TWI402476B - The method of manufacturing the heat transfer plate and the heat conducting plate - Google Patents

The method of manufacturing the heat transfer plate and the heat conducting plate Download PDF

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Description

導熱板的製造方法及導熱板
本發明係有關於一種使用於熱交換器及加熱機器或冷卻機器的導熱板及其製造方法。
接觸或接近欲做熱交換、加熱或冷卻的對象物而配置的導熱板係以使例如高溫液或冷卻水等的熱媒體循環的熱媒體用管貫穿成為本體的基底構件而形成。
第37圖為習知的導熱板的圖，(a)為立體圖，(b)為側視圖。習知的導熱板100包括基底構件102，其具有開口於表面的剖面呈矩形的蓋槽106與開口於蓋槽106的底面的凹槽108，以及插入凹槽108的熱媒體用管116與插入蓋槽106的蓋板110。藉由沿著在蓋槽106中的兩側壁105與蓋板110的兩側面113、114的個別的平接面實施摩擦攪拌接合，而形成塑性化區域W1 、W2 (參照專利文獻1)。
[專利文獻]
特開2004-314115號公報
如第37(b)圖所示，在導熱板100上，雖然凹槽108與熱媒體用管116的外周面以及蓋板110的下面形成空隙部120，但當導熱板100的內部存在空隙部120時，由於從熱媒體用管116放出的熱很難傳遞至蓋板110及基底構件102，會有導熱板100的熱交換效率降低的問題。
從此觀點而言，本發明的問題在於提供一種熱交換效率高的導熱板的製造方法以及熱交換效率高的導熱板。
為了解決上述問題，本發明包括下列工程：插入工程’將熱媒體用管插入形成於一蓋槽的底面的凹槽，該蓋槽係開口於基底構件的表面側；蓋槽閉塞工程，將一蓋板插入上述蓋槽，該蓋板具有插入上述蓋槽的本體部與突設於該本體部的底面而插入上述凹槽的凸部；主接合工程，使一接合用旋轉工具沿著上述蓋槽的側壁與上述蓋板的側面的平接部做相對移動而進行摩擦攪拌接合。
根據上述製造方法，當蓋板插入蓋槽時，由於蓋板的凸部插入凹槽，與無凹凸的平板狀的蓋板插入蓋槽的情況相比，熱媒體用管的周圍的空隙變小，可提高導熱板的熱交換效率。
又，在上述主接合工程中，對上述凸部的至少一部份進行摩擦攪拌，藉由摩擦熱使塑性化的塑性流動材與上述熱媒體用管接觸。
根據上述的製造方法，由摩擦熱使蓋板的凸部塑性流動化，塑性流動材流入熱媒體用管的周圍的空隙，熱媒體用管與蓋板接觸。藉此，可使熱媒體用管周圍的空隙更小，可更提高導熱板的熱交換效率。
又，上述蓋板的上述凸部的底面係沿著上述熱媒體用管的形狀而形成形狀。根據上述製造方法，由主接合工程在熱媒體用管被推壓之際，可防止熱媒體用管的變形。
又，在上述主接合工程中，將上述接合用旋轉工具的前端插入比上述蓋槽的底面還深。根據上述製造方法，以攪拌用旋轉工具使比蓋板的底面還深的部分確實地塑性流動化。
又，在上述主接合工程之後，更包括下列工程：上蓋槽閉塞工程，將上蓋板插入上蓋槽，該上蓋槽係比上述蓋槽更表面側而形成比上述蓋槽還大的寬度；上蓋接合工程，沿著上述上蓋槽的側壁與上述上蓋板的側面的平接部，使接合用旋轉工具做相對移動而進行摩擦攪拌接合。
根據上述製造方法，在蓋板的表面側，由於使用比蓋板還寬的上蓋板而實施摩擦攪拌接合，可將熱媒體用管配置於更深的位置上。
又，本發明的導熱板的製造方法，包括下列工程：插入工程，將熱媒體用管插入形成於一蓋槽的底面的凹槽，該蓋槽係開口於基底構件的表面側；蓋槽閉塞工程，將一蓋板插入上述蓋槽，該蓋板具有插入上述蓋槽的本體部與突設於該本體部的底面而插入上述凹槽的凸部；攪拌工程，在上述蓋板的表面，使攪拌用旋轉工具沿著上述凹槽，對於上述凸部的至少一部分進行摩擦攪拌，藉由摩擦熱使塑性化的塑性流動材與上述熱媒體用管接觸。
根據上述製造方法，由摩擦熱使蓋板的凸部塑性化，塑性流動材流入熱媒體用管的周圍的空隙，由於熱媒體用管與蓋板接觸，熱媒體用管周圍的空隙更小，可提高導熱板的熱交換效率。
又，上述蓋板的上述凸部的底面係沿著上述熱媒體用管的形狀而形成形狀。根據上述製造方法，藉由攪拌工程使熱媒體用管被推壓之際，可防止熱媒體用管變形。
又，在上述攪拌工程前，更包含一接合工程，使接合用攪拌工具沿著上述蓋槽的側壁與上述蓋板的側面的平接部做相對移動，進行上述基底構件與上述蓋板的摩擦攪拌接合。根據上述製造方法，由於蓋板與基底構件預先接合，在蓋板固定的狀態下，進行攪拌工程，可製造高精度的導熱板。
又，在上述接合工程中，沿著上述蓋槽的側壁與上述蓋板的側面的平接部斷斷續續地進行摩擦攪拌接合。根據上述製造方法，可減低接合工程所需的手續與時間。
又，上述攪拌用旋轉工具最好比上述接合用旋轉工具大。根據上述製造方法，以攪拌用旋轉工具使比蓋板的底面深的部分塑性化流動之同時，由於在接合工程的摩擦攪拌接合中的塑性化區域變小，因此容易施工。
又，在上述攪拌工程中，上述攪拌用旋轉工具的前端係插入比上述蓋槽的底面還深。根據上述製造方法，以攪拌用旋轉工具使比蓋板的底面深的部分確實地塑性化流動。
又，在上述攪拌工程中，由上述接合工程所形成的塑性化區域由上述攪拌用旋轉工具再度進行攪拌。根據上述製造方法，在確實地固定蓋板的狀態下進行攪拌工程之同時，露出導熱板的表面的塑性化區域由攪拌用旋轉工具形成。
又，在上述攪拌工程後，其更包括下列工程：上蓋槽閉塞工程，配置覆蓋上述蓋板的上蓋板，該上蓋槽係比上述蓋槽更表面側而形成比上述蓋槽還大的寬度；上蓋接合工程，沿著上述上蓋槽的側壁與上述上蓋板的側面的平接部，使接合用旋轉工具移動而進行上述基底構件與上述蓋板的摩擦攪拌接合。
根據上述製造方法，在導熱板的表面側，由於使用比蓋板寬的上蓋板實施摩擦攪拌接合，熱媒體用管可配置於比導熱板還深的位置上。
又，本發明更包括一矯正工程，使旋轉工具相對於上述基底構件的背面移動而進行摩擦攪拌。
根據上述的製造方法，藉由也從基底構件的背面側進行摩擦攪拌，由於在導熱板的表面側及背面側產生熱收縮，而提高導熱板的平坦度。
又，在上述矯正工程中，設定成在上述基底構件的背面所形成的塑性化區域的體積比在上述基底構件及上述蓋板的表面側所形成的塑性化區域的體積小。又，在上述矯正工程中，設定成進入上述基底構件的背面的熱量比進入上述基底構件及上述蓋板的表面的熱量少。
主要是殘存於摩擦攪拌接合的金屬構件的熱量為：殘存熱量(J)=進入熱量-散熱量。若從基底構件的表面側所進行的摩擦攪拌與從背面側所進行的摩擦攪拌的殘存熱量相等，則導熱板會變得平坦。
根據上述之製造方法，由於矯正工程中的進入熱量比基底構件的表面側的進入熱量少，可修正殘存於接合後的導熱板的熱量的不均衡。藉此，可防止金屬構件彎曲，而可提高金屬構件的平坦度。
又，在上述矯正工程中，在該矯正工程所形成的塑性化區域的平面形狀相對於上述基底構件的中心而大略成點對稱。又，在上述矯正工程中，在該矯正工程中所形成的塑性化區域的平面形狀設定成與上述基底構件的外緣的形狀成為大略相似的形狀。又，在上述矯正工程中，在該矯正工程中所形成的塑性化區域的平面形狀設定成與在上述基底構件及上述蓋板的表面側形成的塑性化區域的平面形狀大略相同形狀。
根據上述的製造方法，由於導熱板的表面側與背面側的彎曲平衡消除，而可提高導熱板的平坦度。
又，在上述矯正工程中，在該矯正工程中所形成的塑性化區域的全長設定成比在上述基底構件及上述蓋板的表面側形成的塑性化區域的全長短。又，在上述矯正工程中所使用的旋轉工具的肩部的外徑設定成比在上述基底構件及上述蓋板的表面側進行摩擦攪拌所使用的旋轉工具的肩部的外徑小。又，在上述矯正工程所使用的旋轉工具的攪拌銷的長度設定成比上述基底構件及上述蓋板的表面側進行摩擦攪拌所使用的旋轉工具的攪拌銷的長度小。
根據上述製造方法，由於從基底構件的背面側的入熱量設定成比從基底構件的表面側的入熱量少，可提高製造後的導熱板的平坦度。
又，當上述基底構件為平面觀看多角形時，在上述矯正工程中包括對上述基底構件的角部以旋轉工具進行摩擦的角部摩擦攪拌工程。
根據上述製造方法，可消除在基底構件的角部所產生的彎曲，而增加導熱板的平坦度。
又，在上述矯正工程後，包含對上述基底構件的背面側進行面切削加工的面削工程，上述面削工程的深度比在上述矯正工程中所使用的旋轉工具的攪拌銷的長度大。根據上述製造方法，可平滑地形成基底構件的背面。
又，上述基底構件的厚度係設定成在上述主接合工程中所使用的上述接合用旋轉工具的肩部的外徑的1.5倍以上。又，上述基底構件的厚度設定成在上述主接合工程用的上述接合用旋轉工具的攪拌銷的長度的3倍以上。根據上述製造方法，對應於接合用旋轉工具的各部位的大小，基底構件具備充足的厚度，可提高導熱板的平坦度。
又，上述基底構件的厚度係設定成在上述攪拌工程中所使用的上述攪拌用旋轉工具的肩部的外徑的1.5倍以上。又，上述基底構件的厚度設定成在上述攪拌工程用的上述攪拌用旋轉工具的攪拌銷的長度的3倍以上。根據上述製造方法，對應於攪拌用旋轉工具的各部位的大小，基底構件具備充足的厚度，可提高導熱板的平坦度。
又，本發明的導熱板，包括：一基底構件，具有開口於表面側的蓋槽與開口於該蓋槽的底面的凹槽；熱媒體用管，插入上述凹槽；以及一蓋板，具有插入上述蓋槽的本體部與突設於該本體部的底面而插入上述凹槽的凸部，其中沿著上述蓋槽的側壁與上述蓋板的側面的平接部形成由摩擦攪拌接合所形成的塑性化區域。
根據上述構造，由於蓋板插入蓋槽時是以蓋板的凸部插入凹槽，與不具凹凸的平板狀的蓋板插入蓋槽的情況相比，熱媒體用管的周圍的空隙變小，可提高導熱板的熱交換效率。
又，上述塑性化區域與上述熱媒體用管接觸。根據上述構造，可使熱媒體用管周圍的空隙更小，而可提高導熱板的熱交換效率。
又，其更包括：一基底構件，具有比上述蓋槽還靠近表面側，而形成比上述蓋槽寬的上蓋槽；上蓋板，配置於上述上蓋槽，其中沿著上述上蓋槽的側壁與上述上蓋板的側面的平接部，形成由摩擦攪拌接合所形成的塑性化區域。
根據上述構造，在蓋板的表面側，由於使用比蓋板寬的上蓋板，實施摩擦攪拌接合，可在更深的位置上配置熱媒體用管。
根據本發明的導熱板的製造方法，可製造熱交換效率高的導熱板。又，根據本發明的導熱板，可提高熱交換效率。
 [第一實施形態]
對於本發明的實施形態，參照圖式做詳細的說明。第一實施形態的導熱板1，如第1圖至第3圖所示，主要包括：具有表面及背面的厚板形狀的基底構件2、配置於蓋槽6的蓋板10而蓋板6係開口於基底構件2的表面3、插入蓋槽6的底面的凹槽8的熱媒體用管16，藉由摩擦攪拌接合而形成的塑性化區域W1 、W2 而一體成形。於此，所謂「塑性化區域」係包含由旋轉工具的摩擦熱加熱而呈現的塑性化狀態以及旋轉工具通過而回到常溫的狀態。
