JP2002221398A - Plate laminate, hollow laminate using the same, and plate-type heat pipe using the hollow laminate - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plate-type heat pipe, having improved heat radiation characteristics that is not limited environmentally, and to provide a hollow laminate used for the plate-type heat pipe, and a plate laminate used for the hollow laminate. SOLUTION: A crimping prevention section in a specific section is applied to the opposing surfaces of a plurality of metal plates, lamination junction is made after activation treatment under an extremely low pressure to form the plate laminate, the crimping preventing section is inflated as a hollow laminate having a hollow section, and water is sealed into the hollow section as a working body, as the plate-type heat pipe.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータのＭＰＵ等の放熱等に用いられるプレート型ヒー
トパイプ、そのプレート型ヒートパイプ等に用いられる
中空積層体およびその中空積層体に用いられるプレート
積層体に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plate-type heat pipe used for heat radiation of an MPU or the like of a personal computer, a hollow laminate used for the plate-type heat pipe, and a plate laminate used for the hollow laminate. About.

【０００２】[0002]

【従来の技術】パーソナルコンピュータのＭＰＵ等のコ
ンピュータ機器においては、その高性能化が急速に進め
られているが、この高性能化を実現していくためには、
ＭＰＵ等から発生する熱を効率よく放熱させることがで
きる放熱器が必要とされていた。2. Description of the Related Art In computer equipment such as an MPU of a personal computer, the performance thereof has been rapidly improved.
There has been a need for a radiator capable of efficiently radiating heat generated from an MPU or the like.

【０００３】このような放熱器として、近年、アルミニ
ウム合金材を複数枚積層圧着し、積層境界面に蛇行した
細径のトンネルをロールボンド法により形成し、そのト
ンネル内にヒートパイプ作動液としてフロン１３４ａ等
を封入した熱拡散板に用いられるプレート型ヒートパイ
プが提案されている（特開平１０−１８５４６５）。図
１の（Ａ）および（Ｂ）に示すように、このプレート型
ヒートパイプ１は２枚の金属薄板３、４を積層し熱間圧
延にて接合して、予め圧着防止剤を所定のパターンで塗
布し未圧着となった境界面の形状部を膨管して前記蛇行
した細径のトンネル２を形成しており、単位幅あたりの
蛇行ターン数を格段に増加させることにより放熱性能を
向上させるものである。In recent years, as such a radiator, a plurality of aluminum alloy materials have been laminated and pressure-bonded, and a small-diameter tunnel meandering at the lamination boundary surface has been formed by a roll bonding method. A plate type heat pipe used for a heat diffusion plate enclosing 134a or the like has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 10-185465). As shown in FIGS. 1A and 1B, this plate-type heat pipe 1 is obtained by laminating two metal thin plates 3 and 4 and joining them by hot rolling. The meandering small-diameter tunnel 2 is formed by inflating the shape of the boundary surface that has been applied and uncompressed, and the heat dissipation performance is improved by significantly increasing the number of meandering turns per unit width. It is to let.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のプレート型ヒートパイプを用いた放熱器で
は、近年の環境問題からフロン系冷媒の使用が規制され
る状況には対応できず、さらに一層のＭＰＵの高性能化
に対しては放熱効率が追いつかない等の問題点が生じて
いる。また熱間圧延により金属薄板を接合するため、母
材の変形が大きく、トンネルの形状を精度良く形成でき
ないばかりでなく、接合面における異種金属間の合金化
等により接合強度が低下する等の問題点も生じている。
さらに圧着防止剤の塗布むらが発生して圧着部と圧着防
止部との境界が精度良く形成できないばかりでなく、圧
着防止剤の洗浄等に余分な工程を必要とし、洗浄しても
圧着防止剤を完全には除去できない等の問題点も生じて
いる。However, the radiator using the conventional plate-type heat pipe as described above cannot cope with the situation in which the use of CFC-based refrigerants is restricted due to recent environmental problems. There are problems such as the heat dissipation efficiency not being able to keep up with the higher performance of the MPU. In addition, since the metal sheets are joined by hot rolling, the base material is greatly deformed, and the shape of the tunnel cannot be formed with high accuracy. In addition, the joining strength is reduced due to alloying between dissimilar metals on the joining surface. There are points.
In addition, uneven application of the anti-pressing agent occurs, so that the boundary between the press-bonding portion and the anti-pressing portion cannot be formed with high accuracy. However, there are also problems such as the inability to completely remove the water.

