(57)【要約】      （修正有）【課題】絶縁性放熱板に接合された金属放熱板の山状の歪みを抑制する構造体を提供する。【解決手段】複合放熱板は、電子部品の放熱に用いられ、絶縁基板と、第１金属板４とを有する。第１金属板４は、絶縁基板に接合され、且つ、絶縁基板よりも大きな熱膨張率を有する。第１の面４ｓには、複数の第１溝４１が線状に形成されており、第２の面４ｔには、複数の第２溝４２が線状に形成されている。それぞれの第１溝４１の中央線部と、それぞれの第２溝４２の中央線部とが、第１の面４ｓに垂直な方向（垂直方向Ｄ）に沿った同一直線上に位置することがない。【選択図】図４
2011035219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品（２ｂ、２ｃ）の放熱に用いられる複合放熱板（１）であって、
絶縁性放熱板（３）と、
当該絶縁性放熱板に接合され、且つ、当該絶縁性放熱板よりも大きな熱膨張率を有する金属放熱板（４）と、を備え、
前記金属放熱板は、互いに平行な第１の面（４ｓ）と第２の面（４ｔ）とを有し、
前記第１の面には、複数の第１溝（４１）が線状に形成されており、
前記第２の面には、複数の第２溝（４２）が線状に形成されており、
前記第１溝のそれぞれが、中央線部（４１ｃ）と、当該中央線部の両端に形成された二つの端部（４１ｆ）と、から成り、
前記第２溝のそれぞれが、中央線部（４２ｃ）と、当該中央線部の両端に形成された二つの端部（４２ｆ）と、から成り、
それぞれの前記第１溝の前記中央線部と、それぞれの前記第２溝の前記中央線部とが、前記第１の面に垂直な方向に沿った同一直線上に位置することがないよう、前記複数の第１溝及び前記複数の第２溝が配置されていることを特徴とする複合放熱板。
【請求項２】
それぞれの前記第１溝と、それぞれの前記第２溝とが、前記第１の面に垂直な方向に沿った同一直線上に位置することがないように配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の複合放熱板。
【請求項３】
前記第１の面には、電子部品が接合される平面領域（４３）が形成されており、
前記複数の第１溝は、前記平面領域の周囲に形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の複合放熱板。
【請求項４】
前記絶縁性放熱板の材料が、ダイヤモンドであることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の複合放熱板。
【請求項５】
前記複数の第１溝は、前記第１の面の中央の円形領域（４４）の周囲に、旋回放射状に形成されており、
前記複数の第２溝は、前記第２の面の中央の円形領域（４７）の周囲に、旋回放射状に形成されていることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の複合放熱板。
【請求項６】
前記複数の第１溝には、第１中央溝（２４５ｃ）、第１傾斜溝（２４５ｆ）、及び、第２傾斜溝（２４５ｓ）が含まれ、
前記複数の第２溝には、第２中央溝（２４６ｃ）、第３傾斜溝（２４６ｆ）、及び、第４傾斜溝（２４６ｓ）が含まれ、
前記第１中央溝及び前記第２中央溝のそれぞれは、前記第１の面に沿った第１方向に沿って形成され、
前記第１傾斜溝及び前記第３傾斜溝のそれぞれは、前記第１方向に対して傾斜した方向であって、前記第１の面に沿った第２方向に沿って形成されており、
前記第２傾斜溝及び前記第４傾斜溝のそれぞれは、前記第１方向及び前記第２方向に対して傾斜した方向であって、前記第１の面に沿った第３方向に沿って形成されており、
前記第１方向と前記第２方向とが成す角度は、前記第１方向と前記第３方向が成す角度に等しく、
透視平面図においては、複数の前記第１溝、及び、複数の前記第２溝によって、複数の平行四辺形が形成されていることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の複合放熱板。
【請求項７】
電子部品（２ｂ、２ｃ）の放熱に用いられる複合放熱板であって、
絶縁性放熱板（３）と、
当該絶縁性放熱板に接合され、且つ、当該絶縁性放熱板よりも大きな熱膨張率を有する金属放熱板（６０４）と、を備え、
前記金属放熱板は、互いに平行な第１の面と第２の面とを有し、
前記第１の面には、複数の第１環状溝（６４１ａ、６４１ｂ、６４１ｃ）が、同心に形成されており、
前記第２の面には、複数の第２環状溝（６４２ａ、６４２ｂ）が、同心に形成されており、
前記複数の第１環状溝と、前記複数の第２環状溝とは同心に配置されており、
それぞれの前記第１環状溝と、それぞれの前記第２環状溝とが、前記第１の面に垂直な方向に沿った同一直線上に位置することがないように配置されていることを特徴とする複合放熱板。
【請求項８】
少なくとも一つの前記金属放熱板をさらに備えており、
複数の前記金属放熱板は、積み重ねられ、且つ互いに接合されており、
それぞれの前記金属放熱板は、隣接する前記金属放熱板に対して、複数の接合箇所において部分的に接合されていることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の複合放熱板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の放熱のために用いられる複合放熱板に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、従来の半導体装置が開示されている。この半導体装置においては、ＤＢＡ基板（絶縁性放熱板；窒化アルミニウム板にアルミ板を接合したもの）の表面に、ＩＧＢＴモジュールが実装されており、また、このＤＢＡ基板が、はんだ層を介して、Ｃｕ−Ｍｏ合金製の放熱板の上に接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１４１９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
絶縁性放熱板には、熱伝導性が高いことが求められ、さらに、電子部品からの漏電を防ぐため、高絶縁性が求められる。絶縁性放熱板の材料としては、上記のＡｌＮ（熱伝導率：１５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）、熱膨張率：４．７×１０−６［１／Ｋ］）、ダイヤモンド（熱伝導率：５００〜１０００Ｗ／（ｍ・Ｋ）、熱膨張率：２．２×１０−６［１／Ｋ］）などが利用される。このような材料の熱膨張率は、アルミニウム、銅などの金属放熱板に比べて小さい。
【０００５】
そして、電子部品の発熱時における、絶縁性放熱板の熱膨張量（長さ、面積又は体積の変化量）が、金属放熱板の熱膨張量に比べて小さいために、金属放熱板は、発熱部を頂点として山状に歪んでしまう（すなわち、反り変形が生じる）。金属放熱板にこのような歪みが発生した状態では、次のような問題が生じうる。まず、（i）これらの放熱板（絶縁性放熱板及び金属放熱板）と他の部材との接合が困難になる。（ii）また、これらの放熱板の間に熱応力が生じ、これに起因して放熱板（絶縁性放熱板又は金属放熱板）が損傷を受ける。また、このような反り変形の問題は、絶縁放熱板が、金属放熱板と電子部品との間に配置されている場合にも生じる。
【０００６】
（課題）
本発明が解決しようとする課題は、絶縁性放熱板に接合された金属放熱板の山状の歪みを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）上記の課題を解決するために、本発明に係る複合放熱板は、電子部品の放熱に用いられるものであって、絶縁性放熱板と、当該絶縁性放熱板に接合され、且つ、当該絶縁性放熱板よりも大きな熱膨張率を有する金属放熱板と、を備える。
前記金属放熱板は、互いに平行な第１の面と第２の面とを有し、前記第１の面には、複数の第１溝が線状に形成されており、前記第２の面には、複数の第２溝が線状に形成されており、前記第１溝のそれぞれが、中央線部と、当該中央線部の両端に形成された二つの端部と、から成り、前記第２溝のそれぞれが、中央線部と、当該中央線部の両端に形成された二つの端部と、から成り、それぞれの前記第１溝の前記中央線部と、それぞれの前記第２溝の前記中央線部とが、前記第１の面に垂直な方向に沿った同一直線上に位置することがないよう、前記複数の第１溝及び前記複数の第２溝が配置されている。
【０００８】
この構成では、金属放熱板の両面に、複数の第１溝と複数の第２溝とが、金属放熱板の透視平面図（隠れ線を含む平面図；see throughplan view）において、ほとんどの部分で重ならないように配置されている。また、この透視平面図において、発熱時の折れ目となる溝が、十字に交わらない。そのため、金属放熱板は、加熱されたときに、溝部分を折り目として折れ曲がり、蛇腹状に波打った形状となる。
そして、電子部品の発熱に伴って絶縁性放熱板及び金属放熱板が加熱された場合に、絶縁性放熱板及び金属放熱板の熱膨張率の差が原因となって、金属放熱板の、電子部品近傍だけでなく、金属放熱板の全体が変形し、且つ、金属放熱板は、全体として見たときに、金属放熱板の表面に平行な方向に変形する。そのため、金属放熱板に、山状の反り変形が生じない。
以上のように、この構成により、絶縁性放熱板に接合された金属放熱板の山状の歪みが抑制される。
【０００９】
また、金属放熱板の両面に溝を形成する場合には、透視平面図で溝同士が重なってしまうと、重なった部分の板厚が薄くなってしまい、そこがヒートダムになって冷却効率が低下してしまう。この構成では、複数の第１溝と、複数の第２溝とが、金属放熱板の透視平面図において、ほとんどの部分で重ならないように配置されているので、溝を形成することに起因した冷却効率の低下が抑えられる。
【００１０】
なお、絶縁性放熱板と金属放熱板との「接合」とは、両者間の熱伝導性を維持しつつ両者を結合することであり、ここでの「接合」方法には、拡散接合、ろう接（はんだ付け、ろう付け）などが含まれる。
【００１１】
金属放熱板の材料としては、室温（２０℃）での熱伝導率が、１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上のものが望ましく、具体的には、アルミニウム、金、銀、銅、マグネシウム、タングステン、モリブデン、亜鉛などを利用できる。金属放熱板の材料は、単一材料であってもよいし、合金であってもよい。また、金属層の厚さに関しては、１００ μｍ〜３ ｍｍであることが望ましい。
【００１２】
放熱対象となる「電子部品」には、半導体素子、ＬＥＤなどが含まれる。また、半導体素子の材料としては、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＧａＮ、Ｇｅ、ＧａＡｓなどを利用できる。
