フィンの製造方法であって、前記ｃ）工程の後に、前記所定の方向を前記対象面に沿う他の方向に変更しつつ前記ａ）工程ないし前記ｃ）工程を繰り返すことにより、前記複数のフィンのパターン上に前記他の方向に伸びる他の複数のフィンのパターンを形成する工程をさらに備える。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の放熱フィンの製造方法であって、前記ｂ）工程と前記ｃ）工程との間において、前記所定の方向を前記対象面に沿う他の方向に変更しつつ前記ａ）工程および前記ｂ）工程を繰り返すことにより、前記複数のフィンのパターン上に前記他の方向に伸びる他の複数のフィンのパターンを形成する工程をさらに備え、前記ｃ）工程において、前記複数のフィンのパターンおよび前記他の複数のフィンのパターンに前記光が照射される。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の放熱フィンの製造方法にて製造されたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、放熱フィンを容易に製造することができる。
【００１５】
また、請求項２の発明では、セラミックを含む放熱フィンを容易に製造することができ、請求項３の発明では、金属を含む放熱フィンを容易に製造することができる。
【００１６】
また、請求項４の発明では、放熱フィンの大部分をセラミックまたは金属にて形成することができ、請求項５および６の発明では、放熱効率の高い放熱フィンを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は放熱フィン製造装置１の構成を示す図である。放熱フィン製造装置１は、各種電子部品（正確には、パッケージに封止された電子部品）に複数の線状のフィンの集合である放熱フィンを直接形成する、または、電子部品に取り付けられる予定の板状のベース部材上に放熱フィンを形成するためのものである。以下の説明では、板状のベース部材９上に放熱フィンを形成するものとして説明を行う。
【００１８】
放熱フィン製造装置１では、基台１１上にステージ移動機構２が設けられ、ステージ移動機構２によりベース部材９を水平に保持する回転ステージ２０が図１中に示すＹ方向に移動可能とされる。回転ステージ２０はベース部材９をその法線に平行な（すなわち、図１中のＺ方向に平行な）回転軸を中心として任意の回転角だけ回転可能とされる。基台１１には回転ステージ２０を跨ぐようにしてフレーム１２が固定され、フレーム１２にはヘッド移動機構３を介してヘッド部４が取り付けられる。
【００１９】
ステージ移動機構２は、モータ２１にボールねじが接続され、さらに、回転ステージ２０に固定されたナットがボールねじに取り付けられた構造となっている。ステージ移動機構２は、ガイドレール２２をさらに有し、モータ２１が回転すると、ナットとともに回転ステージ２０がガイドレール２２に沿ってＹ方向に滑らかに移動する（すなわち、ヘッド部４がベース部材９に対して相対的に主走査する。）。
【００２０】
ヘッド移動機構３はフレーム１２に支持されたモータ３１、モータ３１の回転軸に接続されたボールねじ３２、および、ボールねじ３２に取り付けられたナット３３を有し、モータ３１が回転することによりナット３３が図１中のＸ方向に移動する。ナット３３にはヘッド部４のベース４０が取り付けられ、これにより、ヘッド部４がＸ方向に移動（副走査）可能とされる。ベース４０はフレーム１２に固定されたガイドレール３４に接続され、ガイドレール３４により滑らかに案内される。
【００２１】
ヘッド部４は、ベース部材９上に高粘度のペーストを吐出する吐出部４２、および、ベース部材９上のペーストを硬化させる硬化部４３を有し、吐出部４２および硬化部４３はベース４０に固定される昇降機構４１の下部に取り付けられる。ペーストは、紫外線により硬化（架橋反応）が開始する光開始剤や、バインダである樹脂、さらには、ガラスの粉体である低軟化点ガラスフリット（例えば、粒径が数マイクロメートル（μｍ）とされる。）を含み、絶縁性を有する。吐出部４２の下面には、Ｘ方向に配列された複数の吐出口を有するノズル部４２１が着脱可能に取り付けられる。
