JP4736048B2 - Electronic device cooling plate and method for manufacturing the electronic device cooling plate - Google Patents
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Description
本願発明は、強度および耐応力腐食割れ性(以下、耐SCC性)に優れた電子機器冷却板及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to an electronic device cooling plate excellent in strength and stress corrosion cracking resistance (hereinafter referred to as SCC resistance) and a method for producing the same.
電子機器用大型冷却装置に用いられる電子機器冷却板は、効率よく電子機器の冷却を行うため、その内部に冷却媒体を流通させる冷却路を形成することが必要とされる。そのため、例えばドリル等による機械的な穿孔により該冷却路を形成しようとすると、孔の径に対して穿孔可能な距離に限界があるため、大型の電子機器冷却板の作製は困難であった。又、単純な形状の孔しか形成できないので、高い熱交換性能を付与することも困難であった。 In order to efficiently cool an electronic device, an electronic device cooling plate used for a large-sized cooling device for electronic devices is required to form a cooling path through which a cooling medium flows. For this reason, for example, when the cooling path is formed by mechanical drilling with a drill or the like, there is a limit to the distance that can be drilled with respect to the diameter of the hole, making it difficult to manufacture a large electronic device cooling plate. In addition, since only simple holes can be formed, it is difficult to provide high heat exchange performance.
そこで、内部に複雑な形状の冷却路を形成するため、冷却路となる溝を予め表面に配設したアルミニウム合金板を2枚以上積層すると共に、ろう付けによって一体に接合することで、その内部に複雑な形状の冷却路を形成する方法が大型の電子機器冷却板の製造に好適であると考えられた。そのため、大気中無フラックス重ねろう付けによる積層金型製造用のアルミニウム合金板が提案されている(特許文献1参照)。ところが、7000系アルミニウム合金の大気中ろう付けでは、被ろう付け材の表面にMgOを主とした酸化皮膜が形成されるため、ろう付け性が低下して接合強度が低下したり、接合されないという不具合が生じる。その上、大気中に含まれる水分の影響により、得られた積層材中の水素濃度が高くなる傾向があり、耐SCC性に問題を生じることとなる。このため、該ろう付け作業を真空中で行うことが要求されるものである。 Therefore, in order to form a cooling path with a complicated shape in the interior, two or more aluminum alloy plates in which grooves serving as the cooling path are previously arranged are laminated and joined together by brazing. It was considered that a method of forming a cooling path having a complicated shape is suitable for manufacturing a large electronic device cooling plate. For this reason, an aluminum alloy plate for producing a laminated mold by fluxless brazing in the air has been proposed (see Patent Document 1). However, in the air brazing of the 7000 series aluminum alloy, an oxide film mainly composed of MgO is formed on the surface of the brazing material, so that the brazing property is lowered and the joining strength is lowered or the joining is not performed. A malfunction occurs. In addition, due to the influence of moisture contained in the atmosphere, the hydrogen concentration in the obtained laminated material tends to increase, which causes a problem in SCC resistance. For this reason, it is required to perform the brazing operation in a vacuum.
また、電子機器用大型冷却装置に用いられる電子機器冷却板は重量があり、該電子機器が鉄道車輌や航空機等の輸送機に用いられる場合は、その電子機器冷却板自体の軽量化が必要となる。その一方で、軽量化と同時に、破損事故等の発生を防止するため、該冷却板には高強度が要求される。 Moreover, the electronic device cooling plate used for the large-sized cooling device for electronic devices is heavy, and when the electronic device is used in a transportation machine such as a railway vehicle or an aircraft, it is necessary to reduce the weight of the electronic device cooling plate itself. Become. On the other hand, high strength is required for the cooling plate in order to reduce the weight and prevent the occurrence of damage accidents.
更に、電子機器用大型冷却装置において電子機器冷却板を使用するに当たっては、冷却板からの冷却媒体の漏出を確実に防止する必要がある。従って、該冷却板に用いられるアルミニウム合金材は、優れた接合性をも兼ね備える必要がある。そのため、3.0〜4.5wt%のZn、0.3〜0.8wt%のMg、0.2〜0.9wt%のMn、0.2〜0.5wt%のCrを含有したろう付け用アルミニウム合金(特許文献2)や、3.0〜4.0wt%のZn、0.3〜0.8wt%のMg、0.2〜0.9wt%のMn、0.05〜0.5wt%のZrを含有したろう付け用アルミニウム合金(特許文献3)等が提案されている。しかしながら、これらの合金ではろう付け後の強度が十分に得られず、該冷却板のさらなる軽量化のためにも、より高強度なろう付け用アルミニウム合金が必要となる。
本願発明は、上述の問題点を解決して、電子機器冷却板の軽量化を図りつつ、強度および耐SCC性に優れた電子機器冷却板及びその製造方法を提供するものである。 The present invention solves the above-described problems and provides an electronic device cooling plate excellent in strength and SCC resistance while reducing the weight of the electronic device cooling plate and a method for manufacturing the same.
上記課題を解決するため、本願発明の電子機器冷却板は、その内部に冷却媒体を循環させる冷却路を有するものとする。即ち、2枚以上の7000系アルミニウム合金の金属板体から構成され、該金属板体の表面に連続した溝を配設した上で、シート状のろう材を挟持しつつ真空ろう付けと共に、その後少なくとも冷却することによって一体に接合することで、該接合した2枚以上の金属板体の内部に冷却媒体が循環する冷却路を形成するものである。 In order to solve the above problem, the electronic device cooling plate of the present invention has a cooling path for circulating a cooling medium therein. That is, it is composed of two or more 7000 series aluminum alloy metal plate bodies, and a continuous groove is provided on the surface of the metal plate body, followed by vacuum brazing while sandwiching the sheet-like brazing material, and thereafter At least by cooling and joining together, a cooling path through which the cooling medium circulates is formed inside the joined two or more metal plate bodies.
具体的には、第1の特徴として、2枚の積層された7000系アルミニウム合金の金属板体から構成され、
積層される2枚の金属板体の対向する面の一方又は双方において、連続した溝を単独又は対称に配設した上、
該対向する2枚の金属板体の間にシート状のろう材を挟持し、
該2枚の金属板体を真空炉中で真空ろう付けすると共に、その後冷却することによって一体に接合することで、該接合した2枚の金属板体の内部に、冷却媒体が循環する冷却路を形成してなるものである。
Specifically, as a first feature, it is composed of two laminated 7000 series aluminum alloy metal plate bodies,
In one or both of the opposing surfaces of the two metal plates to be laminated, continuous grooves are disposed alone or symmetrically,
Sandwiching a sheet-like brazing material between the two opposing metal plates,
A cooling path in which a cooling medium circulates in the inside of the two metal plates joined together by vacuum brazing the two metal plates in a vacuum furnace and then joining them together by cooling. Is formed.
第2の特徴として、3枚の積層された7000系アルミニウム合金の金属板体から構成され、
積層される1枚目及び2枚目の金属板体の対向する面の一方又は双方において、連続した溝を単独又は対称に配設すると共に、
積層される2枚目及び3枚目の金属板体の対向する面の一方又は双方において、同じく連続した溝を単独又は対称に配設した上、
該対向する1枚目と2枚目の金属板体の間並びに同じく対向する2枚目と3枚目の金属板体の間に、それぞれシート状のろう材を挟持し、
該3枚の金属板体を真空炉中で真空ろう付けすると共に、その後冷却することによって一体に接合することで、該接合した3枚の金属板体の内部に、冷却媒体が循環する冷却路を形成してなるものである。
As a second feature, it is composed of three laminated 7000 series aluminum alloy metal plate bodies,
In one or both of the opposing surfaces of the first and second metal plates to be laminated, continuous grooves are disposed alone or symmetrically, and
On one or both of the opposing surfaces of the second and third metal plates to be laminated, the same continuous grooves are disposed independently or symmetrically,
A sheet-like brazing material is sandwiched between the opposing first and second metal plates and between the opposing second and third metal plates;
The three metal plate bodies are vacuum brazed in a vacuum furnace, and then cooled and then integrally joined together, so that a cooling medium circulates in the inside of the joined three metal plate bodies. Is formed.
