JP2006220382A - Plate piping body and component using it - Google Patents

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Kinji Saijo
謹二 西條
Kazuo Yoshida
一雄 吉田
Shinji Osawa
真司 大澤
Koji Nanbu
光司 南部
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plate piping body having a hollow piping body in at least one part, and to provide a component using the plate piping body. <P>SOLUTION: This plate piping body 20 is produced by forming recessed parts that are hollow piping parts in at least one metal plate 22 of a plurality of metal plates, laminating the other metal plates 24, and joining them such that all or a part of the recessed parts is closed. Alternatively, the plate piping body is produced by forming the recessed parts in at least one part of one metal plate, laminating the other portions of the metal plate by bending, and joining all or a part of the recessed parts is closed. The component such as a thermal diffusion plate is produced by use of the plate piping body as a microheat pipe or the like. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、平板状の金属板に配管部を構成するための凹部を形成して積層したプレート配管体、および熱交換器などに用いることのできるプレート配管体を用いた部品に関する。   The present invention relates to a plate pipe body in which a concave portion for forming a pipe portion is formed on a flat metal plate and laminated, and a component using a plate pipe body that can be used for a heat exchanger or the like.

近年、電子機器の発達に伴い電子基板などに搭載される電子部品の搭載密度が高くなり、半導体素子サイズと同程度の大きさを有するパッケージなどの使用や、半導体素子のベアチップ実装など高密度化を図る実装方法が進められてきている。そのような中で半導体素子を素子自体の発熱から如何にして守るかということが問題になってきており、排熱の手段などがしきりに議論されている。このような問題に呼応して各種ヒートパイプなど熱拡散技術の提案がされてきている。特許文献1および2には、内部にトンネル状の中空部を有するヒートパイプやヒートシンクなどに適用できる中空積層体に関する技術が開示されており、特許文献3には、過剰な熱や圧力を加えることなく金属板同士を接合する技術が開示されている。
特開2002−151637号公報 特開2002−219582号公報 特開平1−224184号公報
In recent years, with the development of electronic devices, the mounting density of electronic components mounted on electronic substrates and the like has increased, and the use of packages having a size comparable to the size of semiconductor elements and the increase in density such as bare chip mounting of semiconductor elements The mounting method which aims at is progressing. Under such circumstances, how to protect the semiconductor element from the heat generation of the element itself has become a problem, and means for exhaust heat and the like are often discussed. In response to these problems, various heat diffusion techniques such as heat pipes have been proposed. Patent Documents 1 and 2 disclose a technique related to a hollow laminate that can be applied to a heat pipe or a heat sink having a tunnel-shaped hollow portion therein, and Patent Document 3 applies excessive heat or pressure. A technique for joining metal plates together is disclosed.
JP 2002-151537 A JP 2002-219582 A JP-A-1-224184

本発明は、平板状の金属板に配管部を構成するための凹部を設けて積層したプレート配管体、および熱交換器などに用いることのできるプレート配管体を用いた部品を提供することを課題とする。   It is an object of the present invention to provide a plate pipe body in which a concave portion for forming a pipe portion is provided on a flat metal plate, and a component using a plate pipe body that can be used for a heat exchanger or the like. And

前記課題に対する第1の解決手段として本発明のプレート配管体は、複数枚の金属板の内少なくとも1枚に配管状の凹部が設けられ、該凹部を全部もしくは部分的に閉塞するように他の金属板に積層接合されることにより、所定形状の中空配管が形成される構成とした。あるいは1枚の金属板の少なくとも一部に配管状の凹部が設けられ、該凹部を全部もしくは部分的に閉塞するように該金属板の他の部分に積層されることにより、所定形状の中空配管が形成される構成とした。また前記プレート配管体は、中空配管の少なくとも一部の中空部断面形状において、中空部の幅方向の距離に対して、中空部の高さ方向の距離ほうが大きい構成とした。あるいは前記積層が、圧接装置の圧接面に前記所定形状の中空配管に対応するように非加圧部を設けて、前記複数枚の金属板を圧接して行われる構成とした。   As a first solution to the above-mentioned problem, the plate piping body of the present invention is provided with a pipe-shaped recess in at least one of the plurality of metal plates, and other such that the recess is completely or partially closed. A hollow pipe having a predetermined shape is formed by being laminated and bonded to a metal plate. Alternatively, at least a part of one metal plate is provided with a pipe-shaped recess, and is laminated on the other part of the metal plate so as to completely or partially close the recess so that a hollow pipe having a predetermined shape is formed. Is formed. Further, the plate pipe body has a configuration in which the distance in the height direction of the hollow part is larger than the distance in the width direction of the hollow part in the cross-sectional shape of at least a part of the hollow pipe. Alternatively, the stacking is performed by press-contacting the plurality of metal plates by providing a non-pressurizing portion on the pressure-contact surface of the pressure-contacting device so as to correspond to the hollow pipe having the predetermined shape.

