(57)【要約】 【課題】  発熱物体から放熱体への熱伝導性を落とすことなく、発熱物体から放熱体への電磁波の漏洩を防止できるようにすると共に、電磁波不要輻射発生を抑え、かつ、熱伝導性の良い高信頼度の金属性放熱部品を提供できるようにする。【解決手段】  発熱物体を取り付ける部分を有して熱を放射する金属性の放熱体１０と、放熱体１０の表面の全面又はその一部の外周を取り囲むように設けられた磁性体１１とを備えるものである。この構成によって、発熱物体から放熱体１０への熱伝導性を落とすことなく、磁性体１１によって、発熱物体から放熱体１１への電磁波の漏洩を防止できるようになる。これにより、電磁波不要輻射発生を抑えた高信頼度の金属性放熱部品を提供することができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱物体を取り付ける部分を有して熱を放射する金属性の放熱体と、
前記放熱体の表面の全面又はその一部の外周を取り囲むように設けられた磁性体とを備えることを特徴とする放熱部品。
【請求項２】
前記磁性体は、磁路が閉じるように前記放熱体の外周部に環状に設けられることを特徴とする請求項１に記載の放熱部品。
【請求項３】
前記磁性体は、発熱物体を取り付ける部分に近い位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の放熱部品。
【請求項４】
前記磁性体は、有機媒体に軟磁性粒子を分散させた構造のシート形状を有していることを特徴とする請求項１に記載の放熱部品。
【請求項５】
前記磁性体は、有機媒体に軟磁性粒子を分散させた構造の液状体を塗布処理にて形成された構造を有していることを特徴とする請求項１に記載の放熱部品。
【請求項６】
前記磁性体は、スパッタ、蒸着又はめっき処理によって軟磁性粒子を形成され、前記放熱体と一体化された構造を有していることを特徴とする請求項１に記載の放熱部品。
【請求項７】
前記軟磁性粒子には、高透磁率軟磁性材料が用いられ、該高透磁率軟磁性材料には、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，あるいはＦｅＮｉ，ＦｅＣｏ，ＦｅＡｌ，ＦｅＳｉ，ＦｅＳｉＡｌ，ＦｅＳｉＢ，ＣｏＳｉＢあるいはフェライトが含まれることを特徴とする請求項４乃至請求項６に記載の放熱部品。
【請求項８】
発熱物体を取り付ける部分を有して熱を放射する放熱体を形成する工程と、
前記放熱体の表面の全面又はその一部の外周を取り囲むように磁性体を形成する工程とを有することを特徴とする放熱部品の製造方法。
【請求項９】
前記放熱体の表面の全面又はその一部の外周に対して、磁路が閉じるように前記磁性体を環状に形成することを特徴とする請求項８に記載の放熱部品の製造方法。
【請求項１０】
前記放熱体の表面の全面又はその一部の外周に対して、有機媒体に軟磁性粒子を分散させた構造を有したシート形状の磁性体を形成することを特徴とする請求項８に記載の放熱部品の製造方法。
【請求項１１】
前記放熱体の表面の全面又はその一部の外周に対して、有機媒体に軟磁性粒子を分散させた構造を有した液状の磁性体を塗布にて形成することを特徴とする請求項８に記載の放熱部品の製造方法。
【請求項１２】
前記放熱体の表面の全面又はその一部の外周に対して、スパッタ、蒸着又はめっき処理によって軟磁性粒子を形成し、当該放熱体と磁性体とを一体化することを特徴とする請求項８に記載の放熱部品の製造方法。
【請求項１３】
前記軟磁性粒子には、高透磁率軟磁性材料を用い、該高透磁率軟磁性材料には、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，あるいはＦｅＮｉ，ＦｅＣｏ，ＦｅＡｌ，ＦｅＳｉ，ＦｅＳｉＡｌ，ＦｅＳｉＢ，ＣｏＳｉＢあるいはフェライトが含まれることを特徴とする請求項１０乃至請求項１２に記載の放熱部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種トランジスタの放熱板や、ヒートパイプ、ＣＰＵ用のヒートシンク等といった金属部品に適用して好適な放熱部品及びその製造方法に関する。詳しくは、これら放熱部品を構成する放熱体の表面の全面又はその一部の外周を取り囲むように設けられた磁性体を備え、発熱物体から放熱体への熱伝導性を落とすことなく、発熱物体から放熱体への電磁波の漏洩を防止できるようにすると共に、電磁波不要輻射発生を抑え、かつ、熱伝導性の良い高信頼度の金属性放熱部品を提供できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器は小型化の傾向を辿る一方、アプリケーションの多様性及び高速データ処理のために電力量（発熱量）がそれほど低減できない状態である。そのため、電子機器内における放熱対策がより一層重要視されている。電子機器における放熱対策（熱対策）として、銅やアルミなどといった熱伝導率の高い金属材料で作製された放熱板やヒートパイプ、あるいはヒートシンクなどが広く利用される場合が多い。
【０００３】
これらの熱伝導性に優れた放熱部品は、電子機器内における発熱部（高温場所）への配置、もしくは発熱部から放熱部（低温場所）へ亘って配置される。放熱部品は、放熱効果または機器内の温度緩和を図るために用いられる。
【０００４】