【０００５】本発明は、上記のような技術的背景に鑑
み、環境上の制約を受けることなく軽量でしかも放熱効
率のより一層の向上を図ることができる放熱器等に用い
られるプレート型ヒートパイプ、そのプレート型ヒート
パイプ等に用いられる中空積層体およびその中空積層体
に用いられるプレート積層体を提供することを課題とす
る。In view of the above technical background, the present invention is a plate-type heat pipe used in a radiator or the like which is light in weight without being restricted by the environment and can further improve heat radiation efficiency. Another object of the present invention is to provide a hollow laminate used for the plate-type heat pipe and the like and a plate laminate used for the hollow laminate.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項１記載のプレート
積層体は、複数枚の金属板が積層接合され、隣り合う金
属板の対向面に所定形状の圧着阻止部が形成されたプレ
ート積層体において、該金属板の積層接合が、真空槽内
で該金属板の接合面が予め活性化処理された後、該金属
板の活性化処理面同士が対向するように当接して重ね合
わせて冷間圧接されたプレート積層体である。活性化処
理が１０〜１×１０^−３Ｐａの極低圧不活性ガス雰囲気
中で、金属板をアース接地した一方の電極Ａとし、絶縁
支持された他の電極Ｂとの間に１〜５０ＭＨｚの交流を
印加してグロー放電を行わせ、かつグロー放電によって
生じたプラズマ中に露出される電極Ａの面積が、電極Ｂ
の面積の１／３以下でスパッタエッチング処理されるこ
とが好ましい。圧着阻止部が、前記複数枚の金属板の少
なくとも１枚に所定形状の薄肉部が設けられ、該薄肉部
を設けた金属板と隣り合う他の金属板が前記薄肉部に間
隙が形成されるように積層されて、冷間圧接されること
により形成されることが好ましい。前記圧着阻止部の表
面粗度Ｒａ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１）が１〜１０μｍで
あることが好ましい。プレート積層体は、前記金属板が
銅板であることが好ましい。前記金属板の少なくとも一
方が２層の積層接合金属板からなり、圧着阻止部側の金
属板が銅板であり、圧着阻止部とは隔離された側の金属
板がアルミニウム板であることが好ましい。前記銅板の
厚さが０．０１〜０．６ｍｍで、前記アルミニウム板の
厚さが０．０５〜０．５ｍｍであることが好ましい。前
記隣り合う金属板の対向面に所定形状の中空部が形成さ
れることが好ましい。前記圧着阻止部に冷間圧接後も間
隙が残されることによって、前記隣り合う金属板の対向
面に所定形状の中空部が形成されることが好ましい。中
空積層体は、前記中空部がトンネル状部を有する構成と
した。中空積層体の前記中空部内にヒートパイプ作動体
が封入される構成とした。プレート型ヒートパイプは、
前記ヒートパイプ作動体が水であることが好ましい。According to a first aspect of the present invention, there is provided a plate laminated body in which a plurality of metal plates are laminated and joined, and a crimp blocking portion having a predetermined shape is formed on an opposing surface of an adjacent metal plate. In the lamination bonding of the metal plates, after the bonding surfaces of the metal plates are preliminarily activated in a vacuum chamber, the metal plates are brought into contact with each other so that the activated surfaces of the metal plates face each other, and are superposed and cooled. It is a plate laminate that has been pressed in between. In an extremely low-pressure inert gas atmosphere of 10 to 1 × 10 ⁻³ Pa, the metal plate is used as one electrode A whose ground is grounded. The area of the electrode A exposed to the plasma generated by the glow discharge is changed to the area of the electrode B
It is preferable that the sputter etching process be performed on 1/3 or less of the area of the substrate. In the pressure-blocking portion, a thin portion having a predetermined shape is provided on at least one of the plurality of metal plates, and another metal plate adjacent to the metal plate provided with the thin portion has a gap formed in the thin portion. It is preferable that they are formed by laminating as described above and cold pressing. It is preferable that the surface roughness Ra (JIS B 0601) of the press-bonding preventing portion is 1 to 10 μm. In the plate laminate, the metal plate is preferably a copper plate. It is preferable that at least one of the metal plates is formed of a two-layer laminated metal plate, the metal plate on the press-blocking portion side is a copper plate, and the metal plate on the side isolated from the press-blocking portion is an aluminum plate. Preferably, the thickness of the copper plate is 0.01 to 0.6 mm, and the thickness of the aluminum plate is 0.05 to 0.5 mm. It is preferable that a hollow portion having a predetermined shape is formed on the opposing surface of the adjacent metal plate. It is preferable that a hollow portion having a predetermined shape is formed on the opposing surface of the adjacent metal plate by leaving a gap in the press-blocking portion even after cold pressing. The hollow laminate had a configuration in which the hollow portion had a tunnel-like portion. The heat pipe working body was sealed in the hollow portion of the hollow laminate. The plate type heat pipe is
Preferably, the heat pipe operating body is water.

【０００７】[0007]

【発明の実施の形態】図２は、本発明の中空積層体の一
実施形態を示すもので、（Ｃ）は概略平面図、（Ｄ）は
金属板２枚で中空部を形成した例を示す。図３は、本発
明の中空積層体の他の実施形態を示すもので、（Ｅ）は
金属板２枚で形成された中空部の一方の側にさらに別の
金属板を積層接合した例を示し、（Ｆ）は金属板２枚で
形成された中空部の両側にさらに別の金属板を積層接合
した例を示す。FIG. 2 shows an embodiment of the hollow laminate of the present invention. FIG. 2 (C) is a schematic plan view, and FIG. 2 (D) is an example in which a hollow portion is formed by two metal plates. Show. FIG. 3 shows another embodiment of the hollow laminate of the present invention. FIG. 3 (E) shows an example in which another metal plate is laminated and joined to one side of a hollow portion formed by two metal plates. (F) shows an example in which another metal plate is laminated and joined on both sides of a hollow portion formed by two metal plates.

【０００８】図２の（Ｃ）に示される中空積層体１０に
おいて、１１は中空部である。この中空部１１は（Ｄ）
に示すように、２枚の金属板の少なくとも一方にプレス
加工や圧延加工等を施して所定形状の薄肉部を形成し、
これら２枚の金属板の対向面に活性化処理を行った後、
薄肉部に所定形状の圧着阻止部を形成するように積層接
合し、この圧着阻止部を膨らませて形成したものであ
る。In the hollow laminate 10 shown in FIG. 2C, reference numeral 11 denotes a hollow portion. This hollow part 11 is (D)
As shown in, at least one of the two metal plates is subjected to pressing or rolling to form a thin portion of a predetermined shape,
After performing the activation process on the opposing surfaces of these two metal plates,
It is formed by laminating and joining the thin-walled portions so as to form a crimp preventing portion having a predetermined shape, and expanding the crimp preventing portion.

