JP2003298264A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

Info

Publication number
JP2003298264A
JP2003298264A JP2002104048A JP2002104048A JP2003298264A JP 2003298264 A JP2003298264 A JP 2003298264A JP 2002104048 A JP2002104048 A JP 2002104048A JP 2002104048 A JP2002104048 A JP 2002104048A JP 2003298264 A JP2003298264 A JP 2003298264A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plating
crystals
convex
layer
heat exchanger
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002104048A
Other languages
English (en)
Inventor
Tatsumi Kubo
立身 久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Light Metal Co Ltd
Original Assignee
Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Light Metal Co Ltd filed Critical Nippon Light Metal Co Ltd
Priority to JP2002104048A priority Critical patent/JP2003298264A/ja
Publication of JP2003298264A publication Critical patent/JP2003298264A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/18Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属から成るベース材の表面に、凸状晶から
成る突起を有するめっき皮膜を設けた高表面積を有する
熱交換器において、上記突起としての凸状晶を均一・高
密度かつ強固に析出形成した熱交換器を提供する。 【解決手段】 金属から成るベース材の表面に、凸状晶
から成る突起を有するめっき皮膜を設けた高表面積を有
する熱交換器において、該めっき皮膜は凸状晶の析出起
点となる分散粒子を含む分散電気めっき層であることを
特徴とする熱交換器である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、突起としての凸状
晶を均一・高密度かつ強固に析出形成した高表面積を有
する熱交換器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電気機器例えばCPU等の放熱器
等として、アルミニウムまたは銅から成る素材に押出
し、鍛造、切削などの機械加工を施して表面積を広くし
た熱交換器が用いられている。
【0003】特公昭57−34356には、熱交換器の
ベース材にめっきを施して表面に突起としてのデンドラ
イトを析出形成して、表面積を広くする方法が提案され
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】熱交換器の効率は表面
積の広さに大きく影響される。高い熱交換効率を得るに
は、熱交換器の伝熱フィンとして作用する突起は、ベー
ス材の表面に均一かつ高密度に設けることが必要であ
る。
【0005】前記提案の方法においては、ベース材表面
を機械加工したときのバイト目、あるいはめっきの一部
が析出中に脱落してめっき面に付着したデンドライト屑
がデンドライトの析出起点となる。このようにバイト目
やデンドライト屑を起点として析出形成したデンドライ
トは発生密度が少なく、均一性に欠け、しかもデンドラ
イトが強度不足により脱落し易い。そのため、このよう
な熱交換器を電子機器に用いると、高い放熱性能が得ら
れないばかりでなく、脱落したデンドライトが配線基板
等の電気回路をショートさせてしまう危険性がある。
【0006】本発明の目的は、金属から成るベース材の
表面に、凸状晶から成る突起を有するめっき皮膜を設け
た高表面積を有する熱交換器において、上記突起として
の凸状晶を均一・高密度かつ強固に析出形成した熱交換
器を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は前記の問題点
を解決するために鋭意研究の結果、アルミニウムや銅の
ような金属からなるベース材の表面を電気めっきにより
析出形成されたデンドライトや粗粒状晶等の凸状晶は、
めっき層内に共析する核微粒子が存在すると、その核微
粒子を凸状晶の発生起点として成長し、しかも根元の強
固な凸状晶が得られることを見出し、本発明を完成した
ものである。
【0008】即ち本発明は、金属から成るベース材の表
面に、凸状晶から成る突起を有するめっき皮膜を設けた
高表面積を有する熱交換器において、該めっき皮膜は凸
状晶の析出起点となる分散粒子を含む分散電気めっき層
であることを特徴とする熱交換器である。金属からなる
