(57)【要約】【課題】  熱伝導効率を大幅に高め、折り曲げ箇所においてグラファイトの密度低下による熱伝導効率の低下が発生せず、挿入した放熱部材が安定するグラファイト熱伝導片の加工方法を提供する。【解決手段】  一定の輪郭の外形を有するグラファイト熱伝導片の加工方法であって、  対応するオス型とメス型によってグラファイト熱伝導板材を挟み、押し圧して裁断し、  一定の輪郭の外形を有し、かつ第１の厚さを具えるグラファイト熱伝導片を形成するステップと、該オス型とメス型によって該グラファイト熱伝導片を継続して押し圧して、該第１の厚さから予め設定された第２の厚さにするとともに、該第２の厚さにした状態におけるグラファイトの密度を該第１の厚さの状態に比して高くするステップとを含む。【選択図】    図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定の輪郭の外形を有するグラファイト熱伝導片の加工方法であって、
対応するオス型とメス型によってグラファイト熱伝導板材を挟み、押し圧して裁断し、
一定の輪郭の外形を有し、かつ第１の厚さを具えるグラファイト熱伝導片を形成するステップと、
該オス型とメス型によって該グラファイト熱伝導片を継続して押し圧して、該第１の厚さから予め設定された第２の厚さにするとともに、該第２の厚さにした状態におけるグラファイトの密度を該第１の厚さの状態に比して高くするステップとを含むことを特徴とするグラファイト熱伝導片の加工方法。
【請求項２】
前記メス型の底部に内部保持板を設け、該オス型と該内部保持板とによって該グラファイト熱伝導片の上下面を押し圧して折り曲げて凹凸形成部を形成することを特徴とする請求項１に記載のグラファイト熱伝導片の加工方法。
【請求項３】
前記メス型の底部に内部保持板を設け、オス型と該内部保持板とによって該グラファイト熱伝導片の上下面を押し圧し、凹凸状に形成することを特徴とする請求項２に記載のグラファイト熱伝導片の加工方法。
【請求項４】
前記グラファイト熱伝導片がグラファイト層と、該グラファイト層の外部表面を被覆するフィルム層とを含み、かつ該フィルム層がアルミ箔か、銅箔か、塗布されたフィルム材とによってなるグループから選択されるフィルム層であることを特徴とする請求項２に記載のグラファイト熱伝導片の加工方法。
【請求項５】
前記ステップにおいて裁断されて特定の輪郭の外形を有するグラファイト熱伝導片とした後、さらに該グラファイト熱伝導片の上表面に少なくとも１以上の第１凹状部を形成するステップと、
底端の側面に横方向に形成された第２凹状部を具える放熱部材の底端を該第１凹状部に挿入するステップと、
該グラファイト熱伝導片を継続して押し圧して第１の厚さから予め設定された第２の厚さにするとともに、該第１凹状部の側面の部分のグラファイトを該第２凹状部内に移動させ、該放熱部材を該グラファイト熱伝導片に堅牢に接続するステップとを含むことを特徴とする請求項１に記載のグラファイト熱伝導片の加工方法。
【請求項６】
前記放熱部材が金属材によってなることを特徴とする請求項５に記載のグラファイト熱伝導片の加工方法。
【請求項７】
前記放熱部材がグラファイトを材質としてなることを特徴とする請求項５に記載のグラファイト熱伝導片の加工方法。
【請求項８】
前記放熱部材の底端を該第１凹状部に挿入する前に、対応するオス型とメス型とによって第３の厚さを有する該放熱部材を挟んで押し圧して裁断するステップと、
該オス型とメス型とによって裁断した放熱部材を該オス型と該メス型との間に設けた突き出し部を利用して該放熱部材を押し圧して該第３の厚さから、該第１凹状部の幅を超えない厚さんの第４の厚さするステップとを含むことを特徴とする請求項５に記載のグラファイト熱伝導片の加工方法。
【請求項９】
前記第１凹状部が溝であって、該放熱部材が板状を呈することを特徴とする請求項５に記載のグラファイト熱伝導片の加工方法。
【請求項１０】
前記第１凹状部が穴であって、該放熱部材が柱状を呈することを特徴とする請求項５に記載のグラファイト熱伝導片の加工方法。
【請求項１１】
前記放熱部材の底端に粘着材を塗布して該第１凹状部に挿入することを特徴とする請求項５に記載のグラファイト熱伝導片の加工方法。
【請求項１２】
