JP2005319503A - Metallic member joining method, heat exchange plate manufacturing method, and heat exchanger manufacturing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metallic member joining method in which metallic members are tightly attached to and joined with each other while an air layer is hardly formed, a heat exchange plate manufacturing method, and a heat exchanger manufacturing method. <P>SOLUTION: In the manufacturing method of a heat exchange plate 10 in which a first metallic member 11 and a second metallic member 12 are joined with each other, and a flow passage 10a is formed inside, the manufacturing method of the heat exchange plate 10 comprises a plating step of providing a plating layer 13 by performing the plating on one side 11a of the first metallic member 11 with a metal having the melting point lower than a metal to form the first metallic member 11 and a metal to form the second metallic member 12, a groove forming step of forming a groove 14 to form a flow passage 10a in the first metallic member 11 while removing a part of the plating layer 13, and a joining step of joining the first metallic member 11 with the second metallic member 12 with friction heat by overlapping the second metallic member 12 so as to cover the groove 14, and pressing a rotating tool T1 against the second metallic member 12. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、金属部材の接合方法、熱交換板の製造方法、および、熱交換器の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for joining metal members, a method for producing a heat exchange plate, and a method for producing a heat exchanger.

従来より、金属部材同士を接合する一方法として、はんだによるはんだ接合方法が知られている。その他、本願出願人により、周方向に回転するツールの周面をベース板に押し当てることにより、ベース板とフィンとを接合する「部材接合方法」が提案されている(特許文献1参照)。
特開2003−275875号公報(段落0034〜0068、図1等)
Conventionally, a solder joining method using solder is known as a method for joining metal members together. In addition, the present applicant has proposed a “member joining method” in which the base plate and the fin are joined by pressing the circumferential surface of a tool rotating in the circumferential direction against the base plate (see Patent Document 1).
Japanese Patent Laying-Open No. 2003-275875 (paragraphs 0034 to 0068, FIG. 1, etc.)

しかしながら、前記はんだ接合方法では、接合後に、金属部材間の接合部に気泡が混入し、この気泡が集合してなる空気層が形成されてしまい、熱伝導度、電気伝導度が低下するという問題があった。特に、金属部材の面と面を接合するとき、この空気層が顕著に形成されてしまい、熱伝導度などが低下した。また、はんだの厚さを所定に制御することは難しく、その結果として、熱伝導度および電気伝導度にばらつきが生じていた。   However, in the solder joining method, after joining, air bubbles are mixed in the joint portion between the metal members, and an air layer formed by the aggregation of the air bubbles is formed, resulting in a decrease in thermal conductivity and electrical conductivity. was there. In particular, when the surfaces of the metal members are joined, the air layer is formed remarkably, and the thermal conductivity is lowered. Moreover, it is difficult to control the thickness of the solder to a predetermined value, and as a result, variations in thermal conductivity and electrical conductivity have occurred.

そこで、本発明は、前記問題を解決すべく、金属部材同士を、空気層が形成されにくく、密着して接合できる金属部材の接合方法を提供することを第1課題とする。また、この金属部材の接合方法を利用した熱交換板の製造方法、熱交換器の製造方法を提供することを第2課題とする。   Then, this invention makes it the 1st subject to provide the joining method of the metal member which can join the metal members closely, without forming an air layer, in order to solve the said problem. Moreover, it is set as the 2nd subject to provide the manufacturing method of the heat exchange board using the joining method of this metal member, and the manufacturing method of a heat exchanger.

前記課題を解決するための手段として、請求項1に係る発明は、2つの金属部材を接合する金属部材の接合方法であって、前記2つの金属部材うち、少なくとも一方の金属部材の接合側を、前記2つの金属部材を形成する金属より低融点の金属でめっきし、めっき層を設けるめっき工程と、前記2つの金属部材を重ね合わせ、回転するツールを前記金属部材に押し当てて摩擦熱により、前記2つの金属部材を接合する接合工程と、を有することを特徴とする金属部材の接合方法である。   As a means for solving the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is a method for joining two metal members, wherein at least one of the two metal members is joined. Plating with a metal having a melting point lower than that of the metal forming the two metal members, and providing a plating layer; overlapping the two metal members; pressing a rotating tool against the metal member; And a joining step for joining the two metal members.

このような金属部材の接合方法によれば、回転するツールを金属部材に押し当てて加圧するだけで、摩擦熱によりめっき層が容易に溶融し、2つの金属部材を密着した状態で良好に接合することができる。また、加圧していることにより、空気層が形成されにくい。したがって、熱伝導度、電気伝導度の高い接合部を得ることができる。
また、めっき層は低融点の金属から形成され、容易に溶融するため、ツールを押し当てる力(加圧力)を低くしたり、接合速度(例えば、ツールを移動させる場合は、ツールの移動速度)を増加したり、ツールを押し当てる金属が厚くても接合することができる。
さらに、めっき層は、例えば、電気めっき方法などで形成可能であり、この場合においては電流密度、めっき時間を制御することによってめっき層の厚さを精密に制御し、薄層状のめっき層を形成することもできる。したがって、接合後に熱伝導度、電気伝導度がばらつくこともない。
According to such a method for joining metal members, simply by pressing a rotating tool against the metal member and applying pressure, the plating layer is easily melted by frictional heat, and the two metal members are in close contact with each other. can do. Moreover, it is difficult to form an air layer due to the pressurization. Therefore, a joint having high thermal conductivity and high electrical conductivity can be obtained.
In addition, the plating layer is made of a metal with a low melting point and melts easily, so the pressing force (pressing force) of the tool is lowered, or the joining speed (for example, the tool moving speed when moving the tool) Even if the metal that presses the tool is thick, it can be joined.
Furthermore, the plating layer can be formed by, for example, an electroplating method. In this case, the thickness of the plating layer is precisely controlled by controlling the current density and plating time, thereby forming a thin plating layer. You can also Therefore, the thermal conductivity and electrical conductivity do not vary after joining.

ここで、めっきする金属は、接合する金属部材を形成する金属と、共晶反応または包晶反応する金属であることが好ましい。
また、本明細書における金属とは、不純物を含まない純金属だけでなく、合金も含む。すなわち、例えば、金属部材を形成する金属や、低融点の金属は、純金属、合金のどちらでもよい。
Here, the metal to be plated is preferably a metal that undergoes a eutectic reaction or a peritectic reaction with a metal that forms a metal member to be joined.
Moreover, the metal in this specification includes not only a pure metal containing no impurities but also an alloy. That is, for example, the metal forming the metal member or the low melting point metal may be either a pure metal or an alloy.

請求項2に係る発明は、前記めっき層の厚さは、1〜30μmであることを特徴とする請求項1に記載の金属部材の接合方法である。   The invention according to claim 2 is the metal member joining method according to claim 1, wherein the plating layer has a thickness of 1 to 30 μm.

このような金属部材の接合方法によれば、めっき層の厚さを1〜30μmとすることで、金属部材をより良好に接合することができる。   According to such a joining method of a metal member, a metal member can be more favorably joined because the thickness of a plating layer shall be 1-30 micrometers.

請求項3に係る発明は、板状の第1金属部材と板状の第2金属部材とが接合されてなり、内部に流体が流通する流路を有する熱交換板の製造方法であって、前記第1金属部材の片面に、前記第1金属部材を形成する金属および前記第2金属部材を形成する金属よりも低融点の金属でめっきし、めっき層を設けるめっき工程と、前記片面側から、前記めっき層の一部を取り除きながら、前記第1金属部材に前記流路となる溝を形成する溝形成工程と、当該溝に蓋をするように、前記第2金属部材を重ね合わせ、前記第1金属部材および前記第2金属部材の少なくとも一方に、回転するツールを押し当てて摩擦熱により、前記第1金属部材と前記第2金属部材とを接合する接合工程と、を有することを特徴とする熱交換板の製造方法である。   The invention according to claim 3 is a method of manufacturing a heat exchange plate having a flow path through which a fluid flows, wherein a plate-like first metal member and a plate-like second metal member are joined. A plating step of plating on one side of the first metal member with a metal having a melting point lower than that of the metal forming the first metal member and the metal forming the second metal member, and providing a plating layer; , While removing a part of the plating layer, a groove forming step of forming a groove to be the flow path in the first metal member, and the second metal member are overlapped so as to cover the groove, A bonding step of pressing a rotating tool against at least one of the first metal member and the second metal member and bonding the first metal member and the second metal member by frictional heat. It is a manufacturing method of the heat exchange board which makes it.

このような熱交換板の製造方法によれば、回転するツールを第1金属部材および第2金属部材の少なくとも一方に、押し当てて加圧するだけで、第1金属部材と第2部材とが密着した状態で良好に接合してなる熱交換板を得ることができる。また、加圧していることにより、空気層が形成されにくい。   According to such a method for manufacturing a heat exchange plate, the first metal member and the second member are brought into close contact with each other simply by pressing and rotating a rotating tool against at least one of the first metal member and the second metal member. It is possible to obtain a heat exchange plate that is satisfactorily bonded in the above state. Moreover, it is difficult to form an air layer due to the pressurization.

請求項4に係る発明は、一方の面側に溝を有する金属ベース板と、当該溝に嵌合すると共に前記金属ベース板に接合した金属パイプ部材とを具備し、当該金属パイプ部材の中空部に流体が流通する熱交換板の製造方法であって、前記金属ベース板および前記金属パイプ部材の少なくとも一方の接合面に、前記金属ベース板を形成する金属および前記金属パイプ部材を形成する金属よりも低融点の金属でめっきし、めっき層を設けるめっき工程と、前記金属ベース板の前記溝に、前記金属パイプ部材を嵌合する嵌合工程と、前記金属ベース板の他方の面に、回転するツールを押し当てて摩擦熱により、前記金属ベース板と前記金属パイプ部材とを接合する接合工程と、を有することを特徴とする熱交換板の製造方法である。   The invention according to claim 4 comprises: a metal base plate having a groove on one surface side; and a metal pipe member that fits into the groove and is joined to the metal base plate, the hollow portion of the metal pipe member A method of manufacturing a heat exchange plate in which a fluid flows, wherein a metal forming the metal base plate and a metal forming the metal pipe member are formed on at least one joint surface of the metal base plate and the metal pipe member. Plating with a low melting point metal and providing a plating layer, a fitting step of fitting the metal pipe member into the groove of the metal base plate, and rotation on the other surface of the metal base plate And a joining step of joining the metal base plate and the metal pipe member by frictional heat while pressing a tool to be manufactured.

