(57)【要約】【課題】一方の伝熱部材と他方の伝熱部材との間の熱伝導率を向上させる複合伝熱部材及びその製造方法を提供すること。【解決手段】炭素のプレート１と、プレート１の表面を被覆する金属の鋳造成型体８とを有する複合伝熱部材９による。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素のプレートと、
前記プレートの表面を被覆する金属の鋳造成型体と
を有することを特徴とする複合伝熱部材。
【請求項２】
前記プレートに貫通孔が設けられ、
前記鋳造成型体の一部が、前記貫通孔に充填されたことを特徴とする請求項１に記載の複合伝熱部材。
【請求項３】
前記プレートを収容する金属のトレイを有し、
前記鋳造成型体は、前記プレートの上面と、前記トレイの外側面とを被覆したことを特徴とする請求項１又は２に記載の複合伝熱部材。
【請求項４】
前記鋳造成型体は、更に前記プレートの下面を被覆することを特徴とする請求項３に記載の複合伝熱部材。
【請求項５】
前記プレートに貫通孔が設けられ、
前記トレイの底に、前記プレートの前記貫通孔と連通する開口が設けられ、
前記鋳造成型体の一部が、前記貫通孔と前記開口とに充填されたことを特徴とする請求項３又は４に記載の複合伝熱部材。
【請求項６】
前記開口は、前記貫通孔よりも大きく、
前記鋳造成型体の前記一部が、前記開口から露出する前記プレートの前記表面を被覆したことを特徴とする請求項５に記載の複合伝熱部材。
【請求項７】
前記外側面に凹部が設けられ、
前記鋳造成型体は、前記凹部に嵌合する凸部を有することを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の複合伝熱部材。
【請求項８】
前記トレイの前記金属は、前記鋳造成型体の前記金属と同じであることを特徴とする請求項３乃至７のいずれか１項に記載の複合伝熱部材。
【請求項９】
前記鋳造成型体にフィンが設けられたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の複合伝熱部材。
【請求項１０】
前記鋳造成型体の前記金属は、マグネシウム合金又はアルミニウム合金であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の複合伝熱部材。
【請求項１１】
前記プレートは、グラフェンの積層体であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の複合伝熱部材。
【請求項１２】
前記積層体は、前記プレートの厚さ方向に対して垂直な方向に積層された前記グラフェンを有することを特徴とする請求項１１に記載の複合伝熱部材。
【請求項１３】
前記プレートは、
前記プレートの厚さ方向に対して垂直な第１の方向にグラフェンが積層されて構成された第１の積層体と、
前記プレートの厚さ方向に平行な第２の方向にグラフェンが積層されて構成された第２の積層体と、
を有し、
前記第１の方向及び前記第２の方向に垂直な第３の方向において、前記第１の積層体と前記第２の積層体とが互いに接していることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の複合伝熱部材。
【請求項１４】
前記プレートは、
前記プレートの厚さ方向に対して垂直な第１の方向にグラフェンが積層されて構成された第１の積層体と、
前記プレートの厚さ方向に平行な第２の方向にグラフェンが積層されて構成された第２の積層体と、
を有し、
前記トレイは、
前記第１の積層体を収容する第１の溝と、
前記第１の溝に繋がり、前記第２の積層体を収容する第２の溝と、
を有し、
前記第１の方向及び前記第２の方向に垂直な第３の方向において、前記第１の積層体と前記第２の積層体とが互いに接していることを特徴とする請求項３乃至１０のいずれか１項に記載の複合伝熱部材。
【請求項１５】
前記第３の方向にグラフェンが積層されて構成された第３の積層体を有し、
前記鋳造成型体は、前記第３の積層体の表面を被覆し、
前記第３の積層体は、前記第１の積層体に接すると共に、前記第１の積層体から前記第２の方向に立ち上がることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の複合伝熱部材。
【請求項１６】
前記第３の方向にグラフェンが積層されて構成された第３の積層体を有し、
前記鋳造成型体は、前記第３の積層体の表面を被覆し、
前記第３の積層体は、前記鋳造成型体の一部を前記第１の積層体との間に介在させて、前記第１の積層体から前記第２の方向に立ち上がることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の複合伝熱部材。
【請求項１７】
前記プレートは、前記プレートの厚さ方向に対して垂直な第１の方向にグラフェンが積層されて構成された第１の積層体を有し、
前記第１の方向において、前記第１の積層体の寸法と前記複合伝熱部材が取り付けられる熱源の寸法とが一致していることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の複合伝熱部材。
【請求項１８】
鋳型のキャビティ内に炭素のプレートを配置する工程と、
前記キャビティ内に溶融した金属を供給することにより、前記金属の鋳造成型体を形成して、該鋳造成型体で前記プレートの表面を被覆する工程と
を有することを特徴とする複合伝熱部材の製造方法。
【請求項１９】
前記キャビティ内に前記プレートを配置する工程では、金属のトレイに前記プレートを収容した状態で前記プレートを前記キャビティ内に配置し、
前記鋳造成型体で前記プレートの表面を被覆する工程では、前記鋳造成型体で前記プレートの上面と、前記トレイの外側面とを被覆することを特徴とする請求項１８に記載の複合伝熱部材の製造方法。
【請求項２０】
前記プレートは、
前記プレートの厚さ方向に対して垂直な第１の方向にグラフェンが積層されて構成された第１の積層体と、
前記プレートの厚さ方向に平行な第２の方向にグラフェンが積層されて構成された第２の積層体と、
を有し、
前記第１の方向及び前記第２の方向に垂直な第３の方向において、前記第１の積層体と前記第２の積層体とが互いに接していることを特徴とする請求項１８又は１９に記載の複合伝熱部材の製造方法。
【請求項２１】
前記トレイは、
第１の溝と、
前記第１の溝に繋がる第２の溝と、
を有し、
前記プレートは、
前記プレートの厚さ方向に対して垂直な第１の方向にグラフェンが積層されて構成された第１の積層体と、
前記プレートの厚さ方向に平行な第２の方向にグラフェンが積層されて構成された第２の積層体と、
を有し、
前記第１の溝内に前記第１の積層体を収容し、前記第２の溝内に前記第２の積層体を収容することで、前記第１の方向及び前記第２の方向に垂直な第３の方向において、前記第１の積層体と前記第２の積層体とが互いに接することを特徴とする請求項１９に記載の複合伝熱部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合伝熱部材、及び複合伝熱部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品や電子機器から発生した熱を移動させるヒートスプレッダの材料として銅プレートやグラフェンの積層体が使用されている。
【０００３】
これらのうち、グラフェンの積層体は、銅プレートよりも熱伝導率が高く、しかも比重が小さいので、小型化及び軽量化が可能であるという点でヒートスプレッダの材料として有用である。
【０００４】
一方、グラフェンの積層体は、一般に組成が脆いため、電子部品や電子機器のような熱源に接触させたり、取付部に取り付けたりする際の応力で破損する可能性がある。
【０００５】
このため、グラフェンの積層体を銅やアルミニウム等の金属で被覆して全体の強度を高めた複合伝熱部材が使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２３６７０号公報
【特許文献２】特開２０１２−２３８７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、前述の複合伝熱部材ではグラフェンの積層体と金属との接合界面における熱抵抗が大きいため、複合伝熱部材の全体としての熱伝導率が低下してしまう。
【０００８】
一側面によれば、熱伝導率を向上させることが可能な複合伝熱部材と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】
【０００９】
以下の開示の技術の一観点によれば、炭素のプレートと、前記プレートの表面を被覆する金属の鋳造成型体とを有する複合伝熱部材が提供される。
【００１０】
また、開示の技術の別の観点によれば、鋳型のキャビティ内に炭素のプレートを配置する工程と、前記キャビティ内に溶融した金属を供給することにより、前記金属の鋳造成型体を形威して、該鋳造成型体で前記プレートの表面を被覆する工程とを有する複合伝熱部材の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
以下の開示の技術によれば、炭素のプレートの表面が金属の鋳造成型体で被覆されているので、鋳造成型体がプレートの表面に面接触すると共に、鋳造成型体形成時の鋳造成型体とプレートとの収縮最の違いによって鋳造成型体がプレートの表面を押圧する。
【００１２】
これにより、鋳造成型体がプレートの表面に強く密着する。このため、鋳造成型体とプレートとの接合界面における熱抵抗が低下して、複合伝熱部材の熱伝導率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、第１実施形態に係る複合伝熱部材の製造途中の断面図（その１）である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る複合伝熱部材の製造途中の断面図（その２）である。
【図３】図３は、第１実施形態のプレートの構造を示す斜視図である。
【図４】図４（ａ）は、第１実施形態に係る複合伝熱部材の構造を示す斜視図であり、図４（ｂ）は、その構造のＩ−Ｉ線における断面図である。
【図５】図５（ａ）は、熱抵抗比率の計算で使用したモデル、発熱部としての点状熱源、及び冷却部との位置関係を示す上面図であり、図５（ｂ）は、それらの位置関係を示す側面図である。
【図６】図６は、第１実施形態の複合伝熱部材及び比較例の伝熱部材の熱抵抗比率を計算した結果を示すグラフである。
【図７】図７は、第１実施形態の第１の変形例のプレートの構造を示す斜視図である。
【図８】図８（ａ）は、第１実施形態の第１の変形例に係る複合伝熱部材の構造を示す斜視図であり、図８（ｂ）は、その構造のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。
【図９】図９（ａ）は、第１実施形態の第２の変形例のプレートの構造を示す斜視図であり、図９（ｂ）は、その構造のＩＶ−ＩＶ線における断面図である。
