本公开涉及一种制造散热件的方法。
背景技术：
日本未审专利申请公报No.57-202683公开了一种制造散热件的方法，该散热件包括基材，在基材的表面上形成散热树脂涂覆膜。具体地，将刚刚被压铸并因此具有高温的基材引入用于注塑成型的模具中，并且散热树脂被注塑成型，由此在基材的表面上形成散热树脂涂覆膜。由于刚刚被压铸并因此具有高温的基材被引入用于注塑成型的模具中，所以不需要单独加热基材，因此生产率较高。
技术实现要素：
本发明人已经在制造包括表面上形成散热树脂涂覆膜的基材的散热件的方法中发现了以下问题。
在日本未审专利申请公报No.57-202683中公开的方法中，如上所述，基材被引入用于注塑成型的模具中，并且散热树脂被注塑成型。因此，由于形成在基材的表面上的散热树脂涂覆膜的厚度易于根据该膜上的位置而改变，因此很难使散热树脂涂覆膜的厚度一致。
另一方面，作为不使用模具而在基材的表面上形成散热树脂涂覆膜的方法，可以将散热树脂施用在基材的表面上。具体地，通过将散热树脂喷涂到基材上或者将散热树脂滴落到基材上，将散热树脂施用于由于刚刚被压铸而具有高温的基材上。但是，即使在不使用模具而将散热树脂施用于基材的表面的方法中，由于散热树脂涂覆膜的厚度易于根据该膜上的位置而改变，因此也很难使散热树脂涂覆膜的厚度一致。
鉴于上述情况做出了本发明，并且本发明提供了一种制造散热件的方法，其中，无需为了形成散热树脂涂覆膜而单独加热基材，因此可以提高生产率，并且在基材的表面上形成的散热树脂涂覆膜的厚度可以变得一致。
根据本公开的一个方面的制造散热件的方法是制造包括基材的散热件的方法，在基材的表面上形成散热树脂涂覆膜，该方法包括：在压铸基材后，将基材从压铸模具中取出；以及利用从压铸模具中取出的基材的余热，在基材的表面上形成散热树脂涂覆膜，在形成散热树脂涂覆膜时，通过将散热树脂膜粘合至基材的表面而在基材的表面上形成散热树脂涂覆膜。
在根据本公开的一个方面的制造散热件的方法中，在利用从压铸模具中取出的基材的余热在基材的表面上形成散热树脂涂覆膜时，将散热树脂膜粘合至基材的表面，从而在基材的表面上形成散热树脂涂覆膜。因此，能够消除为了形成散热树脂涂覆膜而单独加热基材的需要，从而提高生产率，并且使在基材的表面上形成的散热树脂涂覆膜的厚度一致。
通过将散热树脂膜置于用于粘合的模具与基材之间，可以将散热树脂膜粘合至基材的表面，其中，用于粘合的模具具有与基材的表面形状相对应的表面形状。根据该结构，可以高效地将散热树脂膜粘合至基材的表面。
可以在用于粘合的模具中设置用于真空吸附的真空孔，并且可以在将基材真空吸附至用于粘合的模具的状态下，将散热树脂膜置于用于粘合的模具与基材之间。根据该结构，能够抑制粘合工序中可能发生的树脂膜F的褶皱。
可以将粘合剂施用于散热树脂膜的表面，并且可以使用粘合剂将散热树脂膜粘合至基材的表面。根据该结构，能够提高散热树脂膜与基材之间的粘合力。
粘合剂可以由散热树脂制成。
根据本公开，能够提供一种制造散热件的方法，其中，无需为了形成散热树脂涂覆膜而单独加热基材，因此可以提高生产率，并且在基材的表面上形成的散热树脂涂覆膜的厚度可以变得一致。
本发明的以上及其他目的、特征和优点将通过下文给出的详细说明以及附图而变得被更充分地理解，附图仅作为说明之用给出并且因此不被认为是限制本发明。
附图说明
图1是通过根据第一实施方式的制造散热件的方法制造的散热件的一个示例的截面图；
图2是示出了根据第一实施方式的制造散热件的方法的流程图；
图3是示出了根据第一实施方式的制造散热件的方法的细节的流程图；
图4是示出了在压铸工序中将熔融金属M供给至柱塞套筒13的状态的示意性截面图；
图5是示出了在压铸工序中完成熔融金属M向型腔C内注入的状态的示意性截面图；