電子部品は、電力用半導体素子（パワーデバイス）であってもよく、具体的な例としては、ＩＧＢＴ（Insulated Gate BipolarTransistor；絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）、整流ダイオード、パワートランジスタ、パワーＭＯＳＦＥＴ、サイリスタ、ゲートターンオフサイリスタ(ＧＴＯ)、トライアックなどであってもよい。
【００１３】
金属放熱板には、電子部品が直接接合されてもよい。すなわち、絶縁性放熱板は、金属放熱板の、電子部品に向いていない方の面に接合されていてもよい。
また、絶縁放熱板が、金属放熱板と電子部品との間に配置されてもよい。すなわち、絶縁性放熱板に電子部品が取り付けられ、且つ、金属放熱板が、絶縁性放熱板の、電子部品に向いていない方の面に接合されていてもよい。ここでの「接合」方法には、拡散接合、ろう接（はんだ付け、ろう付け）などが含まれる。
【００１４】
絶縁性放熱板の材料としては、ＡｌＮ（熱伝導率：１５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）、熱膨張率：４．７×１０−６［１／Ｋ］）、ダイヤモンド（熱伝導率：５００〜１０００Ｗ／（ｍ・Ｋ）、熱膨張率：２．２×１０−６［１／Ｋ］）など（及び、これらに少量の不純物が含まれたもの）を利用できる。また、絶縁性放熱板は、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）製のＤＢＡ（Direct Brazing Aluminum）基板であってもよい。
【００１５】
絶縁性放熱板は、金属放熱板の表面に対して、薄膜層として、例えば、ＰＶＤ、ＣＶＤ（マイクロ波プラズマＣＶＤ、熱フィラメントＣＶＤなど）により形成される。また、金属放熱板と、絶縁性放熱板とが、それぞれ別個の板部材として形成されてもよい。
絶縁性放熱板の厚さに関しては、１０ μｍ〜３ ｍｍであることが望ましい。
【００１６】
絶縁性放熱板は、放熱機能を有するプリント基板（プリント配線板；表面に電線パターンが形成された基板）であってもよい。
【００１７】
本構成では、第１溝の中央線部と、第２溝の中央線部とが、金属放熱板の透視平面図において重ならないが、第１溝の端部と、第２溝の中央線部とが重なってもよい。また、金属放熱板の透視平面図において、第１溝の中央線部と、第２溝の端部とが重なってもよい。
【００１８】
溝は「線状」であるが、これは、面状ではなく、細く連なっている状態を示している。線状のものとして認められる溝幅の範囲には、ある程度の広がりがある。
また、溝は、例えば、エンドミル、回転のこぎりを用いて、金属放熱板に形成される。
【００１９】
第１溝及び第２溝の平面視における形状は、直線であってもよいし、曲線であってもよい。また、複数の第１溝（又は複数の第２溝）が、連続して形成されていてもよい。また、この場合に、溝の曲率が非連続的に変化する（急激に変化する）場合には、その変化点が、二つの第１溝（又は第２溝）の境となる。
また、一つの第１溝（又は第２溝）においては、溝の曲率が連続的に変化する（又は一定である）とする。
【００２０】
第１溝及び第２溝の断面（溝が延びる方向に直交する断面）の形状は、Ｖ字状、Ｕ字状などであってもよい。また、溝の断面形状は、角張った形状であっても、丸みのある形状であってもよい。
【００２１】
「中央線部」及び二つの「端部」について：一つの溝（第１溝又は第２溝）の全長に対する長さ比率が、中央線部においては８０％乃至９５％であり、且つ、二つの端部（合計）においては、５％乃至２０％であるとする。
そして、「（中央線部の長さ比率）及び（二つの端部の長さ比率）」が、例えば、「８０％及び２０％」、「８５％及び１５％」、「９０％及び１０％」、又は、「９５％及び５％」であってもよい。二つの端部の長さは同一であるとする。
【００２２】
また、複合放熱板には、金属放熱板、及び、絶縁性放熱板に加え、他の金属放熱板が含まれてもよい。
【００２３】
（２）本発明に係る、上記（１）の複合放熱板においては、それぞれの前記第１溝と、それぞれの前記第２溝とが、前記第１の面に垂直な方向に沿った同一直線上に位置することがないように配置されていてもよい。
【００２４】
この構成では、複数の第１溝と、複数の第２溝とが、金属放熱板の透視平面図において、全く重ならないように配置されている。そのため、溝を形成することに起因した冷却効率の低下がより確実に抑えられる。
【００２５】
（３）本発明に係る、上記（１）又は（２）の複合放熱板においては、前記第１の面には、電子部品が接合される平面領域が形成されており、前記複数の第１溝は、前記平面領域の周囲に形成されていてもよい。
【００２６】
この構成では、平面領域には溝が形成されないので、金属放熱板による放熱効果が、溝によって阻害されることなく得られる。
【００２７】
なお、第２の面においては、表面全体に第２溝が形成されていてもよい。また、平面領域の面積は、電子部品の設置面の面積よりも大きいことが望ましい。
【００２８】
電子部品と平面領域との「接合」とは、両者間の熱伝導性を維持しつつ両者を結合することであり、ここでの「接合」方法には、拡散接合、ろう接（はんだ付け、ろう付け）などが含まれる。
【００２９】
「平面領域」は、円形領域であってもよいし、他の形状の領域であってもよい。また、平面領域の面積は、電子部品の設置面の面積よりも大きいことが望ましいが、平面領域の面積が、電子部品の設置面の面積より小さくてもよい。
【００３０】
（４）本発明に係る、上記（１）乃至（３）のいずれかの複合放熱板においては、前記絶縁性放熱板の材料が、ダイヤモンドであってもよい。
【００３１】
ダイヤモンドの熱伝導率は高いため（熱伝導率：５００〜１０００Ｗ／（ｍ・Ｋ））、より放熱性能の高い複合放熱板が得られる。
一方、ダイヤモンドの熱膨張率は小さいため（熱膨張率：２．２×１０−６［１／Ｋ］）、ダイヤモンドを絶縁性放熱板として利用する場合には、電子部品の発熱に伴う、金属放熱板の反り変形の問題が顕著になる。
本発明の複合放熱板における絶縁性放熱板の材料をダイヤモンドとすることにより、高い放熱性能が得られ、且つ、金属放熱板の歪みが抑制される。
【００３２】
（５）本発明に係る、上記（１）乃至（４）のいずれかの複合放熱板においては、前記複数の第１溝は、前記第１の面の中央の円形領域の周囲に、旋回放射状に形成されており、前記複数の第２溝は、前記第２の面の中央の円形領域の周囲に、旋回放射状に形成されていてもよい。
【００３３】
この構成では、金属放熱板の両面に、第１溝及び第２溝が、旋回放射状に形成されているので、電子部品を金属放熱板の中央に配置した場合に、円形領域の周辺領域が、金属放熱板の表面に平行な方向に変形し、且つ、円形領域における反り変形が抑制される。そのため、金属放熱板の山状の歪みが確実に抑制される。
【００３４】
以下、「旋回放射状」について、図６を用いて説明する。図６（ａ）において、金属板４ｐの表面の中央には、円４Ｃが配置されている。円４Ｃからは、複数の線が放射状に延びている。この複数の線は、全て、円４Ｃの中心４Ｚを中心として、放射状に延びている。以下、放射状に延びた複数の線のうち、一本の線４１Ｐの例で説明する。線４１Ｐは、端点４Ｆと、端点４Ｄとを結んでいる。端点４Ｆは、金属板４ｐの端に位置している。また、図６（ａ）において、端点４Ｄは、線４１Ｐと円４Ｃとの交点に相当する。ここで、端点４Ｄは、円４Ｃの円周に沿って移動（すなわち旋回）できるものとする。
【００３５】
図６（ｂ）は、端点４Ｄが、円４Ｃの円周上を移動した後の状態を示している。この状態では、端点４Ｄと端点４Ｆとを、線４１Ｖが結んでいる。線４１Ｖと、線４１Ｐとが成す角度はα［度］である。図６（ａ）の状態から、図６（ｂ）の状態への、端点４Ｄの旋回を、「角度αの旋回」とする。
【００３６】
そして、線４１Ｐだけでなく、放射状に延びる全ての線に関して、同様の考え方により、円と線との交点（端点４Ｄに相当）を、角度αだけ旋回させた後の状態が、「旋回放射状」である。図６（ｂ）の複数の線の配置が、「旋回放射状」の配置である。そして、図６（ｂ）の複数の線分が、本発明に係る金属放熱板における旋回放射状の溝に相当する。
【００３７】
このように、円中心を中心とする放射状の複数の線が配置されている場合に、それぞれの放射状の線とこの円との交点（回転前の端点４Ｄに相当）を、円周に沿って回転させたときの、回転後の点（回転後の端点４Ｄに相当）のそれぞれと、板の端点（固定点；端点４Ｆに相当）のそれぞれとを結ぶように、複数の線が配置された状態を、「旋回放射状」とする。ここで、旋回角度αは、０度超、且つ、９０度未満である。
【００３８】
なお、端点４Ｄは、円４Ｃと線４１Ｖとの接点であってもよいし、接点でなくてもよい。また、上記の説明は、「旋回放射状」の溝の形状について説明するためのものであり、製造工程についての説明ではない。例えば、製造工程において、線４１Ｐに沿った溝を形成する必要はない。「旋回放射状」は、以上のように説明される。
【００３９】
なお、溝（第１溝又は第２溝）と円形領域とは、接点で接してもよいし、接点よりも端点（図６の端点４Ｆに相当）に近い点で接していてもよい。
【００４０】
円形領域の面積は、電子部品の設置面の面積よりも大きいことが望ましいが、円形領域の面積が、電子部品の設置面の面積より小さくてもよい。
【００４１】
（６）本発明に係る、上記（１）乃至（５）のいずれかの複合放熱板においては、前記複数の第１溝には、第１中央溝、第１傾斜溝、及び、第２傾斜溝が含まれ、前記複数の第２溝には、第２中央溝、第３傾斜溝、及び、第４傾斜溝が含まれ、前記第１中央溝及び前記第２中央溝のそれぞれは、前記第１の面に沿った第１方向に沿って形成され、前記第１傾斜溝及び前記第３傾斜溝のそれぞれは、前記第１方向に対して傾斜した方向であって、前記第１の面に沿った第２方向に沿って形成されており、前記第２傾斜溝及び前記第４傾斜溝のそれぞれは、前記第１方向及び前記第２方向に対して傾斜した方向であって、前記第１の面に沿った第３方向に沿って形成されており、前記第１方向と前記第２方向とが成す角度は、前記第１方向と前記第３方向が成す角度に等しく、透視平面図においては、複数の前記第１溝、及び、複数の前記第２溝によって、複数の平行四辺形が形成されていてもよい。
【００４２】
この構成では、金属放熱板の両面に、複数の第１溝と複数の第２溝とが、金属放熱板の透視平面図において重ならないように配置されている。そのため、例えば、ミウラ折り（実公昭５６−２５０２３号など参照）と同様の折り目が金属放熱板に形成され、この折り目は、複数の平行四辺形の区画線となる。そして、金属放熱板は、加熱されたときに、溝部分を折り目として折れ曲がり、放熱板に垂直な一断面において、蛇腹状に波打った形状となる。そのため、金属放熱板の山状の歪みが確実に抑制される。