【０００９】具体的には、２枚の金属板として、それぞ
れ銅板１２、１３を用いる。銅板材料としては、銅また
は銅合金が利用できる。銅合金としては、ＪＩＳ Ｈ
３１００に示す合金番号として、Ｃ１０００番台やＣ２
０００番台の銅合金、および黄銅、快削黄銅、すず入り
黄銅、アドミラルティ黄銅、ネーバル黄銅、アルミニウ
ム青銅、白銅等が利用できる。熱伝導の観点からは、純
銅であることが望ましい。また銅板の厚さは、０．０１
〜０．６ｍｍとすることが好ましい。０．０１ｍｍ未満
では充分な強度や耐食性が得られず、０．６ｍｍを超え
た厚みになれば重くなりすぎる。これらの金属板の少な
くとも一方に、所定形状の圧着阻止部に対応したパター
ンでプレス加工や圧延加工等の薄肉部形成加工を施し
て、所定形状の薄肉部を形成させる。プレス加工におい
ては、少なくとも一方のプレス金型に所定形状の薄肉部
に対応した凸部を設けることにより金属板に薄肉部を形
成させ、また圧延加工においては、少なくとも一方のロ
ールに所定形状の薄肉部に対応した凸部を設けて、同調
したロール間に金属板を通すことにより金属板に薄肉部
を形成させる。これらの加工により、圧着阻止部を構成
する薄肉部と接合部となる接合予定部を形成させる。Specifically, copper plates 12 and 13 are used as the two metal plates, respectively. Copper or a copper alloy can be used as the copper plate material. As the copper alloy, JIS H
As alloy numbers shown in 3100, C1000 series and C2
Copper alloys of the 000's, brass, free-cutting brass, tin-containing brass, Admiralty brass, Naval brass, aluminum bronze, white bronze, etc. can be used. From the viewpoint of heat conduction, pure copper is desirable. The thickness of the copper plate is 0.01
It is preferable to set it to 0.6 mm. If the thickness is less than 0.01 mm, sufficient strength and corrosion resistance cannot be obtained, and if the thickness exceeds 0.6 mm, the weight becomes too heavy. At least one of these metal plates is subjected to a thin-walled portion forming process such as pressing or rolling in a pattern corresponding to a predetermined-shaped pressure-bonding preventing portion to form a thin-walled portion having a predetermined shape. In the press working, a thin portion is formed on the metal plate by providing a convex portion corresponding to the thin portion of a predetermined shape in at least one press die, and in the rolling process, a thin wall of a predetermined shape is formed on at least one roll. A thin portion is formed on the metal plate by providing a convex portion corresponding to the portion and passing the metal plate between the synchronized rolls. By these processes, a thin portion constituting the press-fitting preventing portion and a joining scheduled portion to be a joining portion are formed.

【００１０】さらに中空部１１の内部にヒートパイプ作
動体を封入した場合に毛細管効果領域を拡大させるため
に、２枚の金属板間に形成される圧着阻止部に微少な凹
凸を設けてもよい。この凹凸は、電解処理やエッチング
処理等の粗化処理やエンボスロールによる表面仕上げ等
により形成可能である。この凹凸の表面粗度Ｒａ（ＪＩ
Ｓ Ｂ ０６０１）は、１〜１０μｍとすることが好ま
しい。１μｍ未満では充分な毛細管効果が得にくく、１
０μｍを超えると生産性が落ちたり毛細管効果が飽和し
てくる。ついでこれら２枚の金属板の対向面に下記に示
す活性化処理を行う。Further, in order to expand the capillary effect area when the heat pipe operating body is sealed in the hollow portion 11, fine crimps may be provided in the press-fitting preventing portion formed between the two metal plates. . The unevenness can be formed by a roughening treatment such as an electrolytic treatment or an etching treatment, a surface finishing by an embossing roll, or the like. The surface roughness Ra (JI
SB 0601) is preferably from 1 to 10 μm. If it is less than 1 μm, it is difficult to obtain a sufficient capillary effect.
If it exceeds 0 μm, the productivity will decrease or the capillary effect will be saturated. Next, an activation process described below is performed on the opposing surfaces of these two metal plates.

【００１１】活性化処理は、以下のようにして実施す
る。すなわち、少なくともいずれか一方に薄肉部加工を
施した銅板１２、１３を真空槽内に装填し、銅板１２、
１３をそれぞれアース接地した一方の電極Ａとし、絶縁
支持された他の電極Ｂとの間に１０〜１×１０^−３Ｐａ
の極低圧不活性ガス雰囲気好ましくはアルゴンガス中
で、１〜５０ＭＨｚの交流を印加してグロー放電を行わ
せ、かつ、グロー放電によって生じたプラズマ中に露出
される電極Ａの面積が、電極Ｂの面積の１／３以下で、
スパッタエッチング処理する。なお不活性ガス圧力が１
×１０^−３Ｐａ未満では安定したグロー放電が行いにく
く高速エッチングが困難であり、１０Ｐａを超えると活
性化処理効率が低下する。印加する交流は、１ＭＨｚ未
満では安定したグロー放電を維持するのが難しく連続エ
ッチングが困難であり、５０ＭＨｚを超えると発振し易
く電力の供給系が複雑となり好ましくない。また、効率
よくエッチングするためには電極Ａの面積を電極Ｂの面
積より小さくする必要があり、１／３以下とすることに
より充分な効率でエッチング可能となる。The activation process is performed as follows. That is, the copper plates 12 and 13 having at least one of the thinned portions processed are loaded into a vacuum chamber, and the copper plates 12 and
13 is one electrode A, which is grounded, and 10 to 1 × 10 ⁻³ Pa between the electrode A and another electrode B which is insulated and supported.
The glow discharge is performed by applying an alternating current of 1 to 50 MHz in an extremely low-pressure inert gas atmosphere, preferably an argon gas, and the area of the electrode A exposed in the plasma generated by the glow discharge is equal to that of the electrode B. Less than 1/3 of the area of
A sputter etching process is performed. The inert gas pressure is 1
If the pressure is less than × 10 ⁻³ Pa, it is difficult to perform stable glow discharge, and it is difficult to perform high-speed etching. If the pressure exceeds 10 Pa, the activation treatment efficiency decreases. If the applied alternating current is less than 1 MHz, it is difficult to maintain a stable glow discharge, and it is difficult to perform continuous etching. If the applied alternating current exceeds 50 MHz, oscillation tends to occur and the power supply system becomes complicated, which is not preferable. In addition, in order to perform etching efficiently, the area of the electrode A needs to be smaller than the area of the electrode B. When the area is set to 1/3 or less, etching can be performed with sufficient efficiency.

