(57)【要約】【課題】接合強度を高めるとともに接合欠陥の発生を防ぎ、さらには、ピン状フィンをバランス良く接合することができるヒートシンクの製造方法を提供する。【解決手段】銅又は銅合金製の基板２と基板２に立設された複数のアルミニウム又はアルミニウム合金製のピン状フィン３とを有するヒートシンクの製造方法であって、基板２を４００〜５００℃に加熱する準備工程と、加熱された基板２の表面２ａに複数のピン状フィン３の端面３ａを突き合わせるとともに、基板２とピン状フィン３とを直線状に往復動させて摩擦圧接を行う摩擦圧接工程と、を含むことを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅又は銅合金製の基板と前記基板に立設された複数のアルミニウム又はアルミニウム合金製のピン状フィンとを有するヒートシンクの製造方法であって、
前記基板を４００〜５００℃に加熱する準備工程と、
加熱された前記基板の表面に複数の前記ピン状フィンの端面を突き合わせるとともに、前記基板と前記ピン状フィンとを直線状に往復動させて摩擦圧接を行う摩擦圧接工程と、を含むことを特徴とするヒートシンクの製造方法。
【請求項２】
前記摩擦圧接工程では、振幅を１．２〜１．８ｍｍに設定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】
銅又は銅合金製の基板と前記基板に立設された複数のアルミニウム又はアルミニウム合金製のピン状フィンとを有し、予め加熱された前記基板と前記ピン状フィンとが摩擦圧接によって接合されたヒートシンクであって、
前記基板と複数の前記ピン状フィンとの接合部に形成されたフィレットは、その最大径に対する最小径の比が０．７５〜０．９９になっていることを特徴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、ヒートシンクの製造方法及びヒートシンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、基板と当該基板に立設された複数のピン状フィンとを摩擦圧接で固相接合するヒートシンクの製造方法が開示されている。特許文献１に係る摩擦圧接工程は、基板の表面とピン状フィンの端面とを突き合わせた後、基板とピン状フィンとを直線状に往復動させて摩擦熱で高温層を形成する摩擦工程と、アップセット圧力を付与させる圧接工程とを行うものである。
【０００３】
図１３の（ａ）〜（ｄ）は、従来のヒートシンクの製造方法において、基板とピン状フィンとの接合状態を段階的に示す模式側断面図である。図１４の（ａ）〜（ｄ）は、図１３の（ａ）〜（ｄ）に対応する模式平面図である。
【０００４】
図１３の（ａ）に示すように、従来のヒートシンクの製造方法では、基板１１０の表面１１０ａと、ピン状フィン１２０の端面１２０ａとを突き合わせるとともに、基板１１０に対してピン状フィン１２０を直線状に往復動させて摩擦工程を行っている。当該摩擦工程では、ピン状フィン１２０を図面の左右方向（矢印参照）に往復動させている。
【０００５】
図１３の（ｂ）〜（ｄ）に示すように、摩擦圧接工程によって、フィレット１３０が形成される。フィレット１３０とは、摩擦圧接工程によって、ピン状フィン１２０の先端側が軟化して母材がはみ出すことによりピン状フィン１２０の先端の外周に形成される部位である。図１３の（ａ）に示すように、摩擦圧接工程を行う際に、基板１１０の表面１１０ａには、ピン状フィン１２０と常に接触する第一領域Ｘと、往復動に伴ってピン状フィン１２０と接触又は非接触を繰り返す第二領域Ｙ，Ｙとが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３４０３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
第二領域Ｙ，Ｙは、摩擦圧接工程においてピン状フィン１２０と非接触となる際に大気に晒されるため冷却される。そのため、第二領域Ｙ，Ｙは、第一領域Ｘに比べて摩擦熱が小さくなる。したがって、図１３の（ｂ）〜（ｄ）に示すように、ピン状フィン１２０の往復動によってフィレット１３０が形成されたとしても、摩擦熱の低い第二領域Ｙ，Ｙとフィレット１３０とが接合しづらくなり、接合強度が小さくなるとともに接合部に接合欠陥Ｑが発生するおそれがある。
【０００８】