【００２２】
ノズル部４２１は供給管４４１を介してペーストを貯溜する容器４４２に接続され、容器４４２には高圧のエアを供給するエア供給部４４４がレギュレータ４４３を介して接続される。容器４４２は取り替え可能とされており、放熱フィン製造装置１では容器４４２内のペーストの残量が所定量以下となると、操作者によりペーストが充填された別の容器４４２に取り替えられる。後述するフィンの形成時には、レギュレータ４４３が容器４４２内のエアの圧力を大気圧よりも高くして容器４４２内に貯溜されるペーストが加圧される。すなわち、容器４４２内のエアの圧力と大気圧との差の圧力（以下、「エアの差圧」と呼ぶ。）が容器４４２内のペーストに付与され、これにより、ノズル部４２１にペーストが供給されてノズル部４２１の吐出口からペーストが吐出される。このように、放熱フィン製造装置１では、供給管４４１、容器４４２、レギュレータ４４３およびエア供給部４４４によりノズル部４２１にペーストを供給する材料供給部４４（ディスペンサシステムとも呼ばれる。）が構築される。なお、ノズル部４２１からのペーストの吐出が行われていない状態では、エアの差圧は０とされる（すなわち、容器４４２内のエアの圧力が大気圧とされ、材料供給部４４による容器４４２内のペーストの加圧が行われていない。）。
【００２３】
硬化部４３は光ファイバ４３１を介して光源ユニット４３２に接続される。光源ユニット４３２は紫外線を出射する光源（例えば、キセノンランプ）を備え、光源からの光は、光ファイバ４３１により硬化部４３へと導かれる。そして、ノズル部４２１の（−Ｙ）側において硬化部４３からベース部材９に向かって紫外線が出射され、各吐出口に対応する光のスポットがベース部材９上に形成される。
【００２４】
図２はノズル部４２１の先端近傍を拡大して示す図である。図２に示すように、ノズル部４２１において各吐出口４２２へと連続する流路４２３（図２では、１つの吐出口４２２および１つの流路４２３のみに符号を付している。）は、ＹＺ平面に平行かつＺ方向に対して傾斜した方向（例えば、４５度だけ傾斜した方向）に伸びている。これにより、ベース部材９の（＋Ｚ）側の主面（後述するように、フィンの形成対象とされる主面であり、以下、「対象面」ともいう。）９１に向かうとともに対象面９１に対して傾斜する吐出方向に吐出口４２２からペースト８０が吐出される。また、ノズル部４２１の開口面４２４（ノズル部４２１の先端における複数の吐出口４２２を含む面）も、同様にその法線がＹＺ平面に平行かつＺ方向に対して傾斜している。ノズル部４２１の図２中の（−Ｚ）側の部位には、ベース部材９の対象面９１に平行な対向面４２５が形成され、放熱フィン製造装置１では、必要に応じて昇降機構４１がノズル部４２１をＺ方向に移動することにより、フィンの形成時におけるノズル部４２１の対向面４２５とベース部材９の対象面９１との間の間隙がほぼ一定の微小な幅にて保たれ、ノズル部４２１が常時、ベース部材９の対象面９１に近接した状態とされる。なお、（−Ｙ）側から（＋Ｙ）方向を向いて見た場合における各吐出口４２２の形状は矩形とされ、当該形状のＸ方向の幅は、例えば１００μｍとされ、吐出口４２２のＸ方向のピッチは４００μｍとされる。
【００２５】
図１に示すように、ステージ移動機構２のモータ２１、回転ステージ２０、レギュレータ４４３、光源ユニット４３２、ヘッド移動機構３のモータ３１、および、ヘッド部４の昇降機構４１は制御部５に接続され、これらの構成が制御部５により制御されることにより、放熱フィン製造装置１によるベース部材９上へのフィンの形成が行われる。
【００２６】
次に、放熱フィン製造装置１を用いてベース部材９上に複数のフィンを形成して、放熱フィンを製造する作業について説明を行う。図３は、放熱フィン製造装置１を用いて放熱フィンを製造する作業の流れを示す図である。なお、図３中の破線にて囲むステップＳ１７ａの処理は後述の作業例にて行われる処理であり、本作業例では行われない。
