(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の熱伝導層を積層して形成され、積層方向に隣接する前記熱伝導層同士がろう材によって接合された積層体と、
金属材料で構成されると共に一方の面が開放された箱形状とされ、内部に前記積層体が収容されて前記積層体とろう材によって接合された筐体と、
金属材料で構成され、前記筐体の開放部を閉塞すると共に前記筐体及び前記積層体にそれぞれろう材によって接合された閉塞部材と、
を有し、
前記閉塞部材の縁部には、側壁部が設けられ、
前記側壁部は、前記筐体の周壁部を取り囲んでいる、ヒートスプレッダ。
【請求項２】
前記熱伝導層は、炭素系材料で構成されており、積層方向に隣接する前記熱伝導層同士の配向が異なる、請求項１に記載のヒートスプレッダ。
【請求項３】
前記側壁部の内面は、前記周壁部の外面にろう材によって接合されている、請求項２又は請求項２に記載のヒートスプレッダ。
【請求項４】
前記側壁部の先端は、前記周壁部の根元よりも前記筐体の前記一方の面に対して反対側の他方の面側に位置している、請求項１〜３のいずれか１項に記載のヒートスプレッダ。
【請求項５】
前記側壁部の内面の少なくとも一部は、前記側壁部の厚みが根元側から先端側へ向かって漸減するように傾斜し、
前記周壁部の外面の少なくとも一部は、前記周壁部の厚みが根元側から先端側へ向かって漸減するように傾斜している、請求項１〜４のいずれか１項に記載のヒートスプレッダ。
【請求項６】
前記炭素系材料は、グラファイトを含む、請求項２及び請求項２を引用する請求項３〜５のいずれか１項に記載のヒートスプレッダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートスプレッダに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、複数のグラフェンシートを積層して形成されたグラファイト構造体の側面を取り囲むように４つの銅板を配置し、これらの銅板とグラファイト構造体とをインサート材（ろう材）によって接合（ろう付け）したグラファイト複合体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】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】
【０００４】
ところで、特許文献１に開示されたグラファイト複合体の構造では、グラファイト構造体と銅板とをろう付けする際に、グラファイト構造体と銅板との間から加熱溶融したろう材が流出する虞がある。ろう材が流出した場合には、グラファイト構造体と銅板との間の空隙が増加する。
【０００５】
本発明は、製造時におけるろう材の流出が抑制されたヒートスプレッダを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に記載のヒートスプレッダは、複数の熱伝導層を積層して形成され、積層方向に隣接する前記熱伝導層同士がろう材によって接合された積層体と、金属材料で構成されると共に一方の面が開放された箱形状とされ、内部に前記積層体が収容されて前記積層体とろう材によって接合された筐体と、金属材料で構成され、前記筐体の開放部を閉塞すると共に前記筐体及び前記積層体にそれぞれろう材によって接合された閉塞部材と、を有し、前記閉塞部材の縁部には、側壁部が設けられ、前記側壁部は、前記筐体の周壁部を取り囲んでいる。
【０００７】
請求項１に記載のヒートスプレッダでは、筐体の内部に積層体を収容し、筐体の開放部を閉塞部材で閉塞する構造としているため、例えば、筒状の筐体で積層体の外周のみを囲う構造と比べて、ろう付け時（言い換えると、ろう材を用いた接合時）に加熱溶融されたろう材（加熱されて溶融状態となったろう材）が筐体の内部から外部に流出しにくい。すなわち、上記ヒートスプレッダでは、製造時（ろう付け時）におけるろう材の流出が抑制される。
【０００９】
