(57)【要約】【課題】ヒートシンクのトング値の増大に有利な重ねろう付け法によってヒートシンクを製造するにあたって、作業性が良好で効率良く低コストで製造し得る、量産に適した方法を提供する。【解決手段】スペーサ材としてろう材を含むものを用い、かつフィン材に予め溝を形成しておき、その溝によって複数のフィン材を吊下げ手段により直立状に吊下げ、その吊下げ手段上における各フィン材の間にそれぞれスペーサ材を介挿して、積層体とし、その積層体をろう付け加熱した後、溝の底部に相当する位置を切断して、複数個のヒートシンクを同時に得る。【選択図】        図４
2004276044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアルミニウムもしくはアルミニウム合金からなるフィンが所定間隔を置いて並列状に配列されるとともに、各フィンの基部同士が連結一体化されてなるヒートシンクを製造する方法であって、かつアルミニウムもしくはアルミニウム合金からなる複数枚のフィン材と、ろう材およびアルミニウム合金母材からなる複数枚のスペーサ材とを、前記基部に相当するフィン材の片端側にスペーサ材が位置するように交互に積層して積層体とし、その積層体をろう付け加熱することによりヒートシンクを製造する方法において、
製造すべきヒートシンクにおけるフィン高さ方向に対し直行する方向の長さより長い長板状のフィン材を複数枚用意しておくとともに、そのフィン材の長さと実質的に同等の長さを有する短冊状のスペーサ材を複数枚用意しておき、
前記各フィン材のそれぞれに、その長さ方向に対し直角な一方の端縁から他方の端縁に向って所定の長さで切込まれた形状の溝を、フィン材長さ方向に所定間隔を置いて平行に形成し、
一方、フィン材の溝の幅よりも小さい板厚を有する板材からなる２枚以上の吊下げ支持板を備えた吊下げ手段を、吊下げ支持板の自由端が上方を向くよう直立状にかつ相互に平行となるように固定配置しておき、
前記各フィン材の溝の開放端が下方を向くようにかつ各フィン材の溝が前記吊下げ支持板の自由端に外挿されるように、吊下げ支持板の自由端上面により各フィン材の溝の底面が支持された状態で複数枚のフィン材を吊下げ支持板から直立状に吊下げ、
さらに前記複数枚のスペーサ材を、前記吊下げ支持板によって吊下げられた複数枚のフィン材のそれぞれの間に位置するように、吊下げ支持板の自由端上に直立状に載置し、これにより複数枚のフィン材と複数枚のスペーサ材とが吊下げ支持板により直立して支持されて交互に積層された状態とし、
次いで前記複数枚のフィン材および複数枚のスペーサ材を、積層状態のままクランプして積層体とし、
しかる後その積層体をろう付け温度に加熱してフィン材とスペーサ材とをろう付け一体化し、
得られたろう付け体を、前記フィン材の溝部の底部に相当する部位で切断して複数のブロックに切分け、
これにより複数のヒートシンクを同時に得ることを特徴とする、ヒートシンクの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のヒートシンクの製造方法において、
前記ろう付け一体化の後、切断の前に、前記ろう付け体におけるフィン材溝部開放端に対して反対側の表面を所定深さだけ面削除去することを特徴とする、ヒートシンクの製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載のヒートシンクの製造方法において、
複数枚のフィン材と複数枚のスペーサ材とを吊下げ支持板により直立して吊下げ支持して交互に積層した状態とするにあたり、
吊下げ支持板の少なくとも一部を、その上端の自由端が吊下げ支持板の長さ方向の一方の側から他方の側へ向って下降する傾斜部としておき、
フィン材を吊下げ支持板に吊下げられた状態で所定の時間間隔を置き前記傾斜部において下方へ一枚ずつ滑り移動させるとともに、その時間間隔の間に、吊下げ支持板の傾斜部の自由端上にスペーサ材を１枚ずつその板面が吊下げ支持板自由端に接する姿勢で供給し、次にフィン材が傾斜部を滑り下降して来る時にそのフィン材をスペーサ材の端縁に衝突させることによりスペーサ材を立ち上がらせて、直立状態とすることを特徴とする、ヒートシンクの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のヒートシンクの製造方法において、
前記スペーサ材が５層構造のアルミニウム薄合わせ材からなり、かつ両皮材と芯材との中間材は融点が６００℃以下のろう材からなり、両皮材および芯材は前記中間材よりも融点が高いアルミニウム合金からなり、しかも皮材および芯材および中間材のうちの少なくとも一つ以上はＭｇが０．１〜６％添加されており、複数枚のフィン材および複数枚のスペーサ材からなる積層体をろう付け加熱するにあたり、大気中においてろう材の液相線温度以上でかつろう材以外の各部材の固相線温度の最低値を越えない範囲の温度に無フラックスで加熱することを特徴とする、ヒートシンクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、各種電子・電気機器における電子デバイスや回路基板、変換器等の発熱部分に、放熱のために取付けられるヒートシンクの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に各種の電子機器や電気機器においては、半導体装置などの電子デバイスや回路基板、各種変換器等の発熱部分にヒートシンクを取付けて、放熱・冷却を行なうことが多い。この種のヒートシンクは、通常はアルミニウムもしくはアルミニウム合金からなる薄い板状のフィンを多数枚並列させた状態で基部から突出させた構造とするのが通常である。