【００２７】
図１の放熱フィン製造装置１では、まず、ベース部材９が回転ステージ２０上に載置され、ステージ移動機構２により回転ステージ２０が（−Ｙ）側の初期位置に配置されるとともに、ヘッド移動機構３によりノズル部４２１がベース部材９の（−Ｙ）側の端部の上方に配置される。続いて、硬化部４３からの光の出射が開始され（ステップＳ１１）、その後、ステージ移動機構２により吐出部４２の下方にて回転ステージ２０上のベース部材９が（−Ｙ）方向へと移動して、ノズル部４２１がベース部材９に対して（＋Ｙ）方向に相対移動を開始する（ステップＳ１２）。また、容器４４２内のエアの差圧（すなわち、容器４４２内のエアの圧力と大気圧との差）を所定値にすることにより、ノズル部４２１の各吐出口４２２からのペーストの連続的な吐出も開始される（ステップＳ１３）。
【００２８】
実際には、図２に示すように、ノズル部４２１の対象面９１に沿う方向へのベース部材９に対する相対的な連続移動に並行して、各吐出口４２２からノズル部４２１の相対移動方向とは反対の方向に（すなわち、（−Ｙ）方向）にペーストが途切れることなく連続的に吐出されることにより、各吐出口４２２から吐出されたペースト８０がベース部材９上に順次付着する。
【００２９】
また、ベース部材９上に吐出されたペースト８０には、ノズル部４２１のベース部材９に対する相対的な進行方向の後方に配置されている硬化部４３により、吐出口４２２よりも上方の位置から紫外線が照射される（すなわち、吐出口４２２には紫外線は照射されない。）。既述のように、ペーストは光開始剤が添加されて光硬化性を有しており、硬化部４３からの紫外線の照射によりベース部材９上のペースト８０を容易に硬化させることが可能となっている。これにより、ノズル部４２１の相対的な進行方向に伸びる微細な線状のフィンが形成される。後述するように、放熱フィン製造装置１ではこれらのフィン上に他のフィンがさらに形成されるため、以下の説明では、対象面９１上に直接形成されるフィンを第１フィンと呼ぶ。
【００３０】
図４は、形成途上の第１フィン８１のＺＸ平面に平行な断面を示す図である。図４に示す第１フィン８１の断面のＸ方向の幅Ｗは１００μｍ、Ｚ方向の高さＨは２００μｍであり、ベース部材９上にはノズル部４２１における吐出口４２２と同じ個数の第１フィン８１が、Ｘ方向に広範囲に亘って吐出口４２２と同じピッチＰ４００μｍにて並んでいる。
【００３１】
ペーストの吐出が続けられ、ベース部材９の（＋Ｙ）側の端部近傍がノズル部４２１の真下に達すると、ペーストの吐出が停止される（ステップＳ１４）。その後、ベース部材９の移動が停止されるとともに（ステップＳ１５）、硬化部４３からの光の出射も停止される（ステップＳ１６）。以上の処理により、図５に示すように、ベース部材９の対象面９１上においてＹ方向に伸びる複数の第１フィン８１のパターン（以下、「第１フィンパターン」ともいう。）が形成される。なお、図５では、ベース部材９上のストライプ状の第１フィンパターンの一部のみを示している。
【００３２】
本実施の形態では、ノズル部４２１の一度の走査のみによりベース部材９上への第１フィンパターンの形成が完了するが、ベース部材９のサイズによってはノズル部４２１の複数回の走査によりベース部材９の全体に多数の第１フィン８１が形成されてもよい。この場合、ノズル部４２１の走査が完了する毎にヘッド部４をＸ方向に所定の距離だけ移動し、ベース部材９も初期位置へと移動した後、上記動作が繰り返される。
【００３３】
