TWI628024B - 液冷套匣的製造方法及液冷套匣 - Google Patents
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Abstract
一種液冷套匣的製造方法，包括：準備步驟，形成套匣本體(2)，套匣本體(2)具有底部(10)及周壁部(11)，以及形成密封體(3)，密封體(3)具有以第一金屬形成的第一基板部(21)、以第二金屬形成使第一基板部(21)的周緣部露出的第二基板部(22)、複數的鰭片(23)；配置步驟，使周壁部(11)的端面(11a)與第一基板部(21)的背表面(21b)重合而形成重合部(J1)；以及接合步驟，將接合用旋轉工具(F)從第一基板部(21)的周緣部的正表面(21a)側插入，在接合用旋轉工具(F)的攪拌桿(F2)接觸僅第一基板部(21)，或是接觸第一基板部(21)及周壁部(11)雙方的狀態下，沿著重合部(J1)相對移動，對重合部(J1)進行摩擦攪拌接合。
Description
本發明係有關於液冷套匣之製造方法及液冷套匣。
將兩金屬構件接合的方法中有一種是摩擦攪拌接合方法(FSW=Friction Stir Welding)。摩擦攪拌接合是一邊轉動旋轉工具一邊沿著兩金屬構件的靠合部移動，利用旋轉工具與金屬構件之間的摩擦熱使靠合部的金屬塑性流動，藉此將兩金屬構件固相接合。
近年來，以個人電腦為代表的電子機器隨著性能的提昇，搭載的CPU(發熱體)的發熱量也跟著增加，CPU的冷卻變得更重要。習知技術中，為了冷卻發熱體，會使用空冷風扇方式的散熱器，但風扇噪音、空冷方式下的冷卻極限等問題被提出，因此作為一種新世代冷卻方式，液冷套匣相當受到關注。
專利文獻1揭露一種液冷套匣，由套匣本體以及基板上平排設置複數鰭片而成的密封體所構成。該密封體的基板是積層不同的金屬層而構成，因此能夠善用各金屬材料的特性提高熱傳導率。專利文獻1的發明中，套匣本體與密封體以螺絲接合。
專利文獻1：日本特許5572678號公報
習知的液冷套匣的製造方法中，因為套匣本體與密封體是以螺絲接合，所以存在有液冷套匣的水密性及氣密性降低的問題。在此，雖然考慮對套匣本體及密封體進行摩擦攪拌接合，但將旋轉工具插進不同種類積層而成的基板的話，因為各金屬性質的不同，而存在不容易設定旋轉速度或推進速度等的接合條件的問題。
因此，本發明的目的是提供一種液冷套匣之製造方法及液冷套匣，水密性及氣密性高，且容易製造。
為了解決上述問題，本發明提出一種液冷套匣的製造方法，包括：準備步驟，形成套匣本體，該套匣本體具有底部及從該底部的周緣立起的周壁部，以及形成密封體，該密封體具有以第一金屬形成的板狀的第一基板部、以第二金屬形成在該第一基板部的正表面側使該第一基板部的周緣部露出的板狀的第二基板部、並排設置於該第一基板部的背表面側的複數的鰭片；配置步驟，配置該密封體於該套匣本體，且使該周壁部的端面與該第一基板部的背表面重合而形成重合部；以及接合步驟，將旋轉工具從該第一基板部的該周緣部的正表面側插入，在該旋轉工具的攪拌桿接觸僅該第一基板部，或者是接觸該第一基板部及該周壁部雙方的狀態下，沿著該重合部使該旋轉工具相對移動，對該重合部進行摩擦攪拌接合。又，本發明提出一種液冷套匣，包括：套匣本體，具有底部及從該底部的周緣立起的周壁部；密封體，具有以第一金屬形成的板狀的第一基板部、以第二金屬形成在該第一基板部的正表面側使
該第一基板部的周緣部露出的板狀的第二基板部、並排設置於該第一基板部的背表面側的複數的鰭片，其中周壁部的端面與該密封體的背表面重合而成的重合部被摩擦攪拌接合，該第一基板部的周緣部形成塑性化領域。在該準備步驟中，準備以該第一金屬形成的第一基體部以及以該第二金屬形成的第二基體部疊在一起而形成的覆蓋材，該準備步驟更包括：第一切削步驟，切削該第一基體部，形成該第一基板部及塊部；第二切削步驟，切削該第二基體部，使該第一基板部的周緣部露出且形成該第二基板部；以及鰭片形成步驟，以排列設置有圓盤刀片的多刀切削機切削該塊部，形成複數的該鰭片為佳。
根據上述製造方法，因為以摩擦攪拌來接合套匣本體及密封體，所以能夠提高水密性及氣密性。又，形成密封體時使以第一金屬形成的第一基板部的周緣部露出，藉由摩擦攪拌接合該周緣部，能夠排除第二金屬的影響。藉此能夠容易地設定摩擦攪拌接合的接合條件。又，根據上述製造方法，能夠容易地製造出具備第一基板部、第二基板部及複數的鰭片的密封體。
又，在該準備步驟中，該套匣本體以壓鑄來形成。
根據上述製造方法，能夠容易地製造出套匣本體。
又，在該接合步驟中，只有旋轉工具的攪拌桿接觸僅該第一基板部，或者是接觸該第一基板部及該周壁部雙方的狀態下，對該重合部進行摩擦攪拌接合為佳。
根據上述製造方法，因為僅讓攪拌桿接觸，所以能夠在施加於摩擦攪拌裝置的負荷低的狀態下進行摩擦攪拌
接合。
為了解決上述問題，本發明提出一種液冷套匣的製造方法，包括：準備步驟，形成套匣本體，該套匣本體具有底部及從該底部的周緣立起的周壁部，以及形成密封體，該密封體具有以第一金屬形成的板狀的第一基板部、以第二金屬形成在該第一基板部的正表面側使該第一基板部的周緣部露出的板狀的第二基板部、並排設置於該第一基板部的背表面側的複數的鰭片；配置步驟，配置該密封體於該套匣本體，且使該周壁部的端面與該第一基板部的背表面重合而形成重合部；以及接合步驟，將旋轉工具從該第一基板部的該周緣部的正表面側插入，在只有該旋轉工具的攪拌桿接觸僅該第一基板部，或者是接觸該第一基板部及該周壁部雙方的狀態下，沿著該重合部使該旋轉工具相對移動，對該重合部進行摩擦攪拌接合。又，本發明提出一種液冷套匣，包括：套匣本體，具有底部及從該底部的周緣立起的周壁部；密封體，具有以第一金屬形成的板狀的第一基板部、以第二金屬形成在該第一基板部的正表面側使該第一基板部的周緣部露出的板狀的第二基板部、並排設置於該第一基板部的背表面側的複數的鰭片，其中周壁部的端面與該密封體的背表面重合而成的重合部被摩擦攪拌接合，該第一基板部的周緣部形成塑性化領域。設定接合條件使毛邊產生在該第一基板部的外側，該液冷套匣的製造方法更包括：除去步驟，以形成於塑性化領域內的凹溝為邊界，除去該第一基板部的剩餘片部為佳。
根據上述製造方法，能夠容易地將因為摩擦攪拌
接合而產生的毛邊連同整個剩餘片部除去。
為了解決上述問題，本發明提出一種液冷套匣的製造方法，包括：準備步驟，形成套匣本體，該套匣本體具有底部及從該底部的周緣立起的周壁部，以及形成密封體，該密封體具有以第一金屬形成的板狀的第一基板部、以第二金屬形成在該第一基板部的正表面側使該第一基板部的周緣部露出的板狀的第二基板部、並排設置於該第一基板部的背表面側的複數的鰭片；配置步驟，配置該密封體於該套匣本體，且使該周壁部的端面與該第一基板部的背表面重合而形成重合部；以及接合步驟，將旋轉工具從該第一基板部的該周緣部的正表面側插入，在該旋轉工具的攪拌桿接觸僅該第一基板部，或者是接觸該第一基板部及該周壁部雙方的狀態下，沿著該重合部使該旋轉工具相對移動，對該重合部進行摩擦攪拌接合。在該準備步驟中，形成端面具有突出部的支持部於該套匣本體的該底部，形成孔部於該第一基板部，且形成該第二基板部時，使該第一基板部的正表面之中該孔部的周圍露出，在該配置步驟中，形成該重合部的同時將該突出部插入該孔部，在該接合步驟中，摩擦攪拌該突出部的外周側面與該孔部的孔璧靠合而成的靠合部為佳。
根據上述製造方法，因為支持部的突出部插入密封體的孔部，所以能夠容易地進行密封體的定位。又，藉由接合支持部與密封體，能夠提高液冷套匣的強度。
又，該第一金屬是鋁合金，該第二金屬是銅合金為佳。
根據上述製造方法，能夠提高液冷套匣的熱傳導率。