このような熱交換板の製造方法によれば、回転するツールを金属ベース板に押し当てて加圧するだけで、金属ベース板と金属パイプ部材とが密着した状態で良好に接合してなる熱交換板を得ることができる。また、加圧していることにより、空気層が形成されにくい。   According to such a method for manufacturing a heat exchange plate, heat exchange is performed by pressing the rotating tool against the metal base plate and pressurizing it, and the metal base plate and the metal pipe member are in close contact with each other. A board can be obtained. Moreover, it is difficult to form an air layer due to the pressurization.

請求項5に係る発明は、前記めっき層の厚さは、1〜30μmであることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の熱交換板の製造方法である。   The invention according to claim 5 is the method for manufacturing a heat exchange plate according to claim 3 or 4, wherein the plating layer has a thickness of 1 to 30 µm.

このような熱交換板の製造方法によれば、めっき層の厚さを1〜30μmとすることで、第1金属部材と第2金属部材、または、金属ベース板と金属パイプ部材を、好適に接合することができる。   According to such a method for manufacturing a heat exchange plate, the thickness of the plating layer is set to 1 to 30 μm so that the first metal member and the second metal member, or the metal base plate and the metal pipe member are suitably used. Can be joined.

そして、このようにして製造された熱交換板によれば、第1金属部材と第2金属部材、または、金属ベース板と金属パイプ部材とが、それぞれ密着した状態で接合されているため、第1金部材と第2金属部材との間、または金属ベース板と金属パイプ部材との間における熱伝導度、電気伝導度は極めて高い。したがって、第1金属部材の溝、または、金属パイプ部材の中空部に、高温または低温の流体を流通させることによって、この流体と熱交換板との間において好適に熱交換することができる。   According to the heat exchange plate thus manufactured, the first metal member and the second metal member, or the metal base plate and the metal pipe member are joined in close contact with each other. The thermal conductivity and electrical conductivity between the 1 gold member and the second metal member or between the metal base plate and the metal pipe member are extremely high. Therefore, heat can be suitably exchanged between this fluid and the heat exchange plate by circulating a high-temperature or low-temperature fluid through the groove of the first metal member or the hollow portion of the metal pipe member.

請求項6に係る発明は、第1金属ベース板の一方の面に、複数のフィンを接合するフィン接合工程と、めっき層を前記第1金属ベース板側に有する第2金属ベース板を、前記第1金属ベース板の他方の面に重ね合わせる重ね合わせ工程と、前記第2金属ベース板に回転するツールを押し当てて摩擦熱により、前記第1金属ベース板と前記第2金属ベース板とを接合する接合工程と、を有する熱交換器の製造方法であって、前記めっき層は、前記第1金属ベース板を形成する金属および前記第2金属ベース板を形成する金属よりも低融点の金属からなることを特徴とする熱交換器の製造方法である。   The invention according to claim 6 includes: a fin joining step for joining a plurality of fins to one surface of the first metal base plate; and a second metal base plate having a plating layer on the first metal base plate side, An overlapping step of overlapping the other surface of the first metal base plate, a rotating tool is pressed against the second metal base plate, and the first metal base plate and the second metal base plate are caused by frictional heat. A method of manufacturing a heat exchanger comprising: a metal having a lower melting point than the metal forming the first metal base plate and the metal forming the second metal base plate It is a manufacturing method of the heat exchanger characterized by comprising.

このような熱交換器の製造方法によれば、第1金属ベース板と第2金属ベース板とが密着した状態で接合されてなるベース板を有する熱交換器を得ることができる。したがって、熱交換器を、例えば、CPUなどの発熱体の熱を放熱させる放熱器(放熱部材)として使用し、CPUをベース板のフィンと反対側に取り付けた場合、CPUの熱は第2金属ベース板、第1金属ベース板、フィンの順に良好に伝導し、放熱される。   According to such a method of manufacturing a heat exchanger, a heat exchanger having a base plate formed by bonding the first metal base plate and the second metal base plate in close contact with each other can be obtained. Therefore, when the heat exchanger is used as a radiator (heat radiating member) that radiates heat from a heating element such as a CPU, and the CPU is mounted on the side opposite to the fins of the base plate, the heat of the CPU is the second metal. The base plate, the first metal base plate, and the fins are successfully conducted in this order to dissipate heat.

また、このような熱交換器の製造方法によれば、フィン接合工程において、第2金属ベース板より厚さの薄い第1金属ベース板を使用し、この薄い第1金属ベース板に摩擦振動接合方法などにより、フィンを良好に接合した後、接合工程において、第2金属ベース板を接合することによって、熱交換器のベース板を部分的に厚くすることもできる。このようにベース板を厚くすると、前記したように熱交換器をCPUなどの発熱体の放熱器として使用する場合、発熱体の熱は厚いベース中を好適に伝導し、フィンから放熱される。   Further, according to such a heat exchanger manufacturing method, in the fin joining step, the first metal base plate having a thickness smaller than that of the second metal base plate is used, and the friction vibration joining is performed on the thin first metal base plate. The base plate of the heat exchanger can be partially thickened by bonding the second metal base plate in the bonding step after the fins are bonded well by a method or the like. When the base plate is made thick in this way, as described above, when the heat exchanger is used as a heat radiator of a heating element such as a CPU, the heat of the heating element is suitably conducted through the thick base and radiated from the fins.

請求項7に係る発明は、前記めっき層の厚さは、1〜30μmであることを特徴とする請求項6に記載の熱交換器の製造方法である。   The invention according to claim 7 is the method for manufacturing a heat exchanger according to claim 6, wherein the plating layer has a thickness of 1 to 30 μm.

このような熱交換器の製造方法によれば、めっき層の厚さを1〜30μmとすることで、第1金属ベース板と第2金属ベース板とを、より好適に接合することができる。   According to the manufacturing method of such a heat exchanger, a 1st metal base board and a 2nd metal base board can be joined more suitably because the thickness of a plating layer shall be 1-30 micrometers.

そして、このようにして製造された熱交換器によれば、例えば、CPUなどの発熱体の放熱器として使用された場合、発熱体の熱を好適に放熱することができる。   And according to the heat exchanger manufactured in this way, when used as a heat radiator of heat generating bodies, such as CPU, for example, the heat of a heat generating body can be radiated suitably.

本発明によれば、金属部材同士を、空気層が形成されにくく、密着して接合できる金属部材の接合方法、およびこの接合方法を利用した熱交換板の製造方法、熱交換器の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, there is provided a method for joining metal members, in which an air layer is hardly formed and can be joined in close contact with each other, a method for producing a heat exchange plate using this joining method, and a method for producing a heat exchanger. Can be provided.

以下、本発明の実施形態について、図面を適宜参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with appropriate reference to the drawings.

≪第1実施形態:熱交換板≫
まず、第1実施形態に係る熱交換板の製造方法および熱交換板について、図1および図2を参照して説明する。参照する図面において、図1は、第1実施形態に係る熱交換板の製造方法を段階的に示す工程図であり、図1(a)は第1金属部材の断面図であり、図1(b)はめっきした段階を示し、図1(c)は流路となる溝を形成した段階を示し、図1(d)は第2金属部材を重ね合わせる段階を示し、図1(e)はツールによる接合段階を示し、図1(f)は製造された熱交換板を示す。図2は、図1(e)に示す接合段階において使用するツールの一例を示す斜視図である。
なお、第1実施形態に係る熱交換板の製造方法は、本発明である金属部材の接合方法を利用した方法であり、併せて適宜に説明する。また、後記する第2実施形態に係る熱交換板の製造方法、第3実施形態に係る放熱器の製造方法も、本発明である金属部材の接合方法を利用した方法である。
«First embodiment: heat exchange plate»
First, a heat exchange plate manufacturing method and a heat exchange plate according to a first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In the drawings to be referred to, FIG. 1 is a process diagram showing the manufacturing method of the heat exchange plate according to the first embodiment step by step, FIG. 1A is a sectional view of the first metal member, and FIG. b) shows the stage of plating, FIG. 1 (c) shows the stage of forming a groove to be a flow path, FIG. 1 (d) shows the stage of overlapping the second metal member, and FIG. FIG. 1 (f) shows a manufactured heat exchange plate, showing a joining step using a tool. FIG. 2 is a perspective view showing an example of a tool used in the joining stage shown in FIG.
In addition, the manufacturing method of the heat exchange plate which concerns on 1st Embodiment is a method using the joining method of the metal member which is this invention, and it demonstrates suitably together. Moreover, the manufacturing method of the heat exchange plate which concerns on 2nd Embodiment mentioned later, and the manufacturing method of the heat radiator which concerns on 3rd Embodiment are also methods using the joining method of the metal member which is this invention.

<熱交換板の製造方法>
図1に示すように、第1実施形態に係る熱交換板10の製造方法は、板状の第1金属部材11(2つの金属部材の少なくとも一方)の接合側である上面11a(片面)に、第1金属部材11を形成する金属、および、第2金属部材12を形成する金属、に対して低融点の金属でめっきし、めっき層13を形成するめっき工程と、上面11a側から、第1金属部材11に流路10aとなる溝14を形成する溝形成工程と、溝14に蓋をするように、第2金属部材12を重ね合わせ、第2金属部材12(第1金属部材および第2金属部材の少なくとも一方)の上面側から、第2金属部材12に回転するツールT1を押し当てて摩擦熱により、第1金属部材11と第2金属部材12とを接合する接合工程と、を有している。
<Method for producing heat exchange plate>
As shown in FIG. 1, the manufacturing method of the heat exchange plate 10 according to the first embodiment is performed on the upper surface 11 a (one side) which is a joining side of the plate-like first metal member 11 (at least one of the two metal members). From the upper surface 11a side, a plating step for plating the metal forming the first metal member 11 and the metal forming the second metal member 12 with a low melting point metal to form the plating layer 13 A groove forming step for forming the groove 14 to be the flow path 10a in the first metal member 11 and the second metal member 12 are overlapped so as to cover the groove 14, and the second metal member 12 (the first metal member and the first metal member A joining step of joining the first metal member 11 and the second metal member 12 by frictional heat by pressing the rotating tool T1 against the second metal member 12 from the upper surface side of at least one of the two metal members). Have.