【００４３】
なお、本構成の折り目の形成には、ミウラ折り以外の折り方も含まれる。また、第１中央溝、第１傾斜溝、及び第２傾斜溝は、連続していてもよいし、離れていてもよい。また、第２中央溝、第３傾斜溝、及び第４傾斜溝は、連続していてもよいし、離れていてもよい。
【００４４】
複数の第１中央溝（又は複数の第２中央溝）が、第１方向に沿って、間隔をおいて配置されていてもよい。また、複数の第１中央溝（又は複数の第２中央溝）が、第１方向に垂直な方向であって、且つ、第１の面に沿った方向に沿って、間隔をおいて配置されていてもよい。
【００４５】
上記の第２方向に関して；
第１方向に対して「傾斜した方向」には、（i）第１方向及び第２方向が平行となるような方向、並びに、（ii）これらが直交するような方向が含まれないものとする。
【００４６】
上記の第３方向に関して；
第１方向及び第２方向に対して「傾斜した方向」には、（i）第１方向及び第３方向が平行となるような方向、（ii）第２方向及び第３方向が平行となるような方向、(iii)第１方向及び第３方向が直交するような方向、並びに、（iv）第２方向及び第３方向が直交するような方向が含まれないものとする。
【００４７】
（７）上記の課題を解決するために、本発明に係る複合放熱板は、電子部品の放熱に用いられるものであって、絶縁性放熱板と、当該絶縁性放熱板に接合され、且つ、当該絶縁性放熱板よりも大きな熱膨張率を有する金属放熱板と、を備える。
前記金属放熱板は、互いに平行な第１の面と第２の面とを有し、前記第１の面には、複数の第１環状溝が、同心に形成されており、前記第２の面には、複数の第２環状溝が、同心に形成されており、前記複数の第１環状溝と、前記複数の第２環状溝とは同心に配置されており、それぞれの前記第１環状溝と、それぞれの前記第２環状溝とが、前記第１の面に垂直な方向に沿った同一直線上に位置することがないように配置されている。
【００４８】
この構成では、金属放熱板の両面に、複数の第１環状溝と複数の第２環状溝とが、金属放熱板の透視平面図において重ならないように、同心に配置されている。すなわち、全ての環状溝の径が異なる。そのため、金属放熱板は、加熱されたときに、溝部分を折り目として折れ曲がり、放熱板に垂直な一断面において、蛇腹状に波打った形状となる。
そして、電子部品の発熱に伴って絶縁性放熱板及び金属放熱板が加熱された場合に、絶縁性放熱板及び金属放熱板の熱膨張率の差が原因となって、金属放熱板の、電子部品近傍だけでなく、金属放熱板の全体が変形し、且つ、金属放熱板は、全体として見たときに、金属放熱板の表面に平行な方向に変形する。そのため、金属放熱板に、山状の反り変形が生じない。
以上のように、この構成により、絶縁性放熱板に接合された金属放熱板の山状の歪みが抑制される。
【００４９】
また、この構成では、複数の第１環状溝と、複数の第２環状溝とが、金属放熱板の透視平面図において全く重ならないように配置されているので、溝を形成することに起因した冷却効率の低下が抑えられる。
【００５０】
なお、第１の面の中央には、電子部品を設置するための、円形の平面領域が形成されていることが望ましい。
【００５１】
また、第１環状溝及び第２環状溝の断面（溝が延びる方向に直交する断面）の形状は、Ｖ字状、Ｕ字状などであってもよい。また、溝の断面形状は、角張った形状であっても、丸みのある形状であってもよい。
【００５２】
第１環状溝及び第２環状溝は、例えば、内側から一本ずつ交互に配置されていてもよいし、内側から複数本ずつ交互に配置されていてもよい。
また、環状溝は、例えば、エンドミル、回転のこぎりを用いて、金属放熱板に形成される。
【００５３】
溝形状以外の事項（「接合」、「金属放熱板の材料」、「電子部品」、「金属放熱板と電子部品との位置関係」、及び「絶縁性放熱板」）については、上記（１）での説明と同様であるため、説明を省略する。
【００５４】
（８）本発明に係る上記（１）乃至（７）のいずれかの複合放熱板が、少なくとも一つの前記金属放熱板をさらに備えていてもよく、また、この複合放熱板において、複数の前記金属放熱板は、積み重ねられ、且つ互いに接合されており、それぞれの前記金属放熱板は、隣接する前記金属放熱板に対して、複数の接合箇所において部分的に接合されていてもよい。
【００５５】
この構成では、複数の金属放熱板が積み重なっており、且つ、電子部品の発熱時に、それぞれの金属放熱板が、板表面に対して平行な方向に変形する。その結果、加熱された放熱板結合体全体においては、金属放熱板の山状の歪みが、効率的に抑制される。
また、金属放熱板同士は、部分的に接合されているため、金属放熱板の折れ曲がり変形が阻害されない。
また、複数の金属放熱板が積み重ねられていることにより、高い放熱効果が得られる。
【００５６】
なお、「部分的に」接合されているとは、板表面の面全体が接合箇所になっているのではなく、接合箇所が、面全体のうち部分的に形成されていることを意味する。
【００５７】
複数の金属放熱板の「接合」方法には、拡散接合、ろう接（はんだ付け、ろう付け）などが含まれる。
【００５８】
本構成に係る複合放熱板は、上記（１）乃至（６）の特徴を有する金属放熱板のうち、同一種類の金属放熱板を組み合わせたものには限られず、上記（１）乃至（６）の特徴を有する金属放熱板のうち、複数種類の金属放熱板が組み合わされたものであってもよい。
【００５９】
金属放熱板の接合箇所については、加熱変形後の蛇腹形状における、頂部相当位置にすることが望ましい。これにより、金属放熱板の蛇腹状の変形が阻害されない。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る複合放熱板を示す側面概略図である。
【図２】第１実施形態に係る金属放熱板の斜視図である。
【図３】第１実施形態に係る金属放熱板の透視平面図である。
【図４】加熱時における金属放熱板の状態を示す斜視図である。
【図５】金属放熱板の変形状態について説明するための参考斜視図である。
【図６】「旋回放射状」について説明するための参考平面図であり、（ａ）は旋回前の状態、（ｂ）は旋回後の状態を示す。
【図７】金属放熱板の溝形状について説明するための参考平面図である。
【図８】第１変形例に係る金属放熱板の実施例を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。
【図９】第２変形例に係る金属放熱板の実施例を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。
【図１０】第１実施形態に係る金属放熱板の実施例を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。
【図１１】比較例として、従来の金属放熱板を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。
【図１２】第２実施形態に係る金属放熱板を示す斜視図である。
【図１３】第２実施形態に係る金属放熱板の透視平面図である。
【図１４】金属放熱板の変形状態について説明するための斜視図である。
【図１５】第３実施形態に係る金属放熱板を示す斜視図である。
【図１６】第３実施形態に係る金属放熱板の透視平面図である。
【図１７】第４実施形態に係る放熱板結合体を示す斜視図である。
【図１８】第４実施形態に係る、第２、第４層の金属放熱板を示す透視平面図である。
【図１９】第５実施形態に係る金属放熱板を示す斜視図である。
【図２０】第５実施形態に係る金属放熱板の透視平面図である。
【図２１】第６実施形態に係る金属放熱板を示す斜視図である。
【図２２】第６実施形態に係る金属放熱板の透視平面図である。
【図２３】第７実施形態に係る金属放熱板を示す図であり、（ａ）は透視平面図、（ｂ）はＣ−Ｃ’断面図である。
【図２４】第７実施形態に係る金属放熱板の実施例を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６１】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明における「上下左右」は、図中における上下左右であるものとする。
【００６２】
（全体構成）
まず、図１を用いて、複合放熱板１について説明する。なお、図１においては、水冷ジャケット５２のみが断面を示しており、その他の部材については、側面を示している。
【００６３】
複合放熱板１は、発熱体であるＩＧＢＴ（電子部品）２ｂ及びダイオード（電子部品）２ｃの、放熱板として利用される。また、複合放熱板１は、二層構造になっており、第１金属板（金属放熱板）４、及び、絶縁基板（絶縁性放熱板）３を有する。複合放熱板１において、第１金属板４と絶縁基板３とは、はんだ付けにより接合されている。
【００６４】
ＩＧＢＴ（Insulated Gate BipolarTransistor）２ｂは、電力用半導体素子（パワーデバイス）であり、ハイブリッド車や、電気自動車の電動機器を駆動するための、電流制御素子として用いられる。ＩＧＢＴ２ｂには、１００Ａを超える電流が流され、ＩＧＢＴ２ｂでの発熱量は大きい。
【００６５】
ＩＧＢＴ２ｂ及びダイオード２ｃは、はんだ付けにより、第１金属板４の表面に固定されている。また、複合放熱板１の絶縁基板３は、第２金属板５１に対して、はんだ付けにより固定されている。第２金属板５１は、銅製の板状部材である。
【００６６】
また、第２金属板５１は、水冷ジャケット５２の上部に、はんだ付けにより固定されている。水冷ジャケット５２は、アルミニウム製の放熱板であり、内部に水路（水冷チャネル）５２ｒが形成されている。水路５２ｒは、冷却水の流路となっている（図１の矢印Ｗ参照）。
【００６７】
複合放熱板１、第２金属板５１、及び水冷ジャケット５２によって、冷却構造体７が構成されている。そして、冷却構造体７においては、各部品が、上から、二つの電子部品、第１金属板４、絶縁基板３、第２金属板５１、及び水冷ジャケット５２の順に配置されている。
【００６８】
ＩＢＧＴ２ｂ及びダイオード２ｃにおいて発生した熱は、複合放熱板１及び第２金属板５１を経由して水冷ジャケット５２まで送られる。そして、二つの電子部品（ＩＧＢＴ２ｂ及びダイオード２ｃ）と、水路５２ｒを通る水との熱交換により、電子部品が冷却される。
【００６９】
また、ＩＧＢＴ２ｂは、ボンディングワイヤ（図示せず）を用いて、他の制御回路（図示せず）に接続される。
以下、各部の構成について説明する。
【００７０】
（第１金属板）