【０００３】
このようなアルミニウムもしくはアルミニウム合金製のヒートシンクの製造方法としては、押出し成形によって、複数のフィンとそのフィンの基部を連結する連結部分とを一体に形成する押出し法が多用されており、そのほかヒートシンクの基部（連結部分）となるべき基台の表面に多数の平行な溝を形成して、その溝にそれぞれ薄板状のフィン材の端部を差し込んで通常のろう付け法により基台にろう付けする通常ろう付け法、また上記と同様に基台に形成した溝にフィン材の端部を差し込んで機械的にかしめて固定するカシメ法も一部では適用されており、さらにはムクのアルミニウム材から多数のフィンを切り起こすスカイブ法も知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
最近の電子機器、電気機器においては、その内部の電子部品、電気部品の実装密度の高密度化が進むとともに、発熱量の増大も進んでおり、そのため放熱のためのヒートシンクとしても、より放熱能力が高いものが求められるようになっている。このようにヒートシンクにおいてその放熱能力を高めるためには、フィン高さＨを大きくするとともにフィンの相互間の間隔（ピッチ）Ｐを小さくすること、したがってフィン高さＨとフィン間隔Ｐとの比Ｈ／Ｐ（一般にこれをトング値と称している）を大きくすることが必要である。
【０００５】
またヒートシンクとしては、その製造コストを含めて低コストであることが求められ、さらには製造時の作業性が良好で量産的規模での製造に適していることも当然に要求される。
【０００６】
しかしながら前述のような従来のヒートシンクの製造方法では、これらの要望をすべて充分に満たすことは困難であった。
【０００７】
すなわち、押出し法では、押出し成形の技術上の制約および材料特性の制約から、フィン高さＨの増大およびフィン間隔Ｐの減少に制約があり、そのためトング値Ｈ／Ｐを充分に大きくし得ないという基本的な問題があり、また押出し成形を適用するため製造コストが高くならざるを得ないという問題もある。
【０００８】
また通常ろう付け法では、基台に形成した狭いピッチの溝に長いフィン材を差し込んでろう付けすることに困難を伴なうことが多く、そのためトング値Ｈ／Ｐを充分に大きくすることはできず、また作業性が悪いため量産には不向きで、高コスト化せざるを得ない問題がある。
【０００９】
さらにカシメ法でも、上述の通常ろう付け法と同様にトング値Ｈ／Ｐを充分に大きくすることが困難であってかつ作業性が悪くて量産に不向きであるばかりでなく、機械的カシメによってフィン材を固定するため、強度的な面で問題があり、耐久性が低くならざるを得ず、さらにはフィンと基台との間の熱伝達が悪いためヒートシンクとして放熱性に劣るという問題もある。
【００１０】
そしてスカイブ法の場合は、フィンとなるべき部分を１枚ずつ切り起こすという方法であるため、生産性が極めて悪くて製造コストが著しく高くなり、量産にも不適当であるという基本的な問題がある。
【００１１】
ところで本発明者等は既に特願２００１−３１８５３８号において、重ねろう付け法によってヒートシンクを製造する方法を提案している。
【００１２】
この提案の方法は、アルミニウムもしくはアルミニウム合金からなる長板状のフィン材を複数枚並列状に配列するとともに、ろう材およびアルミニウム合金母材からなる間隔部材、すなわちブレージングシートからなる短冊状のスペーサを、前記各フィン材の基部間に介挿し、全体として複数枚のフィン材と複数枚のスペーサとが交互に重ね合わされた積層体とし、その積層体をろう付け温度に加熱してフィン材の基部側の部分を連結一体化する方法である。またこの提案の方法では、スペーサとして適切な層構成の多層板を使用することにより、大気中での無フラックスろう付けによりヒートシンクを製造可能としている。
【００１３】
上記提案のような重ねろう付け法によれば、フィン高さＨが高くかつフィン間隔Ｐが小さいブレージングシートを得ることが可能であり、またコスト的にも前述のような他の方法と比較して安価となると考えられる。しかしながら、量産的規模での製造を考慮すれば、未だ充分に解決されていない面もあった。
【００１４】
すなわち、上記提案の重ねろう付け法によるヒートシンクの製造を実際に適用しようとする場合、最も簡単には、水平な載置台上にフィン材とスペーサ材とをそれぞれ水平状態として交互に積み上げて積層体とし、その積層体をろう付け加熱することが考えられる。しかしながらスペーサ材はフィン材の一方の端縁付近に片寄って配置する必要があり、そのため上述のような積層状態ではフィン材におけるスペーサ材が存在しない側の片端側が垂れ下がって変形してしまう問題がある。またスペーサ材とフィン材とを交互に積み上げるにあたって、スペーサ材をフィン材の片端側の正しい位置に位置させることができず、スペーサ材の位置がばらついてしまうことも予想される。
