(57)【要約】【課題】  多孔質金属部材の他部材との強固な接合を簡易な方法で達成する。新規な接合部材、ヒートシンクを得る。【解決手段】  リンを添加したロウ材を用いて多孔質金属部材を母材に被覆接合させる。好ましくはロウ材はリン含有銅ロウであり、多孔質金属部材および母材が銅及び銅合金である。また、このようにして製造した接合部材を一部または全部に含む水冷式または空冷式のヒートシンクを構成する。本願発明の被覆接合は炉による加熱のみで被覆と接合が同時に発生し、なおかつ多孔質金属部材に目詰まりを起こさないことを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リンを添加したロウ材を用いて多孔質金属部材と母材とを被覆接合させる方法。
【請求項２】
被覆接合が該ロウ材によるロウ付条件下で形成されるものである請求項１に記載の被覆接合方法。
【請求項３】
被覆接合後の多孔質金属部材の強度および／または耐腐食性が被覆接合前より向上する請求項１に記載の被覆接合方法。
【請求項４】
複数の母材を多孔質金属部材に接するように配置し、母材と多孔質金属部材の接触面の一部のみにロウ材を介在させ、加熱することにより、全ての母材と多孔質金属部材の接触面を被覆接合させる、請求項１に記載の被覆接合方法。
【請求項５】
多孔質金属部材が、銅（市販レベルの不純物を含む純銅を含む）、もしくは銅を主成分とする合金よりなるか、または銅（市販レベルの不純物を含む純銅を含む）、もしくは銅を主成分とする合金を表面に被覆してあることを特徴とする請求項１に記載の被覆接合方法。
【請求項６】
母材が、銅（市販レベルの不純物を含む純銅を含む）、または銅を主成分とする合金から選ばれる一種または二種以上の材質が表面に存在する、バルク材（無垢材）、積層体、分散体、アモルファス、固溶体、表面被覆体である請求項１に記載の被覆接合方法。
【請求項７】
多孔質金属部材が銅または銅を主成分とする合金、母材が銅または銅を主成分とする合金の組み合わせである請求項１乃至６のいずれかに記載の被覆接合方法。
【請求項８】
多孔質金属部材が、一次元乃至三次元方向に傾斜した孔径分布を有するものである請求項１乃至７のいずれかに記載の被覆接合方法。
【請求項９】
ロウ材がリンを含んでなるロウ材である請求項１乃至８のいずれかに記載の被覆接合方法。
【請求項１０】
ロウ材が銅を主成分とし、リンを含んでなるロウ材である請求項１乃至９のいずれかに記載の被覆接合方法。
【請求項１１】
ロウ材が銅を主成分とし、リンを含み、なおかつ錫およびニッケルの少なくとも１つまたは全てを含んでなるロウ材である請求項１乃至１０のいずれかに記載の被覆接合方法。
【請求項１２】
ロウ材が、箔ロウである、請求項１乃至１１のいずれかに記載の被覆接合方法。
【請求項１３】
ロウ材が、液体急冷法で製造されたアモルファス合金箔である、請求項１乃至１２のいずれかに記載の被覆接合方法。
【請求項１４】
多孔質金属部材と、複数の母材との、複数の接触面が該ロウ材で被覆接合される請求項１に記載の被覆接合方法。
【請求項１５】
低酸素分圧雰囲気連続炉中で被覆接合を行い、多孔質金属部材および母材の金属表面の酸化変色が防止される請求項１乃至１４のいずれかに記載の被覆接合方法。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれかにより製造される被覆接合部材。
【請求項１７】
請求項１６の接合部材を一部または全部に含んで構成された水冷式または空冷式のヒートシンク、水冷式または空冷式の熱交換機、触媒、触媒担持材、フィルター、電極、衝撃吸収剤、生体材料、または燃料電池部品。
【請求項１８】
請求項１６の接合部材を一部または全部に含んでおり、母材が銅である、水冷式ヒートシンク。
【請求項１９】
請求項１７又は１８記載のヒートシンクにおいて、多孔質金属部材の片面のみを母材と被覆接合したものをベースとし、銅の板を加工成型した蓋部材をかぶせてロウ付けし、ベースとした母材の被覆接合されていない面を半導体冷却用表面とするヒートシンク。