図２及び図３を用いて、第１金属板４について説明する。なお、図２及び図３において、破線は隠れた部分の形状を示しており、二点鎖線は想像線を示す。第１金属板（金属放熱板）４は、銅製の板状部材である。第１金属板４の形状は、平面図において正方形となっている。また、第１金属板４は、電子部品（ＩＧＢＴ２ｂ及びダイオード２ｃ）の放熱に用いられる。また、第１金属板４は、絶縁基板３に接合され、且つ、絶縁基板３の熱膨張率よりも大きな熱膨張率を有する。具体的には、絶縁基板３（後述）の熱膨張率は、２．２×１０−６［１／Ｋ］であり、第１金属板４の熱膨張率は、１６．８×１０−６［１／Ｋ］である。
【００７１】
第１金属板４は、互いに平行な第１の面４ｓと第２の面４ｔとを有する。第１の面４ｓは上面であり、第２の面４ｔは下面である。第１の面４ｓには、八つの第１溝４１が線状に形成されている。また、第２の面４ｔには、八つの第２溝４２が線状に形成されている。ここで、「線状」とは、面状ではなく、細く連なっている状態を示している。
【００７２】
また、第１溝４１及び第２溝４２のそれぞれの溝形状は、断面（溝が延びる方向に直交する断面）において、Ｕ字状になっており、且つ、角張っている。また、八つの第１溝４１のそれぞれは、配置方向だけが他の溝と異なり、長さ及び形状は全て同一である。同様に、八つの第２溝４２のそれぞれは、配置方向だけが他の溝と異なり、長さ及び形状は全て同一である。
【００７３】
ここで、それぞれの第１溝４１を、三つの部分、すなわち、中央線部４１ｃ、及び、二つの端部４１ｆに分ける（図２及び図３の、丸で囲われた部分参照）。二つの端部４１ｆは、中央線部４１ｃの両端に位置する。
同様に、それぞれの第２溝４２を、三つの部分、すなわち、中央線部４２ｃ、及び、二つの端部４２ｆに分ける（図３の丸で囲われた部分参照）。二つの端部４２ｆは、中央線部４２ｃの両端に位置する。
【００７４】
中央線部４１ｃ及び二つの端部４１ｆの長さ比率（第１溝４１の全長に対する長さ比率）［％］は、次のようになっている。
（Ａ）中央線部４１ｃの長さ比率＝８０％
（Ｂ）二つの端部４１ｆ（合計）の長さ比率＝２０％
なお、二つの端部４１ｆの長さは同一であるとする。すなわち、それぞれの端部４１ｆの長さ比率は、１０％となっている。
【００７５】
また、中央線部４２ｃ及び二つの端部４２ｆの長さ比率（第２溝４２の全長に対する長さ比率）についても、同様に８０％及び２０％となっている。また、二つの端部４２ｆの長さは同一である。
【００７６】
第１の面４ｓに垂直な方向を、垂直方向Ｄとする（図の矢印Ｄ方向参照）。それぞれの第１溝４１の中央線部４１ｃと、それぞれの第２溝４２の中央線部４２ｃとは、垂直方向Ｄに沿った同一直線上に位置することがない。すなわち、第１金属板４の透視平面図（隠れ線を含む平面図；図３）において、発熱時の折り目となる溝が、十字に交差していない。
【００７７】
また、それぞれの第１溝４１と、それぞれの第２溝４２とが、垂直方向Ｄに沿った同一直線上に位置することがないように配置されている。すなわち、複数の第１溝４１と複数の第２溝４２とが、第１金属板４の透視平面図（図３）において、全く重ならない（重なる部分がない）ように配置されている。
【００７８】
第１の面４ｓの中央には、電子部品が接合される平面領域４３が形成されている。そして、複数の第１溝４１は、平面領域４３の周囲に形成されている。平面領域４３には、溝が形成されていない。
【００７９】
また、第１の面４ｓの中央には、半径がＲ１である円形領域４４が形成されている。本実施形態において、平面領域４３と円形領域４４とは同一領域である。平面領域４３の面積は、電子部品（ＩＧＢＴ２ｂ及びダイオード２ｃ）の設置面（底面）の面積よりも大きい。
そして、複数の第１溝４１は、円形領域４４の周囲に、旋回放射状に形成されている。
【００８０】
第２の面４ｔの中央にも、円形領域４７が、平面状に形成されている。そして複数の第２溝４２は、円形領域４７の周囲に、旋回放射状に形成されている。
【００８１】
図６（ｂ）の複数の線の配置が、「旋回放射状」の配置である。そして、図６（ｂ）の複数の線分が、金属放熱板における旋回放射状の溝に相当する。図６（ｂ）は、端点４Ｄが、円４Ｃの円周上を移動した後の状態を示している。この状態では、端点４Ｄと端点４Ｆとを、線４１Ｖが結んでいる。線４１Ｖと、線４１Ｐとが成す角度はα［度］である。この端点４Ｄの旋回を、「角度αの旋回」とする。第１金属板４においては、第１溝４１及び第２溝４２ともに、旋回角度αは２０度である。
【００８２】
また、それぞれの第１溝４１と円形領域４４とは、接点位置よりも端点（図７のＱｉ参照）に近い点（図７のＰｉ＋１参照）で交わる。
【００８３】
（発熱時の変形について）
次に、電子部品が発熱したときの、第１金属板４の変形状態について図４を用いて説明する。なお、図４は、電子部品の発熱時における第１金属板４の状態を示しており、また、図４では、第１金属板４以外の部品（電子部品、絶縁基板３、第２金属板５１及び水冷ジャケット５２）を省略して示している。
【００８４】
電子部品の発熱時には、第１金属板４のうち、絶縁基板３に面している第２の面４ｔは、圧縮の力が作用して縮み、電子部品に面している第１の面４ｓは、引っ張りの力が作用して引き伸ばされる。このときに、第１金属板４は、複数の第１溝４１及び複数の第２溝４２を折り目として折れ曲がり、蛇腹状に波打った形状となる（図４参照）。また、この発熱時には、全ての折り目における折れ曲がり変形が、同時に生じる。
【００８５】
なお、図５は、第１金属板４と同様の折り目で折られた、紙４Ｍを示したものである。
【００８６】
（絶縁基板）
絶縁基板（絶縁性放熱板）３は、ダイヤモンド製の板状部材である。絶縁基板３は、第１金属板４の表面に対して、ＣＶＤ法により、薄膜層として形成される。絶縁基板３の熱膨張率は、上記のように、２．２×１０−６［１／Ｋ］であり、これは、第１金属板４の熱膨張率（１６．８×１０−６［１／Ｋ］）よりも小さい。
【００８７】
（複合放熱板の製造方法）
次に、複合放熱板１の製造方法について説明する。まず、第１金属板４の、複数の第１溝４１及び複数の第２溝４２の配置を決定する（溝配置設計工程）。本工程では、上記に示すように、第１の面４ｓに複数の第１溝４１を旋回放射状に配置し、第２の面４ｔに複数の第２溝４２を旋回放射状に配置し、且つ、第１金属板４の透視平面図において、複数の第１溝４１と複数の第２溝４２とが重ならないようにする。
【００８８】
その後、上記の決定された配置に従って、複数の第１溝４１及び複数の第２溝４２を、銅板に形成する（溝形成工程）。本工程は、エンドミルや、回転のこぎりを用いて行なう。なお、溝形成工程を手作業で行なってもよい。
【００８９】
次に、第１金属板４の第２の面４ｔに対して、ＣＶＤ法により、絶縁基板３を形成する（絶縁層形成工程）。以上のようにして、複合放熱板１が形成される。
【００９０】
（効果）
次に、複合放熱板１により得られる効果について説明する。複合放熱板１は、二つの電子部品（ＩＧＢＴ２ｂ、及びダイオード２ｃ）の放熱に用いられるものであって、絶縁基板３と、当該絶縁基板（絶縁性放熱板）３に接合され、且つ、当該絶縁基板３よりも大きな熱膨張率を有する第１金属板（金属放熱板）４と、を備える。
第１金属板４は、互いに平行な第１の面４ｓと第２の面４ｔとを有し、第１の面４ｓには、複数の第１溝４１が線状に形成されており、第２の面４ｔには、複数の第２溝４２が線状に形成されており、第１溝４１のそれぞれが、中央線部４１ｃと、当該中央線部４１ｃの両端に形成された二つの端部４１ｆと、から成り、第２溝４２のそれぞれが、中央線部４２ｃと、当該中央線部４２ｃの両端に形成された二つの端部４２ｆと、から成り、それぞれの第１溝４１の中央線部４１ｃと、それぞれの第２溝４２の中央線部４２ｃとが、第１の面４ｓに垂直な方向（垂直方向Ｄ）に沿った同一直線上に位置することがないよう、複数の第１溝４１及び複数の第２溝４２が配置されている。
【００９１】
この構成では、第１金属板（金属放熱板）４の両面に、複数の第１溝４１と複数の第２溝４２とが、第１金属板４の透視平面図（隠れ線を含む平面図；see throughplan view）において、ほとんどの部分で重ならないように配置されている。また、この透視平面図（図３）において、発熱時の折れ目となる溝が、十字に交わらない。そのため、第１金属板４は、加熱されたときに、溝部分を折り目として折れ曲がり、蛇腹状に波打った形状となる。
そして、電子部品の発熱に伴って絶縁基板３及び第１金属板４が加熱された場合に、絶縁基板３及び第１金属板４の熱膨張率の差が原因となって、第１金属板４の、電子部品近傍だけでなく、第１金属板４の全体が変形し、且つ、第１金属板４は、全体として見たときに、第１金属板４の表面に平行な方向に変形する。そのため、第１金属板４に、山状の反り変形が生じない。
以上のように、この構成により、絶縁性放熱板（絶縁基板３）に接合された金属放熱板（第１金属板４）の山状の歪みが抑制される。
【００９２】
また、金属放熱板の両面に溝を形成する場合には、透視平面図で溝同士が重なってしまうと、重なった部分の板厚が薄くなってしまい、そこがヒートダムになって冷却効率が低下してしまう。この構成では、複数の第１溝４１と、複数の第２溝４２とが、第１金属板４の透視平面図において、ほとんどの部分で重ならないように配置されているので、溝を形成することに起因した冷却効率の低下が抑えられる。
【００９３】
また、複合放熱板１においては、それぞれの第１溝４１と、それぞれの第２溝４２とが、第１の面に垂直な方向（垂直方向Ｄ）に沿った同一直線上に位置することがないように配置されている。
【００９４】
この構成では、複数の第１溝４１と、複数の第２溝４２とが、第１金属板４の透視平面図において、全く重ならないように配置されている。そのため、溝を形成することに起因した冷却効率の低下がより確実に抑えられる。
【００９５】
また、複合放熱板１においては、第１の面４ｓには、電子部品が接合される平面領域４３が形成されており、複数の第１溝４１は、平面領域４３の周囲に形成されている。
【００９６】
この構成では、平面領域には溝が形成されないので、金属放熱板による放熱効果が、溝によって阻害されることなく得られる。
【００９７】
また、複合放熱板１においては、絶縁基板３の材料が、ダイヤモンドである。
ダイヤモンドの熱伝導率は高いため（熱伝導率：５００〜１０００Ｗ／（ｍ・Ｋ））、より放熱性能の高い複合放熱板１が得られる。
一方、ダイヤモンドの熱膨張率は小さいため（熱膨張率：２．２×１０−６［１／Ｋ］）、ダイヤモンドを絶縁基板３として利用する場合には、電子部品の発熱に伴う、金属放熱板の反り変形の問題が顕著になる。
複合放熱板１における絶縁基板３の材料をダイヤモンドとすることにより、高い放熱性能が得られ、且つ、第１金属板４の歪みが抑制される。
【００９８】
また、複合放熱板１においては、複数の第１溝４１は、第１の面４ｓの中央の円形領域４４の周囲に、旋回放射状に形成されており、複数の第２溝４２は、第２の面４ｔの中央の円形領域４７の周囲に、旋回放射状に形成されている。