為了解決上述問題本發明提出一種液冷套匣的製造方法，包括：準備步驟，形成套匣本體，該套匣本體具有底部、從該底部的周緣立起的周壁部、形成於該周壁部的端面往下一層的位置的階差底面、以及從該階差底面立起的階差側面，以及形成密封體，該密封體具有以第一金屬形成的板狀的第一基板部、以第二金屬形成在該第一基板部的正表面側使該第一基板部的周緣部露出的板狀的第二基板部、並排設置於該第一基板部的背表面側的複數的鰭片；密封體配置步驟，配置該密封體於該套匣本體，且使該階差側面與該第一基板部的側面靠合而形成第一靠合部；以及接合步驟，將旋轉工具從該第一靠合部插入，在該旋轉工具的攪拌桿接觸該第一基板部及該周壁部雙方的狀態下，沿著該第一靠合部使該旋轉工具相對移動，以進行摩擦攪拌接合。又，本發明也提出一種液冷套匣，包括：套匣本體，具有底部、從該底部的周緣立起的周壁部；形成於該周壁部的內周緣的階差部；密封體，具有以第一金屬形成的板狀的第一基板部、以第二金屬形成在該第一基板部的正表面側使該第一基板部的周緣部露出的板狀的第二基板部、並排設置於該第一基板部的背表面側的複數的鰭片，其中階差部的階差側面與該第一基板部的側面靠合而成的第一靠合部被摩擦攪拌接合，該第一基板部的周緣部形成塑性化領域。在該準備步驟中，準備以該第一金屬形成的第一基體部以及以該第二金屬形成的第二基體部疊在一起而形成的覆蓋材，該準備步
驟更包括：第一切削步驟，切削該第一基體部，形成該第一基板部及塊部；第二切削步驟，切削該第二基體部，使該第一基板部的周緣部露出且形成該第二基板部；以及鰭片形成步驟，以排列設置有圓盤刀片的多刀切削機切削該塊部，形成複數的該鰭片為佳。
根據上述製造方法，因為以摩擦攪拌來接合套匣本體及密封體，所以能夠提高水密性及氣密性。又，形成密封體時使以第一金屬形成的第一基板部的周緣部露出，藉由摩擦攪拌接合該周緣部，能夠排除第二金屬的影響。藉此能夠容易地設定摩擦攪拌接合的接合條件。又，根據上述製造方法，能夠容易地製造出具備第一基板部、第二基板部及複數的鰭片的密封體。
又，在該準備步驟中，該套匣本體以壓鑄來形成。
根據上述製造方法，能夠容易地製造出套匣本體。
又，在該接合步驟中，只有旋轉工具的攪拌桿接觸該周壁部及該第一基板部的狀態下，進行摩擦攪拌接合為佳。
根據上述製造方法，能夠在施加於摩擦攪拌裝置的負荷小的狀態下，摩擦攪拌接合第一靠合部的深處位置。
為了解決上述問題本發明提出一種液冷套匣的製造方法，包括：準備步驟，形成套匣本體，該套匣本體具有底部、從該底部的周緣立起的周壁部、形成於該周壁部的端面往下一層的位置的階差底面、以及從該階差底面立起的階差側面，以及形成密封體，該密封體具有以第一金屬形成的板狀的
第一基板部、以第二金屬形成在該第一基板部的正表面側使該第一基板部的周緣部露出的板狀的第二基板部、並排設置於該第一基板部的背表面側的複數的鰭片；密封體配置步驟，配置該密封體於該套匣本體，且使該階差側面與該第一基板部的側面靠合而形成第一靠合部；補助構件配置步驟，沿著該第一靠合部配置補助構件；以及接合步驟，將旋轉工具從該第一靠合部插入，在該旋轉工具的攪拌桿接觸該第一基板部及該周壁部雙方的狀態下，沿著該第一靠合部使該旋轉工具相對移動，以進行摩擦攪拌接合。其中在該接合步驟中，只有該攪拌桿接觸該周壁部、該第一基板部及該補助構件的狀態下，對該第一靠合部進行摩擦攪拌接合為佳。
根據上述製造方法，不只有周壁部及第一基板部，也摩擦攪拌接合補助構件，因此能夠防止接合部的金屬不足。
又，在該接合步驟中，設定接合條件使毛邊產生在補助構材，該液冷套匣的製造方法更包括：除去步驟，切除該毛邊形成的該補助構件為佳。
根據上述製造方法，能夠容易地除去毛邊。
又，在該接合步驟中，以該旋轉工具的旋轉中心軸傾向該套匣本體的內側的狀態下，進行摩擦攪拌接合為佳。
根據上述製造方法，能夠容易地插入攪拌桿。
為了解決上述問題本發明提出一種液冷套匣的製造方法，包括：準備步驟，形成套匣本體，該套匣本體具有底部、從該底部的周緣立起的周壁部、形成於該周壁部的端面往
下一層的位置的階差底面、以及從該階差底面立起的階差側面，以及形成密封體，該密封體具有以第一金屬形成的板狀的第一基板部、以第二金屬形成在該第一基板部的正表面側使該第一基板部的周緣部露出的板狀的第二基板部、並排設置於該第一基板部的背表面側的複數的鰭片；密封體配置步驟，配置該密封體於該套匣本體，且使該階差側面與該第一基板部的側面靠合而形成第一靠合部；以及接合步驟，將旋轉工具從該第一靠合部插入，在該旋轉工具的攪拌桿接觸該第一基板部及該周壁部雙方的狀態下，沿著該第一靠合部使該旋轉工具相對移動，以進行摩擦攪拌接合。在該準備步驟中，形成端面具有突出部的支持部於該套匣本體的該底部，形成孔部於該第一基板部，且形成該第二基板部時，使該第一基板部的正表面之中該孔部的周圍露出，在該密封體配置步驟中，形成該第一靠合部的同時將該突出部插入該孔部，在該接合步驟中，摩擦攪拌該突出部的外周側面與該孔部的孔璧靠合而成的第二靠合部為佳。
根據上述製造方法，因為支持部的突出部插入密封體的孔部，所以能夠容易地進行密封體的定位。又，藉由接合支持部與密封體，能夠提高液冷套匣的強度。
又，該第一金屬是鋁合金，該第二金屬是銅合金為佳。
根據上述製造方法，能夠提高液冷套匣的熱傳導率。
又，該套匣本體的該底部具有端面具備突出部的
支持部，該第一基板部具有孔部，該第二基板形成時使該孔部的周圍露出，該突出部的外周側面與該孔部的孔璧靠合而成的第二靠合部被摩擦攪拌接合為佳。
根據上述構造，因為支持部的突出部插入密封體的孔部，所以能夠容易地進行密封體的定位。又，藉由接合支持部與密封體，能夠提高液冷套匣的強度。
根據本發明的液冷套匣之製造方法及液冷套匣，能夠提高液冷套匣的水密性及氣密性，且能夠容易地製造。
1、1A、101、101A‧‧‧液冷套匣
2、2A、102、102A‧‧‧套匣本體
3、3A、103、103A‧‧‧密封體
5、107‧‧‧狹縫
106、106A‧‧‧補助構件
106d‧‧‧補助構件的內周面
10、110‧‧‧底部
11、111‧‧‧周壁部
11a、111a‧‧‧端面
12‧‧‧支持部
12a‧‧‧端面
13、113‧‧‧凹部
14‧‧‧突出部
115‧‧‧階差部
115a‧‧‧階差底面
115b‧‧‧階差側面
21、121‧‧‧第一基板部
21a、121a‧‧‧第一基板部的正表面
21b、121b‧‧‧第一基板部的背表面
121c‧‧‧第一基板部的側面
22、122‧‧‧第二基板部
22a、122a‧‧‧第二基板部的正表面
22b‧‧‧第二基板部的背表面
23、123‧‧‧鰭片
24‧‧‧孔部
30、130‧‧‧覆蓋材
31、131‧‧‧第一基體部
41、141‧‧‧第二基體部
43、143‧‧‧塊部
43a、143a‧‧‧邊部
43b、143b‧‧‧邊部
101‧‧‧液冷套匣
102‧‧‧套匣本體
103‧‧‧密封體
110‧‧‧底部
111‧‧‧周壁面
111a‧‧‧端面
112‧‧‧支持部
112a‧‧‧端面
113‧‧‧凹部
114‧‧‧突出部
124‧‧‧孔部
C‧‧‧接合中心線
D‧‧‧凹溝
F‧‧‧接合用旋轉工具(旋轉工具)
F1‧‧‧連結部
F2‧‧‧攪拌桿
J1‧‧‧重合部
J2‧‧‧靠合部
J11‧‧‧第一靠合部
J12‧‧‧第二靠合部
M‧‧‧多刀切削機
M1‧‧‧軸部
M2‧‧‧圓盤切刀
Sp‧‧‧開始位置
V‧‧‧毛邊
W、W11、W12‧‧‧塑性化領域
第1圖係顯示本發明第一實施型態的液冷套匣的立體圖。
第2圖係顯示第一實施型態的液冷套匣的立體圖。
第3圖係顯示第一實施型態的覆蓋材的立體圖。
第4圖係顯示第一實施型態的第一切削步驟的立體圖。
第5圖係顯示第一實施型態的第二切削步驟的立體圖。
第6圖係顯示第一實施型態的鰭片形成步驟的立體圖。
第7圖係顯示第一實施型態的配置步驟的剖面圖。
第8圖係顯示第一實施型態的接合步驟的立體圖。
第9圖係顯示第一實施型態的接合步驟的剖面圖。