【請求項２０】
請求項１７又は１８記載のヒートシンクにおいて、多孔質金属部材の両面を母材と被覆接合したものをベースとし、銅の板を加工成型した蓋部材をかぶせてロウ付けし、母材のうち多孔質金属部材と被覆接合されていない面を半導体冷却用表面とするヒートシンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な多孔質金属部材の被覆接合方法、当該被覆接合方法により製造された被覆接合部材、および当該接合部材を一部または全部に含んでなるヒートシンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
多孔質金属部材は産業上有用な素材であり、空孔が連通した開口型と、空孔が独立した閉鎖型の２つのタイプが存在することは良く知られている。特に発泡体の製造パラメーターを調整して空孔と空孔を連通させた開口型多孔質金属部材は、連通した空孔に流体を通過させることができる上に、内部を通過する流体媒体との接触面積が大きいため、ヒートシンク、熱交換器、オイルクーラーといった熱伝導装置や、フィルター、触媒担持、薬剤担持、電極、緩衝材など多様な分野で活用が期待されている。
【０００３】
このとき、開口型多孔質金属部材のみで目的製品を構成できることは少なく、他の部材で支持されることになる。
【０００４】
一般に多孔質金属部材は金属粒子の粉末焼結により製造され、形状上脆性を残す場合が多い。このため多孔質金属部材、特にそのうち開口型のものは、しばしば、強度向上および取り扱い性の向上を兼ねて多孔質金属部材以外の部材と接合して用いられる。一般に金属部材の接合の種類には、ロウ付、ハンダ付、溶接（アーク溶接等）、拡散接合、接着、または板状部材と複数のネジを用いての挟持など、多種の方法が存在する。
【０００５】
しかし、多孔質金属部材で開口型の場合、その他の部材と強固に接合させるのが難しいことも知られている。なぜなら、多孔質金属部材は接着しようとする面にも空孔が多数存在するため、接触面積の確保が困難になる。大局的にみれば接合強度は同一条件下であれば接触面積に比例する。だが、接触面積を増大させるため、敢えて多孔質金属部材と他部材の接触面に、可塑性のあるペースト、ロウ、ハンダ、バインダー、接着剤などを、目的の接合強度を達成するのに充分な厚みで介在させるとすれば、連通した通路を通じ多数の空孔を充填してしまい目詰まりが発生する。目詰まりにより多孔質金属部材の空孔率が低くなれば、当初の課題、たとえば冷却媒体の通過速度、熱交換速度、小型化および省資源化などを十分に達成できなくなることがある。
【０００６】
また拡散接合は通常バルク材の加熱下の加圧での接合方法であり、特に中間材を介在させない直接拡散接合は空孔のある材料に対しては歩留まりが悪く実用化できない。有機接着剤は加熱耐性、薬品耐性などに問題があり本来の製品寿命に耐えない。板状部材と複数のネジを用いての挟持は、部材同士に直接的な面接合が生じず一体化しないため、振動耐性など耐久性に問題が生じ、また用途が冷却など熱交換である場合は熱交換されるべき熱体との間に本来不要な距離が生じ、熱交換効率がおちるなどといったリスクが存在する。
【０００７】
このような課題を念頭において先行文献を見ると、特許文献１には、熱膨張率の異なる素材であるセラミックと金属を接合させるにあたり、金属発泡体を中間材として介在させることで熱応力を吸収させ、緩衝材として使用する方法が記載されている。このとき金属発泡体の接触面積が少ないため剥離しやすい不利をロウ付その他の手段で解決しようとしている。００２０段落では粉末ロウの使用を示唆しているが００２１段落では、箔ロウ、ロウ材を用いない拡散接合も同等の接合手段の一つとして認識されている。比較例５ではロウシート（厚さ０．０６ミリ）のＢＮｉ−７ニッケルロウを使用すれば同成分の粉末ロウより接合強度が劣るとしている。これは接合直後の熱応力の影響である。特許文献１にはリン含有ロウ材の使用については示唆もなく、接合面積が広くなることは強度上不利と認識しているため、被覆接合（あとで詳細に定義する）の示唆とはならない。