また、請求項１に記載のヒートスプレッダでは、閉塞部材の側壁部が筐体の周壁部を取り囲んでいるため、例えば、閉塞部材の側壁部が筐体の周壁部を取り囲まない構造と比べて、筐体の開放面積が大きくなるように周壁部が傾く変形を抑制できる。このため、上記ヒートスプレッダでは、ろう付け時における各熱伝導層の熱膨張が、閉塞部材の側壁部によって筐体の周壁部の上記変形が抑制されることで、抑制される。その結果、上記ヒートスプレッダでは、各熱伝導層の熱膨張方向の違いや熱膨張率の違いによって筐体の周壁部と積層体との間の空隙が増加するのが抑制される。
【００１０】
本発明の請求項２に記載のヒートスプレッダは、請求項１に記載のヒートスプレッダにおいて、前記熱伝導層は、炭素系材料で構成されており、積層方向に隣接する前記熱伝導層同士の配向が異なる。
【００１１】
請求項２に記載のヒートスプレッダでは、熱伝導層を炭素系材料で構成し、積層方向に隣接する熱伝導層同士の配向を異ならせているため、例えば、積層方向に隣接する熱伝導層同士の配向が同じものと比べて、ろう付け時における各熱伝導層の熱膨張を抑える効果が向上する。また、上記熱伝導層によって形成される積層体の熱伝導率が向上する。
【００１２】
本発明の請求項３に記載のヒートスプレッダは、請求項１又は請求項２に記載のヒートスプレッダにおいて、前記側壁部の内面は、前記周壁部の外面にろう材によって接合されている。
【００１３】
請求項３に記載のヒートスプレッダでは、閉塞部材の側壁部の内面を筐体の周壁部の外面にろう材によって接合（ろう付け）しているため、例えば、側壁部の内面を周壁部の外面にろう付けしない構造と比べて、閉塞部材と筐体との接合力が向上する。
【００１４】
本発明の請求項４に記載のヒートスプレッダは、請求項１〜３のいずれか１項に記載のヒートスプレッダにおいて、前記側壁部の先端は、前記周壁部の根元よりも前記筐体の前記一方の面に対して反対側の他方の面側に位置している。
【００１５】
請求項４に記載のヒートスプレッダでは、閉塞部材の側壁部の先端を筐体の周壁部の根元よりも筐体の他方の面側に位置させていることから、例えば、側壁部の先端が周壁部の根元よりも周壁部の先端側に位置している構造と比べて、ろう付け時における各熱伝導層の熱膨張を抑える効果が向上する。
【００１６】
本発明の請求項５に記載のヒートスプレッダは、請求項１〜４のいずれか１項に記載のヒートスプレッダにおいて、前記側壁部の内面の少なくとも一部は、前記側壁部の厚みが根元側から先端側へ向かって漸減するように傾斜し、前記周壁部の外面の少なくとも一部は、前記周壁部の厚みが根元側から先端側へ向かって漸減するように傾斜している。
【００１７】
請求項５に記載のヒートスプレッダでは、閉塞部材の側壁部の内面の少なくとも一部を該側壁部の厚みが根元側から先端側へ向かって漸減するように傾斜させ、筐体の周壁部の外面の少なくとも一部を該周壁部の厚みが根元側から先端側へ向かって漸減するように傾斜させている。この構造により、上記ヒートスプレッダでは、ろう付け時における各熱伝導層の熱膨張を抑える効果を確保しつつ、閉塞部材の側壁部及び筐体の周壁部の厚みをそれぞれ薄くすることが可能となり、コスト低減や軽量化を図ることが可能となる。
【００１８】
本発明の請求項６に記載のヒートスプレッダは、請求項２及び請求項２を引用する請求項３〜５のいずれか１項に記載のヒートスプレッダにおいて、前記炭素系材料は、グラファイトを含んでいる。
【００１９】
請求項６に記載のヒートスプレッダでは、熱伝導層を構成する炭素系材料にグラファイトを含ませている。グラファイトは、熱伝導性が高いため、積層体の熱伝導性能が向上する。さらに、グラファイトは、熱膨張率が低いため、ろう付け時における各熱伝導層の熱膨張を抑えることができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように本発明は、製造時におけるろう材の流出が抑制されたヒートスプレッダを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るヒートスプレッダの断面図である。
【図２】図１の矢印２で指し示す部分の拡大図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るヒートスプレッダの断面図である。
【図４】図３の矢印４で指し示す部分の拡大図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係るヒートスプレッダの断面図である。