【００１２】その後、両金属板を下記に示すように積層
接合する。すなわち、銅板１２、１３の少なくともいず
れか一方に形成させた薄肉部により間隙を形成するよう
に、かつ活性化処理された面が対向するようにして両者
を当接して重ね合わせて冷間圧接することにより、薄肉
部に圧着阻止部を形成させるとともに接合部となる接合
予定部を接合させる。この際に冷間圧接に使用される圧
接装置の圧接面に所定形状の圧着阻止部に対応した窪み
部等の非加圧部を設けてもよい。なおこの際の積層接合
は、低温度・低圧延率下で可能であり、熱間圧接や高圧
延率の圧接におけるような金属板ならびに積層接合に組
織変化や合金化、破断等といった悪影響を軽減または排
除することが可能である。また中空積層体の変形や延び
を低く押さえることが可能であり、中空部形状を精度良
く加工できる。この積層接合時の金属板の温度Ｔ（℃）
は、３００℃以下が好ましい。より好ましくは、０℃を
超えて３００℃以下の範囲が良い。０℃以下では大掛か
りな冷却装置が必要となり、３００℃を超えると接合部
が合金化し接合強度が低下するため好ましくない。また
圧延率Ｒ（％）は、３０％以下が好ましい。より好まし
くは、０．１％〜３０％の範囲が良い。０．１％未満で
は充分な接合強度が得られず、３０％を超えると変形が
大きくなり加工精度上好ましくない。Thereafter, the two metal plates are laminated and joined as shown below. That is, the two parts are brought into contact with each other in such a manner that a gap is formed by the thin part formed on at least one of the copper plates 12 and 13 and the surfaces subjected to the activation treatment are opposed to each other, and they are superposed and cold pressed. Thereby, the press-fit preventing portion is formed in the thin portion, and the portion to be joined to be the joining portion is joined. At this time, a non-pressing portion such as a dent portion corresponding to a crimp preventing portion having a predetermined shape may be provided on a pressing surface of a pressing device used for cold pressing. In this case, the lamination bonding can be performed at a low temperature and a low rolling reduction, and the adverse effects such as structural change, alloying, fracture, etc. are reduced in the metal plate and the lamination bonding as in the case of hot welding or high rolling reduction. Or it can be eliminated. Further, the deformation and extension of the hollow laminate can be suppressed to a low level, and the shape of the hollow portion can be accurately processed. Temperature T (° C.) of the metal plate at the time of this lamination joining
Is preferably 300 ° C. or lower. More preferably, the range is more than 0 ° C. and 300 ° C. or less. If the temperature is lower than 0 ° C., a large-scale cooling device is required. If the temperature is higher than 300 ° C., the joining portion is alloyed and the joining strength is undesirably reduced. The rolling reduction R (%) is preferably 30% or less. More preferably, the range is 0.1% to 30%. If it is less than 0.1%, sufficient bonding strength cannot be obtained, and if it exceeds 30%, deformation becomes large, which is not preferable in terms of processing accuracy.

【００１３】上記のように積層接合することにより、形
成される中空部のパターン部分の圧着が抑制された状態
で圧接され、圧着阻止部が形成される。この圧接では、
圧着阻止部に間隙を残すことも消失させることも可能で
ある。その後、必要により所定の大きさに切り出して本
発明の圧着阻止部を有するプレート積層体が製造され
る。[0013] By the above-mentioned lamination and joining, the pattern portion of the hollow portion to be formed is press-contacted in a state where the press-bonding of the pattern portion is suppressed, and the press-bonding preventing portion is formed. In this crimping,
It is possible to leave or eliminate the gap in the crimp stop. Thereafter, if necessary, the plate laminate is cut out to a predetermined size to produce a plate laminate having the pressure-blocking portion of the present invention.

【００１４】本発明の中空積層体は、上記のようにプレ
ート積層体を作成した後、必要により切り出して、プレ
ート積層体の圧着阻止部に封入口１１ａから圧縮空気を
送り込んで金型により金属板の一方の片面のみを膨らま
せる。このようにして中空部１１が形成される。以上の
ようにして本発明の中空部１１を有する中空積層体１０
が製造される。The hollow laminated body of the present invention is prepared by preparing a plate laminated body as described above, cutting it out as necessary, sending compressed air from a sealing opening 11a to a press-inhibiting portion of the plate laminated body, and feeding the compressed air to a metal plate by a mold. Inflate only one side. Thus, the hollow portion 11 is formed. As described above, the hollow laminated body 10 having the hollow portion 11 of the present invention
Is manufactured.

【００１５】さらに本発明のプレート型ヒートパイプ
は、上記のようしてに中空積層体を作成した後、中空積
層体の封入口１１ａを通じてヒートパイプ作動体を所定
量封入し、内部を真空状態または減圧状態にして封入口
を溶接あるいは半田付け等の方法を用いて密封する。ヒ
ートパイプ作動体としては取り扱いの容易な液体、特に
脱フロン化の観点等から、水、純水または超純水を用い
る。このようにして本発明のプレート型ヒートパイプが
製造される。Further, in the plate-type heat pipe of the present invention, after the hollow laminated body is formed as described above, a predetermined amount of the heat pipe operating body is sealed through the sealing opening 11a of the hollow laminated body, and the inside is vacuumed or The pressure is reduced and the sealing port is sealed using a method such as welding or soldering. As the heat pipe operating body, water, pure water or ultrapure water is used from the viewpoint of easy-to-handle liquid, particularly from the viewpoint of de-fluorocarbonization. Thus, the plate heat pipe of the present invention is manufactured.

【００１６】また、図３の（Ｅ）に示すように、中空部
の一方の側に用いる金属板として銅板１２にアルミニウ
ム板１４を積層接合した２層の積層金属板を用いても良
い。この場合、予め銅板１２とアルミニウム板１４とを
積層接合して積層金属板を製造しておき、その後、銅板
１３と前記積層金属板の銅板１２側を対向させた状態で
上記の如くに製造する。As shown in FIG. 3E, a two-layer laminated metal plate in which an aluminum plate 14 is laminated and joined to a copper plate 12 may be used as a metal plate used on one side of the hollow portion. In this case, the copper plate 12 and the aluminum plate 14 are laminated and bonded in advance to produce a laminated metal plate, and thereafter, the copper plate 13 and the laminated metal plate are produced as described above in a state where the copper plate 12 side is opposed. .

【００１７】図３の（Ｆ）に示すように、中空部の両側
に用いる金属板として銅板１２、１３にそれぞれアルミ
ニウム板１４、１５を積層接合した２層の積層金属板を
用いても良い。この場合も、予め銅板１２、１３とアル
ミニウム板１４、１５とをそれぞれ積層接合して積層金
属板を製造しておき、その後２枚の２層の積層金属板の
銅板面同士を対向させた状態で上記の如くに製造する。As shown in FIG. 3 (F), as a metal plate used on both sides of the hollow portion, a two-layer laminated metal plate obtained by laminating and joining aluminum plates 14, 15 to copper plates 12, 13 respectively may be used. Also in this case, the copper plates 12 and 13 and the aluminum plates 14 and 15 are laminated and bonded in advance to produce a laminated metal plate, and then the copper plate surfaces of the two two-layer laminated metal plates are opposed to each other. And as described above.