放熱フィン製造装置１では、フィンパターンの形成を繰り返すことが確認された後（ステップＳ１７）、図１のノズル部４２１が昇降機構４１により第１フィンパターンよりも上方へと移動し、続いて、回転ステージ２０が（−Ｙ）側の初期位置へと戻される（ステップＳ１８）。回転ステージ２０の初期位置への移動と並行して（または、初期位置への移動後に）、回転ステージ２０がＺ方向に平行な回転軸を中心として時計回りに１０度だけベース部材９を回転することにより、ベース部材９上の第１フィン８１がＹ方向に対して１０度だけ傾斜する（後述の図６参照）（ステップＳ１９）。続いて、硬化部４３からの光の出射が開始された後（ステップＳ１１）、回転ステージ２０の連続的な移動、および、ノズル部４２１からのペーストの連続的な吐出が開始される（ステップＳ１２，Ｓ１３）。このとき、図２のノズル部４２１の対向面４２５とベース部材９の対象面９１との間の距離が、第１フィン８１の高さよりも僅かに大きくされることにより、ノズル部４２１がベース部材９上の第１フィン８１に接触することなく、複数の吐出口４２２からベース部材９上にペースト８０が吐出される。また、ベース部材９上に吐出された直後のペースト８０には、ノズル部４２１の（−Ｙ）側に位置する硬化部４３からの光が照射されてペースト８０が硬化する。
【００３４】
ペーストの吐出が続けられ、ベース部材９上の端部近傍がノズル部４２１の真下に達すると、ペーストの吐出が停止され（ステップＳ１４）、その後、ベース部材９の移動および硬化部４３からの光の出射も停止される（ステップＳ１５，Ｓ１６）。以上の処理により、図６に示すように、ベース部材９上において、第１フィン８１に対して反時計回りに１０度だけ傾斜した方向に伸びる複数のフィン（以下、「第２フィン」という。）８２のパターン（すなわち、第２フィンパターン）が形成される。第２フィン８２の幅および高さ並びにピッチは第１フィン８１と同様とされ（後述の第３フィン８３において同様）、各第２フィン８２はベース部材９上における複数の第１フィン８１により（−Ｚ）側から部分的に支持される。このとき、第２フィン８２はある程度の剛性（変形に対する剛性）を有しており、互いに隣接する２つの第１フィン８１の間に架けられる第２フィン８２の部位は対象面９１側へとほとんど垂れ曲がることなく、対象面９１との間において間隙を形成する。なお、第２フィン８２の端部であって１つの第１フィン８１により片持ちにて支持される部位では、当該部位の長さによっては先端が対象面９１に接触する（後述の第３フィン８３および後述の他の作業例において同様）。
【００３５】
第２フィンパターンの形成が終了すると、フィンパターンの形成を繰り返すことが確認され（ステップＳ１７）、回転ステージ２０が初期位置へと戻される（ステップＳ１８）。続いて、第２フィンパターンの形成時と同様に、回転ステージ２０が回転軸を中心として時計回りに１０度だけベース部材９を回転することにより、ベース部材９上の第２フィン８２がＹ方向に対して１０度だけ傾斜する（後述の図７参照）（ステップＳ１９）。そして、上記ステップＳ１１〜Ｓ１６の処理を繰り返すことにより、複数の吐出口４２２からの対象面９１上へのペーストの吐出に並行して、複数の吐出口４２２が対象面９１に沿うＹ方向に対象面９１に対して相対的に移動しつつ後続の硬化部４３から対象面９１上に吐出されたペーストに光が照射される。これにより、図７に示すように、ベース部材９上において、第２フィン８２に対して反時計回りに１０度だけ傾斜した方向に伸びる複数のフィン（以下、「第３フィン」という。）８３のパターン（すなわち、第３フィンパターン）が形成される。以上のようにして、第１ないし第３フィンパターンの集合である放熱フィン８が、ベース部材９上に形成される。なお、放熱フィン８の対象面９１からのＺ方向の高さはおよそ６００μｍとなる。
【００３６】
ベース部材９上へのフィンパターンの形成が完了したことが確認されると（ステップＳ１７）、ベース部材９は放熱フィン製造装置１から外部の焼成装置へと搬送され、ベース部材９上の第１ないし第３フィン８１〜８３が焼成される（例えば、５５０℃にて１５分間焼成される。）（ステップＳ２０）。これにより、ペースト中の樹脂分が除去されるとともに、低軟化点ガラスフリットが融着する。焼成後の放熱フィン８では、大部分がガラスにて形成されることとなり、放熱フィン８の強度が向上する。また、ベース部材９上における放熱フィン８の形成により、対象面９１の単位面積当たりの実質的な表面積が増大する。
【００３７】