前記課題に対する第2の解決手段として本発明の部品は、前記のプレート配管体を用いる構成とした。またヒートパイプ、ガス配管、プリント配線板、ICパッケージ、インターポーザ、MEMS用途のいずれかに適用される構成とした。   As a second means for solving the above problems, the component of the present invention is configured to use the plate pipe body. Moreover, it was set as the structure applied to either a heat pipe, gas piping, a printed wiring board, an IC package, an interposer, and a MEMS use.

本発明においては、以下に説明するように、本発明のプレート配管体は、複数枚の金属板の内少なくとも1枚(または1枚の金属板の少なくとも一部)に、配管状の凹部が設けられ、該凹部を全部もしくは部分的に閉塞するように他の金属板(または該金属板の他の部分)に積層されることにより、所定形状の中空配管が形成されるものであり、本発明の部品はプレート配管体を用いたものである。このため熱伝導や熱拡散などに用いられるヒートパイプやヒートシンク、排熱や放熱などを目的としたプリント配線板、ICパッケージ、インターポーザ、CSP(チップサイズパッケージまたはチップスケールパッケージ)やBGA(ボールグリッドアレイ)などのICパッケージや、各種のMEMS(マイクロエレクトロメカニカルシステムズ)用途などにも好適に用いることが可能である。   In the present invention, as will be described below, the plate pipe body of the present invention is provided with a pipe-shaped recess in at least one of a plurality of metal plates (or at least a part of one metal plate). The hollow pipe having a predetermined shape is formed by being laminated on another metal plate (or other part of the metal plate) so as to completely or partially close the recess. These parts use plate piping. For this reason, heat pipes and heat sinks used for heat conduction and heat diffusion, printed wiring boards for the purpose of exhaust heat and heat dissipation, IC packages, interposers, CSPs (chip size packages or chip scale packages) and BGAs (ball grid arrays) ), And various MEMS (micro electro mechanical systems) applications.

以下に、本発明の実施形態を説明する。図1は、本発明のプレート配管体の一実施形態を示す概略断面図であり、2枚の金属板22と24とを積層した例を示している。金属板22には凹部を設けてあり、金属板24には凹部を設けていない平板状の金属板である。なお本発明のプレート配管体では、金属板の双方に対向する凹部を設けている構造も製造可能である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a plate piping body of the present invention, and shows an example in which two metal plates 22 and 24 are laminated. The metal plate 22 is a flat metal plate provided with a recess, and the metal plate 24 is not provided with a recess. In addition, in the plate piping body of this invention, the structure which provided the recessed part facing both metal plates can also be manufactured.