第1金属部材11および第2金属部材12を形成する金属としては、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金などが挙げられる。また、第1金属部材11を形成する金属と、第2金属部材12を形成する金属とは、同種、異種のどちらでもよい。   Examples of the metal forming the first metal member 11 and the second metal member 12 include copper, a copper alloy, aluminum, and an aluminum alloy. Further, the metal forming the first metal member 11 and the metal forming the second metal member 12 may be the same type or different types.

[めっき工程]
図1(a)に示す第1金属部材11の上面11aに、図1(b)に示すように、所定金属により所定厚さでめっきし、めっき層13を形成する。なお、一般にはめっき後に、錆を防止するためにクロメート処理を施して被膜を形成するが、本実施形態では、前記被膜により接合不良が発生するため、クロメート処理は実施しないことにより、接合不良を発生させず、熱伝導度、電気伝導度が低下することを防止する。
[Plating process]
A plating layer 13 is formed on the upper surface 11a of the first metal member 11 shown in FIG. 1 (a) by plating with a predetermined metal with a predetermined thickness as shown in FIG. 1 (b). In general, after plating, in order to prevent rust, a chromate treatment is performed to form a coating film. However, in this embodiment, since the coating failure occurs due to the coating film, the chromate treatment is not performed, so that the bonding failure occurs. It does not occur and prevents the thermal conductivity and electrical conductivity from decreasing.

めっきする金属の種類は、接合対象である第1金属部材11および第2金属部材12を形成する金属よりも低融点の金属が選択される。また、めっきする金属は、第1金属部材11および第2金属部材12に係る金属と、共晶反応または包晶反応する金属であることが好ましい。   As the type of metal to be plated, a metal having a melting point lower than that of the metal forming the first metal member 11 and the second metal member 12 to be joined is selected. The metal to be plated is preferably a metal that undergoes a eutectic reaction or a peritectic reaction with the metals according to the first metal member 11 and the second metal member 12.

具体的には、例えば、第1金属部材11および第2金属部材12が、銅(融点:1084.5℃)または銅合金から形成された場合、めっきする金属は、Sn(融点:231.97℃)、Zn(融点:419.6℃)、Mg(融点:649℃)、Al(融点:660.37℃)などから選択される。このうち、SnはCuと共晶反応し、Snリッチ組成における共晶温度が227℃、ZnはCuと包晶反応し、Znリッチ組成における包晶温度が424℃と低いため、めっきする金属として、Sn、Znを選択することが好ましい。   Specifically, for example, when the first metal member 11 and the second metal member 12 are made of copper (melting point: 1084.5 ° C.) or a copper alloy, the metal to be plated is Sn (melting point: 231.97). ° C), Zn (melting point: 419.6 ° C), Mg (melting point: 649 ° C), Al (melting point: 660.37 ° C), and the like. Among these, Sn has a eutectic reaction with Cu, the eutectic temperature in Sn-rich composition is 227 ° C., Zn has a peritectic reaction with Cu, and the peritectic temperature in Zn-rich composition is as low as 424 ° C. It is preferable to select Sn, Zn.

めっき層13の厚さは、1〜30μmであることが好ましい。これは、めっき層13が1μm未満であると、第1金属部材11と第2金属部材12とが好適に密着して接合しないからである。一方、めっき層13が30μmより厚いと、接合後の熱伝導度が大きく低下してしまうからである。   The thickness of the plating layer 13 is preferably 1 to 30 μm. This is because if the plating layer 13 is less than 1 μm, the first metal member 11 and the second metal member 12 are preferably in close contact with each other and do not join. On the other hand, if the plating layer 13 is thicker than 30 μm, the thermal conductivity after bonding is greatly reduced.

めっきする方法は、本発明では特に限定されず、例えば、電気めっき方法や、所謂ドブづけ方法などを採用できる。このうち、電気めっき方法を採用した場合、電流密度、めっき時間を制御することによって、めっき層13の厚さを精密に制御し、薄層状のめっき層13を形成することもできる。したがって、接合後に熱伝導度、電気伝導度がばらつくこともない。   The plating method is not particularly limited in the present invention, and for example, an electroplating method or a so-called dotting method can be employed. Among these, when the electroplating method is adopted, the thickness of the plating layer 13 can be precisely controlled by controlling the current density and the plating time, and the thin plating layer 13 can be formed. Therefore, the thermal conductivity and electrical conductivity do not vary after joining.

[溝形成工程]
次に、図1(c)に示すように、適宜な切削方法により、第1金属部材11の上面11a側から、所定形状の溝14を所定深さにて形成する。なお、この溝14は、製造後に水などの流体が流通する流路10aとなる(図1(f)参照)。
このように、めっきした後に、溝14を形成することによって、溝14に対応するめっき層13は部分的に取り除かれる。これにより、製造後の熱交換板10において、流路10aを取り囲む内面にめっき層13が露出することはない。したがって、流路10aを流通する水などの流体は、めっき層13と接触せず、この流体にめっき層13を形成する金属が溶出することを防止できる。
[Groove formation process]
Next, as shown in FIG. 1C, a groove 14 having a predetermined shape is formed at a predetermined depth from the upper surface 11a side of the first metal member 11 by an appropriate cutting method. In addition, this groove | channel 14 becomes the flow path 10a through which fluids, such as water, distribute | circulate after manufacture (refer FIG.1 (f)).
Thus, after plating, the plating layer 13 corresponding to the groove 14 is partially removed by forming the groove 14. Thereby, in the heat exchange board 10 after manufacture, the plating layer 13 is not exposed to the inner surface surrounding the flow path 10a. Therefore, a fluid such as water flowing through the flow path 10a does not come into contact with the plating layer 13, and the metal forming the plating layer 13 can be prevented from eluting into this fluid.

[接合工程]
次に、図1(d)に示すように、上面11a側から前記溝14に蓋をするように、板状の第2金属部材12を重ね合わせ、所定治具などを使用して、重ね合わせた状態を保持する。
[Jointing process]
Next, as shown in FIG. 1 (d), the plate-like second metal member 12 is overlapped so as to cover the groove 14 from the upper surface 11a side, and overlapped using a predetermined jig or the like. Hold the state.

次いで、図1(e)に示すように、第2金属部材12を第1金属部材11に重ね合わせた状態で、第2金属部材の上面側から回転するツールT1を、第2金属部材12に所定の圧力で押し当てながら所定に移動させる。そうすると、回転するツールT1と第2金属部材12との間で摩擦熱が発生する。この摩擦熱は、第2金属部材中を伝導し、めっき層13と、第1金属部材11の一部および第2金属部材12の一部とを溶融する。ツールT1が移動した後、前記溶融した金属の温度は低下し、第1金属部材11と第2金属部材12との間に、これらの金属が合金化してなる接合部16(図1(f)参照)が形成され、第1金属部材11と第2金属部材12とが接合される。   Next, as illustrated in FIG. 1E, the tool T <b> 1 that rotates from the upper surface side of the second metal member in a state where the second metal member 12 is superimposed on the first metal member 11 is applied to the second metal member 12. It is moved in a predetermined manner while pressing with a predetermined pressure. Then, frictional heat is generated between the rotating tool T1 and the second metal member 12. This frictional heat is conducted through the second metal member, and the plating layer 13 and a part of the first metal member 11 and a part of the second metal member 12 are melted. After the tool T1 moves, the temperature of the molten metal decreases, and the joint 16 formed by alloying these metals between the first metal member 11 and the second metal member 12 (FIG. 1 (f)). The first metal member 11 and the second metal member 12 are joined.

ここで、前記したように、めっき層13を形成する金属は、第1金属部材11および第2金属部材12を形成する金属より低融点であるため、例えば、ツールT1を押し当てる圧力が小さい、ツールT1の移動速度(接合速度)が速い、ツールT1の回転速度が低いなどの理由により発生する摩擦熱量が少なくても、また、ツールT1を押し当てる第2金属部材12が厚いために伝導する摩擦熱量が少なくても、めっき層13は容易に溶融する。したがって、第1金属部材11と第2金属部材12を密着状態で好適に接合できる。
また、めっき層13を形成する金属として、第1金属部材11および第2金属部材12に係る金属と、共晶反応または包晶反応する金属を選択した場合には、第1金属部材11と第2金属部材12とはさらに密着して接合し、接合後の熱伝導度、電気伝導度は高まる。
Here, as described above, since the metal forming the plating layer 13 has a lower melting point than the metal forming the first metal member 11 and the second metal member 12, for example, the pressure for pressing the tool T1 is small. Even if the amount of frictional heat generated due to a high moving speed (joining speed) of the tool T1 or a low rotational speed of the tool T1 is small, the second metal member 12 that presses the tool T1 conducts because it is thick. Even if the amount of frictional heat is small, the plating layer 13 is easily melted. Therefore, the first metal member 11 and the second metal member 12 can be suitably joined in a close contact state.
In addition, when the metal forming the plating layer 13 is selected from the metals related to the first metal member 11 and the second metal member 12 and the eutectic reaction or the peritectic reaction, the first metal member 11 and the first metal member 11 The two metal members 12 are further closely bonded to each other, and the thermal conductivity and electric conductivity after the bonding are increased.

さらに、このようにツールT1を所定圧力にて押し当てて接合し、また、前記したように、めっき層13の厚さは均一であるため、接合部16に気泡が混入しにくい。すなわち、接合後に空気層が形成されにくくなり、熱伝導度、電気伝導度が低下すること防止できる。   Further, the tool T1 is pressed and bonded at a predetermined pressure as described above. Further, as described above, since the thickness of the plating layer 13 is uniform, bubbles are not easily mixed into the bonded portion 16. That is, it becomes difficult to form an air layer after joining, and it is possible to prevent thermal conductivity and electrical conductivity from being lowered.