以上のようにして製造された放熱フィン８は、冷却対象であって回路基板に実装された（または、実装される予定の）電子部品の回路基板とは反対側にベース部材９を介して取り付けられ、当該電子部品が、例えば放熱フィン８を上側に配置した状態で、各種電子機器内に設けられる。既述のように、放熱フィン８の各フィンは一定の剛性を有することにより、下層（ベース部材９側）のフィンパターンの互いに隣接する２つのフィンの間に架けられる上層（ベース部材９とは反対側）のフィンパターンのフィンの部位が対象面９１側へと垂れ曲がることはなく、各層のフィンパターンにおいて、互いに隣接するフィン間に空気の流入および流出が可能な間隙が確保される。これにより、放熱フィン８では各フィンとの間で熱交換が行われて暖められた空気が上昇し、放熱フィン８の周囲の空気が当該間隙に流入して空気が循環され、電子機器内に大きなスペースを要することなく、電子部品を冷却することが実現される。また、ガラスにて形成される放熱フィン８の各フィンでは、空気との間における熱の伝達以外に、遠赤外線の放射による放熱作用も期待できる。
【００３８】
電子機器内において、外部の冷却ファンからの冷却風がベース部材９の対象面９１におよそ沿うようにして付与される場合でも、放熱フィン８では、第１ないし第３フィン８１〜８３が対象面９１に沿って互いに傾斜して形成されていることにより、少なくともいずれかのフィンの側面（正確には、対象面９１におよそ垂直、かつ、フィンの長手方向に沿う側面）に冷却風が衝突し易くなる。これにより、放熱フィン８では、各フィン近傍の空気の停滞層を冷却風により強制的に吹き飛ばして放熱効率を向上することが可能となる。
【００３９】
また、外部の冷却フィンが設けられない場合であっても、複数のフィンパターンが対象面９１に沿って互いに傾斜して積層されるため、下層のフィンパターンの各フィンからの熱により形成される上昇気流が旋回し、上層のフィンパターンのフィン近傍の空気の停滞層を排除する効果が期待できる。さらに、放熱フィン８がペルチェ素子に取り付けられ、放熱フィン８による電子部品の冷却がペルチェ素子を介して間接的に行われてもよい。
【００４０】
ここで、切削加工やプレス加工では、このような微小なフィンパターンを製造することは容易ではなく、特に、複数のフィンパターンを対象面に沿って互いに傾斜させつつ積層した構造の放熱フィンの製造は極めて困難となる。また、仮に、上記特許文献１のように複数の板部材を直立した状態で配列したり、上記特許文献２のように断面が波形の部材を積み重ねる等により微小な放熱フィンを製造しようとしても、作業が煩雑となり放熱フィンの製造コストが増大してしまう。
【００４１】
これに対し、図３の放熱フィンの製造では、複数の吐出口４２２をベース部材９の対象面９１に沿って相対的に移動しつつ複数の吐出口４２２からフィン形成用のガラスフリットを含むペーストが吐出され、さらに、対象面９１上に吐出された直後のペーストに光が照射される。これにより、断面の幅に対する高さの比（アスペクト比）が大きい微細なフィンを対象面９１上に密に配列形成して、ベース部材９上にガラスを含む放熱フィンを容易に製造することができ、薄型の（微小な）放熱フィンの製造コストの削減を図ることができる。
【００４２】
また、吐出口４２２のベース部材９に対する相対的な移動方向を対象面９１に沿う他の方向に変更しつつ、フィンパターンの形成動作を繰り返すことにより、それぞれが一の方向に伸びる複数のフィンのパターン上に、それぞれが他の方向に伸びる他の複数のフィンのパターンが形成される。このように、複数のフィンパターンを対象面９１に沿って互いに傾斜させつつ積層することにより、放熱効率の高い放熱フィンを容易に製造することが可能となる。
【００４３】
放熱フィン製造装置１では、ガラスフリットを含むペーストに代えて、例えば、銀の微粒子を含み、かつ、紫外線硬化性を有する銀ペーストが用いられてもよい。この場合においても、上記の作業例と同様に、複数の吐出口４２２から対象面９１上に銀ペーストを連続的に吐出しつつ、複数の吐出口４２２を対象面９１に沿うＹ方向に対象面９１に対して相対的に移動するとともに後続の硬化部４３から対象面９１上に吐出された銀ペーストに光を照射することにより、ベース部材９上に銀を含む放熱フィンを容易に製造することができる。また、ベース部材９上のフィンパターンを焼成することにより、大部分が銀にて形成される放熱フィンを容易に製造することができる。