基底構件2係以例如鋁合金(JIS：A6061)形成。基底構件2具有將在熱媒體用管16的熱媒體的熱傳遞至外部的效果，或者是具有將外部的熱傳遞至在熱媒體用管16中的熱媒體的效果。如第2圖所示，熱媒體用管16係收容於內部。在基底構件2的表面3，凹設有蓋槽6，在蓋槽6的底面5c的中央，凹設有比蓋槽6窄的凹槽8。蓋槽6為覆蓋熱媒體用管16的蓋板10所配置的部分，橫越基底構件2的長度方向連續地形成。蓋槽6之斷面呈矩形，並具有從蓋槽6的底面5c垂直豎立的側壁5a、5b。
凹槽8為熱媒體用管16插入的部分，橫越基底構件2的長度方向連續而形成。凹槽8為上方開口的斷面呈U字形的槽，在下端形成具有與熱媒體用管16的外周相同的曲率半徑的半圓形的底部7。藉此，可使熱媒體用管16與凹槽8的底部7密接。凹槽8的開口部份形成與熱媒體用管16的外徑大略相同的寬度。
蓋板10，如第2圖及第3圖所示，由與基底構件2相同的鋁合金構成，具有略呈平板狀的本體部14以及從本體部14的下面12凸設的凸部15。本體部14呈現與基底構件2的蓋槽6的斷面大略相同的矩形斷面，具有上面(表面)11、下面(底面)12、側面13a及側面13b。
凸部15係從本體部14的下表面12的中央，以與凹槽8大略相等的寬度朝下方延伸，底面15a形成凹面狀。底面15a的曲率形成與熱媒體用管16的外周的曲率相同。
因此，如第2圖所示，當蓋板10配置於蓋槽6時，蓋板10的凸部15插入凹槽8與熱媒體用管16所形成的空隙部P1 、P2 中。凸部15的底面15a由於形成與熱媒體用管16的外周的曲率大略相同，與熱媒體用管16做面接觸或形成微細的間隙而相向。又，蓋板10的側面13a、13b與蓋槽6的側壁5a、5b做面接觸或形成微細的間隙相向。如第2圖或第3圖所示，以側面13a與側壁5a的平接面作為平接部V1 ，側面13b與側壁5b的平接面作為平接部V2 。
熱媒體用管16為例如銅製的，如第2圖所示，其為具有斷面呈圓形的中空部18的圓筒管。熱媒體用管16的外徑形成與凹槽8的寬度大略相等，如第3圖所示，熱媒體用管16的下半部與凹槽8的底部7做面接觸或以微細的間隙相向。又，熱媒體用管16的上半部與蓋板10的凸部15的底面15a做面接觸或以微細的間隙相向。
熱媒體用管16使例如高溫液或高溫氣體等的熱媒體在中空部18循環，將熱傳遞至基底構件2及蓋板10的構件或使例如冷卻水或冷卻氣體等的熱媒體在中空部18循環，而為熱從基底構件2及蓋板10傳遞至熱媒體的構件。又，在熱媒體用管16的中空部18，例如連通一加熱器，作為由加熱器產生的熱傳遞至基底構件2及蓋板10的構件而利用。熱媒體用管16雖然在本實施形態中呈圓形，但其他形狀亦可。
而且，在本實施形態中，雖然凹槽8與熱媒體用管16的下半部做面接觸之同時，凸部15的底面15a與熱媒體用管16的上半部做面接觸而形成，但並不限定於此。例如’凹槽8的深度可與熱媒體用管16的外徑相等或在其1.2倍的範圍內。又，凹槽8的寬度可與熱媒體用管16的外徑相等或在其1.1倍的範圍內。又例如凸部15的底面15a的曲率可形成比熱媒體用管16的外周的曲率小。即，熱媒體用管16及蓋板10插入基底構件2之際，可設定各構件的尺寸而在熱媒體用管16的周圍產生空隙。
塑性化區域W1 、W2 ，如第1圖及第3圖所示，其為對於平接部V1 、V2 進行後述的主接合工程之際，基底構件2及蓋板10的一部份做塑性流動而一體化的區域。沿著平接部V1 、V2 使用後述的接合用旋轉工具20而進行主接合工程時，在平接部V1 、V2 周邊的基底構件2、蓋板10的金屬材料藉由摩擦熱而塑性流動化後，再度固化而一體化。
在本實施形態中，藉由使接合用旋轉工具20(參照第4圖)接近熱媒體用管16而進行摩擦攪拌接合，使其塑性流動化至蓋板10的凸部15的底面15a，使熱媒體用管16與塑性流動材接觸。
在進行摩擦攪拌接合之際，接合用旋轉工具20的尺寸係對應於熱媒體用管16的外徑及蓋板10的厚度等，即可設定接合用旋轉工具20的插入位置、壓入量。而且，在本實施形態中，雖然熱媒體用管16不變形，但推壓熱媒體用管16而壓垮同時進行摩擦攪拌亦可。
接著，以第4圖說明導熱板1的製造方法。第4圖為第一實施形態的導熱板的製造方法的剖視圖，(a)為表示切削工程的圖，(b)為表示插入熱媒體用管的插入工程的圖，(c)為表示蓋槽閉塞工程的圖，(d)為表示主接合工程的圖，(e)為完成圖。
第一實施形態的導熱板的製造方法包括：形成基底構件2的切削工程、將熱媒體用管16插入形成於基底構件2的凹槽8的插入工程、將蓋板10插入蓋槽6的蓋槽閉塞工程、使接合用旋轉工具20沿著平接部V1 、V2 移動而進行摩擦攪拌接合的主接合工程。
(切削工程)
首先，如第4a圖所示，藉由公知的端銑加工將蓋槽6形成於厚板構件上。然後，在蓋槽6的底面由端銑加工等形成具備半圓形斷面的凹槽8。藉此，形成蓋槽6與具備開口於蓋槽6的底面的凹槽8的基底構件2。凹槽8具有斷面呈半圓形的底部7，從底部7的上端以既定寬度朝上方開口。
而且，雖然基底構件2在第一實施形態中是由切削加工而形成，但使用鋁合金的壓出材亦可。
(插入工程)
接著，如第4(b)圖所示，將熱媒體用管16插入凹槽8內。熱媒體用管16的下半部與形成凹槽8的下半部的底部7做面接觸。
(蓋槽閉塞工程)
接著，如第4(c)圖所示，在基底構件2的蓋槽6內，配置著由鋁合金所製成的蓋板10。此時，蓋板10的凸部15插入熱凹槽8之同時，蓋板10的上表面11與基底構件2的表面3齊平。又，蓋槽6的側壁5a、5b(參照第4(a)圖)與蓋板10的側面13a、13b形成平接部V1 、V2 。
(主接合工程)
接著，如第4d圖所示，沿著平接部V1 、V2 進行摩擦攪拌接合。摩擦攪拌接合係使用公知的接合用旋轉工具20進行。
接合用旋轉工具20係由例如工具鋼形成，具有圓柱形的工具本體(肩部)22、從其底面24的中心部以同心軸垂下的攪拌銷26。攪拌銷26係朝向前端形成寬度窄的錐拔狀。而且，在攪拌銷26的周面，沿著其軸向形成未圖示的複數個小槽且沿著徑向形成螺旋槽。
於此，第5圖為第一實施形態之導熱板與接合用旋轉工具的位置關係的剖視圖。例如，接合用旋轉工具20中，工具本體22的直徑為6~22mm，攪拌銷26的長度為3~10mm，攪拌銷26的前端的直徑為2~8mm。又，接合用旋轉工具20的旋轉數為50~1500rpm，輸送速度為0.05~2m/分，施加於接合用旋轉工具20的軸方向的壓入力為1kN~20kN。
如第5圖所示，以攪拌銷26的長度為攪拌銷26的長度G，又，當壓入接合用旋轉工具20時，以基底構件2的表面3至接合用旋轉工具20的底面24的距離(壓入量)作為壓入量H。又，以連接於熱媒體用管16的外周面的假想鉛直面至攪拌銷26的前端的最近距離為偏移量I。
在主接合工程中，藉由將基底構件2與蓋板10以未圖示的治具限制的狀態下，使平接部V1 、V2 與接合用旋轉工具20的軸的中心重疊，壓入高速旋轉的接合用旋轉工具20，沿著平接部V1 、V2 移動。藉由高速旋轉的攪拌銷26，其周圍的基底構件2及蓋板10的凸部15的一部份藉由摩擦加熱而流動化。然後，流動化的金屬材料(塑性流動材Q)與熱媒體用管16接觸。
在本實施形態中，雖然蓋板10的凸部15的底面15a與熱媒體用管16的外周的曲率形成相同，實際上藉由蓋板10及熱媒體用管16的公差等，熱媒體用管16與蓋板10之間存在著微細的空隙。藉由塑性流動材Q流入該空隙，可提高熱媒體用管16與基底構件2及蓋板10的密接性。
壓入量H及偏移量I最好對應於各構件的尺寸做適當的設定。即，熱媒體用管16與接合用旋轉工具20的距離越近，熱媒體用管16與蓋板10可更確實地做無間隙的接合，相反地，若該距離不夠近，則熱媒體用管16可能潰壞。
接合用旋轉工具20的壓入量H為使工具本體22壓退的蓋板10及基底構件2的金屬的體積與塑性化區域W1 (W2 )的寬度方向兩側所產生的毛邊的體積的合相等的長度。而且，在主接合工程後，將塑性化區域W1 、W2 的寬度方向兩側產生的毛邊切削除去，同時進行面切削加工，可形成平滑的表面。
而且，在本實施形態中，基底構件2的厚度設定成接合用旋轉工具20的肩部22的外徑的1.5倍以上。又，在本實施形態中，基底構件2的厚度設定成接合用旋轉工具20的攪拌銷26的長度的三倍以上。根據該製造方法，對應於接合用旋轉工具20的各部位的尺寸，由於基底構件2具有足夠的厚度，因此可提高導熱板的平坦度。
根據上述的導熱板1，如第2圖所示，在蓋槽閉塞工程中，凹槽8與熱媒體用管16所圍成的空隙部P1 、P2 中，由於插入蓋板10的凸部15，可掩埋空隙部P1 、P2 ，可提高導熱板1的熱交換效率。又，在主接合工程中，藉由使接合用旋轉工具20接近熱媒體用管16而進行摩擦攪拌，凸部15的底面15a由摩擦熱而塑性化，熱媒體用管16與蓋板10接觸。藉此，可提高熱媒體用管16、基底構件2及蓋板10的密接性，可更加地提高導熱板1的熱交換效率。
又，蓋板10的凸部15的底面15a在本實施形態中，形成與熱媒體用管16的外周的曲率大略相同。藉此，可提高熱媒體用管16與蓋板10的密接性，且可防止熱媒體用管16變形。
第6圖為使用第一實施形態的導熱板的導熱單元的平面圖。
導熱板1，如第6圖所示，其係連接複數個導熱板1而形成導熱單元90而使用。導熱單元90係將複數個導熱板1在基底構件2的短邊方向並排設置，從各基底構件2的長度方向的兩端突出的熱媒體用管16以平面觀看呈U字形的連結管91連結而形成。如此，根據導熱單元90，由於形成一連通的熱媒體用管96，藉由使熱媒體流通於熱媒體用管96，可迅速地冷卻或加熱接觸或接近基底構件2及蓋板10的未圖示的對象物。
而且，導熱板1的連結方法可由其他的連結方法形成導熱單元。又，在導熱單元90中，雖然連結管91露出於導熱板1的外部，熱媒體用管16形成S字形而熱媒體用管16容納於導熱板1的內部而形成亦可。
[第二實施形態]
接著，對第二實施形態的導熱板做說明。第7圖為第二實施形態的導熱板的分解剖視圖。第8圖為第二實施形態的導熱板的剖視圖。
第8圖所示的第二實施形態的導熱板31包含與上述導熱板1大略同等的構造，上蓋板40更配置於蓋板10的表面側，就實施摩擦攪拌接合而接合的特徵而言，與第一實施形態是不同的。
而且，與上述導熱板1相同的構造也稱為下蓋部M。又，對於與第一實施形態重複的構件，給予相同的符號，並省略重複的說明。
導熱板31具有基底構件32、插入凹槽8的熱媒體用管16、蓋板10以及配置於蓋板10的表面側的上蓋板40，在塑性化區域W1 ~W4 藉由摩擦攪拌接合而一體化。
基底構件32如第7圖及第8圖所示，例如由鋁合金構成，具有在基底構件32的表面33上跨越長度方向而形成的上蓋槽36、於上蓋槽36的底面35c上橫跨長度方向而連續形成的蓋槽6、於蓋槽6的底面橫越長度方向而形成的凹槽8。上蓋槽36具有斷面呈矩形且從底面35c垂直豎立的側壁35a、35b。上蓋槽36的寬度形成比蓋槽6的寬度還大。
如第7圖所示，熱媒體用管16插入形成於基底構件32的下部的凹槽8中，由蓋板10閉塞，藉由摩擦攪拌接合而接合塑性化區域W1 、W2 。即，形成於基底構件32的內部的下蓋部M係形成與第一實施形態的導熱板1大略相等。