【００９９】
この構成では、第１金属板４の両面に、第１溝４１及び第２溝４２が、旋回放射状に形成されているので、電子部品を第１金属板４の中央に配置した場合に、円形領域の周辺領域が、第１金属板４の表面に平行な方向に変形し、且つ、円形領域における反り変形が抑制される。そのため、第１金属板４の山状の歪みが確実に抑制される。
【０１００】
（第１実施例）
次に、複合放熱板の実施例について、図８乃至図１０を用いて説明する。なお、図８乃至図１０の断面位置Ａ−Ａ’は、図３の断面位置Ａ−Ａ’に相当する。
ここでは、複合放熱板を用いて、伝熱試験（計算コードを用いたシミュレーション）を行なった。
【０１０１】
当試験で使用した第１金属板は、第１金属板１０４Ａ、第１金属板１０４Ｂ、第１金属板４の三種類である。これら三種の放熱板に対して、同一の絶縁基板３を接合したものを、試験体として使用した。
【０１０２】
なお、第１金属板１０４Ａ、第１金属板１０４Ｂ、及び第１金属板４は、溝の深さが異なる。具体的には、図８の第１金属板１０４Ａは、溝深さｄが０．６ｍｍであり、図９の第１金属板１０４Ｂは、溝深さｄが１．０ｍｍであり、図１０の第１金属板４は、溝深さｄが１．６ｍｍである。
また、第１金属板１０４Ａにおいて、第１溝１４１Ａ及び第２溝１４２Ａは、上記の第１溝４１及び第２溝４２に相当し、また、第１金属板１０４Ｂにおいて、第１溝１４１Ｂ及び第２溝１４２Ｂは、上記の第１溝４１及び第２溝４２に相当する。
【０１０３】
（試験条件）
以下、試験条件（シミュレーション条件）を示す。
・第１金属板（第１金属板１０４Ａ、第１金属板１０４Ｂ、第１金属板４）の材質：銅
・第１金属板の幅（図２のａ）：４０［ｍｍ］
・第１金属板の長さ（ｂ）：４０［ｍｍ］
・第１金属板の厚さ（ｔ）：２．０［ｍｍ］
・溝（第１溝及び第２溝）の幅（ｇ）：０．２［ｍｍ］
・溝の深さ（ｄ）：０．６、１．０、及び１．６［ｍｍ］
・円形領域４４及び円形領域４７の半径（Ｒ１）：１０［ｍｍ］
・電子部品（ＩＧＢＴ２ｂ及びダイオード２ｃ）の単位面積当りの仕事率（合計）：１７５［Ｗ／ｃｍ２］
・電子部品下面の平均温度：６５［℃］
・第１溝の本数：８本
・第２溝の本数：８本
・使用した計算ソフト：ＡＢＡＱＵＳ（ＳＩＭＵＬＩＡ社製）
・接合部位：一箇所のみ（板の中央部）                        
・図の変形倍率：１０００倍（実際の変形量を、１０００倍に拡大して示している）
・第２の面の中央部（２０ｍｍ径の円領域）を除く部分の温度：６５度
【０１０４】
なお、図７のθｉ、Ｐｉ、及びＱｉは、次の式１、式２、及び式３に従って求めた。式１のＮは溝（第１溝４１及び第２溝４２）の総数であり、ここではＮ＝１６となる。
【０１０５】
【数１】
2011035219.tif 000003
【０１０６】
（比較例）
比較例として、図１１に示す従来の金属放熱板９０４を用いて同様の伝熱試験を行なった。具体的には、図１の複合放熱板において、第１金属板４を従来の金属放熱板９０４に置換したものを用いて、伝熱試験を行なった。比較例に係る金属放熱板９０４は、表面に溝が形成されていないことのみが、本実施例に係る第１金属板と異なる。その他の試験条件（溝形状に関連しない試験条件）は、上記の実施例と同じである。図１１は、比較例として、従来の金属放熱板を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。
【０１０７】
（試験結果）
図８乃至図１１における右上の指標の数値は、熱応力（絶縁基板及び金属放熱板の、熱膨張率の違いにより、金属放熱板に作用する応力）により生じた変形量を示しており、単位はメートル［ｍ］である。
伝熱試験の結果、比較例に比べて、本実施例の方が、金属放熱板の山状の歪みが抑制された（各図の（ｂ）参照）。
また、溝の深さが深くなるほど、金属放熱板の山状の歪みがより抑制され、平板状態に近くなることが分かった。
【０１０８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図１２乃至図１４を用いて説明する。なお、上記の実施形態と同様の部分については、図に同一の符号を付してその説明を省略する。図１２は、第２実施形態に係る金属放熱板を示す斜視図である。図１３は、第２実施形態に係る金属放熱板の透視平面図である。図１４は、金属放熱板の変形状態について説明するための斜視図である。以下、上記の第１実施形態とは異なる部分を中心に説明し、上記の第１実施形態と同様の事項については、その説明を省略する。なお、図１３の破線は、隠れた部分（裏側）における形状を示している。
【０１０９】
第１金属板（金属放熱板）２０４は、溝の形状が上記の実施形態とは異なる。第１金属板２０４は、図１の冷却構造体７における、第１金属板４の代わりに配置されるものであり、第１金属板２０４は、第１金属板４と同様に、二つの電子部品（ＩＧＢＴ２ｂ及びダイオード２ｃ）と、絶縁基板３との間に配置される。
また、本実施形態に係る複合放熱板は、第１金属板２０４、及び絶縁基板３を有する。
【０１１０】
第１金属板（金属放熱板）２０４は、銅製の板状部材である。また、第１金属板４と同様に、第１金属板２０４の形状は、平面図において正方形となっている。また、第１金属板２０４は、絶縁基板３よりも大きな熱膨張率を有する。
【０１１１】
第１金属板２０４は、互いに平行な第１の面２０４ｓと第２の面２０４ｔとを有する。第１の面２０４ｓには、複数の第１溝２４１が線状に形成されている。また、第２の面２０４ｔには、複数の第２溝２４２が線状に形成されている。
【０１１２】
第１溝２４１及び第２溝２４２のそれぞれの溝形状は、断面（溝が延びる方向に直交する断面）において、Ｕ字状になっており、且つ、角張っている。
【０１１３】
ここで、それぞれの第１溝２４１を、三つの部分、すなわち、中央線部（図１３のＭ部分参照）、及び、二つの端部（図１３のＮ部分参照）に分ける。二つの端部Ｎは、中央線部Ｍの両端に位置する。
同様に、それぞれの第２溝２４２を、三つの部分、すなわち、中央線部Ｍ、及び、二つの端部Ｎに分ける（図１３のＭ部分、及び両端の二つのＮ部分参照）。
【０１１４】
（第１溝）
複数の第１溝２４１には、複数の第１中央溝２４５ｃ、複数の第１傾斜溝２４５ｆ、及び、複数の第２傾斜溝２４５ｓが含まれる。それぞれの第１中央溝２４５ｃは、第１方向Ｅ（図の矢印Ｅ方向参照）に沿って形成されている。第１方向Ｅは、第１の面２０４ｓに沿った方向である。
【０１１５】
それぞれの第１傾斜溝２４５ｆは、第２方向Ｆ（図の矢印Ｆ方向参照）に沿って形成されている。第２方向Ｆは、第１方向Ｅに対して傾斜した方向であって、且つ、第１の面２０４ｓに沿った方向である。また、それぞれの第１傾斜溝２４５ｆは、第１中央溝２４５ｃを基準として、一の側へ延びている。例えば、図１２の楕円Ｈによって囲われた第１中央溝２４５ｃを基準にすると、第１傾斜溝２４５ｆは、図の左側へ延びている。
【０１１６】
それぞれの第２傾斜溝２４５ｓは、第３方向Ｇ（図の矢印Ｇ方向参照）に沿って形成されている。第３方向Ｇは、第１方向Ｅ及び第２方向Ｆの両方向に対して傾斜した方向であって、且つ、第１の面２０４ｓに沿った方向である。第１方向Ｅと第２方向Ｆとが成す角度は、第１方向Ｅと第３方向Ｇが成す角度に等しい。
【０１１７】
また、それぞれの第２傾斜溝２４５ｓは、第１中央溝２４５ｃを基準として、第１傾斜溝２４５ｆとは逆の、他の側へ延びている。例えば、図１２の楕円Ｈによって囲われた第１中央溝２４５ｃを基準にすると、第２傾斜溝２４５ｓは、図の右側へ延びている。
【０１１８】
第１中央溝２４５ｃ、第１傾斜溝２４５ｆ、及び第２傾斜溝２４５ｓは、配置方向だけが互いに異なっており、これらの全ての溝において、長さ及び形状は同一である。
【０１１９】
また、複数の第１中央溝２４５ｃには、二種類の溝が含まれる（図１２及び図１３の、溝Ｊ及び溝Ｋ参照）。溝Ｊは、第２傾斜溝２４５ｓの一端側、且つ、第１傾斜溝２４５ｆの一端側から延びている。また、溝Ｋは、第２傾斜溝２４５ｓの他端側、且つ、第１傾斜溝２４５ｆの他端側から延びている。なお、上記の楕円Ｈで囲われた第１中央溝２４５ｃは、溝Ｊに相当する。
【０１２０】
第１傾斜溝２４５ｆ及び第２傾斜溝２４５ｓが、これらを一組として、行方向Ｙ（図の矢印Ｙ方向参照；第１方向Ｅに垂直な方向であって、且つ、第１の面２０４ｓに沿った方向）に沿って、連続して形成されている。すなわち、第１傾斜溝２４５ｆ、第２傾斜溝２４５ｓ、第１傾斜溝２４５ｆ、第２傾斜溝２４５ｓ（以下同様）の順に配置され、これらの端部Ｎ同士が結合している。これを、「行配置溝」とする。
【０１２１】
また、第１傾斜溝２４５ｆ及び第２傾斜溝２４５ｓの結合点（頂点）には、第１中央溝２４５ｃの端部Ｎが結合している。そして、三種類の溝（第１中央溝２４５ｃ、第１傾斜溝２４５ｆ、及び第２傾斜溝２４５ｓ）の端部Ｎ同士が連続している。このように、第１中央溝２４５ｃ、第１傾斜溝２４５ｆ、及び第２傾斜溝２４５ｓは、連続して形成されている。
【０１２２】
行配置溝、及び、これから延びる複数の第１中央溝２４５ｃ（溝Ｊ及び溝Ｋ）を合わせて、「行要素」とする。行要素は、一定の間隔をおいて、列方向Ｘ（図の矢印Ｘ方向参照；Ｅ方向に平行）に沿って並べて配置されている。
【０１２３】
また、複数の第１中央溝２４５ｃの、溝Ｊ及び溝Ｋのそれぞれは、一定の間隔をおいて、列方向Ｘ（図の矢印Ｘ方向参照；Ｅ方向に平行）に沿って並べて配置されている。すなわち、溝Ｊ及び溝Ｋのそれぞれは、列方向Ｘに沿って断続的に配置されている。
【０１２４】
また、複数の第１中央溝２４５ｃの、溝Ｊ及び溝Ｋのそれぞれが、行方向Ｙに沿って、一定の間隔をおいて並べて配置されている。すなわち、溝Ｊ及び溝Ｋのそれぞれは、行方向Ｙに沿って断続的に配置されている。
【０１２５】
また、第１傾斜溝２４５ｆ、及び、第２傾斜溝２４５ｓは、それぞれが、第１中央溝２４５ｃの一端側の位置から延びるように配置されている。
【０１２６】
なお、本実施形態では、第２方向Ｆと第１方向Ｅとが成す角度は、１２０度であるが、第２方向の第１方向Ｅに対する傾斜角度は、１２０度には限られない。また、本実施形態では、第３方向Ｇと第１方向Ｅとが成す角度は、１２０度であるが、第３方向の第１方向Ｅに対する傾斜角度は、１２０度には限られない。
【０１２７】
（第２溝）
複数の第２溝２４２には、複数の第２中央溝２４６ｃ、複数の第３傾斜溝２４６ｆ、及び、複数の第４傾斜溝２４６ｓが含まれる。それぞれの第２中央溝２４６ｃは、第１方向Ｅに沿って形成されている。それぞれの第３傾斜溝２４６ｆは、第２方向Ｆに沿って形成されている。また、それぞれの第３傾斜溝２４６ｆは、第２中央溝２４６ｃを基準として、一の側へ延びている。
【０１２８】