【０００８】
特許文献２では、熱交換器などに使用される金属発泡体のうち開口型は脆いことを課題としており、これに対してメッキを選択しようとしてもアルミはメッキでは使用できず、ＣＶＤ（chemical vapor deposit）では被覆厚が小さい。このため、一部または全部を銀ロウで被覆することにより、ヤング率が向上したり、抗菌性が得られる点について記載されている。被覆素材はロウ箔として提供される記載がある。特許文献２にはリン含有ロウ材の使用や、被覆のみではなく接合に用いる点については認識がない。
【０００９】
特許文献３には、特許文献２と同様、重金属の金属発泡体の製造が困難である場合に、骨格となる、重金属より高融点の金属発泡体を製造した後、目的の重金属の溶融浴で被覆することについて記載されている。実施例の記載中で、金属発泡体としてポリウレタン上に銅メッキを施し、ポリウレタンを焼失させて空孔を有する銅部材が製造され、これを溶融アルミニウムに含浸させている。特許文献３にはリン含有ロウ材の使用や、被覆接合については認識がない。
【００１０】
特許文献４には、熱交換部材としての多孔質金属部材を被冷却体に熱接触させるにあたり、炉などの巨大な被冷却体への直接溶接（オンライン）などは困難でありまた一部が詰まったときのメンテナンスにも障害があるので、オフラインで接触面積の大きい形状に整形してユニット化してから本来冷却すべき被冷却体へとりつける事について記載されており、特に００４６−００４８段落の実施例５には、ロウ付やネジおよび板を用いた挟持についても記載されている。ただし実際に製造されたものではないため、開口多孔質金属部材の加工時に生じるはずの諸課題については認識すらなく、熱接触効果についても概略しか検討していない。
【００１１】
特許文献５には、はんだ接合剤への熱サイクルでの歪み蓄積を阻止しつつ熱伝導率を向上させるため、はんだを三次元網状多孔質構造に含浸させ、多孔質構造を骨格としてはんだを支えることについて記載されている。この製造においては金属発泡材をニッケルで被覆したのち、錫を主成分とするハンダを充填している。００１８段落には、ニッケルの被覆はめっき、スパッタリング、真空蒸着、ＣＶＤを用いることについて記載されており、ロウ付やはんだ付といったロウ材やはんだを用いるシンプルな接合方法において被覆を同時に行う方法は記載されていない。
【００１２】
非特許文献１には、銅リン低融点溶接フィラー金属と接続された銅ジョイントのＨ２Ｓガスに対する耐腐食性について検討されており、銅ニッケル銀リンロウについて記載があるが、多孔質金属部材への応用については記載がない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０１２−９１２１２公報
【特許文献２】米国出願公開２０１０／０１５１２２４号公報
【特許文献３】欧州特許１４７７５７８号公報
【特許文献４】特開２００９−６３１９１公報
【特許文献５】特開２００８−２００７２８公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】ＴＡＫＥＭＯＴＯ，  Ｔａｄａｓｈｉ  ｅｔ．ａｌ  “Ｈ２Ｓ  Ｇａｓ  Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｏｆ  Ｃｏｐｐｅｒ  Ｊｏｉｎｔｓ  Ｂｒａｚｅｄ  ｗｉｔｈ  Ｌｏｗ  Ｍｅｌｔｉｎｇ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｐｐｅｒ  Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ  Ｂｒａｚｉｎｇ  Ｆｉｌｌｅｒ  Ｍｅｔａｌｓ”  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ＪＷＲＩ．  １９(２)  ｐ２１５−２２０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記のいずれも多孔質金属部材の他部材との接合において、機能を発揮するための空孔率を損なわず、かつ接触面積が狭くとも強固な接合を、工数削減できる低コストな手法において形成することに成功したものはない。