【図１０】図１０（ａ）は、第１実施形態の第２の変形例に係る複合伝熱部材の構造を示す斜視図であり、図１０（ｂ）は、その構造のＶ−Ｖ線における断面図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態に係る複合伝熱部材の製造途中の断面図（その１）である。
【図１２】図１２は、第２実施形態に係る複合伝熱部材の製造途中の断面図（その２）である。
【図１３】図１３（ａ）は、第２実施形態のトレイの構造を示す斜視図であり、図１３（ｂ）は、その構造のＶＩ−ＶＩ線における断面図である。
【図１４】図１４（ａ）は、第２実施形態においてプレートがトレイに収容された状態の構造を示す斜視図であり、図１４（ｂ）は、その構造のＶＩＩ−ＶＩＩ線における断面図である。
【図１５】図１５は、鋳造装置の構成を示す図である。
【図１６】図１６（ａ）は、第２実施形態に係る複合伝熱部材の構造を示す斜視図であり、図１６（ｂ）は、その構造のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面図である。
【図１７】図１７（ａ）は、第２実施形態の変形例のプレートの構造を示す斜視図であり、図１７（ｂ）は、その構造のＩＸ−ＩＸ線における断面図である。
【図１８】図１８（ａ）は、第２実施形態の変形例のトレイの構造を示す斜視図であり、図１８（ｂ）は、その構造のＸ−Ｘ線における断面図である。
【図１９】図１９（ａ）は、第２実施形態の変形例においてプレートがトレイに収容された状態の緯造を示す斜視図であり、図１９（ｂ）は、その構造のＸＩ−ＸＩ線における断面図である。
【図２０】図２０（ａ）は、第２実施形態の変形例に係る複合伝熱部材の構造を示す斜視図であり、図２０（ｂ）は、その構造のＸＩＩ−ＸＩＩ線における断面図である。
【図２１】図２１（ａ）は、第３実施形態に係る複合伝熱部材の構造を示す斜視図であり、図２１（ｂ）は、その構造のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線における断面図である。
【図２２】図２２は、第４実施形態のプレートの構造を示す斜視図である。
【図２３】図２３（ａ）は、第４実施形態に係る複合伝熱部材の構造を示す斜視図であり、図２３（ｂ）は、その構造のＸＩＶ−ＸＩＶ線における断面図である。
【図２４】図２４は、第４実施形態におけるプレートでの熱の伝達経路の例を示す図である。
【図２５】図２５（ａ）は、第４実施形態の変形例のプレートの構造を示す斜視図であり、図２５（ｂ）は、その構造のＸＶ−ＸＶ線における断面図である。
【図２６】図２６（ａ）は、第４実施形態の変形例に係る複合伝熱部材の構造を示す斜視図であり、図２６（ｂ）は、その構造のＸＶＩ−ＸＶＩ線における断面図である。
【図２７】図２７（ａ）は、第５実施形態においてプレートがトレイに収容された状態の構造を示す斜視図であり、図２７（ｂ）は、その構造のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線における断面図である。
【図２８】図２８（ａ）は、第５実施形態に係る複合伝熱部材の構造を示す斜視図であり、図２８（ｂ）は、その構造のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線における断面図である。
【図２９】図２９（ａ）は、第５実施形態の変形例のプレートの構造を示す斜視図であり、図２９（ｂ）は、その構造のＸＩＸ−ＸＩＸ線における断面図である。
【図３０】図３０（ａ）は、第５実施形態の変形例においてプレートがトレイに収容された状態の構造を示す斜視図であり、図３０（ｂ）は、その構造のＸＸ−ＸＸ線における断面図である。
【図３１】図３１（ａ）は、第５実施形態の変形例に係る複合伝熱部材の構造を示す斜視図であり、図３１（ｂ）は、その構造のＸＸＩ−ＸＸＩ線における断面図である。
【図３２】図３２（ａ）は、第６実施形態に係る複合伝熱部材の構造を示す斜視図であり、図３２（ｂ）は、その構造のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線における断面図である。
【図３３】図３３は、第７実施形態のトレイの構造を示す斜視図である。
【図３４】図３４は、第７実施形態においてＸＺ伝熱部材及びＸＹ伝熱部材がトレイに収容された状態の構造を示す斜視図である。
【図３５】図３５（ａ）は、第７実施形態に係る複合伝熱部材の構造を示す斜視図であり、図３５（ｂ）は、その構造のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ線における断面図である。
【図３６】図３６は、第７実施形態の変形例のトレイの構造を示す斜視図である。
【図３７】図３７は、第７実施形態の変形例においてＸＺ伝熱部材及びＸＹ伝熱部材がトレイに収容された状態の構造を示す斜視図である。
【図３８】図３８（ａ）は、第７実施形態の変形例に係る複合伝熱部材の構造を示す斜視図であり、図３８（ｂ）は、その構造のＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ線における断面図である。
【図３９】図３９は、第８実施形態に係る複合伝熱部材を示す斜視図である。
【図４０】図４０は、第８実施形態に係る複合伝熱部材に含まれるプレートの構成を示す斜視図である。
【図４１】図４１は、第８実施形態に係る複合伝熱部材に含まれるプレートの一部の構成を示す斜視図である。
【図４２】図４２は、第８実施形態におけるプレートでの熱の伝達経路の例を示す図である。
【図４３】図４３は、第９実施形態に係る複合伝熱部材を示す部分断面図である。
【図４４】図４４は、第９実施形態の第１変形例に係る複合伝熱部材を示す部分断面図である。
【図４５】図４５は、第９実施形態の第２変形例に係る複合伝熱部材を示す部分断面図である。
【図４６】図４６は、第９実施形態の第３変形例に係る複合伝熱部材を示す部分断面図である。
【図４７】図４７（ａ）は、第１０実施形態に係る複合伝熱部材の構造を示す斜視図であり、図４７（ｂ）は、その構造の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
本実施形態に係る複合伝熱部材について、その製造方法を追いながら説明する。
【００１５】
図１〜図２は、本実施形態に係る複合伝熱部材の製造途中の断面図である。
【００１６】
本実施形態では、以下のようにして複合伝熱部材としてヒートスプレッダを製造する。
【００１７】
まず、図１（ａ）に示すように、複合伝熱部材を構成する一方の伝熱部材として炭素のプレート１を用意する。
【００１８】
図３は、そのプレート１の構造を示す斜視図である。
【００１９】
図３に示すように、プレート１は、グラフェン２を積層してなる板状の伝熱部材である。
【００２０】
そのプレート１において、グラフェン２はＹ方向に積層されている。すなわち、グラフェン２は、プレート１の厚さ方向（Ｚ方向）に対して垂直な方向に積層されている。
【００２１】
また、グラフェン２の面内方向はＸ−Ｚ方向となっている。
【００２２】
一般に、グラフェン２の積層体では、グラフェン２の面内方向の熱伝導率が、グラフェン２の積層方向の熱伝導率よりも高い。
【００２３】
このため、プレート１は、Ｘ方向及びＺ方向の熱伝導率がＹ方向の熱伝導率よりも高い熱伝導異方性を有している。以下、このようなＸ方向及びＺ方向の熱伝導率がＹ方向の熱伝導率よりも高い伝熱部材のことをＸＺ伝熱部材とも呼ぶ。
【００２４】
この場合、Ｘ方向及びＺ方向におけるプレート１の熱伝導率は約８００Ｗ／ｍ・ｋとなり、Ｙ方向の熱伝導率は１０〜２０Ｗ／ｍ・ｋ程度となる。
【００２５】
プレート１の材料はグラフェン２の積層体に限定されない。例えば、その材料として、グラファイト、高配向性熱分解グラファイト（Highly 0riented Pyrolytic Graphite：ＨＯＰＧ）、又はダイアモンドを使用し得る。
【００２６】
また、プレート１の上面１ａ及び下面１ｂは矩形状である。その上面１ａ及び下面１ｂの長い方の辺が伸びる方向がＸ方向となり、短い方の辺が伸びる方向がＹ方向となっている。
【００２７】
そして、図１（ａ）に示すように、このような構造のプレート１のＸ方向の両端部に固定具３を取り付け、これらを鋳型４の下部４ａの内側の空間内に設置する。
【００２８】
続いて、下部４ａの上に鋳型の上部４ｂを載置して固定する。これにより、下部４ａと上部４ｂとの間にキャビティ６を形成する。
【００２９】
このようにして、鋳型４のキャビティ６内にプレート１を配置する。
【００３０】
次に、図１（ｂ）に示すように、後述する鋳造成型体の材料として７００℃程度の温度の溶融した金属７を用意し、鋳型４の上部４ｂの注揚口４ｃから注ぎ込む。
【００３１】
このようにして、溶融した金属７を鋳型４のキャビティ６内に供給する。
【００３２】
金属７の種類は特に限定されない。例えば、金属７としてマグネシウム合金やアルミニウム合金を使用し得る。
【００３３】
本実施形態では、金属７として、マグネシウムにアルミニウムと亜鉛とを含み、熱伝導率が５１〜１００Ｗ／ｍ・ｋ程度のマグネシウム合金を使用する。そして、そのマグネシウム合金を７００℃程度の温度で加熱することにより、溶融した金属７を形成する。
【００３４】
一方、鋳型４は、マグネシウム合金の凝固温度（約４００℃）よりも低い温度となっている。
【００３５】
このため、溶融した金属７はキャビティ６内に供給された直後から凝固し始める。
【００３６】
続いて、図２に示すように、金属７の温度を室温程度まで下げて、固定具３が取り付けられている部分以外のプレート１の表面を被覆する鋳造成型体８を形成する。
【００３７】
このとき、鋳造成型体８がプレート１の表面の凹凸の形状を転写して、鋳造成型体８がプレート１の表面に面接触するようになる。
【００３８】
また、鋳造成型体８の材料であるマグネシウム合金は、凝固温度から室温に温度が下がるときに収縮する。一方、プレート１の材料であるグラフェン２の積層体は、このときに殆ど収縮しないか、あるいは僅かに膨張する。
【００３９】
このように、熱膨張率の相違によって鋳造成型体８とプレート１とに収縮量の違いが生じることにより、図２の破線円内で矢印に示すように鋳造成型体８がプレート１の表面を押圧するようになる。
【００４０】
これらにより、鋳造成型体８がプレート１の表面に強く密着する。
【００４１】
このため、鋳造成型体８とプレート１との接合界面における熱抵抗が低下して、鋳造成型体８とプレート１との熱伝導の効率が向上する。
【００４２】
その後、鋳型４の上部４ｂを下部４ａから取り外し、更に下部４ａからプレート１及び鋳造成型体８を固定具３ごと取り出す。そして、プレート１及び鋳造成型体８の一部を切断して、固定具３及びバリ等を削除する。
【００４３】
以上により、本実施形態に係る複合伝熱部材９の基本構造が完成する。
【００４４】
図４（ａ）は、その複合伝熱部材９の構造を示す斜視図であり、図４（ｂ）は、その構造のＩ−Ｉ線における断面図である。
【００４５】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、複合伝熱部材９は、一方の伝熱部材としてのグラフェン２の積層体のプレート１と、他方の伝熱部材としてのＸ方向の側面１ｃ以外のプレート１の表面を被覆したマグネシウム合金の鋳造成型体８とを備えている。
