(57)【要約】【課題】電子部品等の発熱部品の破損を防止して発熱部品からの熱を効率的に筐体の外部に放出すると共に、部品接合部の信頼性の向上を図る手段を提供する。【解決手段】放熱装置が、熱伝導性を有する可撓性の金属シート材で形成した支持枠と、同じシート材で形成した筒状の菱形フィンとを備え、支持枠の内部に、複数の菱形フィンを菱形フィンの稜を連結して１列に配置し、中央部の一つの菱形フィンの一つの稜を支持枠に結合する。【選択図】        図１
2006253601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導性を有する可撓性のシート材で形成した支持枠と、前記シート材で形成した筒状の多面体フィンとを備え、
前記支持枠の内部に、複数の前記多面体フィンを、該多面体フィンの稜を連結して１列に配置し、中央部の一つの多面体フィンの一つの稜を前記支持枠に結合したことを特徴とする放熱装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記一列の多面体フィンの両端の多面体フィンの前記支持枠の側板に対向する稜が、前記側板の内面と隙間を介して対向していることを特徴とする放熱装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記シート材が、熱伝導性を有する金属材料からなる薄板であることを特徴とする放熱装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２において、
前記シート材が、熱伝導性を有する金属材料からなる薄板と、該薄板のおもて面に形成した赤外線放射効果を有する可撓性の熱放射膜と、前記薄板の裏面に形成した熱伝導性を有する樹脂材料からなる可撓性の樹脂膜とにより構成されていることを特徴とする放熱装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３または請求項４において、
前記筒状の多面体フィンが、菱形形状であることを特徴とする放熱装置。
【請求項６】
請求項１から請求項４または請求項５において、
前記複数の多面体フィンと前記支持枠とを、長手方向に前記多面体フィンの周長に、形成する多面体フィンの個数を乗じた長さのフィン部形成領域を設定し、該フィン部形成領域の両側に、前記支持枠の周長に２つの重ね代の長さを加えた長さを分割した枠部形成領域を設定し、前記シート材の両端部の枠部形成領域のそれぞれの端面からそれぞれの重ね代を隔てて前記シート材の長手方向に沿った側辺から前記シート材の幅方向の中央に到る互いに嵌合する一対の嵌合スリットを形成し、前記フィン部形成領域の両側の前記枠部形成領域との境界線上に前記互いに嵌合する一対の嵌合スリットを形成し、前記フィン部形成領域に、形成する多面体フィンの個数よりも一つ少ない数の前記互いに嵌合する一対の嵌合スリットを形成した１枚のシート材を折り曲げ、前記互いに嵌合する一対の嵌合スリットを嵌合させて形成したことを特徴とする放熱装置。
【請求項７】
請求項１から請求項５または請求項６に記載の放熱装置を、該放熱装置の高さ方向の支持枠の一の外面を発熱部品の上面に熱伝導性を有するサーマルインタフェース材により固定すると共に、前記支持枠の一の外面の反対側の外面により前記発熱部品を収納する筐体の内面を押圧するようにして取付けたことを特徴とする放熱構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光部品やパワー半導体等の各種電子部品の冷却に用いる放熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の放熱装置は、アルミニウムや銅等の熱伝導率の高い金属材料で台板上に複数の放熱フィンを設けて放熱部を形成し、この放熱部をプリント基板上に実装した半導体集積回路を内蔵するフラットパッケージである発熱部品の上面に熱伝導性の両面テープで貼付し、放熱フィンの間の溝に加締めたＬ型形状の金属製ピンをプリント基板に設けたスルーホールに挿入し、半田付けにより固定して放熱部の脱落を防止している（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−３８８７８号公報（第４頁段落００２０−第５頁段落００３２、第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来の技術においては、弾性をほとんど備えていない金属材料で放熱部を形成して発熱部品の上面に設置しているため、発熱部品を収納するケース等の筐体に放熱体を設置した発熱部品を収納すると、発熱部品からの熱は放熱体を介して筐体内部の空気に伝わり、そこから熱伝達によって筐体の内面に達して筐体の外部に放出されるので、放熱効率が低下するという問題がある。