【００１５】
いずれにしても、前記提案の方法を量産的規模で適用するにあたっては、未だ解決しなければならない種々の問題があり、特にフィン材の変形を招いたり、あるいはスペーサ材の位置ずれを招いたりすることなく、良好な作業性でもって効率良くフィン材とスペーサ材とを積層して、低コストかつ高能率でヒートシンクを製造するための具体的な方策は未だ開発されていなかったのが実情である。
【００１６】
この発明は以上の事情を背景としてなされたもので、前記提案の方法をベースとして、フィン材とスペーサ材との積層時におけるフィン材の変形の問題やスペーサ位置のばらつき等の問題を招くことなく、作業性が良好で低コストかつ高能率でトング値Ｈ／Ｐの大きいヒートシンクを安定して製造し得るような方法、すなわち量産的規模で放熱能力が高いヒートシンクを製造するに適した方法を提供することを目的とするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前述のような課題を解決するため、本発明者等が種々実験・検討を重ねた結果フィン材をスペーサ材と積層する前の段階でフィン材に適切な溝を形成しておき、その溝を利用して、フィン材を適切な形状の吊下げ部材に支持させることにより、フィン材を直立状態で保持し、かつスペーサ材もその吊下げ部材上においてフィン材間に配置して積層体とすることにより、前述のような問題を招くことなく、効率良く容易にヒートシンクを量産的規模で製造し得ることを見出し、この発明をなすに至った。
【００１８】
具体的には、請求項１の発明は、複数のアルミニウムもしくはアルミニウム合金からなるフィンが所定間隔を置いて並列状に配列されるとともに、各フィンの基部同士が連結一体化されてなるヒートシンクを製造する方法であって、かつアルミニウムもしくはアルミニウム合金からなる複数枚のフィン材と、ろう材およびアルミニウム合金母材からなる複数枚のスペーサ材とを、前記基部に相当するフィン材の片端側にスペーサ材が位置するように交互に積層して積層体とし、その積層体をろう付け加熱することによりヒートシンクを製造する方法において、製造すべきヒートシンクにおけるフィン高さ方向に対し直行する方向の長さより長い長板状のフィン材を複数枚用意しておくとともに、そのフィン材の長さと実質的に同等の長さを有する短冊状のスペーサ材を複数枚用意しておき、前記各フィン材のそれぞれに、その長さ方向に対し直角な一方の端縁から他方の端縁に向って所定の長さで切込まれた形状の溝を、フィン材長さ方向に所定間隔を置いて平行に形成し、一方、フィン材の溝の幅よりも小さい板厚を有する板材からなる２枚以上の吊下げ支持板を備えた吊下げ手段を、吊下げ支持板の自由端が上方を向くよう直立状にかつ相互に平行となるように固定配置しておき、前記各フィン材の溝の開放端が下方を向くようにかつ各フィン材の溝が前記吊下げ支持板の自由端に外挿されるように、吊下げ支持板の自由端上面により各フィン材の溝の底面が支持された状態で複数枚のフィン材を吊下げ支持板から直立状に吊下げ、さらに前記複数枚のスペーサ材を、前記吊下げ支持板によって吊下げられた複数枚のフィン材のそれぞれの間に位置するように、吊下げ支持板の自由端上に直立状に載置し、これにより複数枚のフィン材と複数枚のスペーサ材とが吊下げ支持板により直立して支持されて交互に積層された状態とし、次いで前記複数枚のフィン材および複数枚のスペーサ材を、積層状態のままクランプして積層体とし、しかる後その積層体をろう付け温度に加熱してフィン材とスペーサ材とをろう付け一体化し、得られたろう付け体を、前記フィン材の溝部の底部に相当する部位で切断して複数のブロックに切分け、これにより複数のヒートシンクを同時に得ることを特徴とするものである。
【００１９】
また請求項２の発明は、請求項１に記載のヒートシンクの製造方法において、前記ろう付け一体化の後、切断の前に、前記ろう付け体におけるフィン材溝部開放端に対して反対側の表面を所定深さだけ面削除去することを特徴とするものである。
【００２０】
さらに請求項３の発明は、請求項１に記載のヒートシンクの製造方法において、複数枚のフィン材と複数枚のスペーサ材とを吊下げ支持板により直立して吊下げ支持して交互に積層した状態とするにあたり、吊下げ支持板の少なくとも一部を、その上端の自由端が吊下げ支持板の長さ方向の一方の側から他方の側へ向って下降する傾斜部としておき、フィン材を吊下げ支持板に吊下げられた状態で所定の時間間隔を置き前記傾斜部において下方へ一枚ずつ滑り移動させるとともに、その時間間隔の間に、吊下げ支持板の傾斜部の自由端上にスペーサ材を１枚ずつその板面が吊下げ支持板自由端に接する姿勢で供給し、次にフィン材が傾斜部を滑り下降して来る時にそのフィン材をスペーサ材の端縁に衝突させることによりスペーサ材を立ち上がらせて、直立状態とすることを特徴とするものである。
【００２１】