【００４６】
プレート１は、Ｘ方向及びＺ方向の熱伝導率がＹ方向の熱伝導率よりも高いＸＺ伝熱部材である。このため、プレート１を含む複合伝熱部材９も基本的にはＸＺ伝熱部材となる。
【００４７】
但し、プレート１の表面がマグネシウム合金の鋳造成型体８で被覆されているので、比較的低いＹ方向の熱伝導率も高めることができる。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態に係る複合伝熱部材９によれば、炭素のプレート１の表面が金属の鋳造成型体８で被覆されている。
【００４９】
このため、鋳造成型体８がプレート１の表面に面接触すると共に、鋳造成型体８とプレート１とに収縮量の違いが生じて、図２の破線円内で矢印に示すように鋳造成型体８がプレート１の表面を押圧する。
【００５０】
これにより、鋳造成型体８がプレート１の表面に強く密着する。このため、鋳造成型体８とプレート１との接合界面における熱抵抗が低下して、熱伝導部材や熱伝導接着剤を使用しなくても複合伝熱部材９の熱伝導率を向上させることができる。
【００５１】
しかも、鋳造成型体８の形成時に生じた鋳造成型体８とプレート１との収縮量の違いにより、複合伝熱部材９が製造された後にも鋳造成型体８には残留引張応力が存在し、プレート１には残留圧縮応力が存在する。
【００５２】
そして、例えば、複合伝熱部材９を１５０℃程度の高温の環境で使用したときでも、これらの残留応力は小さくなるとしても失われないので、図４（ｂ）の破線円内で矢印に示すように鋳造成型体８がプレート１の表面を押圧し続ける。
【００５３】
このため、鋳造成型体８とプレート１との良好な熱伝導率を維持することができる。
【００５４】
なお、本実施形態に係る複合伝熱部材９では、固定具３を削除したことにより、プレート１の側面１ｃは鋳造成型体８で被覆されずに露出する。
【００５５】
前述したように、そのプレート１には残留圧縮応力が存在する。このため、高温の環境で使用したときに、複合伝熱部材９がＸ方向に熱膨張するのを抑制することができる。
【００５６】
また、複合伝熱部材９では、グラフェン２の積層体のプレート１とマグネシウム合金の鋳造成型体８とを組み合わせることにより、銅の熱伝導率（３９１Ｗ／ｍ・ｋ）と同程度の熱伝導率を有しながら、その比重（２．１ｇ／ｃｍ３）を銅の比重（８．９ｇ／ｃｍ３）よりも大幅に小さくすることができる。
【００５７】
このため、複合伝熱部材９を軽重化又は小型化することができる。
【００５８】
本願発明者は、複合伝熱部材９における熱抵抗が実際に低下することを確かめるため、比較例として銅のみの伝熱部材を作製し、その伝熱部材と本実施形態に係る複合伝熱部材９の各々の熱抵抗比率を計算した。
【００５９】
図５（ａ）は、熱抵抗比率の計算で使用したモデル、発熱部としての点状熱源、及び冷却部との位置関係を示す上面図であり、図５（ｂ）は、それらの位置関係を示す側面図である。
【００６０】
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、モデル１０としての複合伝熱部材９及び銅の伝熱部材のＹ方向の長さは３７ｍｍで、Ｚ方向の長さ、すなわち厚さは３ｍｍである。そして、モデル１０のＸ方向の長さを変えながら、点状熱源１１と冷却部１２との間の熱抵抗比率を計算した。
【００６１】
また、点状熱源１１のＸ方向の長さは１ｍｍで、Ｙ方向の長さは１ｍｍであり、その点状熱源１１を、モデル１０のＸ方向における一方の端から５ｍｍの位置に配置した。更に、冷却部１２をモデル１０のＸ方向における一方の端から１０ｍｍまでの領域に配置した。
【００６２】
図６は、本実施形態の複合伝熱部材９及び比較例の伝熱部材の熱抵抗比率を計算した結果を示すグラフである。図６において、横軸はモデル１０のＸ方向における長さを示し、縦軸は試料の熱抵抗比率を示している。
【００６３】
図６に示すように、モデル１０のＸ方向の長さが７０ｍｍ程度までは比較例の伝熱部材が本実施形態の複合伝熱部材９よりも熱抵抗比率が低い。
【００６４】
しかし、モデル１０のＸ方向の長さが７０ｍｍよりも長くなると、本実施形態の複合伝熱部材９が比較例の伝熱部材よりも熱抵抗比率が低くなる。例えば、モデル１０の長さが１５０ｍｍである場合には、複合伝熱部材９は比較例の伝熱部材の熱抵抗比率の７４％程度まで低下する。
【００６５】
この結果より、本実施形態の複合伝熱部材９による熱抵抗の低下の効果が確かめられた。
【００６６】
次に、本実施形態の変形例について説明する。
【００６７】
（第１の変形例）
上述した第１実施形態では、プレート１としてＸＺ伝熱部材のプレートを使用したが、本変形例では、ＸＺ伝熱部材とは異なる熱伝導率異方性を有する伝熱部材のプレートを使用する。
【００６８】
なお、本変形例において、第１実施形態と同じ要素には第１実施形態におけるそれと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【００６９】
図７は、本変形例のプレートの構造を示す斜視図である。
【００７０】
図７に示すように、プレート１３は、グラフェン２の積層体からなる薄い板状の伝熱部材である。
【００７１】
そのプレート１３において、グラフェン２は、プレート１３の厚さ方向、すなわちＺ方向に積層されている。
【００７２】
このため、プレート１３は、Ｘ方向及びＹ方向の熱伝導率がＺ方向の熱伝導率よりも高い熱伝導異方性を有している。以下、このようなＸ方向及びＹ方向の熱伝導率がＺ方向の熱伝導率よりも高い伝熱部材のことをＸＹ伝熱部材とも呼ぶ。
【００７３】
このような構造のプレート１３に対して、第１実施形態の図１（ａ）〜図２の工程と、その後の固定具３及びバリ等の削除とを行うことにより、本変形例に係る複合伝熱部材の構造が得られる。
【００７４】
図８（ａ）は、その複合伝熱部材の構造を示す斜視図であり、図８（ｂ）は、その構造のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。
【００７５】
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、本変形例に係る複合伝熱部材１４は、グラフェン２の積層体のプレート１３と、Ｘ方向の側面１３ｃ以外のプレート１３の表面を被覆したマグネシウム合金の鋳造成型体８とを備えている。
【００７６】
前述したように、プレート１３は、Ｘ方向及びＹ方向の熱伝導率がＺ方向の熱伝導率よりも高いＸＹ伝熱部材である。このため、プレート１３を含む複合伝熱部材１４も基本的にはＸＹ伝熱部材となる。
【００７７】
但し、プレート１３の表面がマグネシウム合金の鋳造成型体８で被覆されているので、比較的低いＺ方向の熱伝導率も高めることができる。
【００７８】
（第２の変形例）
本変形例では、プレート１とは異なる形状のプレートを使用する。
【００７９】
なお、本変形例において、第１実施形態と同じ要素には第１実施形態におけるそれと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【００８０】
図９（ａ）は、本変形例のプレートの構造を示す斜視図であり、図９（ｂ）は、その構造のＩＶ−ＩＶ線における断面図である。
【００８１】
図９（ａ）、（ｂ）に示すように、プレート１５は、第１実施形態のプレート１と同じく、グラフェン２の積層体から形成された薄い板状のＸＺ伝熱部材である。
【００８２】
一方、本変形例のプレート１５は、第１実施形態のプレート１とは異なり、上面１５ａから下面１５ｂに至る貫通孔１５ｄが設けられている。
【００８３】
その貫通孔１５ｄを設ける位置及び数は特に限定されない。本実施形態では、プレート１５のＸ方向の中央において、Ｙ方向に間隔をおいて２つの貫通孔１５ｄを設ける。
【００８４】
このような構造のプレート１５に対して、第１実施形態の図１（ａ）〜図２の工程と、その後の固定具３及びバリ等の削除とを行うことにより、本変形例に係る複合伝熱部材の構造が得られる。
【００８５】
図１０（ａ）は、その複合伝熱部材の構造を示す斜視図であり、図１０（ｂ）は、その構造のＶ−Ｖ線における断面図である。
【００８６】
図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、本変形例に係る複合伝熱部材１６は、グラフェン２の積層体のプレート１５と、Ｘ方向の側面１５ｃ以外のプレート１５の表面を被覆したマグネシウム合金の鋳造成型体８とを備えている。
【００８７】
本変形例によれば、鋳造成型体８の一部８ａがプレート１５の貫通孔１５ｄに充填されている。
【００８８】
これにより、その一部８ａを介してプレート１５の上面１５ａを被覆する鋳造成型体８と下面１５ｂを被覆する鋳造成型体８とが連結される。
【００８９】
前述したように、鋳造成型体８の形成時に生じた鋳造成型体８とプレート１５との収縮量の違いにより、矢印で示すように鋳造成型体８には残留引張応力ＴＳが存在する。
【００９０】
そして、複合伝熱部材１６を高温の環境で使用したときでも、この残留引張応力ＴＳは失われないので、破線円内で矢印に示すように鋳造成型体８がプレート１５の表面を押圧し続ける。このため、鋳造成型体８とプレート１５との良好な熱伝導率を維持することができる。
【００９１】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態とは異なる鋳造方法によって複合伝熱部材を製造する。
【００９２】
図１１〜図１２は、本実施形態に係る複合伝熱部材の製造途中の断面図である。なお、図１１〜図１２において、第１実施形態と同じ要素には第１実施形態におけるそれと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【００９３】
本実施形態では、以下のようにして複合伝熱部材としてヒートスプレッダを製造する。
【００９４】
まず、図１１（ａ）に示すように、複合伝熱部材を構成する一方の伝熱部材として炭素のプレート１と、そのプレート１を収容する金属のトレイ１７とを用意する。
【００９５】
これらのうち、プレート１は、グラフェン２の積層体から形成された薄い板状のＸＺ伝熱部材である。
【００９６】
一方、トレイ１７は、以下のような構造となっている。
【００９７】
図１３（ａ）は、そのトレイ１７の構造を示す斜視図であり、図１３（ｂ）は、その構造のＶＩ−ＶＩ線における断面図である。
【００９８】
図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、トレイ１７は、上面が開口した有底の金属の容器である。
【００９９】
また、トレイ１７の外側面１７ａの下側には凹部１７ｂが設けられている。この凹部１７ｂの機能については後述する。
【０１００】
トレイ１７を形成する金属の種類は特に限定されない。例えば、トレイ１７を形成する金属としてマグネシウム合金やアルミニウム合金を使用し得る。本実施形態では、その金属として、マグネシウムにアルミニウムと亜鉛とを含み、熱伝導率が５１〜１００Ｗ／ｍ・ｋ程度のマグネシウム合金を使用する。
【０１０１】