图6是示出了在压铸工序中将基材B从模具(可移动模具11和固定模具12)中取出的状态的示意性截面图；
图7是示出了在粘合工序中将树脂膜F放置在下模具22上的状态的示意性侧视图；
图8是下模具22的示意性平面图；
图9是示出了在粘合工序中将树脂膜F真空吸附至下模具22的状态的示意性侧视图；
图10是示出了在粘合工序中将基材B放置在下模具22上并且通过上模具21按压基材B的状态的示意性侧视图；
图11是示出了在粘合工序中将粘合有树脂膜F的基材B从下模具22中取出的状态的示意性侧视图；
图12是示出了根据第二实施方式的制造散热件的方法的细节的流程图；以及
图13是示出了在粘合工序中将粘合剂喷涂在树脂膜F上的状态的示意性侧视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细说明应用本发明的具体实施方式。然而，本公开不限于以下实施方式。此外，为了使说明清晰，酌情简化以下描述和附图。
(第一实施方式)
<散热件的结构>
首先参照图1，将说明通过根据第一实施方式的制造散热件的方法制造的散热件。图1是通过根据第一实施方式的制造散热件的方法制造的散热件的一个示例的截面图。如图1所示，通过根据该实施方式的制造散热件的方法制造的散热件包括基材B和树脂膜F，并且适于用作例如用于半导体装置等的散热构件。
当然，图1和其他附图所示的右手xyz直角坐标只是用于说明部件的位置关系的示例。通常，在所有附图中，z轴正方向是竖直向上方向并且xy平面是水平面。此外，图1所示的散热件的形状仅是示例，并且可以以各种方式改变。
基材B是由诸如具有高热导率的铝合金这样的金属制成的铸件，并且基材B通过压铸形成。如图1所示，基材B包括主体部分B1和散热片B2。图1所示的单点划线是主体部分B1与散热片B2之间的示例性边界。图1示出了散热件被放置在水平面(xy平面)上使得散热片B2朝向上方(z轴正侧)的状态。然而，散热件可以以灵活的方式放置，使得在使用散热件时散热片B2可以被定向到任何方向。
在图1所示的示例中，主体部分B1包括在平面图中呈矩形形状的平板部分和从平板部分的x轴方向上的各端部沿z轴负方向突出并且沿y轴方向延伸的一对侧壁。
散热片B2在图1中在平板部分的上表面(z轴正侧的主表面)上沿y轴方向延伸。换句话说，散热片B2设置在平板部分的与设置侧壁的主表面相反的主表面上。
尽管在图1所示的示例中散热片B2的截面形状为三角形，但这仅是示例并且作为替代可以是矩形等。此外，虽然在图1所示的示例中形成了四个散热片B2，但是散热片B2的数量没有特别限制。
树脂膜F例如由诸如聚酰胺酰亚胺或聚酰亚胺的散热树脂组成，并且构成设置在散热片B2上的散热树脂涂覆膜。如图1所示，树脂膜F附着在散热片B2上。
树脂膜F可以直接粘合至散热片B2或者可以使用粘合剂粘合至散热片B2。
树脂膜F的厚度优选在10μm与100μm之间。当树脂膜F的厚度小于10μm时，不能获得足够高的散热性能。另一方面，当树脂膜F的厚度超过100μm时，难以改善散热性能，这导致性价比降低。
<制造散热件的方法>
接下来参照图2，将说明根据第一实施方式的制造散热件的方法。图2是示出了根据第一实施方式的制造散热件的方法的流程图。参照图1和图2，将说明根据第一实施方式的制造散热件的方法。
首先，如图2所示，在图1所示的基材B被压铸后，将基材B从模具中取出(步骤ST1)。
接下来，如图2所示，利用从模具中取出的基材B的余热，如图1所示，将树脂膜F粘合至基材B的表面(步骤ST2)。即，通过将树脂膜F粘合至基材B的散热片B2，在基材B的表面上形成散热树脂涂覆膜。
如上所述，在根据第一实施方式的制造散热件的方法中，作为散热树脂涂覆膜的树脂膜F利用从模具中取出的基材B的余热粘合至基材B的表面。因此，无需单独加热基材B来形成散热树脂涂覆膜，因此可以提高生产率。
