(57)【要約】【課題】  製造作業性が良好で、しかも安価に製造できるヒートシンクの製造方法を提供する。【解決手段】  コア部３と受熱部４との相対的な移動を繰り返しておこなうことにより、コア部３と受熱部４との相互の接合面との少なくともいずれか一方のアルミニウム酸化被膜１０を剥離もしくは破断させ、その後にコア部３と受熱部４とを相互に熱授受可能に接合する。そのため、コア部３と受熱部４とを接合する工程にメッキ処理を施す工程を付加することなくコア部３と受熱部４とを接合することができるので、製造作業性が良好になる。その結果、製造コストを低減できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱部材からの熱を伝達する熱伝導部材を、受熱部に接合したヒートシンクの製造方法において、
前記熱伝導部材と前記受熱部との相対的な移動を繰り返しておこなうことにより、前記熱伝導部材と前記受熱部との相互の接合面との少なくともいずれか一方の表面層を剥離もしくは破断させ、その後に前記熱伝導部材と前記受熱部とを相互に熱授受可能に接合することを特徴とするヒートシンクの製造方法。
【請求項２】
前記熱伝導部材と前記受熱部との相対的な移動の繰り返しを、前記熱伝導部材と前記受熱部との間に接着剤を介在させて、前記熱伝導部材と前記受熱部とのいずれか一方を振動させることによりおこない、前記表面層の剥離もしくは破断の後、その振動を止めて前記接着剤により前記熱伝導部材と前記受熱部とを接合することを特徴とする請求項１に記載のヒートシンクの製造方法。
【請求項３】
前記熱伝導部材と前記受熱部との相対的な移動の繰り返しを、前記熱伝導部材と前記受熱部とを互いに接触させた状態で、前記熱伝導部材と前記受熱部とのいずれか一方を振動させることによりおこない、前記表面層の剥離もしくは破断の後、その振動を止めて前記熱伝導部材と前記受熱部とを接着剤により接合することを特徴とする請求項１に記載のヒートシンクの製造方法。
【請求項４】
前記受熱部が、外周側に多数の放熱フィンを放射状に備えた筒状に形成され、前記熱伝導部材が、その筒状の受熱部に挿入される軸状に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のヒートシンクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、熱授受可能な熱伝導部を、受熱部に備えたヒートシンクを製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ヒートシンクは発熱体もしくは高温部に接触されて、これら発熱体や高温部の実質的な放熱面積を拡大する機能を備えたものである。したがって、この種のヒートシンクにおいては、放熱面を形成するフィンが可及的に多数設けられていればよい。そのため、発熱体もしくは高温部に直接フィンが設けられることが最も望ましい。しかしながら、前記発熱体もしくは高温部には、フィンが取り付けられないことが多いので、冷却対象物に対する汎用性を持たせるためにベース部（熱伝導部材）に平板状のフィン（受熱部）を装着した構造のヒートシンクが一般に使用されている。
【０００３】
この種のヒートシンクにおけるフィンとベース部とを半田を用いて接合する場合には、例えばフィンの材質をアルミニウムとし、ベース部の材質を銅とすると、アルミニウムが酸化した場合にその酸化被膜に半田が付着し難いことからフィンとベース部とを半田を用いて接合することが困難となる。そこで、フィンにニッケルメッキ処理を施して、フィンとベース部とを半田を用いて接合するようにしている。なお、酸化していないアルミニウムには半田が付着するので、酸化被膜が形成されていないフィンには半田が付着する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、フィンにニッケルメッキ処理を施して半田を用いて接合すると、各部材同士を容易に接合することが可能となるが、現状ではニッケルメッキ材の単価が高く、各部材同士の接合面積が大きくなればなるほどニッケルメッキ材も多く使うことになるので、材料コストがかかってしまう。また、フィンとベース部とを接合する工程にニッケルメッキ処理を施す工程が新たに必要となるので、製造性の点および製造コストの低廉化の点で改善すべき余地があった。