本発明に用いる金属板としては、複数枚の金属板を用いる場合には、少なくとも1枚には凹部を設けることが可能な素材で、この凹部を全部もしくは部分的に閉塞するように他の金属板を積層して所定形状の中空配管を形成することにより、プレート配管体を製造可能な素材であれば特にその種類は限定されず、プレート配管体の用途により適宜選択して用いることができる。また1枚の金属板を用いる場合には、少なくとも一部に配管状の凹部が設けられ、該凹部を全部もしくは部分的に閉塞するように該金属板の他の部分が折り重ねられたりして積層されて所定形状の中空配管を形成することにより、プレート配管体を製造可能な素材であれば特にその種類は限定されず、プレート配管体の用途により適宜選択して用いることができる。例えば、常温で固体である金属や、これらの金属のうち少なくとも1種類を含む合金や、これらの金属や合金を少なくとも1層有する積層体などである。なお金属板は、電解箔や圧延箔などの板材であってもよいし、板材にめっきや蒸着などによる膜材を予め積層したものであってもよいし、クラッド材などの積層体でもよいし、積層体に拡散処理などを施したものであってもよい。   As a metal plate used in the present invention, when a plurality of metal plates are used, at least one of the metal plates is a material that can be provided with a recess, and other metal is used so as to completely or partially close the recess. The material is not particularly limited as long as it is a material capable of producing a plate pipe body by stacking plates to form a hollow pipe having a predetermined shape, and can be appropriately selected depending on the use of the plate pipe body. In addition, when a single metal plate is used, a pipe-shaped recess is provided at least in part, and other portions of the metal plate are folded so as to completely or partially close the recess. The material is not particularly limited as long as it is a material capable of producing a plate pipe body by being laminated to form a hollow pipe having a predetermined shape, and can be appropriately selected and used depending on the use of the plate pipe body. For example, it is a metal that is solid at room temperature, an alloy containing at least one of these metals, or a laminate having at least one layer of these metals or alloys. The metal plate may be a plate material such as an electrolytic foil or a rolled foil, a plate material obtained by previously laminating a film material by plating or vapor deposition, or a laminate such as a clad material. The laminate may be subjected to diffusion treatment or the like.

常温で固体である金属とは、例えば、Al、Mg、Fe、Ni、Co、Cu、Zn、Pb、Ti、Nb、W、Ag、Pt、Au、Moなどである。これらの金属のうち少なくとも1種類を含む合金には、例えば、JISに規定の合金なども含むことができ、合金鋼やステンレス鋼の他にも、Cu系合金では、無酸素銅、タフピッチ銅、りん脱酸銅、丹銅、黄銅、快削黄銅、すず入り黄銅、アドミラルティ黄銅、ネーバル黄銅、アルミニウム青銅、白銅など、Al系合金では、1000系、2000系、3000系、5000系、6000系、7000系など、Ni系合金では、常炭素ニッケル、低炭素ニッケル、ニッケル−銅合金、ニッケル−銅−アルミニウム−チタン合金、ニッケル−モリブデン合金、ニッケル−モリブデン−クロム合金、ニッケル−クロム−鉄−モリブデン−銅合金、ニッケル−クロム−モリブデン−鉄合金などがある。また金属間化合物などの合金層も利用することができる。これらの金属や合金を少なくとも1層有する積層体とは、例えば、クラッド材、メッキ材、蒸着膜材などであり、層数に制限は特にない。   Examples of the metal that is solid at room temperature include Al, Mg, Fe, Ni, Co, Cu, Zn, Pb, Ti, Nb, W, Ag, Pt, Au, and Mo. The alloy containing at least one of these metals can include, for example, an alloy specified in JIS. In addition to alloy steel and stainless steel, in Cu-based alloys, oxygen-free copper, tough pitch copper, Phosphorus deoxidized copper, red brass, brass, free-cutting brass, tin-containing brass, admiralty brass, naval brass, aluminum bronze, bronze, etc. For Al alloys, 1000 series, 2000 series, 3000 series, 5000 series, 6000 series In the case of Ni-based alloys such as 7000 series, ordinary carbon nickel, low carbon nickel, nickel-copper alloy, nickel-copper-aluminum-titanium alloy, nickel-molybdenum alloy, nickel-molybdenum-chromium alloy, nickel-chromium-iron- There are molybdenum-copper alloy, nickel-chromium-molybdenum-iron alloy, and the like. An alloy layer such as an intermetallic compound can also be used. The laminate having at least one layer of these metals and alloys is, for example, a clad material, a plating material, a vapor deposition film material, etc., and the number of layers is not particularly limited.