【００１８】なお銅板を用いるのは、水に対する耐食性
が高いためであり、銅−アルミニウムの積層金属板を用
いるのは、銅板のみの場合よりも軽量化が図れ比強度を
高くできるからである。アルミニウム板材料としては、
アルミニウムまたはアルミニウム合金が利用できる。ア
ルミニウム合金としては、ＪＩＳ Ｈ ４０００あるい
は４１６０に記載の２０００系、３０００系、５０００
系、６０００系、７０００系等が利用できる。さらにこ
の積層金属板においては、銅板の厚さを０．０１〜０．
６ｍｍとすることが好ましい。０．０１ｍｍ未満では充
分な耐食性が得られず、０．６ｍｍを超えた厚みになれ
ば重くなりすぎるとともに強度面から積層接合して補強
する必要がなくなる。またアルミニウム板の厚さは０．
０５〜０．５ｍｍとすることが好ましい。０．０５ｍｍ
未満では充分な強度を得られず、０．５ｍｍを超えて厚
くなれば重くなりすぎ、また単位幅あたりの中空部の個
数が減少するため好ましくない。The copper plate is used because of its high corrosion resistance against water, and the copper-aluminum laminated metal plate is used because the weight can be reduced and the specific strength can be increased as compared with the case where only the copper plate is used. As the aluminum plate material,
Aluminum or aluminum alloy is available. As the aluminum alloy, 2000 series, 3000 series, 5000 series described in JIS H 4000 or 4160 can be used.
System, 6000 system, 7000 system and the like can be used. Further, in this laminated metal plate, the thickness of the copper plate is set to 0.01 to 0.1.
It is preferably 6 mm. If the thickness is less than 0.01 mm, sufficient corrosion resistance cannot be obtained, and if the thickness exceeds 0.6 mm, the weight becomes too heavy, and it is not necessary to laminate and reinforce from the viewpoint of strength. In addition, the thickness of the aluminum plate is 0.
It is preferable to set it to 0.5 to 0.5 mm. 0.05mm
If it is less than 0.5 mm, sufficient strength cannot be obtained, and if it exceeds 0.5 mm, it becomes too heavy and the number of hollow portions per unit width decreases, which is not preferable.

【００１９】このようにして製造されたプレート型ヒー
トパイプにおいては、中空部１１内の幅方向両側部に毛
細管力によるヒートパイプ作動体の引き込み部１７が形
成され、保持姿勢に影響されることなく放熱性能を発揮
することが可能となる。In the plate-type heat pipe manufactured in this manner, the draw-in portions 17 of the heat pipe operating body are formed on both sides in the width direction in the hollow portion 11 by the capillary force, without being affected by the holding posture. Heat radiation performance can be exhibited.

【００２０】次に、本発明に用いる２層の積層金属板の
製造方法を、図３の（Ｅ）または（Ｆ）の銅−アルミニ
ウム接合を例にとり説明する。図４の積層金属板製造装
置において、巻き戻しリール２０、２１からそれぞれ巻
き戻された銅板材２２とアルミニウム板材２３は、その
一部がエッチングチャンバ２４内において、前記した条
件でスパッタエッチング処理され活性化する。その後、
真空槽２７内に設けた圧延ユニット２８によって前記し
た条件で冷間圧延され、一体化した積層金属板２９は巻
き取りリール３０に巻き取られる。Next, a method for manufacturing a two-layer laminated metal plate used in the present invention will be described with reference to the copper-aluminum junction shown in FIG. 3 (E) or (F) as an example. In the apparatus for manufacturing a laminated metal sheet shown in FIG. 4, the copper sheet material 22 and the aluminum sheet material 23 unwound from the rewind reels 20 and 21, respectively, are partially sputter-etched in the etching chamber 24 under the above-described conditions and activated. Become afterwards,
The laminated metal plate 29 that has been cold-rolled under the above-mentioned conditions by a rolling unit 28 provided in a vacuum chamber 27 and integrated is taken up on a take-up reel 30.

【００２１】なお銅−銅接合の場合は、前記説明のアル
ミニウム板材２３を銅板材と置き換えることによって達
成される。この接合法ではこの他、アルミニウム−アル
ミニウム接合や金属板と積層金属板の接合、積層金属板
同士の接合、その他の金属板間の組み合わせにおける接
合も可能である。The copper-copper bonding is achieved by replacing the aluminum plate 23 described above with a copper plate. In addition, this joining method also allows aluminum-aluminum joining, joining of a metal plate and a laminated metal plate, joining of laminated metal plates, and joining in other combinations of metal plates.

【００２２】図４に示した装置のスパッタエッチング処
理工程の前に、所定形状の圧着阻止部に対応した間隙を
形成するために金属板に薄肉部を形成させる加工工程を
設け、形成させる中空部のパターン部分の圧着を抑制す
ることにより、図４に示した装置を用いて上記の如く金
属板を積層接合することにより所定形状の圧着阻止部を
有する積層金属板のプレート積層体が得られ、この圧着
阻止部を膨らませることにより所要の中空部形状を有す
る中空積層体を得ることができる。なお巻き取りロール
部の代わりに所定の大きさに切り出す切り出し工程を設
けても良い。なお。薄肉部を形成させる加工工程におい
て、窪み部に相当する金型の断面形状は、特に限定しな
いが、半円、楕円、長方形、台形等が良い。窪みの深さ
は、０．１ｍｍ以上が好ましい。より好ましくは、０．
２〜１ｍｍの範囲が良い。０．１ｍｍ未満では、積層接
合時、窪み部分のロールに接した金属板はもう一方の金
属板を接合し、膨管の形状が一定とならない。窪みの深
さは１ｍｍを超えても使用上問題ないが、窪みを作るた
めの加工費が高くなる。より好ましくは１ｍｍ以下が良
い。Prior to the sputter etching process of the apparatus shown in FIG. 4, there is provided a process for forming a thin portion on a metal plate in order to form a gap corresponding to a press-fit preventing portion having a predetermined shape, and a hollow portion to be formed. By suppressing the crimping of the pattern portions of the above, a plate laminate of a laminated metal plate having a crimp preventing portion having a predetermined shape is obtained by laminating and joining the metal plates as described above using the apparatus shown in FIG. By expanding the press-blocking portion, a hollow laminate having a required hollow portion shape can be obtained. Note that a cutting step of cutting into a predetermined size may be provided instead of the winding roll section. In addition. In the processing step of forming the thin portion, the cross-sectional shape of the mold corresponding to the depression is not particularly limited, but may be a semicircle, an ellipse, a rectangle, a trapezoid, or the like. The depth of the depression is preferably 0.1 mm or more. More preferably, 0.
A range of 2 to 1 mm is good. When the thickness is less than 0.1 mm, the metal plate in contact with the roll in the hollow portion joins the other metal plate during lamination bonding, and the shape of the inflated tube is not constant. Although the depth of the depression exceeds 1 mm, there is no problem in use, but the processing cost for forming the depression increases. More preferably, it is 1 mm or less.