前記グラファイト熱伝導片を押し圧して裁断した後、さらに該グラファイト熱伝導片を押し圧する場合に、該グラファイト熱伝導片の一部を押し圧し予め設定された第２の厚さにし、その他部分は第１の厚さを維持し、かつ該第２の厚さの部分のグラファイトの密度を該第１の厚さの部分のグラファイトの密度より高くすることを特徴とする請求項１に記載のグラファイト熱伝導片の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はグラファイト熱伝導片の加工方法に関し、特にチップなどの電子素子から発生する熱を放出するために用いるグラファイト熱伝導片の加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
グラファイト熱伝導片は、通常ノートブックタイプのコンピュータのなどの電子装置に応用され、高熱を発生するプロセッサ、チップセットなどの電子素子に貼着し、発生する熱の放出に用いられる。
【０００３】
グラファイト熱伝導片は、主にグラファイトと充填物 (filler)とを成分として構成される。充填物はグラファイト熱伝導片を軟化させる作用があり、加工を容易にする。時には、グラファイト熱伝導片の上下面を金型で押し圧加工して、電子素子の外形に合わせた凹凸を形成し、電子素子への貼着を容易にすることがある。
【０００４】
図１に、従来の技術によって押し圧加工をしたグラファイト熱伝導片を開示する。図面によればグラファイト熱伝導片２は、押し圧加工をした後、折り曲げ箇所４が引っ張り作用を受ける。この部分におけるグラファイトの密度は平板状部６のグラファイト密度に比して明らかに低下する。よって、折り曲げ箇所４の熱伝導速度も低下する。言い換えれば、この折り曲げ箇所４はグラファイト熱伝導片２全体の熱伝導を阻害する箇所となる。
【０００５】
また、図２は従来の技術による放熱ユニット１０の構造を示した説明図である。即ち、アメリカ合衆国特許第２００３／０１１６３１２Ａ１に開示される技術である。図面によれば、グラファイト熱伝導片２の表面には複数の放熱部材１４を挿入してあり、理想的な放熱ユニット１０を構成している。但し、放熱部材１４を軟質のグラファイト熱伝導片２に挿入して固定させることは難しく、外部からの力を受けると容易に外れるか、もしくは破壊される。
【特許文献１】米国特許出願第２００３／０１１６３１２Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、グラファイト熱伝導片の加工方法には、改善の余地があると考えられる。係る知見に基づき、この発明は熱伝導効率を大幅に高めることによって、折り曲げ箇所におけるグラファイトの密度低下によっておきる熱伝導効率の低下を改善できるグラファイト熱伝導片の加工方法を提供することを課題とする。
【０００７】
また、この発明は、放熱部材を挿入した場合、これを安定させることのできるグラファイト熱伝導片を実現するグラファイト熱伝導片の加工方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明者は従来の技術に見られる欠点に鑑み鋭意研究を重ねた結果、一定の輪郭の外形を有するグラファイト熱伝導片の加工方法であって、対応するオス型とメス型によってグラファイト熱伝導板材を挟み、押し圧して裁断し、一定の輪郭の外形を有し、かつ第１の厚さを具えるグラファイト熱伝導片を形成するステップと、該オス型とメス型によって該グラファイト熱伝導片を継続して押し圧して、該第１の厚さから予め設定された第２の厚さにするとともに、該第２の厚さにした状態におけるグラファイトの密度を該第１の厚さの状態に比して高くするステップを含むことを特徴とするグラファイト熱伝導片の加工方法によって課題を解決できる点に着眼し、係る知見に基づいて本発明を完成させた。
【０００９】
以下、この発明について具体的に説明する。
【００１０】
請求項１に記載するグラファイト熱伝導片の加工方法は、一定の輪郭の外形を有するグラファイト熱伝導片の加工方法であって、
対応するオス型とメス型によってグラファイト熱伝導板材を挟み、押し圧して裁断し、
一定の輪郭の外形を有し、かつ第１の厚さを具えるグラファイト熱伝導片を形成するステップと、