第3の特徴として、3枚の積層された7000系アルミニウム合金の金属板体から構成され、
積層される2枚目の金属板体において、両面を貫通する連続したスリット溝を配設すると共に、他の2枚の金属板体において、2枚目の金属板体に対向する各面を平面又は該スリット溝と対称な連続した溝を配設した面とした上、
該対向する1枚目と2枚目の金属板体の間並びに同じく対向する2枚目と3枚目の金属板体の間に、それぞれシート状のろう材を挟持し、
該3枚の金属板体を真空炉中で真空ろう付けすると共に、その後冷却することによって一体に接合することで、該接合した3枚の金属板体の内部に、冷却媒体が循環する冷却路を形成してなるものである。
As a third feature, it is composed of three laminated 7000 series aluminum alloy metal plate bodies,
In the second metal plate to be laminated, continuous slit grooves penetrating both surfaces are provided, and in each of the other two metal plates, each surface facing the second metal plate is flat. Or on the surface provided with continuous grooves symmetrical to the slit grooves,
A sheet-like brazing material is sandwiched between the opposing first and second metal plates and between the opposing second and third metal plates;
The three metal plate bodies are vacuum brazed in a vacuum furnace, and then cooled and then integrally joined together, so that a cooling medium circulates in the inside of the joined three metal plate bodies. Is formed.
なお、上記電子機器冷却板の製造過程において行われる冷却は、真空ろう付け炉内で行っても、炉外で行っても良いものである。即ち、本願発明における冷却は、例えば以下のようにして行う。まず、炉内の場合、炉内が目的温度に達した時点で、炉の扉の開放、更にはファンによる送風等により炉内に新鮮な空気を導入するか、又は、炉を閉じたままで炉内に不活性ガスを導入することで行うものである。一方炉外の場合、製品を直接炉外に搬出して、更にはファンの送風等により行うものである。その結果、上記冷却の効果は、炉内で扉を開けることにより空気を導入する方法、炉内で扉を開けた上で、ファンによる送風を行う方法、炉外に搬出する方法、炉外に搬出した上で、ファンによる送風を行う方法、の順に高くなる。冷却後の製品は、自然時効により強度上昇が起こり、必要とする強度特性が得られるものとなる。 The cooling performed in the manufacturing process of the electronic device cooling plate may be performed in a vacuum brazing furnace or outside the furnace. That is, the cooling in the present invention is performed as follows, for example. First, in the case of the furnace, when the furnace temperature reaches the target temperature, fresh air is introduced into the furnace by opening the door of the furnace, blowing air with a fan, or the like, or leaving the furnace closed. This is done by introducing an inert gas into the inside. On the other hand, in the case of outside the furnace, the product is directly carried out of the furnace, and further performed by blowing a fan or the like. As a result, the effect of the cooling is that the method of introducing air by opening the door in the furnace, the method of blowing air with a fan after opening the door in the furnace, the method of carrying out of the furnace, the outside of the furnace After carrying out, it becomes high in order of the method of blowing with a fan. The product after cooling is increased in strength by natural aging, and the required strength characteristics can be obtained.
第4の特徴として、上記第1乃至第3の各々の特徴を踏まえた上で、真空ろう付け後に行う上記冷却を、200℃まで平均冷却速度200℃/h以上、1000℃/h以下での急速冷却とし、その後室温まで冷却してなるものとするものである。 As a fourth feature, the cooling performed after vacuum brazing is performed at an average cooling rate of 200 ° C./h or more and 1000 ° C./h or less up to 200 ° C. in consideration of each of the first to third features. It is assumed to be rapid cooling and then cooled to room temperature.
ところで、真空ろう付け後に行われる冷却を、ろう付け温度から200℃までを平均冷却速度200℃/h以上、1000℃/h以下の速度で冷却するものとし、その後室温まで冷却するものとしているが、これは、ろう付け温度から200℃までの平均冷却速度が前記範囲の下限未満の場合は、Zn、Mg、Cu元素の粗大析出が生じ、十分な強度が得られないからである。一方、前記範囲の上限を超えた場合には、耐SCC性が低下するとともに、冷却板内部に大きな残留応力が発生し、長期使用した場合にSCCが発生し、冷却板としての十分な機能を果たさなくなるためである。 By the way, the cooling performed after the vacuum brazing is performed from the brazing temperature to 200 ° C. at an average cooling rate of 200 ° C./h or more and 1000 ° C./h or less, and then cooled to room temperature. This is because when the average cooling rate from the brazing temperature to 200 ° C. is less than the lower limit of the above range, coarse precipitation of Zn, Mg, and Cu elements occurs, and sufficient strength cannot be obtained. On the other hand, when the upper limit of the above range is exceeded, the SCC resistance is reduced, and a large residual stress is generated inside the cooling plate, and SCC is generated when used for a long period of time. This is because it will not be fulfilled.
第5の特徴として、上記第1の特徴乃至第4の各々の特徴を踏まえた上で、電子機器冷却板を構成する金属板体である7000系アルミニウム合金材を、Zn:4.1〜10.0%(質量%、以下同じ)、Mg:0.9〜2.0%、Cu:0.05〜0.30%を含有し、さらにMn:0.05%〜0.50%、Cr:0.05〜0.30%、Zr:0.05〜0.20%の1種以上を含有し、残部Al及び不可避不純物としてなるものとするものである。 As a fifth feature, based on each of the first to fourth features, a 7000 series aluminum alloy material that is a metal plate constituting the electronic device cooling plate is made of Zn: 4.1-10. 0.0% (mass%, the same applies hereinafter), Mg: 0.9 to 2.0%, Cu: 0.05 to 0.30%, Mn: 0.05% to 0.50%, Cr : 0.05 to 0.30%, Zr: 0.05 to 0.20%, and the balance is Al and inevitable impurities.
ところで、上記電子機器冷却板を構成する金属板体の7000系アルミニウム合金材において、Zn、Mg、Cu、及びMn、Cr、Zrについて、その含有量の範囲を前記のとおり規定するのは以下の理由によるものである。 By the way, in the 7000 series aluminum alloy material of the metal plate constituting the electronic device cooling plate, the range of the content of Zn, Mg, Cu, and Mn, Cr, Zr is specified as described above. This is for a reason.
まず、ZnはMgと共存して強度を向上させるように作用するため、その含有量は4.1〜10.0%でなければならない。即ち、前記範囲の下限未満では強度向上の効果が小さく、逆に上限を超えて含有すると融点が低下するため、ろう付けに際して溶融しやすくなるからである。
そのため、さらに好ましいZnの含有範囲は、4.1〜7.5%であり、最も好ましい含有範囲は4.5〜5.0%である。
First, since Zn acts together with Mg to improve the strength, its content must be 4.1 to 10.0%. That is, if the content is less than the lower limit of the above range, the effect of improving the strength is small. Conversely, if the content exceeds the upper limit, the melting point is lowered, so that it is easy to melt during brazing.