【０００４】
このため、熱伝導により発熱部品の熱を筐体の内面に伝えるために筐体の内面に放熱部、例えば放熱フィンの先端を当接させると、発熱部品や放熱部の熱膨張により比較的温度の低い筐体を放熱部が押し上げ、その荷重により発熱部品の破損を誘発したり、半田付け等の部品接合部の信頼性が低下するので、放熱部を発熱部品と筐体との間に挟み込むことが困難であるという問題がある。
【０００５】
また、上記の従来の技術においては、Ｌ型形状の金属製ピンで放熱部をプリント基板に固定して放熱部の脱落を防止しているため、発熱により発熱部品が熱膨張すると発熱部品がプリント基板と放熱体との間に挟み付けられ、その荷重により発熱部品の破損や部品接合部の信頼性の低下が生ずるという問題がある。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、発熱部品の破損を防止して発熱部品からの熱を効率的に筐体の外部に放出すると共に、部品接合部の信頼性の向上を図る手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために、放熱装置が、熱伝導性を有する可撓性のシート材で形成した支持枠と、前記シート材で形成した筒状の多面体フィンとを備え、前記支持枠の内部に、複数の前記多面体フィンを、該多面体フィンの稜を連結して１列に配置し、中央部の一つの多面体フィンの一つの稜を前記支持枠に結合したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
これにより、本発明は、放熱装置の高さ方向に比較的柔軟な弾性を持たせることができ、筐体と発熱部品の間に放熱装置を挟み込むことが可能になり、発熱部品からの熱を熱伝導により筐体に伝えることができ、発熱部品からの熱を効率的に筐体の外部に放出することができる他、発熱部品の破損を防止することができると共に部品接合部の信頼性の向上を図ることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、図面を参照して本発明による放熱装置の実施例について説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は実施例１の放熱装置を示す斜視図、図２は実施例１の放熱装置の正面を示す説明図、図３は実施例１の放熱装置の設置状態の正面を示す説明図である。
図１において、１は放熱装置である。
２は支持枠であり、シート材としての金属シート材３で形成された略矩形の枠状部材である。
【００１０】
４は多面体フィンとしての菱形フィンであり、金属シート材３で形成された四角形の筒状部材であって、隣合う菱形フィン４の稜を連結して複数の菱形フィン４を１列に形成し、支持枠２の内部に配置され、中央部の一つの菱形フィン４の支持枠２の内面と対向する稜の一つが支持枠２の天板２ａまたは底板２ｂの内面に結合されている。
また、１列に配置された両端の菱形フィン４の支持枠２の側板２ｃの内面と対向する稜は、図２に示すように所定の隙間Ｓを介しての側板２ｃの内面と対向している。
【００１１】
本実施例では、３つの菱形フィン４を一列に連結した３連の菱形フィン４が支持枠２の内部に配置され、その中央の菱形フィン４の天板２ａ側の１つの稜が天板２ａの内面に結合されている。
金属シート材３は、アルミニウムまたはその合金、銅またはその合金等の金属材料を用いた熱伝導性を有する板厚が約０．１〜１．０ｍｍの薄板であって、比較的小さな力で撓ませることができる可撓性を有すると共に、大きな力では塑性変形して折り曲げ可能に構成されている。
【００１２】
従って、本実施例の放熱装置１は、各部位が可撓性を有すると共に一列に連結した菱形フィン４の列方向に直交する方向、つまり放熱装置１の底板２ｂと天板２ａとの間の高さ方向に弾性を有している。
また、本実施例の放熱装置１は、１列に連結された菱形フィン４が中央部の一つの稜のみで支持枠２に結合し、他の支持枠２の天板２ａと底板２ｂの内面と対向する稜は対向するそれぞれの内面を接触支持して菱形フィン４の列方向の移動を可能にした自由構造となっている。
【００１３】
図３において、６は冷却する対象となる電子部品等の発熱部品であり、実装基板７に半田付け等により固定され、筐体８の内部に収納される。
９はサーマルインタフェース材であり、熱伝導性接着剤を用いた両面テープまたは熱伝導性物質を混合した熱伝導性接着剤であり、発熱部品６の上面と放熱装置１の支持枠２の底板２ｂの外面、つまり底面とを接着して放熱装置１を発熱部品６に固定すると共に、発熱部品６の熱を放熱装置１へ伝導する機能を有している。