【００２３】また前記の真空槽内の冷間圧延装置を、プ
レス加工装置等の圧接装置と置き換えることによっても
積層接合が達成される。さらにスパッタエッチング処理
後に、銅板材等を所定の大きさに切り出した後積層し、
圧接加工を行うことも可能である。また先に銅板材等を
所定の大きさに切り出した後に、薄肉部形成加工、スパ
ッタエッチング処理を行って、積層し圧接加工を行うこ
とも可能である。なおこの場合は安全面等から、金属板
を絶縁支持された一方の電極Ａとし、アース接地した他
の電極Ｂとの間で活性化処理を行ってもよい。[0023] Lamination joining can also be achieved by replacing the cold rolling device in the vacuum chamber with a pressure welding device such as a press working device. Furthermore, after the sputter etching process, the copper plate material and the like are cut out to a predetermined size and then laminated,
It is also possible to perform pressure welding. Further, it is also possible to cut a copper plate material or the like into a predetermined size first, and then perform a thin-walled portion forming process and a sputter etching process to laminate and press-contact. In this case, for safety and the like, the metal plate may be used as one electrode A that is insulated and supported, and the activation process may be performed between the electrode A and another electrode B that is grounded.

【００２４】なお、中空部として外周側と内周側にそれ
ぞれ角形のループ状トンネルを設けて、その間を放射状
に延びる複数のトンネルによって接続した形態をとって
おり、発熱源は内周トンネルの膨管部間の平坦部または
裏面平坦部に取り付けられ、コンピュータのＭＰＵに適
用した場合優れた冷却効果が得られるが、中空部の形態
はこれに限定されることはなく、自由度の高い形状設計
が可能である。また金属板に形成する薄肉部は、少なく
とも一方の面に窪みを有した形態であり、表面または裏
面の窪みの形状は同形状でも異形状でも構わない。さら
に金型により片面のみならず、両面を膨らませることも
可能であり、膨らむ部分に薄肉部を設けることで膨らま
せる際の圧力を低減でき、中空部形成を容易に行え接合
部等に及ぼす影響も軽減できる。A rectangular loop-shaped tunnel is provided on each of the outer peripheral side and the inner peripheral side as a hollow portion, and a plurality of radially extending tunnels are connected between the tunnels. The heat source is the expansion of the inner peripheral tunnel. Attached to the flat part between the pipe parts or the flat part on the back side, when applied to the MPU of the computer, an excellent cooling effect can be obtained, but the shape of the hollow part is not limited to this, and the shape design with high flexibility Is possible. The thin portion formed on the metal plate has a form having a depression on at least one surface, and the form of the depression on the front surface or the back surface may be the same or different. In addition, it is possible to inflate not only one side but also both sides by using a mold. By providing a thin part in the inflated part, the pressure at the time of inflating can be reduced, the hollow part can be easily formed, and the effect on the joint part etc. Can also be reduced.

【００２５】[0025]

【実施例】以下実施例について説明する。 （実施例１）金属板として厚み４００μｍの銅板と厚み
６００μｍの銅板を用意した。金属板巻き戻しリール２
０から巻き戻された厚み６００μｍの銅板２２は、ここ
では図示しないがプレス機で深さ０．２ｍｍの半円状の
窪みを形成した。 活性化処理 窪みを形成した銅板２２および、金属板巻き戻しリール
２１から巻き戻された厚み４００μｍの銅板はエッチン
グチャンバ２４内の電極ロール２５、２６においてそれ
ぞれ巻き付け、スパッタエッチング法により、銅板２２
及び銅板のそれぞれの片面を活性化した。銅板２２につ
いては、窪みとなった面側を活性化処理した。なお、電
極ロール２５の表面はプレス機と同一の形状の窪みを設
けて、その窪み部に、銅板２２の窪み部が入るようにし
た。 圧接 表面を活性化処理した銅板２２および銅板は、次の圧延
ユニット２８で活性化処理した面同士を、１％の低圧下
率で圧接し、銅板（厚み４００μｍ）／銅板（厚み６０
０μｍ）の積層板を得た。圧延ユニットにおいて、銅板
２２が接する圧延ロールの表面は、電極ロール２５と同
じような窪みを設け、銅板２２の窪みが入るようにし
た。この窪みに相当する薄肉部では、積層接合しなかっ
た。この積層板を板状に裁断し、圧縮空気を溝部分に通
して膨管した。更に真空雰囲気で冷却水として純水を膨
管の中に注入し、封止してヒートパイプを作製した。封
止は開口部をつぶし、更に半田付けにより行った。Embodiments will be described below. (Example 1) A copper plate having a thickness of 400 µm and a copper plate having a thickness of 600 µm were prepared as metal plates. Metal plate rewind reel 2
The copper plate 22 having a thickness of 600 μm unwound from 0 was formed into a semicircular depression having a depth of 0.2 mm by a press (not shown). The copper plate 22 having the depression formed therein and the copper plate having a thickness of 400 μm unwound from the metal plate rewind reel 21 are wound around the electrode rolls 25 and 26 in the etching chamber 24, respectively.
And one side of each of the copper plates was activated. The copper plate 22 was activated on the side of the recessed surface. The surface of the electrode roll 25 was provided with a depression having the same shape as that of the press machine, and the depression of the copper plate 22 was inserted into the depression. The copper plate 22 and the copper plate whose surfaces have been activated are pressed together at a low reduction ratio of 1% between the surfaces that have been activated in the next rolling unit 28, and the copper plate (thickness 400 μm) / copper plate (thickness 60)
0 μm). In the rolling unit, the surface of the rolling roll in contact with the copper plate 22 was provided with a depression similar to that of the electrode roll 25 so that the depression of the copper plate 22 was inserted. Lamination joining was not performed at the thin portion corresponding to the depression. The laminated plate was cut into a plate shape, and compressed air was passed through the groove to expand the tube. Further, pure water was injected into the expansion tube as cooling water in a vacuum atmosphere, and sealed to produce a heat pipe. Sealing was performed by crushing the opening and further soldering.

