(57)【要約】      （修正有）【課題】フィンの成形高さが一定でないコルゲートフィンを用いたときでも、コルゲートフィンの各フィンの全てがベースプレートと強固に接合し、且つ放熱効率の高いコルゲート型ヒートシンクの製造方法及び製造装置を提供する。【解決手段】コルゲートフィン２の複数の山部の各々に対して同時に且つ個別に押圧力を付与し、コルゲートフィンの複数の谷部の各々を、ベースプレート１に圧接させる弾性押圧部材３、コルゲートフィンを把持する手段１４、弾性押圧部材に荷重を負荷する手段４、ハンダ合金を溶融する加熱手段９、コルゲートフィンとベースプレートを相対運動させる手段、を備えてなることを特徴とするコルゲート型ヒートシンクの製造装置。【選択図】図１
2004344954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースプレートと、該ベースプレートに接合される複数の山部と複数の谷部を有するひだ状に折り曲げられたコルゲートフィンで構成されるコルゲート型ヒートシンクの製造方法において、（イ）前記コルゲートフィンが接合されるベースプレートの面、又は前記ベースプレートと接合する前記コルゲートフィンの複数の谷部にハンダ合金を鍍金する工程、（ロ）前記コルゲートフィンの複数の山部の各々を同時に且つ個別に押圧し、前記コルゲートフィンの複数の谷部の各々を、前記ベースプレートに圧接させる工程、（ハ）前記ハンダ合金を溶融する工程、（ニ）ハンダ合金を溶融させた状態で、前記（ロ）の工程を維持しながら、前記コルゲートフィンと前記ベースプレートを相対運動させる工程、（ホ）前記相対運動を停止して、前記ベースプレートに前記コルゲートフィンを接合する工程、を有することを特徴とするコルゲート型ヒートシンクの製造方法。
【請求項２】
前記（二）の工程は、前記コルゲートフィンの隣り合うフィンの間隔を所定の間隔に保持した状態で行うことを特徴とする請求項１記載のコルゲート型ヒートシンクの製造方法。
【請求項３】
前記相対運動は、押圧する方向に対して垂直方向に前記コルゲートフィンを往復運動させることを特徴とする請求項１又は２項記載のコルゲート型ヒートシンクの製造方法。
【請求項４】
請求項１又は２記載のコルゲート型ヒートシンクの製造方法において、（二）及び（ホ）の工程に代えて、（ニ′）ハンダ合金を溶融させた状態で、前記（ロ）の工程を維持しながら、前記コルゲートフィンと前記ベースプレートの接合面に超音波振動を与える工程、（ホ′）前記超音波振動を停止することにより、前記ベースプレートに前記コルゲートフィンを接合する工程、を有することを特徴とするコルゲート型ヒートシンクの製造方法。
【請求項５】
ベースプレートと、該ベースプレートに接合される複数の山部と複数の谷部を有するひだ状に折り曲げられたコルゲートフィンで構成されるコルゲート型ヒートシンクの製造装置において、前記コルゲートフィンの複数の山部の各々に対して同時に且つ個別に押圧力を付与し、前記コルゲートフィンの複数の谷部の各々を、前記ベースプレートに圧接させる弾性押圧部材、前記コルゲートフィンを把持する手段、前記弾性押圧部材に荷重を負荷する手段、ハンダ合金を溶融する加熱手段、及び、前記コルゲートフィンと前記ベースプレートを相対運動させる手段、を備えてなることを特徴とするコルゲート型ヒートシンクの製造装置。
【請求項６】
前記コルゲートフィンを把持する手段が、該コルゲートフィンの隣り合うフィンの間隔を所定の間隔に保持する手段を備えていることを特徴とする請求項５記載のコルゲート型ヒートシンクの製造装置。
【請求項７】
前記相対運動させる手段が、前記弾性押圧部材の押圧力を付与する方向に対して垂直方向に、前記コルゲートフィンを往復運動させる手段であることを特徴とする請求項５又は６記載のコルゲート型ヒートシンクの製造装置。
【請求項８】