第10圖係顯示第一實施型態的除去步驟的剖面圖。
第11圖係顯示本發明第二實施型態的液冷套匣的立體圖。
第12圖係顯示第二實施型態的液冷套匣的剖面圖。
第13圖係顯示第二實施型態的液冷套匣的分解立體圖。
第14圖係顯示第二實施型態的第一切削步驟的立體圖。
第15圖係顯示第二實施型態的第二切削步驟的立體圖。
第16圖係顯示第二實施型態的鰭片形成步驟的立體圖。
第17圖係顯示第二實施型態的配置步驟的剖面圖。
第18圖係顯示第二實施型態的接合步驟的剖面圖。
第19圖係顯示本發明第三實施型態的液冷套匣的分解立體圖。
第20圖係顯示第三實施型態的液冷套匣的剖面圖。
第21圖係顯示第三實施型態的覆蓋材的立體圖。
第22圖係顯示第三實施型態的第一切削步驟的立體圖。
第23圖係顯示第三實施型態的第二切削步驟的立體圖。
第24圖係顯示第三實施型態的鰭片形成步驟的立體圖。
第25圖係顯示第三實施型態的配置步驟的剖面圖。
第26圖係顯示第三實施型態的補助構件配置步驟的立體圖。
第27圖係顯示第三實施型態的接合步驟的立體圖。
第28圖係顯示第三實施型態的接合步驟的剖面圖。
第29圖係顯示第三實施型態的除去步驟的剖面圖。
第30圖係顯示本發明第四實施型態的液冷套匣的立體圖。
第31圖係顯示第四實施型態的液冷套匣的剖面圖。
第32圖係顯示第四實施型態的液冷套匣的分解立體圖。
第33圖係顯示第四實施型態的第一切削步驟的立體圖。
第34圖係顯示第四實施型態的第二切削步驟的立體圖。
第35圖係顯示第四實施型態的鰭片形成步驟的立體圖。
第36圖係顯示第四實施型態的配置步驟的剖面圖。
第37圖係顯示第四實施型態的接合步驟的剖面圖。
第38圖係顯示第一變形例的剖面圖。
第39圖係顯示第二變形例的剖面圖。
本發明的第一實施型態的液冷套匣及液冷套匣的製造方法將參照圖式來詳細說明。如第1圖所示，本實施型態的液冷套匣1是由套匣本體2、密封體3所構成。液冷套匣1是使流體流過內部，與設置於液冷套匣1的發熱體(圖示省略)進行熱交換的器具。另外，以下說明中的「正表面」是指與「背表面」的相反側的面。
如第2圖所示，套匣本體2的構成包含底部10、周壁部11。套匣本體2是上方開口的箱狀體。套匣本體2在本實施型態中是以鋁合金形成。套匣本體2的材料可從例如鋁、鋁合金、銅、銅合金、鈦、鈦合金、鎂、鎂合金等的可摩擦攪拌的金屬中適當地選擇。底部10在上視圖中呈矩形的板狀。周壁部11立設於底部10的周緣，在上視圖中呈矩形的框狀。底部10及周壁部11的內部形成有凹部13。
密封體3是密封住套匣本體2的開口部的板狀構件。密封體3由第一基板部21、第二基板部22、複數的鰭片23所構成。第一基板部21在上視圖中的形狀比套匣本體2的上視圖中的形狀小了一號。第一基板部21密封套匣本體2的開口部，且被摩擦攪拌接合於周壁部11。也就是說，周壁部11的端面11a與第一基板21的背表面21b重疊的重合部J1形成
有塑性化領域W。密封體3的外周緣被塑性化領域W修飾補強。
第二基板部22積層於第一基板部21的正表面21a後，第一基板部21的周緣部會露出。第二基板部22的板厚與第一基板部21的板厚略相等。第二基板部22的上視圖形狀比第一基板部21的上視圖形狀小了一號。
鰭片23與背表面21b垂直地排列設置於第一基板21的背表面21b上。第一基板部21及鰭片23一體形成。第一基板部21及鰭片23在本實施型態中是以鋁合金(第一金屬)形成。另一方面，第二基板22在本實施型態中是以銅合金(第二金屬)形成。
第一基板部21及第二基板部22是以不同的兩種金屬形成，可從例如鋁、鋁合金、銅、銅合金、鈦、鈦合金、鎂、鎂合金等的可摩擦攪拌的金屬中適當地選擇。第二基板部22的正表面22a比第一基板部21的正表面21a高出板厚的高度。第二基板部22的表面22a能夠作為發熱體(零件)的安裝部位來使用。
接著，說明第一實施型態的液冷套匣的製造方法。液冷套匣的製造方法中，會進行準備步驟、配置步驟、接合步驟、除去步驟。
準備步驟是形成套匣本體2及密封體3的步驟。準備步驟中，如第1圖及第2圖所示，會形成套匣本體2。形成套匣本體2的方法並沒有特別限制，但例如以壓鑄來形成。又，準備步驟中，為了形成密封體3會進行覆蓋材形成步驟、第一切削步驟、第二切削步驟、鰭片形成步驟。
覆蓋材形成步驟是形成第3圖所示的覆蓋材30的步驟。覆蓋材30是以第一基體部31及第二基體部41構成。第一基體部31是以第一金屬(本實施型態中是銅合金)形成，呈長方體。第二基體部41是以第二金屬(本實施型態中是銅合金)，呈板狀。第二基體部41在上視圖中的形狀與第一基體部31在上視圖中的形狀相同。覆蓋材30是將以第一金屬形成的素形材與第二金屬形成的素形材積層並滾壓後，切成既定的大小而形成。
第一切削步驟如第4圖所示，是切削一部分的第一基體部31(參照第3圖)，形成第一基板部21與塊部43的步驟。第一切削步驟中，使用切削裝置等切削第一基體部31。此時，形成板狀的第一基板部21，以及形成位於第一基板部21的背表面21b的中央的長方體的塊部43。
第二切削步驟如第5圖所示，是切削一部分的第二基體部41(參照第4圖)，形成第二基板部22的步驟。第二切削步驟中，使用切削裝置等切削第二基體部41使第一基板部21的周緣部露出，形成第二基板部22。藉此，形成第二基板部22於第一基板部21的正表面21a的中央。
鰭片形成步驟如第6圖所示，是使用多刀切削機M切削塊部43，形成鰭片23(參照第2圖)的步驟。多刀切削機M是用來切削構件的旋轉工具。多刀切削機M是由軸部M1、以及在軸部M1上間隔排列的複數的圓盤刀片M2所構成。圓盤刀片M2的外周緣形成有切削刃(圖示省略)。藉由調整圓盤刀片M2的板厚及間隔，能夠適當地設定鰭片23的間隔及板厚。
鰭片形成步驟中，會將塊部43的邊部43a與多刀
切削機M的軸部M1配置成平行，將旋轉的多刀切削機M的圓盤刀片M2插入塊部43。當圓盤刀片M2到達既定的深度，就將多刀切削機M平行移動到與邊部43a相對的另一邊部43b為止。當軸部M1到達邊部43b，使多刀切削機M朝向離開塊部43的方向移動。
多刀切削機M的插入深度適當設定即可，但本實施型態中可調節成圓盤刀片M2不會到達第一基板部21，也就是塊部43形成有未切削領域。又，鰭片形成步驟中，形成從第一基板部21的外緣往中央部延伸的狹縫5。另外，第一切削步驟、第二切削步驟及鰭片形成步驟並沒有限定於上述的順序。
配置步驟是配置密封體3於套匣本體2以形成重合部J1的步驟。如第7圖所示，配置步驟中，配置密封體3於周壁部11的端面11a，使周壁部11的端面11a與第一基板部21的背表面21b重疊。藉此，沿著密封體3的周緣形成重合部J1。又，會藉由夾鉗等的固定冶具將套匣本體2及密封體3固定於桌子上，使其無法移動。
接合步驟如第8圖及第9圖所示，是使用接合用旋轉工具F對套匣本體2及密封體3進行摩擦攪拌接合的步驟。本實施型態的接合步驟中，使用接合用旋轉工具F對重合部J1進行摩擦攪拌接合。
接合用旋轉工具F是由連結部F1、攪拌桿F2構成。接合用旋轉工具F相當於申請專利範圍中的「旋轉工具」。接合用旋轉工具F例如以工具鋼形成。連結部F1是連結摩擦攪拌裝置的旋轉軸的部位。連結部F1呈圓柱狀。
攪拌桿F2從連結部F1垂下，與連結部F1同軸。攪拌桿F2越離開連結部F1，前端會越細。攪拌桿F2的長度比第一基板部21的板厚大。攪拌桿F2的外周面刻設有螺旋溝。本實施型態中，因為使接合用旋轉工具F向右旋轉，所以螺旋溝形成從基端朝向前端以逆時針方向形成。
另外，使接合用旋轉工具向左旋轉的情況下，螺旋溝形成從基端朝向前端以順時針方向形成為佳。藉由將螺旋溝做這樣的設定，摩擦攪拌時塑性流動化的金屬會被螺旋溝導引到攪拌桿F2的前端側。藉此，能夠減少溢出到被接合金屬構件(套匣本體2及密封體3)的外部的金屬量。