接合工程において使用するツールT1は、ツールT1を第2金属部材12に押し当てることにより、第2金属部材12に摩擦熱を発生可能であれば特に限定されないが、例えば、図2に示すようなツールT1を使用することができる。   The tool T1 used in the joining process is not particularly limited as long as frictional heat can be generated in the second metal member 12 by pressing the tool T1 against the second metal member 12, but for example, as shown in FIG. Tool T1 can be used.

図2に示すように、ツールT1は、例えば、床面の所定位置に配置された工作機械(NCマシニングセンタ)の先端に取り付けられる略円柱状の工具であって、その下側が第2金属部材に押し当てられる。ツールT1の下面には、第2金属部材に好適に摩擦熱を発生させるため、渦巻き状の突部T1aが形成されている。なお、このツールT1の姿勢、水平方向および鉛直方向の位置、回転速度などは、前記工作機械により精密に制御可能となっている。
ただし、前記接合工程において使用するツールは、図2に示すツールT1に限定されず、その他、摩擦振動接合において使用される(特許文献1参照)、回転するツールの周面を第2金属部材12に押し当てることによって、摩擦熱を発生させてもよい。この場合においては、ツールの周面に溝や複数の突起を形成することで、効率的に摩擦熱を発生させることができる。
As shown in FIG. 2, the tool T1 is, for example, a substantially cylindrical tool attached to the tip of a machine tool (NC machining center) arranged at a predetermined position on the floor surface, and the lower side is a second metal member. Pressed. A spiral protrusion T1a is formed on the lower surface of the tool T1 in order to suitably generate frictional heat in the second metal member. Note that the posture, horizontal and vertical positions, rotational speed, and the like of the tool T1 can be precisely controlled by the machine tool.
However, the tool used in the joining step is not limited to the tool T1 shown in FIG. 2, and is also used in friction vibration joining (see Patent Document 1). The peripheral surface of the rotating tool is the second metal member 12. You may generate | occur | produce friction heat by pressing on. In this case, frictional heat can be efficiently generated by forming grooves and a plurality of protrusions on the peripheral surface of the tool.

このようにして、図1(f)に示すように、第1金属部材11と第2金属部材12が、接合部16を介して接合されてなる熱交換板10を製造することができる。   Thus, as shown in FIG. 1 (f), it is possible to manufacture the heat exchange plate 10 in which the first metal member 11 and the second metal member 12 are joined via the joint portion 16.

<熱交換板>
次に、このように製造された熱交換板10について、図1(f)を参照して簡単に説明する。
図1(f)に示すように、熱交換板10は、板状の第1金属部材11と板状の第2金属部材12とが接合されてなり、内部に流体が流通する流路10aを有している。この流路10aを流通する流体は、熱交換板10の使用形態に応じて適宜選択されるものであり、液体、気体を問わない。
<Heat exchange plate>
Next, the heat exchange plate 10 manufactured in this way will be briefly described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1 (f), the heat exchange plate 10 includes a plate-like first metal member 11 and a plate-like second metal member 12 joined together, and a flow path 10a through which a fluid flows. Have. The fluid flowing through the flow path 10a is appropriately selected according to the usage pattern of the heat exchange plate 10 and may be liquid or gas.

熱交換板10の使用の一形態としては、例えば、熱交換板10と、この熱交換板10の下面10b(一方の面)に立設された複数のフィン91とで放熱器を構成し、さらに前記複数のフィン91に送風するファンを備えて、CPU92などの熱を放熱させるヒートシンクを構成してもよい。この場合において、熱交換板10はヒートシンク板とも称され、その流路10aに冷媒として水などの流体が流通される。なお、前記CPU92は一般に熱交換板10の上面10c(他方の面)に配置される。   As one form of use of the heat exchange plate 10, for example, a heat radiator is constituted by the heat exchange plate 10 and a plurality of fins 91 erected on the lower surface 10b (one surface) of the heat exchange plate 10, Further, a fan that blows air to the plurality of fins 91 may be provided to constitute a heat sink that radiates heat from the CPU 92 or the like. In this case, the heat exchange plate 10 is also referred to as a heat sink plate, and a fluid such as water is circulated as a refrigerant through the flow path 10a. The CPU 92 is generally disposed on the upper surface 10c (the other surface) of the heat exchange plate 10.

第1金属部材11と第2金属部材12とは、密着した状態で接合しているため、第1金属部材11と第2金属部材12との間の熱伝導度(W/K)、電気伝導度は極めて高い。したがって、熱交換板10の上面10cに配置されたCPU92から発生する熱は、熱交換板10全体に亘って好適に伝導すると共に、熱交換板10と水との間で熱交換され、その結果として熱交換板10の温度は良好に低下する。熱交換板10の全体に亘って好適に伝導した熱の一部は複数のフィン91に伝達し、フィン91に伝達した熱は、フィン91から放熱されると共に、ファンにより冷却される。
なお、接合部16を介しての、第1金属部材11と第2金属部材12との間の熱伝導度は、例えば、レーザフラッシュ法にて熱拡散率を測定することにより求められる。
Since the first metal member 11 and the second metal member 12 are joined in close contact with each other, the thermal conductivity (W / K) and electrical conduction between the first metal member 11 and the second metal member 12 are the same. The degree is extremely high. Therefore, the heat generated from the CPU 92 disposed on the upper surface 10c of the heat exchange plate 10 is suitably conducted over the entire heat exchange plate 10 and is also heat exchanged between the heat exchange plate 10 and water. As a result, the temperature of the heat exchange plate 10 decreases satisfactorily. A part of the heat suitably conducted over the entire heat exchange plate 10 is transmitted to the plurality of fins 91, and the heat transmitted to the fins 91 is radiated from the fins 91 and cooled by the fan.
In addition, the thermal conductivity between the 1st metal member 11 and the 2nd metal member 12 through the junction part 16 is calculated | required by measuring a thermal diffusivity with a laser flash method, for example.

したがって、このような熱交換板10によれば、熱交換板10と流路10aを流通する水(流体)との間で、好適に熱交換することができる。   Therefore, according to such a heat exchange plate 10, heat exchange can be suitably performed between the heat exchange plate 10 and water (fluid) flowing through the flow path 10a.

≪第2実施形態:熱交換板≫
次に、第2実施形態に係る熱交換板の製造方法および熱交換板について、図3を参照して説明する。参照する図3は、第2実施形態に係る熱交換板の製造方法を段階的に示す工程図であり、図3(a)は金属ベース板の溝に、金属パイプ部材が嵌められた段階を示し、図3(b)はツールによる接合段階を示し、図3(c)は製造された熱交換板の断面図である。
«Second embodiment: heat exchange plate»
Next, a method for manufacturing a heat exchange plate and a heat exchange plate according to a second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 to be referred to is a process diagram showing the manufacturing method of the heat exchange plate according to the second embodiment step by step, and FIG. 3A shows a step in which the metal pipe member is fitted in the groove of the metal base plate. FIG. 3B shows a joining step using a tool, and FIG. 3C is a cross-sectional view of the manufactured heat exchange plate.

<熱交換板の製造方法>
図3に示すように、第2実施形態に係る熱交換板20の製造方法は、第1実施形態に対して、金属ベース板21の下面(一方の面)側の溝21aに、金属パイプ部材22を接合する点が主として異なる。そして、製造される熱交換板20においては、金属パイプ部材22の中空部22aに流体が流通する。
第2実施形態に係る熱交換板20の製造方法は、金属パイプ部材22の周面(金属ベース板および金属パイプ部材の少なくとも一方の接合面)を、金属ベース板21を形成する金属、および、金属パイプ部材22を形成する金属、に対して低融点の金属でめっきし、めっき層23を形成するめっき工程と、金属ベース板21の溝21aに金属パイプ部材22を嵌合する嵌合工程と、金属ベース板21の上面(他方の面)に、回転するツールT1を押し当てて摩擦熱により、金属ベース板21と金属パイプ部材22とを接合する接合工程と、を有している。
なお、金属ベース板21および金属パイプ部材22を形成する金属としては、第1実施形態と同様に、例えば、銅、銅合金などが挙げられるが、本発明を限定するものではない。
<Method for producing heat exchange plate>
As shown in FIG. 3, the manufacturing method of the heat exchange plate 20 according to the second embodiment is different from the first embodiment in that a metal pipe member is formed in the groove 21a on the lower surface (one surface) side of the metal base plate 21. The point which joins 22 mainly differs. In the manufactured heat exchange plate 20, the fluid flows through the hollow portion 22 a of the metal pipe member 22.
The manufacturing method of the heat exchange plate 20 according to the second embodiment includes a metal that forms the metal base plate 21 on the peripheral surface of the metal pipe member 22 (joint surface of at least one of the metal base plate and the metal pipe member), and A plating step of plating the metal forming the metal pipe member 22 with a low melting point metal to form a plating layer 23, and a fitting step of fitting the metal pipe member 22 into the groove 21a of the metal base plate 21; And a joining step of joining the metal base plate 21 and the metal pipe member 22 by frictional heat by pressing the rotating tool T1 on the upper surface (the other surface) of the metal base plate 21.
In addition, as a metal which forms the metal base board 21 and the metal pipe member 22, although a copper, a copper alloy, etc. are mentioned similarly to 1st Embodiment, this invention is not limited.

[めっき工程]
金属パイプ部材22の全周面をめっきし、めっき層23を形成する(図3(a)参照)。なお、第2実施形態においても、クロメート処理は施さない。また、めっきする金属の種類は、第1実施形態と同様に相対的に選択され、接合対象である金属ベース板21および金属パイプ部材22を形成する金属よりも低融点の金属が選択され、共晶反応または包晶反応する金属であることが好ましい。めっき層23の厚さ、めっきする方法は、第1実施形態と同様であるため、ここでの説明は省略する。
金属パイプ部材22の断面形状は、第1実施形態では、図3(a)に示すように、円形としたが、本発明ではこれに限定されず、角形などであってもよい。
[Plating process]
The entire circumferential surface of the metal pipe member 22 is plated to form a plating layer 23 (see FIG. 3A). Note that the chromate treatment is not performed also in the second embodiment. Further, the type of metal to be plated is relatively selected as in the first embodiment, and a metal having a melting point lower than that of the metal forming the metal base plate 21 and the metal pipe member 22 to be joined is selected. A metal that undergoes a crystal or peritectic reaction is preferred. Since the thickness of the plating layer 23 and the plating method are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted here.
In the first embodiment, the cross-sectional shape of the metal pipe member 22 is circular as shown in FIG. 3A. However, the present invention is not limited to this, and may be square or the like.