図１３は第１の従来例に係る放熱部品５００の構成例及びその機能例を示す概念図である。図１３に示す放熱部品５００は、放熱板１と放熱フィラーシート（空間充填材）２とを有している。熱発生源となるＬＳＩ装置（半導体集積回路装置）３は、プリント回路基板５上に実装される。ＬＳＩ装置３上には放熱フィラーシート２を介在して所定の大きさを有した放熱板１が接合される。放熱フィラーシート２をＬＳＩ装置３と放熱体１との間に挟むようにしたのは、その接合部における空間を無くして、熱伝導性を良くするためである。
【０００５】
図１３において、点線に示す磁界分布IIは、数百ＭＨｚ単位で高周波動作するＬＳＩ装置３から発生した高周波磁界によるものである。図中、波形矢印は周波数成分を有する電磁波信号の伝播（方向）を示している。電磁波信号は、高周波磁界が放熱板１に鎖交することによって生ずる。電磁波信号は、電磁波不要輻射ノイズIVとなってＬＳＩ装置３の周辺に放射する。図中、太形矢印は熱の伝播（方向）を示している。この例で、放熱フィラーシート２を介在してＬＳＩ装置３から伝播した熱は、当該ＬＳＩ装置３から遠ざかる方向に発散する。
【０００６】
図１４は第２の従来例に係る放熱部品６００の構成例及びその機能例を示す概念図である。第２の従来例によれば、放熱フィラーシート２に代えて放熱＆磁性フィラーシート（空間充填材）４が設けられる。
【０００７】
図１４に示す放熱部品６００は、放熱板１と放熱＆磁性フィラーシート４とを有している。プリント回路基板５上に実装されたＬＳＩ装置３上には放熱＆磁性フィラーシート４を介在して所定の大きさを有した放熱板１が接合される。放熱＆磁性フィラーシート４をＬＳＩ装置３と放熱体１との間に挟むようにしたのは、その接合部における熱伝導性を少々犠牲にして、電磁波不要輻射ノイズIVを低減するためである。
【０００８】
図１４において、点線に示す磁界分布IIは、数百ＭＨｚ単位で高周波動作するＬＳＩ装置３から発生した高周波磁界によるものである。図中、波形矢印に示す電磁波信号は、第１の従来例に比べて電磁波不要輻射ノイズIVが減るが、これに比例して、図中、太形矢印に示す熱の伝播量も第１の従来例に比べて少なくなってしまう。これは放熱シートに磁性材料が混合されたことによる。
【０００９】
この種の電磁波吸収技術に関連して特許文献１には、電波吸収熱伝導シートが開示されている。電波吸収熱伝導シートによれば、耐熱温度が１５０℃以上でゴム硬度が５０以下の軟質性シートであって、液状シリコン樹脂１００重量部と、軟磁性粉体３００重量部と、非磁性無機物粉体１００重量部との割合で構成されている。このような構成の電波吸収熱伝導シートをヒートシンクとＣＰＵ等の間に設けると、ノイズ電波吸収と、ＣＰＵ等で発生した熱を吸収し、外部へ導く高い熱伝導性の両方の効果が得られるというものである。
【００１０】
また、特許文献２には、電磁波抑制シート及び電磁波抑制熱伝導シートが開示されている。この電磁波抑制熱伝導シートによれば、電磁波抑制シート及び軟質性の放熱シートを有している。電磁波抑制シートはシリコン系樹脂に軟磁性粉体と熱伝導充填剤とを混合して形成される。軟質性の放熱シートは、シリコン系樹脂に熱伝導充填剤を混合して形成される。電磁波抑制シートには、放熱シートで蓋ができる大きさの開口部が設けられる。この開口部には、ＣＰＵの発熱部位に位置合わせされる。放熱板とＣＰＵとの間には、開口部を有した電磁波抑制シートと、この開口部を塞ぐように、ヒートパイプにつながった放熱シートとが積層される。
【００１１】
このような構成の電磁波抑制熱伝導シートを放熱板とＣＰＵ等の間に設けると、高熱と高周波ノイズを発生する電子機器におけるノイズ対策と熱対策との両方の効果が得られるというものである。
【００１２】
更に、特許文献３には、プリント板冷却装置の製造方法が開示されている。このプリント板冷却装置の製造方法によれば、まず、プリント基板上に実装された電子部品の全面に絶縁層を形成する。その後、一連の電子部品を取り囲む領域に永久磁石を配置する。その後、絶縁された電子部品の間に、磁性冷却媒体を注入する。更に、電子部品及び永久磁石を含むプリント基板上部に放熱板を形成する。その後、永久磁石で磁性冷却媒体の流出を防止しながらそれを硬化させる。このような方法で、プリント板冷却装置を製造すると、電子部品から発生する熱を迅速に外部へ放散でき、しかも、シール作業等に手間がかからず、低コストで装置を提供できるというものである。
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−０６８３１２号公報（第３頁  図３）
【特許文献２】特開２００２−１８５１８３号公報（第３頁  図２）
【特許文献３】特開昭  ５８−０１４５９２号公報（第２頁  第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、従来例に係る放熱部品及びその製造方法によれば、以下のような問題がある。
【００１５】
ｉ．特許文献１乃至特許文献３に見られるような熱伝導性に優れた放熱部品は、金属であるが故にその副作用として電気信号の高調波成分をも拾ってしまい、結果的に電磁波不要輻射の原因となってしまうことがしばしばある。因みに電子機器内における発熱部（高温場所）は、電流密度が高いＩＣチップ（半導体パッケージ）などが主である。
【００１６】
ii．また、電流密度が高いということは、それだけ電磁波不要輻射の成分となり得る電界または磁界強度も大きいということである。そのため放熱部品を半導体パッケージ等といった場所に配置すると、熱と共に電気信号の高調波成分をも拾ってしまう場合がしばしば見られる。放熱部品は、金属材料で作製されているため、それ自体が高調波成分のアンテナとして働いてしまう場合が多い。