一方、図１４の（ａ）〜（ｄ）の網掛けで示す領域（発熱部Ｚ）は、摩擦工程の進行に伴って摩擦熱が発生する領域を段階的に示している。図１４の（ａ）に示すように、発熱部Ｚは、初期状態では摩擦熱が低いため、振幅方向に対して直交する方向（以下、「直交方向」と言う。）に細長い略楕円状を呈する。図１４の（ｂ）〜（ｄ）に示すように、発熱部Ｚは、摩擦工程が進行すると、直交方向の長さ寸法は変わらずに、振幅方向の長さ寸法が徐々に大きくなる。フィレット１３０の形状は、摩擦熱の影響を受けることから、この発熱部Ｚの形状の変形に伴って略相似状に大きくなる。つまり、フィレット１３０は、振幅方向の長さ寸法よりも直交方向の長さ寸法の方が大きくなる傾向にある。言い換えると、摩擦圧接工程では、振幅方向（往復動方向）が一方向であるため、フィレット１３０がバランス良く形成されないという問題がある。
【０００９】
このような観点から、本発明は、接合強度を高めるとともに接合欠陥の発生を防ぎ、さらには、ピン状フィンをバランス良く接合することができるヒートシンクの製造方法を提供することを課題とする。また、本発明は、ピン状フィンがバランス良く接合されるヒートシンクを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような課題を解決するために本発明は、銅又は銅合金製の基板と前記基板に立設された複数のアルミニウム又はアルミニウム合金製のピン状フィンとを有するヒートシンクの製造方法であって、前記基板を４００〜５００℃に加熱する準備工程と、加熱された前記基板の表面に複数の前記ピン状フィンの端面を突き合わせるとともに、前記基板と前記ピン状フィンとを直線状に往復動させて摩擦圧接を行う摩擦圧接工程と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
かかる製造方法によれば、基板とピン状フィンとが非接触となる領域が形成されたとしても、基板を予め加熱しているため当該領域の温度低下を抑制することができる。これにより、基板の表面とフィレットとを確実に接合させることで接合強度を高めることができるとともに、接合欠陥の発生を防ぐことができる。
また、基板が予め加熱されているため摩擦圧接工程の初期状態においてピン状フィンが大きく軟化する。これにより、基板の表面とピン状フィンの端面との間に形成される発熱部は、摩擦圧接の振幅方向と当該振幅方向に直交する直交方向とでバランス良く形成される。これに伴って、フィレットの振幅方向の長さ寸法と直交方向の長さ寸法との差を小さくすることができるため、バランス良く接合することができる。
【００１２】
また、前記基板を銅又は銅合金で形成するとともに、前記ピン状フィンをアルミニウム又はアルミニウム合金で形成することで、熱伝導性を高めることができる。また、軽量化や材料コストの低減を図ることができる。
【００１３】
また、前記摩擦圧接工程では、振幅を１．２〜１．８ｍｍに設定することが好ましい。かかる製造方法によれば、接合強度をより高めることができるとともに、接合欠陥の発生をより防ぐことができる。
【００１４】
また、本発明は、銅又は銅合金製の基板と前記基板に立設された複数のアルミニウム又はアルミニウム合金製のピン状フィンとを有し、予め加熱された前記基板と前記ピン状フィンとが摩擦圧接によって接合されたヒートシンクであって、前記基板と複数の前記ピン状フィンとの接合部に形成されたフィレットは、その最大径に対する最小径の比が０．７５〜０．９９になっていることを特徴とする。
【００１５】
かかる構成によれば、フィレットの最大径と最小径との差を小さくすることができるため、ピン状フィンをバランス良く接合することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るヒートシンクの製造方法によれば、接合強度を高めるとともに接合欠陥の発生を防ぎ、さらには、ピン状フィンをバランス良く接合することができる。また、本発明に係るヒートシンクによれば、ピン状フィンがバランス良く接合される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係るヒートシンクを示す斜視図であって、（ａ）は全体図であり、（ｂ）は拡大図である。
【図２】本実施形態に係るヒートシンクの製造方法を示す断面図であって、（ａ）は準備工程を示し、（ｂ）は摩擦圧接工程の突合せ工程を示す。