トレイ１７の作製方法も特に限定されない。例えば、後述するチクソモールディング法又はダイカスト法によってトレイ１７を作製し得る。
【０１０２】
このような構造のプレート１及びトレイ１７を用意した後、プレート１をトレイ１７に収容する。
【０１０３】
図１４（ａ）は、プレート１がトレイ１７に収容された状態の構造を示す斜視図であり、図１４（ｂ）は、その構造のＶＩＩ−ＶＩＩ線における断面図である。
【０１０４】
図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、プレート１の表面のうちの下面１ｂがトレイ１７の内側底面１７ｃ（図１３（ａ）、（ｂ）参照）に接するように、プレート１がトレイ１７に収容されている。
【０１０５】
これにより、プレート１の下面１ｂ及び側面１ｃがトレイ１７で被覆され、プレート１の上面１ａのみが露出する。
【０１０６】
そして、プレート１がトレイ１７に収容された状態のプレート１及びトレイ１７を鋳造装置の金型のキャビティ内に配置する。
【０１０７】
図１５は、その鋳造装置の構成を示す図である。この図１５では、後述する成型部の一部の断面構造を併せて示している。
【０１０８】
図１５に示すように、鋳造装置１８は、チクソモールディング法によって金属の鋳造成型体を製造する装置であり、原料供給部１９、溶融金属射出部２０、及び成型部２１を備えている。
【０１０９】
これらのうち、原料供給部１９は、溶融金属射出部２０に連結されており、後述する溶融した金属の原料となる金属のチップを溶融金属射出部２０に供給する。
【０１１０】
原料となる金属のチップの種類は特に限定されない。例えば、金属のチップとして、マグネシウム合金のチップやアルミニウム合金のチップを使用し得る。本実施形態では、その金属のチップとして、マグネシウムにアルミニウムと亜鉛とを含み、熱伝導率が５１〜１００Ｗ／ｍ・ｋ程度のマグネシウム合金のチップを使用する。
【０１１１】
溶融金属射出部２０は、原料供給部１９から供給された金属のチップを溶融し、溶融した金属に圧力を加えながらこの溶融した金属を成型部２１に射出する。
【０１１２】
その溶融金属射出部２０は、シリンダ２２と、シリンダ２２の外側の表面を被覆するヒータ２３と、シリンダ２２の内側の空間内に設置された不図示のスクリューとを備えている。これらのシリンダ２２、ヒータ２３及びスクリューの動作については後述する。
【０１１３】
成型部２１は、固定盤２４に取り付けられた固定金型２５と、可動盤２６に取り付けられた可動金型２７とを備え、可動金型２７の移動によって固定金型２５と可動金型２７との間にキャビティ２８を閉鎖（形成）したり、キャビティ２８を開放したりする。
【０１１４】
このような構成の鋳造装置１８において、図１１（ａ）に示すように、トレイ１７の外側底面１７ｄが固定金型２５の表面２５ａに接するように、プレート１がトレイ１７に収容された状態のプレート１及びトレイ１７を固定金型２５の表面２５ａ上に載置し、不図示の固定具によって固定する。
【０１１５】
その後、可動金型２７を固定金型２５側に移動させて、固定金型２５と可動金型２７との間にキャビティ２８を形成する。
【０１１６】
このようにして、金型２５、２７のキャビティ２８内に、プレート１がトレイ１７に収容された状態のプレート１及びトレイ１７を配置する。
【０１１７】
次に、以下のようにしてキャビティ２８内に溶融した金属を供給する。
【０１１８】
まず、鋳造装置１８の溶融金属射出部２０では、ヒータ２３によってシリンダ２２を加熱しておく。本実施形態では、原料としてマグネシウム合金のチップを使用するので、ヒータ２３によってマグネシウム合金の融点に近い６００℃程度の温度でシリンダ２２を加熱しておく。
【０１１９】
また、成型部２１では、不図示のヒータによって固定金型２５及び可動金型２７を３００℃程度の温度に加熱しておく。
【０１２０】
このような状態の鋳造装置１８において、原料供給部１９からシリンダ２２内に原料としてマグネシウム合金のチップを投入する。そして、シリンダ２２内で不図示のスクリューを回転させる。
【０１２１】
これにより、シリンダ２２内でマグネシウム合金のチップが固液共存の半溶融状態となる。更に、スクリューの回転による剪断応力がこの状態のマグネシウム合金に付加され、樹枝状の固相が細かく切断されて粒状になる。
【０１２２】
この結果、粘性が低下して流動性が増大したチクソトロピー状態のマグネシウム合金がシリンダ２２内で形成される。また、スクリューを回転させることにより、チクソトロピー状態のマグネシウム合金は圧力を加えられながら、溶融した金属２９として成型部２１に射出される。
【０１２３】
このようにして、図１１（ｂ）に示すように、溶融した金属２９を成型部２１の金型２５、２７のキャビティ２８内に供給する。
【０１２４】
前述したように、金型２５、２７は、マグネシウム合金の凝固温度（約４００℃）よりも低い３００℃程度の温度となっている。このため、溶融した金属２９はキャビティ２８内に供給された直後から凝固し始める。
【０１２５】
続いて、図１２に示すように、不図示の金型２５、２７のヒータをオフにすることにより、金属２９の温度を室温程度まで下げて、トレイ１７の外側面１７ａ及びプレート１の上面１ａを被覆する鋳造成型体３０を形成する。
【０１２６】
このとき、鋳造成型体３０がトレイ１７の外側面１７ａ及びプレート１の上面１ａの凹凸の形状を転写して、鋳造成型体３０がトレイ１７の外側面１７ａ及びプレート１の上面１ａに面接触するようになる。
【０１２７】
また、鋳造成型体３０の材料であるマグネシウム合金は、凝固温度から室温に温度が下がるときに収縮する。一方、プレート１の材料であるグラフェン２の積層体は、このときに殆ど収縮しないか、あるいは僅かに膨張する。
【０１２８】
このように、溶融した金属２９の凝固後に鋳造成型体３０とプレート１とに収縮量の違いが生じることにより、図１２の破線円内で矢印に示すように鋳造成型体３０がプレート１の上面１ａを押圧するようになる。
【０１２９】
これらにより、鋳造成型体３０がプレート１の上面１ａに強く密着する。
【０１３０】
このため、鋳造成型体３０とプレート１との接合界面における熱抵抗が低下して、鋳造成型体３０とプレート１との熱伝導率が向上する。
【０１３１】
更に、鋳造成型体８の形成時に鋳造成型体３０の一部がトレイ１７の外側面１７ａの凹部１７ｂ内に充填されて、この凹部１７ｂに嵌合する凸部３０ｂが形成される。
【０１３２】
その後、可動金型２７を固定金型２５から離れるように移動させて、固定金型２５からプレート１及びトレイ１７を被覆した状態の鋳造成型体３０を取り出す。
【０１３３】
そして、プレート１、トレイ１７及び鋳造成型体３０の一部を切断して、不図示の固定具及びバリ等を削除する。
【０１３４】
以上により、本実施形態に係る複合伝熱部材３１の基本構造が完成する。
【０１３５】
図１６（ａ）は、その複合伝熱部材３１の構造を示す斜視図であり、図１６（ｂ）は、その構造のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面図である。
【０１３６】
図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、複合伝熱部材３１は、一方の伝熱部材としてのグラフェン２の積層体のプレート１と、他方の伝熱部材としての上面１ａ以外のプレート１の表面を被覆したマグネシウム合金のトレイ１７、及びプレート１の上面１ａを被覆したマグネシウム合金の鋳造成型体３０とを備えている。
【０１３７】
プレート１は、Ｘ方向及びＺ方向の熱伝導率がＹ方向の熱伝導率よりも高いＸＺ伝熱部材である。このため、プレート１を含む複合伝熱部材３１も基本的にはＸＺ伝熱部材となる。
【０１３８】
但し、プレート１の表面がマグネシウム合金のトレイ１７及び鋳造成型体３０で被覆されているので、比較的低いＹ方向の熱伝導率も高めることができる。
【０１３９】
以上説明したように、本実施形態に係る複合伝熱部材３１によれば、炭素のプレート１の表面が金属のトレイ１７及び鋳造成型体３０で被覆されている。
【０１４０】
特に、プレート１の上面１ａが鋳造成型体３０で被覆されている。
【０１４１】
このため、鋳造成型体３０がプレート１の上面１ａに面接触すると共に、鋳造成型体３０の形成時に鋳造成型体３０とプレート１とに収縮量の違いが生じることにより、鋳造成型体３０がプレート１の上面１ａを押圧するようになる。
【０１４２】
これにより、鋳造成型体３０がプレート１の上面１ａに強く密着する。
【０１４３】
このため、鋳造成型体３０とプレート１との接合界面における熱抵抗が低下して、熱伝導部材や熱伝導接着剤を使用せずに鋳造成型体３０とプレート１との熱伝導率を向上させることができる。
【０１４４】
しかも、鋳造成型体３０の形成時に生じた鋳造成型体３０とプレート１との収縮量の違いにより、複合伝熱部材３１が製造された後にも鋳造成型体３０には残留引張応力が存在し、プレート１には残留圧縮応力が存在する。
【０１４５】
そして、複合伝熱部材３１を高温の環境で使用したときでも、これらの残留応力は失われないので、図１６（ｂ）の破線円内で矢印に示すように鋳造成型体３０がプレート１の上面１ａを押圧し続ける。
【０１４６】
このため、鋳造成型体３０とプレート１との良好な熱伝導率を維持することができる。
【０１４７】
また、複合伝熱部材３１では、グラフェン２の積層体のプレート１とマグネシウム合金のトレイ１７及び鋳造成型体３０とを組み合わせることにより、銅の熱伝導率と同程度の熱伝導率を有しながら、その比重を銅の比重よりも大幅に小さくすることができる。
【０１４８】
このため、複合伝熱部材３１を軽量化又は小型化することができる。
【０１４９】
しかも、プレート１が金属のトレイ１７に収容されているので、組成が脆く、崩れ易いプレート１の取り扱いが容易になる。
【０１５０】
また、本実施形態によれば、トレイ１７の外側面１７ａの凹部１７ｂに鋳造成型体３０の凸部３０ｂが嵌合しているので、鋳造成型体３０がトレイ１７から外れるのを抑制することができる。
【０１５１】
上述した本実施形態では、鋳造成型体３０をチクソモールディング法によって形成しているが、鋳造成型体３０の形成方法はこれに限定されない。例えば、ダイカスト法によって鋳造成型体を形成してもよい。
【０１５２】
また、ＸＺ伝熱部材であるプレート１をトレイ１７に収容しているが、図７に示すＸＹ伝熱部材であるプレート１３をトレイ１７に収容してもよい。更に、ＸＺ伝熱部材のプレート及びＸＹ伝熱部材のプレートによって所望の熱移動経路を形成して、トレイ１７に収容してもよい。
【０１５３】
（変形例）
本変形例では、上述した第２実施形態とは異なる形状のプレート及びトレイを使用する。
【０１５４】
なお、本変形例において、第２実施形態と同じ要素には第２実施形態におけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【０１５５】
図１７（ａ）は、本変形例のプレートの構造を示す斜視図であり、図１７（ｂ）は、その構造のＩＸ−ＩＸ線における断面図である。
【０１５６】
図１７（ａ）、（ｂ）に示すように、プレート３２は、第２実施形態のプレート１と同じく、グラフェン２の積層体から形成された薄い板状のＸＺ伝熱部材である。