請求項５又は６記載のコルゲート型ヒートシンクの製造装置において、前記コルゲートフィンとベースプレートを相対運動させる手段に代えて、前記コルゲートフィンと前記ベースプレートの接合面に超音波振動を与える手段を備えることを特徴とするコルゲート型ヒートシンクの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベースプレート及びベースプレートに接合され、ベースプレートからの熱を放出するコルゲートフィンで構成されるコルゲート型ヒートシンクの製造方法及び製造装置に関する。本発明のコルゲート型ヒートシンクの製造方法及び製造装置によって製造されたコルゲート型ヒートシンクは、パーソナルコンピュータ、オーディオ装置等の電子機器に使用される発熱性電子部品の放熱・冷却用のヒートシンクを始め、放熱を必要とするあらゆる分野における放熱・冷却用に利用できる。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータ等に代表される各種電子機器に搭載されている半導体素子等の冷却の問題は、重要課題として注目されてきている。このような冷却が必要な半導体素子等の電子部品の冷却方法として、それが搭載される機器筐体にファンを取り付け、その機器筐体内の空気を冷却する方法や、ヒートシンクを用いて冷却すべき電子部品を冷却する方法等が代表的である。
【０００３】
ヒートシンクは、冷却すべき電子部品等の発熱体から熱を吸収し、その熱を放出させる機能を有するものであり、基本的には、発熱体から熱を伝導するブロック状のベースプレートとベースプレートからの熱を放出する複数のフィンから構成される。ヒートシンクを電子部品等の発熱体に直接的に接触させて、又は、ヒートシンクと発熱体との間にヒートパイプを介在させ間接的に接触させて、電子部品等の熱を放出させる方法が一般的である。
【０００４】
このようなヒートシンクとしては、例えば、アルミニウム材等の熱伝導性に優れる素材を用いて、ブロック状のベースプレート上に複数の薄いフィンプレートがほぼ垂直に立ち上がったような形状のものがよく知られている。このような形状のヒートシンクは、押出加工や鍛造加工、あるいは鋳造法等によって一体的に成形するのが一般的である。しかし、フィンプレートの厚さがある程度まで薄くなると、押出加工や鍛造加工、あるいは鋳造法等によって一体的に成形するのが難しくなる。又、フィンプレートの高さが高い場合や、隣接するフィンプレートの間隔（フィンピッチ）が狭くなると、押出加工や鍛造加工、あるいは鋳造法等によって一体的に成形するのが難しくなる。
【０００５】
ヒートシンクはその使用環境によっては、フィンプレートの高さが高く且つフィンピッチが小さいだけでなく、幅が大きなヒートシンクが望まれる場合がある。広幅タイプのプレートフィン型ヒートシンクは、押出加工により製造することができるが、大型のダイスを用いるため製造作業が大がかりとなる。又、ダイスの大きさに限界があるため、幅にも限界がある。そこで、大型ダイスを用いることなく、広幅タイプのプレートフィン型ヒートシンクを製造する方法が考案された。それは、通常の大きさのダイスで作製した複数個の押出形材を摩擦撹拌接合することによって一体化し、一体化された押出形材を、そのベースプレートが平坦となるように矯正して製造するというものである。押出形材は、ベースプレートが円弧状であり且つその凸面側に多数のプレートフィンが放射状に延びているというものである（特許文献１参照）。
【０００６】
近時、種々の電子機器の高性能化、小型化の要望は益々強くなっており、その技術の進展はめざましいものがある。このような技術の進展に伴い、ヒートシンクにおいても高性能化、小型化が求められている。ヒートシンクの高性能化、小型化を図るためには、ヒートシンク本体の表面積を拡大すればよい。そのためには、フィンピッチを狭くしてフィンプレートの数を増加させて、ベースプレート上にフィンプレートを高密度に配置すればよい。このような観点に立ったヒートシンクとしては、コルゲート型ヒートシンクが知られている。
【０００７】
コルゲート型ヒートシンクとは、アルミニウム材等の押出形材のベースプレートに、アルミニウム材等の薄板をコルゲート状に成形したコルゲートフィンを接合したヒートシンクであり、その製造方法は種々知られている。
【０００８】
図１０は、従来のコルゲート型ヒートシンクの製造方法の一例を示す図である（特許文献２参照）。図１０（イ）は、コルゲートフィン本体５０がベースプレート６０に接合した状態を示すコルゲート型ヒートシンクの縦断面図であり、図１０（ロ）は、図１０（イ）のコルゲート型ヒートシンクのパンチによるかしめ成形前の状態を示す縦断面図である。この製造方法は、各フィン体５２が嵌合用長溝６２から抜けないように工夫されたものであり、ベースプレート６０に形成された特殊な形状の複数の嵌合用長溝６２に各フィン体５２を嵌合し、次いでフィン体下部の頂縁５５を先端が扁平なパンチ（図示せず）で下方に押し動かすことにより、コルゲートフィン本体５０を嵌合用長溝６２にかしめるというものである。