【図３】本実施形態に係るヒートシンクの製造方法を示す断面図であって、（ａ）は摩擦圧接工程の摩擦工程及び圧接工程を示し、（ｂ）は取り出し工程を示す。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態のヒートシンクの製造方法において、基板とピン状フィンとの接合状態を段階的に示す模式側断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、図４の（ａ）〜（ｄ）に対応する模式平面図である。
【図６】（ａ）は実施例の試験体を示す斜視図であり、（ｂ）は実施例の試験片を示す斜視図であり、（ｃ）はフィレットを示す平断面図である。
【図７】実施例の製造方法の条件を示す表である。
【図８】実施例の基板加熱温度と接合強度の関係を示すグラフである。
【図９】実施例の接合部の断面ミクロ組織図である。
【図１０】実施例の基板加熱温度とフィレット直径比の関係を示すグラフである。
【図１１】実施例のフィレット直径比と接合効率の関係を示すグラフである。
【図１２】実施例の振幅とピン状フィン接合率の関係を示すグラフである。
【図１３】（ａ）〜（ｄ）は、従来のヒートシンクの製造方法において、基板とピン状フィンとの接合状態を段階的に示す模式側断面図である。
【図１４】（ａ）〜（ｄ）は、図１３の（ａ）〜（ｄ）に対応する模式平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。まずは、本実施形態に係るヒートシンク１について説明する。図１の（ａ）に示すように、ヒートシンク１は、基板２と、ピン状フィン３とで構成されている。ヒートシンク１は、例えば、ＩＣやトランジスタ等の半導体素子の放熱を行う部材である。
【００１９】
基板２は、板状を呈する。基板２の材料は、摩擦圧接可能な金属から適宜選択すればよいが、本実施形態では銅又は銅合金を用いている。基板２を銅又は銅合金とすることで熱伝導性を高めることができる。
【００２０】
ピン状フィン３は、円柱状を呈する。ピン状フィン３は、基板２の表面２ａに等間隔で複数本立設されている。ピン状フィン３の材料は、摩擦圧接可能な金属から適宜選択すればよいが、本実施形態ではアルミニウム又はアルミニウム合金を用いている。ピン状フィン３をアルミニウム又はアルミニウム合金で形成することにより、軽量化や材料コストの低減を図ることができる。ピン状フィン３の平断面は、本実施形態では円形を呈するが、楕円、多角形等他の形状であってもよい。
【００２１】
図１の（ｂ）に示すように、基板２とピン状フィン３との接合部には、フィレット４が形成されている。フィレット４とは、摩擦圧接工程によって、ピン状フィン３の先端側が軟化して母材がはみ出すことによりピン状フィン３の先端の外周に形成される部位である。フィレット４の下面全体は基板２の表面２ａに接合されている（付着している）。フィレット４は、その最大径に対する最小径の比が０．７５〜０．９９になっている。
【００２２】
次に、本実施形態に係るヒートシンクの製造方法について説明する。ヒートシンクの製造方法では、準備工程と、摩擦圧接工程と、取り出し工程とを行う。
【００２３】
準備工程は、図２の（ａ）に示すように、基板２を加熱するとともに、基板２を第一治具１０に、ピン状フィン３を第二治具２０に配置する工程である。基板２は、例えば、シースヒーターによって加熱する。加熱温度は、本実施形態では３６０〜５００℃、好ましくは４００〜５００℃に設定する。加熱温度は、接合する基板２及びピン状フィン３の材料に応じて適宜設定される。加熱温度は、接合部に接合欠陥が発生せず、かつ、摩擦圧接を行った後に形成されたフィレット４の最大径に対する最小径の比が０．７５〜０．９９になるように適宜設定すればよい。
【００２４】
第一治具１０は、基板２を固定することができるとともに、水平方向に往復動可能になっている。第二治具２０は、高さ方向に延設された複数の孔部２１を備えている。孔部２１は、円柱状の中空部になっている。孔部２１の内径は、ピン状フィン３の外径と略同等になっている。孔部２１にピン状フィン３を挿入すると、ピン状フィン３の先端側が露出するようになっている。準備工程では、第一治具１０に加熱された基板２を配置するとともに、第二治具２０の孔部２１に複数のピン状フィン３を配置する。なお、摩擦圧接工程は、基板２を加熱した後に速やかに行うため、準備工程における基板２の加熱温度と、摩擦圧接工程時における基板２の温度は実質的に同等である。