【図６】図５の矢印６で指し示す部分の拡大図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係るヒートスプレッダの断面図である。
【図８】図７の矢印８で指し示す部分の拡大図である。
【図９】比較例のヒートスプレッダの断面図である。
【図１０】図９の矢印１０で指し示す部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係るヒートスプレッダ２０について図１及び図２を用いて説明する。
【００２３】
図１に示されるように、ヒートスプレッダ２０は、平板状とされ、発熱体である半導体素子９０（図１では二点鎖線で示す）と放熱体であるヒートシンク９２（図１では二点鎖線で示す）との間に配設されて、半導体素子９０からの熱をヒートシンク９２へ伝達する装置である。なお、半導体素子９０は、図示しない基板上に配置されており、この基板、半導体素子９０、ヒートスプレッダ２０、及び、ヒートシンク９２によってパワーモジュールが構成されている。
【００２４】
ヒートスプレッダ２０は、積層体２２と、一方の面（本実施形態では、上面）が開放された箱形状とされ、内部に積層体２２が収容される筐体２４と、筐体２４の開放部２５を閉塞する閉塞部材２６と、を有している。なお、本実施形態のヒートスプレッダ２０では、厚み方向（矢印Ｈ方向）の一方側（本実施形態では、上方側）に閉塞部材２６が配置され、厚み方向の他方側（本実施形態では、下方側）に筐体２４が配置されている。
【００２５】
積層体２２は、炭素系材料で構成されると共に配向が異なる複数（本実施形態では２つ）の熱伝導層２８、３０を積層して形成されている。具体的には、積層体２２は、熱伝導率が高く、熱膨張率が低い炭素系材料で構成された２つの熱伝導層２８、３０を配向が直交するように積層して形成されている。この積層体２２は、積層方向に隣接する熱伝導層２８と熱伝導層３０とがろう材３２（図２参照）によって接合（所謂、ろう付け）されている。
【００２６】
熱伝導層２８、３０を構成する炭素系材料としては、グラファイト、ダイヤモンド、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ等が挙げられる。なお、本実施形態では、グラフェンシートを複数枚重ねて形成したグラファイト層を熱伝導層２８、３０としている。
【００２７】
また、本実施形態では、ヒートスプレッダ２０の厚み方向（以下、適宜「スプレッダ厚み方向」と記載する。）と積層体２２の積層方向が同じ方向とされている。
【００２８】
筐体２４は、金属材料で構成されており、スプレッダ厚み方向の一方側に開放された部分が上記開放部２５とされている。また、筐体２４のスプレッダ厚み方向の他方側の面（本実施形態では、下面）２４Ａには、ヒートシンク９２が取り付けられる。
【００２９】
筐体２４の内部には、積層体２２が収容されており、筐体２４の底面２４Ｂ上には、積層体２２の積層方向の他方側の面（本実施形態では、下面）２２Ａが対向して配置され、底面２４Ｂと面２２Ａがろう材３２によって接合されている。具体的には、積層体２２の積層方向の他方側（本実施形態では、下方側）に位置する熱伝導層３０の積層方向の他方側の面（面２２Ａを構成する部位）と底面２４Ｂがろう付けされている。
また、筐体２４の内壁面２４Ｃには、積層体２２の積層方向と直交する方向の面（本実施形態では、側方の面）２２Ｃが対向して配置され、内壁面２４Ｃに側面２２Ｃがろう材３２によって接合されている。具体的には、積層体２２を構成する熱伝導層２８、３０の各側面（側面２２Ｃを構成する部位）と内壁面２４Ｃがろう付けされている。
【００３０】
筐体２４を構成する金属材料としては、銅、青銅、銀、金、チタン、ニッケル、鉄（鋼）、アルミ等が挙げられる。なお、本実施形態では、筐体２４を構成する金属材料として銅を用いている。
【００３１】
閉塞部材２６は、金属材料で構成されると共に平板状に形成されている。この閉塞部材２６の表面（スプレッダ厚み方向の一方側の面（本実施形態では、上面））２６Ａには、半導体素子９０が取り付けられる。なお、本発明は上記構成に限定されず、閉塞部材２６の表面２６Ａにヒートシンク９２が取り付けられ、筐体２４の面２４Ａに半導体素子９０が取り付けられてもよい。