それぞれの第４傾斜溝２４６ｓは、第３方向Ｇに沿って形成されている。また、それぞれの第４傾斜溝２４６ｓは、第２中央溝２４６ｃを基準として、第３傾斜溝２４６ｆとは逆の、他の側へ延びている。
【０１２９】
第２中央溝２４６ｃ、第３傾斜溝２４６ｆ、及び第４傾斜溝２４６ｓは、配置方向だけが互いに異なっており、これらの全ての溝において、長さ及び形状は同一である。
【０１３０】
また、複数の第１中央溝２４５ｃと同様に、複数の第２中央溝２４６ｃには、二種類の溝が含まれる（図１３の、溝Ｑ及び溝Ｒ参照）。溝Ｑは、第４傾斜溝２４６ｓの一端側、且つ、第３傾斜溝２４６ｆの一端側から延びている。また、溝Ｋは、第４傾斜溝２４６ｓの他端側、且つ、第３傾斜溝２４６ｆの他端側から延びている。
【０１３１】
第３傾斜溝２４６ｆ及び第４傾斜溝２４６ｓが、これらを一組として、行方向Ｙに沿って、連続して形成されている。すなわち、第３傾斜溝２４６ｆ、第４傾斜溝２４６ｓ、第３傾斜溝２４６ｆ、第４傾斜溝２４６ｓ（以下同様）の順に配置され、これらの端部Ｎ同士が結合している。これを、「行配置溝」とする。
【０１３２】
また、第３傾斜溝２４６ｆ及び第４傾斜溝２４６ｓの結合点（頂点）には、第２中央溝２４６ｃの端部Ｎが結合している。そして、三種類の溝（第２中央溝２４６ｃ、第３傾斜溝２４６ｆ、及び第４傾斜溝２４６ｓ）の端部Ｎ同士が連続している。このように、第２中央溝２４６ｃ、第３傾斜溝２４６ｆ、及び第４傾斜溝２４６ｓは、連続して形成されている。
【０１３３】
行配置溝、及び、これから延びる複数の第２中央溝２４６ｃ（溝Ｑ及び溝Ｒ）を、「行要素」とする。行要素は、一定の間隔をおいて、列方向Ｘに沿って並べて配置されている。
【０１３４】
また、複数の第２中央溝２４６ｃの、溝Ｑ及び溝Ｒのそれぞれは、一定の間隔をおいて、列方向Ｘに沿って並べて配置されている。すなわち、溝Ｑ及び溝Ｒのそれぞれは、列方向Ｘに沿って断続的に配置されている。
【０１３５】
また、複数の第２中央溝２４６ｃの、溝Ｑ及び溝Ｒのそれぞれが、行方向Ｙに沿って、一定の間隔をおいて並べて配置されている。すなわち、溝Ｑ及び溝Ｒのそれぞれは、行方向Ｙに沿って断続的に配置されている。
【０１３６】
また、第３傾斜溝２４６ｆ、及び、第４傾斜溝２４６ｓは、それぞれが、第２中央溝２４６ｃの一端側の位置から延びるように配置されている。
【０１３７】
複数の第２溝２４２に含まれる三種類の溝（第２中央溝２４６ｃ、第３傾斜溝２４６ｆ、及び第４傾斜溝２４６ｓ）の相対的な配置は、第１溝２４１に含まれる三種類の溝の相対的な配置と同様である。
【０１３８】
（第１金属板について）
第１金属板２０４においては、それぞれの第１溝２４１の中央線部Ｍと、それぞれの第２溝２４２の中央線部Ｍとは、垂直方向Ｄに沿った同一直線上に位置することがない（図１３参照）。
【０１３９】
また、それぞれの第１溝２４１と、それぞれの第２溝２４２とが、垂直方向Ｄに沿った同一直線上に位置することがないように配置されている。すなわち、複数の第１溝２４１と複数の第２溝２４２とが、第１金属板２０４の透視平面図（図１３）において、全く重ならないように配置されている。
【０１４０】
第１金属板２０４の透視平面図（図１３）では、第１中央溝２４５ｃと第２中央溝２４６ｃとが、一定の間隔をおいて、行方向Ｙに沿って交互に並べて配置されている。また、透視平面図では、第１中央溝２４５ｃと第２中央溝２４６ｃとが、行方向Ｙに沿って交互に並べて配置されている。
なお、列方向Ｘ及び行方向Ｙは、第１金属板２０４の二つの辺方向に一致しており、これらは直交する。また、列方向Ｘ及び及び行方向Ｙは、第１金属板２０４の二つの辺方向に一致していなくてもよい。
【０１４１】
そして、第１金属板２０４の透視平面図においては、複数の第１溝２４１（第１中央溝２４５ｃ、第１傾斜溝２４５ｆ、及び第２傾斜溝２４５ｓ）、及び、複数の第２溝２４２（第２中央溝２４６ｃ、第３傾斜溝２４６ｆ、及び第４傾斜溝２４６ｓ）によって、複数の平行四辺形が形成される。複数の平行四辺形は、全てが同一の形状を有する。また、複数の平行四辺形は、二組の対辺のうち、一方の組（Ａ組）の対辺が、全て列方向Ｘ（第１方向Ｅ）に沿っており、他方の組（Ｂ組）の対辺は、第２方向Ｆ、または、第３方向Ｇに沿っている。また、行方向Ｙに関して隣り合う二つの平行四辺形においては、他方の組（Ｂ組）の対辺が、第２方向Ｆ、及び、第３方向Ｇとなる。そして、行方向Ｙに沿って波状に配置された平行四辺形群が、列方向Ｘに沿って連続して並べられている。
【０１４２】
また、複数の第１溝２４１及び複数の第２溝２４２が、ミウラ折りの折り目に沿って配置されている。具体的には、図１３における第１溝２４１が、山折りの折り目に相当し、第２溝２４２が谷折りの折り目に相当する。電子部品の発熱時には、この折り目に沿って、第１金属板２０４が変形する（図１４参照）。
【０１４３】
なお、本実施形態において、図１３の破線円Ｂで囲われた領域で、第１溝２４１と第２溝２４２とは重なっていない。しかし、例えば、破線円Ｂで囲った部分において、第１溝の端部Ｎと、第２溝の端部Ｎとが、透視平面図で重なっていてもよい。
【０１４４】
また、本構成では、第１溝の中央線部Ｍと、第２溝の中央線部Ｍとが、金属放熱板の透視平面図において重ならないが、第１溝の端部Ｎと、第２溝の中央線部Ｍとが重なってもよい。また、金属放熱板の透視平面図において、第１溝の中央線部Ｍと、第２溝の端部Ｎとが重なってもよい。
【０１４５】
（発熱時の変形について）
次に、電子部品が発熱したときの、第１金属板２０４の変形状態について図１４を用いて説明する。なお、図１４は、電子部品の発熱時における第１金属板２０４の状態を示しており、また、図１４では、第１金属板２０４以外の部品（電子部品、絶縁基板３、第２金属板５１及び水冷ジャケット５２）を省略して示している。
【０１４６】
電子部品の発熱時には、第１金属板２０４のうち、絶縁基板３に面している第２の面２０４ｔは、圧縮の力が作用して縮み、電子部品に面している第１の面２０４ｓは、引っ張りの力が作用して引き伸ばされる。このときに、第１金属板２０４は、複数の第１溝２４１及び複数の第２溝２４２を折り目として折れ曲がり、蛇腹状に波打った形状となる（図１４参照）。また、この発熱時には、全ての折り目における折れ曲がり変形が、同時に生じる。
【０１４７】
（複合放熱板の製造方法）
次に、第１金属板２０４を含む複合放熱板の製造方法について説明する。まず、第１金属板２０４の、複数の第１溝２４１及び複数の第２溝２４２の配置を決定する（溝配置設計工程）。本工程では、第１溝２４１及び第２溝２４２を、上記のように、ミウラ折りの折り目に沿って設定する。
【０１４８】
その後、決定された配置に従って、複数の第１溝２４１及び複数の第２溝２４２を、銅板に形成する（溝形成工程）。
【０１４９】
次に、第１金属板２０４の第２の面２０４ｔに対して、絶縁基板３を形成する（絶縁層形成工程）。以上のようにして、複合放熱板が形成される。
【０１５０】
（効果）
本実施形態に係る複合放熱板により得られる効果について説明する。本実施形態に係る複合放熱板においては、複数の第１溝２４１には、第１中央溝２４５ｃ、第１傾斜溝２４５ｆ、及び、第２傾斜溝２４５ｓが含まれ、複数の第２溝２４２には、第２中央溝２４６ｃ、第３傾斜溝２４６ｆ、及び、第４傾斜溝２４６ｓが含まれる。
第１中央溝２４５ｃ及び第２中央溝２４６ｃのそれぞれは、第１の面２０４ｓに沿った第１方向Ｅに沿って形成され、第１傾斜溝２４５ｆ及び第３傾斜溝２４６ｆのそれぞれは、第２方向Ｆ（第１方向Ｅに対して傾斜した方向であって、第１の面２０４ｓに沿った方向）に沿って形成されており、第２傾斜溝２４５ｓ及び第４傾斜溝２４６ｓのそれぞれは、第３方向Ｇ（第１方向Ｅ及び第２方向Ｆに対して傾斜した方向であって、第１の面２０４ｓに沿った方向）に沿って形成されており、第１方向Ｅと第２方向Ｆとが成す角度は、第１方向Ｅと第３方向Ｇが成す角度に等しく、透視平面図（図１３）においては、複数の第１溝２４１、及び、複数の第２溝２４２によって、複数の平行四辺形が形成されている。
【０１５１】
この構成では、第１金属板２０４の両面に、複数の第１溝２４１と複数の第２溝２４２とが、第１金属板２０４の透視平面図において重ならないように配置されている。そのため、ミウラ折り（実公昭５６−２５０２３号など参照）と同様の折り目が第１金属板２０４に形成され、この折り目は、複数の平行四辺形の区画線となる。そして、第１金属板２０４は、加熱されたときに、溝部分を折り目として折れ曲がり、第１金属板２０４に垂直な一断面において、蛇腹状に波打った形状となる。そのため、第１金属板２０４の山状の歪みが確実に抑制される。
【０１５２】
また、本構成では、ミウラ折りに従った折り目が、第１金属板２０４に形成されている。そのため、第１金属板２０４の表面に作用する力に対して、第１金属板２０４の変形は、第１金属板２０４の表面に平行な方向に制限される。
【０１５３】
また、本構成では、折り目がミウラ折りに従っているため、全ての折り目における折れ曲がり変形が、同時に生じる。
【０１５４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について、図１５及び図１６を用いて説明する。なお、上記の実施形態と同様の部分については、図に同一の符号を付してその説明を省略する。図１５は、第３実施形態に係る金属放熱板を示す斜視図である。図１６は、第３実施形態に係る金属放熱板の透視平面図である。以下、上記の第２実施形態とは異なる部分を中心に説明し、上記の第２実施形態と同様の事項については、その説明を省略する。なお、符号３０４、３０４ｓ、３４１、３４２、３４３、３４４を付した部分は、それぞれ、上記の実施形態において、符号２０４、２０４ｓ、２４１、２４２、４３、４４を付した部分に相当する。図１５及び図１６においては、破線が隠れた部分（裏側）における形状を示しており、二点鎖線が想像線を示す。
【０１５５】
第１金属板（金属放熱板）３０４は、第１の面３０４ｓに、平面領域３４３（円形領域３４４）が形成されていることのみが、第１金属板２０４と異なる。４３４には、電子部品が接合される。また、複数の第１溝３４１は、平面領域３４３の周囲に形成されている。
【０１５６】
第２の面２０４ｔは、第２実施形態と同一であり、第２の面２０４ｔには、円形領域は形成されていない。すなわち、第２の面２０４ｔにおいては、中央部にも第２溝２４２が形成されている。金属放熱板はこのように構成されていてもよい。
【０１５７】
なお、本実施形態においては、第２の面２０４ｔに円形領域（平面領域）が形成されていないが、円形領域が、第１の面及び第２の面に形成されていてもよい。