而且，在上蓋槽36的底面35c由於進行摩擦攪拌接合而可能產生段差(槽)及毛邊。因此，以例如塑性化區域W1 、W2 的表面為基準，對上蓋槽36的底面35c實施面切削加工而形成平滑。藉此，上蓋板40的下表面42與面切削後的上蓋槽36的底面無間隙地配置。
上蓋板40，如第7圖及第8圖所示，例如由鋁合金構成，形成與上蓋槽36的剖面大略相同的矩形剖面，具有從下表面42垂直形成的側面43a及側面43b。上蓋板40係嵌合於上蓋槽36。上蓋板40的側面43a、43b係與上蓋槽36的側壁35a、35b做面接觸或形成微細的間隙而配置。於此，側面43a與側壁35a平接的部分成為上側平接部V3 。又，側面43b與側壁35b平接的部分成為上側平接部V4 。上側平接部V3 、V4 藉由摩擦攪拌接合在塑性化區域W3 、W4 一體化。
導熱板31的製造方法與導熱板1的製造方法相同，包括在基底構件32的下部形成下蓋部M之後，對上蓋槽36的底面35c進行面切削的面切削工程、配置上蓋板40的上蓋槽閉塞工程、沿著上側平接部V3、V4實施摩擦攪拌接合的上蓋主接合工程。
(面切削工程)
在面切削工程中，切削除去上蓋槽36的底面35c的段差(槽)及毛邊，使底面35c平滑。
(上蓋槽閉塞工程)
在上蓋槽閉塞工程中，進行面切削工程後，將上蓋板40配置於上蓋槽36的底面。藉由進行面切削工程，上蓋板40的下表面42與上蓋槽36的底面無間隙地配置。
(上蓋主接合工程)
在上蓋主接合工程中，沿著上側平接部V3、V4而使接合用旋轉工具(圖示省略)移動而實施摩擦攪拌接合。在本實施形態中，接合用旋轉工具為比上述的接合用旋轉工具20還小型的旋轉工具。在上蓋主接合工程中的接合用旋轉工具的埋設深度係考慮該接合用旋轉工具的攪拌銷的長度及上蓋板40的厚度而適當地設定。而且，在上蓋主接合工程中，可使用接合用旋轉工具20進行摩擦攪拌接合。
根據實施形態的導熱板31，上蓋板40配置於下蓋部M的上方，藉由實施摩擦攪拌接合，可將熱媒體用管16配置於更深的位置。
以上，雖然針對本發明的第二實施形態做說明，但並不限定於此，在不脫離本發明的旨趣的範圍內，可做適當的變更。例如，在上述的實施形態中，蓋板10及上蓋板40雖然配置於基底構件2、32的上表面側，但配置於下表面側亦可。又，在本實施形態中，雖然使用蓋板10及上蓋板40二個蓋板，但使用三個以上的蓋板亦可。
[第三實施形態]
針對本發明的第三實施形態，參照圖式做詳細的說明。第9圖為第三實施形態的導熱板的立體圖。第10圖為第三實施形態的導熱板的分解剖視圖。第11圖為第三實施形態的導熱板的剖視圖。
第三實施形態的導熱板1A就蓋板10的寬度與第一實施形態的蓋板10相比較寬以及在四個位置形成塑性化區域的特徵與第一實施形態不同。而且，第三實施形態的導熱板1A除了蓋板10的尺寸及塑性化區域的形成位置之外，其餘與第一實施形態相同，因此對於重複的部分省略其說明。
第三實施形態的導熱板1A，如第9至11圖所示，包括具有表面3及背面4的厚板形狀的基底構件2、插入開口於基底構件2的表面3的蓋槽6的蓋板10、以及插入蓋槽6的底面的凹槽8的熱媒體用管16。基底構件2與蓋板10藉由摩擦攪拌接合而由塑性化區域W5 、W6 一體成型。塑性化區域W5 、W6 沿著蓋槽6的側壁5a、5b與蓋板10的側面13a、13b的平接部V5 、V6 而形成。另一方面，在蓋板10上形成比上述塑性化區域W5 、W6 深且到達基底構件2的塑性化區域W7 、W8 。該塑性化區域W7 、W8 在蓋板10的表面係沿著形成於下方的凹槽8的長度方向形成。
基底構件2係以例如鋁合金(JIS：A6061)形成。在基底構件2的表面3凹設有蓋槽6，在蓋槽6的底面的中央凹設有比蓋槽6窄的凹槽8。
蓋板10，如第10圖及第11圖所示，由與基底構件2相同的鋁合金構成，具有略呈平板狀的本體部14以及從本體部14的下表面12凸設的凸部15。本體部14具有上表面(表面)11、下表面(底面)12、側面13a及側面13b，形成與基底構件2的蓋槽6的斷面大略相同的矩形斷面。
凸部15從本體部14的下表面12，以凹槽8大略相等的寬度朝下方延伸設置，底面15a形成凹面狀。底面15a的曲率形成與熱媒體用管16的外周的曲率相同。
如第10圖所示，當蓋板10配置於蓋槽6時，蓋板10的凸部15插入凹槽8與熱媒體用管16形成的空隙部P1 、P2 。由於凸部15的底面15a形成與熱媒體用管16的外周的曲率大略相同，因此與熱媒體用管16做面接觸或以微細的間隙相向。又，蓋板10的側面13a、13b與蓋槽6的側壁5a、5b做面接觸或以微細的間隙相向。於此，如第10圖及第11圖所示，側面13a與側壁5a的平接面為平接部V5 ，側面13b與側壁5b的平接面為平接部V6 。
熱媒體用管16例如為銅製，如第10圖所示，其為具有斷面呈圓形的中空部18的圓筒管。
塑性化區域W5 、W6 ，如第9圖及第11圖所示，其為對平接部V5 、V6 實施摩擦攪拌接合之際，基底構件2及蓋板10的一部份做塑性流動而一體化的區域。當沿著平接部V5 、V6 ，使用後述的接合用旋轉工具200(參照第12圖)而實施摩擦攪拌接合時，平接部V5 、V6 的周邊的基底構件2及蓋板10的金屬材料藉由接合用旋轉工具200的摩擦熱流動化而一體化，藉此基底構件2與蓋板10接合。
塑性化區域W7 、W8 ，如第9圖及第11圖所示，在蓋板10的上表面(表面)11，使攪拌用旋轉工具250(參照第12圖)沿著下方凹槽8的長度方向移動而產生。在本實施形態中，將攪拌用旋轉工具250接近熱媒體用管16而進行摩擦攪拌，藉此蓋板10的凸部15的一部份做塑性化流動，使熱媒體用管16與塑性化區域W7 、W8 接觸。
接著，用第12圖說明導熱板1A的製造方法。
第12圖為第三實施形態的導熱板的製造方法的剖視圖，(a)為表示切削工程的圖，(b)為表示插入熱媒體用管的插入工程的圖，(c)為表示蓋槽閉塞工程的圖，(d)為表示主接合工程的圖，(e)為攪拌工程的圖，(f)為完成圖。第13圖為使用第三實施形態的導熱板的導熱單元的平面圖。第14圖為使用第三實施形態的導熱板的導熱單元的剖視圖。
第三實施形態的倒熱版的製造方法包括形成基底構件2的切削工程、將熱媒體用管16插入形成於基底構件2的凹槽8的插入工程、將蓋板10配置於蓋槽6的蓋槽閉塞工程、使接合用旋轉工具200移著平接部V5 、V6 移動而進行摩擦攪拌接合的接合工程、以及在蓋板10的表面使攪拌用旋轉工具200沿著凹槽8移動而進行摩擦攪拌的攪拌工程。
(切削工程)
首先，如第12a圖所示，藉由公知的端銑加工將蓋槽6形成於厚板構件上。然後，在蓋槽6的底面由切銷加工等形成具備半圓形斷面的凹槽8。藉此，形成蓋槽6與具備開口於蓋槽6的底面的凹槽8的基底構件2。凹槽8在下半部具有斷面呈半圓形的底部7，從底部7的上端以既定寬度朝上方開口。而且，在第三實施型態中，雖然基底構件2由端銑加工及切削加工而形成，也可以用鋁合金製的壓出型材或鑄造品。
(插入工程)
接著，如第12(b)圖所示，將熱媒體用管16插入凹槽8內。此時，熱媒體用管16的下半部與形成凹槽8的下半部的底部7做面接觸。
(蓋槽閉塞工程)
接著，如第12(c)圖所示，在基底構件2的蓋槽6內，配置著由鋁合金所製成的蓋板10。此時，蓋板10的凸部15插入熱凹槽8之同時，蓋板10的上表面11與基底構件2的表面3齊平。又，蓋槽6的側壁5a、5b(參照第12(a)圖)與蓋板10的側面13a、13b形成平接部V5 、V6 。
(接合工程)
接著，如第12d圖所示，沿著平接部V5 、V6 進行摩擦攪拌接合。摩擦攪拌接合係使用接合用旋轉工具200(公知的旋轉工具)進行。接合用旋轉工具200係由例如工具鋼形成，具有圓柱形的工具本體(肩部)210、從其底面220的中心部以同心軸垂下的攪拌銷230。攪拌銷230係朝向前端形成寬度窄的錐拔狀。而且，在攪拌銷230的周面，沿著其軸向形成未圖示的複數個小槽且沿著徑向形成螺旋槽。
摩擦攪拌接合係將基底構件2與蓋板10以為圖示的至具限制的狀態下，將高速旋轉的接合用旋轉工具200壓入各平接部V5 、V6 ，沿著平接部V5 、V6 移動。藉由高速旋轉的攪拌銷230，其周圍的基底構件2及蓋板10的鋁合金材料藉由摩擦熱加熱而流動化後，冷卻而一體化。
(攪拌工程)
接著，如第12e圖所示，在蓋板10的上表面(表面)11，沿著下方的凹槽8的長度方向進行摩擦攪拌接合。即，在熱媒體用管16的斜上方進行摩擦攪拌。攪拌工程係使用比接合用旋轉工具200大的攪拌用旋轉工具250進行摩擦攪拌。
攪拌工程中的摩擦攪拌接合在蓋板10的上表面(表面)11，將高速旋轉的攪拌用旋轉工具250壓入，沿著下方的凹槽8使攪拌用旋轉工具250移動。攪拌用旋轉工具250係配置成從平面觀看工具本體(肩部)260的底面270的投影部分的一部份與熱媒體用管16重疊。此時，攪拌用旋轉工具250的前端插入比蓋槽6的底面5c還深，藉由高速旋轉的攪拌銷280，其周圍的蓋板10及基底構件2的鋁合金材料由摩擦熱加熱而流動化。然後，流動的金屬材料(塑性流動材Q)與熱媒體用管16接觸。
而且，在本實施型態中，基底構件2的厚度設定成攪拌用旋轉工具250的肩部260的外徑的1.5倍以上。又，在本實施型態中，基底構件2的厚度設定成攪拌用旋轉工具的攪拌銷280的長度的三倍以上。根據該製造方法，相對於攪拌用旋轉工具250各部位的尺寸，由於基底構件2具有充足的厚度，可提高導熱板的平坦度。
根據以上的導熱板1A，如第10圖所示，在蓋槽閉塞工程中，由於蓋板10的凸部15插入凹槽8與熱媒體用管16所圍繞的空隙部P1 、P2 ，可掩埋空隙部P1 、P2 ，而可提高導熱板1的熱交換效率。又，在攪拌工程中，藉由使接合用旋轉工具250接近熱媒體用管16而進行摩擦攪拌，凸部15的底面15a由摩擦熱而塑性化，熱媒體用管16與蓋板10接觸。藉此，可提高熱媒體用管16與蓋板10的密接性，可更加地提高導熱板1的熱交換效率。
又，根據本實施型態，由於使用比較小型的接合用旋轉工具200預先地將蓋板10接合於基底構件2，在攪拌工程中，蓋板10可在確實地固定的狀態下實施摩擦攪拌接合。因此，使用較大型的攪拌用旋轉工具250可穩定地進行施加大的壓入力的摩擦攪拌接合。
又，在本實施型態中，在接合工程中，雖然橫越平接部V5 、V6 全長而實施摩擦攪拌接合，但並不限定於此，可沿著平接部V5 、V6 相隔既定間隔而斷續地實施摩擦攪拌接合，而將蓋板10與壓附於基底構件2上。根據如此的導熱板的製造方法，可減低接合工程所需要的手續與時間。
第13圖為使用第三實施形態的導熱板的導熱單元的平面圖。
導熱板1A，如第13圖所示，其係連接複數個導熱板1A而形成導熱單元900而使用。導熱單元900係將複數個導熱板1A在基底構件2的短邊方向並排設置，從各基底構件2的長度方向的兩端突出的熱媒體用管16以平面觀看呈U字形的連結管910連結而形成。如此，根據導熱單元900，由於形成一連通的熱媒體用管960，藉由使熱媒體流通於熱媒體用管960，可迅速地冷卻或加熱接觸或接近基底構件2及蓋板10的未圖示的對象物。