【０１５７】
一方、本変形例のプレート３２は、第２実施形態のプレート１と異なり、上面３２ａから下面３２ｂを貫通する貫通孔３２ｄが設けられている。
【０１５８】
その貫通孔３２ｄを設ける位置及び数は特に限定されない。本実施形態では、プレート３２のＸ方向の左側端部、中央、及び右側端部において、Ｙ方向に間隔をおいて２つずつ貫通孔３２ｄを設ける。
【０１５９】
また、図１８（ａ）は、本変形例のトレイの構造を示す斜視図であり、図１８（ｂ）は、その構造のＸ−Ｘ線における断面図である。
【０１６０】
図１８（ａ）、（ｂ）に示すように、トレイ３３は、上面が開口した有底の金属の容器である。
【０１６１】
また、トレイ３３の外側面３３ａの下側には凹部３３ｂが設けられている。
【０１６２】
更に、トレイ３３の底には、中央に第１の開口３３ｅが設けられ、左側端部及び右側端部に第１の開口３３ｅよりも大きい第２の開口３３ｆが設けられている。これらの開口３３ｅ、３３ｆを設ける位置及び数については後述する。
【０１６３】
また、第１の開口３３ｅ及び第２の開口３３ｆは、トレイ３３の外側底面３３ｄから内側底面３３ｃに向かうにつれて幅が狭くなるテーパ形状となっている。
【０１６４】
トレイ３３を形成する金属の種類は特に限定されない。
【０１６５】
例えば、トレイ３３を形成する金属としてマグネシウム合金やアルミニウム合金を使用し得る。本実施形態では、その金属として、マグネシウムにアルミニウムと亜鉛とを含み、熱伝導率が５１〜１００Ｗ／ｍ・ｋ程度のマグネシウム合金を使用する。
【０１６６】
トレイ３３の作製方法も特に限定されない。例えば、チクソモールディング法又はダイカスト法によってトレイ３３を作製し得る。
【０１６７】
このような構造のプレート３２及びトレイ３３を用意した後、プレート３２をトレイ３３に収容する。
【０１６８】
図１９（ａ）は、プレート３２がトレイ３３に収容された状態の構造を示す斜視図であり、図１９（ｂ）は、その構造のＸＩ−ＸＩ線における断面図である。
【０１６９】
図１９（ａ）、（ｂ）に示すように、プレート３２の表面のうちの下面３２ｂがトレイ３３の内側底面３３ｃ（図１８（ａ）、（ｂ）参照）に接するように、プレート３２がトレイ３３に収容されている。
【０１７０】
これにより、プレート３２の下面３２ｂ及び側面３２ｃがトレイ３３で被覆され、プレート３２の上面３２ａのみが露出する。
【０１７１】
また、プレート３２の貫通孔３２ｄのうち、中央の２つの貫通孔３２ｄが、プレート３２の厚さ方向（Ｚ方向）でトレイ３３の中央の２つの第１の開口３３ｅと連通する。
【０１７２】
更に、左側端部の２つの貫通孔３２ｄが、貫通孔３２ｄよりも大きいトレイ３３の左側端部の第２の開口３３ｆとＺ方向で連通し、右側端部の２つの貫通孔３２ｄが、貫通孔３２ｄよりも大きいトレイ３３の右側端部の第２の開口３３ｆとＺ方向で連通する。
【０１７３】
このようにプレート３２がトレイ３３に収容された状態のプレート３２及びトレイ３３に対して、第２実施形態の図１１（ａ）〜図１２の工程と、その後の固定具及びバリ等の削除とを行うことにより、本変形例に係る複合伝熱部材の構造が得られる。
【０１７４】
図２０（ａ）は、その複合伝熱部材の構造を示す斜視図であり、図２０（ｂ）は、その構造のＸＩＩ−ＸＩＩ線における断面図である。
【０１７５】
図２０（ａ）、（ｂ）に示すように、本変形例に係る複合伝熱部材３４は、一方の伝熱部材としてのグラフェン２の積層体のプレート３２と、他方の伝熱部材としての上面３２ａ以外のプレート３２の表面を被覆したマグネシウム合金のトレイ３３、及びプレート３２の上面３２ａを被覆したマグネシウム合金の鋳造成型体３０とを備えている。
【０１７６】
本変形例によれば、鋳造成型体３０の一部３０ａがプレート３２の貫通孔３２ｄとトレイ３３の開口３３ｅ、３３ｆとに充填されている。
【０１７７】
これにより、その一部３０ａを介してプレート３２の上面３２ａを被覆する鋳造成型体３０と下面３２ｂを被覆する鋳造成型体３０とが連結される。
【０１７８】
前述したように、鋳造成型体３０の形成時に生じた鋳造成型体３０とプレート３２との収縮量の違いにより、複合伝熱部材３４が製造された後にも矢印で示すように鋳造成型体３０には残留引張応力ＴＳが存在する。
【０１７９】
そして、高温の環境で使用したときでも、この残留引張応力ＴＳは失われないので、破線円内で矢印に示すように鋳造成型体３０がプレート３２の上面３２ａを押圧し続けることができる。
【０１８０】
更に、トレイ３３の第２の開口３３ｆが、これと連通するプレート３２の貫通孔３２ｄよりも大きい。
【０１８１】
このため、その第２の開口３３ｆに充填された鋳造成型体３０の一部３０ａにより、破線円内で矢印に示すように鋳造成型体３０がプレート３２の下面３２ｂも押圧し続けることができる。
【０１８２】
これらにより、鋳造成型体３０とプレート３２とのより一層良好な熱伝導率を維持することができる。
【０１８３】
また、本変形例によれば、トレイ３３の外側面３３ａの凹部３３ｂに、鋳造成型体３０の凸部３０ｂが嵌合している。これに加えて、トレイ３３の底のテーパ形状の第１の開口３３ｅ及び第２の開口３３ｆに、鋳造成型体３０の一部３０ａが嵌合している。
【０１８４】
これらにより、鋳造成型体３０がトレイ３３から外れるのをより一層抑制することができる。
【０１８５】
（第３実施形態）
第１実施形態及び第２実施形態では、複合伝熱部材としてヒートスプレッダを製造したが、本実施形態では、複合伝熱部材としてヒートシンクの機能を兼ねたヒートスプレッダを製造する。
【０１８６】
図２１（ａ）は、その複合伝熱部材の構造を示す斜視図であり、図２１（ｂ）は、その構造のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線における断面図である。なお、図２１において、第２実施形態と同じ要素には第２実施形態におけるそれと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【０１８７】
図２１（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態に係る複合伝熱部材３５は、基本的には第２実施形態に係る複合伝熱部材３１と同じ構造を有している。
【０１８８】
すなわち、複合伝熱部材３５も、一方の伝熱部材としてのグラフェン２の積層体のプレート１と、他方の伝熱部材としての上面１ａ以外のプレート１の表面を被覆したマグネシウム合金のトレイ１７、及びプレート１の上面１ａを被覆したマグネシウム合金の鋳造成型体３０とを備えている。
【０１８９】
更に、複合伝熱部材３５では、鋳造成型体３０の外側上面３０ｃに複数のフィン３０ｄが設けられている。
【０１９０】
このような構造の複合伝熱部材３５は、第２実施形態で使用した可動金型２７を替えて、フィン３０ｄ形成用の可動金型を使用すれば、第２実施形態の図１１（ａ）〜図１２と同じ工程を行うことによって得ることができる。
【０１９１】
このように、本実施形態によれば、鋳造成型体３０にフィン３０ｄが設けられている。
【０１９２】
このため、複合伝熱部材３５により、電子部品や電子機器から発生した熱を移動させるだけでなく、その熱をフィン３０ｄから放熱することもできる。
【０１９３】
しかも、鋳造成型体３０とフィン３０ｄとが一体になっているので、鋳造成型体とフィンとが個別に設けられている場合と比べると、これらを接合するための熱伝導部材や熱伝導接着剤を使用しない分、熱抵抗を低減することができる。
【０１９４】
なお、上述した本実施形態に係る複合伝熱部材３５は、第２実施形態に係る複合伝熱部材３１と基本的に同じ構造を有するものであるが、この構造に限定されない。
【０１９５】
例えば、本実施形態に係る複合伝熱部材が、第１実施形態に係る複合伝熱部材９と基本的に同じ構造を有するものであってもよい。この場合は、鋳造成型体８の外側上面に複数のフィンが設けられるようにすればよい。
【０１９６】
（第４実施形態）
上述した第１実施形態では、プレート１としてＸＺ伝熱部材のプレートを使用したが、本変形例では、２種類の熱伝導率異方性を有する伝熱部材のプレートを使用する。
【０１９７】
なお、本実施形態において、第１実施形態と同じ要素には第１実施形態におけるそれと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【０１９８】
図２２は、本実施形態のプレートの構造を示す斜視図である。
【０１９９】
図２２に示すように、プレート４１は、伝熱部材１０１及び伝熱部材４３を含む。
【０２００】
伝熱部材１０１はプレート１と同様の構造を有する。すなわち、伝熱部材１０１では、Ｙ方向にグラフェン２が積層され、グラフェン２の面内方向はＸ−Ｚ方向となっている。従って、伝熱部材１０１はＸＺ伝熱部材である。
【０２０１】
伝熱部材４３はグラフェン２の積層体からなる薄い板状の伝熱部材である。伝熱部材４３において、グラフェン２は伝熱部材４３の厚さ方向、すなわちＺ方向に積層され、グラフェン２の面内方向はＸ−Ｙ方向となっている。従って、伝熱部材４３はＸＹ伝熱部材である。
【０２０２】
例えば、伝熱部材４３のＹ方向の寸法は伝熱部材１０１のＹ方向の寸法と一致し、伝熱部材１０１のＸ方向の一方の側面に伝熱部材４３のＸ方向の側面が接し、伝熱部材１０１のＸ方向の一方の端部が伝熱部材４３に連結されている。
【０２０３】
また、プレート４１の上面４１ａ及び下面４１ｂは矩形状である。その上面４１ａ及び下面４１ｂの長い方の辺が伸びる方向がＸ方向となり、短い方の辺が伸びる方向がＹ方向となっている。
【０２０４】
このような構造のプレート４１に対して、第１実施形態の図１（ａ）〜図２の工程と、その後の固定具３及びバリ等の削除とを行うことにより、本実施形態に係る複合伝熱部材の構造が得られる。
【０２０５】
図２３（ａ）は、その複合伝熱部材の構造を示す斜視図であり、図２３（ｂ）は、その構造のＸＩＶ−ＸＩＶ線における断面図である。
【０２０６】
図２３（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態に係る複合伝熱部材４９は、グラフェン２の積層体のプレート４１と、Ｘ方向の側面４１ｃ以外のプレート４１の表面を被覆したマグネシウム合金の鋳造成型体８とを備えている。
【０２０７】
ここで、複合伝熱部材４９における熱の伝達経路について説明する。図２４は、第４実施形態におけるプレート４１での熱の伝達経路の例を示す図である。図２４には、ＸＹ平面内の熱の伝達経路を示す。ここでは、プレート４１の下面４１ｂ側の中央に熱源１００があるとする。
【０２０８】
熱源１００から発せられた熱は、先ず、伝熱部材１０１を構成するグラフェン２のうちでＹ方向の中心付近に位置するものを介してＺ方向に伝達されると共に、Ｘ方向に伝達される（矢印Ａ）。その後、熱の一部は伝熱部材１０１のＸ方向の一方の端部にて伝熱部材４３に伝達され、この熱は伝熱部材４３を介して更にＸ方向に伝達されると共に、Ｙ方向に伝達される（矢印Ｂ）。伝熱部材４３を伝達する熱の一部は伝熱部材１０１の一部に伝達され、この熱は伝熱部材１０１を介してＺ方向に伝達されると共に、Ｘ方向に伝達される（矢印Ｃ）。そして、プレート４１は鋳造成型体８に密着しているため、鋳造成型体８から熱が外部に放出される。