【００１４】
このサーマルインタフェース材９は、熱伝導性の高いものを用いることが望ましい。
上記の自由構造を有する放熱装置１の製作は、支持体２と複数の菱形フィン４をプレス成形等により金属シート材３を折り曲げ、端部をロウ付け等により結合して形成し、菱形フィン４の隣合う稜をロウ付け等により結合して連結し、中央部の菱形フィン４の支持枠２の天板２ａまたは底板２ｂ側の稜にペースト状のロウ材を塗布して、一列に連結した菱形フィン４を支持枠２の内部に挿入し、ロウ材を塗布した稜を支持枠２の内面に接触させた後にロウ材を加熱溶融して中央部の菱形フィン４の一つの稜を支持枠２の内面に結合し、連結した複数の菱形フィン４を支持枠２の内側に配置した放熱装置１を組立てて製作する。
【００１５】
また、以下に示す折り曲げによる方法で自由構造を有する放熱装置１を製作するようにしてもよい。
図４は実施例１の３連の菱形フィンを形成する金属シート材を示す上面図、図５は実施例１の金属シート材の嵌合方法を示す上面図、図６は実施例１の折り曲げ加工により組立てた放熱装置の正面を示す説明図である。
【００１６】
３連の菱形フィン４を有する放熱装置１を製作する場合の金属シート材３は、図４に示す状態に加工する。
すなわち、所定の板厚の金属シート材３の一方の端面３ａから所定の重ね代Ａを隔てて金属シート材３の長手方向に沿った一方の側辺３ｂから金属シート材３の幅方向の中央に向かう止め孔１０を有する嵌合スリット１１をプレス成形等により打抜いて形成する。
【００１７】
この場合に、止め孔１０の中心が金属シート材３の幅方向の中心線ＣＬに一致するようにして金属シート材３の一方の側辺３ｂから中心線ＣＬに到る止め孔１０を有する嵌合スリット１１を形成する。このときの嵌合スリット１１の幅は、用いる金属シート材３の板厚に略一致させ、止め孔１０の直径は嵌合スリット１１の幅の１．２〜１．５倍程度となるように設定する。他の嵌合スリット１２、１３、１４、２１、２２、２３、２４においても同様である。
【００１８】
次いで、嵌合スリット１１から支持枠２の側板２ｃに隙間Ｓを介して対向する稜を有する菱形フィン４の天板２ａ側の稜と天板２ａの内面との接触部３６（図６参照）とその側の側板２ｃとの距離より大きく天板２ａの長さの半分未満の長さを隔てた位置に図４に破線で示す山折り線１５ａを設定し、そこから側板２ｃの長さを隔てて山折り線１５ｂを、更に底板２ｂの長さを隔てて山折り線１５ｃを、側板２ｃの長さを隔てて山折り線１５ｄを設定する。
【００１９】
山折り線１５ｄから天板２ａの長さの半分を隔てた位置に山折り線１５ｅを設定すると共に、その位置に一方の側辺３ｂから中心線ＣＬに到る止め孔１０を有する嵌合スリット１２を形成する。
嵌合スリット１２から菱形フィン４の菱形の１辺の長さを隔てて一方の側辺３ｂの反対側の他方の側辺３ｃから中心線ＣＬに到る止め孔１０を有する嵌合スリット２３を形成し、そこからそれぞれ菱形の１辺の長さを隔てて谷折り線１７ａ、１７ｂ、１７ｃを順に設定し、谷折り線１７ｃから菱形の１辺の長さを隔てて一方の側辺３ｂから中心線ＣＬに到る止め孔１０を有する嵌合スリット１３を形成し、そこから菱形の１辺の長さを隔てて山折り線１５ｆを設定し、更に菱形の１辺の長さを隔てて他方の側辺３ｃから中心線ＣＬに到る止め孔１０を有する嵌合スリット２４を形成し、そこからそれぞれ菱形の１辺の長さを隔てて谷折り線１７ｄ、１７ｅ、１７ｆを順に設定し、谷折り線１７ｆから菱形の１辺の長さを隔てて一方の側辺３ｂから中心線ＣＬに到る止め孔１０を有する嵌合スリット１４を形成し、そこから菱形の１辺の長さを隔てて山折り線１５ｇを設定すると共に、その位置に他方の側辺３ｃから中心線ＣＬに到る止め孔１０を有する嵌合スリット２２を形成する。
【００２０】
そして、嵌合スリット２２から、天板２ａの長さの半分から嵌合スリット１１と山折り線１５ａとの間の長さを減じた長さを隔てて他方の側辺３ｃから中心線ＣＬに到る止め孔１０を有する嵌合スリット２１を形成し、そこから重ね代Ａを隔てて金属シート材３を切断し、端面３ｄを形成する。
上記の嵌合スリット１２と嵌合スリット２２の間の領域が３連の菱形フィン４を形成するフィン部形成領域２５となり、その他の領域が支持枠２を形成する枠部形成領域２７となる。
【００２１】