本発明に用いる金属板の厚みは、プレート配管体を製造可能であれば特に限定はされず、プレート配管体の用途により適宜選定して用いることができる。例えば、5〜500μmである。5μm未満では充分な機械的強度を保持することが難しくなり、500μmを超えるとプレート配管体としての重量が重くなったり製造が難しくなったりする。好ましくは、10〜200μmである。   The thickness of the metal plate used for this invention will not be specifically limited if a plate piping body can be manufactured, It can select suitably according to the use of a plate piping body. For example, it is 5 to 500 μm. If the thickness is less than 5 μm, it is difficult to maintain sufficient mechanical strength. If the thickness exceeds 500 μm, the weight of the plate piping body becomes heavy or the manufacture becomes difficult. Preferably, it is 10-200 micrometers.

図1に示すプレート配管体20の製造について、活性化接合法を用いた製造方法について説明する。複数枚の金属板を用いて中空配管を形成する場合には、まず少なくとも1枚の金属板に配管部となる所定形状の凹部を設けるための形成加工を施す。次にこれらの金属板を真空槽内に複数枚装填し、真空層内の活性化処理装置に搬送して垂直または水平など適切な位置に処理すべき面を対向または並置した状態などで設置または把持して固定して、各々の金属板の接合予定面側を活性化処理する。次に金属板の活性化処理された面同士を対向させて圧接することにより、複数枚の金属板を接合して積層させて所定形状の中空配管を有するプレート配管体を製造する。この際の接合処理は、金属板を保持する装置が圧接装置を兼ねる場合には活性化処理後に設置または把持したまま圧接し、金属板を保持する装置が圧接装置を兼ねない場合にはプレス装置などの圧接装置に搬送して圧接を行うことにより達成することができる。さらに接合処理は真空層内で行ってもよいし、酸化や吸着などにより活性化処理面が再び不活性となってしまわない間の比較的短時間であれば真空層より取り出して接合処理を行ってもよい。   A manufacturing method using the activated bonding method will be described with respect to the manufacturing of the plate pipe body 20 shown in FIG. When forming a hollow pipe using a plurality of metal plates, first, a forming process for providing a concave portion having a predetermined shape to be a pipe portion is performed on at least one metal plate. Next, a plurality of these metal plates are loaded into the vacuum chamber and transferred to the activation processing device in the vacuum layer and installed in a state where the surfaces to be processed are arranged facing each other or aligned in an appropriate position such as vertical or horizontal. Holding and fixing, activation processing is performed on the side to be bonded of each metal plate. Next, the activated surfaces of the metal plates are opposed to each other and pressed, so that a plurality of metal plates are joined and laminated to produce a plate pipe body having a hollow pipe having a predetermined shape. In this case, when the device that holds the metal plate also serves as the pressure welding device, the joining process is performed by pressing while being installed or held after the activation process, and when the device that holds the metal plate also does not serve as the pressure welding device, the pressing device. It can achieve by carrying out pressure welding by conveying to a pressure welding apparatus. Furthermore, the bonding process may be performed in the vacuum layer, or if the activation surface is not deactivated again due to oxidation or adsorption, the bonding process is performed by removing it from the vacuum layer for a relatively short time. May be.