【００３２】
また、閉塞部材２６の裏面（スプレッダ厚み方向の他方側の面（本実施形態では、下面））２６Ｂは、縁部２６Ｃが筐体２４の開放部２５の縁部（筐体２４のスプレッダ厚み方向の一方側の端部２４Ｄ）にろう材３２によって接合されている。また、この裏面２６Ｂは、閉塞部材２６の中央部２６Ｄ（閉塞部材２６の縁部２６Ｃよりも内側の部分）が積層体２２の積層方向の一方側の面（本実施形態では、上面）２２Ｂに対向して配置され、中央部２６Ｄと面２２Ｂがろう材３２によって接合されている。具体的には、積層体２２の積層方向の一方側（本実施形態では、上方側）に位置する熱伝導層２８の積層方向の一方側の面（面２２Ｂを形成する部位）と裏面２６Ｂの中央部２６Ｄとがろう付けされている。
【００３３】
閉塞部材２６を構成する金属材料としては、筐体２４と同様の材料が挙げられる。なお、本実施形態では、閉塞部材２６を構成する金属材料として銅を用いている。
【００３４】
図２に示されるように、ろう材３２は、積層方向に隣接する熱伝導層２８と熱伝導層３０との間、積層体２２と筐体２４との間、積層体２２と閉塞部材２６との間、及び、筐体２４と閉塞部材２６との間に層状に配置されている。このろう材３２は、熱伝導層２８と熱伝導層３０との間に介在して熱伝導層２８と熱伝導層３０とを接合するろう材層３２Ａと、積層体２２の面２２Ａと筐体２４の底面２４Ｂとの間に介在して面２２Ａと底面２４Ｂとを接合するろう材層３２Ｂと、積層体２２の面２２Ｂと閉塞部材２６の中央部２６Ｄとの間に介在して面２２Ｂと中央部２６Ｄとを接合するろう材層３２Ｃと、積層体２２の側面２２Ｃと筐体２４の内壁面２４Ｃとの間に介在して側面２２Ｃと内壁面２４Ｃとを接合するろう材層３２Ｄと、筐体２４の開放部２５の縁部と閉塞部材２６の裏面２６Ｂの縁部２６Ｃとの間に介在して開放部２５の縁部（端部２４Ｄ）と閉塞部材２６の縁部２６Ｃとを接合するろう材層３２Ｅと、を有している。
【００３５】
ろう材３２としては、銅、銀、チタン、亜鉛、りん、金等を主成分とする材料が挙げられる。なお、本実施形態では、ろう材３２として、銅、銀、チタン等を主成分とする合金を用いている。また、筐体２４及び閉塞部材２６を構成する金属材料がアルミの場合には、アルミを主成分とする合金（軟ろう）を用いたろう付け（はんだ付け）としてもよい。
【００３６】
なお、本実施形態のヒートスプレッダ２０は、箔状とされたろう材３２を熱伝導層２８と熱伝導層３０との間、積層体２２と筐体２４との間、積層体２２と閉塞部材２６との間、及び、筐体２４と閉塞部材２６との間にそれぞれ配置すると共に各構成部材をそれぞれ組み付け、組付け状態で筐体２４と閉塞部材２６とを加圧しつつ、ろう材３２を加熱溶融させてヒートスプレッダ２０を構成する各構成部材（筐体２４、閉塞部材２６、熱伝導層２８、３０）をろう付け（ろう材３２によって接合）している。
【００３７】
次に、ヒートスプレッダ２０の作用並びに効果について説明する。
ヒートスプレッダ２０では、半導体素子９０からの熱が閉塞部材２６に入力される。閉塞部材２６に入力された熱は、積層体２２を介して筐体２４へ伝達され、ヒートシンク９２から放熱される。これにより、半導体素子９０が冷却される。
【００３８】
ヒートスプレッダ２０では、筐体２４の内部に積層体２２を収容し、筐体２４の開放部２５を閉塞部材２６で閉塞する構造としているため、例えば、矩形筒状の筐体で積層体２２の外周のみを囲う構造と比べて、ろう付け時（言い換えると、ろう材３２を用いた接合時）に加熱溶融されたろう材（加熱されて溶融状態となったろう材）２８が筐体２４の内部から外部に流出しにくい。すなわち、ヒートスプレッダ２０では、製造時（ろう付け時）におけるろう材３２の流出が抑制される。
これにより、ヒートスプレッダ２０を構成する各構成部材間の空隙の増加が抑制され、製造されたヒートスプレッダ２０が不良品になりにくくなる、すなわち、不良品の発生率が低下する。
【００３９】
また、ヒートスプレッダ２０では、熱伝導層２８、３０を構成する炭素系材料にグラファイトを含ませている。グラファイトは、熱伝導性が高いため、熱伝導層２８、３０によって形成される積層体２２の熱伝導性が向上する。さらに、グラファイトは、熱膨張率が低いため、ろう付け時における熱伝導層２８、３０の熱膨張を抑えることができる。