【００２５】
摩擦圧接工程は、加熱された基板２とピン状フィン３とを摩擦圧接で接合する工程である。摩擦圧接工程では、突合せ工程と、摩擦工程と、圧接工程とを行う。突合せ工程では、図２の（ｂ）に示すように、第一治具１０及び第二治具２０を相対移動させて基板２の表面２ａに、ピン状フィン３の端面３ａを突き合わせる。
【００２６】
図３の（ａ）に示すように、摩擦工程では、第二治具２０に対して第一治具１０を往復動させて、突合せ部に摩擦熱を発生させる。摩擦工程では、本実施形態では、図３の（ａ）の左右方向に直線状に往復動させる。摩擦工程によって、基板２の表面２ａとピン状フィン３の端面３ａとが擦り合わされて摩擦熱が発生し、軟化した母材が外部に排出される。
【００２７】
摩擦工程の条件は、適宜設定すればよいが、例えば、周波数を１００〜２６０Ｈｚ、振幅を１．０〜２．０ｍｍ（好ましくは１．２〜１．８ｍｍ）、摩擦荷重を０．５〜２．０ＭＰａに設定する。また、摩擦工程の時間を１〜３秒程度に設定する。摩擦工程が終了したら、直ちに圧接工程に移行する。
【００２８】
圧接工程では、第一治具１０及び第二治具２０を往復動させずに、互いに近接する方向に押圧する。圧接工程の条件は、適宜設定すればよいが、例えば、アップセット荷重を８０〜１２０ＭＰａ、アップセット時間を５〜１２秒に設定する。
【００２９】
摩擦工程によって接合部（基板２の表面２ａとピン状フィン３の端面３ａとの突合せ部）に摩擦熱が発生した後、往復動を停止させ、圧接工程によってアップセット荷重を付与すると、基板２とピン状フィン３とが接合される。なお、摩擦工程の際には、基板２とピン状フィン３とが擦り合わされ、軟化した母材が接合部の外側に押し出されることによってフィレット４が形成される。
【００３０】
取り出し工程は、図３の（ｂ）に示すように、第一治具１０を退避させた後、第二治具２０からヒートシンク１を取り出す工程である。
【００３１】
次に、本実施形態に係る摩擦圧接工程におけるフィレット４の形成過程について説明する。図４の（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態のヒートシンクの製造方法において、基板とピン状フィンとの接合状態を段階的に示す模式側断面図である。図５の（ａ）〜（ｄ）は、図４の（ａ）〜（ｄ）に対応する模式平面図である。
【００３２】
まず、図１３に示すように、従来の摩擦圧接工程における第二領域Ｙは、ピン状フィン１２０の往復動によってピン状フィン１２０と接触又は非接触を繰り返すため大気に晒されて冷却される。これに対し、図４の（ａ）に示すように、本実施形態の摩擦圧接工程では、基板２とピン状フィン３とが非接触となる領域が形成されたとしても、基板２を予め加熱しているため、当該領域の温度低下を抑制することができる。これにより、図４の（ｂ）〜（ｄ）に示すように、フィレット４の下面４ａと基板２の表面２ａとが確実に接合（付着）されるため、接合強度を高めることができるとともに、接合欠陥の発生を防ぐことができる。
【００３３】
一方、図５の（ａ）〜（ｄ）の網掛けで示す領域（発熱部Ｚ１）は、摩擦工程の進行に伴って摩擦熱が発生する領域を段階的に示している。図５の（ａ）に示すように、本実施形態では基板２を予め加熱しているため、基板２とピン状フィン３とが常に接触する領域と、非接触となる領域との摩擦熱の不均衡を小さくすることができる。これにより、摩擦工程の初期段階において、ピン状フィン３の先端が従来よりも大きく軟化するため、発熱部Ｚ１は円形か、若しくは、円形に近い形状を呈する。図５の（ｂ）〜（ｄ）に示すように、発熱部Ｚ１は、摩擦工程が進行すると振幅方向（往復動方向）の長さ寸法と直交方向（振幅方向に直交する方向）の長さ寸法とが略一定の割合で徐々に大きくなる。つまり、発熱部Ｚ１は、摩擦工程が進行すると、図５の（ａ）の初期状態に対して略相似状に大きくなる。
【００３４】
フィレット４の形状は、摩擦熱の影響を受けることから、発熱部Ｚ１の形状の変形に伴って略相似状に大きくなる。これにより、フィレット４は、従来よりも、振幅方向の長さ寸法と直交方向の長さ寸法の差を小さくすることができる。よって、本実施形態の摩擦圧接工程によれば、接合部の振幅方向と直交方向との接合強度のばらつきを抑制することができる。つまり、基板２とピン状フィン３とをバランス良く接合することができる。