接合步驟中，將向右旋轉的接合用旋轉工具F的攪拌桿F2插入設定在第一基板部21的正表面21a上的開始位置Sp，使接合用旋轉工具F相對移動。本實施型態中，因為使接合用旋轉工具F向右旋轉，所以攪拌桿F2的螺旋溝形成從基端朝向前端逆時鐘旋轉。接合用旋轉工具F的移動軌跡形成塑性化領域W。接合步驟中，使接合用旋轉工具F繞著第二基板部22的周長移動，使得塑性化領域W在上視圖中形成矩形的閉回路。接合用旋轉工具F朝哪個方向繞一圈皆可，但本實施型態中，設定成相對於第二基板部22逆時鐘旋轉。此時，將路徑設定成狹縫5的前端會與塑性化領域W接觸為佳。
接合步驟中，如第9圖所示，使連結部F1不接觸第一基板部21的狀態下，也就是攪拌桿F2的基端側露出的狀態下，進行摩擦攪拌接合。接合用旋轉工具F的插入深度適當地設定即可，但本實施型態中，是以攪拌桿F2到達周壁部11，
也就是周壁部11及第一基板部21與攪拌桿F2接觸的狀態下進行摩擦攪拌接合。
另外，攪拌桿F2沒有到達周壁部11的情況下，也就是使攪拌桿F2僅接觸第一基板部21的情況下，重合部J1會因為第一基板部21與攪拌桿F2之間的摩擦熱而塑性流動化並接合。
本實施型態中，設定接合用旋轉工具F的移動方向及旋轉方向，使得接合用旋轉工具F的剪切側(advancing side：旋轉工具的外周的切線速度會與旋轉工具的移動速度相加的一側)位於第一基板部21的內側。接合用旋轉工具F的旋轉方向及行進方向並不限定於上述，也可以適當設定。
例如，接合用旋轉工具F的旋轉速度較慢的情況下，比起塑性化領域W的流動側(retreating side：旋轉工具的外周的切線速度會與旋轉工具的移動速度相減的一側)，剪切側的塑性流動材的溫度較容易上升，因而會有塑性化領域W內的剪切側產生凹溝，塑性化領域W外的剪切側產生較多毛邊V的傾向。另一方面，例如，接合用旋轉工具F的旋轉速度較快的情況下，雖然剪切側的塑性流動材的溫度上升，但因為旋轉速度夠快，會有塑性化領域W內的流動側產生凹溝，塑性化領域W外的流動側產生較多毛邊V的傾向。
本實施型態中，將接合用旋轉工具F的旋轉速度設定為較高速，如第10圖所示，會有塑性化領域W內的流動側產生凹溝D，塑性化領域W外的流動側產生較多毛邊V的傾向。凹溝D是塑性化領域W之中凹陷更深的部位。又，藉由將接合
用旋轉工具F的旋轉速度設定為較高速，能夠提高接合用旋轉工具F的移動速度(推進速度)。藉此，能夠縮短接合時間週期。
接合步驟時，接合用旋轉工具F的行進方向的哪一側會產生毛邊V會因接合條件而異。所謂接合條件是指接合用旋轉工具F的旋轉速度、旋轉方向、移動速度(推進速度)、攪拌桿F2的傾斜角度(錐角)、套匣本體2及第一基板部21的材質、第一基板部21的厚度等的各要素以及這些要素的組合所決定。因應接合條件，設定成產生毛邊V的一側或產生較多毛邊V的一側落在第一基板部21的外緣側的話，形成於塑性化領域W內側的凹溝D也會有形成於第一基板部21的外側的傾向，因此能夠容易地進行後述的除去步驟，而較為理想。
接合步驟中，使接合用旋轉工具F繞一圈後，在塑性化領域W內使接合用旋轉工具F脫離。接合步驟中，塑性化領域W的起點端與終點端重疊。
除去步驟如第10圖所示，是切除一部分的第一基板部21，也就是切除剩餘片部25的步驟。剩餘片部25是指第一基板部21中以塑性化領域W為邊界而要被切除的部位。本實施型態中，比形成於第一基板部21的凹溝D更外側的部位被當作是剩餘片部25。
除去步驟中，以狹縫5(參照第8圖)為起點，將剩餘片部25的端部掀起、折彎後除去。除去步驟中，也可以使用裝置來折彎剩餘片部25，但本實施型態中，以手工作業來折彎並切除。藉此，完成了第1圖所示的液冷套匣1。
根據以上說明的液冷套匣的製造方法及液冷套匣
1，因為以摩擦攪拌來接合套匣本體2及密封體3，所以能夠提高水密性及氣密性。又，形成密封體3時會讓第一基板部21的周緣部露出，然後在該周緣部進行摩擦攪拌接合，藉此，摩擦攪拌接合時第一金屬(鋁合金)及第二金屬(銅合金)不會混在一起。也就是，接合步驟時，能夠排除第二金屬的影響，因此能夠容易地設定摩擦攪拌接合的接合條件。
又，密封體3也可以用任意的方法來形成，但利用第一切削步驟、第二切削步驟及鰭片形成步驟，能夠容易地製造密封體3。又，如本實施型態，將只有攪拌桿F2的部分接觸到周壁部11及第一基板部21的狀態下進行摩擦攪拌，就能夠在不施加過大負荷給摩擦攪拌裝置的狀態下，摩擦攪拌接合到位於深處位置的重合部J1。
在此，如過去一樣，使軸肩部接觸到第一基板部21的情況下，必須將周壁部11的寬度設定較大，以避免塑性流動材流入液冷套匣1的內部。然而，如本實施型態，將只有攪拌桿F2的部分接觸到周壁部11及第一基板部21的狀態下進行摩擦攪拌，能夠縮小塑性化領域W的寬度。藉此，能夠縮小周壁部11的寬度，因而能夠提高設計的自由度。
又，如本實施型態的接合步驟，藉由設定接合條件使毛邊V產生在第一基板部21的外側，就能夠容易地將摩擦攪拌接合時產生的毛邊V跟著整個剩餘片部25除去。
又，如第10圖所示根據本實施型態，凹溝D形成於塑性化領域W內，而且是接合中心線C的外側(對於第一基板部21來說是外側)。又，毛邊V形成於塑性化領域W外，
而且是接合中心線C的外側，因此能夠有效率地將毛邊V與剩餘片部25一起切除。藉此，能夠縮小要切除的剩餘片部25，並留下較大的接合部(塑性化領域W)，因此能夠提高接合強度。又，因為有凹溝D的緣故所以能夠容易地折彎剩餘片部25，且不需要另外進行毛邊除去作業就能夠完成漂亮的接合部(塑性化領域W)。
又，第一基板部21與第二基板部22的材料並沒有特別限制，但像本實施型態一樣，第一基板部21使用鋁合金(第一金屬)，設置發熱體用的第二基板部22使用銅合金(第二金屬)的話，能夠提高熱傳導率。
接著，說明本發明第二實施型態的液冷套匣的製造方法及液冷套匣。如第11圖及第12圖所示，第二實施型態的液冷套匣1A是由套匣本體2A及密封體3A構成。液冷套匣1A形成有支持部12這點等與第一實施型態不同。第二實施型態中將主要說明與第一實施型態不同的部分。
套匣本體2A如第12圖及第13圖所示，由底部10、周壁部11、支持部12所構成。支持部12是立設於底部10的板狀構件。支持部12延續著周壁部11的一個壁部形成，與該壁部所相向的另一壁部分離。支持部12的端面12a與周壁部11的端面11a形成同一平面。支持部12的端面12a形成有突出部14。突出部14的高度尺寸與第一基板部21的板厚尺寸略相等。突出部14的形狀並沒有特別限制，但本實施型態中是圓柱狀。又，突出部14的個數並沒有特別限制，但本實
施型態中形成3個。
密封體3A如第13圖所示，是由第一基板部21、第二基板部22、22、複數的鰭片23、3個孔部24所構成。第二基板部22在挾著孔部24的兩側形成一對。鰭片23形成於對應第二基板22的位置。也就是說，孔部24形成的部分以及其周圍沒有形成鰭片23。孔部24是在第一基板部21的中央部貫通板厚方向的孔。孔部24是以突出部14可無縫隙地插入的大小形成。
接著，說明第二實施型態的液冷套匣的製造方法。液冷套匣的製造方法中會進行準備步驟、配置步驟、接合步驟、除去步驟。
準備步驟是形成套匣本體2A及密封體3A的步驟。準備步驟中，為了形成密封體3A會進行覆蓋材形成步驟、第一切削步驟、第二切削步驟、鰭片形成步驟。覆蓋材形成步驟是與第一實施型態相同，形成第3圖所示的覆蓋材30的步驟。
第一切削步驟如第14圖所示，是切削一部分的第一基體部31(參照第3圖)，形成第一基板部21與塊部43、43的步驟。第一切削步驟中，使用切削裝置等切削第一基體部31。此時，形成板狀的第一基板部21，以及形成位於第一基板部21的背表面21b的塊部43、43。
第二切削步驟如第15圖所示，是切削一部分的第二基體部41(參照第14圖)，形成第二基板部22、22的步驟。第二切削步驟中，使用切削裝置等切削第二基體部41的周緣部及中央部使第一基板部21的周緣部及中央部露出。藉此，