【０００９】
ベースプレートとコルゲートフィンをろう付けにより接合する方法も知られている（特許文献３参照）。ベースプレートと、ベースプレートに接合されるコルゲートフィンと、このコルゲートフィンのひだ面上に接合される金網から構成されるコルゲート型ヒートシンクの製造方法であって、ベースプレートとコルゲートフィンの接合部分と、コルゲートフィンと金網の接合部分に銀ろう等のロー剤を塗布してそれぞれ重ね合わせた後、炉に入れてブレージング接合するというものである。
【００１０】
ベースプレートとコルゲートフィンをハンダ付けにより接合する方法も知られている（特許文献４参照）。摩擦ハンダ付け工程によりベースプレートとの接合面に予めハンダ鍍金したコルゲートフィンを、摩擦ハンダ付け工程によりハンダ鍍金が施されたベースプレート面に載置して押圧し、静的状態で加熱することによりハンダを溶融して、ベースプレートにコルゲートフィンを接合するというものである。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００１−２９３５３０号公報
【００１２】
【特許文献２】
特開平１０−７５０７８号公報
【００１３】
【特許文献３】
特開平１０−３１３０８０号公報
【００１４】
【特許文献４】
特開２００１−３１９９９９号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ブロック状のベースプレート上に複数の薄いフィンプレートがほぼ垂直に立ち上がったような形状のヒートシンクは、ベースプレートとフィンプレートが一体的に成形された一体構造であり、ベースプレートが吸収した発熱体からの熱はフィンプレートに確実に伝導される。したがって、特定の用途には性能の良いヒートシンクであるといえる。しかし、このタイプのヒートシンクは、押出加工や鍛造加工、あるいは鋳造法等によって一体的に成形するので、フィンプレートの厚み、高さ、幅等に制約があり、使用形態が制限される。
【００１６】
特許文献１に記載の技術は、このような押出形材ヒートシンクの制約の中、幅の制限を解決したものであり、ある程度の広幅形状のヒートシンクを提供することができるが、依然として、ハイトング比、薄肉のヒートシンクの製作に制約が残ってしまう。
【００１７】
コルゲート型ヒートシンクは、一体構造の押出形材ヒートシンクでは本来的に製作が困難な広幅形状のヒートシンク、ハイトング比のヒートシンク、薄肉フィンプレートのヒートシンクの製作が可能である。又、コルゲート型ヒートシンクは、一体構造の押出形材ヒートシンクと比べ、同等の体積で４０〜５０％の軽量化が可能である。コルゲート型ヒートシンクと一体構造の押出形材ヒートシンクの大きな違いは、コルゲート型ヒートシンクは、ベースプレートとコルゲートフィンが別部材となっていることである。したがって、コルゲート型ヒートシンクを製造するにあたっての課題は、ベースプレートが吸収した発熱体からの熱をコルゲートフィンに確実に伝導させるために、ベースプレートとコルゲートフィンをどのように接合するかという点にある。
【００１８】
一方、フィンの成形高さの精度向上を図ったコルゲートフィンの製造方法が研究されている。しかしながら、各フィンの成形高さを全て一定に保ったコルゲートフィンを製造することは極めて難しいというのが現実である。したがって、コルゲート型ヒートシンクを製造するにあたっての別の課題は、各フィンの成形高さが必ずしも一定でないコルゲートフィンの各フィンの全てを、いかにして確実にベースプレートに接合するかという点にある。
【００１９】
特許文献２に記載の技術は、コルゲートフィンがベースプレートから安定的に抜け止めが防止されているが、ベースプレートとコルゲートフィンの接合がかしめによるものであり、ベースプレートとコルゲートフィンの接合部分は金属接合になっていない。このため、このような製造方法で製造されたコルゲート型ヒートシンクは、ベースプレートが吸収した発熱体からの熱がコルゲートフィンに効率よく伝導しないので放熱効率が良くないといった問題がある。