活性化処理は、以下のようにして実施する。すなわち、真空槽内に装填された金属板22および24をそれぞれ絶縁支持された一方の電極Aと接触させ、アース接地された他の電極Bとの間に、10〜1×10−3Paの極低圧不活性ガス雰囲気中で、1〜50MHzの交流を印加してグロー放電を行わせ、グロー放電によって生じたプラズマ中に露出される電極Aと接触した金属板22および24のそれぞれの接合予定面側の面積が、実効的に電極Bの面積の1/3以下となるようにスパッタエッチング処理する。不活性ガスとしては、ヘリウム、アルゴン、ネオン、キセノン、クリプトンなどやこれらを含む混合体を適用することができる。好ましくはヘリウムやアルゴンなどである。なお不活性ガス圧力が1×10−3Pa未満では安定したグロー放電が行いにくく高速エッチングが困難であり、10Paを超えると活性化処理効率が低下する。印加する交流は、1MHz未満では安定したグロー放電を維持するのが難しく連続エッチングが困難であり、50MHzを超えると発振し易く電力の供給系が複雑となり好ましくない。また効率よくエッチングするためには電極Aと接触した金属板22および24のそれぞれの面積を実効的に電極Bの面積より小さくする必要があり、実効的1/3以下とすることにより充分な効率でエッチング可能となる。 The activation process is performed as follows. That is, the metal plates 22 and 24 loaded in the vacuum chamber are brought into contact with one of the electrodes A that are insulated and supported, and 10 to 1 × 10 −3 Pa between the other electrode B that is grounded. In an extremely low pressure inert gas atmosphere, an alternating current of 1 to 50 MHz is applied to perform glow discharge, and each of the metal plates 22 and 24 that are in contact with the electrode A exposed to the plasma generated by the glow discharge is scheduled to be joined. Sputter etching is performed so that the area on the surface side is effectively 1/3 or less of the area of the electrode B. As the inert gas, helium, argon, neon, xenon, krypton, or a mixture containing these can be used. Preferred is helium or argon. If the inert gas pressure is less than 1 × 10 −3 Pa, stable glow discharge is difficult to perform and high-speed etching is difficult, and if it exceeds 10 Pa, the activation treatment efficiency decreases. If the alternating current applied is less than 1 MHz, it is difficult to maintain a stable glow discharge, and continuous etching is difficult, and if it exceeds 50 MHz, oscillation tends to occur and the power supply system becomes complicated, which is not preferable. In order to perform etching efficiently, the area of each of the metal plates 22 and 24 in contact with the electrode A needs to be effectively smaller than the area of the electrode B. Etching becomes possible.

その後、活性化処理された金属板22と24を積層接合する。積層接合は、金属板22および24の接合予定面側が対向するようにして両者を当接して重ね合わせ圧接装置で冷間圧接を施すことによって達成することができる。この際の積層接合は低温度で可能であり、金属板22および24ならびに接合部に組織変化や合金層の形成などといった悪影響を軽減または排除することが可能である。Tを金属板22、24の温度(℃)とするとき、0℃<T<300℃で良好な圧接状態が得られる。0℃以下では特別な冷却装置が必要となり、300℃以上では組織変化などの悪影響が生じてくるため好ましくない。また圧延率R(%)は、0.01%≦R≦30%であることが好ましい。0.01%未満では充分な接合強度が得られず、30%を超えると変形が大きくなり加工上好ましくない。より好ましくは、0.1%≦R≦3%である。さらに好ましくは、1%<R≦3%である。   Thereafter, the activated metal plates 22 and 24 are laminated and joined. Laminate joining can be achieved by bringing the metal plates 22 and 24 into contact with each other in such a manner that the surfaces to be joined face each other and performing cold pressure welding with an overlap pressure welding apparatus. Lamination bonding at this time can be performed at a low temperature, and adverse effects such as structural changes and formation of alloy layers at the metal plates 22 and 24 and the bonded portion can be reduced or eliminated. When T is the temperature (° C.) of the metal plates 22 and 24, a good pressure contact state is obtained at 0 ° C. <T <300 ° C. If it is 0 ° C. or lower, a special cooling device is required, and if it is 300 ° C. or higher, adverse effects such as changes in structure occur. The rolling rate R (%) is preferably 0.01% ≦ R ≦ 30%. If it is less than 0.01%, sufficient bonding strength cannot be obtained, and if it exceeds 30%, deformation becomes large, which is not preferable for processing. More preferably, 0.1% ≦ R ≦ 3%. More preferably, 1% <R ≦ 3%.