[嵌合工程]
そして、図3(a)に示すように、めっきされた金属パイプ部材22の半分を、金属ベース板21の溝21aに嵌め込むように嵌合する。なお、金属ベース板21には、めっきされた金属パイプ部材22に対応した形状の溝21aが形成されている。また、金属パイプ部材22を溝21aに嵌めこむ程度は半分に限らず、全部であってもよい。
[Mating process]
Then, as shown in FIG. 3A, half of the plated metal pipe member 22 is fitted into the groove 21 a of the metal base plate 21. The metal base plate 21 is formed with a groove 21 a having a shape corresponding to the plated metal pipe member 22. Further, the degree of fitting the metal pipe member 22 into the groove 21a is not limited to half and may be all.

[接合工程]
次いで、図3(b)に示すように、金属パイプ部材22が嵌合された金属ベース板21を、所定の台(図示しない)に配置し、金属ベース板21の上面側に回転するツールT1を押し当てながら所定に移動させる。そうすると、第1実施形態と同様に、回転するツールT1と金属ベース板21との間で摩擦熱が発生する。この摩擦熱は、めっき層23の一部と、金属ベース板21の一部と金属パイプ部材22の一部とを溶融する。ツールT1が移動した後、前記溶融した金属の温度は低下し、金属ベース板21と金属パイプ部材22との間に、これらの金属が合金化してなる接合部26(図3(c)参照)が形成され、金属ベース板21と金属パイプ部材22とが接合される。
ここで、第1実施形態と同様に、めっき層23を形成する金属は、金属ベース板21および金属パイプ部材22を形成する金属より低融点であるため、金属ベース板21と金属パイプ部材22とは良好に接合する。
なお、使用するツールT1については、第1実施形態と同様であるため、ここでの説明は省略する。
[Jointing process]
Next, as shown in FIG. 3B, the metal base plate 21 fitted with the metal pipe member 22 is placed on a predetermined base (not shown) and rotated to the upper surface side of the metal base plate 21. Move it in place while pressing. Then, as in the first embodiment, frictional heat is generated between the rotating tool T1 and the metal base plate 21. This frictional heat melts part of the plating layer 23, part of the metal base plate 21, and part of the metal pipe member 22. After the tool T1 is moved, the temperature of the molten metal is lowered, and a joint portion 26 formed by alloying these metals between the metal base plate 21 and the metal pipe member 22 (see FIG. 3C). And the metal base plate 21 and the metal pipe member 22 are joined.
Here, as in the first embodiment, the metal forming the plating layer 23 has a lower melting point than the metal forming the metal base plate 21 and the metal pipe member 22, and thus the metal base plate 21, the metal pipe member 22, and the like. Joins well.
Note that the tool T1 to be used is the same as that in the first embodiment, and a description thereof will be omitted here.

このようにして図3(c)に示すように、金属ベース板21と金属パイプ部材22とが、接合部26を介して接合されてなる熱交換板20を製造することができる。   In this way, as shown in FIG. 3C, it is possible to manufacture the heat exchange plate 20 in which the metal base plate 21 and the metal pipe member 22 are joined via the joint portion 26.

<熱交換板>
次に、このように製造された熱交換板20について、図3(c)を参照して簡単に説明する。
図3(c)に示すように、熱交換板20は、金属ベース板21と金属パイプ部材22とが接合されてなり、金属パイプ部材22の中空部22aが流体の流通する流路20aとなっている。すなわち、第2実施形態に係る熱交換板20は、金属パイプ部材22の中空部22aが流路20aとなるため、流体が漏れるおそれが全くない。なお、流体としては、第1実施形態と同様、熱交換板20の使用形態に応じて適宜選択される。
<Heat exchange plate>
Next, the heat exchange plate 20 manufactured in this way will be briefly described with reference to FIG.
As shown in FIG. 3C, the heat exchange plate 20 is formed by joining a metal base plate 21 and a metal pipe member 22, and the hollow portion 22a of the metal pipe member 22 becomes a flow path 20a through which fluid flows. ing. That is, in the heat exchange plate 20 according to the second embodiment, since the hollow portion 22a of the metal pipe member 22 becomes the flow path 20a, there is no possibility that the fluid leaks. As in the first embodiment, the fluid is appropriately selected according to the usage pattern of the heat exchange plate 20.

≪第3実施形態:熱交換器≫
次に、第3実施形態に係る熱交換器(放熱器)の製造方法について、図4を参照して説明する。図4は第3実施形態に係る熱交換器の製造方法を段階的に示す工程図であり、図4(a)はスペーサ治具にフィンを配置する段階を示し、図4(b)は第1金属ベース板を配置した段階を示し、図4(c)は第1金属ベース板にツールを押し当てて摩擦振動接合により第1金属ベース板とフィンとを接合する段階を示し、図4(d)は第1金属ベース板に、めっきされた第2金属ベース板を重ね合わせる段階を示し、図4(e)は回転するツールにより第1金属ベース板と第2金属ベース板とを接合する段階を示し、図4(f)はスペーサ治具から熱交換器を脱型した段階を示す。
«Third embodiment: heat exchanger»
Next, the manufacturing method of the heat exchanger (heat radiator) which concerns on 3rd Embodiment is demonstrated with reference to FIG. FIGS. 4A and 4B are process diagrams showing the manufacturing method of the heat exchanger according to the third embodiment step by step. FIG. 4A shows the stage of arranging fins on the spacer jig, and FIG. FIG. 4 (c) shows a stage in which one metal base plate is arranged, and FIG. 4 (c) shows a stage in which a tool is pressed against the first metal base plate and the first metal base plate and the fin are joined by frictional vibration joining. d) shows a step of superimposing the plated second metal base plate on the first metal base plate, and FIG. 4 (e) joins the first metal base plate and the second metal base plate with a rotating tool. FIG. 4 (f) shows a stage where the heat exchanger is removed from the spacer jig.

<熱交換器の製造方法>
図4に示すように、第3実施形態に係る熱交換器30の製造方法は、第1金属ベース板31Aおよび第2金属ベース板31Bが接合されてなる金属ベース板31と、第1金属ベース板31Aに立設された複数のフィン32とを備える熱交換器30(図4(f)参照)を製造する方法である。
熱交換器30の製造方法は、第1金属ベース板31Aの下面(一方の面)に、複数のフィン32を接合するフィン接合工程と、めっき層33を第1金属ベース板31A側に有する第2金属ベース板31Bを、第1金属ベース板31Aの上面(他方の面)に重ね合わせる重ね合わせ工程と、第2金属ベース板31Bに回転するツールT1を押し当てて摩擦熱により、第1金属ベース板31Aと第2金属ベース板31Bとを接合する接合工程とを有している。なお、めっき層33は、第1金属ベース板31Aを形成する金属および第2金属ベース板31Bを形成する金属よりも低融点の金属からなる。
<Manufacturing method of heat exchanger>
As shown in FIG. 4, the manufacturing method of the heat exchanger 30 according to the third embodiment includes a metal base plate 31 formed by joining a first metal base plate 31A and a second metal base plate 31B, and a first metal base. This is a method for manufacturing a heat exchanger 30 (see FIG. 4F) including a plurality of fins 32 erected on a plate 31A.
The manufacturing method of the heat exchanger 30 includes a fin joining step for joining a plurality of fins 32 to the lower surface (one surface) of the first metal base plate 31A, and a first layer having a plating layer 33 on the first metal base plate 31A side. The first metal base plate 31B is superposed on the upper surface (the other surface) of the first metal base plate 31A, and the rotating tool T1 is pressed against the second metal base plate 31B to generate frictional heat. A joining step of joining the base plate 31A and the second metal base plate 31B. The plating layer 33 is made of a metal having a lower melting point than that of the metal forming the first metal base plate 31A and the metal forming the second metal base plate 31B.

[フィン接合工程]
まず、図4(a)に示すように、所定間隔で配置されたスペーサJ1を有するスペーサ治具Jの隣り合うスペーサJ1の間に、複数のフィン32を挿し込む。
[Fin joining process]
First, as shown in FIG. 4A, a plurality of fins 32 are inserted between adjacent spacers J1 of a spacer jig J having spacers J1 arranged at predetermined intervals.

そして、図4(b)に示すように、配置された複数のフィン32の上側の所定位置に、第1金属ベース板31Aを配置する。   And as shown in FIG.4 (b), 31 A of 1st metal base plates are arrange | positioned in the predetermined position above the several fin 32 arrange | positioned.

次いで、図4(c)に示すように、第1金属ベース板31Aの上面に、周方向に回転するツールT2の周面を所定圧力で押し当てながら、前記上面に沿って所定方向に移動させる。そうすると、摩擦振動接合により、第1金属ベース板31Aと複数のフィン32とが接合される。   Next, as shown in FIG. 4C, the peripheral surface of the tool T2 rotating in the circumferential direction is pressed against the upper surface of the first metal base plate 31A with a predetermined pressure, and is moved in the predetermined direction along the upper surface. . Then, the first metal base plate 31A and the plurality of fins 32 are joined by frictional vibration joining.

[重ね合わせ工程、接合工程]
その後、図4(d)に示すように、第1金属ベース板31Aの上面に、下面側にめっき層33を有する第2金属ベース板31Bを重ね合わせ、所定位置に保持する。
[Overlaying process, bonding process]
Thereafter, as shown in FIG. 4D, the second metal base plate 31B having the plating layer 33 on the lower surface side is overlaid on the upper surface of the first metal base plate 31A and held in a predetermined position.

次いで、図4(e)に示すように、第2金属ベース板31Bの上面に、回転するツールT1を所定圧力にて押し当てながら所定方向に移動させる。そうすると、第1実施形態、第2実施形態と同様に、めっき層33と、第1金属ベース板31Aの一部および第2金属ベース板31Bの一部が溶融した後、これらが合金化してなる接合部36が形成され、第1金属ベース板31Aと第2金属ベース板31Bとが接合される。   Next, as shown in FIG. 4 (e), the rotating tool T1 is pressed against the upper surface of the second metal base plate 31B at a predetermined pressure and is moved in a predetermined direction. Then, like the first embodiment and the second embodiment, after the plating layer 33, a part of the first metal base plate 31A and a part of the second metal base plate 31B are melted, they are alloyed. A joining portion 36 is formed, and the first metal base plate 31A and the second metal base plate 31B are joined.