ベース材に分散めっきした皮膜内に共析した分散粒子か
ら凸状晶を成長させることによって、得られた凸状晶は
高密度かつ均一に分布しており、しかも根元は強固であ
る。
【0009】また、前記皮膜は少なくとも外層と該外層
の下にある下地層の2層からなり、該下地層は分散めっ
き層であり、外層は該分散めっき層中の分散粒子を起点
として凸状晶を析出形成する電気めっき層とすることに
より、分散粒子を該電気めっき層で包み込むことができ
るので、表面も美麗である。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
を更に詳細に説明する。
【0011】図1に、本発明に用いる金属から成るベー
ス材1の断面図を示す。ベース材1の形状は特に限定す
る必要はなく、例えば図1(1)に示したように平坦な
断面の圧延板であってもよいし、あるいは図1(2)に
示したように櫛歯状断面を備えた押出材でもよい。
【0012】ベース材1の材質は、熱交換器あるいは放
熱器に通常用いられる材質であればよく、通常はアルミ
ニウム、銅、鉄等の金属またはこれらを主成分とする合
金でよい。
【0013】図2に、図1(1)に示した圧延板から成
るベース材1に分散めっきを施して、マトリクス3中に
分散粒子2が共析した分散めっき層P0を形成した状態
の断面を模式的に示す。この場合は凸状晶は形成されて
いない。
【0014】図3に、ベース材1に分散電気めっきして
分散粒子2を析出起点としてめっき層を優先的に成長さ
せることによって、デンドライト晶4、粗粒状晶8、針
状晶9のような凸状晶7を析出形成した状態の断面を模
式的に示す。この場合、分散粒子2、マトリクス3およ
び凸状晶7から成るめっき層P1全体が分散めっき層で
あって、凸状晶7の表面にも分散粒子が共析する。
【0015】図4に、ベース材1に分散めっきして下地
層6を形成し、次いで下地層6の上に、共析する分散粒
子を含有しないめっき液で電解めっきして外層10を形
成した状態の断面を模式的に示す。ここで、下地層6
は、マトリクス3と、マトリクス3中に共析した分散粒
子2とから成る。外層10は、下地層6を覆って析出形
成しており、下地層6の分散粒子2を起点として析出形
成した凸状晶7(デンドライト晶4、粗粒状晶8、針状
晶9)が外方に隆起した突起を形成している。下地層6
と外層10とでめっき層P2を構成する。この場合、外
層10を形成する電解めっき層の組成は、下地層6を形
成する分散めっきの分散粒子2を除いた組成と同一であ
ってもよいし、他の組成であってもよい。
【0016】次に、分散粒子から凸状晶を形成させる方
法について説明する。
【0017】ベース材1に対し、めっき処理の際、めっ
き分野で通常行われる前処理方法、好ましくは脱脂、エ
ッチング、ディスマット、活性化、ダブルジンケート処
理を行い、引き続き、めっき液と非反応あるいは微反応
性のセラミック、金属等の粒子2を均一分散させた電気
あるいは化学めっき液中で分散めっきを行う。
【0018】この分散めっきは、前記分散めっき液中で
所望の膜厚、形状まで仕上げても良いが、分散めっき
後、分散粒子を含まない通常工業的に使用されているめ
っき液、好ましくは銅めっき液を用い、所望の膜厚形状
に仕上げてもよい。所望の形状とは、熱交換効率を考慮
して、適度な密度のデンドライト、針状晶、あるいは粗
粒状晶のような凸状晶を有し、大きな表面積を得られる
ものである。
【0019】前記形状を得るために、電流密度、電流波
形、めっき液組成、温度、攪拌条件、分散粒子等を制御
する。好ましくは、通常光沢を得るために行われている
めっき条件よりも、電流密度は高く、光沢添加剤は無添
加あるいは少量とする。
【0020】これらの金属の電気めっき面に凸状晶が形
成される機構は、次のように考えられる。
【0021】めっき液中に均一分散された分散粒子は共
析し、めっき面に分散粒子の一部が凸状に付着している
ような状態で存在する。めっきが電気めっきであれば、
電気めっきの性質上、電流は凸部に選択的に供給される
ため、当該部分は電気めっき層が優先的に成長すると考
えられる。めっきが化学めっきであっても、共析した分
散粒子の上に電気めっきを行なえば、上記と同様の機構
により分散粒子を起点にして電気めっき層が優先的に成
長し、凸状晶が形成されると考えられる。
【0022】優先的に成長しためっき層はデンドライト
状、粗粒状あるいは針状に成長し、めっき面から外方へ
隆起した凸状晶を形成する。
【0023】凸状晶の形成は、図3に示した形態のよう
に、分散電気めっき層P1のみから成るめっき皮膜を形
成することによって可能である。
【0024】望ましくは、図4に示した形態のように、
化学めっきまたは電気めっきで下地層を形成し、次いで
下地層の上に外層として分散粒子等の分散していない金
属めっき層を設けるようにすると、外層めっきによって
分散粒子を包み込むと共に分散粒子を起点として凸状晶
が析出形成するので、分散粒子が表面に露出していない
美麗な凸状晶とすることができる。
【0025】分散めっきで分散させる分散粒子の種類、
量、サイズ(粒径)等を適宜選択することにより、凸状
晶の析出起点を積極的に制御できる。その際、電流密
度、電流波形、めっき液組成、温度、攪拌条件、分散粒
子等を制御することにより、所望の析出状態で凸状晶を
形成することができる。
【0026】好ましいめっき条件を以下に述べる。
【0027】分散めっき液に分散させる分散粒子として