【００１７】
iii．このような背景により、本来なら半導体パッケージ（以下発熱物体ともいう）と放熱部品との接着空間を高熱伝導充填材で埋めるのが最善策であるのに対し、図１４に示したように磁界のカップリングを断ち切るために磁性材料も複合させた空間充填材（放熱＆磁性フィラーシート４等）が用いられる場合がある。勿論、放熱シート（以下放熱体ともいう）に磁性材料を複合させることによって、空間充填材の熱伝導率は低下するため、放熱効率も低下してしまう。
【００１８】
iv．なお、高調波成分のカップリングを避けるように、電界または磁界強度が大きな場所からある程度の距離を設けて、放熱部品を配置する方法も考えられる。この方法は、電子機器の小型化の要求の妨げとなってしまう。
【００１９】
そこで、この発明はこのような従来の課題を解決したものであって、発熱物体から放熱体への熱伝導性を落とすことなく、発熱物体から放熱体への電磁波の漏洩を防止できるようにすると共に、電磁波不要輻射発生を抑え、かつ、熱伝導性の良い高信頼度の金属性放熱部品を提供できるようにした放熱部品及びその製造方法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】
【００２０】
上述した課題は、発熱物体を取り付ける部分を有して熱を放射する金属性の放熱体と、放熱体の表面の全面又はその一部の外周を取り囲むように設けられた磁性体とを備えることを特徴とする放熱部品によって解決される。
【００２１】
本発明に係る放熱部品によれば、発熱物体を取り付ける部分には、例えば、ＧＨｚ単位の超高周波信号を取り扱う電子機器等のＣＰＵが取り付けられる。ＣＰＵが高速動作して発生する熱は、金属性の放熱体によって放射される。このＣＰＵを取り付ける部分に近い位置であって、放熱体の表面の全面又はその一部の外周を取り囲むように、例えば、磁路が閉じるように放熱体の外周部に環状に磁性体が設けられている。
【００２２】
従って、発熱物体から放熱体への熱伝導性を落とすことなく、磁性体によって、発熱物体から放熱体への電磁波の漏洩を防止できるようになる。これにより、電磁波不要輻射発生を抑えた高信頼度の金属性放熱部品を提供することができる。
【００２３】
本発明に係る放熱部品の製造方法は、発熱物体を取り付ける部分を有して熱を放射する放熱体を形成する工程と、放熱体の表面の全面又はその一部の外周を取り囲むように磁性体を形成する工程とを有することを特徴とするものである。
【００２４】
本発明に係る放熱部品の製造方法によれば、電磁波不要輻射発生を抑え、しかも、熱伝導性の良い高信頼度の金属性放熱部品を製造することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る放熱部品によれば、放熱体の表面の全面又はその一部の外周を取り囲むように設けられた磁性体を備えるものである。
【００２６】
この構成によって、発熱物体から放熱体への熱伝導性を落とすことなく、磁性体によって、発熱物体から放熱体への電磁波の漏洩を防止できるようになる。従って、電磁波不要輻射発生を抑えた高信頼度の金属性放熱部品を提供することができる。
【００２７】
本発明に係る放熱部品の製造方法によれば、放熱体の表面の全面又はその一部の外周を取り囲むように磁性体を形成する工程を有している。
【００２８】
この構成によって、電磁波不要輻射発生を抑えた、しかも、熱伝導性の良い高信頼度の金属性放熱部品を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
続いて、この発明に係る放熱部品及びその製造方法の一実施例について、図面を参照しながら説明をする。
各実施例では、放熱部品における高周波信号の伝導特性と、熱伝導の特性に着目し、発熱物体から放熱体への熱伝導を低下させずに、放熱部品に流れる電気信号成分を減衰させ、放熱部品からの不要輻射を低減できるようにすると共に、熱問題とＥＭＣ問題との双方を解決できるようにした。
【実施例１】
【００３０】
図１は本発明に係る第１の実施例としての放熱部品１００の構成例を示す図である。  
この実施例では、放熱部品１００の電気信号経路に磁性材料を配置する、つまり、表面の一部に磁性材料を環状に配置することによって、放熱部品１００に流れる電気信号成分を減衰できるようにする。
【００３１】
図１に示す放熱部品１００は、金属性の放熱体の一例となる放熱板１０を有しており、熱を放射するようになされる。放熱板１０には、発熱物体を取り付ける部分が設けられる。この部分は、周波数を有する、例えば、ＣＰＵ（中央演算装置）や、高周波トランジスタ等の発熱物体の電気信号（以下電磁波信号という）の侵入場所Ｉとなる。
【００３２】
この例で、放熱板１０の表面の一部には磁性体（磁性材料）１１がその外周を取り囲むように設けられる。磁性体１１は、例えば、磁路が閉じるように放熱板１０の外周部に環状に設けられる。しかも、磁性体１１は、発熱物体を取り付ける部分（以下発熱体取付部分という）に近い位置に設けられる。これは、発熱体取付部分に近い位置ほど、放熱板１０に流れ込もうとする電気信号成分の減衰効果が上がるためである。
【００３３】