該オス型とメス型によって該グラファイト熱伝導片を継続して押し圧して、該第１の厚さから予め設定された第２の厚さにするとともに、該第２の厚さにした状態におけるグラファイトの密度を該第１の厚さの状態に比して高くするステップを含む。
【００１１】
請求項２に記載するグラファイト熱伝導片の加工方法は、請求項１におけるメス型の底部に内部保持板を設け、該オス型と該内部保持板とによって該グラファイト熱伝導片の上下面を押し圧して折り曲げて凹凸形成部を形成する。
【００１２】
請求項３に記載するグラファイト熱伝導片の加工方法は、請求項２におけるメス型の底部に内部保持板を設け、オス型と該内部保持板とによって該グラファイト熱伝導片の上下面を押し圧し、凹凸状に形成する。
【００１３】
請求項４に記載するグラファイト熱伝導片の加工方法は、請求項２におけるグラファイト熱伝導片がグラファイト層と、該グラファイト層の外部表面を被覆するフィルム層とを含み、かつ該フィルム層がアルミ箔か、銅箔か、塗布されたフィルム材とによってなるグループから選択されるフィルム層である。
【００１４】
請求項５に記載するグラファイト熱伝導片の加工方法は、  請求項１におけるステップにおいて裁断されて特定の輪郭の外形を有するグラファイト熱伝導片とした後、さらに該グラファイト熱伝導片の上表面に少なくとも１以上の第１凹状部を形成するステップと
底端の側面に横方向に形成された第２凹状部を具える放熱部材の底端を該第１凹状部に挿入するステップと、
該グラファイト熱伝導片を継続して押し圧して第１の厚さから予め設定された第２の厚さにするとともに、該第１凹状部の側面の部分のグラファイトを該第２凹状部内に移動させ、該放熱部材を該グラファイト熱伝導片に堅牢に接続するステップとを含む。
【００１５】
請求項６に記載するグラファイト熱伝導片の加工方法は、請求項５における放熱部材が金属材によってなる。
【００１６】
請求項７に記載するグラファイト熱伝導片の加工方法は、請求項５における放熱部材がグラファイトを材質としてなる。
【００１７】
請求項８に記載するグラファイト熱伝導片の加工方法は、  請求項５における放熱部材の底端を該第１凹状部に挿入する前に、対応するオス型とメス型とによって第３の厚さを有する該放熱部材を挟んで押し圧して裁断するステップと、
該オス型とメス型とによって裁断した放熱部材を該オス型と該メス型との間に設けた突き出し部を利用して該放熱部材を押し圧して該第３の厚さから、該第１凹状部の幅を超えない厚さんの第４の厚さするステップとを含む。
【００１８】
請求項９に記載するグラファイト熱伝導片の加工方法は、請求項５における第１凹状部が溝であって、該放熱部材が板状を呈する。
【００１９】
請求項１０に記載するグラファイト熱伝導片の加工方法は、請求項５における第１凹状部が穴であって、該放熱部材が柱状を呈する。
【００２０】
請求項１１に記載するグラファイト熱伝導片の加工方法は、請求項５における放熱部材の底端に粘着材を塗布して該第１凹状部に挿入する。
【００２１】
請求項１２に記載するグラファイト熱伝導片の加工方法は、請求項１におけるグラファイト熱伝導片を押し圧して裁断した後、さらに該グラファイト熱伝導片を押し圧する場合に、該グラファイト熱伝導片の一部を押し圧し予め設定された第２の厚さにし、その他部分は第１の厚さを維持し、かつ該第２の厚さの部分のグラファイトの密度を該第１の厚さの部分のグラファイトの密度より高くする。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によるグラファイト熱伝導片の加工方法によって製造されるには、グラファイト熱伝導片は、応用する電子素子の形状に沿って凹凸を形成しても、折り曲げ箇所において熱伝導効率が低下することがないため、高熱を発生する電子素子に幅広く応用でき、かつ好ましい熱伝導効果が得られるという利点を有する。
【００２３】
また、この発明によるグラファイト熱伝導片の加工方法によって製造されるには、グラファイト熱伝導片に放熱部材を挿入した場合安定した接続が得られるため、生産において歩留まりを高めることができるのみならず、使用寿命を延長することができるという利点を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