つまり、折り曲げによる方法で３連の菱形フィン４を有する放熱装置１を製作するための金属シート材３は、１枚の金属シート材３の長手方向に、菱形フィン４の周長に、形成する菱形フィン４の個数（本実施例では３個）を乗じた長さのフィン部形成領域２５を設定し、このフィン部形成領域２５の両側に、支持枠２の周長に２つの重ね代Ａの長さを加えた長さを分割した枠部形成領域２７を設定し、金属シート材３の両端部の枠部形成領域２７のそれぞれの端面３ａ、３ｄからそれぞれの重ね代Ａを隔てて側辺３ｂ、３ｃから金属シート材３の幅方向の中央に到る止め孔１０を有する互いに嵌合する一対の嵌合スリット１１、２１を形成し、フィン部形成領域２５の両側の枠部形成領域２７との境界線上に互いに嵌合する一対の嵌合スリット１２、２２を形成し、この一対の嵌合スリット１２、２２からそれぞれ菱形フィン４の周長の１／４の長さ（１辺の長さ）を隔てた位置および更に周長を隔てた位置のフィン部形成領域２５に互いに嵌合する一対の嵌合スリット２３、１３と互いに嵌合する一対の嵌合スリット１４、２４を形成して構成される。この場合のフィン部形成領域２５に形成される互いに嵌合する一対の嵌合スリットの数は、形成する菱形フィン４の個数（３個）より一つ少ない数（２対）となる。
【００２２】
このような互いに嵌合する一対の嵌合スリット１１、２１と一対の嵌合スリット１２、２２と一対の嵌合スリット１３、２３と一対の嵌合スリット１４、２４を形成し、山折り線１５ａ〜１５ｇおよび谷折り線１７ａ〜１７ｆを設定した金属シート材３による放熱装置１の組立は、以下のようにする。
すなわち、上記の金属シート材３を準備し、設定された山折り線１５ａ〜１５ｄおよび１５ｆを挟み角を略９０度に、山折り線１５ｅと１５ｇを挟み角を略１３５度にして山折り（図４における紙面の両端を奥側に折り曲げる折り方をいう。）にし、設定された谷折り線１７ａ〜１７ｆを挟み角を略９０度にして谷折り（図４における紙面の両端を手前側に折り曲げる折り方をいう。）にして折り曲げ、一対の嵌合スリット１３と２３とを嵌合させて結合部３３（図６参照）を形成し、一対の嵌合スリット１４と２４とを嵌合させて結合部３４（図６）を形成した後に、一対の嵌合スリット１２と２２とを嵌合させて結合部３２（図６）を形成し、フィン部形成領域２５の金属シート材３により隣合う稜で連結された３連の菱形フィン４を形成する。
【００２３】
そして、形成された３連の菱形フィン４の周囲を山折り線１５ａ〜１５ｄで折り曲げた枠部形成領域２７の金属シート材３で囲い、一対の嵌合スリット１１と２１とを嵌合させて結合部３１（図６）を形成する。この場合の結合部３１の一対の嵌合スリット１１と２１との嵌合は図５に示すように金属シート材３の両端の重ね代Ａが支持枠２の内面側になるように嵌合させる。このようにすれば金属シート材３の両端が天板２ａの外側に跳ね上がることを防止でき、放熱装置１の装着性を向上させることができる。
【００２４】
これにより図６に示す放熱装置１が組立てられ、谷折り線１７ａで形成された菱形フィン４の稜が底板２ｂの内面に接触して接触部３５を、谷折り線１７ｃで形成された菱形フィン４の稜が天板２ａの内面に接触して接触部３６を、山折り線１５ｆで形成された菱形フィン４の稜が底板２ｂの内面に接触して接触部３７を、谷折り線１７ｄで形成された菱形フィン４の稜が天板２ａの内面に接触して接触部３８を、谷折り線１７ｆで形成された菱形フィン４の稜が底板２ｂの内面に接触して接触部３９を形成し、嵌合スリット１２と２２が嵌合した結合部３２により中央の菱形フィン４が支持枠２の天板２ａの内面に結合して放熱装置１の自由構造が形成される。
【００２５】
また、谷折り線１７ｂにより形成で菱形フィン４の稜が側板２ｃと隙間Ｓを介して対向し、谷折り線１７ｅで形成された菱形フィン４の稜が側板２ｃと隙間Ｓを介して対向するように構成され、自由構造の移動範囲を拡張するように機能する。
このような、折り曲げによる方法で製作する場合の金属シート材３の加工は、短冊状の金属シート材３を複数重ねて嵌合スリット１１等を一度に打抜いて加工するようにしてもよく、帯状の金属シート材３に嵌合スリット１１等を順次に加工しながら切断して形成するようにしてもよい。またはこれらを組合せて折り曲げによる方法で製作する場合の金属シート材３を加工するようにしてもよい。
【００２６】
なお、本実施例では重ね代Ａを同一寸法として説明したが、接触部３６の状況に応じて別の寸法としてもよい。
また、本実施例では、金属シート材３の両端が天板２ａの内面側になるように結合部３１の一対の嵌合スリット１１と２１とを嵌合させるとして説明したが、両端が天板２ａの外面側になるようにして両端を天板２ａに接着するようにしてもよい。このようにすれば結合部３１の組立性を向上させることができる。
【００２７】
上記のようにして製作された放熱装置１は、図３に示すようにその底板２ｂの底面をサーマルインタフェース材９で実装基板７上に設置された発熱部品６の上面に接着して固定され、放熱装置１の弾性を利用して支持枠２の天板２ａの外面により筐体８の内面を押し上げるように押圧して取付けられる。このようにすれば放熱装置１がその弾性により筐体８の内面を常に押圧しているので、放熱装置１が発熱部品６から脱落することがない。