此外，通过将厚度一致的树脂膜F粘合至基材B的表面，在基材B的表面上形成散热树脂涂覆膜。因此，能够使在基材B的表面上形成的散热树脂涂覆膜的厚度一致。
即，在根据第一实施方式的制造散热件的方法中，能够消除为了形成散热树脂涂覆膜而单独加热基材的需要，从而提高生产率，并且使在基材的表面上形成的散热树脂涂覆膜的厚度一致。
<制造散热件的方法的细节>
接下来，参照图3，将说明根据第一实施方式的制造散热件的方法的细节。图3是示出了根据第一实施方式的制造散热件的方法的细节的流程图。
图3中的步骤ST11至ST13对应于图2所示的步骤ST1，并且对应于基材B的压铸工序。图3所示的步骤ST21至ST24对应于图2所示的步骤ST2，并且对应于树脂膜F的粘合工序。
首先，将说明构成基材B的压铸工序(步骤ST1)的步骤ST11至ST13。
如图3所示，在基材B的压铸工序(步骤ST1)中，将熔融金属供给至柱塞套筒(步骤ST11)。图4是示出了在压铸工序中将熔融金属M供给至柱塞套筒13的状态的示意性截面图。
具体地，如图4所示，在柱塞头141于柱塞套筒13中沿x轴正方向缩回的状态下，使可移动模具11与固定模具12接触而形成型腔C。然后，例如使用浇包(未示出)将熔融金属M从形成于柱塞套筒13的后侧(x轴负方向)的上表面上的供给口13a供给至柱塞套筒13。
如图4所示，柱塞套筒13是具有与x轴平行的中心轴的圆筒形构件，并且被配装到固定模具12的通孔中。柱塞头141在柱塞套筒13中沿x轴方向滑动。柱塞头141经由柱塞杆142联接至用于滑动的驱动源(未示出)，例如汽缸。柱塞头141和柱塞杆142形成柱塞14。
接下来，如图3所示，将熔融金属注入型腔内并且模制成型基材(步骤ST12)。图5是示出了在压铸工序中完成熔融金属M向型腔C内注入的状态的示意性截面图。
具体地，如图5所示，使柱塞14在柱塞套筒13中向前移动，并且经由横浇口R将熔融金属M注入型腔C内。通过使柱塞14高速移动，在对熔融金属M施加压力的同时，可以用熔融金属M填充型腔C。
接下来，如图3所示，将熔融金属注入型腔内，并且将基材从模具中取出(步骤ST13)。图6是示出了在压铸工序中将基材B从模具(可移动模具11和固定模具12)中取出的状态的示意性截面图。
具体地，如图6所示，在熔融金属M在型腔C中凝固后，使可移动模具11与固定模具12分离，并且获得已经模制成型的基材B。如图6所示，除了图1所示的主体部分B1和散热片B2之外，已模制成型的基材B还包括余料(biscuit)/横浇口部分B3。图6的基材B中所示的单点划线是主体部分B1、散热片B2和余料/横浇口部分B3之间的示例性边界。
余料/横浇口部分B3包括由柱塞头141的端面和熔融金属M在其中凝固的模具(可移动模具11和固定模具12)等围绕的厚余料部分以及熔融金属M在横浇口R中凝固而成的细横浇口部分。由于最终去除了余料/横浇口部分B3，因此图1未示出余料/横浇口部分B3。
接下来，将说明构成树脂膜F的粘合工序(步骤ST2)的步骤ST21至ST24。
如图3所示，在树脂膜F的粘合工序(步骤ST2)中，首先，将树脂膜放置在下模具上(步骤ST21)。图7是示出了在粘合工序中将树脂膜F放置在下模具22上的状态的示意性侧视图。此外，图8是下模具22的示意性平面图。
具体地，如图7所示，在上模具21沿z轴正方向被升高的状态下，将树脂膜F放置在下模具(用于粘合的模具)22上。优选地，树脂膜F被预先加热。例如，可以通过将树脂膜F放置在进行铸造工序的压铸模具上来预先加热树脂膜F。压铸模具包括可移动模具11和固定模具12。当然，树脂膜F可以通过加热器预先加热。