この発明によるグラファイト熱伝導片の加工方法について、その特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図面を参照にして以下に説明する。
【００２５】
図３に９この発明によるグラファイト熱伝導片の加工方法を開示する。図面によればグラファイト熱伝導片３０は、加工した後、図４に開示するように特定の輪郭の外形３１を具える。例えば、図４によればグラファイト熱伝導片３０は二層のアルミ箔３２の間にグラファイト層３４を挟んで構成する。実際には、グラファイト層３４を単独で構成し、如何なるフィルム層で被覆しなくてもよく、または、一部か、全部のアルミ箔３２を銅箔か、フィルム材を塗布して代替とすることができる。
【００２６】
グラファイト層３４はグラファイトと充填物(filler)とによって構成され、グラファイトは熱伝導の機能を提供し、充填物は軟質化させる作用を有する。
【００２７】
加工方法について、図５に開示する金型構造３９に基づいて加工する場合のステップを説明する。
【００２８】
金型構造３９は、オス型４０とメス型４２を含み、オス型４０の側辺には突き出し部４１を設ける。メス型４２の内部には内部保持板４４を設ける。メス型４２と内部保持板４４は、ダイセットベース４６上に設けられ、内部保持板４４とダイセットベース４６との間には例えばバネである弾性部材４８を設け（設けなくてもよい）、グラファイト熱伝導板材３５は、オス型４０とメス型４２との間に置く。
【００２９】
図３、４、５を参照にしてこの発明の方法を説明する。この発明の方法は次に掲げるステップを含む。
【００３０】
Ｓ０２のステップにおいて、オス型４０とメス型４２とによってグラファイト熱伝導板材３５を挟み、裁断してグラファイト熱伝導板材３５を特定の輪郭の外形３１を具えるグラファイト熱伝導片３０にする。ラファイト熱伝導片３０は一定の厚さの第１厚さＤ１を有する。
【００３１】
次いで、Ｓ０６のステップにおいて、オス型４０とメス型４２とによって裁断したグラファイト熱伝導片３０（図５には、さらにオス型４０と内部保持板４４とによって押し圧されるグラファイト熱伝導片３０を開示する）について、オス型４０とメス型４２との間に設けた突き出し部４１によって制御して、グラファイト熱伝導片３０を押し圧して第１厚さＤ１から第２厚さＤ２にする。第２厚さＤ２は第１厚さＤ１より薄い。押し圧されたグラファイト熱伝導片３０はグラファイト密度が高くなる。よって、押し圧された後のグラファイト熱伝導片３０は好ましい熱伝導効果が得られる。
【００３２】
図６、７について、この発明による方法を更に説明する。図６には上下面に凹凸が形成されたグラファイト熱伝導片３０の製造ステップを開示したフローチャートであって、図７は金型構造３９を示した説明図である。
【００３３】
グラファイト熱伝導片３０は、チップなどの電子素子の外形に合わせて凹凸成型部５５（図２２その外観を開示する）を具える。従来の技術における凹凸成型部は折り曲げ箇所のグラファイト密度が低下するが、図６に開示する凹凸成型５５部の折り曲げ箇所５２は、係る問題を改善することができる。
【００３４】
図６に開示するステップは、上述するＳ０２のステップでグラファイト熱伝導片３０を裁断して特定の輪郭を有する外形３１を形成した後、さらに次に掲げるステップを含む。
【００３５】
Ｓ０４にステップにおいてはオス型４０とメス型４２とによってグラファイト熱伝導片３０の表面を押し圧して上下面に凹凸形成部５５を形成する。
【００３６】
次いで、Ｓ０６のステップにおいて、押し圧して折り曲げたグラファイト熱伝導片３０を継続して押し圧し、グラファイト熱伝導片３０を第１の厚さＤ１から第２の０厚さＤ２にする。
【００３７】
上述するステップによって、グラファイトの密度を高め、熱伝導の効率と速度を高めることができるのみならず。グラファイト熱伝導片３０の平板状部５４のグラファイトの一部が押し圧を受けて折り曲げ箇所５２に移動する。このためグラファイト熱伝導片３０の折り曲げ箇所５２のグラファイトの密度が第２の厚さＤ２を具える平板状部５４のグラファイト密度に近くなり、従来の技術に見られるように折り曲げ箇所が熱伝導の阻害になると言う問題を改善することができる。
【００３８】