【０１５８】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について、図１７及び図１８を用いて説明する。なお、上記の実施形態と同様の部分については、図に同一の符号を付してその説明を省略する。図１７は、第４実施形態に係る放熱板結合体を示す斜視図である。図１８は、第４実施形態に係る、第２、第４層の金属放熱板を示す透視平面図である。以下、上記の実施形態とは異なる部分を中心に説明し、上記の実施形態と同様の事項については、その説明を省略する。図１８において、破線は、隠れた部分（裏側）における形状を示している。
【０１５９】
放熱板結合体６は、図１の冷却構造体７における、第１金属板４の代わりに配置されるものであり、放熱板結合体６は、第１金属板４と同様に、電子部品（ＩＧＢＴ２ｂ及びダイオード２ｃ）と、絶縁基板３との間に配置される。
また、本実施形態に係る複合放熱板は、放熱板結合体６、及び絶縁基板３を有する。
【０１６０】
本実施形態に係る放熱板結合体６は、五枚の金属放熱板を備えている。具体的には、放熱板結合体６は、第１金属板３０４、二枚の第１金属板（金属放熱板）３０４Ａ、二枚の第１金属板２０４を備える。放熱板結合体６の第１層（最上層）は、第１金属板３０４であり、第２層及び第４層は第１金属板３０４Ａであり、第３層及び第５層（最下層）は、第１金属板２０４である。
【０１６１】
この五枚の金属放熱板は、積み重ねられ、且つ互いに接合されている。また、五枚の金属放熱板のそれぞれは、隣接する金属放熱板に対して、複数の接合箇所において部分的に接合されている。「部分的に」接合されているとは、隣接する二枚の金属放熱板の接合箇所が、面全体のうち部分的に形成されていることを意味する。また、五枚の金属放熱板の接合箇所は、加熱変形後の蛇腹形状における、頂部相当位置である。これにより、金属放熱板の蛇腹状の変形が阻害されない。
【０１６２】
なお、複数の金属放熱板は、ここでは拡散接合により結合しているが、接合方法としては、ろう接（はんだ付け、ろう付け）などの他の方法であってもよい。
【０１６３】
図１８を用いて、第２及び第４層の第１金属板３０４Ａの構成について説明する。第１金属板３０４Ａと、第１金属板２０４とは、これらの接触面に関して、面対称の構成を有する。第１金属板３０４Ａには、第１の面３０４ｖ、及び、第２の面３０４ｗが形成されている。
【０１６４】
図１７の円で囲われた部分、及び、図１８の網掛け部分は、接合箇所３０４ｙを示している。なお、図１７及び図１８においては、接合箇所３０４ｙの一部のみを示している（図１８においては、図の左上領域における接合箇所３０４ｙのみ、且つ、第１の面３０４ｖにおける接合箇所３０４ｙのみを示している）。接合箇所３０４ｙは、上記の「頂部相当位置」に配置されている。また、接合箇所３０４ｙは、溝近傍領域（溝を挟んだ溝周囲の領域）に形成されている。
【０１６５】
なお、頂部相当位置とは、第１の面（第１の面３０４ｖ、及び第１の面２０４ｓ）については、第１溝（第１溝３４１、及び第１溝２４１）の近傍領域であり、第２の面（第２の面３０４ｗ、及び第２の面２０４ｔ）については、第２溝（
第２溝３４２、及び第２溝２４２）の近傍領域である。
【０１６６】
これら５枚の金属放熱板においては、それぞれの面の溝が、対向する面の溝に対向する。そして、対向する溝同士は、互いに鏡像の関係となる。
【０１６７】
本実施形態に係る複合放熱板により得られる効果について説明する。本実施形態に係る複合放熱板は、複数の金属放熱板（第１金属板３０４、二枚の第１金属板３０４Ａ、及び、二枚の第１金属板２０４）を備えており、この複数の金属放熱板は、積み重ねられ、且つ互いに接合されており、それぞれの金属放熱板は、隣接する金属放熱板に対して、複数の接合箇所において部分的に接合されている。
【０１６８】
この構成では、複数の金属放熱板が積み重なっており、且つ、電子部品の発熱時に、それぞれの金属放熱板が、板表面に対して平行な方向に変形する。その結果、加熱された放熱板結合体６の全体においては、金属放熱板の山状の歪みが、効率的に抑制される。
また、金属放熱板同士は、部分的に接合されているため、金属放熱板の折れ曲がり変形が阻害されない。
また、複数の金属放熱板が積み重ねられていることにより、高い放熱効果が得られる。
【０１６９】
また、放熱板結合体６においては、ミウラ折りと同様の変形を行なう五枚の金属放熱板が、その蛇腹状の変形を阻害しないように、複数枚積み重ねられている。これにより、熱変形が三次元的に分散して、全体の反り変形が抑制される。
【０１７０】
なお、放熱板結合体６において、第１層の上面中央部には、平面領域３４３（円形領域３４４）が形成されており、この部分には溝が形成されていないが、第１層の上面全体に溝が形成されていてもよい。すなわち、放熱板結合体の第１層が、図１２の第１金属板２０４であってもよい。
【０１７１】
また、放熱板結合体６においては、三種類の金属放熱板が積み重ねられているが、同種の金属放熱板が積み重ねられて、放熱板結合体が構成されていてもよい。例えば、図１２の第１金属板２０４が五枚積み重ねられて、放熱板結合体が構成されていてもよい。また、放熱板結合体に含まれる全ての金属放熱板が、異なる種類のものであってもよい。
【０１７２】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について、図１９及び図２０を用いて説明する。なお、上記の実施形態と同様の部分については、図に同一の符号を付してその説明を省略する。図１９は、第５実施形態に係る金属放熱板を示す斜視図である。図２０は、第５実施形態に係る金属放熱板の透視平面図である。以下、上記の第２実施形態とは異なる部分を中心に説明し、上記の第２実施形態と同様の事項については、その説明を省略する。なお、符号４０４、４０４ｓ、４０４ｔ、４４１、４４２を付した部分は、それぞれ、上記の実施形態において、符号２０４、２０４ｓ、２０４ｔ、２４１、２４２を付した部分に相当する。図１９及び図２０において、破線は、隠れた部分（裏側）における形状を示している。
【０１７３】
本実施形態に係る第１金属板（金属放熱板）４０４は、複数の第１溝４４１及び複数の第２溝４４２の形状が、上記の実施形態とは異なる。具体的には、本実施形態においては、第１中央溝２４５ｃが、列方向Ｘに関して、板の一端端から他端まで、連続して形成されている。そして、第２中央溝２４６ｃもまた、列方向Ｘに関して、板の一端から他端まで、連続して形成されている。また、透視平面図（図２０）では、第１中央溝２４５ｃの列と第２中央溝２４６ｃの列とが、行方向Ｙに沿って交互に並べて、且つ一定間隔をおいて配置されている。
【０１７４】
また、第１の面４０４ｓにおいては、第１傾斜溝２４５ｆ及び第２傾斜溝２４５ｓが、行方向Ｙに沿って、交互に並べて、且つ連続して配置されている。第２の面４０４ｔにおいては、第３傾斜溝２４６ｆ及び第４傾斜溝２４６ｓが、行方向Ｙに沿って、交互に並べて、且つ連続して配置されている。
【０１７５】
透視平面図では、第１傾斜溝２４５ｆと第３傾斜溝２４６ｆとが、列方向Ｘに沿って交互に並べて、且つ一定間隔をおいて配置されており、また、第２傾斜溝２４５ｓと第４傾斜溝２４６ｓとが、列方向Ｘに沿って交互に並べて、且つ一定間隔をおいて配置されている。
【０１７６】
そして、透視平面図においては、第１中央溝２４５ｃ、第１傾斜溝２４５ｆ、第２傾斜溝２４５ｓ、第２中央溝２４６ｃ、第３傾斜溝２４６ｆ、第４傾斜溝２４６ｓによって、複数の平行四辺形が形成される。金属放熱板は、このように構成されていてもよい。
【０１７７】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について、図２１及び図２２を用いて説明する。なお、上記の実施形態と同様の部分については、図に同一の符号を付してその説明を省略する。図２１は、第６実施形態に係る金属放熱板を示す斜視図である。図２２は、第６実施形態に係る金属放熱板の透視平面図である。以下、上記の第２実施形態とは異なる部分を中心に説明し、上記の第２実施形態と同様の事項については、その説明を省略する。なお、符号５０４、５０４ｓ、５０４ｔ、５４１、５４２を付した部分は、それぞれ、上記の実施形態において、符号２０４、２０４ｓ、２０４ｔ、２４１、２４２を付した部分に相当する。図２２において、破線は、隠れた部分（裏側）における形状を示している。
【０１７８】
本実施形態に係る第１金属板（金属放熱板）５０４は、複数の第１溝５４１及び複数の第２溝５４２の形状が、上記の実施形態とは異なる。具体的には、本実施形態においては、第１中央溝２４５ｃが、列方向Ｘに関して、板の一端から他端まで、連続して形成されている。そして、第２中央溝２４６ｃもまた、列方向Ｘに関して、板の一端から他端まで、連続して形成されている。また、透視平面図では、第１中央溝２４５ｃの列と第２中央溝２４６ｃの列とが、行方向Ｙに沿って交互に並べて、且つ一定間隔をおいて配置されている。
【０１７９】
また、第１の面５０４ｓにおいて、第１傾斜溝２４５ｆと第２傾斜溝２４５ｓは連続していない。そして、第１傾斜溝２４５ｆ及び第２傾斜溝２４５ｓは、第１中央溝２４５ｃの両端位置から延びるように配置されている。
【０１８０】
透視平面図では、第１傾斜溝２４５ｆと第３傾斜溝２４６ｆとが、列方向Ｘに沿って交互に並べて、且つ一定間隔をおいて配置されており、また、第２傾斜溝２４５ｓと第４傾斜溝２４６ｓとが、列方向Ｘに沿って交互に並べて、且つ一定間隔をおいて配置されている。
【０１８１】
透視平面図では、第１傾斜溝２４５ｆと第４傾斜溝２４６ｓとが、行方向Ｙに沿って、交互に並べて配置されており、且つ端部で結合している。また、透視平面図において、第３傾斜溝２４６ｆと第２傾斜溝２４５ｓとが、行方向Ｙに沿って、交互に並べて配置されており、且つそれぞれの端部で結合している。
【０１８２】
そして、透視平面図においては、第１中央溝２４５ｃ、第１傾斜溝２４５ｆ、第２傾斜溝２４５ｓ、第２中央溝２４６ｃ、第３傾斜溝２４６ｆ、第４傾斜溝２４６ｓによって、複数の平行四辺形が形成される。金属放熱板は、このように構成されていてもよい。
【０１８３】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態の変形例について、図２３を用いて説明する。なお、上記の実施形態と同様の部分については、図に同一の符号を付してその説明を省略する。図２３は、第７実施形態に係る金属放熱板を示す図であり、（ａ）は透視平面図、（ｂ）はＣ−Ｃ’断面図である。以下、上記の第１実施形態とは異なる部分を中心に説明し、上記の第１実施形態と同様の事項については、その説明を省略する。なお、符号６０４、６０４ｓ、６０４ｔ、６４１、６４２、６４３、６４４、６４７を付した部分は、それぞれ、上記の実施形態において、符号４、４ｓ、４ｔ、４１、４２、４３、４４、４７を付した部分に相当する。図２２において、破線は、隠れた部分（裏側）における形状を示している。