磁性体１１は、有機媒体に軟磁性粒子を分散させた構造のシート形状を有している。軟磁性粒子には、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，あるいはＦｅＮｉ，ＦｅＣｏ，ＦｅＡｌ，ＦｅＳｉ，ＦｅＳｉＡｌ，ＦｅＳｉＢ，ＣｏＳｉＢあるいはフェライトなどの高透磁率軟磁性材料が用いられる。これに限られることはなく、磁性体１１は、有機媒体に軟磁性粒子を分散させた構造の液状体を塗布処理にて形成した構造であってもよい。また、磁性体１１は、スパッタ、蒸着又はめっき処理によって軟磁性粒子を形成され、放熱板１０と一体化された構造であってもよい。
【００３４】
図２は、ＬＳＩ装置１３への放熱部品１００’の取付例を示す側面図である。図２に示す放熱部品１００’は、放熱板１０と磁性体１１とを有している。ＬＳＩ装置（半導体集積回路装置）１３は、ＣＰＵやメモリ等を集積したもので、例えば、プリント回路基板１５上に実装される。ＬＳＩ装置１３は、複数のリードピン１４を有しており、このリードピン１４を介してプリント回路基板１５に半田付けされる。
【００３５】
ＬＳＩ装置１３上には放熱フィラーシート（空間充填材）１２を介在して所定の大きさを有した放熱板１０が接合される。放熱フィラーシート１２を間に挟むようにしたのは、接合部における空間を無くして、熱伝導性を良くするためである。放熱板１０の表面の一部には、磁性体１１がその外周を取り囲むように設けられる。磁性体１１は、磁路が閉じるように放熱板１０の外周部に環状に設けられる。
【００３６】
図３は、ＬＳＩ装置１３に取り付けた放熱部品１００’の機能例を示す側面図である。図３において、点線に示す磁界分布IIは、例えば、ＬＳＩ装置１３が数百ＭＨｚ単位で高周波動作することにより、その高周波磁界によって発生する。図中、波形矢印は周波数成分を有する電磁波信号の伝播（方向）を示している。電磁波信号は、高周波磁界が放熱板１０に鎖交することによって生ずる。電磁波信号は、磁性体１１を通過する前の振幅に比べて、磁性体１１を通過した後の振幅が小さくなっている。この磁性体１１の内側を通過することで、電磁波信号（ノイズ信号）量は激減する。これは磁性体１１が、ノイズ放射抑制効果を発揮するためである。
【００３７】
なお、図中、太形矢印は熱の伝播（方向）を示している。この例で、放熱フィラーシート１２を介在してＬＳＩ装置１３から伝播した熱は、磁性体１１の内側で熱が籠もることなく、磁性体１１を通過して伝播する。熱は、その伝達量が変化することなく、ＬＳＩ装置１３から遠ざかる方向に発散する。
【００３８】
図４は、放熱板等の金属板における電磁波信号の導電経路及び熱伝導経路の概略例を示す断面図である。図５は、表皮効果に関する周波数ｆ（ＧＨｚ）対各種金属の表皮深さδ（μｍ）の関係例を示す表図である。
【００３９】
図４において、Ｐ点は周波数成分を有する信号（電磁波信号等）の給電点であり、また、熱の供給点である。図４に示す供給点Ｐからの周波数特性を有する電磁波信号は、表皮効果のため金属板の表面のみを伝導する。一方、供給点Ｐからの熱は金属板内部も伝導する。ここで、電磁波信号の角速度をωとし、磁性体１１の透磁率をμとし、金属板の導電率をσとし、周波数特性を有する電磁波信号が伝導することができる表皮深さをδとすると、その表皮深さδは、（１）式、すなわち、
【００４０】
【数１】
2006108388.tif 000003
【００４１】
により求められる。これにより計算される金属板として代表的な銅、アルミニウム、鉄の周波数毎の表皮深さδを図５の表に示している。この表によれば、電磁波信号の周波数ｆが０．１、０．３、０．５及び１．０（ＧＨｚ）に対して、銅の場合は、その表皮深さδが、６．６１、３．８２、２．９６及び２．０９（μｍ）となる。アルミニウムの場合は、その表皮深さδが、７．９６、４．５９、３．５６及び２．５２（μｍ）となる。鉄の場合は、その表皮深さδが、１５．９２、９．１９、７．１２及び５．０３（μｍ）となる。いずれも周波数ｆが高くなるほど、表皮深さδは浅くなることが分かる。
【００４２】
図５に示す周波数特性を有する電磁波信号は、数μｍから１０数μｍの表面深さδのところで放熱板１０等の金属板を伝導していることが分かる。このような表皮効果を考慮すると、放熱（金属）部品の表面において、電磁波信号を減衰させることにより、電磁波不要輻射を低減できるようになる。
【００４３】
周波数特性を有する電磁波信号を低減させるには、損失特性を有する材料、例えば、磁性材料をその信号経路に配置することが望ましい。電磁波信号を低減させる材料としては特に磁気損失を有する材料が用いられる。電磁波信号の抑制効果は、大きな磁気損失を有する材料ほど大きく、一般的にＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，ＦｅＮｉ，ＦｅＣｏ，ＦｅＡｌ，ＦｅＳｉ，ＦｅＳｉＡｌ，ＦｅＳｉＢ，ＣｏＳｉＢ等といった高透磁率磁性金属粉末、あるいはスピネルフェライトな等といった高透磁率磁性酸化物粉末を樹脂のバインダに分散させたものが好ましい。
【００４４】
ここに電磁波信号を熱エネルギーへと変換するメカニズムについて説明する。この電熱変換メカニズムに関しては、主に「導電損失」、「誘電損失」及び「磁性損失」の３種に分類される。また、電磁波信号による電界をＥとし、その磁界をＨとし、その周波数をｆとし、単位体積あたりの電磁波吸収エネルギーをＰ［Ｗ／ｍ3］としたとき、Ｐは、（２）式、すなわち、
【００４５】
【数２】
2006108388.tif 000004
【００４６】
但し                導電率：σ