【００４０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るヒートスプレッダ４０について図３及び図４を用いて説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を適宜省略する。
【００４１】
図３及び図４に示されるように、ヒートスプレッダ４０は、第１実施形態と同様の積層体２２及び筐体２４と、閉塞部材４２とを有している。このヒートスプレッダ４０は、閉塞部材４２の構成以外は、第１実施形態と同様の構成のため、以下では閉塞部材４２の構成について説明する。
【００４２】
閉塞部材４２は、金属材料で構成されており、平板状に形成された閉塞部４４と、閉塞部４４の縁部に設けられた側壁部４６と、を有している。
【００４３】
閉塞部４４の表面（スプレッダ厚み方向の一方側の面（本実施形態では、上方の面））４４Ａには、半導体素子９０が取り付けられる。
また、閉塞部４４の裏面（スプレッダ厚み方向の他方側の面（本実施形態では、下面））４４Ｂは、筐体２４の開放部２５の縁部（端部２４Ｄ）にろう材３２によって接合、すなわち、ろう付けされている。また、閉塞部４４の裏面４４Ｂは、積層体２２の面２２Ｂに対向して配置され、面２２Ｂにろう材３２によって接合されている。具体的には、積層体２２の熱伝導層２８の積層方向の一方側の面と閉塞部４４の裏面４４Ｂとがろう付けされている。
【００４４】
側壁部４６は、閉塞部４４の縁部からスプレッダ厚み方向の他方側（本実施形態では、下方）に突出し、筐体２４の周壁部２４Ｅを取り囲んでいる。具体的には、側壁部４６は、閉塞部４４の縁部に沿って連続して形成されており、周壁部２４Ｅを外側から取り囲んでいる。なお、本発明は上記構成に限定されず、側壁部４６が閉塞部４４の縁部に沿って断続して形成されていてもよい。
【００４５】
側壁部４６の先端４６Ａは、スプレッダ厚み方向において、周壁部２４Ｅの根元２４Ｆよりも筐体２４の面２４Ａ側に位置している。なお、本実施形態では、側壁部４６の先端４６Ａを形成する先端面が筐体２４の面２４Ａと水平方向において面一とされている。
【００４６】
側壁部４６の内面４６Ｂは、筐体２４の周壁部２４Ｅの外面２４Ｇ（筐体２４の外面と同じ）にろう材３２によって接合されている、すなわち、ろう付けされている。なお、本実施形態のろう材３２は、側壁部４６の内面４６Ｂと周壁部２４Ｅの外面２４Ｇとの間に配置された層状のろう材層３２Ｆを有しており、このろう材層３２Ｆによって内面４６Ｂと外面２４Ｇとが接合されている。
【００４７】
閉塞部材４２を構成する金属材料としては、第１実施形態の閉塞部材２６と同様の材料が挙げられる。なお、本実施形態では、閉塞部材４２を構成する金属材料として銅を用いている。
【００４８】
次に、本実施形態のヒートスプレッダ４０の作用並びに効果について説明する。なお、第１実施形態のヒートスプレッダ２０と同様の構成で得られる作用並びに効果については説明を省略する。
【００４９】
ヒートスプレッダ４０では、閉塞部材４２の側壁部４６が筐体２４の周壁部２４Ｅを取り囲んでいるため、例えば、第１実施形態のヒートスプレッダ２０と比べて、筐体２４の開放部２５の開放面積が大きくなるように周壁部２４Ｅが傾く変形を抑制できる。具体的には、ヒートスプレッダ４０では、側壁部４６の根元４６Ｃで周壁部２４Ｅの先端（端部２４Ｄ）を支持するため、周壁部２４Ｅが根元２４Ｆと先端とで両端支持され、例えば、第１実施形態のヒートスプレッダ２０のように周壁部２４Ｅの根元２４Ｆのみの片端支持の構造と比べて、筐体２４の開放部２５の開放面積が大きくなるように周壁部２４Ｅが傾く上記変形を抑制できる。
これにより、ヒートスプレッダ４０では、ろう付け時における熱伝導層２８、３０の熱膨張が、閉塞部材４２の側壁部４６によって筐体２４の周壁部２４Ｅの上記変形が抑制されることで、抑制される。その結果、ヒートスプレッダ４０では、配向の異なる熱伝導層２８、３０の熱膨張方向（積層方向と直交する方向）の違いや熱膨張率の違いによって周壁部２４Ｅと積層体２２との間の空隙が増加するのが抑制される。