圧接装置は、金属板を把持または固定するプレス金型などで構成されており、少なくとも一方のプレス金型は、所定形状の凹部が形成された金属板の裏面凸部の形状に対応するように窪みが備えられており、圧接加工の際には金属板の凸部すなわち配管を形成する凹部が変形をしないように配されている。なお圧接装置はプレス装置に限定されるものではなくロール成形加工などの加工方法を用いるものであってもよい。これらの場合には、ロールもしくは金型に上述の窪みを備えるようにしてもよい。なお金型は放電加工やエッチング加工によって製作することが可能である。   The pressure welding apparatus is configured by a press die that holds or fixes a metal plate, and at least one of the press dies corresponds to the shape of the convex portion on the back surface of the metal plate in which the concave portion having a predetermined shape is formed. A depression is provided, and the convex portion of the metal plate, that is, the concave portion forming the pipe is arranged so as not to be deformed during the pressure welding. The pressure welding device is not limited to the press device, and may use a processing method such as roll forming. In these cases, the above-mentioned depression may be provided in the roll or the mold. The mold can be manufactured by electric discharge machining or etching.

プレート配管体の中空配管部の断面形状は特定のものに限定されているわけではなく、用途などに応じて種々の形態を採用することができる。例えば中空配管部の幅方向の距離よりも高さ方向との距離が大きい場合などである。これはプレート配管体が、軽量化を目的として金属板の薄肉化を目指している場合などには、プレート配管体の機械的性質が犠牲とされることもあり、その場合には剛性などを必要とする分野ではあまり適していなかった。このような場合に中空配管部の幅方向の長さよりも高さを大きく採ることによって剛性の問題に対処することが可能となってくる。またプレート配管体が熱拡散板などの放熱性を必要とするような適用分やの場合には、高さのある配管部によってプレート配管体の底面積に対して実行的な表面積が増えることになり放熱性を高める効果がある。なお断面形状は、三角形状でも円状、楕円状、台形状などの四角形状であってもかまわない。   The cross-sectional shape of the hollow pipe portion of the plate pipe body is not limited to a specific one, and various forms can be adopted depending on the application. For example, this is the case where the distance from the height direction is larger than the distance from the width direction of the hollow pipe portion. This is because the plate piping body may sacrifice the mechanical properties of the plate piping body when it is aimed to reduce the thickness of the metal plate for the purpose of weight reduction. It was not so suitable in the field. In such a case, it is possible to cope with the rigidity problem by taking the height larger than the length in the width direction of the hollow pipe portion. In addition, when the plate piping body requires heat dissipation such as a heat diffusion plate, the effective surface area increases with respect to the bottom area of the plate piping body due to the height of the piping section. It has the effect of improving heat dissipation. The cross-sectional shape may be a triangular shape or a square shape such as a circular shape, an elliptical shape, or a trapezoidal shape.

また1枚の金属板を用いて中空配管を形成する場合には、金属板の少なくとも一部に配管部となる所定形状の凹部を設けるための形成加工を施し、真空層内に装填して活性化処理を施す。次に折り曲げ加工などによって該凹部を全部もしくは部分的に閉塞するように該金属板の他の部分を折り重ねる加工を施す。折り重ね加工は、金属板の対向する部分が密着するように行ってもよいし、隙間を残していてもよい。この折り重ね加工をすることにより活性化処理面を対向させることができ、これに圧接加工を施すことにより所定形状の中空配管を有するプレート配管体を製造することができる。なお折り重ねの折り目となる部分は活性処理を無くすかあるいは活性化されても弱い活性ですむようにして折り重ね加工を行うことが可能である。例えば、プレス加工などによって凹部を形成する際に折り目部分も窪ませたり、さらには活性化を防止もしくは弱める薬剤などを折り目部分に塗布することなどにより活性を抑えることができる。あるいは活性化処理装置の電極形状に配慮しながら、予め比較的浅めの角度の折り目を付けておくといった方法を用いることもできる。   In addition, when forming a hollow pipe using a single metal plate, a forming process for providing a concave portion having a predetermined shape to be a pipe portion is performed on at least a part of the metal plate and loaded into the vacuum layer to activate the pipe. The process is applied. Next, a process of folding the other part of the metal plate is performed so as to completely or partially close the recess by a bending process or the like. The folding process may be performed so that opposing portions of the metal plate are in close contact with each other, or a gap may be left. By performing this folding process, the activation processing surfaces can be made to face each other, and a plate pipe body having a hollow pipe of a predetermined shape can be manufactured by performing pressure contact processing on this. It should be noted that the folding process can be performed in such a way that the portion that becomes the fold of the fold does not have the activation process or is weak even if activated. For example, the activity can be suppressed by recessing the crease when forming the recess by press working or by applying an agent that prevents or weakens activation to the crease. Alternatively, it is possible to use a method in which a relatively shallow crease is made in advance while considering the electrode shape of the activation processing apparatus.