このようにして、図4(f)に示すように、第1金属ベース板31Aと第2金属ベース板31Bとを、接合部36を介して接合し、金属ベース板31を構成すると共に、金属ベース板31に立設状態で接合された複数のフィン32とを備える熱交換器30を製造することができる。   In this way, as shown in FIG. 4 (f), the first metal base plate 31A and the second metal base plate 31B are joined together via the joining portion 36 to constitute the metal base plate 31, and the metal A heat exchanger 30 including a plurality of fins 32 joined to the base plate 31 in a standing state can be manufactured.

このように、第3実施形態に係る熱交換器30の製造方法は、複数のフィン32を第1金属ベース板31Aに一旦接合した後に、第2金属ベース板31Bを接合するため、フィン接合工程において、第2金属ベース板31Bより厚さの薄い第1金属ベース板31Aを使用し、この薄い第1金属ベース板31Aに摩擦振動接合方法などにより、フィン32を良好に接合した後、接合工程において、第2金属ベース板31Bを接合することによって、熱交換器30の金属ベース板31を容易に厚くすることができる。
また、第1金属ベース板31Aと第2金属ベース板31Bの大きさは、同一に限らず、第2金属ベース板31Bを小さくして、金属ベース板を部分的に厚くすることも容易である。すなわち、例えば、熱交換器30が、CPUなどの放熱器として使用される場合、CPUの取り付け位置付近のみを厚くすることもできる。
As described above, in the method of manufacturing the heat exchanger 30 according to the third embodiment, after the plurality of fins 32 are once joined to the first metal base plate 31A, the second metal base plate 31B is joined. The first metal base plate 31A having a thickness smaller than that of the second metal base plate 31B is used, and the fin 32 is satisfactorily joined to the thin first metal base plate 31A by a frictional vibration joining method or the like. In this case, the metal base plate 31 of the heat exchanger 30 can be easily thickened by joining the second metal base plate 31B.
Moreover, the size of the first metal base plate 31A and the second metal base plate 31B is not limited to the same, and it is easy to make the metal base plate partially thicker by reducing the second metal base plate 31B. . That is, for example, when the heat exchanger 30 is used as a heat radiator such as a CPU, only the vicinity of the CPU mounting position can be thickened.

<熱交換器>
次に、このように製造された熱交換器30について、図4(f)を参照して簡単に説明する。
図4(f)に示すように、熱交換器30は、主として、金属ベース板31と、この金属ベース板31に所定間隔でかつ立設状態で接合された複数のフィン32とを備えて構成されている。金属ベース板31は、第1金属ベース板31Aと第2金属ベース板31Bとが接合されて構成されており、複数のフィン32は、第1金属ベース板31Aに接合されている。
<Heat exchanger>
Next, the heat exchanger 30 manufactured in this way will be briefly described with reference to FIG.
As shown in FIG. 4 (f), the heat exchanger 30 mainly includes a metal base plate 31 and a plurality of fins 32 joined to the metal base plate 31 at predetermined intervals and in a standing state. Has been. The metal base plate 31 is configured by joining a first metal base plate 31A and a second metal base plate 31B, and the plurality of fins 32 are joined to the first metal base plate 31A.

第1金属ベース板31Aと第2金属ベース板31Bとは、前記した接合方法により密着して接合されているため、第1金属ベース板31Aと第2金属ベース板31Bとの間の熱伝導度、電気伝導度は極めて高い。また、第1金属ベース板31Aと複数のフィン32とは、薄い第1金属ベース板31Aを使用することで良好に接合されている。
したがって、例えば、熱交換器30をCPUの放熱器として使用し、CPUを金属ベース板31の上面、つまり、第2金属ベース板31Bの上面に配置した場合、CPUから発生する熱は、第2金属ベース板31B、第1金属ベース板31A、フィン32の順に伝導し、好適に放熱する。
Since the first metal base plate 31A and the second metal base plate 31B are closely bonded by the above-described bonding method, the thermal conductivity between the first metal base plate 31A and the second metal base plate 31B. The electrical conductivity is extremely high. Further, the first metal base plate 31A and the plurality of fins 32 are favorably joined by using the thin first metal base plate 31A.
Therefore, for example, when the heat exchanger 30 is used as a heat sink of the CPU and the CPU is disposed on the upper surface of the metal base plate 31, that is, the upper surface of the second metal base plate 31B, the heat generated from the CPU Conduction is performed in the order of the metal base plate 31B, the first metal base plate 31A, and the fins 32, and heat is suitably radiated.

以上、本発明の好適な各実施形態について説明したが、本発明は前記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各実施形態を適宜組み合わせたり、例えば以下のような変更が可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the embodiments may be combined as appropriate without departing from the spirit of the present invention. It can be changed.

前記した第1実施形態では、図1(b)に示すように、第1金属部材11の上面11a側にめっき層13を形成したが、第2金属部材12の下面側(第1金属部材11側)にめっき層を形成してもよい。   In the first embodiment described above, as shown in FIG. 1B, the plating layer 13 is formed on the upper surface 11 a side of the first metal member 11, but the lower surface side (first metal member 11) of the second metal member 12. A plating layer may be formed on the side).

前記した第1実施形態では、本発明をわかりやすくするため、板状の第1金属部材11と、板状の第2金属部材12とを接合する場合について説明したが、例えば、第1金属部材11には、第3実施形態で説明した複数のフィン32が接合されていてもよい。この場合、第1金属部材11と第2金属部材12とが接合されると、熱交換板が製造されると同時に、熱交換器が製造されることになるが、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。また、このように接合する2つの金属部材は板状に限らない。   In the first embodiment described above, the case where the plate-like first metal member 11 and the plate-like second metal member 12 are joined has been described in order to facilitate understanding of the present invention. 11, the plurality of fins 32 described in the third embodiment may be joined. In this case, when the first metal member 11 and the second metal member 12 are joined, a heat exchange plate is manufactured and a heat exchanger is manufactured at the same time. It goes without saying that it belongs. Moreover, the two metal members joined in this way are not limited to plate shapes.

前記した第1実施形態では、めっきした第2金属部材12にツールT1を押し当てて、第1金属部材11と第2金属部材12とを接合したが、ツールT1を第1金属部材11に、または、第1金属部材11と第2金属部材12の両方に押し当ててもよい。   In the first embodiment described above, the tool T1 is pressed against the plated second metal member 12 to join the first metal member 11 and the second metal member 12, but the tool T1 is joined to the first metal member 11, Alternatively, it may be pressed against both the first metal member 11 and the second metal member 12.

前記した第2実施形態では、図3(a)に示すように、金属パイプ部材22の全周面にめっき層23を形成したが、めっき層は少なくとも、金属ベース板21と金属パイプ部材とが接合される接合面に形成すればよい。例えば、適宜にマスキングを施し、金属ベース板21の溝21aの内面のみや、金属パイプ部材22の周面のうち溝21aに嵌合する部分(図3(a)の場合、金属パイプ部材22の上半分周面)のみに、めっき層を形成してもよい。このようにめっき層を減少させると、めっきに使用する金属を少なくできる。   In the second embodiment described above, as shown in FIG. 3A, the plating layer 23 is formed on the entire peripheral surface of the metal pipe member 22, but the plating layer includes at least the metal base plate 21 and the metal pipe member. What is necessary is just to form in the joint surface joined. For example, masking is appropriately performed, and only the inner surface of the groove 21a of the metal base plate 21 or the portion of the peripheral surface of the metal pipe member 22 that fits into the groove 21a (in the case of FIG. 3A, the metal pipe member 22 A plating layer may be formed only on the upper half circumferential surface. By reducing the plating layer in this way, the metal used for plating can be reduced.

前記した第1実施形態では、図1に示すように、略同じ大きさの第1金属部材11と第2金属部材12とを接合したが、本発明において接合対象の大きさ、形状はこれに限定されず、適宜変更自由である。   In the first embodiment described above, the first metal member 11 and the second metal member 12 having substantially the same size are joined as shown in FIG. It is not limited and can be changed as appropriate.

例えば、図5に示すように、凹部を有する第1金属部材41に、めっき層を有する第2金属部材42を嵌合し、ツールT1を使用して、接合部43を介して接合させて、流路40a…を有する熱交換板40を作製してもよい。この場合においては、さらに、第1金属部材41と第2金属部材42との境界を、摩擦撹拌接合に一般に使用される、ピンT3a付きのツールT3にて、摩擦撹拌接合することにより、前記境界においても第1金属部材41と第2金属部材42とが良好に接合する。このように接合すると、熱交換板40内の流路40a…を流通する流体が漏れることを確実に防止できる(図示参照)。
その他、位置決め容易とするため、第2金属部材42に形成した段違い連通孔42aに、端部のフランジにめっき層46aを有するパイプ部材46嵌合し、このフランジにツールT1を押し当てて、パイプ部材46と第2金属部材42とを接合し、流路40a…を流通する流体の出入り口を形成してもよい(図示参照)。なお、この場合において、連通孔42aは段違いでなくてもよい。
For example, as shown in FIG. 5, the second metal member 42 having a plating layer is fitted to the first metal member 41 having a recess, and the tool T1 is used to join the first metal member 41 via the joint portion 43. You may produce the heat exchange board 40 which has the flow path 40a .... In this case, the boundary between the first metal member 41 and the second metal member 42 is further joined by friction stir welding using a tool T3 with a pin T3a that is generally used for friction stir welding. In this case, the first metal member 41 and the second metal member 42 are well bonded. By joining in this way, it is possible to reliably prevent the fluid flowing through the flow paths 40a in the heat exchange plate 40 from leaking (see the drawing).
In addition, in order to facilitate positioning, a pipe member 46 having a plating layer 46a on the flange at the end is fitted into the stepped communication hole 42a formed in the second metal member 42, and the tool T1 is pressed against the flange to The member 46 and the second metal member 42 may be joined to form an inlet / outlet for fluid flowing through the flow path 40a (see the drawing). In this case, the communication hole 42a may not be different.