【０２０９】
従って、第４実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られると共に、Ｘ方向及びＹ方向において優れた熱伝導率を得ることができる。例えば、鋳造成型体８の形成時に生じた鋳造成型体８とプレート４１との収縮量の違いにより、複合伝熱部材４９が製造された後にも鋳造成型体８には残留引張応力が存在し、プレート４１には残留圧縮応力が存在する。そして、例えば、複合伝熱部材４９を１５０℃程度の高温の環境で使用したときでも、これらの残留応力は小さくなるとしても失われないので、図２３（ｂ）の破線円内で矢印に示すように鋳造成型体８がプレート４１の表面を押圧し続ける。このため、鋳造成型体８とプレート４１との良好な熱伝導率を維持することができる。
【０２１０】
（変形例）
本変形例では、プレート４１とは異なる形状のプレートを使用する。
【０２１１】
なお、本変形例において、第４実施形態と同じ要素には第４実施形態におけるそれと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【０２１２】
図２５（ａ）は、本変形例のプレートの構造を示す斜視図であり、図２５（ｂ）は、その構造のＸＶ−ＸＶ線における断面図である。
【０２１３】
図２５（ａ）、（ｂ）に示すように、プレート４４は伝熱部材１０１に代えて伝熱部材１１５を含む。伝熱部材１１５はプレート１５と同様の構造を有する。すなわち、伝熱部材１１５は、グラフェン２の積層体から形成され、上面４４ａから下面４４ｂに至る貫通孔４４ｄが設けられた薄い板状のＸＺ伝熱部材である。
【０２１４】
このような構造のプレート４４に対して、第１実施形態の図１（ａ）〜図２の工程と、その後の固定具３及びバリ等の削除とを行うことにより、本変形例に係る複合伝熱部材の構造が得られる。
【０２１５】
図２６（ａ）は、その複合伝熱部材の構造を示す斜視図であり、図２６（ｂ）は、その構造のＸＶＩ−ＸＶＩ線における断面図である。
【０２１６】
図２６（ａ）、（ｂ）に示すように、本変形例に係る複合伝熱部材４６は、グラフェン２の積層体のプレート４４と、Ｘ方向の側面４４ｃ以外のプレート４４の表面を被覆したマグネシウム合金の鋳造成型体８とを備えている。
【０２１７】
本変形例によれば、鋳造成型体８の一部８ａがプレート４４の貫通孔４４ｄに充填されている。
【０２１８】
これにより、その一部８ａを介してプレート４４の上面４４ａを被覆する鋳造成型体８と下面４４ｂを被覆する鋳造成型体８とが連結される。
【０２１９】
第１実施形態の第２の変形例と同様に、鋳造成型体８の形成時に生じた鋳造成型体８とプレート４４との収縮量の違いにより、矢印で示すように鋳造成型体８には残留引張応力ＴＳが存在する。
【０２２０】
そして、複合伝熱部材４６を高温の環境で使用したときでも、この残留引張応力ＴＳは失われないので、破線円内で矢印に示すように鋳造成型体８がプレート４４の表面を押圧し続ける。このため、鋳造成型体８とプレート４４との良好な熱伝導率を維持することができる。
【０２２１】
（第５実施形態）
本実施形態では、第４実施形態とは異なる鋳造方法によって複合伝熱部材を製造する。すなわち、本実施形態では、プレート４１及び図１３に示すトレイ１７を用意し、第２実施形態と同様の方法によって複合伝熱部材を製造する。
【０２２２】
図２７（ａ）は、プレート４１がトレイ１７に収容された状態の構造を示す斜視図であり、図２７（ｂ）は、その構造のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線における断面図である。
【０２２３】
図２７（ａ）、（ｂ）に示すように、プレート４１の表面のうちの下面４１ｂがトレイ１７の内側底面１７ｃ（図１３（ａ）、（ｂ）参照）に接するように、プレート４１がトレイ１７に収容されている。
【０２２４】
これにより、プレート４１の下面４１ｂ及び側面４１ｃがトレイ１７で被覆され、プレート４１の上面４１ａのみが露出する。
【０２２５】
そして、第２実施形態と同様にして、プレート４１がトレイ１７に収容された状態のプレート４１及びトレイ１７を鋳造装置１８の可動金型２７及び固定金型２５のキャビティ２８内に配置し、キャビティ２８内に溶融した金属を供給し、鋳造成型体３０を形成する。
【０２２６】
その後、可動金型２７を固定金型２５から離れるように移動させて、固定金型２５からプレート４１及びトレイ１７を被覆した状態の鋳造成型体３０を取り出す。
【０２２７】
そして、プレート４１、トレイ１７及び鋳造成型体３０の一部を切断して、不図示の固定具及びバリ等を削除する。
【０２２８】
以上により、本実施形態に係る複合伝熱部材５１の基本構造が完成する。
【０２２９】
図２８（ａ）は、その複合伝熱部材５１の構造を示す斜視図であり、図２８（ｂ）は、その構造のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線における断面図である。
【０２３０】
図２８（ａ）、（ｂ）に示すように、複合伝熱部材５１は、一方の伝熱部材としてのグラフェン２の積層体のプレート４１と、他方の伝熱部材としての上面４１ａ以外のプレート４１の表面を被覆したマグネシウム合金のトレイ１７、及びプレート４１の上面４１ａを被覆したマグネシウム合金の鋳造成型体３０とを備えている。
【０２３１】
このような第５実施形態によれば、第４実施形態の効果及び第２実施形態の効果を得ることができる。例えば、鋳造成型体３０の形成時に生じた鋳造成型体３０とプレート４１との収縮量の違いにより、複合伝熱部材５１が製造された後にも鋳造成型体３０には残留引張応力が存在し、プレート４１には残留圧縮応力が存在する。そして、複合伝熱部材５１を高温の環境で使用したときでも、これらの残留応力は失われないので、図２８（ｂ）の破線円内で矢印に示すように鋳造成型体３０がプレート４１の上面４１ａを押圧し続ける。このため、鋳造成型体３０とプレート４１との良好な熱伝導率を維持することができる。
【０２３２】
（変形例）
本変形例では、上述した第５実施形態とは異なる形状のプレート及びトレイを使用する。
【０２３３】
なお、本変形例において、第５実施形態と同じ要素には第５実施形態におけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【０２３４】
図２９（ａ）は、本変形例のプレートの構造を示す斜視図であり、図２９（ｂ）は、その構造のＸＩＸ−ＸＩＸ線における断面図である。
【０２３５】
図２９（ａ）、（ｂ）に示すように、プレート５２は伝熱部材１０１に代えて伝熱部材１３２を含む。伝熱部材１３２はプレート３２と同様の構造を有する。すなわち、伝熱部材１３２は、グラフェン２の積層体から形成され、上面５２ａから下面５２ｂに至る貫通孔５２ｄが設けられた薄い板状のＸＺ伝熱部材である。
【０２３６】
トレイとしては、第２実施形態の変形例と同様に、図１８に示すトレイ３３を用いる。プレート５２及びトレイ３３を用意した後、プレート５２をトレイ３３に収容する。
【０２３７】
図３０（ａ）は、プレート５２がトレイ３３に収容された状態の構造を示す斜視図であり、図３０（ｂ）は、その構造のＸＸ−ＸＸ線における断面図である。
【０２３８】
図３０（ａ）、（ｂ）に示すように、プレート５２の表面のうちの下面５２ｂがトレイ３３の内側底面３３ｃ（図１８（ａ）、（ｂ）参照）に接するように、プレート５２がトレイ３３に収容されている。
【０２３９】
これにより、プレート５２の下面５２ｂ及び側面５２ｃがトレイ３３で被覆され、プレート５２の上面５２ａのみが露出する。
【０２４０】
また、プレート５２の貫通孔５２ｄのうち、中央の２つの貫通孔５２ｄが、プレート５２の厚さ方向（Ｚ方向）でトレイ３３の中央の２つの第１の開口３３ｅと連通する。
【０２４１】
更に、左側端部の２つの貫通孔５２ｄが、貫通孔５２ｄよりも大きいトレイ３３の左側端部の第２の開口３３ｆとＺ方向で連通し、右側端部の２つの貫通孔５２ｄが、貫通孔５２ｄよりも大きいトレイ３３の右側端部の第２の開口３３ｆとＺ方向で連通する。
【０２４２】
このようにプレート５２がトレイ３３に収容された状態のプレート５２及びトレイ３３に対して、第２実施形態の図１１（ａ）〜図１２の工程と、その後の固定具及びバリ等の削除とを行うことにより、本変形例に係る複合伝熱部材の構造が得られる。
【０２４３】
図３１（ａ）は、その複合伝熱部材の構造を示す斜視図であり、図３１（ｂ）は、その構造のＸＸＩ−ＸＸＩ線における断面図である。
【０２４４】
図３１（ａ）、（ｂ）に示すように、本変形例に係る複合伝熱部材５４は、一方の伝熱部材としてのグラフェン２の積層体のプレート５２と、他方の伝熱部材としての上面５２ａ以外のプレート５２の表面を被覆したマグネシウム合金のトレイ３３、及びプレート５２の上面５２ａを被覆したマグネシウム合金の鋳造成型体３０とを備えている。
【０２４５】
本変形例によれば、鋳造成型体３０の一部３０ａがプレート５２の貫通孔５２ｄとトレイ３３の開口３３ｅ、３３ｆとに充填されている。
【０２４６】
これにより、その一部３０ａを介してプレート５２の上面５２ａを被覆する鋳造成型体３０と下面５２ｂを被覆する鋳造成型体３０とが連結される。
【０２４７】
第２実施形態の変形例と同様に、鋳造成型体３０の形成時に生じた鋳造成型体３０とプレート５２との収縮量の違いにより、複合伝熱部材５４が製造された後にも矢印で示すように鋳造成型体３０には残留引張応力ＴＳが存在する。
【０２４８】
そして、高温の環境で使用したときでも、この残留引張応力ＴＳは失われないので、破線円内で矢印に示すように鋳造成型体３０がプレート５２の上面５２ａを押圧し続けることができる。
【０２４９】
更に、トレイ３３の第２の開口３３ｆが、これと連通するプレート５２の貫通孔５２ｄよりも大きい。
【０２５０】
このため、その第２の開口３３ｆに充填された鋳造成型体３０の一部３０ａにより、破線円内で矢印に示すように鋳造成型体３０がプレート５２の下面５２ｂも押圧し続けることができる。
【０２５１】
これらにより、鋳造成型体３０とプレート５２とのより一層良好な熱伝導率を維持することができる。
【０２５２】
また、本変形例によれば、第２実施形態の変形例と同様に、トレイ３３の外側面３３ａの凹部３３ｂに、鋳造成型体３０の凸部３０ｂが嵌合している。これに加えて、トレイ３３の底のテーパ形状の第１の開口３３ｅ及び第２の開口３３ｆに、鋳造成型体３０の一部３０ａが嵌合している。
【０２５３】
これらにより、鋳造成型体３０がトレイ３３から外れるのをより一層抑制することができる。
【０２５４】
（第６実施形態）
第４実施形態及び第５実施形態では、複合伝熱部材としてヒートスプレッダを製造したが、本実施形態では、第３実施形態と同様に、複合伝熱部材としてヒートシンクの機能を兼ねたヒートスプレッダを製造する。
【０２５５】