図６に開示する加工方法は、図７に開示する金型構造３９を応用して実施する場合のステップである。図７に開示するようにメス型４２には、底面に内部保持板４６を設ける。これは、オス型４０による凹凸成型に合わせて設ける。
【００３９】
次いで、オス型４０と内部保持板４６とによってグラファイト熱伝導片３０の上下面を折り曲げて、グラファイト熱伝導片３０の上下面に凹凸形成部５５を形成する。
【００４０】
図８は放熱部材７０をラファイト熱伝導片３０に挿入するステップを示したフローチャートであって、図９は図８に開示するステップによって形成されるグラファイト熱伝導片３０を示した説明図である。
【００４１】
図９に開示するように、グラファイト熱伝導片３０上には複数の凹状部を形成し、該凹状部内に複数の放熱部材７０を挿入する。それぞれの放熱部材７0は、第１凹状部６２に挿入する底端の側面には、横方向に少なくとも１以上の第２凹状部６４を形成する。第２凹状部６４の形状は、図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃに開示するとおりである。
【００４２】
図８に開示する方法は、上述するＳ２０２のステップによって裁断し特定の輪郭の外形３１を有するグラファイト熱伝導片３０を得た後、さらに、次に掲げるステップを含む。
【００４３】
Ｓ３０３のステップにおいてグラファイト熱伝導片３０の上表面に少なくとも１以上の第１凹状部６２を形成する。
【００４４】
Ｓ０５のステップにおいて、放熱部材７０の底端を第１凹状部６２に挿入する。放熱部材７０の底端の側面には、横方向に少なくとも１以上の第２凹状部６４を形成する。
【００４５】
Ｓ０６のステップにおいて、金型構造３９によってグラファイト熱伝導片３０を上から押し圧し、グラファイト熱伝導片３０を第１の厚さＤ１から予め設定された第２の厚さＤ２にし、グラファイトの密度を高める。この場合、グラファイトの密度が高まるとともに、第１凹状部６２の側面の部分のグラファイトの一部が押し圧されて第２凹状部６４に移動する。よってグラファイト熱伝導片３０に放熱部材７０が確実に接続する。したがって、熱伝導効率を高めるのみならず、放熱部材７０をグラファイト熱伝導片３０に堅牢に接続することができる。
【００４６】
放熱部材７０は金属部材であるか、グラファイトを材質としてもよい。グラファイトを材質とした場合、図１０のフローチャートに開示するように、前記Ｓ０５のステップにおいて放熱部材７０の底端を第１凹状部６２に挿入する前に、製造方法に次のステップを含む。
【００４７】
Ｓ０１０のステップにおいて、対応するオス型４０とメス型４２とによって放熱部材７０を挟み、放熱部材７０を押し圧して第３の厚さにする。
【００４８】
Ｓ０１０のステップにおいて、オス型４０とメス型４２とによって放熱部材７０を継続して押し圧し、かつオス型４０とメス型４２間の突き出し部４１を利用して制御し、放熱部材を第３の厚さから予め設定された第４の厚さにする。第４の厚さは第１凹状部６２の幅を超えない。
【００４９】
上述する第１凹状部６２は溝であるか、もしくは凹状を呈する穴であってもよい。第１凹状部６２が溝であれば、放熱部材７９の外形は板状にする。第１凹状部６２が凹状を呈する穴であれば、放熱部材７９の外形は柱状にする。
【００５０】
上述する放熱部材７０は、斯業において放熱フィンと称する。本願において放熱部材７０の外形は、図面に開示する形状に限定しない。上述するいずれの外形であってもよい。
【００５１】
Ｓ０５のステップにおいて放熱部材７０を第１凹状部６２に挿入する前に、放熱部材７０の底端に予め粘着材を塗布して第１凹上部６２に挿入した場合さらに堅牢に接続するようにしてもよい。
【００５２】
また、グラファイト熱伝導片３０を押し圧する場合、グラファイト熱伝導片３０全体を押し圧しておけるグラファイトの密度を高める以外に、グラファイト熱伝導片３０の一部を押し圧し、該押し圧した部分のみを第１の厚さＤ１から予め設定された第２の厚さＤ２にし、グラファイト熱伝導片３０のその他部分は第１の厚さＤ１を維持するようにしてもよい。
【００５３】
グラファイト熱伝導片３０の第２の厚さＤ２の部分はグラファイト密度が高くなり、高い熱伝導効率を有する。比較的厚い第１の厚さの部分はグラファイトの密度が低いため熱伝導効果は高くない。この第１の厚さの部分はその他異なる応用分野に適用することができる。かかる応用もこの発明の技術の範囲属するものとする。