またさらに請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載のヒートシンクの製造方法において、前記スペーサ材が５層構造のアルミニウム薄合わせ材からなり、かつ両皮材と芯材との中間材は融点が６００℃以下のろう材からなり、両皮材および芯材は前記中間材よりも融点が高いアルミニウム合金からなり、しかも皮材および芯材および中間材のうちの少なくとも一つ以上はＭｇが０．１〜６％添加されており、複数枚のフィン材および複数枚のスペーサ材からなる積層体をろう付け加熱するにあたり、大気中においてろう材の液相線温度以上でかつろう材以外の各部材の固相線温度の最低値を越えない範囲の温度に無フラックスで加熱することを特徴とするものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
まずこの発明の方法によって最終的に得られるヒートシンクについて、図１を参照して説明する。
【００２３】
図１において、ヒートシンク１は、アルミニウムもしくはアルミニウム合金の薄板からなる複数枚（図１では９枚）のフィン２を、所定間隔を置いて平行に配列し、かつ各フィン２の基部４を、連結部３によって連結した構成とされ、したがってフィン２は連結部３上に突出したものとされている。そしてこの連結部３は、全体としてプレート状をなしている。この連結部３においては、隣り合うフィン２の基部４間に、ろう材およびアルミニウム合金母材からなるスペーサ５が挿入され、そのスペーサ５と各フィン２の基部４とが一体にろう付け接合されて、全体として一体なヒートシンク１が形成されている。
【００２４】
上述のようなヒートシンクを製造する方法、すなわちこの発明の製造方法の態様について図２以降を参照して説明する。なおこの発明の方法は、１個のヒートシンクに限らず複数個のヒートシンクを同時的に製造することができるものであるが、図２以降では４個のヒートシンクを同時的に製造する場合について示している。
【００２５】
フィン材１０としては、図２の（Ａ）に示すように、その長さＬ０が図１に示すヒートシンク１のフィン２の長さＬより長い長板状のもの（図の例ではＬ０はＬの４倍強）のものを用いている。なおフィン材１０の幅Ｗ１は、図１のヒートシンク１におけるフィン２の高さ方向の全長Ｈｔよりも若干大きい寸法とされている。
【００２６】
上述のようなフィン材１０に対しては、まず図２の（ｂ）に示すように、その幅方向の一方の端縁から他方の端縁に向け、幅方向に沿って平行に複数の溝（図の例では５つの溝）１２を形成する。これらの溝１２の深さＷ２は、最終的に得るべきヒートシンク１（図１参照）のフィン高さＨに相当するように定める。そしてフィン材１０における幅Ｗ１から溝深さＷ２を差引いた寸法（Ｗ１−Ｗ２）、すなわち溝１２の底部で連結している部分の幅Ｗ３は、最終的に得るべきヒートシンク１の連結部４の幅Ｗ０（図１参照）より若干大きい寸法とする。さらに、各溝１２の中心間距離Ｓ２は、最終的に得るべきヒートシンク１における幅Ｌに溝１２の幅Ｗ４を加えた寸法、すなわちＳ２＝Ｌ＋Ｗ４とする。
【００２７】
上述のようにフィン材１０に複数の溝１２を形成するための具体的な手段は特に限定されるものではないが、プレスによって打抜き加工したり、あるいは複数枚重ね合わせた状態で切削加工により溝を形成したりすれば良い。
【００２８】
一方、スペーサ材１４としては、図３に示すように、その長さＬＳがフィン材１０の長さＬ０と実質的に等しく、かつ幅ＷＳがフィン材１０の溝底部の連結部分の幅Ｗ３と実質的に等しい短冊状（細長い板状）のものを用意する。
【００２９】
そして次に説明するような別途設けられている吊下げ手段１６を用いて、溝加工済みの複数枚のフィン材１０と、それぞれ溝１２を形成済みの複数のスペーサ材１４とを、直立状態で交互に積層する。この工程について、図４〜図６を参照して次に説明する。
【００３０】
吊下げ手段１６は、図４〜図６に示すように水平もしくは若干傾斜した固定基板１６Ｃ上において垂直上方に突出する平行な２枚以上（図の例では２枚）の板材１６Ａ，１６Ｂによって構成されている。ここで吊下げ手段１６を構成している２枚の板材について、それぞれ吊下げ支持板１６Ａ，１６Ｂと指称するものする。
【００３１】
上記吊下げ支持板１６Ａ，１６Ｂは、その高さＨ１が、各フィン材１０の溝１２の深さＷ２よりも充分に大きいものとし、またその厚みＴ１は、各フィン材１０の溝１２の幅Ｗ４（図１（Ｂ）参照）よりも小さいものとする。そしてまた２つの吊下げ支持板１６Ａ，１６Ｂの中心間距離Ｓ３は、フィン材１０における各溝の中心間距離Ｓ２の整数倍（図示の例では２倍）の寸法とする。
【００３２】
このような吊下げ手段１６においては、各吊下げ支持板１６Ａ，１６Ｂの上端１６Ａ１，１６Ｂ１が自由端となっていて、その上方空間が開放されている。そこで複数のフィン材１０および複数のスペーサ材１４を積層するにあたっては、各フィン材１０については、その溝１２の開放端が下向きとなる状態で、溝１２が吊下げ支持板１６Ａ，１６Ｂを上方から跨ぐように吊下げ手段１６によって吊下げ支持する。すなわち、各吊下げ支持板１６Ａ，１６Ｂの自由端（上端）１６Ａ１，１６Ｂ１に各フィン材１０の溝１２の底部が接した状態でフィン材１０が自重により直立支持された状態とする。一方各スペーサ材１４については、吊下げ手段１６により吊下げられた複数のフィン材１０の相互に隣り合うものの間において、その長さ方向がフィン材１０の長さ方向と平行でかつ板面が垂直となるように吊下げ支持板１６Ａ，１６Ｂの上端（自由端）１６Ａ１，１６Ｂ１上に載置する。