【００２６】[0026]

【発明の効果】以上説明したように本発明のプレート積
層体は、複数枚の金属板の少なくとも１枚に薄肉部（窪
み部）を形成させ、薄肉部を形成させた金属板と他の金
属板の互いに対向させる表面を活性化処理した後、活性
化処理面同士を対向するように当接し重ね合わせて低圧
延率で冷間圧接して薄肉部に圧着阻止部を形成したもの
である。また本発明の中空積層体は、この圧着阻止部を
膨らませて中空部を形成したものである。さらに本発明
のプレート型ヒートパイプは、この中空部内にヒートパ
イプ作動体を封入したものであり、フロン系冷媒の代わ
りに水をヒートパイプ作動体として封入可能であるた
め、環境に優しく放熱効率の向上を図ることが可能で、
また薄い金属板を低圧延率で接合が可能であるので形状
の高精度化および軽量薄形化を実現できる。As described above, in the plate laminate of the present invention, at least one of a plurality of metal plates is formed with a thin portion (dent), and the metal plate having the thin portion and another metal plate are formed. After the surfaces of the plates facing each other are activated, the activated surfaces are brought into contact with each other so as to face each other, overlapped with each other, and cold-pressed at a low rolling rate to form a pressure-blocking portion in the thin portion. In the hollow laminate of the present invention, the press-blocking portion is expanded to form a hollow portion. Furthermore, the plate-type heat pipe of the present invention is one in which a heat pipe operating body is sealed in this hollow portion, and since water can be sealed as a heat pipe operating body instead of a CFC-based refrigerant, it is environmentally friendly and has a high radiation efficiency. Can be improved,
In addition, since a thin metal plate can be joined at a low rolling rate, it is possible to achieve high-precision shape and lightweight and thin shape.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】従来のプレート型ヒートパイプを示すもので、
（Ａ）は概略平面図、（Ｂ）は概略断面図である。FIG. 1 shows a conventional plate-type heat pipe.
(A) is a schematic plan view, (B) is a schematic sectional view.

【図２】本発明の中空積層体の一実施形態を示すもの
で、（Ｃ）は概略平面図、（Ｄ）は概略断面図である。FIGS. 2A and 2B show one embodiment of the hollow laminate of the present invention, wherein FIG. 2C is a schematic plan view and FIG. 2D is a schematic sectional view.

【図３】本発明の中空積層体の他の実施形態を示すもの
で、（Ｅ）は他の実施例の概略断面図、（Ｆ）はさらに
他の実施例の概略断面図である。FIG. 3 shows another embodiment of the hollow laminated body of the present invention, wherein (E) is a schematic sectional view of another example, and (F) is a schematic sectional view of still another example.

【図４】本発明に用いる金属板を積層接合する製造装置
の概略断面正面図である。FIG. 4 is a schematic sectional front view of a manufacturing apparatus for laminating and joining metal plates used in the present invention.

【符号の説明】 １ プレート型ヒートパイプ ２ トンネル ３ 金属薄板 ４ 金属薄板 ５ 接合部 ６ 膨管部 １０ 中空積層体 １１ 中空部（トンネル） １１ａ 封入口 １２ 銅板 １３ 銅板 １４ アルミニウム板 １５ アルミニウム板 １６ 膨管部 １７ 毛細管力引き込み部 １８ 接合部（銅−銅） １９ 接合部（銅−アルミニウム） ２０ 巻き戻しリール ２１ 巻き戻しリール ２２ 銅板材 ２３ アルミニウム板材 ２４ エッチングチャンバ ２５ 電極ロール ２６ 電極ロール ２７ 真空槽 ２８ 圧延ユニット ２９ 積層金属板 ３０ 巻き取りロール Ａ 電極Ａ Ｂ 電極ＢDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plate type heat pipe 2 Tunnel 3 Metal thin plate 4 Metal thin plate 5 Joining part 6 Expansion tube part 10 Hollow laminated body 11 Hollow part (tunnel) 11a Enclosure port 12 Copper plate 13 Copper plate 14 Aluminum plate 15 Aluminum plate 16 Expansion Tube part 17 Capillary force pull-in part 18 Joint part (copper-copper) 19 Joint part (copper-aluminum) 20 Rewind reel 21 Rewind reel 22 Copper plate material 23 Aluminum plate material 24 Etching chamber 25 Electrode roll 26 Electrode roll 27 Vacuum tank 28 Rolling unit 29 Laminated metal plate 30 Winding roll A Electrode A B Electrode B

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２３Ｋ 20/00 ３６０ Ｂ２３Ｋ 20/00 ３６０Ｃ 20/14 20/14 20/24 20/24 Ｈ０１Ｌ 23/427 103:10 // Ｂ２３Ｋ 103:10 103:12 103:12 Ｈ０１Ｌ 23/46 Ｂ (72)発明者 吉田 一雄 山口県下松市東豊井1296番地の１ 東洋鋼 鈑株式会社技術研究所内 Ｆターム(参考） 4E067 AA05 AA07 BB01 DA05 DA09 EA00 EB00 EC02 EC11 5F036 AA01 BA08 BA10 BB60 BD01Continued on the front page (51) Int.Cl. ⁷ Identification symbol FI Theme coat II (Reference) B23K 20/00 360 B23K 20/00 360C 20/14 20/14 20/24 20/24 H01L 23/427 103: 10 / / B23K 103: 10 103: 12 103: 12 H01L 23/46 B (72) Inventor Kazuo Yoshida 1296 Higashitoyoi, Kudamatsu City, Yamaguchi Prefecture Toyo Kohan Co., Ltd. F-term in Technical Research Institute 4E067 AA05 AA07 BB01 DA05 DA09 EA00 EB00 EC02 EC11 5F036 AA01 BA08 BA10 BB60 BD01