【００３５】
また、基板２を予め加熱することで、摩擦工程の際にピン状フィン３を従来よりも早く軟化させることができるため、摩擦工程の時間を短くすることができる。
【実施例】
【００３６】
＜引張試験＞
次に、本発明の実施例について説明する。本実施例では、図６の（ａ）に示す第一試験体１Ａ及び第二試験体１Ｂを、後記する複数の加熱温度に合わせてそれぞれ８体ずつ形成して引張試験を行った。第一試験体１Ａ及び第二試験体１Ｂは、同形状からなり、いずれも基板２と、複数のピン状フィン３とで構成されている。基板２とピン状フィン３との接合部にはそれぞれフィレット４が形成されている。複数のピン状フィン３は、基板２の対向する片に沿って一列ずつ並設されている。
【００３７】
基板２は、縦９５ｍｍ、横９５ｍｍ、板厚５ｍｍに設定した。ピン状フィン３は、外径２．４ｍｍ、長さ６０ｍｍに設定した。第一試験体１Ａの基板２の材料は銅Ｃ１０２０−１／２Ｈ（ＪＩＳ）を用い、ピン状フィン３の材料はアルミニウム合金Ａ１０７０（ＪＩＳ）を用いた。一方、第二試験体１Ｂの基板２の材料は銅Ｃ１０２０−１／２Ｈ（ＪＩＳ）を用い、ピン状フィン３の材料はアルミニウム合金Ａ４０４３（ＪＩＳ）を用いた。実施例の製造方法における接合条件は、図７に示すとおりである。
【００３８】
なお、銅Ｃ１０２０−１／２Ｈ（ＪＩＳ）は、Ｃｕ；９９．９６％以上で形成された無酸素銅である。１／２Ｈとは、引張強さが調質１／４Ｈと３／４Ｈの中間となるように加工硬化させたものである。
アルミニウム合金Ａ１０７０（ＪＩＳ）は、Ｓｉ；０．２０％以下、Ｆｅ；０．２５％以下、Ｃｕ；０．０４％以下、Ｍｎ；０．０３％以下、Ｍｇ；０．０３％以下、Ｚｎ；０．０４％以下、Ｖ；０．０５％以下、Ｔｉ；０．０３以下、その他；０．０３％以下、Ａｌ；９９．７０％以上で構成されている。
アルミニウム合金Ａ４０４３（ＪＩＳ）は、Ｓｉ；４．５〜６．０％以下、Ｆｅ；０．８％以下、Ｃｕ；０．３０％以下、Ｍｎ；０．０５％以下、Ｍｇ；０．０５％以下、Ｚｎ；０．１０％以下、Ｔｉ；０．２０以下、その他；０．１５％以下、Ａｌ；残部で構成されている。
【００３９】
実施例の製造方法は前記した実施形態と概ね同等であるが、図７に示すように、実施例の摩擦圧接工程では、基板２の加熱温度を２５℃，２５０℃，３００℃，３５０℃，４００℃，４５０℃，４７５℃，５００℃と８段階に設定し、加熱温度ごとに第一試験体１Ａ及び第二試験体１Ｂを形成した。アルミニウムの融点は、約６６０℃であるため、加熱温度を５００℃より大きく設定するとピン状フィン３が溶融するおそれがある。したがって、基板２の加熱温度の上限は５００℃に設定した。なお、実施例の製造方法では、図６の（ａ）に示すＭ方向を振幅方向（往復動方向）に設定した。Ｎ方向は、Ｍ方向に直交する直交方向である。
【００４０】
引張試験においては、図６の（ｂ）に示すように、基板２の一部を切断して、基板２と一本のピン状フィン３とからなる試験片を採取して行った。図６の（ｃ）に示すように、フィレット４の最大径φmaxと最小径φminはノギスで計測した。
【００４１】
図８は、実施例の基板加熱温度と接合強度の関係を示すグラフである。図８に示す結果Ｒ１は、第一試験体１Ａの接合強度の結果を示している。一方、結果Ｒ２は、第二試験体１Ｂの接合強度の結果を示している。結果Ｒ１に示すように、第一試験体１Ａでは基板２の加熱温度が４００℃以上５００℃以下であると、少なくとも５０ＭＰａ以上の接合強度が得られることがわかった。また、結果Ｒ２に示すように、第二試験体１Ｂでは基板２加熱温度が３５０℃であると少なくとも３０ＭＰａを超える接合強度が得られ、４００℃以上５００℃以下であると、少なくとも９０ＭＰａ以上の接合強度が得られることがわかった。
【００４２】
また、図８の点線Ｓ１はアルミニウム合金Ａ１０７０からなるピン状フィン３の母材強度（引張強度）を示し、点線Ｓ２はアルミニウム合金Ａ４０４３からなるピン状フィン３の母材強度（引張強度）を示す。結果Ｒ１（アルミニウム合金Ａ１０７０）では、基板２の加熱温度が４００℃以上５００℃以下であると、接合強度が母材強度の５０％以上に達することがわかった。言い換えると、基板２の加熱温度が４００℃未満であると、接合強度は母材強度の５０％未満になることがわかった。