【００３３】
このように、複数のフィン材１０が吊下げ手段１６の吊下げ支持板１６Ａ，１６Ｂにより吊下げられた状態で並列されるとともに、各フィン材１０の間に、吊下げ支持板１６Ａ，１６Ｂの自由端上に載った状態でスペーサ材１４が介挿されることになる。言い換えれば、複数のフィン材１０および複数のスペーサ材１４が吊下げ手段１６により垂直に支持された状態で左右方向に積層されたことになる。
【００３４】
次いで上述のように積層された状態の複数のフィン材１０および複数のスペーサ材１４を、適宜のクランプ手段によってクランプして加圧密着させ、積層体とする。
【００３５】
そしてそのクランプされた積層体を加熱炉に装入するなどしてろう付け温度に加熱すれば、フィン材１０とスペーサ材１４とがろう付け一体化される。この状態のろう付け体１８を図６に示す。
【００３６】
上記のろう付け体１８は、そのままでは複数のヒートシンク（図示の例では４個のヒートシンク）に対応するものであり、そこでろう付け後に切断して複数個のヒートシンクに切り分ける工程を実施するが、その切断の前には、次のように面削を行なうことが望ましい。
【００３７】
すなわち、ろう付け体１８においては、ヒートシンク１の連結部４となるべき部分の表面（図７における上面１８Ａ）が、スペーサ材１４の位置ずれやろう付け加熱に伴なうバリの発生などによって凹凸が生じた状態となっていることが多い。そこでその面１８Ａを所定の深さまで面削することが望ましい。このように面削を行なうことによって、最終的に外観が美麗なヒートシンクを得ることができる。
【００３８】
上述のような面削を必要に応じて行なった後の切断工程は、例えば図８に示すようにして行なう。この工程は、ろう付け体１８における各溝１２の底部に相当する部位１８Ｂを切削等によって切断するものであるが、例えば図８に示すように、各溝１２に対応する複数の歯２０Ａを有する丸鋸２０によって、各溝１２の底部に対応する各部位１８Ｂを一挙に切断すれば、効率良く短時間で切削作業を遂行することができる。
【００３９】
以上のようにろう付け体１８を切断することによって図示の例では４個のヒートシンク１を同時に得ることができる。
【００４０】
前述のような各工程のうち、特に複数のフィン材１０と複数のスペーサ材１４とを吊下げ手段１６によって吊下げて積層状態とする工程の望ましい態様を図９〜図１１に従って説明する。
【００４１】
図９、図１０は、上記積層工程を実施するための装置の一例を示す図であり、図９、図１０において吊下げ手段１６の吊下げ支持板１６Ａ，１６Ｂは、図の右方の緩斜部２２と、図の左方の傾斜部２４とに区分されている。ここで、緩斜部２２は水平に近い緩やかな傾斜角度で左方へ向い下方に傾斜しており、傾斜部２４は緩斜部２２より大きな傾斜角度で左方へ向い下方に傾斜している。そして緩斜部２２と傾斜部２４との境界部分には、山形に若干上方へ突出する障害部２６が形成されている。一方、吊下げ支持板１６Ａ，１６Ｂにおける前記障害部２６よりも若干左方の位置、すなわち傾斜部２４の上端近くの位置の上方には、スペーサ材１４を順次１枚ずつ供給するための回転台２８が配設されるとともに、フィン材１０を真空吸引により吸着して前記障害部２６を乗り越えさせるための吸着器３０が進退可能に配設されている。
【００４２】
前記回転台２８は、スペーサ材１４を上面に水平に載置し得る載置板２８Ａと、その載置板２８Ａの下方に突出する脚部２８Ｂとを備え、水平でかつ吊下げ支持板１６Ａ，１６Ｂの長さ方向に対し直行する方向に沿った回転支軸２８Ｃにより回転可能に支持されている。
【００４３】
図９、図１０に示す装置構成によって複数のフィン材１０および複数のスペーサ材１４を交互に積層する過程について、図１１の（Ａ）〜（Ｄ）、図１２の（Ａ）〜（Ｃ）に略解的に示す。
【００４４】
フィン材１０は、既に述べたような態様で吊下げ支持板１６Ａ，１６Ｂの緩斜部２２に吊下げられた状態で図の右方から左方へ自重により滑り落ちるかまたは図示しないプッシャー等により押されて順次移送されて来る。そして障害部２６の直前で一旦停止してその部分に順次吊下げ状態のまま貯留される（図１１の（Ａ））。そして前記吸着器３０によって障害部２６の直前に位置するフィン材１０を１枚ずつ吸着して若干持ち上げて、左方へ移動させることにより、障害部２６を乗り越えさせ、直ちに吸着を解除することにより、傾斜部２４上に吊下げた状態で自重により傾斜方向に沿って下降させる。ここで、フィン材１０の吸着による障害部２６の乗り越えは、適切な時間間隔をおいて１枚ずつ行ない、その間において次のようにスペーサ材１４をフィン材１０間に介挿させる。
【００４５】