【００１６】
したがって、多孔質金属部材と他部材とを接合してなる部材の作製において、空孔率を損なわず、強固な接合を低コストで形成することは重要な課題であるし、これを達成するにあたり高価な材料や装置や制御手段を必要としない製造方法を開発して製造コストを削減することも重要な課題である。また、当然、これにより製造される、空孔率が高く、接合が強固であり、それでいて安価である部材そのものも業界において重要な課題となっている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本願発明は、
リンを添加したロウ材を用いて多孔質金属部材と母材とを被覆接合させる方法。
であることを最も主要な特徴とする。さらに次のような特徴をも有する。
被覆接合が該ロウ材によるロウ付条件下で形成されるものである前記被覆接合方法。
被覆接合後の多孔質金属部材の強度および／または耐腐食性が被覆接合前より向上する前記被覆接合方法。
複数の母材を多孔質金属部材に接するように配置し、母材と多孔質金属部材の接触面の一部のみにロウ材を介在させ、加熱することにより、全ての母材と多孔質金属部材の接触面を被覆接合させる、前記被覆接合方法。
多孔質金属部材が、銅（市販レベルの不純物を含む純銅を含む）、もしくは銅を主成分とする合金よりなるか、または銅（市販レベルの不純物を含む純銅を含む）、もしくは銅を主成分とする合金を表面に被覆してあることを特徴とする前記被覆接合方法。
母材が、銅（市販レベルの不純物を含む純銅を含む）、または銅を主成分とする合金から選ばれる一種または二種以上の材質が表面に存在する、バルク材（無垢材）、積層体、分散体、アモルファス、固溶体、表面被覆体である前記被覆接合方法。
多孔質金属部材が銅または銅を主成分とする合金、母材が銅または銅を主成分とする合金の組み合わせである前記被覆接合方法。
多孔質金属部材が、一次元乃至三次元方向に傾斜した孔径分布を有するものである、前記被覆接合方法。
ロウ材がリンを含んでなるロウ材である前記被覆接合方法。
ロウ材が銅を主成分とし、リンを含んでなるロウ材である前記被覆接合方法。
ロウ材が銅を主成分とし、リンを含み、なおかつ錫およびニッケルの少なくとも１つまたは全てを含んでなるロウ材である前記被覆接合方法。
ロウ材が、箔ロウである、前記被覆接合方法。
ロウ材が、液体急冷法で製造されたアモルファス合金箔である、前記被覆接合方法。
多孔質金属部材と、複数の母材との、複数の接触面が該ロウ材で被覆接合される前記被覆接合方法。
低酸素分圧雰囲気連続炉中で被覆接合を行い、多孔質金属部材および母材の金属表面の酸化変色が防止される前記被覆接合方法。
前記いずれかにより製造される被覆接合部材。
前記の接合部材を含んでなる水冷式または空冷式のヒートシンク、水冷式または空冷式の熱交換機、水冷式または空冷式のオイルクーラー、フィルター、触媒、触媒担持材、電極、衝撃吸収剤、生体材料、または燃料電池部品。
前記接合部材を含んでおり、母材が銅である、水冷式ヒートシンク。
前記ヒートシンクにおいて、多孔質金属部材の片面のみを母材と被覆接合したものをベースとし、銅の板を加工成型した蓋部材をかぶせてロウ付けし、ベースとした母材の被覆接合されていない面を半導体冷却用表面とするヒートシンク。
前記ヒートシンクにおいて、多孔質金属部材の両面を母材と被覆接合したものをベースとし、銅の板を加工成型した蓋部材をかぶせてロウ付けし、母材のうち多孔質金属部材と被覆接合されていない面を半導体冷却用表面とするヒートシンク。
である。さらに詳しく解説していく。
【００１８】