【００５０】
また、ヒートスプレッダ４０では、ろう付け時における熱伝導層２８、３０の熱膨張を抑えられるため、製造後の寸法精度を確保できる。これにより、例えば、ろう付け時における熱伝導層２８、３０の熱膨張を抑えにくい構造を採用したもののように、熱膨張により変形した筐体の外面を削って寸法調整する必要がなく、製造効率を向上させられる。
【００５１】
ヒートスプレッダ４０では、閉塞部材４２の側壁部４６の内面４６Ｂを筐体２４の周壁部２４Ｅの外面２４Ｇにろう付けしているため、例えば、側壁部４６の内面４６Ｂを周壁部２４Ｅの外面２４Ｇにろう付けしない構造と比べて、閉塞部材４２と筐体２４との接合力が向上する。
【００５２】
ヒートスプレッダ４０では、閉塞部材４２の側壁部４６の先端４６Ａを筐体２４の周壁部２４Ｅの根元２４Ｆよりも筐体２４の面２４Ａ側に位置させていることから、例えば、側壁部４６の先端４６Ａが周壁部２４Ｅの根元２４Ｆよりも先端（端部２４Ｄ）側に位置している構造と比べて、ろう付け時における熱伝導層２８、３０の熱膨張を抑える効果が向上する。
【００５３】
なお、ヒートスプレッダ４０では、グラファイトを含む炭素系材料で熱伝導層２８、３０をそれぞれ構成し、さらに、積層方向に隣接する熱伝導層２８、３０の配向を異ならせているため、熱伝導層２８、３０の熱膨張方向が異なる。このため、例えば、積層方向に隣接する熱伝導層２８、３０の配向が同じものと比べて、ろう付け時における熱伝導層２８、３０の熱膨張を抑える効果が向上する。また、熱伝導層２８、３０によって形成される積層体２２の熱伝導率が向上する。
【００５４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係るヒートスプレッダ５０について図５及び図６を用いて説明する。なお、第２実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を適宜省略する。
【００５５】
図５及び図６に示されるように、ヒートスプレッダ５０は、第２実施形態のヒートスプレッダ４０と同様の積層体２２、筐体２４及び閉塞部材４２を有している。このヒートスプレッダ５０は、筐体２４と閉塞部材４２の位置関係を第２実施形態のヒートスプレッダ４０と上下逆さにする構成以外は、第２実施形態と同様の構成である。なお、本実施形態では、筐体２４の面２２Ａに半導体素子９０が取り付けられ、閉塞部材４２の表面４４Ａにヒートシンク９２が取り付けられる。
【００５６】
次に、本実施形態のヒートスプレッダ５０の作用並びに効果について説明する。なお、第２実施形態のヒートスプレッダ４０と同様の構成で得られる作用並びに効果については説明を省略する。
【００５７】
ヒートスプレッダ５０では、筐体２４と閉塞部材４２の位置関係を第２実施形態のヒートスプレッダ４０と上下逆さにしていることから、ろう付け時に加熱溶融されたろう材３２が側壁部４６の内面４６Ｂと周壁部２４Ｅの外面２４Ｇとの間から流出しにくい。具体的には、側壁部４６の内面４６Ｂと周壁部２４Ｅの外面２４Ｇとの間の空間が上方に向かって開放されているため、例えば、上記空間が下方に向かって開放されているものと比べて、加熱溶融されたろう材３２が外部に流出しにくい。これにより、外部からの汚染等に対してヒートスプレッダ５０の信頼性が向上する。
【００５８】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係るヒートスプレッダ６０について図７及び図８を用いて説明する。なお、第２実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を適宜省略する。
【００５９】
図７及び図８に示されるように、ヒートスプレッダ６０は、第２実施形態と同様の積層体２２と、筐体６２及び閉塞部材６４とを有している。このヒートスプレッダ６０は、筐体６２及び閉塞部材６４の構成以外は、第２実施形態と同様の構成のため、以下では筐体６２及び閉塞部材６４の構成について説明する。
【００６０】