【００４４】
次に、放熱フィン製造装置１を用いて放熱フィンを製造する他の作業例について図３を参照しつつ説明する。本作業例では、放熱フィン製造装置１における硬化部４３が省略されるとともに、図３中において硬化部４３が行うステップＳ１１，Ｓ１６の処理が省略される。また、本作業例では、図３中の破線にて囲むステップＳ１７ａの処理が行われる。
【００４５】
まず、放熱フィン製造装置１では、ベース部材９上に複数の第１ファンの集合である第１ファンパターンが形成される（ステップＳ１２〜Ｓ１５）。このとき、既述のように、硬化部４３が省略されることにより、ベース部材９上の第１ファンは未硬化の状態とされるが、ペーストとして粘度の高いものが使用されるため、吐出後の材料は自立可能とされる。
【００４６】
また、吐出口４２２のベース部材９に対する相対的な移動方向を他の方向に変更しつつ、ファンパターンの形成動作を繰り返すことにより（ステップＳ１７〜Ｓ１９，Ｓ１２〜Ｓ１５）、第１フィンパターン上に第２フィンパターンが形成される。第２フィンも、第１フィンと同様に未硬化の状態とされるが、この状態においても、互いに隣接する２つの第１フィンの間に架けられる第２フィンの部位は、対象面との間においてある程度の間隙を形成することが可能である。また、同様にして、第２フィンパターン上に第３フィンパターンが形成される（ステップＳ１７〜Ｓ１９，Ｓ１２〜Ｓ１５）。
【００４７】
ベース部材９上に必要な個数のフィンパターンが積層されると（ステップＳ１７）、外部の光照射装置内にベース部材９が搬送され、ベース部材９上の第１ないし第３フィンパターンに紫外線が一度に照射され、第１ないし第３フィンが硬化する（ステップＳ１７ａ）。続いて、焼成装置においてベース部材９上のフィンパターンが焼成されることにより（ステップＳ２０）、大部分がガラスにて形成される放熱フィンが完成する。
【００４８】
以上に説明したように、本作業例では、複数の吐出口４２２のベース部材９に対する相対的な移動に並行して複数の吐出口４２２からペーストを吐出する動作を、吐出口４２２の相対移動方向を変更しつつ繰り返すことにより、それぞれが一の方向に伸びる複数のフィンのパターン上に、それぞれが他の方向に伸びる他の複数のフィンのパターンが形成される。そして、ベース部材９上の複数のフィンパターンに光を照射することにより、全てのフィンが同時に硬化する。このように、本作業例では、硬化部４３を省略した放熱フィン製造装置１を用いて、放熱効率の高い放熱フィンを容易に製造することができる。
【００４９】
なお、硬化部４３を省略した放熱フィン製造装置１では、ノズル部４２１の吐出口４２２近傍に紫外線が照射されないため、吐出口４２２近傍のペーストが硬化してノズル部４２１が詰まることを確実に防止することができる。ただし、放熱フィンを精度よく形成するには、放熱フィン製造装置１に硬化部４３を設けて、吐出口４２２からのペーストの吐出に並行して対象面上に吐出されたペーストに光が照射されることが好ましい。また、紫外線硬化性の銀ペーストを用いて、本作業例と同様の作業にて放熱フィンが製造されてもよい。
【００５０】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【００５１】
上記実施の形態では、ノズル部４２１の相対移動および吐出口４２２からのペーストの吐出によるフィンパターンの形成と、対象面上のペーストへの光照射とを並行して行う動作を繰り返すことにより、または、フィンパターンの形成を繰り返して対象面上に未硬化の複数のフィンパターンを形成した後に当該複数のフィンパターンに光を照射することにより、放熱効率の高い放熱フィンが製造されるが、未硬化のフィンパターンの形成が完了する毎に対象面上のペーストに光を照射することにより、ベース部材９上に複数のフィンパターンが積層して形成されてもよい。このように、放熱フィンの製造では、フィンパターンの形成と並行して、または、フィンパターンの形成後に対象面上に吐出されたペーストに光を照射することにより、対象面上のフィンパターンの硬化が行われる。なお、各フィンパターンの形成時に光の照射により対象面上のペーストを硬化させる場合には、フィンパターンが形成される毎に対象面上のペーストの焼成が行われてもよい。