は、酸化物、炭化物、金属微粉末等が適当である。分散
粒子のサイズ(粒径)は、0.01〜20μmが適当で
ある。0.01μm未満では凸状結晶の根元の強度が低
く、20μmを超えると凸状晶の密度が低くなる。分散
粒子の含有量としては、分散めっき液に対して0.1〜
700g/リットルが適当である。
【0028】分散めっき液としては、一般的に使用され
ているめっき液組成、例えば200〜300g硫酸銅/
リットル水溶液、50〜100g硫酸/リットル水溶液
等の金属の酸またはアルカリ塩の水溶液等が使用でき
る。
【0029】その他、めっき膜の光沢剤、結晶微細化
剤、こげ防止剤、デンドライト成長コントロール剤等の
添加剤を必要により100ml/リットル以下添加して
もよい。
【0030】めっき液温度は、40〜60℃程度が適当
である。
【0031】凸状晶の高さは0.2〜5mm程度が適当
である。凸状晶が低すぎると伝熱フィンとしての作用が
得られず、高くなり過ぎると脆くなる。
【0032】めっきの厚さは凸状晶の高さを考慮して設
定すればよい。凸状晶を除くめっき層の厚さは0.05
〜1.5mm程度である。
【0033】皮膜を下地層と外層とし、外層に凸状結晶
を設ける場合は、下地層の分散めっきは上記めっき条件
で厚さ0.02〜0.1mm程度と薄くめっきすればよ
い。下地層形成後に、分散粒子の分散していない例えば
銅のような金属めっき液を用い、凸状晶の高さが0.2
〜5mm程度になるようにめっきすればよい。
【0034】めっきにおける電流密度は、5〜40A/
dmである。
【0035】電流波形は、DC波、PR波、半波整流波
のいずれでもよい。
【0036】めっき時間は、電流密度、めっき厚さ、凸
状晶の高さに応じて異なるが、10分〜2時間程度であ
る。☆ なお、金属からなるベース材にショットブラス
ト処理、あるいはエッチング処理して表面に細かな凹凸
をつけると、この凹凸からも今まで説明してきた凸状晶
が不完全ではあるが発生し、本願発明の凸状晶の数に加
算することができる。
【0037】図5に、一例として、ショットブラスト処
理によりベース材表面に凹凸をつけた状態の断面を模式
的に示す。
【0038】めっき後、必要に応じて熱処理、バニッシ
ング加工により形状を整える。
【0039】
【実施例】〔本発明例1〕JIS 6063押出し材
に、下記の前処理を施した。
【0040】アルカリ脱脂→アルカリエッチング→ディ
スマット→第1ジンケート→活性化→第2ジンケート 次いで、下記の本処理を施した。
【0041】ニッケル分散めっき→活性化→硫酸銅めっ
き→水洗→乾燥めっき条件は下記のとおりであった。め
っき以外の処理は通常の条件で行なった。これにより試
料1を得た。 <ニッケル分散めっき条件> めっき液組成 NiSO・7HO 250g/リットル水溶液 NiCl・6HO 60g/リットル水溶液 HBO 35g/リットル水溶液 Al サイズ 1μm以下 添加量 50g/リットル水溶液 処理条件 温度 45℃ 電流密度 3.0A/dm 時間 10min <銅めっき条件> めっき液組成 CuSO・5HO 250g/リットル水溶液 HSO 60g/リットル水溶液 添加剤 5ml/リットル水溶液 処理条件 温度 45℃ 電流密度 20A/dm 時間 30min 〔本発明例2〕JIS 6063圧延板材に、本発明例
1と同じ前処理を行った。
【0042】次いで、硫酸銅分散めっき液中にて、電流
密度40A/dmで10分、その後20A/dm
20分のめっきを行った。
【0043】めっき条件は下記のとおりであった。めっ
き以外の処理は通常の条件で行なった。これにより試料
2を得た。 <銅分散めっき条件> めっき液組成 CuSO4 ・5HO 250g/リットル水溶液 H2 SO4 60g/リットル水溶液 添加剤 1ml/リットル水溶液 Al23 サイズ 1μm 添加量 50g/リットル水溶液 処理条件 温度 45℃ 電流密度 40A/dm、20A/dm 時間 10min(40A/dm)+20 m
in(20A/dm) 〔比較例〕JIS 6063圧延板材に、本発明例1と
同じ前処理を行った後、下記条件にて銅めっきを行っ
た。これにより試料3を得た。 <銅めっき条件> めっき液組成 CuSO・5HO 250g/リットル水溶液 HSO 60g/リットル水溶液 添加剤 1ml/リットル水溶液 処理条件 温度 45℃ 電流密度 40A/dm 時間 30min 上記の試料1,2および3の表面に形成されたデンドラ
イト、粗粒状晶および針状晶を含めた凸状晶の発生数お
よび分布の均一性を表1に示す。凸状晶発生数のカウン
トは高さ500μm以上のものとした。また試料の表面
をスチールブラシでなぞった際の凸状晶の脱落個数を表
1に示す。
【0044】
【表1】
【0045】表1の結果から、本発明による試料1およ
び試料2は、凸状晶発生数が多く、発生個所が均一であ
り、しかも脱落数の少ないことが判る。一方従来法によ
る試料3は、凸状晶発生数が少なく、発生個所が不均一
であり、脱落数の多いことが判る。
【0046】凸状晶発生数が多いほど、表面積が増加
し、伝熱性能が上がり、高い熱交換効率が得られる。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の熱交換器
は、分散めっき法で分散させた分散粒子を凸状晶の析出
起点とし、凸状晶を密度高く、析出個所は均一で、しか
も強度が高い皮膜で覆われているので、高い熱交換効率
が得られる。