在第一基板部21的正表面21a上，形成互相分離的第二基板部22、22。又，第二切削步驟中，形成貫通的3個孔部24於第一基板部21的中央部。
鰭片形成步驟如第16圖所示，是使用多刀切削機M切削塊部43，形成複數的鰭片23(參照第12圖)的步驟。鰭片形成步驟中，與第一實施型態同樣的要領形成鰭片23。又，鰭片形成步驟中，形成從第一基板部21的外緣往中央部延伸的狹縫5。
配置步驟是配置密封體3A於套匣本體2A以形成重合部J1及靠合部J2的步驟。如第17圖所示，配置步驟中，配置密封體3A於周壁部11的端面11a，使周壁部11的端面11a與第一基板部21的背表面21b重疊。藉此，沿著密封體3A的周緣形成重合部J1。又，突出部14插入孔部24，突出部14的外周面與孔部24的孔壁靠合，形成靠合部J2。又，會藉由夾鉗等的固定冶具將套匣本體2A及密封體3A固定於桌子上，使其無法移動。
接合步驟如第18圖所示，使用接合用旋轉工具F進行第一接合步驟及第二接合步驟。第一接合步驟與第一實施型態的接合步驟相同，因此省略說明。第二接合步驟是對靠合部J2進行摩擦攪拌接合的步驟。第一接合步驟與第二接合步驟任一者先進行都可以，但本實施型態中先進行第二接合步驟。
第二接合步驟中，將旋轉的接合用旋轉工具F沿著靠合部J2繞一圈，將靠合部J2接合。接合用旋轉工具F的插入深度可以設定成攪拌桿F2不會到達支持部12的端面12a
的程度，但本實施型態中，使攪拌桿F2與支持部12的端面12a接觸，也一併摩擦攪拌接合端面12a與第一基板部21的背表面21b之間的重合部。
除去步驟與第一實施型態相同，因此省略說明。藉此，形成第11圖及第12圖所示的液冷套匣1A。
藉由以上說明的液冷套匣的製造方法及液冷套匣1A，也能獲得與第一實施型態相同的效果。又，因為密封體3A的孔部24內插入支持部12的突出部14，因此能夠容易地定位密封體3A的位置。又，藉由將支持部12與密封體3A接合，能夠提高液冷套匣1A的強度。
在此，如果像過去一樣，讓軸肩部接觸到突出部14及第一基板部21的話，必須設定更大的支持部12的寬度，以避免塑性流動材流入液冷套匣1A的內部。然而如本實施型態，只讓攪拌桿F2接觸到突出部14及第一基板部21的狀態下進行摩擦攪拌的話，能夠縮小塑性化領域W1的寬度。藉此，能夠縮小支持部12的寬度，而能夠提高設計的自由度。
以上說明了本發明的實施型態及變形例，但在不違反本發明旨趣的範圍內，可作適當的設計變更。例如，也可以在接合步驟中，使用軸肩部與攪拌桿組成的旋轉工具，一邊將軸肩部壓入第一基板部21一邊進行摩擦攪拌接合。又，也可以使用該旋轉工具，僅讓攪拌桿F2只接觸到第一基板部21，或者是接觸到第一基板部21及周壁部11雙方的狀態下，對重合部J1進行摩擦攪拌接合。又，本實施型態中形成鰭片23於密封體3，但也可以是不具有鰭片23的液冷套匣。
本發明的第三實施型態的液冷套匣及液冷套匣的製造方法將參照圖式來詳細說明。如第19圖所示，本實施型態的液冷套匣101是由套匣本體102、密封體103所構成。液冷套匣101是使流體流過內部，與設置於液冷套匣101的發熱體(圖示省略)進行熱交換的器具。
套匣本體102的構成包含底部110、周壁部111。套匣本體102是上方開口的箱狀體。套匣本體102在本實施型態中是以鋁合金形成。套匣本體102的材料可從例如鋁、鋁合金、銅、銅合金、鈦、鈦合金、鎂、鎂合金等的可摩擦攪拌的金屬中適當地選擇。底部110在上視圖中呈矩形的板狀。周壁部111立設於底部110的周緣，在上視圖中呈矩形的框狀。底部110及周壁部111的內部形成有凹部113。
周壁部111的內周緣形成有階差部115。階差部115是由階差底面115a、從階差底面115a立起的階差側面115b所構成。階差底面115a形成在比周壁部111的端面111a往下一層的位置。
密封體103是密封住套匣本體102的開口部的板狀構件。密封體103由第一基板部121、第二基板部122、複數的鰭片123所構成。第一基板部121在上視圖中的形狀比套匣本體102的上視圖中的形狀小了一號。如第20圖所示，第一基板部121密封套匣本體102的開口部，且被摩擦攪拌接合於周壁部111。也就是說，在階差側面115b與第一基板部121的側面121c靠合後所形成第一靠合部J11形成有塑性化領域W11。
第二基板部122積層於第一基板部121的正表面121a後，第一基板部121的周緣部會露出。第二基板部122的板厚與第一基板部121的板厚略相等。第二基板部122的上視圖形狀比第一基板部121的上視圖形狀小了一號。
鰭片123與背表面121b垂直地排列設置於第一基板121的背表面121b上。第一基板部121及鰭片123一體形成。第一基板部121及鰭片123在本實施型態中是以鋁合金(第一金屬)形成。另一方面，第二基板122在本實施型態中是以銅合金(第二金屬)形成。
第一基板部121及第二基板部122是以不同的兩種金屬形成，可從例如鋁、鋁合金、銅、銅合金、鈦、鈦合金、鎂、鎂合金等的可摩擦攪拌的金屬中適當地選擇。第二基板部122的正表面122a比第一基板部121的正表面121a高出板厚的高度。第二基板部122的表面122a能夠作為發熱體(零件)的安裝部位來使用。
接著，說明第三實施型態的液冷套匣的製造方法。液冷套匣的製造方法中，會進行準備步驟、密封體配置步驟、補助構件配置步驟、接合步驟、除去步驟。
準備步驟是形成套匣本體102及密封體103的步驟。套匣本體102例如以壓鑄來形成具有底部110及周壁部111的箱狀態，並且切削周壁部111的內周緣來形成階差部115。
又，準備步驟中，為了形成密封體103，會進行覆蓋材形成步驟、第一切削步驟、第二切削步驟、鰭片形成步驟。覆蓋材形成步驟是形成第21圖所示的覆蓋材130的步驟。覆
蓋材130是以第一基體部131及第二基體部141構成。第一基體部131是以第一金屬(本實施型態中是銅合金)形成，呈長方體。第二基體部141是以第二金屬(本實施型態中是銅合金)，呈板狀。第二基體部141在上視圖中的形狀與第一基體部131在上視圖中的形狀相同。覆蓋材130是將以第一金屬形成的素形材與第二金屬形成的素形材積層並滾壓後，切成既定的大小而形成。
第一切削步驟如第22圖所示，是切削一部分的第一基體部131(參照第21圖)，形成第一基板部121與塊部143的步驟。第一切削步驟中，使用切削裝置等切削第一基體部131。此時，形成板狀的第一基板部121，以及形成位於第一基板部121的背表面121b的中央的長方體的塊部143。
第二切削步驟如第23圖所示，是切削一部分的第二基體部141(參照第22圖)，形成第二基板部122的步驟。第二切削步驟中，使用切削裝置等切削第二基體部141使第一基板部121的周緣部露出，形成第二基板部122。藉此，形成第二基板部122於第一基板部121的正表面121a的中央。
鰭片形成步驟如第24圖所示，是使用多刀切削機M切削塊部143，形成鰭片123(參照第20圖)的步驟。藉由調整圓盤刀片M2的板厚及間隔，能夠適當地設定鰭片123的間隔及板厚。
鰭片形成步驟中，會將塊部143的邊部143a與多刀切削機M的軸部M1配置成平行，將旋轉的多刀切削機M的圓盤刀片M2插入塊部143。當圓盤刀片M2到達既定的深
度，就將多刀切削機M平行移動到與邊部143a相對的另一邊部143b為止。當軸部M1到達邊部143b，使多刀切削機M朝向離開塊部143的方向移動。
多刀切削機M的插入深度適當設定即可，但本實施型態中可調節成圓盤刀片M2不會到達第一基板部121，也就是塊部143形成有未切削領域。另外，本實施型中，第一切削步驟、第二切削步驟及鰭片形成步驟並沒有限定於上述的順序。