Therefore, the more preferable content range of Zn is 4.1 to 7.5%, and the most preferable content range is 4.5 to 5.0%.
次に、MgはZnと共存して強度を向上させるように作用するため、その含有量は0.9〜2.0%でなければならない。即ち、前記範囲の下限未満では強度向上の効果が小さく、逆に上限を超えて含有すると融点が低下するため、ろう付けに際して溶融しやすくなって、ろう付けでの接合強度が低下するからである。
そのため、さらに好ましいMgの含有範囲は1.0〜2.0%であり、最も好ましい含有範囲は1.4〜1.9%である。
Next, since Mg acts together with Zn to improve the strength, its content must be 0.9 to 2.0%. That is, if the content is less than the lower limit of the above range, the effect of improving the strength is small, and conversely if the content exceeds the upper limit, the melting point is lowered, so that it is easy to melt at the time of brazing and the joint strength in brazing is lowered. .
Therefore, the more preferable content range of Mg is 1.0 to 2.0%, and the most preferable content range is 1.4 to 1.9%.
そして、Cuは微量に添加することで、耐SCC性を向上させるように機能するため、その含有量は0.05〜0.30%が好ましい。即ち、前記範囲の下限未満、あるいは上限を超えて含有すると、いずれも耐SCC性が低下するからである。さらに、Cuは上限を超えて含有すると、焼入れ感受性が高くなるため、真空ろう付け後に行う冷却で十分な焼きが入らなくなり、強度の低下をも招く。
そのため、さらに好ましいCuの含有範囲は0.05〜0.20%、最も好ましい含有範囲は0.10〜0.20%である。
And since Cu functions so that SCC resistance may be improved by adding trace amount, its content is preferably 0.05 to 0.30%. That is, if the content is less than the lower limit or exceeds the upper limit, the SCC resistance decreases. Furthermore, if Cu is contained in excess of the upper limit, the quenching sensitivity is increased, so that sufficient quenching cannot be performed by cooling performed after vacuum brazing, resulting in a decrease in strength.
Therefore, the more preferable Cu content range is 0.05 to 0.20%, and the most preferable content range is 0.10 to 0.20%.
また、Mn、Cr、Zrはいずれも選択的に含有する元素であり、1種以上を含有することで、結晶粒を微細化し、ろう付け性を向上させるとともに、耐SCC性の向上にも作用するため、その含有量は各々、Mn:0.05〜0.50%、Cr:0.05〜0.30%、及びZr:0.05〜0.20%でなければならない。即ち、いずれの元素もその範囲の下限未満ではろう付け性及び耐SCC性の低下を招き、また、上限を超えて含有すると鋳造時に粗大化合物を形成して、鋳造割れを発生したり、熱間圧延又は熱間押出時に割れが発生しやすくなり、素材の製造に支障をきたすからである。
そのため、さらに好ましい上記Mn、Cr、Zrの含有範囲は、Mn:0.15〜0.50%、Cr:0.05〜0.25%、Zr:0.10〜0.20%であり、最も好ましい含有範囲は、Mn:0.30〜0.50%、Cr:0.10〜0.20%、Zr:0.12〜0.18%である。
In addition, Mn, Cr, and Zr are all elements that are selectively contained. By containing one or more, Mn, Cr, and Zr can refine crystal grains, improve brazing properties, and also improve SCC resistance. Therefore, the contents must be Mn: 0.05 to 0.50%, Cr: 0.05 to 0.30%, and Zr: 0.05 to 0.20%, respectively. That is, if any element is less than the lower limit of the range, the brazing property and the SCC resistance are lowered, and if it exceeds the upper limit, a coarse compound is formed at the time of casting, causing a casting crack, This is because cracks are likely to occur during rolling or hot extrusion, which hinders the production of the material.
Therefore, the more preferable content ranges of Mn, Cr and Zr are Mn: 0.15 to 0.50%, Cr: 0.05 to 0.25%, Zr: 0.10 to 0.20%, The most preferable content ranges are Mn: 0.30 to 0.50%, Cr: 0.10 to 0.20%, and Zr: 0.12 to 0.18%.
ところで、不可避不純物として、Si、Fe、Tiが挙げられるが、各不純物元素の含有量として、Siは0.30%以下、Feは0.35%以下、Tiは0.05%以下が好ましいものである。 By the way, Si, Fe, and Ti are listed as unavoidable impurities, but the content of each impurity element is preferably 0.30% or less for Si, 0.35% or less for Fe, and 0.05% or less for Ti. It is.
そして、第6の特徴として、上記第1乃至第5の各々の特徴を踏まえた上で、真空ろう付け過程において、使用するろう材がAl−Si系あるいはAl−Si−Mg系合金板の単板、又はそれらをアルミニウム板あるいはアルミニウム合金板の両面にクラッドしたものであって、真空炉中でのろう付け温度を570℃以上、600℃以下とするものである。 As a sixth feature, based on each of the first to fifth features, the brazing material to be used in the vacuum brazing process is an Al-Si-based or Al-Si-Mg-based alloy plate. A plate, or those clad on both surfaces of an aluminum plate or an aluminum alloy plate, and brazing temperature in a vacuum furnace is set to 570 ° C. or more and 600 ° C. or less.
このように、ろう付けは真空炉中で570℃以上、600℃以下のろう付け温度で行われるが、昇温に要する時間(昇温速度)は特に制限されない。しかし、ろう付けの温度が前記範囲の下限未満の場合は、ろう材の溶解が不十分になることから接合強度が低下したり、接合されない不具合が発生する。一方、ろう付けの温度が前記範囲の上限を超えた場合は、被ろう付け材である7000系アルミニウム合金の金属板体自体の溶融が生じるため好ましくない。更に、この真空ろう付け過程において、被ろう付け材の溶体化処理が同時に行われることから、Zn、Mg、Cu元素を含む7000系アルミニウム合金の金属板体においては、450℃以上でZn、Mg、Cu元素の固溶が起こり、ろう付け温度までの昇温過程で十分な固溶状態が得られることとなるが、さらに好ましいろう付け温度範囲は580℃以上、590℃以下である。 As described above, brazing is performed in a vacuum furnace at a brazing temperature of 570 ° C. or higher and 600 ° C. or lower, but the time required for temperature increase (temperature increase rate) is not particularly limited. However, when the brazing temperature is less than the lower limit of the above range, the brazing material is insufficiently melted, so that the bonding strength is lowered or the bonding is not performed. On the other hand, when the brazing temperature exceeds the upper limit of the above range, melting of the metal plate body of the 7000 series aluminum alloy, which is the brazing material, is not preferable. Furthermore, since the solution treatment of the brazing material is simultaneously performed in this vacuum brazing process, in a 7000 series aluminum alloy metal plate containing Zn, Mg, Cu elements, Zn, Mg at 450 ° C. or higher. In this case, a sufficient solid solution state is obtained in the process of raising the temperature to the brazing temperature, but a more preferable brazing temperature range is 580 ° C. or more and 590 ° C. or less.
ところで、真空ろう付け過程において、そのろう付け温度を600℃以下とするために、使用するろう材の液相線温度を600℃以下とする必要があるが、その場合Al−Si系あるいはAl−Si−Mg系合金板の単板、又はそれらをアルミニウム板あるいはアルミニウム合金板の両面にクラッドしたもののSi含有量は8.0%以上となっている。 By the way, in the vacuum brazing process, in order to set the brazing temperature to 600 ° C. or lower, the liquidus temperature of the brazing material to be used needs to be set to 600 ° C. or lower. The Si content of a single plate of Si—Mg-based alloy plates, or those clad on both surfaces of an aluminum plate or an aluminum alloy plate is 8.0% or more.