【００５２】
また、一のフィンパターン上に他のフィンパターンを積層する際におけるベース部材９の回転角αは必ずしも１０度である必要はなく、任意の角度（すなわち、０［度］＜α≦９０［度］）とされてよい。
【００５３】
上記実施の形態におけるフィンの形状およびピッチは一例であり、冷却すべき対象物に合わせて変更されてよい。上記の放熱フィンの製造手法では、対象物の大きさに合わせて幅が５０μｍ以上２００μｍ以下とされるような微細なフィンであっても、容易に形成することが可能である。
【００５４】
上記実施の形態では、ペーストがガラスフリットまたは銀の微粒子を含み、図３のステップＳ２０の焼成処理により低軟化点ガラスフリットまたは銀の微粒子が融着して放熱フィンの強度が向上されるが、放熱フィンの設計によっては、ステップＳ２０の焼成処理を省略することも可能である。この場合でも、各フィンが低軟化点ガラスフリットまたは銀の微粒子を含むことにより、放熱フィンにおいて空気との間の熱交換による放熱作用以外に、遠赤外線の放射による放熱作用がある程度期待できる。
【００５５】
放熱フィン製造装置１にて用いられる光硬化性のペーストは、紫外線以外の波長帯の光に対する硬化性を有するものであってもよい。この場合、硬化部４３または光照射装置にてペーストに照射される光は当該波長帯を含むものとされる。また、ペーストは、低軟化点ガラスフリット以外のセラミックの微粒子を含むものや、銀の微粒子以外の他の金属の微粒子を含むものであってよく、さらには、焼成処理を省略する場合には、カーボンの微粒子を含むものや樹脂のみにて形成されるものであってもよい。ただし、放熱フィンのある程度の放熱性を確保するにはセラミックまたは金属の微粒子を含むペーストを用いることが好ましい。
【００５６】
放熱フィン製造装置１では、回転ステージ２０上のベース部材９がノズル部４２１に対してＹ方向に移動するが、ノズル部４２１をベース部材９に対してＹ方向に移動する機構が設けられてもよい。すなわち、放熱フィン製造装置１におけるノズル部４２１のベース部材９に対するＹ方向への相対的な移動は、いかなる機構にて実現されてもよい。
【００５７】
放熱フィンは、電子部品以外の対象物の冷却に利用されてもよく、水冷ユニット等の他の冷却装置と組み合わされてもよい。また、既述のように、放熱フィンが対象物上に直接形成されてもよく、この場合、ベース部材と対象物との接合処理を省略することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】放熱フィン製造装置の構成を示す図である。
【図２】ノズル部の先端近傍を拡大して示す図である。
【図３】放熱フィンを製造する作業の流れを示す図である。
【図４】形成途上の第１フィンの断面図である。
【図５】ベース部材上の第１フィンパターンを示す斜視図である。
【図６】ベース部材上の第１および第２フィンパターンを示す平面図である。
【図７】ベース部材上の第１ないし第３フィンパターンを示す平面図である。
【符号の説明】
【００５９】
８    放熱フィン
９    ベース部材
８０    ペースト
８１〜８３    フィン
９１    対象面
４２１    ノズル部
４２２    吐出口
Ｓ１１〜Ｓ１７，Ｓ１９，Ｓ２０，Ｓ１７ａ    ステップ
【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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【図７】
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