密封體配置步驟是配置密封體103於套匣本體102來形成第一靠合部J11的步驟。如第25圖所示，在密封體配置步驟中，配置第一基板部121於階差部115。藉此，階差部115的階差側面115b與第一基板部121的側面121c靠合，形成第一靠合部J11。第一靠合部J11沿著周壁部111的內周緣形成。
補助構件配置步驟如第26圖所示，是沿著第一靠合部J11配置補助構件106的步驟。補助構件是上視圖中呈矩形框狀的板狀構件。補助構件106的材料是可摩擦攪拌的金屬即可，但本實施型態中，使用與第一基板部121相同的材料形成。補助構件106會形成補助構件106的內周面106d(也參照第28圖)與第一靠合部J11重疊的大小。補助構件106的板厚適當地設定成在後述接合步驟時塑性化領域W11不會金屬不足的程度。
又，本實施型態中，雖設定補助構件106的內周面106d的位置與第一靠合部J11的位置重疊，但該內周面106d也可以位於比第一靠合部J11更內側的位置，或更外側的位置。補助構件106的內周面106d的位置設定成在後述的接合
步驟時，塑性化領域W11不會金屬不足，且在進行後述除去步驟時補助構件106不會殘存於周壁部111的程度為佳。
補助構件106形成有在寬度方向不中斷的狹縫107。又，會藉由夾鉗等的固定冶具將套匣本體102、密封體103及補助構件106固定於桌子上，使其無法移動。
接合步驟如第27圖及第28圖所示，是使用接合用旋轉工具F對套匣本體102、密封體103及補助構件106進行摩擦攪拌接合的步驟。本實施型態的接合步驟中，使用接合用旋轉工具F對第一靠合部J11進行摩擦攪拌接合。
接合用旋轉工具F是由連結部F1、攪拌桿F2構成。攪拌桿F2的長度比第一基板部121的板厚大。攪拌桿F2的外周面刻設有螺旋溝。本實施型態中，因為使接合用旋轉工具F向右旋轉，所以螺旋溝形成從基端朝向前端以逆時針方向形成。
另外，使接合用旋轉工具F向左旋轉的情況下，螺旋溝形成從基端朝向前端以順時針方向形成為佳。藉由將螺旋溝做這樣的設定，摩擦攪拌時塑性流動化的金屬會被螺旋溝導引到攪拌桿F2的前端側。藉此，能夠減少溢出到被接合金屬構件(套匣本體102、密封體103及補助構件106)的外部的金屬量。
接合步驟中，將向右旋轉的接合用旋轉工具F的攪拌桿F2插入設定在第一靠合部J11上的開始位置Sp，像描著第一靠合部J11一樣使接合用旋轉工具F相對移動。本實施型態中，因為使接合用旋轉工具F向右旋轉，所以攪拌桿F2的螺旋溝形成從基端朝向前端逆時鐘旋轉。接合用旋轉工具F的移動軌跡形成塑性化領域W11。接合步驟中，使接合用旋轉工具F繞著第二
基板部122的周長移動，使得塑性化領域W11在上視圖中形成矩形的閉回路。接合用旋轉工具F朝哪個方向繞一圈皆可，但本實施型態中，設定成相對於第二基板部122逆時鐘旋轉。此時，因為補助構件106的內周面106d與攪拌桿F2接觸，所以周壁部111、第一基板部121及補助構件106會被同時摩擦攪拌接合。
接合步驟中，如第28圖所示，使連結部F1不接觸第一基板部121及補助構件106的狀態下，也就是攪拌桿F2的基端側露出的狀態下，進行摩擦攪拌接合。接合用旋轉工具F的插入深度適當地設定即可，但本實施型態中，是以攪拌桿F2到達階差底面115a的狀態下進行摩擦攪拌接合。藉此，不只有第一靠合部J11，階差底面115a與第一基板部121的背表面121b之間的重合部也被摩擦攪拌接合。
本實施型態中，設定接合用旋轉工具F的移動方向及旋轉方向，使得接合用旋轉工具F的剪切側(advancing side：旋轉工具的外周的切線速度會與旋轉工具的移動速度相加的一側)位於第一基板部121的內側。接合用旋轉工具F的旋轉方向及行進方向並不限定於上述，也可以適當設定。
例如，接合用旋轉工具F的旋轉速度較慢的情況下，比起塑性化領域W11的流動側(retreating side：旋轉工具的外周的切線速度會與旋轉工具的移動速度相減的一側)，剪切側的塑性流動材的溫度較容易上升，因而會有塑性化領域W11內的剪切側產生凹溝，塑性化領域W11外的剪切側產生較多毛邊V的傾向。另一方面，例如，接合用旋轉工具F的旋轉速度較快的情況下，雖然剪切側的塑性流動材的溫度上升，
但因為旋轉速度夠快，會有塑性化領域W11內的流動側產生凹溝，塑性化領域W11外的流動側產生較多毛邊V的傾向。
本實施型態中，將接合用旋轉工具F的旋轉速度設定為較高速，如第28圖所示，會有塑性化領域W11外的流動側產生較多毛邊V的傾向。另一方面，本實施型態中，補助構件106也同時被摩擦攪拌接合，因此塑性化領域W11上不產生凹溝，能夠防止塑性化領域W11的金屬不足。又，藉由將接合用旋轉工具F的旋轉速度設定為較高速，能夠提高接合用旋轉工具F的移動速度(推進速度)。藉此，能夠縮短接合時間週期。
接合步驟時，接合用旋轉工具F的行進方向的哪一側會產生毛邊V會因接合條件而異。所謂接合條件是指接合用旋轉工具F的旋轉速度、旋轉方向、移動速度(推進速度)、攪拌桿F2的傾斜角度(錐角)、套匣本體102及第一基板部121的材質、第一基板部121的厚度等的各要素以及這些要素的組合所決定。因應接合條件，設定成產生毛邊V的一側或產生較多毛邊V的一側落在補助構件106側的話，能夠容易地進行後述的除去步驟，而較為理想。
接合步驟中，使接合用旋轉工具F沿著第一靠合部J11繞一圈後，在塑性化領域W11內使接合用旋轉工具F脫離。接合步驟中，塑性化領域W11的起點端與終點端重疊。
除去步驟如第29圖所示，是切除補助構件106的步驟。除去步驟中，以狹縫107(參照第27圖)為起點，將補助構件106的端部掀起、折彎後除去。除去步驟中，也可以使
用裝置來折彎補助構件106，但本實施型態中，以手工作業來折彎並切除。藉此，完成了第20圖所示的液冷套匣101。
根據以上說明的液冷套匣的製造方法及液冷套匣101，因為以摩擦攪拌來接合套匣本體102及密封體103，所以能夠提高水密性及氣密性。又，形成密封體103時會讓第一基板部121的周緣部露出，然後在該周緣部進行摩擦攪拌接合，藉此，摩擦攪拌接合時第一金屬(鋁合金)及第二金屬(銅合金)不會混在一起。也就是，接合步驟時，能夠排除第二金屬的影響，因此能夠容易地設定摩擦攪拌接合的接合條件。
又，密封體103也可以用任意的方法來形成，但利用第一切削步驟、第二切削步驟及鰭片形成步驟，能夠容易地製造密封體103。又，如本實施型態，將只有攪拌桿F2的部分接觸到周壁部111及第一基板部121的狀態下進行摩擦攪拌，就能夠在不施加過大負荷給摩擦攪拌裝置的狀態下，摩擦攪拌接合到位於深處位置的第一靠合部J11。
在此，如過去一樣，使軸肩部接觸到周壁部111及第一基板部121的情況下，必須將階差底面115a的寬度設定較大，以避免塑性流動材流入液冷套匣101的內部。然而，如本實施型態，將只有攪拌桿F2的部分接觸到周壁部111及第一基板部121的狀態下進行摩擦攪拌，能夠縮小塑性化領域W11的寬度。藉此，能夠縮小階差底面115a的寬度，因而能夠提高設計的自由度。
又，在本實施型態中，不只周壁部111及第一基板部121，也會摩擦攪拌接合補助構件106，藉此能夠防止塑
性化領域W11的金屬不足。
又，如本實施型態的接合步驟，設定接合條件使毛邊V產生在補助構件106，藉此能夠容易地將摩擦攪拌接合產生的毛邊V跟著整個補助構件106除去。因此，不需要另外進行毛邊除去作業就能夠完成漂亮的接合部(塑性化領域W11)。
又，第一基板部121與第二基板部122的材料並沒有特別限制，但像本實施型態一樣，第一基板部121使用鋁合金(第一金屬)，設置發熱體用的第二基板部122使用銅合金(第二金屬)的話，能夠提高熱傳導率。
接著，說明本發明第四實施型態的液冷套匣的製造方法及液冷套匣。如第30圖及第31圖所示，第四實施型態的液冷套匣101A是由套匣本體102A及密封體103A構成。液冷套匣1A形成有支持部112這點等與第三實施型態不同。第四實施型態中將主要說明與第三實施型態不同的部分。