【００２８】
この場合に、天板２ａの外面と筐体８の内面との間をサーマルインタフェース材９を用いて接着して固定するようにしてもよい。
天板２ａの外面により筐体８の内面を押圧して取付けることにより放熱装置１には初期荷重が作用し、図７（ａ）に示す組立状態から図７（ｂ）に示す取付状態になる。
このとき、初期荷重により放熱装置１の天板２ａと底板２ｂの間、つまり高さが減少するが、放熱装置１は可撓性を有する側板２ｃや菱形フィン４により形成される高さ方向の弾性を有しているのでその撓みにより高さの減少量を吸収する。
【００２９】
また、接合部３２を除く天板２ａおよび底板２ｂ側の菱形フィン４の各稜は接触部３５、３６、３７、３８、３９により自由構造を構成して移動可能であるので、接合部３２の反対側の接触部３７は元の位置のままであるが、接触部３５、３６および接触部３８、３９はそれぞれ側板２ｃの方向、つまり列方向に移動する。
更に、組立状態で連結した菱形フィンの両端の稜と側板２ｃの内面の間に形成されていた隙間Ｓは、側壁２ｃの撓みによる湾曲と菱形フィン４のつぶれ、および前記の接触部３５等の移動により縮小する。
【００３０】
そして、発熱部品６が発熱して発熱部品６や放熱装置１の熱膨張等により放熱装置１の高さが更に減少すると隙間Ｓがなくなり、両端の菱形フィン４の稜がそれぞれの側板２ｃの内面に当接する。この両端の稜が側板２ｃの内面に当接した後、更に放熱装置１の高さを減少させるような荷重が加わり、図７（ｃ）に示すように側板２ｃの湾曲がなくなってしまうと、菱形フィン４の各面が方杖のように作用し、発熱部品６に自由構造のときよりは大きな力を及ぼすので、隙間Ｓの設定は、放熱装置１や発熱部品６および筐体８の製作精度、並びに放熱装置１の取付時の初期荷重および発熱部品６の発熱に伴う発熱部品６や放熱装置１の熱膨張等により放熱装置１に負荷される荷重等を考慮して定めることが重要である。
【００３１】
本実施例の放熱装置１の放熱の作用について、図８を用いて説明する。
発熱部品６が通電等によって発熱を開始すると、その熱は、周囲の空気層への熱伝達による放熱が極めて悪いために熱伝導性の高いサーマルインタフェース材９へ集中して伝導し、更に放熱装置１の底板２ｂへ伝導する（図８（ａ））。
底板２ｂに流入した熱は、底板２ｂにおいて板方向に伝導して拡散する共に、筒状の菱形フィン４の各面および支持枠２の側板２ｃを通じて天板２ａ方向に伝導する（図８（ｂ））。
【００３２】
そして、天板２ａに伝導した熱は、天板２ａにより押圧されている筐体８の内面に伝導し、筐体８内面より温度の低い筐体８の外面から大気中に放熱される（図８（ｃ））。
このようにして、発熱部品６の上面と筐体８の内面との間に取付けた放熱装置１による放熱が行われ、発熱部品６が冷却されて発熱部品６の温度が低下し、温度依存性を有する電子部品等の性能を維持してその誤動作等を防止すると共に、放熱装置１の弾性により部品接合部に過大な応力が生ずることがないので、その信頼性を向上させることができる。
【００３３】
以上説明したように、本実施例では、熱伝導性を有する可撓性の金属シート材で支持枠と筒状の菱形フィンを形成し、支持枠の内部に菱形フィンの稜を連結して一列に配置し、中央部の菱形フィンの一つの稜を支持枠の内面に結合して放熱装置を形成するようにしたことによって、放熱装置の高さ方向に比較的柔軟な弾性を持たせることができ、筐体と発熱部品の間に放熱装置を挟み込むことが可能になり、発熱部品からの熱を熱伝導により筐体に伝えることができ、発熱部品からの熱を効率的に筐体の外部に放出することができる他、発熱部品の破損を防止することができると共に部品接合部の信頼性の向上を図ることができる。
【００３４】
また、一列の菱形フィンの両端の菱形フィンの支持枠の側板に対向する稜を側板の内面と隙間Ｓを介して対向させるようにしたことによって、放熱装置の高さ方向の比較的柔軟な弾性の範囲を拡大することはでき、発熱部品の破損を防止して部品接合部の信頼性の向上を更に図ることができると共に、筐体と発熱部品の間に放熱装置を挟み込むときの取付性を向上させることができる。
【００３５】
更に、支持枠の内部に菱形フィンの稜を連結して一列に配置した放熱装置を、長手方向にフィン部形成領域と枠部形成領域を設定した１枚の金属シート材に互いに嵌合する一対の嵌合スリットを複数設け、この１枚の金属シート材を折り曲げ、一対の嵌合スリットを嵌合させて形成するようにしたことによって、特別なロウ付け等の結合手段を用いなくても放熱装置を容易に形成することができると共に、嵌合により形成された結合部が自由に回動するので、放熱装置の高さ方向の弾性を更に柔軟なものとすることができる。