而且，導熱板1的連結方法只是一個例子，也可由其他的連結方法形成導熱單元。又，在導熱單元900中，雖然連結管910露出於導熱板1A的外部，熱媒體用管16形成S字形而熱媒體用管16容納於導熱板1A的內部而形成亦可。
而且，在本實施型態中，雖然經連結管910連結複數個導熱板1A而形成倒熱單元900，但不限於此。例如，如第14圖所示，在一基底構件71上形成具有複數個凹槽8的蓋槽73，將一片蓋板74以接合用旋轉工具(未圖示)固定於基底構件71上，使攪拌用旋轉工具(未圖示)從蓋板74的上表面(表面)75沿著各凹槽8的長度方向移動，藉此，可使熱媒體用管16與塑性化區域W7 、W8 接觸。如此，進行一次蓋板74的接合工程，可固定複數個熱媒體用管16。
[第四實施型態]
接著，說明第四實施型態的導熱板。第15圖為第四實施型態的導熱板的立體圖。第16圖為第四實施型態的導熱板的製造方法的側視圖，(a)為攪拌工程的攪拌用旋轉工具的壓入前的狀態的圖，(b)為攪拌工程的攪拌用旋轉工具的壓入中的狀態的圖。第四實施形態的導熱板1B在塑性化區域W7 、W8 的內部包含在接合工程所形成的塑性化區域W9 、W10 的特徵與第三實施形態不同。
如第15圖及第16圖所示，第四實施形態的導熱板1B中，蓋板52與基底構件54的蓋槽55形成比第三實施形態的寬度窄。具體而言，蓋板52的側面53與基底構件54的蓋槽55的側壁56的平接部V9 、V10 係包含於攪拌工程中的摩擦攪拌接合所產生的塑性化區域W7 、W8 ，而形成蓋板52與基底構件54的蓋槽55的寬度。即，在接合工程所產生的塑性化區域W9 、W10 上，在攪拌工程中移動攪拌用旋轉工具250，使塑性化區域W9 、W10 再攪拌。攪拌用旋轉工具250係使用與第三實施形態相同者。而且，對於其他的構造由於與第三實施形態相同，因此省略其說明。
接著，說明第四實施形態的導熱板的製造方法。本實施形態的導熱板的製造方法包括形成基底構件54的切削工程、將熱媒體用管16插入形成於基底構件54的凹槽8的插入工程、將蓋板52配置於蓋槽55的蓋槽閉塞工程、使接合用旋轉工具(未圖示)沿著平接部V9 、V10 移動而實施摩擦攪拌接合的接合工程、在蓋板52的表面使攪拌用旋轉工具250(參照第16圖)沿著凹槽8移動而進行摩擦攪拌的攪拌工程。
切削工程、插入工程以及蓋槽閉塞工程除了蓋板52與基底構件54的蓋槽55的寬度變窄的構造以外，與第三實施形態相同。
在接合工程中，如第15圖及第16a圖所示，斷續地沿著平接部V9 、V10 進行摩擦攪拌接合，而形成以虛線形成的塑性化區域W9 、W10 ，使蓋板52預先定位於基底構件2上。此時所使用的接合用旋轉工具(未圖示)為與第三實施形態的接合用旋轉工具200相同的元件，比攪拌用旋轉工具250還小型。
接著，如第16b圖所示，在蓋板52的上表面(表面)，沿著形成於下方的凹槽8的長度方向實施摩擦攪拌接合。即，在熱媒體用管16的斜上方進行摩擦攪拌接合。在攪拌工程中，與第三實施形態相同，其為在熱媒體用管16上由摩擦攪拌接合而流動化的塑性流動材Q接觸的工程，該摩擦攪拌接合係使用攪拌用旋轉工具250進行。
在攪拌工程中，從蓋板10的上表面(表面)側，將高速旋轉的攪拌用旋轉工具250壓入，沿著下方的凹槽8的長度方向使攪拌用旋轉工具250移動。攪拌用旋轉工具250係配置成從平面觀看工具本體(肩部)260的底面270的投影部分的一部份與熱媒體用管16及接合工程所產生的塑性化區域W9 (W10 )重疊。攪拌用旋轉工具250的前端插入比蓋槽55的底面還深處，藉由高速旋轉的攪拌銷280，其周圍的基底構件55及蓋板52的凸部58的底面58a由摩擦熱加熱而流動化。然後，流動的金屬材料(塑性流動材Q)與熱媒體用管16接觸。藉此，塑性化區域W9 (W10 )包含於攪拌用旋轉工具250所產生的塑性化區域W7 (W8 )而再度攪拌。
根據以上說明的導熱板1B，加上第一實施形態的導熱板1所得到的效果，可得到以下的效果。即，在蓋板52固定於基底構件54的狀態下穩定地進行攪拌工程之同時，如第15圖所示，沿著平接部V9 、V10 (參照第16a圖)形成塑性化區域W9 、W10 ，以基底構件54與蓋板52密閉熱媒體用管16，而且，在塑性化區域W7 、W8 中包含塑性化區域W9 、W10 ，基底構件54與蓋板52接合。如此，塑性化區域W9 、W10 由於以攪拌用旋轉工具250再度攪拌而包含於塑性化區域W7 、W8 ，可使露出導熱板1B的表面的塑性化區域變少。
[第五實施形態]
接著，針對第五實施形態的導熱板做說明。第17a圖為第五實施形態的傳熱板的分解側視圖，第17b圖為第五實施形態的導熱板的側視圖。
第五實施形態的導熱板1C包含與第三實施形態的導熱板1A(參照第11圖)大略相等的構造，將上蓋板80配置於蓋板10的表面側，就實施摩擦攪拌接合的特徵而言，與第三實施形態不同。
而且，也將與第三實施形態的導熱板1A(參照第11圖)相同的構造稱為下蓋部M’。又，對於與第三實施形態的導熱板1A重複的構件給予相同的符號而省略重複的說明。
導熱板1C具有基底構件62、插入凹槽8的熱媒體用管16、蓋板10以及配置於蓋板10的表面側的上蓋板80，在塑性化區域W11 、W12 藉由摩擦攪拌接合而一體化。
基底構件62，如第17a圖及17b圖所示，由例如鋁合金構成，具有在基底構件62的表面63上橫越長度方向而形成的上蓋槽64、在上蓋槽64的底面65c上橫越長度方向而連續形成的蓋槽6、於蓋槽6的底面橫越長度方向而形成的凹槽8。上蓋槽64具有斷面呈矩形且從底面垂直豎立的側壁65a、65b。上蓋槽64的寬度形成比蓋槽6的寬度還大。上蓋槽64的底面65c在產生塑性化區域W7 、W8 之後，以面切削加工使塑性化區域W7 、W8 的表面齊平。
熱媒體用管16插入形成於基底構件62的下部的凹槽8中。凹槽8的上方由蓋板10閉塞，藉由摩擦攪拌接合而接合塑性化區域W5 、W6 。而且從蓋板10的表面至蓋槽6的底面5c的下側形成塑性化區域W5 、W6 而使熱媒體用管16與塑性化區域W7 、W8 接觸。形成於基底構件62的內部的下蓋部M’除了面切削的部分之外，其餘與第三實施形態的導熱板1A形成大略相等。
上蓋板80，如第17a圖及第17b圖所示，例如由鋁合金構成，形成與上蓋槽64的剖面大略相同的矩形剖面，具有上表面81、下表面82、從下表面82垂直形成的側面83a及側面83b。上蓋板80係插入於上蓋槽64。上蓋板80的側面83a、83b係與上蓋槽64的側壁65a、65b做面接觸或形成微細的間隙而配置。於此，側面83a與側壁65a平接的部分成為上側平接部V11 ，側面83b與側壁65b平接的部分成為上側平接部V12 。上側平接部V11 、V12 藉由摩擦攪拌接合在塑性化區域W11 、W12 一體化。
導熱板1C的製造方法與第三實施形態的導熱板1A的製造方法相同，包括在基底構件62的下部形成下蓋部M’之後，配置上蓋板80的上蓋槽閉塞工程、沿著上側平接部V11 、V12 實施摩擦攪拌接合的上蓋主接合工程。
(上蓋槽閉塞工程)
在上蓋槽閉塞工程中，形成下蓋部M’之後，將上蓋板80配置於上蓋槽64。此時，由於上蓋槽64的底面65c、蓋板10及塑性化區域W5 ~W8 的上表面藉由上述的接合工程而非為平面狀(凹凸)，因此切削上蓋槽64的底面65c、蓋板10及塑性化區域W5 ~W8 的上表面而形成平坦狀的面切削加工。
(上蓋接合工程)
在上蓋接合工程中，使接合用旋轉工具(未圖示)沿著上側平接部V11 、V12 移動而實施摩擦攪拌接合。在上蓋接合工程中的接合用旋轉工具的埋設深度可由攪拌銷的長度及上蓋板80的厚度等的各種條件而適當地設定。
根據實施形態中的導熱板1C，將上蓋板80配置於下蓋部M’的上方，藉由實施摩擦攪拌接合，可將熱媒體用管16配置於更深的位置。
[第六實施形態]
接著，針對第六實施形態的導熱板做說明。第18圖為第六實施形態的導熱板的剖視圖。第六實施形態的導熱板1D就熱媒體用管16與塑性化區域W1 、W2 的重複面積比第一實施形態的導熱板1大的特徵而言是不同的。而且，針對第六實施形態的導熱板1D做說明，與第一實施形態重複的特徵的說明係省略。
在第六實施形態的主接合工程中，與熱媒體用管16接觸的假想鉛直面與攪拌銷26的前端為止的最近距離的偏移量I設定成比第一實施形態小。在主接合工程中，接合用旋轉工具20的軸方向的中心比平接部V1還靠近熱媒體用管16側而進行摩擦攪拌。藉此，以接合用旋轉工具20所形成的塑性化區域W1 、W2 由於形成於接近熱媒體用管16的位置，可使熱媒體用管16與塑性化區域W1 、W2 的接觸面積變大。因此，可更確實地掩埋熱媒體用管16周圍的空隙，而提高導熱板1D的熱交換率。而且，對於偏移量I，熱媒體用管16最好是盡量接近而不要產生潰壞的程度。
[第七實施形態]
接著，針對第七實施形態的導熱板做說明。第19圖為第七實施形態的製造方法的圖，(a)為蓋槽閉塞工程的剖視圖，(b)為主接合工程的剖視圖。第七實施形態的導熱板中，當蓋板400配置於蓋槽6時，形成空隙部P1 、P2 的特徵與第一實施型態不同。而且，在導熱板1E的說明中，與第一實施型態重複的特徵係省略其說明。
蓋板400具有略呈平板狀的本體部410以及從本體部410的下面凸設的凸部420。本體部410呈現矩形斷面並插入蓋槽6。凸部420具有與凹槽8大略相等的寬度而插入凹槽8。凸部420的底面420a形成比熱媒體用管16的外周的曲率小。因此當蓋板400插入蓋槽6時，如第19a圖所示，形成凹槽8、熱媒體用管16及凸部420所圍成的空隙部P1 、P2 。
在第七實施型態的主接合工程中，如第19a圖所示，藉由使接合用旋轉工具20接近熱媒體用管16而進行摩擦攪拌接合，基底構件2及蓋板10藉由摩擦熱而流動化的塑性流動材Q流入空隙部P1 (P2 )。塑性流動材Q由於流入形成於熱媒體用管16周圍的微細間隙，掩埋空隙部P1 、P2 而可提高導熱板1E的熱交換效率。藉由在蓋板400的下面具備凸部420，溶液使塑性流動材Q流入空隙部P1 、P2 。
以上的說明，如第七實施型態的導熱板1E，凸部420的底面420a的曲率比熱媒體用管16外週的曲率小而形成蓋板400，可預先設置使塑性流動才Q流入的空隙。
[第八實施型態]
接著，針對第八實施型態的導熱板做說明。第20圖為第八實施型態的導熱板的剖視圖。第八實施型態的導熱板1F中，雖然蓋板10及基底構件2的形狀與第一實施型態相同，就蓋板10的凸部15未做摩擦攪拌的特徵而言，與第一實施型態不同。而且，在第八實施型態的導熱板1F的說明中，與第一實施型態重複的特徵係省略其說明。
在第一至第七實施型態中，在主接合工程或攪拌工程之際，雖然設定成蓋板10的凸部15的至少一部份做塑性變形，但如第八實施型態的導熱板1F，可對於凸部15實施摩擦攪拌。