本願発明にいう多孔質金属部材とは、ポーラスメタル、金属発泡体とも呼ばれる公知の部材である。製造法はメッキ、金属発泡、溶解除去、樹脂発泡体を利用した含浸焼結などが知られているが、有利には、ポリウレタン樹脂発泡体を利用した含浸焼結であり、本願発明にいう多孔質金属部材の範囲内である。
【００１９】
すでに説明したように多孔質金属部材には空孔が互いに連通した開口型と空孔がそれぞれ独立した閉鎖型がある。本願発明の製造方法に使用される多孔質金属部材はヒートシンク用途であれば開口型が有利であるがその他の用途において必要とあれば閉鎖型にも適用できる製造方法である。
【００２０】
多孔質部材にはパラメーターが多く、空孔の平均孔径、孔径分布、空隙率、表面積、連通度など、さまざまな手法で表現されるがいずれの多孔質部材にも本願被覆接合方法が適用できる。多孔度は流体との接触効率や流体通過速度を鑑みて決定されるが、例えばヒートシンクに用いる場合多孔度は25ppi（pores per inch）以下のものであれば本願発明に適している。
【００２１】
予め製造された多孔質金属部材を、異形、同形を問わず複数枚接合して望みのサイズとすることも本願発明の範囲内である。複数枚の接合にあたっては、母材との被覆接合時に同時に接合することもできる。
【００２２】
本願発明の被覆接合方法は多様な多孔質金属部材に応用できる。ヒートシンクに用いるのであれば熱伝導率の高い銅をはじめ、ステンレス、ニッケルなどの多孔質金属部材が商品化されており、中でも特に安価で熱伝導性のよく、また後述するロウ材とのなじみもよい銅系の素材（純銅、市販不純物含有銅、銅合金など）が望ましいが、これに限定されない。本願発明の被覆接合方法自体は多様な多孔質金属部材に使用可能であり、たとえばショックアブソーバー用の軽量多孔質金属部材にも応用できる。
【００２３】
本願発明の被覆接合が適用される母材は、多孔質金属部材と組み合わされて使用される部材である。銅、銀、アルミニウムなど多様な金属、ならびにセラミックのいずれかから選ばれる一種または二種以上の無垢材、合金、積層体、分散体、アモルファス、固溶体、表面被覆体、そして上記で説明してきた多孔質金属部材自体も母材として採用し得るが、中でもヒートシンクとして使用する場合は安価で熱伝導性の高い銅系の素材で一部または全部が板状に成型されたものが望ましい。また銅系の素材は後述するロウ材とのなじみもよい。
【００２４】
本願発明にいう「被覆接合」とは、通常の接合よりロウ材の拡散移動距離が大きいため、ロウ材の成分が多孔質金属部材表面にも被覆される接合方法を指す。
【００２５】
一般にロウ材にフラックスを併用すると濡れ性が向上することが知られているが、本願発明においては毒性や炉内汚染のおそれのあるフラックスに依存せず、ロウ材そのものの特性を利用して濡れ性向上を達成している。リンは金属素材の表面に存在する金属酸化物から酸素原子を奪いながら金属表面で拡散移動する性質がある。金属素材は通常大気に触れるだけでほぼ全面に金属酸化物（安定な不動態）を生じるため、全面がリン配合ロウ材とのなじみがよい。
【００２６】
リンの濡れ性向上は特に銅部材に対して有効であるので、本願発明の被覆接合方法は多孔質金属部材および母材に銅材（銅または銅合金）を用いる場合に特に有利に働く。リンを添加するロウ材は銅ロウであれば濡れ性の改善が著しく拡散移動距離が大きくロウ付後の熱伝導率も高い。これに対し、先行文献で用いられたリンを含まない銀ロウ（銀と銅の合金）は銅単体、銀単体より融点は下がるもののリン銅ロウの低融点にはおよばず、リンがないため拡散移動距離が小さく、リン銅ロウより価格が高い。
【００２７】
本願発明の被覆接合において、銅にリンが添加されることで強度が向上する特徴があるため、同様に多孔質金属部材や母材のうち、ロウ材で被覆された部分は強度が向上する。
【００２８】