【0048】さらに、めっき法を用いたことにより、特
殊な工作機械を必要とせず、製造コストを抑えることが
できる等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明に用いる(1)金属圧延板およ
び(2)金属押出し材から成るベース材の断面図であ
る。
【図2】図2は、圧延板から成るベース材に分散めっき
を施して、マトリクス中に分散粒子が共析した分散めっ
き層を形成した状態を模式的に示す断面図である。
【図3】図3は、ベース材に分散電気めっきして分散粒
子を析出起点としてめっき層を優先的に成長させること
によって、デンドライト晶、粗粒状晶、針状晶のような
凸状晶を析出形成した状態を模式的に示す断面図であ
る。
【図4】図4は、ベース材に分散めっきして下地層を形
成し、更にこの下地層の上に、共析する分散粒子を含有
しないめっき液で電解めっきして外層を形成した状態を
模式的に示す断面図である。
【図5】図5は、ベース材にショットブラスト処理して
ベース材表面に凹凸をつけた状態を模式的に示す断面図
である。
【符号の説明】
1…金属から成るベース材 2…分散粒子 3…マトリクス 4…デンドライト晶 6…内層 7…凸状晶 8…粗粒状晶 9…針状晶 10…外層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属から成るベース材の表面に、凸状晶
    から成る突起を有するめっき皮膜を設けた高表面積を有
    する熱交換器において、該めっき皮膜は凸状晶の析出起
    点となる分散粒子を含む分散電気めっき層であることを
    特徴とする熱交換器。
  2. 【請求項2】 前記皮膜は少なくとも外層と該外層の下
    にある下地層の2層からなり、該下地層は分散めっき層
    であり、外層は該分散めっき層中の分散粒子を起点とし
    て凸状晶が析出形成した電気めっき層であることを特徴
    とする請求項1記載の熱交換器。
JP2002104048A 2002-04-05 2002-04-05 熱交換器 Pending JP2003298264A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002104048A JP2003298264A (ja) 2002-04-05 2002-04-05 熱交換器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002104048A JP2003298264A (ja) 2002-04-05 2002-04-05 熱交換器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003298264A true JP2003298264A (ja) 2003-10-17

Family

ID=29389515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002104048A Pending JP2003298264A (ja) 2002-04-05 2002-04-05 熱交換器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003298264A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1592059A2 (en) * 2004-04-29 2005-11-02 Lg Electronics Inc. Heat sink and method for processing surfaces thereof
JP2008075900A (ja) * 2006-09-19 2008-04-03 Ihi Corp 壁面付着氷の伝播防止方法
US7455533B2 (en) 2004-11-19 2008-11-25 Sharp Kabushiki Kaisha Method for producing printed wiring board
CN105101742A (zh) * 2014-05-06 2015-11-25 远东科技大学 具有枝晶构造的热传单元、用途及使用方法
CN106032580A (zh) * 2015-03-12 2016-10-19 远东科技大学 提供方向性热传的枝晶构造成长方法
CN114105491A (zh) * 2021-11-22 2022-03-01 广东墨睿科技有限公司 一种石墨烯水冷凝器件的制备方法及其应用

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1592059A2 (en) * 2004-04-29 2005-11-02 Lg Electronics Inc. Heat sink and method for processing surfaces thereof
KR100712837B1 (ko) * 2004-04-29 2007-05-02 엘지전자 주식회사 히트 싱크 및 그 표면처리방법
EP1592059A3 (en) * 2004-04-29 2011-01-26 LG Electronics, Inc. Heat sink and method for processing surfaces thereof