すなわちスペーサ材１４は、フィン材１０の移送方向と直行する方向に沿って供給されて、前記回転台２８の載置板２８Ａ上に水平に載置されている。そしてある１枚のフィン材１０が吊下げ支持板１６Ａ，１６Ｂの障害部２６を乗り越えて傾斜部２４を下方へ滑り落ちる際に、図１１の（Ｂ）から（Ｃ）に示すように、そのフィン材１０の上端部付近が回転台２８の脚部２８Ｂに当接することにより、その回転台２８が回転せしめられて、載置板２８Ａ上のスペーサ材１４が載置板２８Ａから滑り落ち、吊下げ支持板１６Ａ，１６Ｂの傾斜部２４の上端（自由端）に乗り、そのまま傾斜部２４を滑り落ち、その前の過程で滑り落ちている前述のフィン材１０に接する位置で停止する（図１１の（Ｄ））。この状態ではスペーサ材１４はその板面が傾斜部２４の傾斜方向と平行となっている。しかしながら、図１２の（Ａ）から（Ｂ）に示すように、その後に次の別のフィン材１０’が障害部２６を乗り越えて傾斜部２４を滑り落ちて来る際に、そのフィン材１０の板面が、傾斜した状態で停止しているスペーサ材１４の端部の下側の角部に当接することによって、そのスペーサ材１４に図の反時計方向の回転力が与えられ、これによりスペーサ材１４が跳ね上がって垂直状態となり、その状態で滑り落ちて来るフィン材１０にはさまれて、図１２の（Ｃ）に示すように垂直状態で保持されることになる。
【００４６】
以上のように吊下げ支持板１６Ａ，１６Ｂの障害部２６を乗り越えて１枚のフィン材１０が傾斜部２４を滑り落ちるたびごとにその傾斜部２４の上端付近においてスペーサ材１４が１枚ずつ傾斜部２４上に供給され、かつ次に滑り落ちて来るフィン材がそのスペーサ材１４に当接することによって傾斜部２４上のスペーサ材１４の姿勢が垂直状態に修正されると同時にそのフィン材によって挟まれ、さらにこのような過程が繰返されることによって、直立した複数枚のフィン材１０の間にそれぞれ１枚ずつスペーサ材１４が介挿されておりしかもそのスペーサ材がフィン材と平行な状態（直立状態）となっている積層体を、傾斜部２４上で形成することができるのである。
【００４７】
このようにして傾斜部２４上において積層された複数枚のフィン材１０および複数枚のスペーサ材１４については、前述のように適宜のクランプによってクランプし、加圧密着させてろう付け加熱に供すれば良い。
【００４８】
上述のような積層手段においては、フィン材の間へのスペーサ材の供給およびスペーサ材の姿勢制御に、フィン材の自重による滑り落ちを利用しているため、駆動源としては必要最小限なものに限られ、そのため装置的にも低コストとなり、また消費電力も少なくて済むため、ランニングコストも低廉となる利点がある。
【００４９】
なお上述の例では、フィン材１０が傾斜部２４を滑り落ちる際にそのフィン材１０が回転台２８の脚部２８Ｂに当接することにより回転台２８を回転させてスペーサ材１４を落下させるようにしているが、場合によってはエアシリンダ等を用いて回転台２８を回転させても良い。あるいはまた、スペーサ材を予め載置しておく回転台２８の代わりに固定した支持台（図示せず）を設けておき、エアシリンダ等により支持台上のスペーサ材を滑り落として傾斜部２４上に落下させても良い。
【００５０】
ところで、上述のようなこの発明の製造方法において使用するスペーサ材としては、下記のようなものを採用することが好ましい。
【００５１】
すなわち、図１３に示すような５層構造のアルミニウム薄合わせ板からなるスペーサ材（区別のため、このスペーサ材に符号５２を付す）からなるもの。ここで、５層構造スペーサ材５２における両皮材５２ｂと芯材５２ａとの間の中間材５２ｃは融点６００℃以下のろう材からなり、芯材５２ａおよび両皮材５２ｂは前記中間材５２ｃよりも融点が高いアルミニウム合金からなり、かつ芯材５２ａおよび両皮材５２ｂおよび中間材５２ｃのうちの少なくともいずれか一方以上にＭｇが０．１〜６％添加されたものとする。
【００５２】
上述のような合わせ板からなるスペーサ材５２の全板厚は０．５〜５．０ｍｍ程度、ろう材からなる中間材５２ｃのクラッド率は全板厚の５〜２０％が適切である。これらの全板厚とクラッド率の下限未満では製造が難しくなったり、ろう付け時の溶融ろうが不足してろう付け性が低下する。また、全板厚とクラッド率の上限を超えると、不必要な厚さとなって不経済になる。
【００５３】
中間材５２を構成するろう材としては、前述のように融点６００℃以下のものを適用する。この条件を満たすろう材としては、例えばＺｎ、Ｓｎ、Ｂｉ等の金属、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ、Ｚｎ−Ａｌ、Ａｌ−Ｇｅ等がある。
【００５４】
スペーサ材５２の芯材５２ａおよび皮材５２ｂは、要はろう材である中間材５２ｃよりも融点の高いアルミニウム合金を用いれば良く、それ以外には特に限定されるものではなく、例えばＪＩＳ  Ａ  １０７０、１０５０、１１００、１２００、３００３、３２０３、３００４、６０６１、６０６３、６Ｎ０１等が好ましく使用できる。
【００５５】
なお、フィン材のアルミニウム合金としても、要は中間材５２ｃのろう材よりも融点の高いものを用いれば良く、例えば、ＪＩＳ  Ａ  １０７０、１０５０、１１００、１２００、３００３、３２０３、３００４、６０６１、６０６３、６Ｎ０１等が使用可能である。