在進行主接合工程之際，由於對平接部V1 、V2 以接合用旋轉工具20推壓，熱媒體用管16押至蓋板10而使熱媒體用管16周圍的空隙變小。藉此，可提高導熱板1F的熱將換效率。
[第九實施型態]
接著，針對本發明的第九實施型態做說明。在第九實施型態中，就進行基底構件302、熱媒體用管303的形狀以及矯正工程的特徵而言，與第一實施型態不同。首先，針對在第九實施型態所形成的導熱板301做說明。
第九實施型態的導熱板301，如第21圖所示，包括厚板形狀的基底構件302、配置於基底構件302內部的熱媒體用管303、配置於基底構件302的蓋板304，由摩擦攪拌接合所形成的表面塑性化區域W51而形成一體。又，如第21a圖所示，在基底構件302的背面302b形成背面塑性化區域W61(參照第28b圖)。於此，所謂「塑性化區域」係指由旋轉工具的磨擦熱加熱而呈現塑性化的狀態以及旋轉工具通過而回到常溫的狀態。
基底構件302係由例如鋁合金(JIS：A6061)形成。基底構件302具有將在熱媒體用管303流動的熱媒體的熱傳遞至外部的效果，或者是具有將外部的熱傳遞至在熱媒體用管303中流動的熱媒體的效果，如圖所示，熱媒體用管16係收容於內部。如第21圖及第22圖所示，在基底構件302的表面303，凹設有蓋槽306，在蓋槽306的底面306c的中央，凹設有比蓋槽306窄的凹槽307。蓋槽306為覆蓋熱媒體用管303的蓋板304所配置的部分，平面觀看呈馬蹄狀。蓋槽306具有從蓋槽306的底面306c垂直豎立的側壁306a、306b。
凹槽307為熱媒體用管303插入的部分，平面觀看呈馬蹄狀。凹槽307為上方開口的斷面呈U字形的槽，在下端形成具有與熱媒體用管303的外周相同的曲率半徑的半圓形的底部307a。藉此，可使熱媒體用管303與凹槽307的底部307a密接。凹槽307的開口部份形成與熱媒體用管303的外徑大略相同的寬度。又，凹槽307的深度形成與熱媒體用管303的外徑大略相等。
熱媒體用管303為例如銅製的，如第22b圖所示，其為具有斷面呈圓形的中空部303a的圓筒管。熱媒體用管303的外徑形成與凹槽307的寬度及深度大略相等。由於熱媒體用管303為插入凹槽307的構件，因此呈現與凹槽307相同的平面觀看略呈馬蹄狀。
熱媒體用管303使例如高溫液或高溫氣體等的熱媒體在中空部303a循環，將熱傳遞至基底構件302及蓋板304的構件或使例如冷卻水或冷卻氣體等的熱媒體在中空部303a中循環，而為熱從基底構件302及蓋板304傳遞至熱媒體的構件。又，在熱媒體用管303的中空部303a，例如連通一加熱器，作為由加熱器產生的熱傳遞至基底構件302及蓋板304的構件而利用。
蓋板304，如第22a及第22b圖所示，由與基底構件302相同的鋁合金構成，具有略呈平板狀的本體部311、從本體部311的下面314(底面)凸設的凸部312。蓋板304為插入蓋槽306的構件，與蓋槽306相同且平面觀看略呈馬蹄狀。本體部311呈現與基底構件302的蓋槽306的斷面相同的矩形斷面，具有上面(表面)313、下面(底面)314、側面315a及側面315b。
凸部312係從本體部311的下表面314的中央，以與凹槽307大略相等的寬度朝下方延伸，底面312a形成凹面狀。底面312a的曲率形成與熱媒體用管303的外周的曲率相同。
如第22b圖所示，當熱媒體用管303配置於基底構件302時，熱媒體用管303的下半部與凹槽307的底部307a做面接觸或以微細的間隙相向。熱媒體用管303的上端係位於與蓋槽306的底面306c同等高度的位置。而且，當蓋板304配置於蓋槽306時，蓋板304的凸部312插入熱媒體用管303的周圍之同時，蓋板304的上表面313與基底構件302的表面302a齊平。又，蓋板304的側面315a、315b與蓋槽306的側壁306a、306b做面接觸或以微細的間隙相向。側面315a與側壁306a平接的部分為平接部J1，側面315b與側壁306b平接的部分為平接部J2。
而且，在本實施形態中，雖然熱媒體用管303的外徑與凹槽307的深度設定為相同，凹槽307的深度設定為比熱媒體用管303的外徑大亦可。此時，凸部312的突出高度變大，在配置蓋板304之際，熱媒體用管303的周圍最好是無空隙。又，在本實施形態中，雖然基底構件302及蓋板304由鋁合金形成，鋁、銅等其他材料亦可。
接著，說明導熱板301的製造方法。第九實施形態的導熱板的製造方法包括：形成基底構件302的切削工程、將熱媒體用管303插入形成於基底構件302的凹槽307的插入工程、將蓋板304插入蓋槽306的蓋槽閉塞工程、使接合用旋轉工具20沿著平接部J1、J2移動而進行摩擦攪拌接合的主接合工程、在基底構件302的背面進行摩擦攪拌的矯正工程。
(切削工程)
首先，如第23a圖所示，藉由公知的端銑加工將蓋槽306形成於厚板構件上。然後，在蓋槽306的底面306c由端銑加工等形成具備半圓形斷面的凹槽307。藉此，形成蓋槽306與具備開口於蓋槽306的底面306a的凹槽307的基底構件302。而且，雖然基底構件302在第九實施形態中是由切削加工而形成，但使用鋁合金的壓出材亦可。
(插入工程)
接著，如第23(b)圖所示，將熱媒體用管303插入凹槽307內。熱媒體用管303的下半部與形成凹槽307的下半部的底部307a做面接觸。
(蓋槽閉塞工程)
接著，如第23(c)圖所示，在基底構件302的蓋槽306內，配置著蓋板304。此時，蓋板304的凸部312插入凹槽307之同時，蓋板304的上表面313與基底構件302的表面302a齊平。又，蓋槽306的側壁306a、306b與蓋板304的側面315a、3l5b形成平接部J1、J2。
(主接合工程)
在主接合工程中，沿著平接部J1、J2使用接合用旋轉工具20進行摩擦攪拌接合。主接合工程在本實施形態中，包括摩擦攪拌平接部J1的第一主接合工程與摩擦攪拌平接部J2的第二主接合工程。
在第一主接合工程中，如第24圖至第26圖所示，沿著基底構件302與蓋板304的平接部J1進行摩擦攪拌接合。
首先，在基底構件302的表面302a的任意位置設定開始位置SM1 ，將接合用旋轉工具200的攪拌銷26壓入(推壓)基底構件302。開始位置SM1 在本實施形態中，為基底構件302的外緣的附近，且設定於平接部J1的附近。接合用旋轉工具20的肩部22的一部份接觸於基底構件302的表面302a接觸之後，使接合用旋轉工具20朝向平接部J1的起點s1做相對移動。然後，如第6a圖所示，在到達起點s1之後，使接合用旋轉工具20不脫離，而依此狀態沿著平接部J1移動。在本實施形態中，使接合用旋轉工具20左旋轉，而使蓋板304位於行進方向的左側而進行摩擦攪拌。當接合用旋轉工具20左旋轉時，在行進方向的右側產生接合缺陷的可能性變高。根據本實施形態，接合缺陷位於從熱媒體用管303遠離的方向。即，當接合用旋轉工具20右旋轉時，使蓋板304位於行進方向的右側而進行摩擦攪拌。
在接合用旋轉工具20到達平接部J1的終點e1之後，使接合用旋轉工具20依此狀態移動至開始位置SM1 側，在設定於任意位置的結束位置EM1 上，使接合用旋轉工具20脫離。而且，開始位置SM1 、起點s1、結束位置EM1 及終點e1雖然並未限定於本實施形態的位置，但其在基底構件302的外緣的附近，且最好在平接部J1的附近。
接著，在第二主接合工程中，如第25b及25c圖所示，使接合用旋轉工具20沿著基底構件302與蓋板304的平接部J2左旋轉而進行摩擦攪拌接合。
首先，在基底構件302的表面302a的任意地點h設定開始位置SM2 ，將接合用旋轉工具20的攪拌銷26壓入(推壓)基底構件302。接合用旋轉工具20的肩部22的一部份接觸於基底構件302的表面302a之後，使接合用旋轉工具20朝向平接部J2的起點s2做相對移動。然後，在到達起點s2後，使接合用旋轉工具20不脫離，而依此狀態沿著平接部J2移動。
在接合用旋轉工具20到達平接部J2的終點e2之後，使接合用旋轉工具20依此狀態移動至地點f側，在設定於地點f的結束位置EM2 使接合用旋轉工具20脫離。
而且，開始位置SM2 及結束位置EM2 雖然並未限定於本實施形態的位置，但其最好在基底構件302的外緣的角部。藉此，在結束位置EM2 殘存有拔孔的情況下，可對角部做切削加工而除去。
如第25c圖所示，藉由主接合工程，沿著平接部J1及平接部J2而形成表面塑性化區域W51(W51a、W51b)。藉此，熱媒體用管303由基底構件302與蓋板304密閉。又，如第26圖所示，在本實施形態中，壓入接合用旋轉工具20而使表面塑性化區域W51接觸於熱媒體用管303的外周。熱媒體用管303的周圍由蓋板304的凸部312閉塞之同時，由於在表面塑性化區域W51密閉，可提高導熱板301的氣密性及水密性。
而且，表面塑性化區域W51的深度並不限定於上述的形態。可對應於蓋板304大小及形狀而適當地設定。
於此，第27圖為第九實施形態的導熱板的製造方法中，表示主接合工程後的圖，(a)為立體圖，(b)為剖視圖。藉由主接合工程，在基底構件302的表面302a形成表面塑性化區域W51。表面塑性化區域W51係由熱收縮而收縮，在基底構件302的表面302a側，壓縮應力從基底構件302的各角部側朝向中心側作用。藉此，基底構件302可能由於表面302a側凹下而彎曲。特別是在基底構件302的表面302a所表示的地點a~地點j中，在基底構件302的四角的位置a、c、f、h中，其彎曲的影響有著顯著的傾向。而且，地點j表示基底構件302的中心地點。
(5)矯正工程
在矯正工程中，如第28圖所示，使用比較小型的矯正用旋轉工具500而從基底構件302的背面302b進行摩擦攪拌。矯正用旋轉工具500具有與接合用旋轉工具20(參照第26圖)相似的形狀，形成比接合用旋轉工具20小。矯正工程是為了消除在上述主接合工程中所產生的彎曲所進行的工程。矯正工程在本實施形態中包含配置突出材的突出材配置工程以及對基底構件302的背面302b進行摩擦攪拌的矯正摩擦攪拌工程。
在突出材配置工程中，如第28a圖所示，使基底構件302的背面302b朝向上方之後，配置突出材T，其設定了後述的矯正摩擦攪拌工程的開始位置及結束位置。突出材T在本實施形態中呈長方體，由與基底構件302相同的組成構成。突出材T覆蓋基底構件302的側面302c的一部份而隱藏，抵接於側面302c。又，突出材T中，突出材T的兩側面與基底構件302的側面302c熔接而做預接合。突出材T的表面最好與基底構件302的背面302b齊平。
在矯正摩擦攪拌工程中，如第28a圖及第28b圖所示，使用矯正用旋轉工具500而對基底構件302的背面302b進行摩擦攪拌。摩擦攪拌工程的路徑在本實施形態中設定成圍繞中心地點j’且由矯正摩擦攪拌工程所形成的背面塑性化區域W61相對於中心地點j’形成放射狀。而且，地點a’、地點b’…，基底構件302的表面302a側的地點a、地點b…(參照第27a圖)為分別對應於背面302b側的地點。