図３２（ａ）は、その複合伝熱部材の構造を示す斜視図であり、図３２（ｂ）は、その構造のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線における断面図である。なお、図３２において、第５実施形態の変形例と同じ要素には第５実施形態の変形例におけるそれと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【０２５６】
図３２（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態に係る複合伝熱部材５５は、基本的には第５実施形態の変形例に係る複合伝熱部材５４と同じ構造を有している。
【０２５７】
すなわち、複合伝熱部材５５も、一方の伝熱部材としてのグラフェン２の積層体のプレート５２と、他方の伝熱部材としての上面５２ａ以外のプレート５２の表面を被覆したマグネシウム合金のトレイ３３、及びプレート５２の上面５２ａを被覆したマグネシウム合金の鋳造成型体３０とを備えている。
【０２５８】
更に、複合伝熱部材５５では、第３実施形態と同様に、鋳造成型体３０の外側上面３０ｃに複数のフィン３０ｄが設けられている。
【０２５９】
このような構造の複合伝熱部材５５は、第２実施形態で使用した可動金型２７を替えて、フィン３０ｄ形成用の可動金型を使用すれば、第２実施形態の図１１（ａ）〜図１２と同じ工程を行うことによって得ることができる。
【０２６０】
このように、本実施形態によれば、鋳造成型体３０にフィン３０ｄが設けられている。
【０２６１】
このため、複合伝熱部材５５により、電子部品や電子機器から発生した熱を移動させるだけでなく、その熱をフィン３０ｄから放熱することもできる。
【０２６２】
しかも、鋳造成型体３０とフィン３０ｄとが一体になっているので、鋳造成型体とフィンとが個別に設けられている場合と比べると、これらを接合するための熱伝導部材や熱伝導接着剤を使用しない分、熱抵抗を低減することができる。
【０２６３】
なお、上述した本実施形態に係る複合伝熱部材５５は、第５実施形態の変形例に係る複合伝熱部材５４と基本的に同じ構造を有するものであるが、この構造に限定されない。
【０２６４】
例えば、本実施形態に係る複合伝熱部材が、第４実施形態に係る複合伝熱部材４９と基本的に同じ構造を有するものであってもよい。この場合は、鋳造成型体８の外側上面に複数のフィンが設けられるようにすればよい。本実施形態に係る複合伝熱部材が、第５実施形態に係る複合伝熱部材５１と基本的に同じ構造を有するものであってもよい。
【０２６５】
（第７実施形態）
本実施形態では、第５実施形態とは異なる形状のトレイを使用する。
【０２６６】
図３３は、第７実施形態のトレイの構造を示す斜視図である。
【０２６７】
第７実施形態で用いるトレイ１１７は、トレイ１７と同様に金属の容器であり、その外側面１１７ａの下側には、トレイ１７と同様に、凹部１１７ｂが設けられている。また、トレイ１１７の上面には、ＸＺ伝熱部材用の５つの溝１１７ｓ及びＸＹ伝熱部材用の溝１１７ｔが形成されている。各溝１１７ｓはその一方の端部で溝１１７ｔと繋がっている。トレイ１１７はトレイ１７と同様の材料を用いて、同様の方法により作製することができる。
【０２６８】
また、溝１１７ｓに収容するＸＺ伝熱部材７２を準備し、溝１１７ｔに収容するＸＹ伝熱部材７３を準備する。ＸＺ伝熱部材７２及びＸＹ伝熱部材７３は、例えばプレート１又は１３と同様の方法で作製することができる。
【０２６９】
図３４は、ＸＺ伝熱部材７２及びＸＹ伝熱部材７３がトレイ１１７に収容された状態の構造を示す斜視図である。
【０２７０】
ＸＺ伝熱部材７２の表面のうちの下面がトレイ１１７の内側底面に接するように、ＸＺ伝熱部材７２が溝１１７ｓに収容され、ＸＹ伝熱部材７３の表面のうちの下面がトレイ１１７の内側底面に接するように、ＸＹ伝熱部材７３が溝１１７ｔに収容されている。また、各ＸＺ伝熱部材７２のＸ方向の一方の側面にＸＹ伝熱部材７３のＸ方向の側面が接し、各ＸＺ伝熱部材７２のＸ方向の一方の端部がＸＹ伝熱部材７３に連結されている。そして、ＸＺ伝熱部材７２及びＸＹ伝熱部材７３からプレート７１が構成されている。
【０２７１】
第７実施形態では、プレート７１の下面及び側面がトレイ１１７で被覆され、プレート７１の上面７１ａのみが露出する。
【０２７２】
このようにプレート７１がトレイ１１７に収容された状態のプレート７１及びトレイ１１７に対して、第２実施形態の図１１（ａ）〜図１２の工程と、その後の固定具及びバリ等の削除とを行うことにより、本実施形態に係る複合伝熱部材の構造が得られる。
【０２７３】
図３５（ａ）は、その複合伝熱部材の構造を示す斜視図であり、図３５（ｂ）は、その構造のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ線における断面図である。
【０２７４】
図３５（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態に係る複合伝熱部材７４は、一方の伝熱部材としてのグラフェン２の積層体のプレート７１と、他方の伝熱部材としての上面７１ａ以外のプレート７１の表面を被覆したマグネシウム合金のトレイ１１７、及びプレート７１の上面７１ａを被覆したマグネシウム合金の鋳造成型体３０とを備えている。
【０２７５】
本実施形態によれば、第５実施形態と同様の効果を得ることができる。例えば、鋳造成型体３０の形成時に生じた鋳造成型体３０とプレート７１との収縮量の違いにより、複合伝熱部材７４が製造された後にも鋳造成型体３０には残留引張応力が存在し、プレート７１には残留圧縮応力が存在する。そして、複合伝熱部材７４を高温の環境で使用したときでも、これらの残留応力は失われないので、図３５（ｂ）の破線円内で矢印に示すように鋳造成型体３０がプレート７１の上面７１ａを押圧し続ける。このため、鋳造成型体３０とプレート７１との良好な熱伝導率を維持することができる。
【０２７６】
また、ＸＺ伝熱部材７２及びＸＹ伝熱部材７３の組み合わせにより、ＸＹ平面内のほぼ全方向において良好な熱伝導率を得ることができる。
【０２７７】
また、マグネシウム合金はグラフェンよりも軽量であるため、全体の重量を低減することができる。更に、材料コストの削減にも有効である。
【０２７８】
なお、第７実施形態では、トレイ１１７にＸＺ伝熱部材７２及びＸＹ伝熱部材７３を収容しているが、１つのトレイに１種類の伝熱部材が複数収容されてもよい。例えば、電子部品や電磁機器に複数の熱源が含まれる場合に、これら熱源に対応する箇所毎にＸＺ伝熱部材が収容されてもよい。この場合、トレイの外側面近傍まで熱を伝達できるように、他のＸＺ伝熱部材を更に収容してもよい。
【０２７９】
（変形例）
本変形例では、第７実施形態とは異なる形状のトレイを使用する。
【０２８０】
図３６は、本変形例のトレイの構造を示す斜視図である。
【０２８１】
本変形例で用いるトレイ１１８は、トレイ１７と同様に金属の容器であり、その外側面１１７ａの下側には、トレイ１７と同様に、凹部１１７ｂが設けられている。また、トレイ１１８の上面には、ＸＺ伝熱部材用の３つの溝１１８ｓ及びＸＹ伝熱部材用の２つの溝１１８ｔが形成されている。各溝１１８ｓはその両方の端部で溝１１８ｔの両方と繋がっている。トレイ１１８はトレイ１７と同様の材料を用いて、同様の方法により作製することができる。
【０２８２】
また、溝１１８ｓに収容するＸＺ伝熱部材７６を準備し、溝１１８ｔに収容するＸＹ伝熱部材７７を準備する。ＸＺ伝熱部材７６及びＸＹ伝熱部材７７は、例えばプレート１又は１３と同様の方法で作製することができる。
【０２８３】
図３７は、ＸＺ伝熱部材７６及びＸＹ伝熱部材７７がトレイ１１８に収容された状態の構造を示す斜視図である。
【０２８４】
ＸＺ伝熱部材７６の表面のうちの下面がトレイ１１８の内側底面に接するように、ＸＺ伝熱部材７６が溝１１８ｓに収容され、ＸＹ伝熱部材７７の表面のうちの下面がトレイ１１８の内側底面に接するように、ＸＹ伝熱部材７７が溝１１８ｔに収容されている。また、各ＸＺ伝熱部材７６のＸ方向の両方の側面にＸＹ伝熱部材７７のＸ方向の側面が接し、各ＸＺ伝熱部材７６のＸ方向の両方の端部がＸＹ伝熱部材７７に連結されている。そして、ＸＺ伝熱部材７６及びＸＹ伝熱部材７７からプレート７５が構成されている。
【０２８５】
本変形例では、プレート７５の下面及び側面がトレイ１１８で被覆され、プレート７５の上面７５ａのみが露出する。
【０２８６】
このようにプレート７５がトレイ１１８に収容された状態のプレート７５及びトレイ１１８に対して、第２実施形態の図１１（ａ）〜図１２の工程と、その後の固定具及びバリ等の削除とを行うことにより、本参考例に係る複合伝熱部材の構造が得られる。
【０２８７】
図３８（ａ）は、その複合伝熱部材の構造を示す斜視図であり、図３８（ｂ）は、その構造のＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ線における断面図である。
【０２８８】
図３８（ａ）、（ｂ）に示すように、本参考例に係る複合伝熱部材７９は、一方の伝熱部材としてのグラフェン２の積層体のプレート７５と、他方の伝熱部材としての上面７５ａ以外のプレート７５の表面を被覆したマグネシウム合金のトレイ１１８、及びプレート７５の上面７５ａを被覆したマグネシウム合金の鋳造成型体３０とを備えている。
【０２８９】
従って、本変形例によっても第７実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０２９０】
なお、第７実施形態に係る複合伝熱部材７４の使用時には、Ｙ方向で中央に位置するＸＺ伝熱部材７２とＸＹ伝熱部材７３との連結箇所の近傍に熱源が位置することが好ましい。一方、変形例に係る複合伝熱部材７９の使用時には、Ｙ方向で中央に位置するＸＺ伝熱部材７６のＸ方向の中央の近傍に熱源が位置することが好ましい。ＸＺ伝熱部材７２又は７６の近傍に熱源を位置させることで、高効率で熱を伝達させることができる。
【０２９１】
また、複合伝熱部材７４においては５つのＸＺ伝熱部材７２の上方に、複合伝熱部材７９においては３つのＸＺ伝熱部材７６の上方に、フィンが設けられてヒートシンクを兼ねることが好ましい。より優れた放熱効率を得るためである。
【０２９２】
（第８実施形態）
本実施形態では、複合伝熱部材としてヒートシンクの機能を兼ねたヒートスプレッダを製造する。
【０２９３】
図３９は、第８実施形態に係る複合伝熱部材を示す斜視図である。図４０は、第８実施形態に係る複合伝熱部材に含まれるプレートの構成を示す斜視図である。図４１は、第８実施形態に係る複合伝熱部材に含まれるプレートの一部の構成を示す斜視図である。
【０２９４】
図３９に示すように、第８実施形態に係る複合伝熱部材８０は、板状の基部８１と、基部８１から直立するフィン８２とを有する。例えば、基部８１はＸＹ平面に平行な上面８１ａ及び下面８１ｂを有し、フィン８２は上面８１ａからＺ方向に延びる。下面８１ｂに熱源が接する。複合伝熱部材８０は、一方の伝熱部材としてのグラフェン２の積層体のプレート８８と、他方の伝熱部材としてのプレート８８の表面を被覆したマグネシウム合金の鋳造成型体８９とを備えている。プレート８８と鋳造成型体８９とは、第１実施形態又は第２実施形態等と同様の方法により互いに強く密着するように構成されている。
【０２９５】