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 複数枚の金属板が積層接合され、隣り合
う金属板の対向面に所定形状の圧着阻止部が形成された
プレート積層体において、該金属板の積層接合が、真空
槽内で該金属板の接合面が予め活性化処理された後、該
金属板の活性化処理面同士が対向するように当接して重
ね合わせて冷間圧接されることを特徴とするプレート積
層体。In a plate laminate in which a plurality of metal plates are laminated and joined, and a crimp preventing portion having a predetermined shape is formed on a facing surface of an adjacent metal plate, the metal plates are laminated and joined in a vacuum chamber. A plate laminate, wherein after a joint surface of the metal plate is preliminarily activated, the activation treated surfaces of the metal plate abut against each other so as to face each other and are superposed and cold-welded. 【請求項２】 前記活性化処理が１０〜１×１０^−３Ｐ
ａの極低圧不活性ガス雰囲気中で、金属板をアース接地
した一方の電極Ａとし、絶縁支持された他の電極Ｂとの
間に１〜５０ＭＨｚの交流を印加してグロー放電を行わ
せ、かつグロー放電によって生じたプラズマ中に露出さ
れる電極Ａの面積が、電極Ｂの面積の１／３以下でスパ
ッタエッチング処理されることを特徴とする請求項１に
記載のプレート積層体。2. The method according to claim 1, wherein the activation treatment is performed at 10 to 1 × 10 ⁻³ P.
In a very low pressure inert gas atmosphere of a, the metal plate is used as one electrode A grounded to ground, and an alternating current of 1 to 50 MHz is applied between the electrode A and the other electrode B supported insulated to cause glow discharge, 2. The plate laminate according to claim 1, wherein the area of the electrode A exposed in the plasma generated by the glow discharge is subjected to a sputter etching process in an area equal to or less than ３ of the area of the electrode B. 3. 【請求項３】 前記圧着阻止部は、前記複数枚の金属板
の少なくとも１枚に所定形状の薄肉部が設けられ、該薄
肉部を設けた金属板と隣り合う他の金属板が前記薄肉部
に間隙が形成されるように積層されて、冷間圧接される
ことにより形成されることを特徴とする請求項１または
２に記載のプレート積層体。3. The pressure-blocking prevention section is provided in at least one of the plurality of metal plates with a thin portion having a predetermined shape, and another metal plate adjacent to the metal plate provided with the thin portion is the thin portion. 3. The plate laminate according to claim 1, wherein the plate laminate is formed by laminating so as to form a gap and being cold pressed. 【請求項４】 前記圧着阻止部の表面粗度Ｒａ（ＪＩＳ
Ｂ ０６０１）が１〜１０μｍであることを特徴とす
る請求項１〜３のいずれかに記載のプレート積層体。4. The surface roughness Ra (JIS) of the pressure-blocking portion.
B0601) is 1-10 micrometers, The plate laminated body in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 【請求項５】 前記金属板が銅板であることを特徴とす
る請求項１〜４のいずれかに記載のプレート積層体。5. The plate laminate according to claim 1, wherein the metal plate is a copper plate. 【請求項６】 前記金属板の少なくとも一方が２層の積
層接合金属板からなり、圧着阻止部側の金属板が銅板で
あり、圧着阻止部とは隔離された側の金属板がアルミニ
ウム板であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか
に記載のプレート積層体。6. At least one of the metal plates is a two-layer laminated metal plate, the metal plate on the press-stop portion is a copper plate, and the metal plate on the side isolated from the press-stop portion is an aluminum plate. The plate laminate according to any one of claims 1 to 5, wherein: 【請求項７】 前記銅板の厚さが０．０１〜０．６ｍｍ
で、前記アルミニウム板の厚さが０．０５〜０．５ｍｍ
であることを特徴とする請求項６に記載のプレート積層
体。7. The copper plate has a thickness of 0.01 to 0.6 mm.
The thickness of the aluminum plate is 0.05 to 0.5 mm
The plate laminate according to claim 6, wherein: 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載のプレー
ト積層体の前記圧着阻止部を膨らませることによって、
前記隣り合う金属板の対向面に所定形状の中空部が形成
されることを特徴とする中空積層体。8. By inflating the press-blocking portion of the plate laminate according to any one of claims 1 to 7,
A hollow laminated body, wherein a hollow portion having a predetermined shape is formed on an opposing surface of the adjacent metal plates. 【請求項９】 請求項１〜７のいずれかに記載のプレー
ト積層体の前記圧着阻止部に冷間圧接後も間隙が残され
ることによって、前記隣り合う金属板の対向面に所定形
状の中空部が形成されることを特徴とする中空積層体。9. A hollow having a predetermined shape in the opposing surface of the adjacent metal plate by leaving a gap in the press-blocking portion of the plate laminate according to any one of claims 1 to 7 even after cold pressing. A hollow laminated body, wherein a portion is formed. 【請求項１０】 前記中空部がトンネル状部を有するこ
とを特徴とする請求項８または９に記載の中空積層体。10. The hollow laminate according to claim 8, wherein the hollow portion has a tunnel-like portion. 【請求項１１】 請求項８〜１０のいずれかに記載の中
空積層体の前記中空部内にヒートパイプ作動体が封入さ
れることを特徴とするプレート型ヒートパイプ。11. A plate-type heat pipe, wherein a heat pipe operating body is sealed in the hollow portion of the hollow laminated body according to any one of claims 8 to 10. 【請求項１２】 前記ヒートパイプ作動体が水であるこ
とを特徴とする請求項１１に記載のプレート型ヒートパ
イプ。12. The plate type heat pipe according to claim 11, wherein the heat pipe operating body is water.