筐体６２は、周壁部６２Ａ及び該周壁部６２Ａの外面６２Ｂ（筐体６２の外面）の構成を除いて第２実施形態の筐体２４と同様の構成である。周壁部６２Ａの外面６２Ｂは、周壁部６２Ａの厚みＴ１が根元側から先端（上端）側へ向かって漸減するように傾斜している。
【００６１】
閉塞部材６４は、側壁部６４Ａ及び該側壁部６４Ａの内面６４Ｂの構成を除いて第２実施形態の閉塞部材４２と同様の構成である。側壁部６４Ａの内面６４Ｂは、側壁部６４Ａの厚みＴ２が根元側から先端（下端）側へ向かって漸減するように傾斜している。
【００６２】
また、筐体６２の周壁部６２Ａの外面６２Ｂと、閉塞部材６４の側壁部６４Ａの内面６４Ｂとが対向している。なお、外面６２Ｂと内面６４Ｂとの間には、ろう材層３２Ｅが配置され、外面６２Ｂと内面６４Ｂとがろう材層３２Ｅによって接合されている。
【００６３】
次に、本実施形態のヒートスプレッダ６０の作用並びに効果について説明する。なお、第２実施形態のヒートスプレッダ４０と同様の構成で得られる作用並びに効果については説明を省略する。
【００６４】
ヒートスプレッダ６０では、筐体６２の周壁部６２Ａの外面６２Ｂを厚みＴ１が根元側から先端側へ向かって漸減するように傾斜させ、閉塞部材６４の側壁部６４Ａの内面６４Ｂを厚みＴ２が根元側から先端側へ向かって漸減するように傾斜させている。この構造により、ヒートスプレッダ６０では、ろう付け時における熱伝導層２８、３０の熱膨張を抑える効果を確保しつつ、筐体６２の周壁部６２Ａ及び閉塞部材６４の側壁部６４Ａの各厚みＴ１、Ｔ２をそれぞれ薄くすることが可能となり、コスト低減や軽量化を図ることが可能となる。特に、本実施形態では、外面６２Ｂ全体を厚みＴ１が根元側から先端側へ向かって漸減するように傾斜させ、内面６４Ｂ全体を厚みＴ２が根元側から先端側へ向かって漸減するように傾斜させているため、軽量化をより図ることが可能となる。
【００６５】
第４実施形態のヒートスプレッダ６０では、外面６２Ｂ全体及び内面６４Ｂ全体をそれぞれ傾斜させているが、本発明はこの構成に限定されず、外面６２Ｂの一部及び内面６４Ｂの一部をそれぞれ傾斜させる構成としてもよい。この場合においても、コスト低減や軽量化を図ることが可能である。
【００６６】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。
【００６７】
次に、本発明の作用並びに効果を立証するため、本発明に係る実施例のヒートスプレッダを３種、比較例のヒートスプレッダを１種用意し、以下の実験１、２を行った。
【００６８】
（実験１）
実験１では、実施例１のヒートスプレッダと比較例のヒートスプレッダを用いた。
【００６９】
実施例１：本発明の第１実施形態のヒートスプレッダ２０と同じ構造のヒートスプレッダ。
・積層体２２を構成する熱伝導層２８、３０として高温熱分解グラファイトを用いた。この高温熱分解グラファイトは、Ｘ−Ｙ平面内における熱伝導率が１７００Ｗ／ｍ・Ｋ、Ｚ（厚み）平面内における熱伝導率が７Ｗ／ｍ・Ｋである。また、熱伝導層２８、３０の寸法は、いずれも縦１９ｍｍ、横１９ｍｍ、厚み１ｍｍである。
・筐体２４は、銅製で、寸法が縦２０ｍｍ、横２０ｍｍ、高さ２．５ｍｍ、厚み０．５ｍｍである。
・閉塞部材２６は、銅製で、寸法が縦２０ｍｍ、横２０ｍｍ、厚み０．５ｍｍである。
・ろう材３２は、銅、銀、チタンを主成分とし、厚みが５０μｍの箔であり、各構成部材の間に挟まれ、高温（７００〜８００℃）で１分〜５分間の間で加熱して各構成部材を接合（ろう付け）する。
【００７０】
比較例：第１実施形態の積層体２２を底板１００、４枚の側板１０２、天板１０４で取り囲み、各構成部材間にろう材３２を挟み、高温で加熱して各構成部材を接合したヒートスプレッダ１０６（図９及び図１０参照）
・積層体２２は、実施例１と同じ。
・底板１００は、銅製で、寸法が縦２０ｍｍ、横２０ｍｍ、厚み０．５ｍｍである。
・側板１０２は、銅製で、寸法が縦１９ｍｍ、横１９.５ｍｍ、厚み０．５ｍｍである
・天板１０４は、銅製で、寸法が縦２０ｍｍ、横２０ｍｍ、厚み０．５ｍｍである。
【００７１】
実験１では、実施例１のヒートスプレッダと比較例のヒートスプレッダを複数製造し、製造されたヒートスプレッダの空隙量を測定し、その測定結果を評価した。なお、空隙量が一定以下のものを不良品として評価した。
【００７２】
【表１】