【０００５】
この発明は上記の事情を背景にしてなされたものであり、製造作業性が良好で、しかも安価に製造できるヒートシンクの製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、発熱部材からの熱を伝達する熱伝導部材を、受熱部に接合したヒートシンクの製造方法において、前記熱伝導部材と前記受熱部との相対的な移動を繰り返しておこなうことにより、前記熱伝導部材と前記受熱部との相互の接合面との少なくともいずれか一方の表面層を剥離もしくは破断させ、その後に前記熱伝導部材と前記受熱部とを相互に熱授受可能に接合することを特徴とするヒートシンクの製造方法である。
【０００７】
また、請求項２の発明は、請求項１において、前記熱伝導部材と前記受熱部との相対的な移動の繰り返しを、前記熱伝導部材と前記受熱部との間に接着剤を介在させて、前記熱伝導部材と前記受熱部とのいずれか一方を振動させることによりおこない、前記表面層の剥離もしくは破断の後、その振動を止めて前記接着剤により前記熱伝導部材と前記受熱部とを接合することを特徴とするヒートシンクの製造方法である。
【０００８】
さらに、請求項３の発明は、請求項１において、前記熱伝導部材と前記受熱部との相対的な移動の繰り返しを、前記熱伝導部材と前記受熱部とを互いに接触させた状態で、前記熱伝導部材と前記受熱部とのいずれか一方を振動させることによりおこない、前記表面層の剥離もしくは破断の後、その振動を止めて前記熱伝導部材と前記受熱部とを接着剤により接合することを特徴とするヒートシンクの製造方法である。
【０００９】
そして、請求項４の発明は、請求項１から３のいずれかにおける前記受熱部が、外周側に多数の放熱フィンを放射状に備えた筒状に形成され、前記熱伝導部材が、その筒状の受熱部に挿入される軸状に形成されていることを特徴とするヒートシンクの製造方法である。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、発熱部材からの熱を伝達する熱伝導部材とその熱伝導部材に接合された受熱部との相対的な移動を繰り返しておこなうことにより、熱伝導部材と受熱部との相互の接合面との少なくともいずれか一方の表面層を剥離もしくは破断させ、その後に熱伝導部材と受熱部とを相互に熱授受可能に接合するので、熱伝導部材と受熱部とを接合する工程にメッキ処理を施す工程を付加することなく熱伝導部材と受熱部とを接合することができる。そのため、製造作業性が良好になるので、製造コストを低減できる。
【００１１】
また、請求項２の発明によれば、発熱部材からの熱を伝達する熱伝導部材とその熱伝導部材に接合された受熱部との相対的な移動の繰り返しを、熱伝導部材と受熱部との間に接着剤を介在させて、熱伝導部材と受熱部とのいずれか一方を振動させることによりおこない、その表面層の剥離もしくは破断の後、その振動を止めて接着剤により熱伝導部材と受熱部とを接合するので、熱伝導部材と受熱部とを接合する工程にメッキ処理を施す工程を付加することなく接着剤により熱伝導部材と受熱部とを接合することができる。そのため、製造作業性が良好になるので、製造コストを低減できる。
【００１２】
さらに、請求項３の発明によれば、発熱部材からの熱を伝達する熱伝導部材とその熱伝導部材に接合された受熱部との相対的な移動の繰り返しを、熱伝導部材と受熱部とを互いに接触した状態で、熱伝導部材と受熱部とのいずれか一方を振動させることによりおこない、その表面層の剥離もしくは破断の後、その振動を止めて熱伝導部材と受熱部とを接着剤により接合することができるので、熱伝導部材と受熱部とを接合する工程にメッキ処理を施す工程を付加することなく接着剤により熱伝導部材と受熱部とを接合することができる。そのため、製造作業性が良好になるので、製造コストを低減できる。
【００１３】