套匣本體102A如第31圖及第32圖所示，由底部110、周壁部111、支持部112所構成。周壁部111的內周緣形成有階差部115。支持部112是立設於底部110的板狀構件。支持部112延續著周壁部111的一個壁部形成，與該壁部所相向的另一壁部分離。支持面112的端面112a與階差部115的階差底面115a形成同一平面。支持部112的端面112a形成有突出部114。突出部114的高度尺寸與第一基板部121的板厚尺寸略相等。突出部114的形狀並沒有特別限制，但本實施型態中是圓柱狀。又，突出部114的個數並沒有特別限制，但本
實施型態中形成3個。
密封體103A如第31圖及第32圖所示，是由第一基板部121、第二基板部122、122、複數的鰭片123、3個孔部124所構成。第二基板部122在挾著孔部124的兩側形成一對。鰭片123形成於對應第二基板122的位置。也就是說，孔部124形成的部分以及其周圍沒有形成鰭片123。孔部124是在第一基板部121的中央部貫通板厚方向的孔。孔部124是以突出部114可無縫隙地插入的大小形成。
接著，說明第四實施型態的液冷套匣的製造方法。液冷套匣的製造方法中會進行準備步驟、密封體配置步驟、補助構件配置步驟、接合步驟、除去步驟。
準備步驟是形成套匣本體102A及密封體103A的步驟。如第32圖所示，例如以壓鑄形成套匣本體102A。又，準備步驟中，為了形成密封體103A會進行覆蓋材形成步驟、第一切削步驟、第二切削步驟、鰭片形成步驟。覆蓋材形成步驟是與第三實施型態相同，形成第21圖所示的覆蓋材130的步驟。
第一切削步驟如第33圖所示，是切削一部分的第一基體部131(參照第21圖)，形成第一基板部121與塊部143、143的步驟。第一切削步驟中，使用切削裝置等切削第一基體部131。此時，形成板狀的第一基板部121，以及形成位於第一基板部121的背表面121b的塊部143、143。
第二切削步驟如第34圖所示，是切削一部分的第二基體部141(參照第33圖)，形成第二基板部122、122的步驟。第二切削步驟中，使用切削裝置等切削第二基體部1411
的外周緣及中央部使第一基板部121的周緣部及中央部露出，形成第二基板部122、122。又，第二切削步驟中，形成貫通的3個孔部124於第一基板部121的中央部。
鰭片形成步驟如第35圖所示，是使用多刀切削機M切削塊部143，形成複數的鰭片123(參照第31圖)的步驟。鰭片形成步驟中，與第三實施型態同樣的要領形成鰭片123。
密封體配置步驟是配置密封體103A於套匣本體102A以形成第一靠合部J11及第二靠合部J12的步驟。如第36圖所示，密封體配置步驟中，配置第一基板部121於階差部115的階差底面115a。藉此，階差側面115b與第一基板部121的側面121c靠合，形成第一靠合部J11。又，突出部114插入孔部124，突出部114的外周面與孔部124的孔壁靠合，形成第二靠合部J12。
又，補助構件配置步驟中，雖省略具體的圖示，但會利用與第三實施型態相同的要領，沿著第一靠合部J11來配補助構件。藉由夾鉗等的固定冶具將套匣本體102A、密封體103A及補助構件固定於桌子上，使其無法移動。
接合步驟如第37圖所示，使用接合用旋轉工具F進行第一接合步驟及第二接合步驟。第一接合步驟與第三實施型態的接合步驟相同，因此省略說明。第二接合步驟是對第二靠合部J12進行摩擦攪拌接合的步驟。第一接合步驟與第二接合步驟任一者先進行都可以，但本實施型態中先進行第二接合步驟。
第二接合步驟中，將旋轉的接合用旋轉工具F沿著第二靠合部J12繞一圈，將第二靠合部J12接合。接合用旋
轉工具F的插入深度可以設定成攪拌桿F2不會到達支持部112的端面112a的程度，但本實施型態中，使攪拌桿F2與支持部112的端面112a接觸，也一併摩擦攪拌接合端面112a與第一基板部121的背表面121b之間的重合部。藉由第二接合步驟，形成了塑性化領域W12。
除去步驟與第三實施型態相同，因此省略說明。藉此，形成第30圖及第31圖所示的液冷套匣101A。
藉由以上說明的液冷套匣的製造方法及液冷套匣101A，也能獲得與第三實施型態相同的效果。又，因為密封體103A的孔部124內插入支持部112的突出部114，因此能夠容易地定位密封體103A的位置。又，藉由將支持部112與密封體103A接合，能夠提高液冷套匣101A的強度。
在此，如果像過去一樣，讓軸肩部接觸到突出部114及第一基板部121的話，必須設定更大的支持部112的寬度，以避免塑性流動材流入液冷套匣101A的內部。然而如本實施型態，只讓攪拌桿F2接觸到突出部114及第一基板部121的狀態下進行摩擦攪拌的話，能夠縮小塑性化領域W12的寬度。藉此，能夠縮小支持部112的寬度，而能夠提高設計的自由度。
第38圖係顯示第一變形例剖面圖。如第38圖所示，在補助構件配置步驟中，也可以做突出配置，使補助構件106A的內周面106d位於第一靠合部J11的內側。藉由將補助構件106A配置在這個位置，能夠更確實地防止塑性化領域W11的金屬不足。又，能夠容易地將接合用旋轉工具F從補助構件106A的表面插入。補助構件106A的位置(內周面106d
的位置)適當調節成塑性化領域W11的全體不會發生金屬不足，且進行除去步驟後周壁部111不殘存補助構件106為佳。
第39圖係顯示第二變形例的剖面圖。如第39圖所示，接合步驟中，可使接合用旋轉工具F的旋轉中心軸朝內側(套匣本體102A的中央側)傾斜的狀態下來進行摩擦攪拌接合。也就是，接合步驟中，可將攪拌桿F2從第一基板部121的正表面121a與補助構件106的內周面106d所構成的內角落插入。這樣做能夠容易地接合第一基板部121及補助構件106，且能夠更確實地防止接合部(塑性化領域W11)的金屬不足。又，能夠容易地從該內角落插入攪拌桿F2。又，可在第二變形例中，將接合用旋轉工具F安裝到前端設置了旋轉單元等的驅動手段的機械手臂，來進行接合步驟。藉此，能夠容易地傾斜接合用旋轉工具F的旋轉中心軸。
以上說明了本發明的實施型態及變形例，但在不違反本發明旨趣的範圍內，可作適當的設計變更。例如，也可在接合步驟中，使用軸肩部與攪拌桿組成的旋轉工具，一邊將軸肩部壓入第一基板部121一邊進行摩擦攪拌接合。又，也可以使用該旋轉工具，僅讓攪拌桿F2接觸到被接合金屬構件的狀態下進行摩擦攪拌接合。又，本實施型態中形成鰭片123於密封體103A，但也可以是不具有鰭片123的液冷套匣。又，本實施型態中，使用補助構件106來進行接合步驟，但也可以不使用補助構件106來進行接合步驟。
Claims (16)
- 一種液冷套匣的製造方法，包括：準備步驟，形成套匣本體，該套匣本體具有底部及從該底部的周緣立起的周壁部，以及形成密封體，該密封體具有以第一金屬形成的板狀的第一基板部、以第二金屬形成在該第一基板部的正表面側使該第一基板部的周緣部露出的板狀的第二基板部、並排設置於該第一基板部的背表面側的複數的鰭片；配置步驟，配置該密封體於該套匣本體，且使該周壁部的端面與該第一基板部的背表面重合而形成重合部；以及接合步驟，將旋轉工具從該第一基板部的該周緣部的正表面側插入，在該旋轉工具的攪拌桿接觸僅該第一基板部，或者是接觸該第一基板部及該周壁部雙方的狀態下，沿著該重合部使該旋轉工具相對移動，對該重合部進行摩擦攪拌接合；在該準備步驟中，準備以該第一金屬形成的第一基體部以及以該第二金屬形成的第二基體部疊在一起而形成的覆蓋材；該準備步驟更包括：第一切削步驟，切削該第一基體部，形成該第一基板部及塊部；第二切削步驟，切削該第二基體部，使該第一基板部的周緣部露出且形成該第二基板部；以及鰭片形成步驟，以排列設置有圓盤刀片的多刀切削機切削該塊部，形成複數的該鰭片。