前記した第2実施形態に係る熱交換板20の製造方法によって得られた熱交換板20(図2(c)参照)に、図6に示すように、他の金属板51を接合し、金属パイプ部材22が金属板51と金属ベース板21とで挟持されてなる熱交換板50を製造してもよい。
この熱交換板50の製造方法について、簡単に説明すると、図6(a)に示すように、熱交換板20に、めっきされた金属パイプ部材22が嵌合する溝51aを有する、他の金属板51を重ねる。そして、図6(b)に示すように、金属板51に回転するツールT1を押し当てて、めっき層23を溶融させて、金属板51と金属パイプ部材22とを接合する。
そうすると、図6(c)に示すように、金属パイプ部材22が金属ベース板21と金属板51とで挟持され、内部に流路50aを有する熱交換板50が得られる。
As shown in FIG. 6, another metal plate 51 is joined to the heat exchange plate 20 (see FIG. 2C) obtained by the method for manufacturing the heat exchange plate 20 according to the second embodiment described above. A heat exchange plate 50 in which the pipe member 22 is sandwiched between the metal plate 51 and the metal base plate 21 may be manufactured.
The manufacturing method of the heat exchange plate 50 will be briefly described. As shown in FIG. 6A, another metal having a groove 51a into which the plated metal pipe member 22 is fitted in the heat exchange plate 20 is provided. The plates 51 are stacked. Then, as shown in FIG. 6B, the rotating tool T <b> 1 is pressed against the metal plate 51 to melt the plating layer 23, and the metal plate 51 and the metal pipe member 22 are joined.
Then, as shown in FIG. 6C, the metal pipe member 22 is sandwiched between the metal base plate 21 and the metal plate 51, and a heat exchange plate 50 having a flow path 50a therein is obtained.

このような熱交換板50によれば、金属パイプ部材22が、金属ベース板21と金属板51とに、密着して接合しているため、流路50aを流通する流体と、金属ベース板21および金属板51との間で良好に熱交換し、第2実施形態に係る熱交換板20に対して、熱交換板50の熱交換容量は大きくなる。   According to such a heat exchange plate 50, the metal pipe member 22 is in close contact with and joined to the metal base plate 21 and the metal plate 51. Therefore, the fluid flowing through the flow path 50 a and the metal base plate 21. The heat exchange capacity of the heat exchange plate 50 is larger than that of the heat exchange plate 20 according to the second embodiment.

以下、実施例に基づいて、本発明をさらに具体的に説明する。実施例では、めっきする金属の種類の検討、めっき層の厚さの検討、接合する金属部材の厚さの検討を行った。   Hereinafter, based on an Example, this invention is demonstrated further more concretely. In the examples, the type of metal to be plated, the thickness of the plating layer, and the thickness of the metal member to be joined were examined.

(1)めっきする金属の種類の検討
(1−1)実施例1
金属部材として、板厚3mm、幅50mm、長さ100mmの銅合金板(C0120)を2枚使用した。このうち、一方の銅合金板の片面に、錫(Sn)を主成分とするSnめっき層を厚さ10μmにて形成した。そして、このSnめっき層を形成した銅合金板を、他方の銅合金板に重ね合わせ、回転するツールを押し当てて、2枚の銅合金板同士を接合した。ツールとしては、図2に示すように、直径20mmの円柱状のツールを使用した。なお、このツールには、2.5mmピッチで、高さ1mmの渦巻状の突部(羽)が形成されている。また、接合中、銅合金板に発生する温度が約500℃となるように、ツール回転速度を500rpm、ツールの移動速度を300mm/minに設定した。
(1) Examination of type of metal to be plated (1-1) Example 1
As the metal member, two copper alloy plates (C0120) having a plate thickness of 3 mm, a width of 50 mm, and a length of 100 mm were used. Among these, the Sn plating layer which has tin (Sn) as a main component was formed in the thickness of 10 micrometers on the single side | surface of one copper alloy board. And the copper alloy plate in which this Sn plating layer was formed was piled up on the other copper alloy plate, the rotating tool was pressed, and two copper alloy plates were joined. As the tool, a cylindrical tool having a diameter of 20 mm was used as shown in FIG. The tool has spiral projections (wings) with a pitch of 2.5 mm and a height of 1 mm. Further, the tool rotation speed was set to 500 rpm and the tool movement speed was set to 300 mm / min so that the temperature generated in the copper alloy plate during bonding was about 500 ° C.

そして、接合後、レーザフラッシュ法により、接合された2枚の銅合金板間の熱伝導度を測定した。また、接合された2枚の銅合金板を切断し、その断面組織から接合部の品質の評価を行った。評価結果を次の表1に示す。なお、表1の接合品質の欄において、「○」は良好に接合、「×」は接合されなかったことを示す。この記載は、後記する表2、表3についても同様であり、表2に示す「△」は一部に隙間が形成されたことを示す。   Then, after joining, the thermal conductivity between the two joined copper alloy plates was measured by a laser flash method. Moreover, the two copper alloy plates joined were cut, and the quality of the joint was evaluated from the cross-sectional structure. The evaluation results are shown in Table 1 below. In the column of the bonding quality in Table 1, “◯” indicates that bonding was good, and “x” indicates that bonding was not performed. This description is the same for Tables 2 and 3 to be described later, and “Δ” shown in Table 2 indicates that a gap is partially formed.

(1−2)実施例2、比較例1
実施例1に対し、亜鉛(Zn)主成分とするZnめっき層を形成したものを実施例2、ニッケル(Ni)を主成分とするNiめっき層を形成したものを比較例1とした。そして、実施例1と同じ条件で接合し、評価を行った。評価結果を表1に示す。
(1-2) Example 2, Comparative Example 1
In contrast to Example 1, a Zn plating layer having a zinc (Zn) main component was formed as Example 2, and a Ni plating layer having nickel (Ni) as a main component was formed as Comparative Example 1. And it joined on the same conditions as Example 1, and evaluated. The evaluation results are shown in Table 1.

Figure 2005319503
Figure 2005319503

(1−3)評価
表1から明らかなように、接合対象が銅合金から形成される場合、Sn(実施例1)、Zn(実施例2)でめっき層を形成することにより、良好に接合されることが確認された。一方、Ni(比較例1)でめっき層を形成した場合、接合されないことが確認された。
詳細には、SnはCuとSnリッチ組成において227℃の共晶温度で共晶反応し(実施例1)、ZnはCuとZnリッチ組成において424℃と低い包晶温度で包晶反応したため(実施例2)、接合できた。一方、NiとCuとは共晶反応または包晶反応しないため接合できなかった。すなわち、銅合金から形成される金属部材同士を接合するには、金属部材を形成する銅合金と共晶反応または包晶反応する低融点の金属でめっき層を形成することが好ましいことがわかった。
(1-3) Evaluation As is apparent from Table 1, when the object to be joined is formed of a copper alloy, the plating layer is formed of Sn (Example 1) and Zn (Example 2), so that bonding can be performed satisfactorily. It was confirmed that On the other hand, when a plating layer was formed with Ni (Comparative Example 1), it was confirmed that it was not joined.
Specifically, Sn has a eutectic reaction at a eutectic temperature of 227 ° C. in the Cu and Sn rich composition (Example 1), and Zn has a peritectic reaction at a low peritectic temperature of 424 ° C. in the Cu and Zn rich composition ( Example 2) was able to be joined. On the other hand, Ni and Cu could not be joined because they did not have a eutectic reaction or a peritectic reaction. That is, in order to join metal members formed from a copper alloy, it has been found that it is preferable to form a plating layer with a low melting point metal that has a eutectic reaction or a peritectic reaction with the copper alloy forming the metal member. .

(2)めっきの厚さの検討−クロメート処理の有無の検討
(2−1)実施例3〜5、比較例2〜3
次に、めっき層の厚さについて検討した。この検討おいては、実施例1と同じ2枚の銅合金板を使用した。また、めっき層として、Znを主成分とするZnめっき層を形成した。Znめっき層の厚さは、次の表2に示すように、1μmとした場合を実施例3、10μmとした場合を実施例4、30μmとした場合を実施例5、50μmとした場合を比較例2とした。さらに、10μmのZnめっき層を形成した後、クロメート処理を施したものを比較例3とした。つまり、実施例3〜5、比較例2についてはクロメート処理を施していない。
そして、実施例1と同じ方法でそれぞれ接合を行い、それぞれ評価を行った。評価結果を表2に示す。
(2) Examination of plating thickness-Examination of presence or absence of chromate treatment (2-1) Examples 3 to 5 and Comparative Examples 2 to 3
Next, the thickness of the plating layer was examined. In this examination, the same two copper alloy plates as in Example 1 were used. A Zn plating layer containing Zn as a main component was formed as the plating layer. As shown in the following Table 2, the thickness of the Zn plating layer was compared with the case where the case of 1 μm was set to Example 3, the case of 10 μm was set to Example 4, the case of 30 μm was set to Example 5, and the case of 50 μm was compared. Example 2 was adopted. Further, Comparative Example 3 was formed by forming a 10 μm Zn plating layer and then performing chromate treatment. That is, Examples 3 to 5 and Comparative Example 2 are not subjected to chromate treatment.
And each was joined by the same method as Example 1, and each evaluated. The evaluation results are shown in Table 2.