ここで、ろう材をクラッド材とする際の心材となるアルミニウム板は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金板が適宜用いられるが、Al−Si系合金板を皮材とする場合、Al−Mn−Mg系合金板が心材として好適に採用できる。また、Al−Si−Mg系合金を皮材とする場合、Al−Mn系合金、Al−Mn−Mg系合金が心材として好適に採用できるものである。 Here, the aluminum plate used as the core material when the brazing material is the clad material is suitably an aluminum or aluminum alloy plate. When an Al-Si alloy plate is used as the skin material, an Al-Mn-Mg alloy is used. A plate can be suitably employed as the core material. Further, when an Al—Si—Mg alloy is used as a skin material, an Al—Mn alloy or an Al—Mn—Mg alloy can be suitably used as the core material.
更に、第7の特徴として、上記複数積層された7000系アルミニウム合金の金属板体の厚さを10mm以上としてなることを特徴とするものである。ここで、該7000系アルミニウム合金の金属板体の厚さを10mm以上とするのは、接合時における表面加工性や、製品である電子機器冷却板での強度を確保するためである。 Furthermore, as a seventh feature, the thickness of the plurality of 7000 series aluminum alloy metal plates stacked is 10 mm or more. The reason why the thickness of the metal plate of the 7000 series aluminum alloy is 10 mm or more is to ensure the surface workability at the time of joining and the strength of the electronic device cooling plate as a product.
なお、ろう付けされる7000系アルミニウム合金材の金属板体自体の製造方法について説明する。まず、例えば前記組成を有する7000系アルミニウム合金鋳塊を、例えばDC鋳造法によって作製すると共に、得られた鋳塊について均質化処理を行う。この均質化処理は400℃以上、550℃以下の温度で行うのが一般的である。次に、その均質化処理を行った鋳塊を、熱間圧延または熱間押出により、必要な大きさに加工する。なお熱間圧延または熱間押出後に、板厚の精度を上げるため冷間圧延を行っても良く、又、材料を必要なサイズよりも大きめに作製し、切削加工によって必要な大きさに調整しても良い。このようにして厚さ10mm以上の7000系アルミニウム合金材の金属板体が得られる。 In addition, the manufacturing method of the metal plate body itself of 7000 series aluminum alloy material brazed is demonstrated. First, for example, a 7000 series aluminum alloy ingot having the above composition is produced by, for example, a DC casting method, and the obtained ingot is homogenized. This homogenization treatment is generally performed at a temperature of 400 ° C. or higher and 550 ° C. or lower. Next, the homogenized ingot is processed into a required size by hot rolling or hot extrusion. After hot rolling or hot extrusion, cold rolling may be performed to increase the accuracy of the plate thickness, and the material is made larger than the required size and adjusted to the required size by cutting. May be. In this way, a metal plate of a 7000 series aluminum alloy material having a thickness of 10 mm or more is obtained.
本願発明は、電子機器の発熱箇所に応じた冷却路を形成できるため効率よく冷却を行えると共に、軽量かつ強度および耐SCC性に優れた電子機器冷却板を提供することになる。そのため、当該電子機器冷却板を備えた冷却装置は、鉄道車輌や航空機に好適に用いられるものとなる。 The present invention provides an electronic device cooling plate that can be efficiently cooled because it can form a cooling path corresponding to the heat generation location of the electronic device, and that is lightweight, excellent in strength and SCC resistance. Therefore, the cooling device provided with the electronic device cooling plate is suitably used for railway vehicles and aircraft.
以下において、本願発明の実施例である電子機器冷却板について図1乃至図5に基づいて説明する。
なお、これらの実施例は、本願発明の好ましい一実施態様を説明するためのものであって、これにより本願発明が制限されるものでない。
Hereinafter, an electronic device cooling plate according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In addition, these Examples are for demonstrating one preferable embodiment of this invention, Comprising: This invention is not restrict | limited by this.
図1は、本願発明の第1実施例である2枚の金属板体から構成される電子機器冷却板1の真空ろう付け接合前後を示す断面図である。即ち、2は7000系アルミニウム合金材の金属板体、3は平面、4は連続した溝、5はシート状のろう材、6は接合層、7は該金属板体2、2の接合により形成される、例えばプロピレングリコール水溶液等の冷却媒体が循環する冷却路である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing before and after vacuum brazing joining of an electronic
ここで、上記第1実施例は、次のようにして製造されるものである。即ち、厚さ10mm以上の積層される2枚の7000系アルミニウム合金の金属板体2、2のうち、一方の金属板体2の一面に、連続した溝4を配設する。また、他方の金属板体2の一面は平面3にするものである。
その上で、該2枚の金属板体2、2において、連続した溝4を配設した面と平面3を対向させながら、その間にAl−Si系のシート状であるろう材5を挟持させる〔図1(イ)参照〕。
更に、該2枚の金属板体2、2を真空炉中、ろう付け温度を580℃として真空ろう付けすると共に、その後少なくとも200℃まで、平均冷却速度500℃/hで急速冷却することによって接合層6を形成し、一体に接合するものである。
その結果、一体に接合した2枚の金属板体2、2の内部に冷却路7が形成されるとともに〔図1(ロ)参照〕、該冷却路7の両端が各金属板体2,2に設けられた吸入孔及び排出孔(図示せず)に連通して冷却媒体が該冷却路7を循環する。
Here, the first embodiment is manufactured as follows. That is, the continuous groove |
Then, the
Further, the two
As a result, a
そして、上記電子機器冷却板1の内部に形成される冷却路7内を冷却媒体が循環することにより、該電子機器冷却板1を構成する金属板体2、2は冷却される。そのため、該金属板体2、2を取り付けた電子機器は、その発生した熱を金属板体2、2に奪われることで冷却されるものとなる。
Then, when the cooling medium circulates in the
図2は、本願発明の第1実施例の変形例である電子機器冷却板1’の真空ろう付け接合前後の断面図である。即ち、積層される2枚の金属板体2、2の対向する両面にも第1実施例と同様の連続した溝4が対称に配設されているものである。そして、該溝4が対称に配設される2枚の金属板体2、2の各面を対向させながら、上記シート状のろう材5を挟持させ〔図2(イ)参照〕、上記第1実施例と同様の条件の下、真空ろう付け及び急速冷却を行うことで、接合層6を形成し、一体に接合するものである。その結果、この電子機器冷却板1’の内部には、より断面積の大きい冷却路7’が形成されるものとなる〔図2(ロ)参照〕。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the electronic device cooling plate 1 ', which is a modification of the first embodiment of the present invention, before and after vacuum brazing. That is,
図3は、本願発明の第2実施例であり、積層された3枚の金属板体2、2、2から構成される電子機器冷却板1aの真空ろう付け接合前後を示す断面図である。即ち、2は7000系アルミニウム合金材の金属板体、3は平面、4aは連続した溝、5は第1実施例と同じシート状のろう材、6は接合層、7aは該金属板体2、2、2の接合により形成される冷却媒体が循環する冷却路である。
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention and is a cross-sectional view showing before and after vacuum brazing joining of an electronic device cooling plate 1a composed of three laminated