【００４３】
結果Ｒ２（アルミニウム合金Ａ４０４３）では、基板２の加熱温度が４００℃以上５００℃以下であると、接合強度が母材強度の８０％以上に達することがわかった。言い換えると、基板２の加熱温度が４００℃未満であると、接合強度は母材強度の８０％未満になることがわかった。
【００４４】
図９は、実施例の接合部の断面ミクロ組織図である。図９の左欄に示すように、基板２の加熱温度が３５０℃であるとフィレット４の幅方向両側が基板２と接合されず、接合欠陥Ｑ，Ｑが形成されていることがわかった。一方、図９の右欄に示すように、加熱温度が４７５℃であると基板２の表面２ａとフィレット４の下面とが全体的に接合され、接合部に接合欠陥は見られなかった。加熱温度が４７５℃である場合は、接合界面に１μｍ程度の極薄い銅・アルミニウム反応層が確認でき、両者が金属的に接合していることがわかった。
【００４５】
図８及び図９を勘案すると、基板２の加熱温度を４００〜５００℃に設定すると、接合部に接合欠陥がなく、十分な接合強度が得られることがわかった。
【００４６】
図１０は、実施例の基板加熱温度とフィレット直径比の関係を示すグラフである。なお、当該グラフでは、ピン状フィン３の材料の別を問わず同じ形状（ひし形）のプロット点で結果を示している。フィレット直径比とは、図６の（ｃ）に示すように、フィレット４の最大径φmaxに対する最小径φminの値である。図１０に示すように、フィレット直径比は、基板２の加熱温度の増加に伴って１．０に近づくことがわかった。また、フィレット直径比が０．７５以上となる基板２の加熱温度は４００℃であることがわかった。
【００４７】
図１１は、実施例のフィレット直径比と接合効率の関係を示すグラフである。なお、当該グラフでは、ピン状フィン３の材料の別を問わず同じ形状（ひし形）のプロット点で結果を示している。接合効率とは、引張試験で得られた接合強度（図８参照）を各材料のピン状フィン３の母材強度で除した値である。なお、接合強度および母材強度は、引張試験における破断荷重をピン状フィン３の母材の当初断面積で除したものである。このため、接合効率は１００％を超える場合もあり得る。
【００４８】
図１１に示すように、フィレット直径比が０．７５以上となると接合効率が４０％以上となることがわかった。つまり、フィレット４の最大径φmaxと最小径φminとの差が小さいと、接合効率も高くなることがわかった。一方、フィレット直径比が０．７５未満であると、接合効率も４０％未満となり接合効率が低くなることがわかった。図１０及び図１１の結果を勘案すると、加熱温度が４００℃以上であるとフィレット直径比が０．７５以上になるとともに、十分な接合強度が得られることがわかった。つまり、加熱温度が４００℃以上であると、バランス良く、かつ、強固に接合されていることがわかった。
【００４９】
＜ピン状フィン接合率試験＞
また、本実施例では、図６の（ａ）に示す第二試験体１Ｂ（アルミニウム合金Ａ４０４３）を後記する複数の振幅に合わせて５体ずつ形成してピン状フィン接合率試験を行った。ピン状フィン接合率試験では、第二試験体１Ｂ（ピン状フィン３が合計４０本立設されている）を形成して、脱落、折損せずに基板２に接合されたピン状フィン３の本数割合を算出した。
【００５０】
ピン状フィン接合率試験では、摩擦圧接工程の振幅を０．８ｍｍ、１．０ｍｍ、１．２ｍｍ、１．６ｍｍ、１．８ｍｍに設定し、それぞれの振幅で試験体を形成した。また、基板２の加熱温度は一律３５０℃に設定した。図１２に示すように、振幅が１．２ｍｍ以上であると、ピン状フィン接合率が７０％以上となることがわかった。また、振幅が１．２ｍｍ未満であると、ピン状フィン接合率が７０％未満となることがわかった。したがって、摩擦圧接工程における振幅は、１．２〜１．８ｍｍに設定することが好ましいことがわかった。
【符号の説明】
【００５１】
１      ヒートシンク
２      基板
３      ピン状フィン
４      フィレット
【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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【図１４】
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