複素誘電率：ε＝ε’−ｊε”
複素透磁率：μ＝μ’−ｊμ”
により求められる。
【００４７】
上述の（２）式は、それぞれ第１項が導電損失、第２項が誘電損失、第３項が磁性損失を表している。中でも一般的に電磁波信号を低減させる材料としては、前述したような高周波数帯域において、損失特性を有する材料である磁性材料が用いられる。このほか、金属磁性粉末を用いることによって生じる渦電流損失もエネルギー吸収として利用可能と考えられている。
【００４８】
続いて、本発明に係る放熱部品の製造方法について説明をする。この実施例では、発熱物体を取り付ける部分を有して熱を放射する放熱板１０を形成する工程と、放熱板１０の表面の全面又はその一部の外周を取り囲むように磁性体１１を形成する工程と、磁性体１１が形成された放熱板１０を発熱物体に取り付ける工程とを有する。
【００４９】
一般的に電磁波吸収塗布材料として市販されているものは、その用途が基板上貼るものや、チップ（半導体パッケージ）周りに貼るものであるために、電磁波信号のショートを懸念して、金属磁性粉末をそのまま用いらずに酸化物等といった絶縁体でコーティングして用いられている。そのためコストアップは避けることができない。
【００５０】
これに対して、本発明に関しては、放熱体に環状に設けるので、電磁波信号のショートを懸念する必要はないために、金属磁性粉末をそのままの状態で利用することが可能である。また、高透磁率グラニュラー膜の作製には熱処理を必要とするためプリント回路基板１５や筐体レベルでの作製は難しいと考えられるが、放熱板１０は金属であるが故に熱処理も可能であるためグラニュラー膜を応用することは可能である。更には、不純物に対して大きな特性変化もみられないために、高透磁率フェライト膜の応用も可能である。
【００５１】
［放熱板の作成］
まず、発熱物体の一例となるＬＳＩ装置１３等を取り付ける部分を有した熱放射可能な放熱板１０を形成する。放熱板１０には、例えば、所定の大きさ及び厚みを有したアルミニウムが使用される。もちろん、これに限られることはなく、所定の大きさ及び厚みを有した銅や鉄の板を使用してもよい。ＬＳＩ装置１３を取り付ける部分（発熱部装着箇所）は、ＬＳＩ装置１３の接合部分に対峙する大きさに合わせるとよい。例えば、１枚のアルミニウムの板から切り出して加工し、その後、放熱板１０の一方の端部分にＬＳＩ取付部を設けたり、その一部を折り曲げてチップ取付代としてもよい。
【００５２】
ＬＳＩ取付部にネジ穴等が必要な場合は、開口処理がなされる。雌ネジ切り等が必要であれば、雌ねじ切り作業も併せて実行する。なお、電磁波信号の周波数ｆが例えば、１．０（ＧＨｚ）に対して、アルミニウムの表皮深さδが、２．５２（μｍ）となる。アルミニウムの厚さは、熱伝導性を良くする場合や、ネジ切りが必要な場合は厚いものが使用される。
【００５３】
［放熱板への磁性体の形成］
次に、放熱板１０の表面の全面又はその一部の外周を取り囲むように磁性体１１を形成する。この例で放熱板１０の表面の全面又はその一部の外周に対して、磁路が閉じるように磁性体１１を環状に形成する。例えば、磁性材料の配置方法に関しては、放熱板１０の表面の全面又はその一部の外周に対して、有機媒体に軟磁性粒子を分散させた構造を有したシート形状の磁性体１１を貼り付ける、もしくは有機媒体に軟磁性粒子を分散させた構造を有した液状の磁性体１１を塗布にて形成する。この例で軟磁性粒子として、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，あるいはＦｅＮｉ，ＦｅＣｏ，ＦｅＡｌ，ＦｅＳｉ，ＦｅＳｉＡｌ，ＦｅＳｉＢ，ＣｏＳｉＢあるいはフェライトなどの高透磁率軟磁性材料を用いる。
【００５４】
この際の塗布処理については、有機媒体に界面活性剤などといった粒子分散剤を加えて軟磁性粒子を分散させた構造を有した液状材料を放熱部品１００へ塗布し、その後、乾燥させるという工程が望ましい。その際に、放熱部品１００のネジ穴部分やＬＳＩ取付部等の発熱部装着箇所等には予めマスクをしておくことによって任意の箇所に液状材料を塗布することが可能となる。この際の塗布方法としては、印刷や刷毛塗り、スプレー吹きつけ処理等が応用される。これにより、放熱板１０の表面の全面又はその一部の外周に対して、有機媒体に軟磁性粒子を分散させた構造を有したシート形状の磁性体１１を形成することができる。
【００５５】
この例で放熱板１０への磁性体１１の形成方法については、塗布方法の他に、放熱板１０の表面の全面又はその一部の外周に対して、めっき処理によって軟磁性粒子を形成し、当該放熱板１０と磁性体１１とを一体化するようにしてもよい。例えば、高透磁率グラニュラー膜や高透磁率フェライト膜を放熱板１０にめっき処理によって形成する。このめっき処理工程によれば、まず、予め放熱部品１００のネジ穴部分や発熱部への装着箇所などめっき処理をしない部分にレジストを塗る。続いて、めっき箇所を軽く研磨をした後、脱脂処理を行ってめっき処理を行う。最後に放熱板全体を洗浄してレジストを除去する。これにより、磁性体１１と放熱板１０とを一体化した放熱部品１００を形成することができる。
【００５６】
この例で放熱板１０への磁性体１１の形成方法については、塗布方法及びメッキ処理の他に、放熱板１０の表面の全面又はその一部の外周に対して、スパッタ処理や蒸着処理等によって軟磁性粒子を形成し、当該放熱板１０と磁性体１１とを一体化するようにしてもよい。例えば、高透磁率グラニュラー膜や高透磁率フェライト膜を放熱板１０にスパッタや蒸着処理等によって形成する。このスパッタ処理や蒸着処理等によれば、メッキ処理工程と同様にして、まず、予め放熱部品１００のネジ穴部分や発熱部への装着箇所など処理をしない部分にレジストを塗る。