【００５６】
さらに、スペーサ材５２を構成する芯材５２ａ、皮材５２ｂ、中間材（ろう材）５２ｃの少なくともいずれか一つに添加するＭｇは、ろう材の溶融時の濡れ性向上に有効である。ここでＭｇ添加量が０．１％未満では濡れ性向上の効果が不充分であり、６％を越えれば添加効果が飽和するためそれ以上の添加は無意味である。
【００５７】
スペーサ材５２を構成する芯材５２ａ、皮材５２ｂ、中間材５２ｃの少なくともいずれか一つにはＢｉを添加しても良いが、このＢｉは、特に接合対象のフィン材がＭｇを含有した合金からなる場合（ＪＩＳ  Ａ  ３００４、４００３、４００４、４１０４、４Ｎ０４、５０５２等）におけるろう材（中間材５２ｃ）の溶融時の濡れ性向上に有効である。Ｍｇを含有したアルミニウム合金からなるフィン材では、ろう材（中間材５２ｃ）の濡れ性が低化しやすい傾向があるが、Ｂｉの添加は、この濡れ性低化を防止する機能を果たす。Ｂｉの添加量が０．０１％未満では濡れ性確保の効果が不充分であり、１％を越える添加では濡れ性確保の効果が飽和して無意味である。
【００５８】
さらに、上述のようなスペーサ材５２およびフィン材を用いた積層体を加圧して、ろう付け加熱する際の望ましい条件について説明する。
【００５９】
フィン材およびスペーサ材の積層体をろう付け加熱のために加圧密着する圧力は、０．００１〜０．１ＭＰａ程度が適切である。０．００１ＭＰａ未満では密着不足を生じる懸念があり、一方０．１ＭＰａを越えれば圧力が過大となって板状のスペーサ材の板端部から溶融ろうの過剰な染み出しが生じるおそれがある。
【００６０】
またろう付け時の加熱温度は、ろう材（中間材５２ｃ）の液相線温度以上であってしかもスペーサ材５２におけるろう材（中間材５２ｃ）以外の構成部材の固相線温度の最低値を越えない範囲にする。これにより、ろう材（中間材５２ｃ）を溶融させる一方、スペーサ材５２におけるろう材（中間材５２ｃ）以外の構成部材の変形、劣化を防止する。
【００６１】
ここで、中間材５２ｃを構成しているろう材の液相線温度は通常３８０〜５９０℃であり、ろう接合後には、直ちに温度を下げて凝固させるか、あるいはろう付け温度で長時間保持して液相を拡散凝固させる。液相拡散凝固の場合は、ろう付け温度での保持時間は１〜１０時間程度が適切である。
【００６２】
このように、スペーサ材５２を用いた方法では、０．００１〜０．１ＭＰａ程度の圧力で各フィン材とスペーサ材の積層体を加圧密着させた状態で、ろう材（中間材５２ｃ）の液相線温度以上でしかもスペーサ材５２におけるろう材（中間材５２ｃ）以外の構成部材の固相線温度の最低値を越えない範囲の温度に加熱することにより、大気中でのフラックス無しの条件下でも、健全なろう付け接合を実現することができる。これは、スペーサ材の内部のろう材（中間材５２ｃ）が、溶融時にスペーサ材表面の皮材５２ｂを侵食してその表面に染み出し、その状態でフィン材に接するためと考えられるが、以下にこれらのメカニズムについてさらに詳細に説明する。
【００６３】
一般にアルミニウムのろう付けでは、溶融ろうの濡れを生じさせることが必須であり、ろう材や接合対象のアルミニウム母材（本発明のフィン材に相当）の表面酸化皮膜の破壊作用と、ろう付け後の酸化防止作用とが必要である。このため従来から、真空炉中でのろう材の加熱によるろう材中の添加Ｍｇの蒸発現象を活用する真空ろう付けや、非酸化性雰囲気中でフラックスを活用する（非酸化雰囲気での非腐食性フラックスろう付け）等が行なわれている。
【００６４】
これに対して、前述のようなスペーサ材５２を使用した場合、大気中での無フラックス条件下でも上述の表面酸化皮膜破壊作用およびろう付け後の酸化防止作用とを期待することができ、そのため大気中での無フラックス条件下での健全なろう付け接合を実現することができる。
【００６５】
すなわち、先ずろう付け時の酸化については、通常はフィン材やスペーサ材５２におけるろう材（中間材５２ｃ）以外の構成部材と比較して感受性の高いろう材（中間材５２ｃ）について、最も問題となる。しかるに前述のスペーサ材５２では、内部のろう材（中間材５２ｃ）は溶融されるまで表面の皮材５２ｂに保護された状態になっており、大気によるろう材の直接酸化が防止され、しかもろう付け時には侵食によって皮材５２ｂの表面まで染み出した溶融ろう材が、その皮材５２ｂ表面への染み出しと同時にフィン材表面に密着した状態となり、またそもそもフィン材とスペーサ材とは加圧密着された状態となっているため、フィン材とスペーサ材との間に大気が侵入することを防止でき、その結果酸化膜の成長が不充分になることから、ろう付け後の酸化防止のための特別な対策をほとんど（あるいは全く）考慮する必要がなくなるのである。
【００６６】
また表面酸化膜破壊の作用については、不明な点があるものの、スペーサ材５２を構成する芯材５２ａ、皮材５２ｂ、中間材５２ｃの少なくともいずれか一つにＭｇを添加しておくことよって、そのＭｇがろう付け加熱時にアルミニウム酸化皮膜を蒸発還元させることに起因するものと考えられる。なお中間材５２ｃを構成するろう材に直接Ｍｇが添加されていなくても、ろう付け加熱時におけるろう材の溶融侵入によるエロージョンによって、スペーサ材５２における中間材５２ｃ以外の構成部材（皮材等）から溶融ろうにＭｇを供給することができる。