【００２０】
特許文献３に記載の技術は、ベースプレートとコルゲートフィンを銀ろう等のロー剤で接合するものである。ろう付けによる接合は高温（用いるロー剤によっても異なるが、６００〜９００℃）の炉内で行うので、融点が約６６０℃のアルミニウム素材のコルゲートフィン等は熱により変形する。したがって、ベースプレートとコルゲートフィンをろう付けにより接合する技術は、ベースプレートとコルゲートフィンの素材選択に大きな制約がある。
【００２１】
特許文献４に記載の技術は、ハンダ鍍金したコルゲートフィンをハンダ鍍金が施されたベースプレート面に載置して枠の上から押圧し、静的状態で加熱することによりハンダを溶融して、ベースプレートにコルゲートフィンを接合するというものである。特許文献３に記載のようなろう付けによる接合におけるベースプレートとコルゲートフィンの素材の選択という制約問題は解消される。しかし、この技術は、ベースプレートとコルゲートフィンがハンダ合金を介在して接合したものであり、ベースプレートとコルゲートフィンの接合は金属接合になっていない。このため、このような製造方法で製造されたコルゲート型ヒートシンクは、放熱効率が良くないといった問題に加え、ベースプレートとコルゲートフィンの接合が弱く、軽い衝撃でフィンの一部がベースプレートから剥脱してしまうといった大きな問題がある。
【００２２】
本発明者等は、コルゲート型ヒートシンクの放熱効率を高めるためには、ベースプレートとコルゲートフィンの接合は金属接合でなければならないこと、及びコルゲートフィンは各フィンの成形高さが全て一定のものを入手することは不可能に近いという現実的問題があることに着目して、本発明を成すに至った。
【００２３】
したがって、本発明の第一の目的は、フィンの成形高さが一定でないコルゲートフィンを用いたときにでも、コルゲートフィンの各フィンの全てがベースプレートと強固に接合し、且つ放熱効率の高いコルゲート型ヒートシンクの製造方法及びその製造装置を提供することである。本発明の第二の目的は、熟練技術を有していない者でも、容易にコルゲートフィンの各フィンの全てがベースプレートと強固に接合し、且つ放熱効率の高いコルゲート型ヒートシンクを製造することができるコルゲート型ヒートシンクの製造方法及びその製造装置を提供することである。本発明の他の目的は、以下の詳細な記載から明らかとなろう。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のコルゲート型ヒートシンクの製造方法は、ベースプレートと、該ベースプレートに接合される複数の山部と複数の谷部を有するひだ状に折り曲げられたコルゲートフィンで構成されるコルゲート型ヒートシンクの製造方法において、（イ）前記コルゲートフィンが接合されるベースプレートの面、又は前記ベースプレートと接合する前記コルゲートフィンの複数の谷部にハンダ合金を鍍金する工程、（ロ）前記コルゲートフィンの複数の山部の各々を同時に且つ個別に押圧し、前記コルゲートフィンの複数の谷部の各々を、前記ベースプレートに圧接させる工程、（ハ）前記ハンダ合金を溶融する工程、（ニ）ハンダ合金を溶融させた状態で、前記（ロ）の工程を維持しながら、前記コルゲートフィンと前記ベースプレートを相対運動させる工程、（ホ）前記相対運動を停止して、前記ベースプレートに前記コルゲートフィンを接合する工程、を有することを特徴とする。
【００２５】
この製造方法によれば、コルゲートフィンの各フィンの成形高さが一定のものでないものであっても、コルゲートフィンの複数の谷部の各々がベースプレートに圧接された状態で、コルゲートフィンとベースプレートを相対運動させることができるので、コルゲートフィンの各フィンの全てがベースプレートと強固に接合し、且つ放熱効率の高いコルゲート型ヒートシンクを製造することができる。
【００２６】
コルゲート型ヒートシンクの構成要素であるコルゲートフィン及びベースプレートの素材は、熱伝導性のよい素材であれば任意の素材を用いることができる。例えば、アルミニウム、アルミ合金、銅、銅合金等の金属が代表的である。これらの金属は、その表面は酸化物被膜で覆われている。コルゲートフィンとベースプレートを圧接した状態で相対運動させることにより、コルゲートフィンとベースプレートの金属の酸化被膜が破壊され金属の活性面が現れて、ハンダ合金との間で金属接合ができると考えられる。