【００５７】
続いて、スパッタや蒸着処理を行う。この際のスパッタや蒸着処理方法としては、一枚の大きな板状部品に一括処理を施し、その後に必要な形状に切り出す（または打ち抜く）方法、または、予め必要な形状に加工された部品を合成樹脂の一種であるＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などで作られた巻物状の長い基材に装着しておき、基材を送りながらチャンバー内で流れ作業を行う方法などが考えられる。熱処理や磁場中処理などを同時に行うことも可能である。またＰＥＴなどの基材はそのまま絶縁シールとして利用することもできる。最後に放熱板全体を洗浄してレジストを除去する。これにより、磁性体１１と放熱板１０とを一体化した放熱部品１００を形成することができる。
［ＬＳＩ装置への取付］
次に、磁性体１１が形成された放熱板１０をＬＳＩ装置１３上に取り付ける。例えば、プリント回路基板１５上にＬＳＩ装置１３を実装した後、そのＬＳＩ装置１３と、磁性体１１が形成された放熱板１０とを放熱フィラーシート１２を介在して接続（接合）する。これにより、図２に示したようなプリント回路基板１５上のＬＳＩ装置１３に放熱部品１００’を取り付けることができる。
【００５８】
このように、本発明に係る第１の実施例としての放熱部品及びその製造方法によれば、ＬＳＩ取付部には、例えば、ＧＨｚ単位の超高周波信号を取り扱うＬＳＩ装置１３が取り付けられる。ＬＳＩ装置１３が高速動作して発生する熱は、金属性の放熱板１０によって放射される。このＬＳＩ取付部に近い位置であって、放熱板１０の表面の一部の外周を取り囲むように、磁路が閉じるように放熱板１０の外周部に環状に磁性体１１が設けられる。
【００５９】
従って、ＬＳＩ装置１３から放熱板１０への熱伝導性を落とすことなく、磁性体１１によって、ＬＳＩ装置１３から放熱板１０への電磁波の漏洩を防止できるようになる。これにより、電磁波不要輻射発生を抑えた高信頼度の金属性放熱部品１００を製造及び提供することができる。
【００６０】
因みに、従来方式の放熱部品では、空間充填用の放熱フィラーシート及びＥＭＣ防止用の磁性フィラーシートを発熱物体と放熱板との間に設けていたが、本発明方式の放熱部品１００では、放熱フィラーシート１２のみをＬＳＩ装置１３と放熱板１０との間に設ければよい。磁性フィラーシートは、放熱板１０への電磁波の漏洩を防止する反面、放熱性を下げるという性質を有している。本発明方式では、磁性フィラーシートが介在しない分だけ、熱伝導性が良くなる。このように、放熱対策として用いられている金属部品自体がアンテナになることを抑制し、熱問題とＥＭＣ問題の双方の解決策となり得る。
【実施例２】
【００６１】
図６は、第２の実施例としての放熱部品２００の構成例を示す斜視図である。図６に示す放熱部品２００は、磁性材料を放熱部品２００の電磁波信号経路の表面の全面に形成（配置）することによって、放熱部品に流れる電磁波信号成分を減衰させるようにしたものである。
【００６２】
図６において、放熱部品２００は、放熱板２０と磁性体２１とＬＳＩ取付部２２とを備えている。放熱板２０とＬＳＩ取付部２２はアルミニウムから構成される。ＬＳＩ取付部２２にはＬＳＩ装置１３等が取り付けられる。従って、ＬＳＩ取付部２２は、周波数を有する電磁波信号の侵入場所Ｉとなる。磁性体２１は、波線で示す放熱板２０の全面を包み込むように形成されている。磁性体２１は、塗布、メッキ、スパッタ又は蒸着処理等により形成される。ＬＳＩ取付部２２は、放熱板２０からＬ型に折り曲がった部分を成す。ＬＳＩ取付部２２には、磁性体形成処理が施されていない。
【００６３】
第２の実施例に係る放熱部品２００によれば、放熱板２０の全面を磁性体２１で包み込むことで、ＬＳＩ装置１３から放熱板２０への熱伝導性を落とすことなく、磁性体２１によって、第１の実施例と同様にして、図示しないＬＳＩ装置１３等から放熱板２０への電磁波の漏洩を防止できるようになる。これにより、電磁波不要輻射発生を抑えた高信頼度の金属性放熱部品２００を製造及び提供することができる。
【実施例３】
【００６４】
図７は、第３の実施例としてのヒートシンク３００の構成例を示す斜視図である。この実施例では、ヒートシンク３００の電磁波信号経路に磁性材料を配置して、ヒートシンク３００に流れる電磁波信号成分を減衰させるようにしたものである。
【００６５】
図７に示すヒートシンク３００は、ＣＰＵ用の放熱部品を構成している。ヒートシンク３００は、所定の厚みの基台３０と、磁性体３１と、複数の冷却用のフィン３２を有している。基台３０上にはフィン３２が整列して配置されている。基台３０の裏面は、図示しないＬＳＩ取付部となされている。ＬＳＩ取付部にはＣＰＵが取り付けられる。従って、ＬＳＩ取付部は、周波数を有する電磁波信号の侵入場所Ｉとなる。
【００６６】
磁性体３１は、基台３０の側面のみに環状に取り囲むように形成されている。磁性体３１は、塗布、メッキ、スパッタ又は蒸着処理等により形成される。基台３０の側面において、磁性体３１を部分的に環状に配置することによって、基台３０に流れる電磁波信号成分を減衰させることができる。
【００６７】