上模具21沿着在z轴方向上延伸的一对柱23在z轴方向上滑动。此外，如图7和图8所示，在下模具22的上表面的中央部分设置有容置基材B的主体部分B1的凹部RC。如图7所示，树脂膜F放置在凹部RC的底表面上。
此外，如图7所示，具有与基材B的散热片B2的形状对应的形状的槽G在凹部RC的底表面上沿y轴方向延伸。在槽G的底部中，形成有真空吸附树脂膜F的真空孔H。真空孔H经由设置在下模具22的内部和外部的管道L连接至真空发生器VG。在下模具22外部的管道L上设置有主阀MV。如图7所示，当树脂膜F被放置在下模具22上时，主阀MV关闭。每个真空孔H的直径例如约为1mm。
如图8所示，作为示例，形成四个槽G1至G4。在槽G1中，多个真空孔H1形成为沿着槽G1的纵向排列。真空孔H1通过管道L1连接至真空发生器VG。在管道L1上设置有辅助阀SV1。
以类似的方式，在槽G2中，多个真空孔H2形成为沿着槽G2的纵向排列。真空孔H2通过管道L2连接至真空发生器VG。在管道L2上设置有辅助阀SV2。
以类似的方式，在槽G3中，多个真空孔H3形成为沿着槽G3的纵向排列。真空孔H3通过管道L3连接至真空发生器VG。在管道L3上设置有辅助阀SV3。
在槽G4中，多个真空孔H4形成为沿着槽G4的纵向排列。真空孔H4通过管道L4连接至真空发生器VG。在管道L4上设置有辅助阀SV4。
四个辅助阀SV1至SV4相对于真空发生器VG被并联设置。
根据上述结构，槽G1至G4能够彼此独立地吸附树脂膜F。
接下来，如图3所示，将树脂膜真空吸附至下模具(步骤ST22)。图9是示出了在粘合工序中将树脂膜F真空吸附至下模具22的状态的示意性侧视图。
具体地，在真空发生器VG被驱动并且主阀MV打开之后，打开图8所示的四个辅助阀SV1至SV4。如图9所示，通过经由真空孔H1至H4的吸力，将树脂膜F真空吸附至下模具22。
当例如四个辅助阀SV1至SV4同时打开时，树脂膜F可能在彼此相邻的槽G之间被拉动，并且树脂膜F可能被破坏。因此，通过将辅助阀SV1至SV4按此顺序依次打开，可以从位于x轴负方向的端部处的槽G1向位于x轴正方向的端部处的槽G4依次吸附树脂膜F。因此，能够抑制树脂膜F在彼此相邻的槽G之间被拉动并且被破坏的状况。
当然，即使在辅助阀SV1至SV4依次打开使得从位于x轴正方向的端部处的槽G4向位于x轴负方向的端部处的槽G1依次吸附树脂膜F时，也可以获得与上述效果类似的效果。或者，即使在辅助阀SV1至SV4依次打开使得位于中央处的槽G2或G3首先吸附树脂膜F之后朝向位于上述各端部处的槽G1和G4依次吸附树脂膜F时，也可以获得与上述效果类似的效果。
接下来，如图3所示，将从压铸模具中取出的具有高温的基材放置在下模具上，并且通过上模具按压基材(步骤ST23)。图10是示出了在粘合工序中将基材B放置在下模具22上并且通过上模具21按压基材B的状态的示意性侧视图。
具体地，如图10所示，将基材B放置在下模具22上使得基材B的散热片B2配装到吸附树脂膜F的下模具22的槽G中。然后，上模具21下降以通过上模具21按压基材B的主体部分B1的上侧(z轴方向正侧)。之后，图8所示的主阀MV和四个辅助阀SV1至SV4被关闭以取消树脂膜F至下模具22的真空吸附。通过刚刚经过压铸并因此具有高温的基材B的余热，真空吸附至下模具22的树脂膜F被粘合至基材B的散热片B2的表面。
如上所述，通过将树脂膜F置于下模具22与基材B之间，将树脂膜F粘合至基材B的表面，其中，下模具22具有与基材B的表面的形状相对应的表面形状。因此，能够高效地将树脂膜F粘合至基材B的表面。此外，在这种情况下，在将基材B真空吸附至下模具22的状态下，树脂膜F被置于下模具22与基材B之间。因此，能够抑制树脂膜F在粘合工序中可能产生的褶皱。