【００２７】
又、コルゲートフィンとベースプレートの接合にハンダ合金を用いるので、コルゲートフィンやベースプレートの素材としてアルミニウムをはじめとする熱伝導性が良く、安価な素材を使用目的に応じて自由に選択することができる。
【００２８】
請求項２記載のコルゲート型ヒートシンクの製造方法は、請求項１記載のコルゲート型ヒートシンクの製造方法において、前記（二）の工程は、前記コルゲートフィンの隣り合うフィンの間隔を所定の間隔に保持した状態で行うことを特徴とする。コルゲートフィンの隣り合うフィンの間隔を所定の間隔に保持した状態で行うことにより、腰の弱い素材のコルゲートフィンであってもフィンピッチの一定したコルゲート型ヒートシンクを製造することができる。
【００２９】
請求項３記載のコルゲート型ヒートシンクの製造方法は、請求項１又は２記載のコルゲート型ヒートシンクの製造方法において、相対運動は、押圧する方向に対して垂直方向に前記コルゲートフィンを往復運動させることを特徴とする。
【００３０】
請求項４記載のコルゲート型ヒートシンクの製造方法は、請求項１又は２記載のコルゲート型ヒートシンクの製造方法において、（二）及び（ホ）の工程に代えて、（ニ′）ハンダ合金を溶融させた状態で、前記（ロ）の工程を維持しながら、前記コルゲートフィンと前記ベースプレートの接合面に超音波振動を与える工程、（ホ′）前記超音波振動を停止することにより、前記ベースプレートに前記コルゲートフィンを接合する工程、を有することを特徴とする。
【００３１】
コルゲートフィンとベースプレートの接合に、ハンダ合金を溶融させた状態で超音波振動を接合面に与えた場合にも、コルゲートフィンの各フィンの全てがベースプレートと強固に接合し、且つ放熱効率の高いコルゲート型ヒートシンクを製造することができる。ハンダ合金を溶融させた状態で超音波振動を接合面に与えることにより、超音波が溶融したハンダ合金の中でキャビテーションを発生させ、泡が破裂したときに衝撃波を発生し、金属の酸化被膜が破壊され金属の活性面が現れて、ハンダ合金との間で金属接合ができると考えられる。
【００３２】
請求項５記載のコルゲート型ヒートシンクの製造装置は、ベースプレートと、該ベースプレートに接合される複数の山部と複数の谷部を有するひだ状に折り曲げられたコルゲートフィンで構成されるコルゲート型ヒートシンクの製造装置において、前記コルゲートフィンの複数の山部の各々に対して同時に且つ個別に押圧力を付与し、前記コルゲートフィンの複数の谷部の各々を、前記ベースプレートに圧接させる弾性押圧部材、前記コルゲートフィンを把持する手段、前記弾性押圧部材に荷重を負荷する手段、ハンダ合金を溶融する加熱手段、及び、前記コルゲートフィンと前記ベースプレートを相対運動させる手段、を備えてなることを特徴とする。
【００３３】
このコルゲート型ヒートシンクの製造装置は、請求項１記載のコルゲート型ヒートシンクの製造方法を適用するための最も適した構成となる製造装置であるということがいえる。すなわち、このコルゲート型ヒートシンクの製造装置は、コルゲートフィンの複数の山部の各々に対して同時に且つ個別に押圧力を付与し、コルゲートフィンの複数の谷部の各々を、ベースプレートに圧接させる弾性押圧部材を備えているので、熟練を有しない者でも簡単にコルゲートフィンの各フィンの全てがベースプレートと強固に接合し、且つ放熱効率の高いコルゲート型ヒートシンクを製造することができる。
【００３４】
請求項６記載のコルゲート型ヒートシンクの製造装置は、請求項５記載のコルゲート型ヒートシンクの製造装置において、前記コルゲートフィンを把持する手段が、コルゲートフィンの隣り合うフィンの間隔を所定の間隔に保持する手段を備えていることを特徴とする。
【００３５】
請求項７記載のコルゲート型ヒートシンクの製造装置は、請求項５又は６記載のコルゲート型ヒートシンクの製造装置において、前記相対運動させる手段が、前記弾性押圧部材の押圧力を付与する方向に対して垂直方向に、前記コルゲートフィンを往復運動させる手段であることを特徴とする。
【００３６】