プレート８８は、図４０及び図４１に示すように、ＸＺ伝熱部材８５、ＸＹ伝熱部材８６及びＹＺ伝熱部材８７を含む。ＸＺ伝熱部材８５は、グラフェン２がＹ方向に積層されて構成され、ＸＹ伝熱部材８６は、グラフェン２がＺ方向に積層されて構成され、ＹＺ伝熱部材８７は、グラフェン２がＸ方向に積層されて構成されている。
【０２９６】
ＸＺ伝熱部材８５のＸ方向の両方の側面にＸＹ伝熱部材８６のＸ方向の側面が接し、ＸＹ伝熱部材８６がＸＺ伝熱部材８５に連結されている。ＸＺ伝熱部材８５のＺ方向の寸法（高さ）は、ＸＹ伝熱部材８６のＺ方向の寸法（高さ）と同程度であり、ＸＺ伝熱部材８５及びＸＹ伝熱部材８６は基部８１に含まれる。
【０２９７】
ＸＺ伝熱部材８５のＹ方向の側面にＹＺ伝熱部材８７のＹ方向の側面の一部が接し、ＹＺ伝熱部材８７がＸＺ伝熱部材８５に連結されている。ＸＺ伝熱部材８５のＸ方向の寸法は、ＹＺ伝熱部材８７のＺ方向の寸法と同程度である。ＹＺ伝熱部材８７のＸＺ伝熱部材８５と接する部分が基部８１に含まれ、この部分からＺ方向に突出する部分がフィン８２に含まれる。
【０２９８】
ここで、複合伝熱部材８０における熱の伝達経路について説明する。図４２は、第８実施形態におけるプレート８８での熱の伝達経路の例を示す図である。ここでは、ＸＺ伝熱部材８５の下面側の中央に熱源２００があるとする。
【０２９９】
熱源２００から発せられた熱は、先ず、ＸＺ伝熱部材８５を構成するグラフェン２のうちでＹ方向の中心付近に位置するものを介してＺ方向に伝達されると共に、Ｘ方向に伝達される（矢印Ｄ）。その後、この熱はＸＺ伝熱部材８５のＸ方向の端部にてＸＹ伝熱部材８６に伝達され、この熱はＸＹ伝熱部材８６を介して更にＸ方向に伝達されると共に、Ｙ方向に伝達される（矢印Ｅ）。ＸＹ伝熱部材８６を伝達する熱の一部はＸＺ伝熱部材８５の一部に伝達され、この熱はＸＺ伝熱部材８５を介してＺ方向に伝達されると共に、Ｘ方向に伝達される（矢印Ｆ）。そして、ＸＺ伝熱部材８５を構成するグラフェン２のうちでＹＺ伝熱部材８７に接するものを伝達する熱は、ＹＺ伝熱部材８７に伝達され、ＹＺ伝熱部材８７を介してＹ方向に伝達されると共に、Ｚ方向に伝達される（矢印Ｇ）。そして、プレート８８は鋳造成型体８９に密着しているため、鋳造成型体８９から熱が外部に放出される。
【０３００】
（第９実施形態）
本実施形態は、複合伝熱部材としてヒートシンクの機能を兼ねたヒートスプレッダに関する。
【０３０１】
図４３は、第９実施形態に係る複合伝熱部材を示す部分断面図である。
【０３０２】
図４３に示すように、第９実施形態に係る複合伝熱部材９０は、板状の基部９１と、基部９１から直立するフィン９２とを有する。例えば、基部９１はＸＹ平面に平行な上面９１ａ及び下面９１ｂを有し、フィン９２は上面９１ａからＺ方向に延びる。下面９１ｂに熱源が接する。基部９１は、Ｙ方向にグラフェンが積層されて構成されたＸＺ伝熱部材９５と、Ｚ方向にグラフェンが積層されて構成されたＸＹ伝熱部材９６とを有する。フィン９２は、Ｘ方向にグラフェンが積層されて構成されたＹＺ伝熱部材９７を有する。ＹＺ伝熱部材９７は、ＸＺ伝熱部材９５に接すると共に、ＸＺ伝熱部材９５からＺ方向に立ち上がっている。複合伝熱部材９０は、ＹＺ伝熱部材９７の表面を被覆するマグネシウム合金の鋳造成型体９９Ｂと、ＸＺ伝熱部材９５及びＸＹ伝熱部材９６の表面を被覆するマグネシウム合金の鋳造成型体９９Ａとを有する。ＸＺ伝熱部材９５、ＸＹ伝熱部材９６及びＹＺ伝熱部材９７と鋳造成型体９９Ａ及び９９Ｂとは、第１実施形態又は第２実施形態等と同様の方法により互いに強く密着するように構成されている。
【０３０３】
このように構成された第９実施形態においても、第８実施形態と同様に、下面９１ｂに取り付けられた熱源からの熱は、ＸＺ伝熱部材９５、ＸＹ伝熱部材９６及びＹＺ伝熱部材９７を介して、鋳造成型体９９Ａ及び９９Ｂから外部に放出される。
【０３０４】
（第１変形例）
本変形例では、鋳造成型体９９Ｂの構成の点で第９実施形態と相違する。
【０３０５】
図４４は、第９実施形態の第１変形例に係る複合伝熱部材を示す部分断面図である。
【０３０６】
図４４に示すように、本変形例に係る複合伝熱部材９０Ａでは、鋳造成型体９９ＢがＹＺ伝熱部材９７のＸＺ伝熱部材９５側の面も被覆しており、ＹＺ伝熱部材９７は鋳造成型体９９Ｂの一部をＸＺ伝熱部材９５との間に介在させて、ＸＺ伝熱部材９５からＺ方向に立ち上がっている。他の構成は第９実施形態と同様である。
【０３０７】
このように構成された第１変形例においても、第９実施形態と同様に、下面９１ｂに取り付けられた熱源からの熱は、ＸＺ伝熱部材９５、ＸＹ伝熱部材９６及びＹＺ伝熱部材９７を介して、鋳造成型体９９Ａ及び９９Ｂから外部に放出される。
【０３０８】
（第２変形例）
本変形例では、ＹＺ伝熱部材９７及び鋳造成型体９９Ｂの構成の点で第９実施形態と相違する。
【０３０９】
図４５は、第９実施形態の第２変形例に係る複合伝熱部材を示す部分断面図である。
【０３１０】
図４５に示すように、本変形例に係る複合伝熱部材９０Ｂでは、ＹＺ伝熱部材９７のＺ方向における寸法が第９実施形態よりも小さい。他の構成は第９実施形態と同様である。
【０３１１】
このように構成された第２変形例においても、第９実施形態と同様に、下面９１ｂに取り付けられた熱源からの熱は、ＸＺ伝熱部材９５、ＸＹ伝熱部材９６及びＹＺ伝熱部材９７を介して、鋳造成型体９９Ａ及び９９Ｂから外部に放出される。
【０３１２】
なお、第１変形例において、第２変形例と同様に、ＹＺ伝熱部材９７のＺ方向における寸法が第９実施形態よりも小さくなっていてもよい。
【０３１３】
（第３変形例）
本変形例では、鋳造成型体９９Ａの構成の点で第９実施形態と相違する。
【０３１４】
図４６は、第９実施形態の第３変形例に係る複合伝熱部材を示す部分断面図である。
【０３１５】
図４６に示すように、本変形例に係る複合伝熱部材９０Ｃでは、鋳造成型体９９ＡがＸＺ伝熱部材９５のＹＺ伝熱部材９７側の面を被覆しており、ＹＺ伝熱部材９７は鋳造成型体９９Ａの一部をＸＺ伝熱部材９５との間に介在させて、ＸＺ伝熱部材９５からＺ方向に立ち上がっている。他の構成は第９実施形態と同様である。
【０３１６】
このように構成された第３変形例においても、第９実施形態と同様に、下面９１ｂに取り付けられた熱源からの熱は、ＸＺ伝熱部材９５、ＸＹ伝熱部材９６及びＹＺ伝熱部材９７を介して、鋳造成型体９９Ａ及び９９Ｂから外部に放出される。
【０３１７】
（第１０実施形態）
本実施形態は、特定の熱源に好適な複合伝熱部材に関する。
【０３１８】
図４７（ａ）は、第１０実施形態に係る複合伝熱部材の構造を示す斜視図であり、図４７（ｂ）は、その構造の上面図である。
【０３１９】
第１０実施形態に係る複合伝熱部材１０９は、炭素のプレート１０７と、プレート１０７の表面を被覆するマグネシウム合金の鋳造成型体１０８とを有する。プレート１０７は、その厚さ方向（Ｚ方向）に対して垂直なＹ方向にグラフェンが積層されて構成されたＸＺ伝熱部材１０５を有する。
【０３２０】
複合伝熱部材１０９は、Ｙ方向の寸法がＷ２である熱源１０２に取り付けられて使用される。そして、ＸＺ伝熱部材１０５のＹ方向の寸法はＷ１である。本実施形態において、寸法Ｗ１は寸法Ｗ２と一致する。
【０３２１】
第１０実施形態では、図４７に示すように、平面視でＹ方向において熱源１０２がＸＺ伝熱部材１０５と重なるようにして複合伝熱部材１０９に取り付けられる。従って、熱源１０２が発した熱は、ＸＺ伝熱部材１０５によりＸ方向及びＹ方向に高効率に伝達され、外部に放出される。
【０３２２】
ＸＺ伝熱部材１０５のＹ方向（積層方向）における熱伝達性能はＸ方向及びＹ方向における熱伝達性能よりも低いため、ＸＺ伝熱部材１０５がＹ方向により広く設けられていたとしても、熱伝達性能は同程度である。一般に、グラフェンと比較してマグネシウム合金は安価であるため、同程度の熱伝達性能が得られるのであれば、グラフェンの使用量は少ない方が好ましい。
【０３２３】
なお、ここでいう「一致」とは、厳密な意味での一致を意味するものではなく、社会通念上、一致とみなすことができる程度であればよく、厳密に一致でなくても、熱源が発した熱を高効率で外部に放出することができる。例えば、幅Ｗ１は幅Ｗ２の１．００倍〜１．１０倍であることが好ましく、１．００倍〜１．０５倍であることがより好ましい。
【０３２４】
（複合伝熱部材の適用例）
上述した第１実施形態〜第１０実施形態に係る複合伝熱部材を、熱の移動に関係する種々の部品に適用することができる。
【０３２５】
例えば、ヒートスプレッダである第１実施形態、第２実施形態、第４実施形態、第５実施形態、第７実施形態及び第１０実施形態やこれらの変形例に係る複合伝熱部材９、１６、３１、３４、４９、４６、５１、５４、７４、７９、１０９を、サーバのＣＰＵ（Central Processing Unit）等の発熱部品用の銅製の水冷ジャケツト及び冷却水の配管や、パワーモジュール用のベース基板に適用することができる。
【０３２６】
また、ヒートシンクの機能を兼ねたヒートスプレッダである第３実施形態、第６実施形態、第８実施形態及び第９実施形態やこれらの変形例に係る複合伝熱部材３５、５５、８０、９０、９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃを、アルミニウム製の自動車用ＬＥＤヘッドランプのヒートシンクや、携帯電話機基地局用のヒートシンクに適用することができる。
【符号の説明】
【０３２７】
１、１３、１５、３２、４１、４４、５２、７１、７５、８８、１０７…プレート、１ａ、１５ａ、３２ａ、４１ａ、４４ａ、５２ａ、７１ａ、７５ａ…プレートの上面、１ｂ、１５ｂ、３２ｂ、４１ｂ、４４ｂ、５２ｂ…プレートの下面、１ｃ、１３ｃ、１５ｃ、４１ｃ、４４ｃ、５２ｃ…プレートの側面、２…グラフェン、４…鋳型、４ａ…鋳型の下部、４ｂ…鋳型の上部、６…鋳型のキャビティ、７、２９…溶融した金属、８、３０、９９Ａ、９９Ｂ、１０８…鋳造成型体、８ａ、３０ａ…鋳造成型体の一部、９、１４、１６、３１、３４、３５、４６、４９、５１、５４、５５、７４、７９、８０、９０、９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃ、１０９…複合伝熱部材、１５ｄ、３２ｄ、４４ｄ、５２ｄ…プレートの貫通孔、１７、３３、１１７、１１８…トレイ、１７ａ、３３ａ、１１７ａ…トレイの外側面、１７ｂ、３３ｂ、１１７ｂ…トレイの凹部、１７ｃ、３３ｃ…トレイの内側底面、１７ｄ、３３ｄ…トレイの外側底面、１８…鋳造装置、２５…固定金型、２５ａ…固定金型の表面、２７…可動金型、２８…金型のキャビティ、３０ｂ…鋳造成型体の凸部、３０ｃ…鋳造成型体の外側上面、３０ｄ…フィン、３３ｅ…トレイの第１の開口、３３ｆ…トレイの第２の開口、７２、７６、８５、９５…ＸＺ伝熱部材、７３、７７、８６、９６…ＸＹ伝熱部材、８７、９７…ＹＺ伝熱部材、８１、９１…基部、１０２…熱源、８２、９２…フィン、１１７ｓ、１１７ｔ、１１８ｓ、１１８ｔ…溝。
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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