ここで、上記第2実施例である電子機器冷却板1aは、次のようにして製造されるものである。即ち、第2実施例の電子機器冷却板1aは、積層される3枚の7000系アルミニウム合金の金属板体2、2、2から構成される。そのうち、積層順として2枚目となる1枚の金属板体2において、その両面に、連続した溝4aを配設する。また、他の2枚の金属板体2,2の一面は平面3とするものである。なお、該平面3とする他の1枚目及び3枚目の2枚の金属板体2,2の一面において、該連続した溝4aと対称の連続した溝を配設するものであってもよい。
そして、上記溝4aを配設する金属板体2を中心に、その両面方向より他の2枚の金属板体2の平面3を対向させながら、その間に上記シート状のろう材5を挟持させる〔図3(イ)参照〕。
更に、該3枚の金属板体2、2、2を、本願発明の第1実施例と同様の条件の下で、真空炉中で真空ろう付けすると共に、その後急速冷却することによって接合層6を形成し、一体に接合するものである。
その結果、一体に接合する3枚の金属板体2、2、2の内部に冷却媒体が循環する冷却路7aが形成される〔図3(ロ)参照〕。その際、溝4aを両面に配設した金属板体2の両側にそれぞれ冷却路7a、7aが形成されるが、各冷却路7aをそれぞれ独立のものとして、各別にその両端において吸入孔及び排出孔(図示せず)にそれぞれ連通させても、あるいは該金属板体2を貫通する孔によって、その両側に形成された各冷却路7a、7aの端部を相互に連通させて、各冷却路7a、7aの残る端部を吸入孔及び排出孔(図示せず)にそれぞれ連通させてもよい。
そして、この電子機器冷却板1aも本願発明の第1実施例である電子機器冷却板1、1’と同様に、内部に冷却媒体を循環させることで、該電子機器冷却板1aが取り付けられた電子機器から熱を奪い、冷却を行うものであり、その両面において冷却を行うことも可能となる。
Here, the electronic device cooling plate 1a according to the second embodiment is manufactured as follows. That is, the electronic device cooling plate 1a of the second embodiment is composed of three 7000 series aluminum alloy
Then, the sheet-
Further, the three
As a result, a
And this electronic device cooling plate 1a was attached to the electronic device cooling plate 1a by circulating a cooling medium inside, similarly to the electronic
図4は、本願発明の第2実施例の変形例である電子機器冷却板1a’の真空ろう付け接合前後の断面図である。即ち、積層される3枚の上記金属板体2、2、2のうち、積層順として1枚目及び3枚目となる2枚の金属板体2,2の一面に互いに対称となる連続した溝4aが配設されている。
そして、他1枚の金属板体2を中心として、1枚目及び3枚目の金属板体2、2の溝4aが配設される面を対向させながら、上記のシート状のろう材5を挟持させる〔図4(イ)参照〕。
更に、上記第1実施例と同様の条件の下で、真空ろう付け及び急速冷却を行うものである。
その結果、本願発明の電子機器冷却板1a’の内部には、2段の冷却路7a、7aが形成される〔図4(ロ)参照〕。その際、2段の冷却路7a、7aの独立性あるいは連通並びに吸入孔及び排出孔との関係は、前記図3の場合と同様である。そして、該電子機器冷却板1a’が取り付けられた電子機器から熱を奪い、冷却を行うものであり、その両面において電子機器の冷却が可能となる。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the electronic device cooling plate 1a ′, which is a modification of the second embodiment of the present invention, before and after vacuum brazing. That is, among the three
Then, the sheet-
Further, vacuum brazing and rapid cooling are performed under the same conditions as in the first embodiment.
As a result, two-
図5は、本願発明の第3実施例であり、積層された3枚の金属板体2、2、2から構成される電子機器冷却板1a”の真空ろう付け接合前後を示す断面図である。即ち、2は7000系アルミニウム合金材の金属板体、3は平面、8は1枚の金属板体2において、両面を貫通しつつ連続したスリット溝、5は第1実施例と同じシート状のろう材、6は接合層、7bは該金属板体2、2、2の接合により形成される冷却媒体が循環する冷却路である。
そして、連続するスリット溝8を配設する該金属板体2を中心として、他の2枚の金属板体2、2の平面3を対向させながら、Al−Si系のシート状のろう材5を挟持させる〔図5(イ)参照〕。
更に、該3枚の金属板体2、2、2を、上記第1実施例と同様の条件の下で、真空ろう付け及び急速冷却を行うものである。
その結果、本願発明の電子機器冷却板1a”の内部には、断面積の大きい冷却路7bが形成される〔図5(ロ)参照〕とともに、該冷却路7の両端が両側の金属板体2,2に設けられた吸入孔及び排出孔(図示せず)に連通して冷却媒体が該冷却路7を循環する。そのため、この電子機器冷却板1a”も本願発明の第2実施例である電子機器冷却板1a、1a’と同様に、該冷却路7の内部に冷却媒体を循環させることで、該電子機器冷却板1a”が取り付けられた電子機器から熱を奪い、冷却を行うものである上、該電子機器冷却板1a”の両面において電子機器の冷却が可能となる。
なお、上記両側2枚の金属板体2、2の一面は平面としたが、該スリット溝8と対称の連続した溝を同様に配設することによって、より大きな断面積を有する冷却路7bを、電子機器冷却板1a”の内部に形成することもできる。
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view showing before and after vacuum brazing joining of an electronic device cooling plate 1a ″ composed of three laminated
Then, with the
Further, the three
As a result, a
Although one surface of the two
そこで更に、本願発明における電子機器冷却板1を構成する金属板体の7000系アルミニウム合金について、所定の含有範囲内で、Zn、Mg、Cu、を含有するとともにMn、Cr、Zrの1種以上を含有し、更に残部Al及び不可避不純物からなるものとした上で、引張強度や耐SCC性により、その効果を確認した。
Therefore, the 7000 series aluminum alloy of the metal plate constituting the electronic
そのために、本願発明の各実施例の供試材は、次のようにして作製した。即ち、表1に示す化学成分を有するアルミニウム合金A〜Fについて、DC鋳造法により厚さ300mm、幅500mm、長さ1000mmの鋳塊を作製し、450℃で10時間の均質化処理を行い、熱間圧延を行うことで厚さ25mm、幅400mm、長さ600mmのろう付け用サンプルを各2枚作製し、2枚で1組のろう付け試験用サンプルとした。そして、ろう付けを行う面について、機械的に1mmの深さの面削を行い、さらに2枚のうちの1枚について、幅中央部に幅2mm、深さ2mmの溝を長手全長に亘って10mm間隔で5本、機械的に配設した。そして、それぞれ組になった同一合金の2枚のサンプルの間に4045合金の厚さ0.2mmのろう材を挟持し、厚さ50mm、幅600mm、長さ800mmのステンレス製の2枚のブロックを上下に配置することで、該サンプルを挟み、真空ろう付け炉内に挿入した。ろう付けは、3時間で585℃まで昇温し、585℃に達した時点でそのまま炉内で室温までの冷却を開始した。このとき、585℃から200℃までの平均冷却速度を600〜700℃/hで行い、その後、室温までの冷却後、室温で30日間保持した。 Therefore, the test materials of the examples of the present invention were produced as follows. That is, for the aluminum alloys A to F having the chemical components shown in Table 1, an ingot having a thickness of 300 mm, a width of 500 mm, and a length of 1000 mm is produced by a DC casting method, and homogenized at 450 ° C. for 10 hours. Two pieces of brazing samples each having a thickness of 25 mm, a width of 400 mm, and a length of 600 mm were produced by hot rolling, and two pieces were used as a set for brazing test. Then, the surface to be brazed is mechanically chamfered to a depth of 1 mm, and a groove having a width of 2 mm and a depth of 2 mm is provided over the entire length of one of the two sheets. Five were mechanically arranged at 10 mm intervals. Then, a brazing material having a thickness of 0.25 mm of 4045 alloy is sandwiched between two samples of the same alloy each paired, and two blocks made of stainless steel having a thickness of 50 mm, a width of 600 mm, and a length of 800 mm The sample was sandwiched by placing it vertically and inserted into a vacuum brazing furnace. In brazing, the temperature was raised to 585 ° C. in 3 hours, and when the temperature reached 585 ° C., cooling to room temperature was started in the furnace. At this time, the average cooling rate from 585 ° C. to 200 ° C. was performed at 600 to 700 ° C./h, and then cooled to room temperature and then kept at room temperature for 30 days.