本願発明においては拡散性を利用して次のような特殊な被覆接合を行うことができる。すなわち、ポーラスメタルの上下に二枚の被着金属板材（以下、被着金属板材を「母材」ということがある）を配置し、さらに下の母材と多孔質金属部材の間のみに箔型（箔状）ロウ材を配置する（上の母材と多孔質金属部材の間にはロウ材を配置しない）。これを炉に入れてロウ付することにより、多孔質金属部材を拡散移動したロウ材が下の母材と多孔質金属部材の間のみならず上の母材と多孔質金属部材の間まで一度に接合する。もちろん箔ロウを上の母材と多孔質金属部材の間に配置することもできるが、この場合は重力の影響があり滴下による被覆・接合のムラといった不具合が多少は生起し得る。
【００２９】
いずれにせよ本願発明の方法であれば、部材表面の被覆と接合を同時に行うことができるため、行程を削減しつつ物性の良好な被覆接合品が得られる。
【００３０】
本願発明のある実施態様において、ロウ材中のリンの含有量が４質量％以上８質量％以下である。８％以上リンを配合すると脆くなってしまい、４％以下であれば拡散特性が発揮されづらくなる。
なお、融点についても変化がある。市販レベルの純銅の融点は１０８３℃であるが、銅のロウ材にリンを８質量％弱配合すれば７１４℃まで低下する。銀ロウ（リンを含まない）場合はリン銅ロウの７１４℃よりは融点が高いため、本願発明においてはこの融点低下も利用している。
【００３１】
本願発明のある実施態様において、箔ロウを使用する。箔ロウはペーストロウよりボイド（気泡）の発生が少なく、バインダーを含まないので燃焼ガスも発生せず炉の汚染も少ない。本願発明で使用する箔ロウは厚みが１５〜２００μｍ、さらに望ましくは２０〜１３０μｍである（アモルファス箔の場合は厚み１００μｍ以下が望ましい）。
【００３２】
本願発明のある実施態様において被覆接合を雰囲気連続炉、特に望ましくは低酸素分圧雰囲気連続炉中で行う。被覆接合により被覆された部分はリンにより還元された後ロウ材が濡れ広がるが、被覆されない部分、たとえば母材の接合しない面などは真空加熱でないかぎり自然酸化などにより炉中で変色する。ここで低酸素分圧連続雰囲気炉を使用することによりリン含有ロウ材の及ばない金属表面の変色を予防または消去することができる。
【００３３】
本願発明のある実施態様において製造された被覆接合部材を水冷ヒートシンクへ応用する。多孔質金属部材を使用すれば、切削やロウ付などに工数のかかる特定形状の部材を製造する必要がない。たとえば公知のアコーディオン形状やジャバラ形状のフィンは切り出し、接合のいずれにも多大な工数がかかる。多孔質金属部材の三次元網状形状を有するフィンは本願発明の範囲内である。
【００３４】
本願被覆接合部材の一つの実施形態においては、上下を母材（望みの形状に整形されていてもよい）ではさみこんで上下面に被覆接合を行うことで、別途部材の接合、たとえば蓋部材のロウ付などを必要とせず、そのまま製品化することができる。
【００３５】
また、もう一つの実施形態においては、片面のみを母材と被覆接合し、母材の被覆接合を行わない面を半導体などの被冷却体との接触面とすることもできる。この場合は、公知の手段（銅の板からの削りだし等）で作成できる、流体の流入管と流出管を接続される蓋で、多孔質金属部材および母材の被覆接合面をかぶせるようにしてロウ付し、流入管および流出管を利用して熱交換用媒体（水冷式であれば水）を流す。
【００３６】
母材が１枚にせよ複数枚にせよ、多孔質部分を熱交換用媒体が通過すれば接触面積が大きいため効率よく熱交換が進行し、母材、および母材と熱的に接合されている被冷却材が熱媒体の温度に近づく。たとえば半導体用水冷ヒートシンクであれば、しばしば外面でさえ高温に達する半導体演算装置に対して、冷却媒体としての水を流すことで、効率良く冷却をおこない、コンピューターの熱障害を防止する役割を果たす。
【００３７】
また、本願水冷ヒートシンクは、切削という機械的作業が必要ないことによって工数削減ばかりでなく安定した品質での小型化が達成されている。
【発明の効果】
【００３８】