在矯正摩擦攪拌工程中，如第28a圖所示，首先，在突出材T的表面設定開始位置SM3 ，將矯正用旋轉工具500的攪拌銷壓入(推壓)突出材T。在矯正用旋轉工具500的肩部的一部份接觸於突出材T之後，使矯正用旋轉工具500向基底構件302做相對移動。然後，使矯正用旋轉工具500做相對移動而進行摩擦攪拌，使基底構件302的背面302b的地點f’、地點a’、地點c’及地點h’附近平面觀看呈凸狀之同時，在地點g’、地點d’、地點b’及地點e’附近平面觀看呈凹狀。即，如第28b圖所示，相對於基底構件302的中心線(一點鎖線)呈線對稱地形成背面塑性化區域W61。在本實施形態中，將開始位置SM3 及結束位置EM3 設於突出材T上，以連續的軌跡進行摩擦攪拌。藉此，可有效地進行摩擦攪拌。在矯正摩擦攪拌工程結束之後，切除突出材T。
而且，在本實施形態中，矯正用旋轉工具500的軌跡，即背面塑性化區域W61的形狀係圍繞中心地點j’且相對於中心地點j’形成略放射狀，但並不限於此。矯正用旋轉工具500的移動軌跡的變化係如後記。
又，在本實施形態中，形成於基底構件302的背面302b的背面塑性化區域W61的長度係比形成於基底構件302及蓋板304的表面側的表面塑性化區域W51的長度和還短。即，形成於基底構件302的背面302b的背面塑性化區域W61的體積比形成於基底構件302及蓋板304的表面側的表面塑性化區域W51的體積的和還小。換言之，進入基底構件302的背面302b的熱量比進入基底構件302及蓋板304的表面側的熱量小。
於此，第29圖為說明矯正工程的剖視圖，(a)為主接合工程，(b)為矯正工程。
在上述的主接合工程中，如第29a圖所示，在基底構件302及蓋板304的表面側，當高速旋轉的接合用旋轉工具20插入時，摩擦熱傳遞至基底構件302及蓋板304內(入熱)。此時，基底構件302的背面302b由於密接於摩擦攪拌裝置的台座K，摩擦熱的一部份，如箭號標示，從基底構件302的背面302b的全體放出至台座K(散熱)。
在矯正摩擦攪拌工程中，若以在基底構件302及蓋板304的表面側進行的摩擦攪拌相同的入熱量對於基底構件302的背面302b進行摩擦攪拌，表面、背面產生相同的熱收縮而矯正彎曲。但是，如第29b圖所示，當上述的主接合工程結束時，基底構件302與蓋板304產生熱收縮，由於在基底構件302的背面302b突起而產生彎曲，當使基底構件302的表背相反時，基底構件302的表面302a與台座K僅在抵接部U抵接。當進行矯正摩擦攪拌工程時，由於不僅在抵接部U放出熱量(散熱)，在矯正摩擦攪拌工程中，在基底構件302及蓋板304的表面側以相同的熱量進行摩擦攪拌，如箭號N’所示，熱量放出而使基底構件302及蓋板304的內部有熱量殘存。藉此，在基底構件302的表面、背面以相同的入熱量進行摩擦攪拌時，基底構件302的背面302b側由摩擦攪拌而產生的殘存熱量變大，在基底構件302及蓋板304的表面側的彎曲過度地回復。
即，殘存於摩擦攪拌接合後的基底構件302及蓋板304的熱量係以殘存熱量(J)=入熱量-出熱量而呈現，若從基底構件302及蓋板304的表面側所進行的摩擦攪拌與從基底構件302的背面側所進行的摩擦攪拌的殘存熱量相等，則導熱板變得平坦。
因此，在第九實施形態的矯正摩擦攪拌工程中，在基底構件302的背面302b側進行的摩擦攪拌的入熱量設定成比基底構件302及蓋板304的表面側所進行的摩擦攪拌的入熱量少。藉由使矯正摩擦攪拌工程中的入熱量變少，使得從基底構件302及蓋板304的表面側所進行的摩擦攪拌的殘存熱量與基底構件302的背面302b側進行的摩擦攪拌的殘存熱量均衡。藉此，導熱板不會彎曲，可提高平坦度。
而且，在本實施形態中，如第28圖所示，矯正用旋轉工具500的軌跡，即背面塑性化區域W61的形狀圍繞中心地點j’且相對於中心地點j’略呈放射狀，但並不限定於此。對應於基底構件302的彎曲的問題，可適當地設定矯正摩擦攪拌工程的路徑。
根據以上說明的本實施形態的製造方法，由於在蓋板304上具有插入凹槽307的凸部312，使形成於熱媒體用管303的周圍的空隙變小。又，藉由凸部312的底面312a與熱媒體用管303的外周密接，空隙可變得更小。藉此，可提高導熱板301的熱交換效率。
又，由主接合工程的熱收縮，即使導熱板301彎曲，也可以在基底構件302的背面302b進行摩擦攪拌，藉此消除產生於表面302a的彎曲，而提高導熱板301的平坦度。即，根據矯正工程，形成於基底構件302的背面302b側的背面側塑性化區域W61，由於熱收縮而縮小，在基底構件302的背面302b側，壓縮應力從基底構件302的各角部側向中心側作用。藉此，消除由主接合工程所形成的彎曲，提高導熱板301的平坦度。
又，在矯正工程中，進入背面側的熱量設定成比進入導熱板301的表面側的熱量少，藉此可更提高導熱板301的平坦度。又，在矯正工程中，設定矯正用旋轉工具500的移動軌跡而使背面塑性化區域W61從平面觀看略呈點對稱，平衡佳地達到平坦。
又，在本實施形態的矯正工程中，由於矯正用旋轉工具500以連續的軌跡移動，可提高作業效率。
[第十實施形態]
第十實施形態的導熱板331，如第30圖所示，熱媒體用管333等從平面觀看呈蛇行狀的特徵及矯正工程中的旋轉工具的移動軌跡與第九實施形態不同。第十實施形態除了熱媒體用管333等的形狀及矯正工程之外，與第九實施形態大略相同，省略重複部分的詳細說明。
導熱板331具有基底構件332、插入基底構件332的熱媒體用管333以及配置於熱媒體用管333上的蓋板334。如第30b圖所示，在基底構件332上形成蓋槽336與凹設於蓋槽336的底面336c的凹槽337。熱媒體用管333係配置於凹槽337。又，蓋板334配置於蓋槽336之同時，形成於蓋板334的凸部342插入熱媒體用管333的周圍。在凸部342的下表面形成凹狀的底面342a與熱媒體用管333的曲率相同。即，當蓋板334配置於蓋槽336時，熱媒體用管333的周圍的間隙由凸部342塞住。
又，當蓋板334配置於蓋槽336時，蓋槽336的側壁336a、336b與蓋板334的側面345a、345b分別相向而形成平接部J1、J2。
本實施形態的導熱板的製造方法包括形成基底構件332的切削工程、將熱媒體用管333插入形成於基底構件332的凹槽337的插入工程、將蓋板334插入蓋槽336的蓋槽閉塞工程、使接合用旋轉工具20沿著平接部J1、J2移動而實施摩擦攪拌接合的主接合工程、在基底構件332的背面進行摩擦攪拌的矯正工程以及對基底構件332的背面332b進行面切削加工的面切削工程。切削工程、插入工程以及蓋槽閉塞工程除了熱媒體用管333等的形狀之外，與第九實施形態相同而省略說明。
(主接合工程)
在主接合工程中，如第31圖所示，沿著平接部J1、J2，使接合用旋轉工具20移動而進行摩擦攪拌接合。藉由主接合工程，在蓋板334的兩側形成表面塑性化區域W71。在主接合工程中，可根據需要使用突出材。
當主接合工程結束時，如第31圖所示，形成於基底構件332的表面332a的表面塑性化區域W71藉由熱收縮而收縮，在基底構件332的表面332a，壓縮應力從基底構件332的各角部側向中心側作用。藉此，基底構件332可能在表面332a側凹陷彎曲。特別是，基底構件332的表面332a所示的地點a~地點j中，在基底構件332的四角的地點a、c、f、h中，其彎曲的影響有顯著的傾向。
(矯正工程)
在矯正工程中，使用矯正用旋轉工具500而從基底構件332的背面332b進行摩擦攪拌。矯正工程為消除上述主接合工程中所產生的彎曲(撓曲)而進行的工程。矯正工程在本實施形態中包括進行放射線狀的摩擦攪拌的矯正摩擦攪拌工程以及對基底構件332的角部進行摩擦攪拌的角部摩擦攪拌工程。
在摩擦攪拌工程中，如第32a圖所示，進行摩擦攪拌而形成通過中心地點j’的放射狀的塑性化區域。即，分別在連接地點a’及地點h’的直線上、連接地點d’及地點e’的直線上、連接地點f’及地點c’的直線上以及連接地點g’及地點b’的直線上，設定摩擦攪拌的開始位置(SM5 、SM6 、SM7 、SM8 )以及結束位置(EM5 、EM6 、EM7 、EM8 )，同時設定摩擦攪拌的路徑，使得從各開始位置至中心地點j’的距離與從中心地點j’至各結束位置的距離相等。
在設定了矯正摩擦攪拌工程的摩擦攪拌路徑之後，將矯正用旋轉工具500壓入各開始位置，使矯正用旋轉工具500沿著各路徑(直線)移動。如第32b圖所示，藉由矯正摩擦工程所形成的背面塑性化區域W41~W44係相對於中心地點j’朝八方向形成放射狀。
在角部摩擦攪拌工程中，如第32b圖所示，在基底構件332的地點a’、地點c’、地點f’以及地點h’的各角部，重點地進行摩擦攪拌。構成地點a’的角部的一邊331a側設定摩擦攪拌的開始位置SM9 及結束位置EM9 ，在另一邊331b側設定折返位置SR9 。然後，將矯正用旋轉工具500壓入開始位置SM9 ，朝折返位置SR9 移動之後，在折返位置SR9 折返，在結束位置EM9 使矯正用旋轉工具500脫離。同樣的工程也在地點c’、地點f’及地點h’的各角部進行。根據角部摩擦攪拌工程，特別是彎曲大的基底構件332的角部重點地進行矯正工程，可提高導熱板331的平坦度。
角部摩擦攪拌工程在本實施形態中，雖然矯正用旋轉工具500的軌跡在各角部形成與對角線正交，但並不限於此。考慮角部的彎曲的大小而設定適當的摩擦攪拌的路徑。而且，在角部摩擦攪拌工程中所形成的背面塑性化區域W45與背面塑性化區域W47、背面塑性化區域W46與背面塑性化區域W48分別相對於中心地點j’形成點對稱。藉此，基底構件332的彎曲平衡地消除並可提高平坦度。
(面切削工程)
在面切削工程中，使用公知的端銑刀等而將基底構件332的背面332b面切削至既定的厚度。如第32b圖所示，在基底構件332的背面332b會產生矯正用旋轉工具500的拔孔(圖示省略)以及由壓入各旋轉工具而產生的槽(圖示省略)、毛邊等。因此，藉由在基底構件332的背面332b進行面切削處理，可平滑地形成基底構件332的背面332b。在本實施形態中，如第33圖所示，面切削加工的厚度Ma設定成比背面塑性化區域W42的厚度Wa大。藉此，由於除去形成於基底構件332的背面332b的背面塑性化區域W41~W48，可達到基底構件332的性質均一性。又，由於背面塑性化區域W42不露出背面332b，設計性等較佳。
而且，在本實施形態中，面切削加工的厚度設定成比背面塑性化區域的厚度大，但並不限定於此。面切削加工的厚度可設定成例如比矯正用旋轉工具500的攪拌銷的長度大。
又，在本實施形態中，雖然使用具備攪拌銷的矯正用旋轉工具500進行矯正工程，但也可以用不具備攪拌銷的矯正用旋轉工具進行矯正工程。根據該旋轉工具，由於背面塑性化區域的深度變淺，面切削的厚度變小。藉此，由於面切削部分變少，基底構件332的損失減少，可降低成本。