一方、比較例の供試材は、表2に示す化学成分を有する7000系アルミニウム合金G〜Mについて、上記本願発明と同様の製造方法により製造した。 On the other hand, the test material of the comparative example was manufactured for the 7000 series aluminum alloys G to M having the chemical components shown in Table 2 by the same manufacturing method as in the present invention.
そして、上記本願発明の各実施例の供試材と、比較例の供試材とについて、下記に示す条件で引張性質および耐SCC性の評価を行った。
まず、引張性質は、板幅方向が引張試験方向に一致するように、JIS Z 2201に規定されている10号試験片を作製し、常温で引張試験を行い、引張強さ、耐力、伸びを測定する。なお、試験片採取の際、ろう付け部分を含まないよう、表面が20mmの深さの範囲でサンプリングを行う。
次に、耐SCC性は、引張応力の発生方向が厚さ方向に一致するよう、JIS H 8711の附属書5図2に記載のCリング試験片を作製し、引張試験で得られた耐力の90%をJIS H 8711の付属書5図3のa)に記載の条件で負荷する。この際使用する試験液はJIS H8711に準拠した3.5%NaCl水溶液を用い、25℃で浸せき10分、乾燥50分のサイクルを繰り返すことで、最長30日間のSCC試験を行う。そして、毎日1回づつ試験片表面を目視で観察し、3mm以上の長さの割れが確認できたときに割れが発生したと判断し、割れの発生日数を測定する。
And about the test material of each Example of the said invention of this application, and the test material of a comparative example, tensile property and SCC resistance were evaluated on the conditions shown below.
First, the tensile properties are such that a No. 10 test piece defined in JIS Z 2201 is prepared so that the sheet width direction matches the tensile test direction, and a tensile test is performed at room temperature to determine the tensile strength, yield strength, and elongation. taking measurement. When collecting the test piece, the surface is sampled within a depth range of 20 mm so as not to include the brazed portion.
Next, the SCC resistance was obtained by preparing a C-ring test piece shown in FIG. 2 of
その結果、本願発明の各実施例の供試材による試験材1〜6は、表3に示すように、いずれも高い強度特性を示すとともに、30日間のSCC試験においても割れの発生は認められなかった。一方、比較例の供試材による試験材11〜17は、表4に示すようになった。即ち、試験材11はZnおよびMgが下限未満のため、強度が低かった。試験材12はZn及びMgが上限を超えて含有されたため、ろう付け時に材料が溶融してしまい、ろう付けできなかった。試験材13はCuが下限未満のため、耐SCC性が低下した。試験材14はMn,Cr,Zrが全て下限未満のため、耐SCC性が低下した。試験材15はMnが上限を超えて含有されたため、鋳造時に粗大化合物を形成してしまい、鋳造割れが発生したため鋳造できなかった。試験材16はCrが上限を超えて含有されたため、鋳造時に粗大化合物が形成してしまい、熱間圧延で割れが発生し、サンプルを作成できなかった。試験材17はZrが上限を超えて含有されたため、鋳造時に粗大化合物を形成してしまい、熱間圧延で割れが発生し、サンプルを作製できなかった。
As a result, as shown in Table 3, the
以上より、本願発明における電子機器冷却板を構成する金属板体2に使用される7000系アルミニウム合金の組成として、請求項5記載の各所定範囲内でZn、Mg、Cu、を含有するとともにMn、Cr、Zrの1種以上を含有し、更に残部Al及び不可避不純物からなるものとした効果が明確に確認された。
From the above, the composition of the 7000 series aluminum alloy used for the
次に、本願発明における電子機器冷却板1を製造するにあたっての真空ろう付け過程及びその後の急速冷却の条件について、引張強度や耐SCC性によりその効果を確認した。
Next, the effect of the vacuum brazing process and the subsequent rapid cooling conditions in manufacturing the electronic
本願発明の各実施例の供試材は、表1に示す化学成分を有する合金Aについて、上記製造方法に基づいて鋳造、均質化処理、熱間圧延を行うことで厚さ25mm、幅400mm、長さ600mmのろう付け用サンプルを8枚作製し、2枚で1組のろう付け試験用サンプルとした。そして、ろう付けを行う面について、機械的に1mmの深さの面削を行い、さらに2枚のうちの1枚について、幅中央部に幅2mm、深さ2mmの溝を長手全長に亘って10mmの間隔で5本、機械的に配設した。そして、それぞれ組になった2枚のサンプルの間に4045合金の厚さ0.2mmのろう材を挟み、厚さ50mm、幅600mm、長さ800mmのステンレス製の2枚のブロックを上下に配置することでサンプルを挟み、真空ろう付け炉内に挿入した。そして、昇温時間を3時間として、表5に示す条件でそれぞれ1組ずつろう付けを行うとともに、炉外で室温まで急速に冷却し、その後、室温で30日間保持することで供試材を製造し、その上で、該供試材から試験材7〜10を作製し、上記引張性質および耐SCC性の評価を同一条件の下で行った。
The test material of each example of the present invention is 25 mm in thickness, 400 mm in width by performing casting, homogenization treatment, and hot rolling on the basis of the above manufacturing method for the alloy A having the chemical components shown in Table 1. Eight pieces of brazing samples having a length of 600 mm were produced, and two pieces were used as one set of brazing test samples. Then, the surface to be brazed is mechanically chamfered to a depth of 1 mm, and a groove having a width of 2 mm and a depth of 2 mm is provided over the entire length of one of the two sheets. Five were mechanically arranged at intervals of 10 mm. Then, a brazing material of 4045 alloy thickness 0.2mm is sandwiched between the two samples in each pair, and two stainless steel blocks 50mm thick, 600mm wide and 800mm long are placed up and down Thus, the sample was sandwiched and inserted into a vacuum brazing furnace. Then, with the temperature rising time set to 3 hours, one set of each was brazed under the conditions shown in Table 5 and rapidly cooled to room temperature outside the furnace, and then kept at room temperature for 30 days. Then,
一方、比較例の供試材は、ろう付け条件及び冷却条件のみを表6に示すように変え、その他は本願発明の各実施例の供試材と同じ製造方法により製造した。その後、該供試材から試験材18〜21を作製し、上記引張性質および耐SCC性の評価を同一条件の下で行った。 On the other hand, the test material of the comparative example was manufactured by the same manufacturing method as the test material of each example of the present invention except that only the brazing conditions and the cooling conditions were changed as shown in Table 6. Thereafter, test materials 18 to 21 were prepared from the test materials, and the tensile properties and the SCC resistance were evaluated under the same conditions.