以上のようにして積層接合することにより、所定形状を有するプレート配管体20を形成することができる。さらに必要により所定の大きさに切り出して、図1に示すようなプレート配管体20を製造することができる。またこのようにして製造されたプレート配管体20に、必要により残留応力の除去または低減などのために問題が生じない範囲で熱処理を施してもよいし、さらに半田めっきなどの膜材などを積層してもよい。また上記活性化処理工程と積層接合工程の間にスッパタリング工程を入れて、金属板22、24の一方または双方にそれらと同種または異種のスパッタリング層を形成させてもよい。また上述の活性化接合法の代わりに加熱圧接の方法を利用することなども可能である。また、ろう材や樹脂などの接着層を設けて接合することも可能である。例えば、上述の図1に示す積層材にSnなどの低融点金属や低融点合金を被覆して、加熱圧接を行ってもよい。   By laminating and bonding as described above, the plate pipe body 20 having a predetermined shape can be formed. Further, if necessary, the plate pipe body 20 as shown in FIG. 1 can be manufactured by cutting it into a predetermined size. Further, the plate pipe body 20 manufactured in this way may be subjected to heat treatment within a range that does not cause a problem in order to remove or reduce residual stress, if necessary, and a film material such as solder plating is laminated. May be. Further, a sputtering process may be inserted between the activation treatment process and the laminating and bonding process, and one or both of the metal plates 22 and 24 may be formed with the same or different types of sputtering layers. It is also possible to use a heat-pressure welding method instead of the above-described activated bonding method. It is also possible to provide an adhesive layer such as a brazing material or a resin for bonding. For example, the above-mentioned laminated material shown in FIG.

本発明の部品は、プレート配管体を用いたものであり、細径空洞を有する平板型マイクロヒートパイプとして熱拡散板などに利用することができる。プレート配管体の中空配管部の高さを幅方向の距離よりも大きくしているため、プレート配管体の表面積を著しく増大させることが可能であり、空冷にも好適な構造を有している。さらに細径空洞を導波路や導光路として利用することも可能であり、流体などの流路としても利用できる。またガス配管などとしても利用することも可能であり、ヘリウムやアルゴン、窒素などの不活性ガスは無論のこと、中空配管部の材料を適切に選ぶことにより、水素や酸素、メタンなど各種の気体に対応することができる。   The component of the present invention uses a plate piping body, and can be used for a heat diffusion plate or the like as a flat plate type micro heat pipe having a small-diameter cavity. Since the height of the hollow pipe portion of the plate pipe body is made larger than the distance in the width direction, the surface area of the plate pipe body can be remarkably increased, and the structure suitable for air cooling is provided. Further, the small-diameter cavity can be used as a waveguide or a light guide, and can be used as a flow path for fluid or the like. It can also be used as a gas pipe. Of course, inert gases such as helium, argon, and nitrogen, and various gases such as hydrogen, oxygen, and methane can be selected by appropriately selecting the material for the hollow pipe. It can correspond to.

以下に、実施例を図面に基づいて説明する。金属板22として厚み100μmの銅板を用い、幅300μm、深さ500μmの配管パターンの窪みとなるようにプレス成形を行った。次に金属板24として厚み100μmの銅板を用いて、プレス成形された金属板22と共にプレート配管体製造装置にセットし、真空槽内の活性化処理ユニットでそれぞれスパッタエッチング法によりそれぞれ活性化処理し、圧接ユニットで冷間圧接して積層接合してプレート配管体20を製造した。このプレート配管体の中空配管部にヒートパイプ作動体として純水を少量入れて、配管内部を減圧状態にして密封してヒートパイプを製造した。   Embodiments will be described below with reference to the drawings. A copper plate having a thickness of 100 μm was used as the metal plate 22, and press forming was performed so as to form a depression of a piping pattern having a width of 300 μm and a depth of 500 μm. Next, using a copper plate having a thickness of 100 μm as the metal plate 24, it is set together with the press-formed metal plate 22 in a plate pipe body manufacturing apparatus, and activated by a sputter etching method in an activation processing unit in the vacuum chamber. The plate piping body 20 was manufactured by cold pressure welding with a pressure welding unit and laminating and joining. A small amount of pure water was added as a heat pipe working body to the hollow pipe portion of the plate pipe body, and the inside of the pipe was sealed under reduced pressure to produce a heat pipe.