【００３６】
なお、本実施例では、多面体フィンの形状は四角形である菱形として説明したが、多面体フィンの形状は菱形に限らず、多数の辺を有する多角形としてもよく、辺の数を無限大にした円形状の多面体フィンであってもよい。
この場合において、上記した放熱装置１を一枚の金属シート材３を用いて折り曲げにより形成するときは、多角形に辺の数を無限大を含む４の倍数とするとよい。このようにすれば一枚の金属シート材３を用いて折り曲げにより放熱装置１を容易に形成することができる。
【００３７】
例えば、図９に示す多面体フィンの形状を円形状とした円筒フィン４０を３連にした放熱装置１の場合は、一枚の金属シート材３に山折り線や谷折り線を設定せずに上記図４に示した３連の菱形フィン４を形成する金属シート材３と同じ一対の嵌合スリット１１、２１等を形成し、それぞれの嵌合スリットの間を所定の方向に湾曲させながら一対の嵌合スリット１１、２１と一対の嵌合スリット１２、２２と一対の嵌合スリット１３、２３と一対の嵌合スリット１４、２４を嵌合させれば、図９に示す放熱装置１を容易に組立てることができる。この場合に一対の嵌合スリット１２、２２と嵌合スリット２３および嵌合スリット１４との間隔は、円筒フィン４０の周長、つまり円周の１／４に設定する。
【００３８】
また、本実施例では、菱形フィン４の個数を３個として説明したが、菱形フィン４の数は３個に限らず、２個であっても４個以上であってもよい。
例えば、図１０に示す菱形フィン４を５連にした放熱装置１の場合は、図１１に示す状態に１枚の金属シート材３を加工する。
すなわち、３連の場合と同様に、１枚の金属シート材３の長手方向に、菱形フィン４の周長に、形成する菱形フィン４の個数（５個）を乗じた長さのフィン部形成領域２５を設定し、このフィン部形成領域２５の両側に、支持枠２の周長に２つの重ね代Ａの長さを加えた長さを分割した枠部形成領域２７を設定し、金属シート材３の両端部の枠部形成領域２７のそれぞれの端面３ａ、３ｄからそれぞれの重ね代Ａを隔てて側辺３ｂ、３ｃから金属シート材３の幅方向の中央に到る止め孔１０を有する互いに嵌合する一対の嵌合スリット４１、５１を形成し、フィン部形成領域２５の両側の枠部形成領域２７との境界線上に互いに嵌合する一対の嵌合スリット４２、５２を形成し、この一対の嵌合スリット４２、５２からそれぞれ菱形フィン４の周長の１／４の長さ（１辺の長さ）を隔てた位置および更に周長の２倍を隔てた位置のフィン部形成領域２５に互いに嵌合する一対の嵌合スリット５３、４３と互いに嵌合する一対の嵌合スリット４４、５４を形成し、形成した一対の嵌合スリット５３、４３の間に嵌合スリット５３および嵌合スリット４３からそれぞれ菱形フィン４の周長の１／２の長さ（２辺の長さ）を隔てた位置に互いに嵌合する一対の嵌合スリット４５、５５を形成し、同様に一対の嵌合スリット４４、５４の間に嵌合する一対の嵌合スリット５６、４６を形成して構成される。この場合のフィン部形成領域２５に形成される互いに嵌合する一対の嵌合スリットの数は、形成する菱形フィン４の個数（５個）より一つ少ない数（４対）となる。
【００３９】
そして、３連の場合と同様に嵌合スリット４１、４２の間に支持枠２を形成するための山折り線４７ａ〜４７ｄを、嵌合スリット４２の位置に山折り線４７ｅを、嵌合スリット５３、４５の間にそれぞれから菱形フィン４の１辺の長さを隔てて谷折り線４８ａを、嵌合スリット４５、５５の間に菱形フィン４を形成するために順に１辺の長さを隔てて山折り線４７ｆ〜４７ｈを、嵌合スリット５５、４３の間にそれぞれから菱形フィン４の１辺の長さを隔てて谷折り線４８ｂを、嵌合スリット４３、５４の間にそれぞれから菱形フィン４の１辺の長さを隔てて山折り線４７ｉを、嵌合スリット５４、４６の間にそれぞれから菱形フィン４の１辺の長さを隔てて谷折り線４８ｃを、嵌合スリット４６、５６の間に菱形フィン４を形成するために順に１辺の長さを隔てて山折り線４７ｊ〜４７ｌを、嵌合スリット５６、４４の間にそれぞれから菱形フィン４の１辺の長さを隔てて谷折り線４８ｄを、嵌合スリット５２の位置に山折り線４７ｍを設定する。
【００４０】
このような互いに嵌合する一対の嵌合スリット４１、５１と一対の嵌合スリット４２、５２と一対の嵌合スリット４３、５３と一対の嵌合スリット４４、５４と一対の嵌合スリット４５、５５と一対の嵌合スリット４６、５６を形成し、山折り線４７ａ〜４７ｍおよび谷折り線４８ａ〜４８ｄを設定した金属シート材３を３連の場合と同等にして各山折り線、谷折り線を所定の方向に所定の角度で折り曲げた後に、それぞれの互いに嵌合する一対の嵌合スリット４１、５１等を嵌合させて結合部３１等を形成すれば、両端の菱形フィン４の稜が側板２Ｃの内面と隙間Ｓを介して対向する図１０に示す放熱装置１を容易に組立てることができる。