そして、請求項４の発明によれば、発熱部材からの熱を伝達する熱伝導部材に接合された受熱部が、外周側に多数の放熱フィンを放射状に備えた筒状に形成され、その熱伝導部材が、その筒状の受熱部に挿入される軸状に形成されているので、熱伝導部材を受熱部に挿入しやすい形状となる。そのため、製造作業性が良好になるので、製造コストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施した最良の形態について説明する。図１ないし図３は、この発明のヒートシンクの製造方法を説明する図である。
【００１５】
ヒートシンク１は、発熱部材に相当する電子部品２を冷却する構造となっており、この電子部品２を熱授受可能に配置するコア部（熱伝導部材）３と、受熱部４とから構成されている。このコア部３は、銅もしくはその合金などの熱伝導性の良好な金属によって、軸状に形成されている。また、受熱部４は、アルミニウムもしくはその合金などの熱伝導性の良好な金属によって、外周側に多数の放熱フィン５を放射状に備えた中空円筒状に形成されている。したがって、ヒートシンク１はコア部３を受熱部４に挿入しやすい形状であるので、製造作業性が良好になる。さらに、ヒートシンク１は、上側にファン６が配置され、各放熱フィン５同士によって形成されている間隙にファン６から冷却空気を送って放熱する構造となっている。なお、ファン６には任意の軸流形ファンを使用することができる。
【００１６】
このように構成されるヒートシンク１を製造する方法を説明する。図１および図２では、コア部３の外周面に接触する受熱部４の内周面にアルミニウム酸化被膜（表面層）１０が形成されている。このアルミニウム酸化被膜１０の形成としては、不可避的に生じた場合と、ヒートシンク１の防錆処理によって形成された場合とがある。
【００１７】
図１において、受熱部４に形成されたアルミニウム酸化被膜１０を剥離もしくは破断させ、コア部３と受熱部４とを相互に熱授受可能に接合する工程を説明する。
【００１８】
まず図１に示すコア部３が、超音波振動器１１に配置された台座部（図示せず）に載せられる。この超音波振動器１１は、台座部の振動を制御する制御装置を備えており、この制御装置からの制御信号に基づいて台座部をウルトラソニック（超音波）で振動（図１または２に示す矢印方向への上下動）させるように構成されている。ついで、超音波振動器１１の振動により台座部上のコア部３が受熱部４に対して相対的に繰り返し移動し、受熱部４に形成されたアルミニウム酸化被膜１０が摩擦によって剥離または破断する。この具体例ではコア部３と受熱部４との内外径は同一とされている。したがって、アルミニウム酸化被膜１０が剥離または破断した場合には、剥離または破断したアルミニウム酸化被膜１０の断片がコア部３と受熱部４との間の間隙に残留したり、コア部３と受熱部４との相互の接合面が粗くなったりするので、その接合面同士の摩擦力が増大する。そのため、コア部３と受熱部４とを接合する工程にメッキ処理（ニッケルメッキ処理など）を施す工程を付加することなくコア部３と受熱部４とを接合することができる。また、前記接合面に摩擦熱が発生し、この摩擦熱の温度によってそれらの接合部分が溶融して残留物が形成された場合には、この残留物がアルミニウム酸化被膜１０とコア部３との間の間隙に均一に形成されるので、コア部３と受熱部４とを接合する工程にメッキ処理を施す工程を付加することなくコア部３と受熱部４とを接合することができる。
【００１９】
最後に、超音波振動器１１の振動を停止させ、コア部３と受熱部４とを接合した部材が台座部から取り出され、その部材がファン６、電子部品２等に組み付けられることにより、図３に示したヒートシンク１が完成する。
【００２０】
つぎに、コア部３と受熱部４との間に熱授受可能な半田（接着剤）１２を介在させて、受熱部４に形成されたアルミニウム酸化被膜１０を剥離もしくは破断させた後、コア部３と受熱部４とを相互に熱授受可能に接合する工程を説明する。
【００２１】
まず図２に示すコア部３が前記超音波振動器１１に配置された台座部に載せられて、コア部３と受熱部４との間に所定の容量になるまで溶融した半田１２が流し込まれる。ついで、超音波振動器１１の振動により台座部上のコア部３が受熱部４に対して相対的に繰り返し移動し、受熱部４に形成されたアルミニウム酸化被膜１０が摩擦によって剥離または破断する。続いて、超音波振動器１１の振動を停止させて、半田１２が固化し、半田１２を介してコア部３と受熱部４とを接合する。