請求項８記載のコルゲート型ヒートシンクの製造装置は、請求項４又は５記載のコルゲート型ヒートシンクの製造装置において、前記コルゲートフィンとベースプレートを相対運動させる手段に代えて、前記コルゲートフィンと前記ベースプレートの接合面に超音波振動を与える手段を備えることを特徴とする。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下では、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００３８】
図２、図３及び図４は、それぞれ本発明の一実施形態におけるコルゲート型ヒートシンクの製造装置を示す側面図、平面図及び正面図である。図１は、図２におけるＡ部の拡大図である。図１〜図４を参照しながら、本発明のコルゲート型ヒートシンクの製造装置及びこの製造装置を用いたコルゲート型ヒートシンクの製造方法について説明する。なお説明の便宜上、これらの図はベースプレート１及びコルゲートフィン２を、コルゲート型ヒートシンクの製造装置１００にセットした状態で描いている。
【００３９】
この実施形態では、ベースプレート１には予めコルゲートフィンが接合されるベースプレートの面に、ハンダ合金が鍍金されているものとする。ベースプレート１にハンダ合金を鍍金するには、ベースプレート１にハンダ合金を溶融させた状態で金属ブラシで摩擦すればよい。
【００４０】
予めハンダ合金が鍍金されたベースプレート１を、ベースプレート１の両端近傍に位置する一対の固定部材１７とベースプレート１の略中央に位置する固定部材１８で固定する。一対の固定部材１７は、プレート２０に固定的に止められている。固定部材１８は、ねじ１９により取り外し自在に設けられている。なお、プレート２０のヒーター９近傍は鉄板等の耐熱金属材で形成されている。又、モーターＭ等も断熱板２１でヒーター９から遮蔽されている。
【００４１】
コルゲートフィン２を把持する手段である框１４には、弾性押圧部材３がねじ（図示せず）で固定されている。コルゲートフィン２を把持させた框１４を、シャフト１２と連結された框保持部材１３の係合部（図示せず）に係合することにより、ベースプレート１に接合すべきコルゲートフィン２が、製造装置１００にセットされる。なお、コルゲートフィン２を框１４に把持させる好ましい方法については、図６を参照して説明する。
【００４２】
弾性押圧部材３に荷重を負荷する手段である二対の荷重ローラー４と載置手段５は、ビス止め等の手段により一体的に構成されている。又、載置手段５には、一対の横ずれ防止ローラー６が取り付けられている。横ずれ防止ローラー６は、コルゲートフィン２を把持させた框１４を往復運動させるときに生じる可能性のある横ずれを防ぐためのものである。予め実験に基づき決定した質量Ｗの錘５′を載置手段５に載置することにより、框１４にねじで固定された弾性押圧部材３に荷重が負荷され、コルゲートフィンの山部２２ａの各々が弾性押圧部材の爪３ｂで個別に押圧され、その結果として、コルゲートフィンの谷部２２ｂの全てがベースプレート１に圧接されることになる（３ｂについては図５を、２２ａ及び２２ｂについては図７を参照）。弾性押圧部材３によりコルゲートフィン２がベースプレート１に圧接される状態については、図７を参照して詳細に説明する。載置手段５は、筐体２３から立ち上げられた門柱７に取り付けられたガイドレール８に嵌め込まれて、上下にスライドするように構成されている。
【００４３】
ベースプレート１及びコルゲートフィン２を、製造装置１００にセットし、弾性押圧部材３によりコルゲートフィン２をベースプレート１に圧接させた状態でヒーター９の電源を入れる。ヒーター９の温度調整は、予め実験に基づき決定した温度になるように温度調整器Ｒで調製する。ベースプレート１に鍍金されたハンダ合金を溶融し、弾性押圧部材３でコルゲートフィン２をベースプレート１に圧接させた状態を維持しながら、コルゲートフィン２を把持した框１４を、図１の矢印（←→）の方向に往復運動させる。本発明においては、この工程が極めて重要であるので、詳細については後述する。
【００４４】
スイッチＳｗをオンするタイミングは、予めハンダ合金が溶融する所要時間を実験により決定して、所要時間を経過した時点でタイマーが作動してスイッチＳｗをオンさせればよい。又、ベースプレート１に鍍金されたハンダ合金が溶融した状態を目視で観察して、作業者がスイッチＳｗをオンさせてもよい。ここでは、図示しないが、タイマーが作動してスイッチＳｗがオンされるように構成している。モーターＭの回転運動は、シャフト１０、リニアガイド１１及びシャフト１２により直線的な往復運動に変換されて框保持部材１３に伝達される。