根據以上說明的本實施形態，由於在蓋板334上具有插入凹槽337的凸部342，可使熱媒體用管333的周圍的空隙變小。又，藉由凸部342的底面342a與熱媒體用管333的外周密接而形成，可使空隙變小。藉此，可提高導熱板331的熱交換效率。
又，由主接合工程所造成的熱收縮，即使導熱板331彎曲，藉由在基底構件332的背面332b進行摩擦攪拌，可消除產生於表面332a的彎曲而提高導熱板331的平坦度。
又，在本實施形態中，矯正用旋轉工具500的軌跡的長度(背面塑性化區域W41至背面塑性化區域W48的長度的和)形成比接合用旋轉工具20的軌跡的長度(表面塑性化區域W48的長度的和)短。即，於基底構件332的背面332b所進行的摩擦攪拌的入熱量設定成比基底構件332及蓋板334的表面側所進行的摩擦攪拌的入熱量小。藉此，可提高導熱板331的平坦度。
又，在本實施形態中，形成於基底構件332的背面332b的背面塑性化區域W41~W44及背面塑性化區域W45~W48相對於中心地點j形成點對稱。藉此，平衡佳地修正導熱板331的彎曲。
在第九實施形態及第十實施形態中，雖然對於進行矯正工程做說明，但例如除了上述第一實施形態至第八實施形態所示的各工程之外，也可以再進行矯正工程。此時，藉由在基底構件及蓋板的表面側進行的摩擦攪拌，對應於所產生的基底構件(導熱板)的彎曲的問題，可適當地設定矯正工程中的旋轉工具的移動軌跡。又，即使在此情況下，在矯正工程中所使用的旋轉工具的大小比在基底構件及蓋板的表面側進行的摩擦攪拌中所使用的旋轉工具小，設定矯正工程中的入熱量變少。
(第一變形例)
接著，針對矯正工程的第一變形例做說明。第34圖為矯正工程的第一變形例的平面圖。如第34圖所示，在第一變形例的矯正工程中，使用矯正用旋轉工具500進行摩擦攪拌，使在基底構件332的表面332a側形成的表面塑性化區域W71(參照第31圖)與在基底構件332的背面332b側所形成的背面塑性化區域W81成為大略相同的平面形狀。藉此，在背面332b形成的背面塑性化區域W81的長度的和及形狀與在基底構件332的表面332a側形成的表面塑性化區域W71的長度的和及形狀相同。
根據第一變形例的矯正工程，藉由基底構件332及蓋板334的表面側與基底構件332的背面332b所形成的塑性化區域的長度及平面形狀相同，導熱板331的彎曲可平衡地矯正。在該矯正工程中，由於使用比接合用旋轉工具20還小型的矯正用旋轉工具500進行摩擦攪拌，基底構件332的背面332b的入熱量比基底構件332及蓋板334的表面側的入熱量還少。換言之，基底構件332的背面332b背面塑性化區域W81的體積的和比基底構件332及蓋板334的表面側的表面塑性化區域W71的體積和小。藉此，修正導熱板331的彎曲而提高平坦度。
矯正工程並不限於上述摩擦攪拌的路徑，可對應於基底構件(導熱板)的彎曲問題而設定各種路徑。以下，針對矯正工程中的摩擦攪拌的路徑的其他的型態做說明。
[第二變形例~第八變形例]
矯正工程的摩擦攪拌的路徑並不限於上述的型態，以下的型態亦可。第35圖為基底構件302的背面側的平面圖，(a)為第二變形例、(b)為第三變形例、(c)為第四變形例、(d)為第五變形例、(e)為第六變形例、(f)為第七變形例。即使在第二變形例~第七變形例，可平衡佳地校正導熱板。
第35a圖及第35b圖所示的第二變形例及第三變形例的矯正用旋轉工具的軌跡(背面側塑性化區域W61)係形成圍繞任一基底構件302的中心地點j’。第二變形例係相對於基底構件302的外緣而形成相似形狀。又，第35b圖所示的第三變形例，形成格子狀。
第35c圖及35d圖所示的第四變形例及第五變形例的矯正用旋轉工具的軌跡(背面塑性化區域W61)係通過任一基底構件302的中心地點j’而形成放射狀。第35c圖所示的第四變形例包含以中心地點j為起點、終點的迴圈，相對於中心地點j’呈點對稱。第四變形例由於以連續軌跡形成，可提高作業效率。第35d圖所示的第五變形例在通過中心地點j’之同時，相對於基底構件302的對角線形成平行。
第35e及35f圖所示的第六變形例及第七變形例的矯正用旋轉工具的軌跡(背面側塑性化區域W61係在以通過中心地點j’的直線區分的區域，同形狀的四個軌跡分別獨立形成之同時，夾持中心地點j’而傾斜相向的軌跡係形成點對稱。四個軌跡的形狀只要是相同形狀即可，任何形狀皆可。
如以上的說明，矯正工程中的摩擦攪拌的移動軌跡係對應於基底構件的表面側所進行的摩擦攪拌的軌跡而設定適當摩擦攪拌的路徑。
接著，針對本發明的實施例做說明。本發明的實施例，如第36a圖第36b圖所示，在平面觀看呈正方形的基底構件602的表面602a及背面602b上分別畫出三個圓而進行摩擦攪拌，測定在表面側602a產生的彎曲的變形量與在背面602b側產生的彎曲的變形量。表面側602a產生的彎曲的變形量與在背面602b側產生的彎曲的變形量的值愈接近，則基底構件602的平坦度愈高。
基底構件602為平面觀看呈500mm×500mm的長方體，使用厚度為30mm、60mm的二種規格的構件分別進行測定。基底構件602的材質為JIS規格的5052鋁合金。
摩擦攪拌的軌跡為三個圓係以設定於基底構件602的中心的地點j或地點j’為中心，表面602a及背面602b一起，設定成半徑r1=100mm(以下稱小圓)、r2=150mm(以下稱中圓)、r3=200mm(以下稱大圓)。摩擦攪拌的順序依次小圓、中圓、大圓進行。
旋轉工具對表面側602a及背面側602b以相同尺寸的旋轉工具。旋轉工具的尺寸係使用肩部的外徑為20mm、攪拌銷的長度為10mm、攪拌銷的根部的尺寸(最大直徑)為9mm、攪拌銷前端的尺寸(最小直徑)為6mm。旋轉工具的轉數設定為600rpm，輸送速度設定為300mm/min。又，在表面602a側及背面602b側，旋轉工具的推入量設定成一定。如第36圖所示，在表面側602a形成的塑性化區域從小圓朝向大圓分別成為塑性化區域W21至塑性化區域W23。又，在背面側602b形成的塑性化區域從小圓朝向大圓分別成為塑性化區域W31至塑性化區域W33。該實施例中的各測定結果如以下的表1~表4所示。
表1為基底構件602的板厚為30mm，表示從表面側進行摩擦攪拌時的測定值的表。「FSW前」為在摩擦攪拌之前，中心地點j(基準j)與各地點(地點a~地點h)的高低差。「FSW後」為基準j為0，在進行三個圓的摩擦攪拌之後，基準點j與各地點的高低差。「表面側變形量」係表示各地點中(FSW前-FSW後)的值。「表面側變形量」的最下欄表示地點a~地點h的平均值。「FSW前」及「FSW後」的負值表示位於基準j的下方。
表2為基底構件602的板厚為30mm，表示從表面側進行小圓、中圓、大圓的摩擦攪拌之後，從背面側進行摩擦攪拌時(矯正工程)的測定值。「FSW前」為進行摩擦攪拌之前，中心地點j’(基準j’)與各地點(a’~h’)的高低差。
「FSW1」參照第36圖，其表示基準j’為0，在進行小圓(半徑r1)的摩擦攪拌之後，基準j’與各地點的高低差。「背面側變形量1」表示各地點中(FSW1一FSW前)的值。「背面側變形量1」的最下欄表示地點a~地點h的平均值。
「FSW2」係基準j’為0，除了小圓(半徑r1)之外，在對中圓(半徑r2)進行摩擦攪拌之後，基準j’與各地點的高低差。「背面側變形量2」表示在各地點(FSW2-FSW前)的值。「背面側變形量2」的最下欄表示地點a~地點h的平均值。
「FSW3」係基準j’為0，除了小圓(半徑r1)、中圓(半徑r2)之外，在對大圓(半徑r3)進行摩擦攪拌之後，基準j’與各地點的高低差。「背面側變形量3」表示在各地點(FSW3-FSW前)的值。「背面側變形量3」的最下欄表示地點a~地點h的平均值。
表3為基底構件602為板厚60mm，從表面側進行摩擦攪拌時的測定值。表3的各項目與表1的各項目具有大略相同的意義。
表4表示基底構件602的板厚為60mm，從表面側進行小圓、中圓、大圓的摩擦攪拌之後，從背面側進行摩擦攪拌時的測定值。表4的各項目與表2的各項目具有大略相同的意義。
表1的「表面側變形量」的平均值(1.61)與表2的「背面側變形量1」的平均值(2.04)比較時，「背面側變形量1」的值較大。同樣地，「背面側變形量2」的平均值(2.95)及「背面側變形量3」的平均值(3.53)也比「表面側變形量」的平均值(1.61)大。即，基底構件602的板厚為30mm時，即使從背面側進行小圓的摩擦攪拌，也會使基底構件602的彎曲過度地回復。因此，基底構件602為30mm時，可從表面側以低的入熱量提高基底構件602的平坦度。
表3的「表面側變形量」的平均值(0.98)與表4的「背面側變形量2」的平均值(0.91)相比，兩者的變形量近似。因此，基底構件602的板厚為60mm時，當從背面側進行小圓及中圓的摩擦攪拌時，可確認基底構件602的平坦度會提高。即，板厚為60mm時，若設定背面側的入熱量比表面側低，則可提高基底構件602的平坦度。
1．．．導熱板
2．．．基底構件
5a．．．(蓋槽的)側壁
5b．．．(蓋槽的)側壁
6．．．蓋槽
8．．．凹槽
10．．．蓋板
13a．．．(蓋板的)側面
13b．．．(蓋板的)側面
15．．．凸部
15a．．．底面
16．．．熱媒體用管
20．．．接合用旋轉工具
22．．．肩部
26．．．攪拌銷
31．．．導熱板
36．．．上蓋槽
35a．．．側壁
35b．．．側壁
40．．．上蓋板
43a．．．側面
43b．．．側面
1B．．．導熱板
52．．．蓋板
53．．．(蓋板的)側面
54．．．基底構件
55．．．蓋槽
56．．．(蓋槽的)側壁
1C．．．導熱板
62．．．基底構件
64．．．上蓋槽
65a．．．(上蓋槽的)側壁
65b．．．(上蓋槽的)側壁
80．．．上蓋板
83a．．．(上蓋板的)側面
83b．．．(上蓋板的)側面
200．．．接合用旋轉工具
250．．．攪拌用旋轉工具
301．．．導熱板
302．．．基底構件
302a．．．(基底構件的)表面
303．．．熱媒體用管
302b．．．(基底構件的)背面
304．．．蓋板
306a．．．(蓋槽的)側壁
306b．．．(蓋槽的)側壁
307．．．凹槽
311．．．本體部
312．．．凸部
500．．．矯正用旋轉工具
P．．．空隙部
Q．．．塑性流動材
V．．．平接部
W．．．塑性化區域
第1圖為第一實施形態的導熱板的立體圖。
第2圖為第一實施形態的導熱板的分解側視圖。
第3圖為第一實施形態的導熱板的分解側視圖。
第4圖為第一實施形態的導熱板的製造方法的側視圖，(a)為表示切削工程的圖，(b)為表示插入熱媒體用管的插入工程的圖，(c)為表示蓋槽閉塞工程的圖，(d)為表示主接合工程的圖，(e)為完成圖。
第5圖為表示第一實施形態的導熱板與接合用旋轉工具的位置關係的剖視圖。
第6圖為使用第一實施形態的導熱板的導熱單元的平面圖。
第7圖為第二實施形態的導熱板的分解剖視圖。
第8圖為第二實施形態的導熱板的剖視圖。
第9圖為第二實施形態的導熱板的立體圖。