【００４１】
なお、菱形フィン４の数を偶数とする場合は、その中央部の２つの菱形フィン４のいずれか一つの菱形フィン４の稜を支持枠２の天板２ａまたは底板２ｂに結合すればよい。
【実施例２】
【００４２】
図１２は実施例２の複合シート材を示す断面図である。
なお、上記実施例１と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
図１２において、６１はシート材としての複合シート材であり、実施例１と同様の金属シート材３のおもて面に熱放射膜６２を形成し、反対側の金属シート材３の裏面に樹脂膜６３を形成したシート材である。
【００４３】
熱放射膜６２は、金属シート材３のおもて面に形成された塗膜であって、伝導された熱を赤外線および／もしくは遠赤外線に変換して放射する赤外線放射効果を有すると共に比較的小さな力で撓ませることができる可撓性を有している。
このような熱放射膜６２は、酸化珪素、酸化アルミニウムを含有する粉体にバインダを配合した液状体、例えばセラックα（セラック（株）、商標登録第４５７７１６３号）をスプレー等で金属シート材３のおもて面に直接吹付け、その後に乾燥させた塗膜によって形成する。
【００４４】
樹脂膜６３は、金属シート材３の裏面にポリイミド等の樹脂フィルムを貼付して形成され、熱伝導性を有する共に可撓性を有する膜であって、その比較的強い弾性により複合シート材６１の腰を強くする機能を有している。
この複合シート材６１を用いて上記実施例１の図１、図２に示す３連の菱形フィン４を有する放熱装置１を製作する場合は、図４に示した金属シート材３と同様に形成した複合シート材６１を用いて折り曲げにより組立てる。
【００４５】
この場合に、熱放射膜６２は、図２に示す支持枠２の内面側となるように、中央の菱形フィン４の場合はその外側となるように、両側の菱形フィン４場合はその内側となるように配置する。
このようにすれば、図８による熱の移動において、支持枠２や菱形フィン４の金属シート材３を通じた熱の伝導は同様であるが、底板２ｂの内面に配した熱放射膜６２から３つの菱形フィン４の底板２ｂ側の２辺を構成する各面に熱放射により直接熱が伝わる熱の移動経路、内側に熱放射膜６２を配した両側の菱形フィン４では底板２ｂ側の２辺を構成する各面から天板２ａ側の２辺を構成する各面へ熱放射により直接熱が伝わる熱の移動経路、外側に熱放射膜６２を配した中央の菱形フィン４では天板２ａ側の２辺を構成する面から天板へ熱放射により直接熱が伝わる熱の移動経路が増えるので、放熱装置１の放熱効果を向上させることができる。
【００４６】
また、金属シート材３の裏面に設けた樹脂膜６３により放熱装置１の腰を強くすることができるので、筐体８と発熱部品６の間に放熱装置１を挟み込むときの放熱装置１の変形を防止することができ、放熱装置１の取付性を向上させることができる。
上記の放熱装置１の冷却効果を評価するために以下に示す評価試験を行った。
図１３は評価試験に用いた試験装置を示す説明図である。
【００４７】
図１３において、６５は試験装置である。
６６は試験装置６５の試験装置筐体であり、板厚１ｍｍのステンレス板（ＳＵＳ３０４）で横１００ｍｍ、縦１００ｍｍ、高さ１００ｍｍの箱として形成されている。
本試験に用いた発熱部品６は、２４０ピンＱＦＰ型の横３０ｍｍ、縦３０ｍｍ、厚さ３．７５ｍｍ、入力電力１．５Ｗの温度測定用ＩＣであり、基台６７に設置された横５５ｍｍ、縦６５ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの実装基板７に固定されて試験装置筐体６６に収納され、その上面と試験装置筐体６６の内面との間に供試品を取付けるための３０ｍｍの空間が確保されている。
【００４８】
本評価試験に用いた供試品は、図１４に示すアルミニウム材から削り出した複数の放熱フィンを有する横３０ｍｍ、縦３０ｍｍのヒートシンク７１のフィン高さを７．５ｍｍとした小フィン品とフィン高さを２０ｍｍとした大フィン品の２種類のヒートシンク７１を発熱部品６の上面に設置したもの、および図１５に示す横３０ｍｍ、縦３０ｍｍ、厚さ１ｍｍの熱伝導パッド７２（住友スリーエム（株）製、熱伝導シート、形式９８９４−ＦＲ１０）を３０枚積層して発熱部品６の上面と試験装置筐体６６の内面との間に設置したもの（熱伝導パッド品という。）、並びに上記の複合シート材６１を用いて形成した本実施例の横３０ｍｍ、縦３０ｍｍ、高さ３０ｍｍの放熱装置１の菱形フィン４を図１６に示すように５連にして発熱部品６の上面と試験装置筐体６６の内面との間に設置したもの（５連菱形フィン品という。）と図１７に示すように３連にして発熱部品６の上面と試験装置筐体６６の内面との間に設置したもの（３連菱形フィン品という。）の５種類である。