【００４５】
質量Ｗの錘５′の荷重は、二対の荷重ローラー４を介して框１４にねじで固定された弾性押圧部材３に伝わる。框保持部材１３の往復運動に伴い、荷重が負荷された状態でコルゲートフィン２を把持した框１４が、図１の矢印（←→）の方向に往復運動できるよう構成されている。この往復運動により生じる可能性があるコルゲートフィン２を把持した框１４の横ずれは、載置手段５に取り付けた一対の横ずれ防止ローラー６で防ぐことができる。
【００４６】
往復運動を停止する時間は、熟練者であれば的確に判断できる。しかし、予め実験に基づき、往復運動を停止する時間を決定し、タイマーを作動させることによりスイッチＳｗをオフすれば、熟練を要しない通常の作業者が容易に取り扱い可能となる。ここでは、図示しないが、タイマーが作動してスイッチＳｗがオフするように構成している。モーターＭの停止を確認したら、載置手段５を上方に引き上げ、次いで、ねじ１９を緩め固定部材１８をずらすことにより、ベースプレート１と共に框１４を製造装置１００から取り外すことができる。冷めたところで、框１４からベースプレート１を引き出せば、ベースプレート１にコルゲートフィン２が強固に接合したコルゲート型ヒートシンクを取り出すことができる。
【００４７】
図６は、弾性押圧部材３がコルゲートフィン２を把持する手段である框１４に取り付けられた状態を示す斜視図である。框１４の両側面には、コルゲートフィンの隣り合うフィンの間隔を所定の間隔に保持する手段であるピン１６を差し込めるピンホール１５が開けられている。ピン１６は、コルゲートフィンの隣り合う各フィンの間の全てに差し込む必要はない。コルゲートフィンのトング比やフィンプレートの厚み、フィンの数等に依存するが、おおむね、コルゲートフィンの両端近傍では各フィンの間に差し込み、中央になるにしたがい数フィン間隔でよい。ピン１６の差し込まれた框１４にコルゲートフィン２を把持させるには、フィン間にピン１６が挟まるように且つ弾性押圧部材の爪３ｂの各々に、コルゲートフィンの山部２２ａの各々が接するようにコルゲートフィン２を框１４に装着するだけでよい。
【００４８】
図５は、本発明に係る弾性押圧部材３の一例を示す斜視図である。弾性押圧部材３の素材としては、りん青銅合金等の曲げに強い弾性素材が適している。弾性押圧部材３は、荷重を受ける平坦な面３ａと、その両側にコルゲートフィンの山部２２ａの各々を同時に且つ個別に押圧することのできる複数の爪３ｂが、平坦な面３ａに対して傾斜を持って成形されている。
【００４９】
図７は、弾性押圧部材３によりコルゲートフィン２がベースプレート１に圧接される状態を説明する図であり、図７（ａ）は荷重を負荷する前の状態を、図７（ｂ）は荷重を負荷した状態を示す。
【００５０】
図７（ａ）は、弾性押圧部材３が取り付けられた框１４に把持されたコルゲートフィン２を、ハンダ合金を鍍金したベースプレート１上にセットした図であり、弾性押圧部材３には未だ荷重は負荷されていない。コルゲートフィン２は、その山部２２ａの各々が弾性押圧部材の爪３ｂの各々と接するように、框１４に装着されている。各フィン２２の成形高さが全て一定のコルゲートフィンは、その入手が不可能に近いという現実的問題があるということは前記した通りである。コルゲートフィン２は、各フィン２２の成形高さが一定でないため、その谷部２２ｂは、ベースプレート１に接しているものと、ベースプレート１に接していないものが混在する。ベースプレート１とベースプレート１に接していない谷部２２ｂとのクリアランスは、おおむね数μｍのオーダーである。しかし、この状態でハンダ合金を溶融し、コルゲートフィン２を把持した框１４を往復運動させても、ベースプレート１とコルゲートフィン２との接合は、完全な金属接合したものは得られない。
【００５１】
図７（ｂ）に示すように、弾性押圧部材３に荷重を負荷することにより、弾性押圧部材の爪３ｂの各々が、コルゲートフィンの山部２２ａの各々を同時に且つ個別に押圧することが可能となる。この結果、図７（ａ）に示すようなクリアランスがなくなり、コルゲートフィンの谷部２２ｂの各々は、ベースプレート１に均等に圧接されることになる。この状態でハンダ合金を溶融し、コルゲートフィン２を把持した框１４を往復運動させることにより、ベースプレート１とコルゲートフィン２との接合が完全な金属接合したものが得られる。