その結果、本願発明の各実施例の試験材7〜10は、表7に示すように、いずれも高い強度特性を示すとともに、30日間のSCC試験においても割れの発生は認められなかった。一方、比較例の試験材18〜21は、表8に示すようになった。即ち、試験材18はろう付け温度が下限未満のため、ろう付けできなかった。試験材19はろう付け温度が上限を超えたため、ろう付け処理中に材料が溶融してしまい、ろう付けできなかった。試験材20はろう付け後の冷却温度が下限未満のため、強度が低かった。試験材21はろう付け後の冷却速度が上限を超えたため、耐SCC性が低下した。
As a result, as shown in Table 7, all of the
以上より、本願発明において、真空ろう付けの条件及び急速冷却の条件を規定したことについての効果が明確に確認された。 From the above, in the present invention, the effect of defining the vacuum brazing condition and the rapid cooling condition was clearly confirmed.
本願発明の電子機器冷却板は、電子機器の発熱箇所に応じての適切な冷却が可能であると共に、軽量かつ高強度であり、しかも耐SCC性に優れたものであるので、厳しい使用環境に置かれるあらゆる電子機器の冷却に適用することができる。 The electronic device cooling plate of the present invention is capable of appropriate cooling according to the heat generation location of the electronic device, is light and strong, and has excellent SCC resistance. Can be applied to cooling any electronic equipment placed.
1、1’、1a、1a’、1a” 電子機器冷却板
2 金属板体
3 平面
4 溝
5 シート状のろう材
3 接合層
7、7’、7a、7b 冷却路
8 スリット溝
1, 1 ', 1a, 1a', 1a "Electronic
Claims (9)
2枚の積層された、Zn:4.1〜10.0%(質量%、以下同じ)、Mg:0.9〜2.0%、Cu:0.05〜0.30%を含有し、さらにMn:0.05%〜0.50%、Cr:0.05〜0.30%、Zr:0.05〜0.20%の1種以上を含有し、残部Al及び不可避不純物からなる7000系アルミニウム合金の金属板体から構成され、
積層される2枚の金属板体の対向する面の一方又は双方において、連続した溝を単独又は対称に配設した上、
該対向する2枚の金属板体の間にシート状のろう材を挟持し、
該2枚の金属板体を真空炉中で真空ろう付けすると共に、その後冷却することによって一体に接合することで、該接合した2枚の金属板体の内部に、冷却媒体が循環する冷却路を形成してなることを特徴とする電子機器冷却板。
Two layers , Zn: 4.1-10.0% (mass%, the same applies hereinafter), Mg: 0.9-2.0%, Cu: 0.05-0.30%, Further, 7000 containing at least one of Mn: 0.05% to 0.50%, Cr: 0.05 to 0.30%, Zr: 0.05 to 0.20%, and the balance being Al and inevitable impurities. Composed of a metal plate of an aluminum alloy,
In one or both of the opposing surfaces of the two metal plates to be laminated, continuous grooves are disposed alone or symmetrically,
Sandwiching a sheet-like brazing material between the two opposing metal plates,
A cooling path in which a cooling medium circulates in the inside of the two metal plates joined together by vacuum brazing the two metal plates in a vacuum furnace and then joining them together by cooling. An electronic device cooling plate characterized by comprising:
3枚の積層された、Zn:4.1〜10.0%(質量%、以下同じ)、Mg:0.9〜2.0%、Cu:0.05〜0.30%を含有し、さらにMn:0.05%〜0.50%、Cr:0.05〜0.30%、Zr:0.05〜0.20%の1種以上を含有し、残部Al及び不可避不純物からなる7000系アルミニウム合金の金属板体から構成され、
積層される1枚目及び2枚目の金属板体の対向する面の一方又は双方において、連続した溝を単独又は対称に配設すると共に、
積層される2枚目及び3枚目の金属板体の対向する面の一方又は双方において、同じく連続した溝を単独又は対称に配設した上、
該対向する1枚目と2枚目の金属板体の間並びに同じく対向する2枚目と3枚目の金属板体の間に、それぞれシート状のろう材を挟持し、
該3枚の金属板体を真空炉中で真空ろう付けすると共に、その後冷却することによって一体に接合することで、該接合した3枚の金属板体の内部に、冷却媒体が循環する冷却路を形成してなることを特徴とする電子機器冷却板。
Three layers , Zn: 4.1-10.0% (mass%, the same applies hereinafter), Mg: 0.9-2.0%, Cu: 0.05-0.30%, Further, 7000 containing at least one of Mn: 0.05% to 0.50%, Cr: 0.05 to 0.30%, Zr: 0.05 to 0.20%, and the balance being Al and inevitable impurities. Composed of a metal plate of an aluminum alloy,
In one or both of the opposing surfaces of the first and second metal plates to be laminated, continuous grooves are disposed alone or symmetrically, and
On one or both of the opposing surfaces of the second and third metal plates to be laminated, the same continuous grooves are disposed independently or symmetrically,
A sheet-like brazing material is sandwiched between the opposing first and second metal plates and between the opposing second and third metal plates;
The three metal plate bodies are vacuum brazed in a vacuum furnace, and then cooled and then integrally joined together, so that a cooling medium circulates in the inside of the joined three metal plate bodies. An electronic device cooling plate characterized by comprising:
3枚の積層された、Zn:4.1〜10.0%(質量%、以下同じ)、Mg:0.9〜2.0%、Cu:0.05〜0.30%を含有し、さらにMn:0.05%〜0.50%、Cr:0.05〜0.30%、Zr:0.05〜0.20%の1種以上を含有し、残部Al及び不可避不純物からなる7000系アルミニウム合金の金属板体から構成され、
積層される2枚目の金属板体において、両面を貫通する連続したスリット溝を配設すると共に、他の2枚の金属板体において、2枚目の金属板体に対向する各面を平面又は該スリット溝と対称な連続した溝を配設した面とした上、
該対向する1枚目と2枚目の金属板体の間並びに同じく対向する2枚目と3枚目の金属板体の間に、それぞれシート状のろう材を挟持し、
該3枚の金属板体を真空炉中で真空ろう付けすると共に、その後冷却することによって一体に接合することで、該接合した3枚の金属板体の内部に、冷却媒体が循環する冷却路を形成してなることを特徴とする電子機器冷却板。
Three layers , Zn: 4.1-10.0% (mass%, the same applies hereinafter), Mg: 0.9-2.0%, Cu: 0.05-0.30%, Further, 7000 containing at least one of Mn: 0.05% to 0.50%, Cr: 0.05 to 0.30%, Zr: 0.05 to 0.20%, and the balance being Al and inevitable impurities. Composed of a metal plate of an aluminum alloy,
In the second metal plate to be laminated, continuous slit grooves penetrating both surfaces are provided, and in each of the other two metal plates, each surface facing the second metal plate is flat. Or on the surface provided with continuous grooves symmetrical to the slit grooves,
A sheet-like brazing material is sandwiched between the opposing first and second metal plates and between the opposing second and third metal plates;
The three metal plate bodies are vacuum brazed in a vacuum furnace, and then cooled and then integrally joined together, so that a cooling medium circulates in the inside of the joined three metal plate bodies. An electronic device cooling plate characterized by comprising:
2枚の積層された、Zn:4.1〜10.0%(質量%、以下同じ)、Mg:0.9〜2.0%、Cu:0.05〜0.30%を含有し、さらにMn:0.05%〜0.50%、Cr:0.05〜0.30%、Zr:0.05〜0.20%の1種以上を含有し、残部Al及び不可避不純物からなる7000系アルミニウム合金の金属板体から構成されものであって、Two layers, Zn: 4.1-10.0% (mass%, the same applies hereinafter), Mg: 0.9-2.0%, Cu: 0.05-0.30%, Further, 7000 containing at least one of Mn: 0.05% to 0.50%, Cr: 0.05 to 0.30%, Zr: 0.05 to 0.20%, and the balance being Al and inevitable impurities. Made of a metal plate of an aluminum alloy,
積層される2枚の金属板体の対向する面の一方又は双方において、連続した溝を単独又は対称に配設し、In one or both of the opposing surfaces of the two metal plates to be laminated, continuous grooves are disposed singly or symmetrically,
該対向する2枚の金属板体の間にシート状のろう材を挟持し、Sandwiching a sheet-like brazing material between the two opposing metal plates,
該2枚の金属板体を真空炉中で真空ろう付けし、The two metal plates are vacuum brazed in a vacuum furnace,
その後200℃までを平均冷却速度200℃/h以上、1000℃/h以下で冷却し、その後室温まで冷却することによって一体に接合して、After that, it is cooled to an average cooling rate of 200 ° C./h or more and 1000 ° C./h or less to 200 ° C., and then integrally joined by cooling to room temperature,
該接合した2枚の金属板体の内部に、冷却媒体が循環する冷却路を形成してなるA cooling path through which a cooling medium circulates is formed inside the joined two metal plates.