0006607792.tif 000002
【００７３】
表１に示されるように、比較例１のヒートスプレッダではろう材の流出によって各構成部材間の空隙量が増加し、その結果、不良品の発生率が５０％になったと推測される。一方、実施例１のヒートスプレッダでは、ろう材が各構成部材間から流出しにくい構造のため、ろう材が各構成部材間に行き渡り、その結果、不良品の発生率が１０％程度に抑えられたと推測される。
【００７４】
（実験２）
実験２では、実施例１〜３の各ヒートスプレッダを用いた。
【００７５】
実施例２：本発明の第２実施形態のヒートスプレッダ４０と同じ構造のヒートスプレッダ。
・積層体２２は、実施例１と同じ。
・筐体２４は、実施例１と同じ。
・閉塞部材４２は、銅製で、寸法が縦２１ｍｍ、横２１ｍｍ、高さ２０ｍｍ、厚み０．５ｍｍである。
・ろう材３２は、実施例１と同じ。
【００７６】
実施例３：本発明の第４実施形態のヒートスプレッダ６０と同じ構造のヒートスプレッダ。
・積層体２２は、実施例１と同じ。
・筐体６２は、銅製で、寸法が縦２０ｍｍ、横２０ｍｍ、高さ２．５ｍｍ、厚み０．５ｍｍである。
・閉塞部材６４は、銅製で、寸法が縦２１ｍｍ、横２１ｍｍ、高さ２０ｍｍ、厚み０．５ｍｍである。
・ろう材３２は、実施例１と同じ。
【００７７】
実験２では、実施例１〜３の各ヒートスプレッダをそれぞれ複数製造し、製造されたヒートスプレッダの寸法を測定し、その結果を評価した。なお、寸法精度が一定以下のものを不良品として評価した。
【００７８】
【表２】
0006607792.tif 000003
【００７９】
実施例１のヒートスプレッダでは、グラファイトで形成される熱伝導層２８、３０のろう付け時における熱膨張で筐体２４の周壁部２４Ｅが変形することがある。このような変形が生じるとヒートスプレッダの寸法が基準値を満たさないため、研磨などの後工程が生じる。しかし、ヒートスプレッダの変形量が大き過ぎると、研磨によってグラファイトが露出してしまい不良品となることがある。そのため、表２に示されるように、実施例１では不良品が１０％程度発生している。一方、実施例２のヒートスプレッダでは、筐体２４の周壁部２４Ｅの先端が閉塞部材４２の側壁部４６の根元４６Ｃで抑えられる（支持される）構造のため、ろう付け時における熱伝導層２８、３０の熱膨張による周壁部２４Ｅの変形が抑えられるため、ヒートスプレッダの寸法精度が確保される。このため、実施例２のヒートスプレッダでは、不良品の発生が５％以下に抑えられている。
【００８０】
また、実施例３のヒートスプレッダにおいても実施例２と同様に、ヒートスプレッダの寸法精度が確保されており、不良品の発生が５％以下に抑えられている。加えて、実施例３のヒートスプレッダでは、周壁部６２Ａの厚みＴ１を根元から先端に向かって薄くし、側壁部６４Ａの厚みＴ２を根元から先端に向かって薄くしているため、実施例２のヒートスプレッダと比べて、重量が軽くなっている。このため、実施例３のヒートスプレッダは、不良品の発生率は、実施例２のヒートスプレッダと同等だが、軽量化の観点で実施例２のヒートスプレッダよりも優れていることが分かる。
【符号の説明】
【００８１】
２０      ヒートスプレッダ
２２      積層体
２４      筐体
２４Ａ    面（他方の面）
２４Ｅ    周壁部
２４Ｆ    根元
２４Ｇ    外面
２５      開放部
２６      閉塞部材
２８      熱伝導層
３０      熱伝導層
４０      ヒートスプレッダ
４２      閉塞部材
４６      側壁部
４６Ｂ    内面
４６Ｃ    根元
５０      ヒートスプレッダ
６０      ヒートスプレッダ
６２      筐体
６２Ａ    周壁部
６２Ｂ    外面
６４      閉塞部材
６４Ａ    側壁部
６４Ｂ    内面
【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】
0006607792.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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