当树脂膜F由热塑性聚酰胺酰亚胺或聚酰亚胺制成时，基材B被从压铸模具中取出时的温度(在下文中，该温度被称为脱模温度)优选为180℃至250℃。当脱模温度低于180℃时，树脂膜F不能牢固地粘合至基材B。当脱模温度超过250℃时，熔融金属M可能残留在余料/横浇口部分B3中的厚余料部分内，这可能导致厚余料部分爆裂。
最后，如图3所示，将粘合有树脂膜的基材从下模具中取出(步骤ST24)。图11是示出了在粘合工序中将粘合有树脂膜F的基材B从下模具22中取出的状态的示意性侧视图。如图11所示，使上模具21升高，并且将粘合有树脂膜F的基材B从下模具22中取出。
如上所述，在根据第一实施方式的制造散热件的方法中，作为散热树脂涂覆膜的树脂膜F利用从压铸模具(可移动模具11和固定模具12)中取出的基材B的余热粘合至基材B的表面。因此，无需为了形成散热树脂涂覆膜而单独加热基材B，因此可以提高生产率。
此外，通过将厚度一致的树脂膜F粘合至基材B的表面，在基材B的表面上形成散热树脂涂覆膜。因此，能够使在基材B的表面上形成的散热树脂涂覆膜的厚度一致。
即，在根据第一实施方式的制造散热件的方法中，能够消除为了形成散热树脂涂覆膜而单独加热基材的需要，从而提高生产率，并且使在基材的表面上形成的散热树脂涂覆膜的厚度一致。
此外，在根据第一实施方式的制造散热件的方法中，通过将具有热辐射的树脂膜F粘合至基材B的表面，在基材B的表面上形成散热树脂涂覆膜。因此，与通过喷涂散热树脂而在基材B的表面上形成散热树脂涂覆膜的情况相比，能够降低散热树脂涂覆膜的表面粗糙度。
此外，在根据第一实施方式的制造散热件的方法中，能够仅在基材B的表面上需要散热树脂涂覆膜的区域中形成散热树脂涂覆膜。
此外，当进行喷涂时，由于散热片B2妨碍喷涂等原因，在基材B的表面上可能存在无法形成散热树脂涂覆膜的区域。另一方面，在根据第一实施方式的制造散热件的方法中，与进行喷涂的情况相比，能够抑制无法形成散热树脂涂覆膜的区域的出现。
(第二实施方式)
接下来，参照图12，将说明根据第二实施方式的制造散热件的方法。
图12是示出了根据第二实施方式的制造散热件的方法的细节的流程图。
如图12所示，在根据第二实施方式的制造散热件的方法中，与图3所示的根据第一实施方式的制造散热件的方法相比，在将树脂膜真空吸附至下模具的步骤ST22之后但在将基材放置在下模具上并且通过上模具按压基材的步骤ST23之前，将粘合剂喷涂在树脂膜上(步骤ST31)。即，在根据第二实施方式的制造散热件的方法中，使用粘合剂将树脂膜F粘合至基材B的表面。
图13是示出了在粘合工序中将粘合剂喷涂到树脂膜F上的状态的示意性侧视图。如图13所示，使用喷涂装置30将粘合剂从上方(z轴正方向)喷涂到已被真空吸附至下模具22的树脂膜F上。
粘合剂优选为环氧树脂，更优选为具有热辐射的环氧树脂。在这种情况下，基材B的脱模温度优选为120℃至200℃。当脱模温度低于120℃时，粘合剂未充分固化。当脱模温度超过200℃时，粘合剂可能会变差。
在根据第二实施方式的制造散热件的方法中，使用粘合剂将树脂膜F粘合至基材B的表面。因此，与根据第一实施方式的、将树脂膜F直接粘合至基材B的表面的制造散热件的方法相比，根据第二实施方式的制造散热件的方法能够提高树脂膜F与基材B之间的粘合力。
应当指出的是，本公开不限于上述实施方式，并且可以在不背离本公开的主旨的情况下酌情改变。
例如，可以在不使用模具的情况下手动地将树脂膜F粘合至基材B的表面。或者，可以通过使用空气将树脂膜F按压在基材B的表面上而将树脂膜F粘合至基材B的表面。
根据如此描述的本发明，将显而易见的是，本发明的实施方式可以以许多方式进行变型。这些变型不被认为是背离本发明的主旨和范围，并且对于本领域技术人员而言显而易见的所有这些改型都要包括在所附权利要求的范围内。