Figure 2005319503
Figure 2005319503

(2−2)評価結果
表2から明らかなように、Znめっき層が厚くなるにともなって(実施例3〜5、比較例2)、熱伝導度が低下することがわかった。これは、Znめっき層が厚くなるにともない、接合後に形成される接合部が厚くなるためである。このうち、50μmのZnめっき層では、熱伝導度が200W/mKを下回り、従来のはんだ接合と同程度になってしまうことが確認された。
また、Znめっき層の厚さが1〜30μmの範囲(実施例3〜5)では、良好な接合部の品質を得ると共に、良好な熱伝導度を得ることができた。
さらに、クロメート処理を施した比較例3では、実施例4に対し、接合部に隙間つまり空気層が形成され、接合不良が発生した。これは、クロメート処理を施した比較例3では、接合時の摩擦熱により、ガスが発生したためと考えられる。
(2-2) Evaluation results As is clear from Table 2, it was found that the thermal conductivity decreased as the Zn plating layer became thicker (Examples 3 to 5, Comparative Example 2). This is because, as the Zn plating layer becomes thicker, the joining portion formed after joining becomes thicker. Among these, it was confirmed that the Zn plating layer of 50 μm has a thermal conductivity of less than 200 W / mK, which is about the same as that of a conventional solder joint.
Moreover, in the range whose thickness of Zn plating layer is 1-30 micrometers (Examples 3-5), while obtaining the quality of the favorable junction part, favorable thermal conductivity was able to be obtained.
Furthermore, in Comparative Example 3 in which the chromate treatment was performed, a gap, that is, an air layer, was formed in the joint portion as compared with Example 4, and a joint failure occurred. This is presumably because, in Comparative Example 3 where the chromate treatment was performed, gas was generated due to frictional heat at the time of joining.

(3)金属部材の厚さおよびめっきの有無の検討
(3−1)実施例6〜8、比較例4〜6
次に、実施例1における板厚3mmの2枚の銅合金板のうち、Snめっき層を形成する銅合金板の厚さを、6mm(実施例6)、8mm(実施例7)、10mm(実施例8)に変化させた。これに対応して、Snめっき層を形成しない銅合金板6mm(比較例4)、8mm(比較例5)、10mm(比較例6)について接合を行った。
そして、実施例1と同様に接合し、評価を行った。評価結果を表3に示す。なお、表1には、実施例1も合わせて示す。
(3) Examination of thickness of metal member and presence / absence of plating (3-1) Examples 6-8, Comparative Examples 4-6
Next, among the two copper alloy plates having a plate thickness of 3 mm in Example 1, the thickness of the copper alloy plate forming the Sn plating layer is 6 mm (Example 6), 8 mm (Example 7), 10 mm ( Example 8) was changed. Corresponding to this, bonding was performed on 6 mm (Comparative Example 4), 8 mm (Comparative Example 5), and 10 mm (Comparative Example 6) copper alloy plates on which no Sn plating layer was formed.
And it joined similarly to Example 1 and evaluated. The evaluation results are shown in Table 3. Table 1 also shows Example 1.

Figure 2005319503
Figure 2005319503

(3−2)評価結果
表3より明らかなように、Snめっき層を形成しない比較例4〜6では接合されなかったのに対し、Snめっき層を形成した実施例1、6〜8では、良好に接合された。これにより、Snめっき層を形成することにより、接合対象である銅合金板が厚くても接合できることが確認された。
(3-2) Evaluation Results As is clear from Table 3, in Comparative Examples 4 to 6 where the Sn plating layer was not formed, it was not bonded, whereas in Examples 1 and 6 to 8 where the Sn plating layer was formed, Bonded well. Thereby, it was confirmed that by forming the Sn plating layer, bonding is possible even when the copper alloy plate to be bonded is thick.

第1実施形態に係る熱交換板の製造方法を段階的に示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing method of the heat exchange board which concerns on 1st Embodiment in steps. 第1実施形態に係る熱交換板の製造方法で使用するツールの一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the tool used with the manufacturing method of the heat exchange board which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態に係る熱交換板の製造方法を段階的に示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing method of the heat exchange board which concerns on 2nd Embodiment in steps. 第3実施形態に係る熱交換器の製造方法を段階的に示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing method of the heat exchanger which concerns on 3rd Embodiment in steps. 第1実施形態に係る熱交換板の製造方法の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the manufacturing method of the heat exchange board which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態に係る熱交換板の製造方法の変形例を段階的に示す工程図である。It is process drawing which shows the modification of the manufacturing method of the heat exchange plate which concerns on 2nd Embodiment in steps.

符号の説明Explanation of symbols

10、20、40、50 熱交換板
10a、20a、50a 流路
11、41 第1金属部材
11a 上面
12、42 第2金属部材
13、23、33、46 めっき層
14 溝
16、26、36、43 接合部
21 金属ベース板
22 金属パイプ部材
30 熱交換器
31 金属ベース板
31A 第1金属ベース板
31B 第2金属ベース板
32 フィン
51 金属板
51a 溝
T1、T2、T3 ツール
10, 20, 40, 50 Heat exchange plate 10a, 20a, 50a Flow path 11, 41 First metal member 11a Upper surface 12, 42 Second metal member 13, 23, 33, 46 Plating layer 14 Groove 16, 26, 36, 43 Joint 21 Metal base plate 22 Metal pipe member 30 Heat exchanger 31 Metal base plate 31A First metal base plate 31B Second metal base plate 32 Fin 51 Metal plate 51a Groove T1, T2, T3 Tool

Claims (7)

2つの金属部材を接合する金属部材の接合方法であって、
前記2つの金属部材うち、少なくとも一方の金属部材の接合側を、前記2つの金属部材を形成する金属より低融点の金属でめっきし、めっき層を設けるめっき工程と、
前記2つの金属部材を重ね合わせ、回転するツールを前記金属部材に押し当てて摩擦熱により、前記2つの金属部材を接合する接合工程と、
を有することを特徴とする金属部材の接合方法。
A metal member joining method for joining two metal members,
A plating step of plating a bonding side of at least one of the two metal members with a metal having a melting point lower than that of the metal forming the two metal members, and providing a plating layer;
A joining step of joining the two metal members by overlapping the two metal members, pressing a rotating tool against the metal member, and frictional heat;
A metal member joining method characterized by comprising:
前記めっき層の厚さは、1〜30μmであることを特徴とする請求項1に記載の金属部材の接合方法。   The thickness of the said plating layer is 1-30 micrometers, The joining method of the metal member of Claim 1 characterized by the above-mentioned. 板状の第1金属部材と板状の第2金属部材とが接合されてなり、内部に流体が流通する流路を有する熱交換板の製造方法であって、
前記第1金属部材の片面に、前記第1金属部材を形成する金属および前記第2金属部材を形成する金属よりも低融点の金属でめっきし、めっき層を設けるめっき工程と、
前記片面側から、前記めっき層の一部を取り除きながら、前記第1金属部材に前記流路となる溝を形成する溝形成工程と、
当該溝に蓋をするように、前記第2金属部材を重ね合わせ、前記第1金属部材および前記第2金属部材の少なくとも一方に、回転するツールを押し当てて摩擦熱により、前記第1金属部材と前記第2金属部材とを接合する接合工程と、
を有することを特徴とする熱交換板の製造方法。
A plate-like first metal member and a plate-like second metal member are joined, and a method for producing a heat exchange plate having a flow path through which a fluid flows,
Plating on one side of the first metal member with a metal having a melting point lower than that of the metal forming the first metal member and the metal forming the second metal member, and providing a plating layer;
A groove forming step of forming a groove to be the flow path in the first metal member while removing a part of the plating layer from the one surface side,
The second metal member is overlapped so as to cover the groove, a rotating tool is pressed against at least one of the first metal member and the second metal member, and the first metal member is caused by frictional heat. And a joining step for joining the second metal member;
A method for producing a heat exchange plate, comprising:
一方の面側に溝を有する金属ベース板と、当該溝に嵌合すると共に前記金属ベース板に接合した金属パイプ部材とを具備し、当該金属パイプ部材の中空部に流体が流通する熱交換板の製造方法であって、
前記金属ベース板および前記金属パイプ部材の少なくとも一方の接合面に、前記金属ベース板を形成する金属および前記金属パイプ部材を形成する金属よりも低融点の金属でめっきし、めっき層を設けるめっき工程と、
前記金属ベース板の前記溝に、前記金属パイプ部材を嵌合する嵌合工程と、
前記金属ベース板の他方の面に、回転するツールを押し当てて摩擦熱により、前記金属ベース板と前記金属パイプ部材とを接合する接合工程と、
を有することを特徴とする熱交換板の製造方法。
A heat exchange plate comprising: a metal base plate having a groove on one surface side; and a metal pipe member that is fitted in the groove and joined to the metal base plate, and fluid flows through a hollow portion of the metal pipe member A manufacturing method of
Plating step of plating at least one joining surface of the metal base plate and the metal pipe member with a metal having a lower melting point than that of the metal forming the metal base plate and the metal forming the metal pipe member, and providing a plating layer When,
A fitting step of fitting the metal pipe member into the groove of the metal base plate;
A joining step of joining the metal base plate and the metal pipe member by frictional heat by pressing a rotating tool against the other surface of the metal base plate;
A method for producing a heat exchange plate, comprising:
前記めっき層の厚さは、1〜30μmであることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の熱交換板の製造方法。   The thickness of the said plating layer is 1-30 micrometers, The manufacturing method of the heat exchange board of Claim 3 or Claim 4 characterized by the above-mentioned. 第1金属ベース板の一方の面に、複数のフィンを接合するフィン接合工程と、
めっき層を前記第1金属ベース板側に有する第2金属ベース板を、前記第1金属ベース板の他方の面に重ね合わせる重ね合わせ工程と、
前記第2金属ベース板に回転するツールを押し当てて摩擦熱により、前記第1金属ベース板と前記第2金属ベース板とを接合する接合工程と、
を有する熱交換器の製造方法であって、
前記めっき層は、前記第1金属ベース板を形成する金属および前記第2金属ベース板を形成する金属よりも低融点の金属からなることを特徴とする熱交換器の製造方法。
A fin joining step for joining a plurality of fins to one surface of the first metal base plate;
A superposition step of superposing a second metal base plate having a plating layer on the first metal base plate side on the other surface of the first metal base plate;
A joining step of joining the first metal base plate and the second metal base plate by frictional heat by pressing a rotating tool against the second metal base plate;
A method of manufacturing a heat exchanger having
The method for manufacturing a heat exchanger, wherein the plating layer is made of a metal that forms the first metal base plate and a metal having a lower melting point than the metal that forms the second metal base plate.
前記めっき層の厚さは、1〜30μmであることを特徴とする請求項6に記載の熱交換器の製造方法。   The thickness of the said plating layer is 1-30 micrometers, The manufacturing method of the heat exchanger of Claim 6 characterized by the above-mentioned.
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