本願発明においては特定の成分のロウ材を採用した被覆接合を行うため、有毒ガスが発生せず、接合物は通常のロウ付に比べて被覆部分が大きく、多孔質金属部材の媒体との接触面積が確保され、それでいて目詰まりが発生しない。また被覆接合部分は水など熱媒体への耐腐食性も高く、見た目の変色が防止される。複雑な製造装置を必要とせず、複数の面を接合するときも一度の炉加熱ですみ、工数が少ない。低酸素分圧雰囲気連続炉を用い、被覆部のみならず全体の変色を防ぐこともできる。ろう材をアモルファスロウにすることでボイドを防げる。まとめると、本願発明においては特定の成分のロウ材を採用したことにより行程を削減しつつ物性の良好な被覆接合品が得られた。また本願発明により低コストでありつつ高性能で小型化された水冷ヒートシンクが得られた。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１ａ、図１ｂは本願発明において多孔質金属部材と母材一枚を、ロウ材を介在させて被覆接合する模式図である。
【図２】図２ａ、図２ｂは本願発明において多孔質金属部材を母材２枚で挟む形で被覆接合するにあたり、ロウ材を多孔質金属部材の下面のみに介在させる模式図である。
【図３】図３は本願発明に係る水冷ヒートシンクの一態様であり、図３ａには片面ロウ付を行った被覆接合部材の多孔質金属部材側にかぶせる通水路付き蓋の上面図および側面図、図３ｂには当該被覆接合部材の上面図および側面図、図３ｃには蓋と被覆接合部材を適切に組み合わせた製品の上面図と側面図、図３ｄには片面ロウ付を行う前の被覆接合部材および多孔質金属部材の斜視図、図３ｅには片面ロウ付を行った被覆接合部材および多孔質金属部材の斜視図が記載されている。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００４０】
本願発明においては多孔質金属部材として３０mm四方、厚さ５mm、セル数8ppiのものを使用した。表１に使用したロウ材を示す。
【００４１】
【表１】
2016179491.tif 000003
【００４２】
表２に使用した母材（母材）をそれぞれ示す。
【００４３】
【表２】
2016179491.tif 000004
【００４４】
前記した３０mm四方の多孔質金属部材と、表２に示した母材とを、表３にそれぞれ示した条件下で被覆接合させた。
【００４５】
【表３】
2016179491.tif 000005
【００４６】
なお最初におこなった被覆接合は片面ロウ付であり、それぞれ図１ａ（ロウ材が箔・アモルファスの場合）または図１ｂ（ロウ材が粉・ペーストである場合）の順序で接触させた。そののち、同一の組み合わせで両面ロウ付をおこなった。炉は低酸素分圧雰囲気連続炉とし、窒素ガス雰囲気でロウ付させた。それぞれ図２ａ（ロウ材が箔・アモルファスの場合）または図２ｂ（ロウ材が粉・ペーストである場合）の順序で接触させた。表４には、片面ロウ付の試料の上面写真、側面写真、および５０倍拡大表面写真、ならびに両面ロウ付の試料の断面写真、および５０倍断面写真が示されている。（実施例４他は省略）
【００４７】
【表４】
2016179491.tif 000006
【００４８】
表４のデジタルカメラ画像において、多孔質金属部材の黒い部分が、ロウ材により被覆された部分である。特にアモルファスロウを使用した場合、箔ロウにくらべてロウ材量が１５％しかないが被覆接合による被覆は多孔質金属部材の上面のほぼ全面にまで達した。他の例でもほぼ全面が被覆されている。断面図によれば、接合面積が小さいもののボイドなどが発生していない。また、被覆接合後の多孔質金属部材の強度および耐腐食性について、被覆接合前より向上していることが確認された。
【符号の説明】
【００４９】
１  多孔質金属部材
２ａ  箔型（箔状）ロウ材
２ｂ  ペースト型ロウ材
３  母材
３ａ  上部母材
３ｂ  下部母材
４  蓋
５  通水路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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