【０１８４】
第１金属板（金属放熱板）６０４は、溝の形状が上記の実施形態とは異なる。第１金属板６０４は、図１の冷却構造体７における、第１金属板４の代わりに配置されるものであり、第１金属板６０４は、第１金属板４と同様に、電子部品（ＩＧＢＴ２ｂ及びダイオード２ｃ）と、絶縁基板３との間に配置される。
また、本実施形態に係る複合放熱板は、第１金属板６０４、及び絶縁基板３を有する。
【０１８５】
第１金属板（金属放熱板）６０４は、銅製の板状部材である。また、第１金属板４と同様に、第１金属板６０４の形状は、平面図において正方形となっている。また、第１金属板６０４は、絶縁基板３よりも大きな熱膨張率を有する。
【０１８６】
第１金属板６０４は、互いに平行な第１の面６０４ｓと第２の面６０４ｔとを有する。第１の面６０４ｓには、三つの第１環状溝（第１環状溝６４１ａ、第１環状溝６４１ｂ、及び、第１環状溝６４１ｃ）が、同心に形成されている。
【０１８７】
第２の面６０４ｔには、二つの第２環状溝（第２環状溝６４２ａ、及び第２環状溝６４２ｂ）が、同心に形成されている。また、第１の面６０４ｓにおける三つの第１環状溝、及び、第２の面における６０４ｔの二つの第２環状溝は、同一の中心（図２３の中心点Ｏ）を共有しており、同心に配置されている。
【０１８８】
また、それぞれの第１環状溝と、それぞれの第２環状溝とが、垂直方向Ｄに沿った同一直線上に位置することがないように配置されている。すなわち、複数の第１溝５４１と複数の第２溝５４２とが、第１金属板６０４の透視平面図（図２３（ａ））において、全く重ならないように配置されている。
【０１８９】
また、五つの環状溝は、第１環状溝６４１ａ、第２環状溝６４２ａ、第１環状溝６４１ｂ、第２環状溝６４２ｂ、及び第１環状溝６４１ｃの順に、径が大きくなっている。すなわち、五つの環状溝は、透視平面図において、内側から、第１環状溝６４１ａ、第２環状溝６４２ａ、第１環状溝６４１ｂ、第２環状溝６４２ｂ、及び第１環状溝６４１ｃの順に並ぶように（内側から、第１環状溝、及び第２環状溝が交互に）配置されている。
【０１９０】
なお、第１の面６０４ｓの中央には、円形領域６４４（平面領域６４３）が形成されている。円形領域６４４は、最内の環状溝である第１環状溝６４１ａの内側領域である。円形領域６４４の面積は、電子部品（ＩＧＢＴ２ｂ及びダイオード２ｃ）の設置面（底面）の面積よりも大きい。また、第２の面６０４ｔの中央にも、円形領域が平面状に形成されている。
【０１９１】
（効果）
本実施形態に係る複合放熱板により得られる効果について説明する。本実施形態に係る複合放熱板は、二つの電子部品（ＩＧＢＴ２ｂ、及びダイオード２ｃ）の放熱に用いられるものであって、絶縁基板３と、当該絶縁基板（絶縁性放熱板）３に接合され、且つ、当該絶縁基板３よりも大きな熱膨張率を有する第１金属板（金属放熱板）６０４と、を備える。第１金属板６０４は、互いに平行な第１の面６０４ｓと第２の面６０４ｔとを有し、第１の面６０４ｓには、三つの第１環状溝（第１環状溝６４１ａ、第１環状溝６４１ｂ、及び第１環状溝６４１ｃ）が、同心に形成されており、第２の面６０４ｔには、二つの第２環状溝（第２環状溝６４２ａ、及び第２環状溝６４２ｂ）が、同心に形成されており、複数の第１環状溝と、複数の第２環状溝とは同心に、且つ内側から交互に配置されており、それぞれの第１環状溝と、それぞれの第２環状溝とが、第１の面６０４ｓに垂直な方向に沿った同一直線上に位置することがないように配置されている。
【０１９２】
この構成では、第１金属板６０４の両面に、複数の第１環状溝と複数の第２環状溝とが、第１金属板６０４の透視平面図（図２３（ａ））において重ならないように、同心に配置されている。すなわち、全ての環状溝の径が異なる。そのため、第１金属板６０４は、加熱されたときに、溝部分を折り目として折れ曲がり、放熱板に垂直な一断面において、蛇腹状に波打った形状となる。
そして、電子部品の発熱に伴って絶縁基板３及び第１金属板６０４が加熱された場合に、絶縁基板３及び第１金属板６０４の熱膨張率の差が原因となって、第１金属板６０４の、電子部品近傍だけでなく、第１金属板６０４の全体が変形し、且つ、第１金属板６０４は、全体として見たときに、第１金属板６０４の表面に平行な方向に変形する。そのため、第１金属板６０４に、山状の反り変形が生じない。
以上のように、この構成により、絶縁性放熱板（絶縁基板３）に接合された金属放熱板（第１金属板４）の山状の歪みが抑制される。
【０１９３】
また、この構成では、複数の第１環状溝と、複数の第２環状溝とが、第１金属板６０４の透視平面図において全く重ならないように配置されているので、溝を形成することに起因した冷却効率の低下が抑えられる。
【０１９４】
（第２実施例）
次に、第１金属板６０４の実施例について、図２４を用いて説明する。図２４は、第７実施形態に係る金属放熱板の実施例を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。なお、図２４の断面位置Ａ−Ａ’は、図２３の断面位置Ｃ−Ｃ’に相当する。
【０１９５】
ここでは、第１金属板６０４を含む複合放熱板（第１金属板６０４に、絶縁基板３を接合したもの）を用いて、伝熱試験（シミュレーション）を行なった。試験は、上記の冷却構造体の形態で実施した。
【０１９６】
（試験条件）
以下、試験条件を示す。この試験条件は、第１実施例での条件と同様である。
・第１金属板の材質：銅
・第１金属板の幅：４０［ｍｍ］
・第１金属板の長さ：４０［ｍｍ］
・第１金属板の厚さ：２．０［ｍｍ］
・溝（第１溝及び第２溝）の幅：０．２［ｍｍ］
・溝の深さ：１．０［ｍｍ］
・第１環状溝６４１ａの半径：１１［ｍｍ］
・第１環状溝６４１ｃの半径：１９［ｍｍ］
・電子部品（ＩＧＢＴ２ｂ及びダイオード２ｃ）の単位面積当りの仕事率（合計）：１７５［Ｗ／ｃｍ２］
・電子部品下面の平均温度：６５［℃］
・第１環状溝の数：３本
・第２環状溝の数：２本
・使用した計算ソフト：ＡＢＡＱＵＳ（ＳＩＭＵＬＩＡ社製）
・接合部位：一箇所のみ（板の中央部）                        
・図の変形倍率：１０００倍（実際の変形量を、１０００倍に拡大して示している）
・第２の面６０４ｔの中央部（２０ｍｍ径の円領域）を除く部分の温度：６５度
【０１９７】
（比較例）
比較例として、図１１に示す従来の金属放熱板９０４を用いて同様の伝熱試験を行なった。具体的には、図１の冷却構造体において、第１金属板４を従来の金属放熱板９０４に置換したものを用いて、伝熱試験を行なった。比較例に係る金属放熱板９０４は、表面に溝が形成されていないことのみが、本実施例に係る第１金属板６０４と異なる。その他の実施条件（溝形状に関連しない試験条件）は、上記の第２実施例のものと同じである。
【０１９８】
（試験結果）
図２４における右上の指標の数値は、熱応力による生じた変形量を示しており、単位はメートル［ｍ］である。
伝熱試験の結果、比較例に比べて、本実施例の方が、金属放熱板の山状の歪みが抑制され、平板状態に近くなった。
【０１９９】
（他の実施形態について）
本発明の実施の形態は、上記の実施形態には限られない。例えば、第１溝及び第２溝の、列方向Ｘ及び行方向Ｙに関する、形状パターンの繰り返し数は、上記の数には限られず、これよりも多くても良いし、少なくてもよい。
【０２００】
また、第２金属板５１はなくてもよい。また、第２金属板５１が、本発明の金属放熱板（第１金属板２０４、第１金属板３０４、第１金属板４０４、第１金属板５０４、第１金属板６０４など）の構造を有していてもよい。すなわち、本発明の二枚の金属放熱板によって、絶縁性放熱板が挟まれていてもよい。また、放熱対象である電子部品の数は、二つには限られない。
【０２０１】
上記においては、電子部品、金属放熱板、絶縁基板３、第２金属板５１、及び水冷ジャケット５２の間が、はんだ付けによって接合されているが、これらの間は、熱伝導性を維持しつつ結合していればよく、これらの「接合」方法は、拡散接合、ろう付けなどであってもよい。
【０２０２】
上記の実施形態においては、金属放熱板の形状が、平面図において正方形となっているが、金属放熱板の形状は、平面図において長方形であってもよく、また、他の多角形の形状であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２０３】
本発明は、電子部品の放熱のための金属放熱板として利用できる。
【符号の説明】
【０２０４】
１    複合放熱板
２ｂ    ＩＧＢＴ（電子部品）
２ｃ    ダイオード（電子部品）
３    絶縁基板（絶縁性放熱板）
４    第１金属板（金属放熱板）
４ｓ    第１の面
４ｔ    第２の面
４１    第１溝
４１ｃ    中央線部
４１ｆ    端部
４２    第２溝
４２ｃ    中央線部
４２ｆ    端部
４３    平面領域
４４    円形領域
４７    円形領域
２４５ｃ    第１中央溝
２４５ｆ    第１傾斜溝
２４５ｓ    第２傾斜溝
２４６ｃ    第２中央溝
２４６ｆ    第３傾斜溝
２４６ｓ    第４傾斜溝
５１    第２金属板
５２    水冷ジャケット
５２ｒ    水路
７    冷却構造体
【図１】
2011035219.tif 000004
【図２】
2011035219.tif 000005
【図３】
2011035219.tif 000006
【図４】
2011035219.tif 000007
【図５】
2011035219.tif 000008
【図６】
2011035219.tif 000009
【図７】
2011035219.tif 000010
【図８】
2011035219.tif 000011
【図９】
2011035219.tif 000012
【図１０】
2011035219.tif 000013
【図１１】
2011035219.tif 000014
【図１２】
2011035219.tif 000015
【図１３】
2011035219.tif 000016
【図１４】
2011035219.tif 000017
【図１５】
2011035219.tif 000018
【図１６】
2011035219.tif 000019
【図１７】
2011035219.tif 000020
【図１８】
2011035219.tif 000021
【図１９】
2011035219.tif 000022
【図２０】
2011035219.tif 000023
【図２１】
2011035219.tif 000024
【図２２】
2011035219.tif 000025
【図２３】
2011035219.tif 000026
【図２４】
2011035219.tif 000027