【００４９】
評価試験は、試験装置筐体６６の内部の雰囲気温度を測定しながら発熱部品６の温度帯域が電子・電気部品の低温レベルである１００℃程度となるようにして行った。
表１にその評価試験の結果および各放熱装置の重量を示す。
【００５０】
【表１】
2006253601.tif 000003
表１に示す測定結果は、評価試験において測定した雰囲気温度を基に雰囲気温度を２５℃として換算したときの発熱部品６の温度である。
表１から明らかに本実施例の５連菱形フィン品、３連菱形フィン品の温度低減効果は、他の放熱装置である小フィン品、大フィン品、熱伝導パッド品に較べて優れていることが判る。
【００５１】
また、本実施例の５連菱形フィン品、３連菱形フィン品の重量は、他の小フィン品、大フィン品、熱伝導パッド品に較べて軽量化されていることが判る。
このように本実施例の放熱装置１は、発熱部品６への自重による荷重を軽減することができると共に、軽量化された放熱装置１で優れた放熱効果を発揮することができる。
以上説明したように、本実施例では、シート材として金属シート材の表裏に赤外線放射効果を有する熱放射膜と樹脂膜とを形成した複合シート材を用いた場合においても、上記実施例１と同様の効果を得ることができる他、熱放射膜により熱の移動経路を増加させることができ、発熱部品からの熱をより効率的に筐体の外部に放出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】実施例１の放熱装置を示す斜視図
【図２】実施例１の放熱装置の正面を示す説明図
【図３】実施例１の放熱装置の設置状態の正面を示す説明図
【図４】実施例１の３連の菱形フィンを形成する金属シート材を示す上面図
【図５】実施例１の金属シート材の嵌合方法を示す上面図
【図６】実施例１の折り曲げ加工により組立てた放熱装置の正面を示す説明図
【図７】実施例１の放熱装置の荷重による変化を示す説明図
【図８】実施例１の放熱装置の熱の移動を示す説明図
【図９】実施例１の３連の円筒フィンを有する放熱装置を示す斜視図
【図１０】実施例１の５連の菱形フィンを有する放熱装置を示す正面図
【図１１】実施例１の５連の菱形フィンを形成する金属シート材を示す上面図
【図１２】実施例２の複合シート材を示す断面図。
【図１３】評価試験に用いた試験装置を示す説明図
【図１４】評価試験に用いたヒートシンクの試験状態を示す説明図
【図１５】評価試験に用いた熱伝導パッド品の試験状態を示す説明図
【図１６】評価試験に用いた５連菱形フィン品の試験状態を示す説明図
【図１７】評価試験に用いた３連菱形フィン品の試験状態を示す説明図
【符号の説明】
【００５３】
１    放熱装置
２    支持枠
２ａ  天板
２ｂ  底板
２ｃ  側板
３    金属シート材
３ａ、３ｄ  端面
３ｂ、３ｃ  側辺
４    菱形フィン
６    発熱部品
７    実装基板
８    筐体
９    サーマルインタフェース材
１０  止め孔
１１〜１４、２１〜２４、４１〜４６、５１〜５６  嵌合スリット
１５ａ〜１５ｇ、４７ａ〜４７ｍ  山折り線
１７ａ〜１７ｆ、４８ａ〜４８ｄ  谷折り線
２５  フィン部形成領域
２７  枠部形成領域
３１〜３４  結合部
３５〜３９  接触部
６１  複合シート材
６２  熱放射膜
６３  樹脂膜
６５  試験装置
６６  試験装置筐体
６７  基台
７１  ヒートシンク
７２  熱伝導パッド
【図１】
2006253601.tif 000004
【図２】
2006253601.tif 000005
【図３】
2006253601.tif 000006
【図４】
2006253601.tif 000007
【図５】
2006253601.tif 000008
【図６】
2006253601.tif 000009
【図７】
2006253601.tif 000010
【図８】
2006253601.tif 000011
【図９】
2006253601.tif 000012
【図１０】
2006253601.tif 000013
【図１１】
2006253601.tif 000014
【図１２】
2006253601.tif 000015
【図１３】
2006253601.tif 000016
【図１４】
2006253601.tif 000017
【図１５】
2006253601.tif 000018
【図１６】
2006253601.tif 000019
【図１７】
2006253601.tif 000020