【００２２】
したがって、コア部３の受熱部４に対する相対的な移動により、アルミニウム酸化被膜１０の剥離または破断した部分に溶融した半田１２が振動しながら流入し、剥離または破断したアルミニウム酸化被膜１０の断片が排出されるので、コア部３と受熱部４との間の間隙に半田１２が均一に形成される。つまり、半田１２を介してコア部３が受熱部４に保持される。そのため、コア部３と受熱部４とを接合する工程にメッキ処理を施す工程を付加することなく半田１２によりコア部３と受熱部４とを接合することができる。その結果、製造作業性が良好になるので、製造コストを低減できる。
【００２３】
最後に、半田１２を介してコア部３と受熱部４とを接合した部材が台座部から取り出され、その部材がファン６、電子部品２等に組み付けられることにより、図３に示したヒートシンク１が完成する。
【００２４】
つぎに、受熱部４に形成されたアルミニウム酸化被膜１０を剥離もしくは破断させた後、コア部３と受熱部４との間に半田１２を介在させて、コア部３と受熱部４とを相互に熱授受可能に接合する工程を説明する。
【００２５】
まず図３に示すコア部３が前記超音波振動器１１に配置された台座部に載せられる。ついで、コア部３と受熱部４とを互いに接触させた状態で、超音波振動器１１の振動により台座部上のコア部３が受熱部４に対して相対的に繰り返し移動し、受熱部４に形成されたアルミニウム酸化被膜１０が摩擦によって剥離または破断する。剥離または破断したアルミニウム酸化被膜１０の断片はコア部３の振動により外部に排出される。
【００２６】
続いて、超音波振動器１１の振動を停止させ、コア部３と受熱部４との間に所定の容量になるまで溶融した半田１２が流し込まれて固化し、その半田１２を介してコア部３と受熱部４とが接合する。
【００２７】
したがって、剥離または破断したアルミニウム酸化被膜１０の断片がコア部３と受熱部４との間の間隙に残留せずに、アルミニウム酸化被膜１０の剥離または破断した部分に溶融した半田１２が流入し固化するので、コア部３と受熱部４との間の間隙に半田１２が均一に形成される。つまり、半田１２を介してコア部３が受熱部４に保持される。そのため、コア部３と受熱部４とを接合する工程にメッキ処理を施す工程を付加することなく半田１２によりコア部３と受熱部４とを接合することができる。その結果、製造作業性が良好になるので、製造コストを低減できる。
【００２８】
最後に、超音波振動器１１の振動を停止させ、コア部３と受熱部４とを接合した部材が台座部から取り出され、その部材がファン６、電子部品２等に組み付けられることにより、図３に示したヒートシンク１が完成する。
【００２９】
なお、上記の具体例ではコア部３の形状は円柱状であるが、円柱状に限定されないのであり、多角柱など他の形状に形成されてもよい。また、上記の具体例ではコア部３と受熱部４との接合には半田１２を用いているが、半田１２に限定されないのであり、エポキシ樹脂などの樹脂が用いられてもよい。さらに、上記の具体例では受熱部４の中空部分の形状は円筒状であるが、円筒状に限定されないのであり、多角形状など他の形状に形成されてもよい。そして、上記の具体例では受熱部４にアルミニウム酸化被膜１０が形成されているが、この発明は上記の具体例に限定されないのであり、コア部３に剥離または破断可能な表面層が形成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明のヒートシンクの製造方法を説明する縦断面図である。
【図２】この発明のヒートシンクの製造方法を説明する縦断面図である。
【図３】この発明のヒートシンクの一具体例を示す側面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…ヒートシンク、  ２…電子部品、  ３…コア部（熱伝導部材）、  ４…受熱部、  ５…放熱フィン、  ６…ファン、  １０…アルミニウム酸化被膜（表面層）、  １１…超音波振動器、  １２…半田（接着剤）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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