本発明の部品はプレート配管体を用いたものであり、熱伝導や熱拡散などに用いられるヒートパイプやヒートシンク、排熱や放熱などを目的としたプリント配線板、ICパッケージ、インターポーザ、CSP(チップサイズパッケージまたはチップスケールパッケージ)やBGA(ボールグリッドアレイ)などのICパッケージや、各種のMEMS(マイクロエレクトロメカニカルシステムズ)用途などにも好適に用いることが可能である。   The component of the present invention uses a plate piping body, such as heat pipes and heat sinks used for heat conduction and heat diffusion, printed wiring boards for exhaust heat and heat dissipation, IC packages, interposers, CSPs (chips). It can be suitably used for IC packages such as size packages or chip scale packages) and BGAs (ball grid arrays), and various MEMS (microelectromechanical systems) applications.

本発明のプレート配管体の一実施形態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows one Embodiment of the plate piping body of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

20 プレート配管体
22 金属板
24 金属板
20 Plate piping body 22 Metal plate 24 Metal plate

Claims (6)

複数枚の金属板の内少なくとも1枚に配管状の凹部が設けられ、該凹部を全部もしくは部分的に閉塞するように他の金属板に積層されることにより、所定形状の中空配管が形成されることを特徴とするプレート配管体。 A pipe-shaped recess is provided in at least one of the plurality of metal plates, and a hollow pipe having a predetermined shape is formed by being laminated on another metal plate so as to completely or partially close the recess. Plate piping body characterized by that. 1枚の金属板の少なくとも一部に配管状の凹部が設けられ、該凹部を全部もしくは部分的に閉塞するように該金属板の他の部分に積層されることにより、所定形状の中空配管が形成されることを特徴とするプレート配管体。
A pipe-shaped recess is provided in at least a part of one metal plate, and a hollow pipe having a predetermined shape is formed by being laminated on another part of the metal plate so as to completely or partially close the recess. A plate piping body characterized by being formed.
前記プレート配管体は、中空配管の少なくとも一部の中空部断面形状において、中空部の幅方向の距離に対して、中空部の高さ方向の距離が大きいことを特徴とする請求項1または2に記載のプレート配管体。 3. The plate pipe body according to claim 1, wherein a distance in a height direction of the hollow portion is larger than a distance in a width direction of the hollow portion in a cross-sectional shape of at least a part of the hollow pipe. Plate piping body as described in 1. 前記積層が、圧接装置の圧接面に前記所定形状の中空配管に対応するように非加圧部を設けて、前記複数枚の金属板を圧接して行われることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のプレート配管体。 The stacking is performed by press-contacting the plurality of metal plates by providing a non-pressurizing portion on the pressure-contact surface of a pressure-welding device so as to correspond to the hollow pipe having the predetermined shape. The plate piping body according to any one of 3 above. 請求項1〜4のいずれかに記載のプレート配管体を用いることを特徴とする部品。 A component using the plate piping body according to any one of claims 1 to 4. ヒートパイプ、ガス配管、プリント配線板、ICパッケージ、インターポーザ、MEMS用途のいずれかに適用されることを特徴とする請求項5に記載の部品。
6. The component according to claim 5, wherein the component is applied to any one of a heat pipe, a gas pipe, a printed wiring board, an IC package, an interposer, and a MEMS application.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103429061A (en) * 2013-09-04 2013-12-04 中山佳一电子技术有限公司 Empty-belly heat pipe radiator

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