このように、第３の実施例に係るヒートシンク３００によれば、磁性体３１が基台３０の側面のみに環状に取り囲むように形成されている。従って、ＣＰＵから冷却用のフィン３２への熱伝導性を落とすことなく、磁性体３１によって、ＣＰＵから冷却用のフィン３２への電磁波の漏洩を防止できるようになる。これにより、電磁波不要輻射発生を抑えた高信頼度のヒートシンク３００を製造及び提供することができる。
【実施例４】
【００６８】
図８は、第４の実施例としてのヒートパイプ４００の構成例を示す斜視図である。この実施例では、放熱管本体４０の電磁波信号経路に磁性材料を配置して、当該ヒートパイプ４００に流れる電磁波信号成分を減衰させるようにしたものである。
【００６９】
図８に示すヒートパイプ４００は、放熱管本体４０を有している。ヒートパイプ４００は、例えば、断面扁平四角形の所定口径を有した銅管から構成されている。ヒートパイプ４００の一部分は、ＬＳＩ取付部等として使用される。図示しないＬＳＩ取付部にはＬＳＩ装置等が取り付けられる。従って、ＬＳＩ取付部は、周波数を有する電磁波信号の侵入場所となる。
【００７０】
磁性体４１は、ヒートパイプ４００の表面のみに環状に取り囲むように形成されている。磁性体４１は、塗布、メッキ、スパッタ又は蒸着処理等により形成される。ヒートパイプ４００において、磁性体４１を部分的に環状に配置することによって、当該ヒートパイプ４００に流れる電磁波信号成分を減衰させることができる。
【００７１】
このように、第４の実施例に係るヒートパイプ４００によれば、磁性体４１が放熱管本体４０の表面のみに環状に取り囲むように形成されている。従って、ＬＳＩ装置等から放熱管本体４０への熱伝導性を落とすことなく、磁性体４１によって、第１乃至第３の実施例と同様にして、ＬＳＩ装置から放熱管本体４０への電磁波の漏洩を防止できるようになる。これにより、電磁波不要輻射発生を抑えた高信頼度のヒートパイプ４００を製造及び提供することができる。
【００７２】
以下で、本発明の効果を実験にて検証した結果を説明する。図９は、本発明に係る効果検証時の実験例を示す概略図である。
【００７３】
図９に示す実験例によれば、所定形状の銅製の放熱板５０を用い、給電点Ｐにシグナルジェネレータを接続し、この放熱板５０の給電点Ｐ’に、周波数ｆの交流信号を供給した。周波数ｆは、１００ＭＨｚから１ＧＨｚの範囲で可変した。そして、放熱板５０より約３ｍ離れた場所に受信アンテナ６０を設置し、この受信アンテナ６０により、電磁波不要輻射量Ｇを測定し、磁性シート（磁性体）５１〜５３の有無による不要輻射量Ｇの差より本発明の効果を検証した。
【００７４】
この実験に供される放熱板５０の厚みは０．３ｍｍである。放熱板５０は、ｘｙ方向に切り欠き部を有して、ｚ方向に山折りに折り曲げられており、ａ〜ｆの辺の長さを有している。ａ辺の長さは１０ｍｍである。ｂ辺の長さは１０ｍｍである。ｃ辺の長さは４５ｍｍである。ｄ辺の長さは２５ｍｍである。ｅ辺の長さは２０ｍｍである。ｆ辺の長さは１５ｍｍである。
【００７５】
磁性体には、厚さが０．３ｍｍ乃至０．５ｍｍ程度の市販のシート状のもの（以下磁性シートという）を裁断して３種類の大きさを用意して使用した。磁性シート５１，５２，５３の各々は有機媒体に軟磁性粒子を分散させた構造を有している。軟磁性粒子には、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，あるいはＦｅＮｉ，ＦｅＣｏ，ＦｅＡｌ，ＦｅＳｉ，ＦｅＳｉＡｌ，ＦｅＳｉＢ，ＣｏＳｉＢあるいはフェライトなどの高透磁率軟磁性材料の１つが用いられている。
【００７６】
実験は、磁性シート５１，５２，５３を全く貼らない場合と、ｉの領域、すなわち、配置面積ａ×ｂ領域に磁性シート５１を貼った場合と、ｉ及びiiの領域、すなわち、配置面積ａ×ｂ＋（ｃ−ｄ）×（ｅ＋ｆ）領域に磁性シート５１，５２を貼った場合と、ｉ〜iiiの領域、すなわち、配置面積ａ×ｂ＋（ｃ−ｄ）×（ｅ＋ｆ）＋ｄ×ｅ領域に磁性シート５１，５２，５３を貼った場合とについて、電磁波不要輻射量Ｇに関して比較検討をした。図１０〜図１２のグラフには、それぞれの磁性シート５１，５２，５３の配置面積の違いによる電磁波不要輻射量Ｇの測定結果例を示している。
【００７７】
図１０は、図９に示したｉの領域のみに磁性シート５１を配置した場合の結果例を示すグラフ図である。同様にして、図１１は、ｉとiiの領域に磁性シート５１，５２を配置した場合、図１２は、ｉ、ii及びiiiの全ての領域に磁性シート５１，５２，５３を配置した場合の結果例を各々示すグラフ図である。
【００７８】
各々のグラフ図において、横軸は周波数ｆ［Ｈｚ］である。図中、１Ｅ＋０８は１×１０8  ＝１００［ＭＨｚ］を示しており、１Ｅ＋０９は１×１０9  ＝１［ＧＨｚ］を示している。縦軸は、電磁波不要輻射量Ｇ［ｄＢ］を示している。−１．００Ｅ＋０１は−１×１０1＝−１０［ｄＢ］を示しており、−７．００Ｅ＋０１は−７×１０1＝−７０［ｄＢ］を示している。なお、各々のグラフ図において、実線は、放熱板５０に磁性シート５１，５２，５３を貼らずにそのまま電磁波不要輻射量Ｇを測定した場合の特性である。
【００７９】
まず、図１０に示すｉの領域に磁性シート５１を貼った場合と、磁性シート５１，５２，５３を全く貼らない場合とを比較する。磁性シート５１の配置面積は、ａ×ｂである（図９参照）。実線は、磁性シート５１，５２，５３を全く貼らない場合の電磁波不要輻射特性である。これに対して、点線は、磁性シート５１を設置した状態における電磁波不要輻射特性である。実線と点線の差が大きいほど電磁波不要輻射低減効果が大きいことを示している。図１０に示す電磁波不要輻射特性例によれば、特に周波数ｆ＝７００（７Ｅ＋０８）ＭＨｚ以上の周波数帯域において数ｄＢ程度の低減効果が明確に現れていることが分かる。