【００６７】
【実施例】
フィン材としてＪＩＳ  Ａ  １１００合金からなる板厚０．５ｍｍのものを用い、一方スペーサ材として、図１３に示すような５層構造の合わせ板からなる合計厚み１．５ｍｍのもの（スペーサ材５２）を用いた。なおスペーサ材５２の芯材５２ａとしてはＪＩＳ  ６０６３合金を用い、中間材（ろう材）５２ｃとしてはＪＩＳ  Ａ  ４１０４を用いてクラッド率各１５％とし、さらに皮材５１ｂとしてはＪＩＳ  Ａ  １１００合金（固相線温度５６５℃）を用いて片側クラッド率各１．５％とした。
【００６８】
上述のフィン材に対し、プレス打抜きにより溝加工して、図２に示すような５条の溝１２を有する長板状のフィン材１０とした。なおこのフィン材１０の長さＬ０は４２１ｍｍ、幅Ｗ１は６０．５ｍｍ、溝１２の幅Ｗ４は３ｍｍ、溝１２の深さＷ２は５２ｍｍとし、溝１２の中心間距離Ｓ２は１０３ｍｍとした。一方スペーサ材５２は、図３に示すような短冊状に加工し、その長さＬＳを４２１ｍｍ、幅ＷＳを８．５ｍｍとした。
【００６９】
上述のような形状、寸法のフィン材１０を３０枚、スペーサ材５２（１４）を２９枚用意し、図４〜図６に示すように吊下げ支持板１６Ａ，１６Ｂを備えた吊下げ手段１６により直立状態で吊下げながら交互に積層し、積層体とした。なお具体的な積層方法としては、図９〜図１２に示す方法を適用した。
【００７０】
得られた積層体について、クランプ部材によってクランプし、２００Ｎ・ｍの締め付けトルクで加圧密着し、加熱炉に装入して大気中で６００℃の温度に加熱し、ろう付け接合を行ない、図７に示すようなろう付け体１８を得た。
【００７１】
その後、ろう付け体１８の片面（図７における面１８Ａを深さ０．５ｍｍまで面削し、さらにフィン材の各溝の底部に対応する部分１８Ｂを、図８に示すように丸鋸を用いて一挙に切断し、４個のヒートシンクを同時に得た。
【００７２】
以上のようにして得られたヒートシンクについて調べたところ、健全なろう付け接合部が得られていて、フィン材の接合強度が充分に高く、また変形も特に生じていないことが判明した。なおフィン間の間隔は１．５ｍｍであり、フィン高さは５２ｍｍである。
【００７３】
【発明の効果】
この発明のヒートシンクの製造方法によれば、吊下げ手段を用いてフィン材を直立させて吊下げた状態でスペーサ材と交互に積層するため、フィン材の変形を招いたり、スペーサ材に位置の大きなバラツキを招いたりすることなく、良好な作業性で効率良く積層体を得ることができ、そのためヒートシンク全体の製造コストも安価となるとともに作業性が良好であるため、量産的規模でのヒートシンク製造も容易となる。さらにこの発明のヒートシンクの製造方法では、積層ろう付けを適用しているため、フィン間隔を小さくかつフィン高さを大きくしてトング値を大きくすることができ、そのため優れた放熱性能、冷却性能を有するヒートシンクを容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の方法によって製造されるヒートシンクの一例を示す斜視図である。
【図２】この発明の方法で使用されるフィン材の一例を示す図で、その（Ａ）は溝加工前の状態の正面図、（ｂ）は溝加工後の装置の正面図である。
【図３】この発明の方法で使用されるスペーサ材の一例を示す正面図である。
【図４】この発明の方法において、吊下げ手段を用いてフィン材およびスペーサ材を交互に積層する状況の一例を示す斜視図である。
【図５】図４に示される状況の正面図である。
【図６】図４に示される状況の側面図である。
【図７】この発明の方法において、積層体のろう付けによって得られたろう付け体の一例を示す斜視図である。
【図８】図７に示されるろう付け体を切断する状況を段階的に示す略解的な正面図である。
【図９】フィン材およびスペーサ材を積層する段階で使用される吊下げ手段周辺の装置構成の望ましい例を示す側面図である。
【図１０】図９に対する平面図である。
【図１１】図９、図１０に示される装置構成を用いてフィン材およびスペーサ材を交互に積層する状況を、図１２とともに段階的に示す略解図である。
【図１２】図９、図１０に示される装置構成を用いてフィン材およびスペーサ材を交互に積層する状況を、図１１に続いて段階的に示す略解図である。
【図１３】この発明の方法でスペーサ材として好適に使用される合わせ板の一例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  ヒートシンク
２  フィン
３  連結部
４  基部
５  スペーサ
１０  フィン材
１２  溝
１４  スペーサ材
１６  吊下げ手段
１６Ａ，１６Ｂ  吊下げ支持板
５２  スペーサ材（５層構造合わせ板）
５２ａ  芯材
５２ｂ  皮材
５２ｃ  中間材（ろう材）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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