ことを特徴とする電子機器冷却板の製造方法。The manufacturing method of the electronic device cooling plate characterized by the above-mentioned.
3枚の積層された、Zn:4.1〜10.0%(質量%、以下同じ)、Mg:0.9〜2.0%、Cu:0.05〜0.30%を含有し、さらにMn:0.05%〜0.50%、Cr:0.05〜0.30%、Zr:0.05〜0.20%の1種以上を含有し、残部Al及び不可避不純物からなる7000系アルミニウム合金の金属板体から構成されものであって、Three layers, Zn: 4.1-10.0% (mass%, the same applies hereinafter), Mg: 0.9-2.0%, Cu: 0.05-0.30%, Further, 7000 containing at least one of Mn: 0.05% to 0.50%, Cr: 0.05 to 0.30%, Zr: 0.05 to 0.20%, and the balance being Al and inevitable impurities. Made of a metal plate of an aluminum alloy,
積層される1枚目及び2枚目の金属板体の対向する面の一方又は双方において、連続した溝を単独又は対称に配設し、In one or both of the opposing surfaces of the first and second metal plates to be laminated, continuous grooves are disposed singly or symmetrically,
積層される2枚目及び3枚目の金属板体の対向する面の一方又は双方において、同じく連続した溝を単独又は対称に配設し、In one or both of the opposing surfaces of the second and third metal plates to be laminated, the same continuous grooves are disposed alone or symmetrically,
該対向する1枚目と2枚目の金属板体の間並びに同じく対向する2枚目と3枚目の金属板体の間に、それぞれシート状のろう材を挟持し、A sheet-like brazing material is sandwiched between the opposing first and second metal plates and between the opposing second and third metal plates;
該3枚の金属板体を真空炉中で真空ろう付けし、The three metal plates are vacuum brazed in a vacuum furnace,
その後200℃までを平均冷却速度200℃/h以上、1000℃/h以下で冷却し、その後室温まで冷却することによって一体に接合して、After that, it is cooled to an average cooling rate of 200 ° C./h or more and 1000 ° C./h or less to 200 ° C., and then integrally joined by cooling to room temperature,
該接合した3枚の金属板体の内部に、冷却媒体が循環する冷却路を形成してなるA cooling path through which a cooling medium circulates is formed inside the joined three metal plates.
ことを特徴とする電子機器冷却板の製造方法。The manufacturing method of the electronic device cooling plate characterized by the above-mentioned.
3枚の積層された、Zn:4.1〜10.0%(質量%、以下同じ)、Mg:0.9〜2.0%、Cu:0.05〜0.30%を含有し、さらにMn:0.05%〜0.50%、Cr:0.05〜0.30%、Zr:0.05〜0.20%の1種以上を含有し、残部Al及び不可避不純物からなる7000系アルミニウム合金の金属板体から構成されものであって、Three layers, Zn: 4.1-10.0% (mass%, the same applies hereinafter), Mg: 0.9-2.0%, Cu: 0.05-0.30%, Further, 7000 containing at least one of Mn: 0.05% to 0.50%, Cr: 0.05 to 0.30%, Zr: 0.05 to 0.20%, and the balance being Al and inevitable impurities. Made of a metal plate of an aluminum alloy,
積層される2枚目の金属板体において、両面を貫通する連続したスリット溝を配設し、In the second metal plate to be laminated, a continuous slit groove penetrating both sides is disposed, 他の2枚の金属板体において、2枚目の金属板体に対向する各面を平面又は該スリット溝と対称な連続した溝を配設し、In the other two metal plate bodies, each surface facing the second metal plate body is provided with a flat surface or a continuous groove symmetrical to the slit groove,
該対向する1枚目と2枚目の金属板体の間並びに同じく対向する2枚目と3枚目の金属板体の間に、それぞれシート状のろう材を挟持し、A sheet-like brazing material is sandwiched between the opposing first and second metal plates and between the opposing second and third metal plates;
該3枚の金属板体を真空炉中で真空ろう付けし、The three metal plates are vacuum brazed in a vacuum furnace,
その後200℃までを平均冷却速度200℃/h以上、1000℃/h以下で冷却し、その後室温まで冷却することによって一体に接合して、After that, it is cooled to an average cooling rate of 200 ° C./h or more and 1000 ° C./h or less to 200 ° C., and then integrally joined by cooling to room temperature,
該接合した3枚の金属板体の内部に、冷却媒体が循環する冷却路を形成してなるA cooling path through which a cooling medium circulates is formed inside the joined three metal plates.
ことを特徴とする電子機器冷却板の製造方法。The manufacturing method of the electronic device cooling plate characterized by the above-mentioned.
上記真空ろう付け過程において、使用するシート状のろう材がAl−Si系あるいはAl−Si−Mg系合金板の単板、又はそれらをアルミニウム板あるいはアルミニウム合金板の両面にクラッドしたものであって、真空炉中でのろう付け温度を570℃以上、600℃以下とすることを特徴とする請求項4乃至6のうちいずれか一つに記載の電子機器冷却板の製造方法。In the vacuum brazing process, the sheet-like brazing material to be used is a single plate of an Al-Si-based or Al-Si-Mg-based alloy plate, or clad on both sides of an aluminum plate or an aluminum alloy plate. The method for manufacturing an electronic device cooling plate according to any one of claims 4 to 6, wherein a brazing temperature in a vacuum furnace is set to 570 ° C or higher and 600 ° C or lower.
上記複数積層された7000系アルミニウム合金の金属板体の厚さを10mm以上としてなることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一つに記載の電子機器冷却板。4. The electronic device cooling plate according to claim 1, wherein the plurality of stacked 7000 series aluminum alloy metal plate bodies have a thickness of 10 mm or more. 5.
上記複数積層された7000系アルミニウム合金の金属板体の厚さを10mm以上としてなることを特徴とする請求項4乃至7のうちいずれか一つに記載の電子機器冷却板の製造方法。The method for manufacturing an electronic device cooling plate according to any one of claims 4 to 7, wherein the plurality of laminated 7000 series aluminum alloy metal plate bodies have a thickness of 10 mm or more.
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