【００８０】
次に、図１１に示すｉ及びiiの領域に磁性シート５１，５２を貼った場合と、磁性シート５１，５２，５３を全く貼らない場合とを比較する。磁性シート５１，５２の配置面積は、ａ×ｂ＋（ｃ−ｄ）×（ｅ＋ｆ）である（図９参照）。実線は、磁性シート５１，５２，５３を全く貼らない場合の電磁波不要輻射特性である。これに対して、一点鎖線は、磁性シート５１，５２を設置した状態における電磁波不要輻射特性である。実線と一点鎖線の差が大きいほど電磁波不要輻射低減効果が大きいことを示している。図１１に示す電磁波不要輻射特性例においても、周波数ｆ＝７００（７Ｅ＋０８）ＭＨｚ以上の周波数帯域において数ｄＢ程度の低減効果が明確に現れていることが分かる。
【００８１】
更に、図１２に示すｉ〜iiiの全ての領域に磁性シート５１，５２，５３を貼った場合と、磁性シート５１，５２，５３を全く貼らない場合とについて比較する。磁性シート５１，５２，５３の配置面積は、ａ×ｂ＋（ｃ−ｄ）×（ｅ＋ｆ）＋ｄ×ｅである（図９参照）。実線は、磁性シート５１，５２，５３を全く貼らない場合の電磁波不要輻射特性である。これに対して、二点鎖線は、磁性シート５１，５２，５３を設置した状態における電磁波不要輻射特性である。実線と二点鎖線の差が大きいほど電磁波不要輻射低減効果が大きいことを示している。図１２に示す電磁波不要輻射特性例においても、周波数ｆ＝７００（７Ｅ＋０８）ＭＨｚ以上の周波数帯域において数ｄＢ程度の低減効果が明確に現れていることが分かる。
【００８２】
また、図１０のグラフと図１２のグラフとを比較しても、その効果に大差は無く、図１０のグラフのように電磁波信号供給源の近くに磁性シート５１を配置するだけで、それなりの効果が得られることが分かる。なお、本実験では、市販の磁性シート５１，５２，５３を用いたが、放熱板５０における最適構造、最適厚さを検討することによって、更なる特性の向上も期待できる。
【００８３】
このように熱問題とＥＭＣ問題の双方の解決した高信頼度の金属性放熱部品を製造することができる。また本発明は、放熱部品に限られるものではなく、高周波信号を取り扱う電子機器内に使用されている金属部品全般に応用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
この発明は、各種トランジスタの放熱板や、ヒートパイプ、ＣＰＵ用のヒートシンク等といった金属放熱部品に適用して極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明に係る第１の実施例としての放熱部品１００の構成例を示す図である。
【図２】ＬＳＩ装置１３への放熱部品１００’の取付例を示す側面図である。
【図３】ＬＳＩ装置１３に取り付けた放熱部品１００’の機能例を示す側面図である。
【図４】放熱板等の金属板における電磁波信号の導電経路及び熱伝導経路の概略例を示す断面図である。
【図５】表皮効果に関する周波数ｆ（ＧＨｚ）対各種金属の表皮深さδ（μｍ）の関係例を示す表図である。
【図６】第２の実施例としての放熱部品２００の構成例を示す斜視図である。
【図７】第３の実施例としてのヒートシンク３００の構成例を示す斜視図である。
【図８】第４の実施例としてのヒートパイプ４００の構成例を示す斜視図である。
【図９】本発明に係る効果検証時の実験例を示す概略図である。
【図１０】図９に示したｉの領域のみに磁性シート５１を配置した場合の結果例を示すグラフ図である。
【図１１】図９に示したｉとiiの領域に磁性シート５１，５２を配置した場合の結果例を示すグラフ図である。
【図１２】図９に示したｉ、ii及びiiiの全ての領域に磁性シート５１，５２，５３を配置した場合の結果例を示すグラフ図である。
【図１３】第１の従来例に係る放熱部品５００の構成例及びその機能例を示す概念図である。
【図１４】第２の従来例に係る放熱部品６００の構成例及びその機能例を示す概念図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０，２０・・・放熱体、１１，２１，３１，４１・・・磁性体、１２・・・放熱フィラーシート、３０・・・基台、３２・・・冷却用のフィン、５０・・・放熱板、５１〜５３・・・磁性シート、１００，１００’，２００・・・放熱部品、３００・・・ヒートシンク（放熱部品）、４００・・・ヒートパイプ（放熱部品）
【図１】
2006108388.tif 000005
【図２】
2006108388.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2006108388.tif 000012
【図９】
2006108388.tif 000013
【図１０】
2006108388.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
2006108388.tif 000016
【図１３】
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【図１４】
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