- 如申請專利範圍第1項所述之液冷套匣的製造方法，其中在該準備步驟中，該套匣本體以壓鑄來形成。
- 如申請專利範圍第1項所述之液冷套匣的製造方法，其中在該接合步驟中，只有旋轉工具的攪拌桿接觸僅該第一基板部，或者是接觸該第一基板部及該周壁部雙方的狀態下，對該重合部進行摩擦攪拌接合。
- 一種液冷套匣的製造方法，包括：準備步驟，形成套匣本體，該套匣本體具有底部及從該底部的周緣立起的周壁部，以及形成密封體，該密封體具有以第一金屬形成的板狀的第一基板部、以第二金屬形成在該第一基板部的正表面側使該第一基板部的周緣部露出的板狀的第二基板部、並排設置於該第一基板部的背表面側的複數的鰭片；配置步驟，配置該密封體於該套匣本體，且使該周壁部的端面與該第一基板部的背表面重合而形成重合部；以及接合步驟，將旋轉工具從該第一基板部的該周緣部的正表面側插入，在只有該旋轉工具的攪拌桿接觸僅該第一基板部，或者是接觸該第一基板部及該周壁部雙方的狀態下，沿著該重合部使該旋轉工具相對移動，對該重合部進行摩擦攪拌接合；設定接合條件使毛邊產生在該第一基板部的外側，該液冷套匣的製造方法更包括：除去步驟，以形成於塑性化領域內的凹溝為邊界，除去該第一基板部的剩餘片部。
- 一種液冷套匣的製造方法，包括：準備步驟，形成套匣本體，該套匣本體具有底部及從該底部的周緣立起的周壁部，以及形成密封體，該密封體具有以第一金屬形成的板狀的第一基板部、以第二金屬形成在該第一基板部的正表面側使該第一基板部的周緣部露出的板狀的第二基板部、並排設置於該第一基板部的背表面側的複數的鰭片；配置步驟，配置該密封體於該套匣本體，且使該周壁部的端面與該第一基板部的背表面重合而形成重合部；以及接合步驟，將旋轉工具從該第一基板部的該周緣部的正表面側插入，在該旋轉工具的攪拌桿接觸僅該第一基板部，或者是接觸該第一基板部及該周壁部雙方的狀態下，沿著該重合部使該旋轉工具相對移動，對該重合部進行摩擦攪拌接合；在該準備步驟中，形成端面具有突出部的支持部於該套匣本體的該底部，形成孔部於該第一基板部，且形成該第二基板部時，使該第一基板部的正表面之中該孔部的周圍露出，在該配置步驟中，形成該重合部的同時將該突出部插入該孔部，在該接合步驟中，摩擦攪拌該突出部的外周側面與該孔部的孔璧靠合而成的靠合部。
- 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之液冷套匣的製造方法，其中該第一金屬是鋁合金，該第二金屬是銅合金。
- 一種液冷套匣，在以申請專利範圍第4項所述之液冷套匣的製造方法被製造的液冷套匣，其中包括：套匣本體，具有底部及從該底部的周緣立起的周壁部；密封體，具有以第一金屬形成的板狀的第一基板部、以第二金屬形成在該第一基板部的正表面側使該第一基板部的周緣部露出的板狀的第二基板部、並排設置於該第一基板部的背表面側的複數的鰭片，其中周壁部的端面與該密封體的背表面重合而成的重合部被摩擦攪拌接合，該第一基板部的周緣部形成塑性化領域。
- 一種液冷套匣的製造方法，包括：準備步驟，形成套匣本體，該套匣本體具有底部、從該底部的周緣立起的周壁部、形成於該周壁部的端面往下一層的位置的階差底面、以及從該階差底面立起的階差側面，以及形成密封體，該密封體具有以第一金屬形成的板狀的第一基板部、以第二金屬形成在該第一基板部的正表面側使該第一基板部的周緣部露出的板狀的第二基板部、並排設置於該第一基板部的背表面側的複數的鰭片；密封體配置步驟，配置該密封體於該套匣本體，且使該階差側面與該第一基板部的側面靠合而形成第一靠合部；以及接合步驟，將旋轉工具從該第一靠合部插入，在該旋轉工具的攪拌桿接觸該第一基板部及該周壁部雙方的狀態下，沿著該第一靠合部使該旋轉工具相對移動，以進行摩擦攪拌接合；在該準備步驟中，準備以該第一金屬形成的第一基體部以及以該第二金屬形成的第二基體部疊在一起而形成的覆蓋材；該準備步驟更包括：第一切削步驟，切削該第一基體部，形成該第一基板部及塊部；第二切削步驟，切削該第二基體部，使該第一基板部的周緣部露出且形成該第二基板部；以及鰭片形成步驟，以排列設置有圓盤刀片的多刀切削機切削該塊部，形成複數的該鰭片。
- 如申請專利範圍第8項所述之液冷套匣的製造方法，其中在該準備步驟中，該套匣本體以壓鑄來形成。
- 如申請專利範圍第8項所述之液冷套匣的製造方法，其中在該接合步驟中，只有旋轉工具的攪拌桿接觸該周壁部及該第一基板部的狀態下，進行摩擦攪拌接合。
- 一種液冷套匣的製造方法，包括：準備步驟，形成套匣本體，該套匣本體具有底部、從該底部的周緣立起的周壁部、形成於該周壁部的端面往下一層的位置的階差底面、以及從該階差底面立起的階差側面，以及形成密封體，該密封體具有以第一金屬形成的板狀的第一基板部、以第二金屬形成在該第一基板部的正表面側使該第一基板部的周緣部露出的板狀的第二基板部、並排設置於該第一基板部的背表面側的複數的鰭片；密封體配置步驟，配置該密封體於該套匣本體，且使該階差側面與該第一基板部的側面靠合而形成第一靠合部；補助構件配置步驟，沿著該第一靠合部配置補助構件；以及接合步驟，將旋轉工具從該第一靠合部插入，在該旋轉工具的攪拌桿接觸該第一基板部及該周壁部雙方的狀態下，沿著該第一靠合部使該旋轉工具相對移動，以進行摩擦攪拌接合；其中在該接合步驟中，只有該攪拌桿接觸該周壁部、該第一基板部及該補助構件的狀態下，對該第一靠合部進行摩擦攪拌接合。
- 如申請專利範圍第11項所述之液冷套匣的製造方法，其中在該接合步驟中，設定接合條件使毛邊產生在補助構材，該液冷套匣的製造方法更包括：除去步驟，切除該毛邊形成的該補助構件。
- 如申請專利範圍第11項所述之液冷套匣的製造方法，其中在該接合步驟中，以該旋轉工具的旋轉中心軸傾向該套匣本體的內側的狀態下，進行摩擦攪拌接合。
- 一種液冷套匣的製造方法，包括：準備步驟，形成套匣本體，該套匣本體具有底部、從該底部的周緣立起的周壁部、形成於該周壁部的端面往下一層的位置的階差底面、以及從該階差底面立起的階差側面，以及形成密封體，該密封體具有以第一金屬形成的板狀的第一基板部、以第二金屬形成在該第一基板部的正表面側使該第一基板部的周緣部露出的板狀的第二基板部、並排設置於該第一基板部的背表面側的複數的鰭片；密封體配置步驟，配置該密封體於該套匣本體，且使該階差側面與該第一基板部的側面靠合而形成第一靠合部；以及接合步驟，將旋轉工具從該第一靠合部插入，在該旋轉工具的攪拌桿接觸該第一基板部及該周壁部雙方的狀態下，沿著該第一靠合部使該旋轉工具相對移動，以進行摩擦攪拌接合；在該準備步驟中，形成端面具有突出部的支持部於該套匣本體的該底部，形成孔部於該第一基板部，且形成該第二基板部時，使該第一基板部的正表面之中該孔部的周圍露出，在該密封體配置步驟中，形成該第一靠合部的同時將該突出部插入該孔部，在該接合步驟中，摩擦攪拌該突出部的外周側面與該孔部的孔璧靠合而成的第二靠合部。
- 如申請專利範圍第8項所述之液冷套匣的製造方法，其中該第一金屬是鋁合金，該第二金屬是銅合金。
- 一種液冷套匣，包括：套匣本體，具有底部、從該底部的周緣立起的周壁部；形成於該周壁部的內周緣的階差部；密封體，具有以第一金屬形成的板狀的第一基板部、以第二金屬形成在該第一基板部的正表面側使該第一基板部的周緣部露出的板狀的第二基板部、並排設置於該第一基板部的背表面側的複數的鰭片，其中階差部的階差側面與該第一基板部的側面靠合而成的第一靠合部被摩擦攪拌接合，該第一基板部的周緣部形成塑性化領域；該套匣本體的該底部具有端面具備突出部的支持部；該第一基板部具有孔部，該第二基板形成時使該孔部的周圍露出，該突出部的外周側面與該孔部的孔璧靠合而成的第二靠合部被摩擦攪拌接合。
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