第10圖為第三實施形態的導熱板的分解剖視圖。
第11圖為第三實施形態的導熱板的剖視圖。
第12圖為第三實施形態的導熱板的製造方法的剖視圖，(a)為表示切削工程的圖，(b)為表示插入熱媒體用管的插入工程的圖，(c)為表示蓋槽閉塞工程的圖，(d)為表示主接合工程的圖，(e)為攪拌工程的圖，(f)為完成圖。
第13圖為使用第三實施形態的導熱板的導熱單元的平面圖。
第14圖為使用第三實施形態的導熱板的導熱單元的剖視圖。
第15圖為第四實施形態的導熱板的立體圖。
第16圖為第四實施形態的導熱板的製造方法的側視圖，(a)為攪拌工程的攪拌用旋轉工具的壓入前的狀態的圖，(b)為攪拌工程的攪拌用旋轉工具的壓入中的狀態的圖。
第17a圖為第五實施形態的傳熱板的分解側視圖，第17b圖為第五實施形態的導熱板的側視圖。
第18圖為第六實施形態的導熱板的剖視圖。
第19圖為第七實施形態的製造方法的圖，(a)為蓋槽閉塞工程的剖視圖，(b)為主接合工程的剖視圖。
第20圖為第八實施形態的導熱板的剖視圖。
第21圖為第九實施形態的導熱板的圖，(a)為立體圖，(b)為I-I線的剖視圖。
第22圖為第九實施形態的導熱板的圖，(a)為分解立體圖，(b)為剖視圖。
第23圖為第九實施形態的導熱板的製造方法的剖視圖，(a)為切削工程的圖，(b)為插入工程的圖，(c)為蓋槽閉塞工程的圖。
第24圖為在第九實施形態的導熱板的製造方法中，在蓋槽閉塞工程後的立體圖。
第25a~25c圖為第九實施形態的導熱板的製造方法中，階段性表示主接合工程的平面圖。
第26圖為第九實施形態的導熱板的製造方法中，表示主接合工程的剖視圖。
第27圖為第九實施形態的導熱板的製造方法中，表示主接合工程後的圖，(a)為立體圖，(b)為剖視圖。
第28圖為第九實施形態的導熱板的製造方法中，表示矯正工程的圖，(a)為立體圖，(b)為平面圖。
第29圖為說明矯正工程的剖視圖，(a)為主接合工程，(b)為矯正工程。
第30圖為第十實施形態的導熱板的圖，(a)為立體圖，(b)為剖視圖。
第31圖為第十實施形態的導熱板的製造方法中，表示主接合工程後的立體圖。
第32圖為第十實施形態的導熱板的製造方法的矯正工程的平面圖，(a)表示矯正摩擦攪拌工程，(b)表示角部摩擦攪拌工程。
第33圖為在第十實施形態的導熱板的製造方法中，表示面削工程的圖，其為第32b圖的II-II的剖視圖。
第34圖為矯正工程的第一變形例的平面圖。
第35a~35f圖為矯正工程的其他變形例的平面圖。
第36圖為實施例的圖，(a)為立體圖，(b)為平面圖。
第37圖為習知的導熱板的圖，(a)為立體圖，(b)為剖視圖。
1‧‧‧導熱板
2‧‧‧基底構件
3‧‧‧表面
4‧‧‧背面
10‧‧‧蓋板
16‧‧‧熱媒體用管
W1 、W2 ‧‧‧塑性化區域

Claims (31)

  1. 一種導熱板的製造方法，包括下列工程：插入工程，將熱媒體用管插入形成於一蓋槽的底面的凹槽，該蓋槽係開口於基底構件的表面側；蓋槽閉塞工程，將一蓋板插入上述蓋槽，該蓋板具有插入上述蓋槽的本體部與突設於該本體部的底面而插入上述凹槽的凸部；主接合工程，使一接合用旋轉工具沿著上述蓋槽的側壁與上述蓋板的側面的平接部做相對移動而進行摩擦攪拌接合。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之導熱板的製造方法，其中在上述主接合工程中，對上述凸部的至少一部份進行摩擦攪拌，藉由摩擦熱使塑性化的塑性流動材與上述熱媒體用管接觸。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之導熱板的製造方法，其中上述蓋板的上述凸部的底面係沿著上述熱媒體用管的形狀而形成形狀。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之導熱板的製造方法，其中在上述主接合工程中，將上述接合用旋轉工具的前端插入比上述蓋槽的底面還深。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之導熱板的製造方法，其中在上述主接合工程之後，更包括下列工程：上蓋槽閉塞工程，將上蓋板插入上蓋槽，該上蓋槽係較上述蓋槽於上述導熱板的更表面側形成比上述蓋槽還大的寬度； 上蓋接合工程，沿著上述上蓋槽的側壁與上述上蓋板的側面的平接部，使接合用旋轉工具做相對移動而進行摩擦攪拌接合。
  6. 一種導熱板的製造方法，包括下列工程：插入工程，將熱媒體用管插入形成於一蓋槽的底面的凹槽，該蓋槽係開口於基底構件的表面側；蓋槽閉塞工程，將一蓋板插入上述蓋槽，該蓋板具有插入上述蓋槽的本體部與突設於該本體部的底面而插入上述凹槽的凸部；攪拌工程，在上述蓋板的表面，使攪拌用旋轉工具沿著上述凹槽移動，對於上述凸部的至少一部分進行摩擦攪拌，藉由摩擦熱使塑性化的塑性流動材與上述熱媒體用管接觸。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之導熱板的製造方法，其中上述蓋板的上述凸部的底面係沿著上述熱媒體用管的形狀而形成形狀。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之導熱板的製造方法，其中在上述攪拌工程前，更包含一接合工程，使接合用攪拌工具沿著上述蓋槽的側壁與上述蓋板的側面的平接部做相對移動，進行上述基底構件與上述蓋板的摩擦攪拌接合。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之導熱板的製造方法，其中在上述接合工程中，沿著上述蓋槽的側壁與上述蓋板的側面的平接部斷斷續續地進行摩擦攪拌接合。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之導熱板的製造方法，其中上述攪拌用旋轉工具係比上述接合用旋轉工具大。
  11. 如申請專利範圍第6項所述之導熱板的製造方法， 其中在上述攪拌工程中，上述攪拌用旋轉工具的前端係插入比上述蓋槽的底面還深。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之導熱板的製造方法，其中在上述攪拌工程中，由上述接合工程所形成的塑性化區域由上述攪拌用旋轉工具再度進行攪拌。
  13. 如申請專利範圍第6項所述之導熱板的製造方法，其中在上述攪拌工程後，其更包括下列工程：上蓋槽閉塞工程，配置覆蓋上述蓋板的上蓋槽，該上蓋槽係較上述基底構件的上述蓋槽於上述導熱板的更表面側形成比上述蓋槽還大的寬度；上蓋接合工程，沿著上述上蓋槽的側壁與上述上蓋板的側面的平接部，使接合用旋轉工具做移動而進行上述基底構件與上述上蓋板之摩擦攪拌接合。
  14. 如申請專利範圍第1或6項所述之導熱板的製造方法，其更包括一矯正工程，使旋轉工具相對於上述基底構件的背面移動而進行摩擦攪拌。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之導熱板的製造方法，其中在上述矯正工程中，設定成在上述基底構件的背面所形成的塑性化區域的體積比在上述基底構件及上述蓋板的表面側所形成的塑性化區域的體積小。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之導熱板的製造方法，其中在上述矯正工程中，設定成進入上述基底構件的背面的熱量比進入上述基底構件及上述蓋板的表面的熱量少。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之導熱板的製造方法，其中在上述矯正工程中，在該矯正工程所形成的塑性化區域 的平面形狀相對於上述基底構件的中心而大略成點對稱。
  18. 如申請專利範圍第14項所述之導熱板的製造方法，其中在上述矯正工程中，在該矯正工程中所形成的塑性化區域的平面形狀設定成與上述基底構件的外緣的形狀成為大略相似的形狀。
  19. 如申請專利範圍第14項所述之導熱板的製造方法，其中在上述矯正工程中，在該矯正工程中所形成的塑性化區域的平面形狀設定成與在上述基底構件及上述蓋板的表面側形成的塑性化區域的平面形狀大略相同形狀。
  20. 如申請專利範圍第14項所述之導熱板的製造方法，其中在上述矯正工程中，在該矯正工程中所形成的塑性化區域的全長設定成比在上述基底構件及上述蓋板的表面側形成的塑性化區域的全長短。
  21. 如申請專利範圍第14項所述之導熱板的製造方法，其中在上述矯正工程中所使用的旋轉工具的肩部的外徑設定成比在上述基底構件及上述蓋板的表面側進行摩擦攪拌所使用的旋轉工具的肩部的外徑小。
  22. 如申請專利範圍第14項所述之導熱板的製造方法，其中在上述矯正工程所使用的旋轉工具的攪拌銷的長度設定成比上述基底構件及上述蓋板的表面側進行摩擦攪拌所使用的旋轉工具的攪拌銷的長度小。
  23. 如申請專利範圍第14項所述之導熱板的製造方法，其中當上述基底構件為平面觀看多角形時，在上述矯正工程中包括對上述基底構件的角部以旋轉工具進行摩擦攪拌的角部摩擦攪拌工程。
  24. 如申請專利範圍第14項所述之導熱板的造方法，其中在上述矯正工程後，包含對上述基底構件的背面側進行面切削加工的面削工程，上述面削工程的深度比在上述矯正工程中所使用的旋轉工具的攪拌銷的長度大。
  25. 如申請專利範圍第1項所述之導熱板的製造方法，其中上述基底構件的厚度係設定成在上述主接合工程中所使用的上述接合用旋轉工具的肩部的外徑的1.5倍以上。
  26. 如申請專利範圍第1項所述之導熱板的製造方法，其中上述基底構件的厚度設定成在上述主接合工程中所使用的上述接合用旋轉工具的攪拌銷的長度的3倍以上。
  27. 如申請專利範圍第6項所述之導熱板的製造方法，其中上述基底構件的厚度係設定成在上述攪拌工程中所使用的上述攪拌用旋轉工具的肩部的外徑的1.5倍以上。
  28. 如申請專利範圍第6項所述之導熱板的製造方法，其中上述基底構件的厚度設定成在上述攪拌工程用的上述攪拌用旋轉工具的攪拌銷的長度的3倍以上。
  29. 一種導熱板，包括：一基底構件，具有開口於表面側的蓋槽與開口於該蓋槽的底面的凹槽；熱媒體用管，插入上述凹槽；以及一蓋板，具有插入上述蓋槽的本體部與突設於該本體部的底面而插入上述凹槽的凸部，其中沿著上述蓋槽的側壁與上述蓋板的側面的平接部形成由摩擦攪拌接合所形成的塑性化區域。
  30. 如申請專利範圍第29項所述之導熱板，其中上述塑 性化區域與上述熱媒體用管接觸。
  31. 如申請專利範圍第29項所述之導熱板，其更包括：一基底構件，具有比上述蓋槽還靠近表面側，而形成比上述蓋槽寬的上蓋槽；上蓋板，配置於上述上蓋槽，其中沿著上述上蓋槽的側壁與上述上蓋板的側面的平接部，形成由摩擦攪拌接合所形成的塑性化區域。
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