【００５２】
図８は、本発明の他の実施形態におけるコルゲート型ヒートシンクの製造装置を示す側面図である。
【００５３】
符号２４は、超音波発生器であり、ベースプレート１に鍍金されたハンダ合金を溶融し、弾性押圧部材３でコルゲートフィン２をベースプレート１に圧接させた状態を維持しながら超音波振動を与える。超音波振動の強さや時間は予め実験に基づき決定することができる。
【００５４】
図９は、本発明の製造装置により製造されたコルゲート型ヒートシンクの一例を示す図である。コルゲート型ヒートシンク３０は、ベースプレート１と、ベースプレート１に接合される複数の山部２２ａと複数の谷部２２ｂを有するひだ状に折り曲げられたコルゲートフィン２で構成される。コルゲートフィン２は、複数のフィン２２から成っており、使用目的により、フィン形状、フィンピッチ、トング比等を適宜選択することができる。
【００５５】
コルゲートフィン及びベースプレートの素材としては、銀、アルミニウム、銅、ニッケル、及びそれぞれの合金などの熱伝導性のよいものであれば任意の素材を用いることができる。熱伝導性、価格、重さ等の観点から、アルミニウムないしはその合金が好ましい。
【００５６】
ハンダ合金としては、スズを主体とする銅、銀、亜鉛、ニッケル、ビスマス、ゲルマニウム等の合金を、コルゲートフィン及びベースプレートの素材に応じて適宜用いることができる。本発明のコルゲート型ヒートシンクの製造方法及びその製造装置は、フラックスを用いる必要はないので接合した後の処理が不要となる効果もある。
【００５７】
【発明の効果】
本発明によれば、フィンの成形高さが一定でないコルゲートフィンを用いたときにでも、コルゲートフィンの各フィンの全てがベースプレートと強固に接合し、且つ放熱効率の高いコルゲート型ヒートシンクの製造方法及び製造装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２におけるＡ部の詳細拡大図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるコルゲート型ヒートシンクの製造装置を示す側面図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるコルゲート型ヒートシンクの製造装置を示す側面図である。
【図４】本発明の一実施形態におけるコルゲート型ヒートシンクの製造装置を示す正面図である。
【図５】本発明に係る弾性押圧部材の一例を示す斜視図である。
【図６】弾性押圧部材がコルゲートフィンを把持する手段である框に取り付けられた状態を示す斜視図である。
【図７】弾性押圧部材によりコルゲートフィンがベースプレートに圧接される状態を説明する図である。
【図８】本発明の他の実施形態におけるコルゲート型ヒートシンクの製造装置を示す側面図である。
【図９】本発明の製造装置により製造されたコルゲート型ヒートシンクの一例を示す図である。
【図１０】従来のコルゲート型ヒートシンクの製造方法を説明する図である。
【符号の説明】
１  ベースプレート
２  コルゲートフィン
２２  フィン
２２ａ  山部
２２ｂ  谷部
３  弾性押圧部材
３ａ  荷重受ける平坦な面
３ｂ  爪
４  荷重ローラー
５  載置手段
５′  錘
６  横ずれ防止ローラー
７  門柱
８  ガイドレール
９  ヒーター
１０  シャフト
１１  リニアガイド
１２  シャフト
１３  框保持部材
１４  框
１５  ピンホール
１６  ピン
１７  固定部材
１８  固定部材
１９  ねじ
２０  プレート
２１  断熱板
２３  筐体
２４  超音波発生器
３０  コルゲート型ヒートシンク
１００  コルゲート型ヒートシンクの製造装置
Ｍ  モーター
Ｓｗ  スイッチ
Ｒ  温度調整器
【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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