US7455533B2 (en) 2004-11-19 2008-11-25 Sharp Kabushiki Kaisha Method for producing printed wiring board
JP2008075900A (ja) * 2006-09-19 2008-04-03 Ihi Corp 壁面付着氷の伝播防止方法
CN105101742A (zh) * 2014-05-06 2015-11-25 远东科技大学 具有枝晶构造的热传单元、用途及使用方法
JP2015213149A (ja) * 2014-05-06 2015-11-26 遠東科技大學 デンドライト構造を有する伝熱ユニット、その用途及び使用方法
CN106032580A (zh) * 2015-03-12 2016-10-19 远东科技大学 提供方向性热传的枝晶构造成长方法
CN106032580B (zh) * 2015-03-12 2018-10-23 远东科技大学 提供方向性热传的枝晶构造成长方法
CN114105491A (zh) * 2021-11-22 2022-03-01 广东墨睿科技有限公司 一种石墨烯水冷凝器件的制备方法及其应用
CN114105491B (zh) * 2021-11-22 2022-07-12 广东墨睿科技有限公司 一种石墨烯水冷凝器件的制备方法及其应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2004124249A (ja) スズメッキ方法
CN1500916A (zh) 连铸结晶器铜板梯度复合镀层及其制备方法
Chandrasekar et al. Structural and textural study of electrodeposited zinc from alkaline non-cyanide electrolyte
JPH10287986A (ja) 密着性に優れたMg合金部材およびその製造方法
JPH0570718B2 (ja)
Nikolić et al. Comparative morphological and crystallographic analysis of copper powders obtained under different electrolysis conditions
Doesburg et al. Microstructure and preferred orientation of Au–Sn alloy plated deposits
CN1386146A (zh) 电镀铜的r-t-b系磁铁及其电镀方法
JP2003298264A (ja) 熱交換器
JP2021528573A (ja) 積層構造体、それを含む軟性銅箔積層フィルム、及び該積層構造体の製造方法
Barmak et al. Structure of electrodeposited graded composite coatings of Ni–Al–Al2O3
US6699379B1 (en) Method for reducing stress in nickel-based alloy plating
CN1144670C (zh) Tab带载体的铜箔以及使用铜箔的tab载体带和tab带载体
JP2007182623A (ja) 金属薄体の製造方法
CN116065208A (zh) 一种镁合金表面变频功率超声电沉积纳米镍基复合层制备方法
WO2019004057A1 (ja) 無電解ニッケルストライクめっき液及びニッケルめっき皮膜の成膜方法
Steffani et al. Electrodeposition and corrosion resistance of Ni-WB coatings
CN108754549A (zh) 一种镀镍层应力调节剂及其应用
Kamel et al. Electrodeposition of nanocrystalline copper deposits using lactic acid-based plating bath
JPH02170996A (ja) 光沢錫めっき金属板
US20070158198A1 (en) Metals with inhomogeneous magnetic field strength
Vaghela et al. Optimization of various parameters in gold electrodeposition for microelectronics
Liu et al. Influences of composite additives and technological parameters on the microstructure and properties of electrolytic copper foil
Othman et al. Influence of saccharin content on the characteristics and hardness properties of electrodeposited nickelquarry dust composite coatings
Başaran et al. Effects and characterisations of pulse electrodeposition parameters of silver in terms of scattering parameter and surface roughness for waveguides operating at high frequencies