【００５４】
この発明によるグラファイト熱伝導片３０は、チップなどの電子素子から発生する熱を放出するために応用される。その加工方法はオス型４０、メス型４２との間に設けた突き出し部４１を利用してグラファイト熱伝導片３０を所定の厚さにしてグラファイトの密度を高め、これを以って熱伝導効率を高めるものである。係る押し圧方法は、従来の技術に見られるように折り曲げ箇所のグラファイト密度が低くなり、熱伝導効果が低下するという問題を解決するとともに、放熱部材７０をグラファイト熱伝導片３０に挿入した場合に堅牢で安定した接続が得られる。
【００５５】
以上はこの発明の好ましい実施例を開示したものであって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、かつこの発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】従来の技術によるグラファイト熱伝導片の構造を示した説明図である。
【図２】従来の技術による放熱ユニットの構造を示した説明図である。
【図３】この発明によるグラファイト熱伝導片の加工方法を示したフローチャートである。
【図４】この発明によるグラファイト熱伝導片の構造を示した説明図である。
【図５】図３に開示する方法に応用される金型の構造示した断面説明図である。
【図６】この発明の方法であって、グラファイト熱伝導片に凹凸を形状する方法を示したフローチャートである。
【図７】図６に開示する方法に応用される金型の構造示した断面説明図である。
【図８】この発明において放熱部材を挿入するステップを開示したフローチャートである。
【図９】図８に開示するステップを応用して製造されるグラファイト熱伝導片の構造を示した説明図である。
【図９Ａ】この発明における放熱部材とグラファイト熱伝導片の接続構造を示した説明図である。
【図９Ｂ】この発明における放熱部材とグラファイト熱伝導片の他の接続構造を示した説明図である。
【図９Ｃ】この発明における放熱部材とグラファイト熱伝導片の接続構造を示したその他説明図である。
【図１０】グラファイトを材質とする放熱部材の加工方法を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
１０            放熱ユニット
２、３０        グラファイト熱伝導片
３１            外形
３２            アルミ箔
３４            グラファイト層
３５            グラファイト板材
３９            金型構造
４０            オス型
４１            突き出し部
４２            メス型
４４            内部保持板
４６            ダイセットベース
４８            弾性部材
Ｄ１            第１の厚さ
Ｄ２            第２の厚さ
４、５２        折り曲げ箇所
６、５４        平板状部
５５            凹凸成型部
６２            第１凹状部
６４            第２凹状部
１４、７０      放熱部材
【図１】
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【図２】
2008311610.tif 000004
【図３】
2008311610.tif 000005
【図４】
2008311610.tif 000006
【図５】
2008311610.tif 000007
【図６】
2008311610.tif 000008
【図７】
2008311610.tif 000009
【図８】
2008311610.tif 000010
【図９】
2008311610.tif 000011
【図９Ａ】
2008311610.tif 000012
【図９Ｂ】
2008311610.tif 000013
【図９Ｃ】
2008311610.tif 000014
【図１０】
2008311610.tif 000015