(57)【要約】      （修正有）【課題】ヒートシンクやヒートパイプ等の材料として、金属以外の材料を使用することによりシステムのコストを低減し、且つ軽量化する。【解決手段】極小の導電性粉体、または極細の導電性ファイバ、またはそれらの混合物を、樹脂ホスト材料３０中に均一に分散させた材料を使用する。導電性ファイバ３８、または導電性粉体３４、またはそれらの混合物は０．２０〜０．４０重量％程度とする。極小の導電性粉体は、例えばカーボンやグラファイトなどの非金属粉体、または非金属粉体に金属メッキしたものでもよく、金属粉体や、金属粉体に金属メッキした粉体でもよい。導電性ファイバは、ニッケルメッキしたカーボンファイバ、ステンレス鋼ファイバ、銅ファイバ、銀ファイバなどが好ましい。これを裁断することで所望の形状にすることのできる、薄く、可撓性を有する織物状の素材材料とすることも可能である。加工方法としては、例えば射出成形法、圧縮成形法、押出成形法などが採用できる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートシンクデバイスにおいて、
ボディ部と、
前記ボディ部の第１側面に設けた取付面と、
前記ボディ部の第２側面に設けた放熱面とを備え、
前記ボディ部、前記取付面、及び前記放熱面は、導電性フィラー充填樹脂系材料で形成されており、該導電性フィラー充填樹脂系材料は、樹脂材料から成るホスト材料である樹脂ホスト材料の中に、導電性材料を充填して成る材料である、
ことを特徴とするヒートシンクデバイス。
【請求項２】
前記樹脂ホスト材料の重量に対する前記導電性材料の重量比が約０．２０〜約０．４０の範囲内にある請求項１記載のヒートシンクデバイス。
【請求項３】
前記放熱面が複数枚のフィンを備える請求項１記載のヒートシンクデバイス。
【請求項４】
前記導電性材料が金属粉体から成る請求項１記載のヒートシンクデバイス。
【請求項５】
前記金属粉体が、ニッケル、銅、または銀の粉体、もしくは、ニッケル、銅、または銀のメッキを施した材料の粉体である請求項４記載のヒートシンクデバイス。
【請求項６】
前記金属粉体の粒径が、約３μｍ〜約１２μｍの範囲内にある請求項４記載のヒートシンクデバイス。
【請求項７】
前記導電性材料が非金属粉体から成る請求項１記載のヒートシンクデバイス。
【請求項８】
前記非金属粉体が、カーボン、グラファイト、またはアミン系材料の粉体である請求項７記載のヒートシンクデバイス。
【請求項９】
前記導電性材料が、金属粉体と非金属粉体との混合物から成る請求項１記載のヒートシンクデバイス。
【請求項１０】
前記導電性材料が、極細の導電性ファイバから成る請求項１記載のヒートシンクデバイス。
【請求項１１】
前記極細の導電性ファイバが、ニッケルメッキしたカーボンファイバ、ステンレス鋼ファイバ、銅ファイバ、銀ファイバ、またはそれらの混合物である請求項１０記載のヒートシンクデバイス。
【請求項１２】
前記極細の導電性ファイバの直径が、約３μｍ〜約１２μｍの範囲内にあり、前記極細の導電性ファイバの長さが、約２ｍｍ〜約１４ｍｍの範囲内にある請求項１０記載のヒートシンクデバイス。
【請求項１３】
前記導電性材料が、導電性粉体と導電性ファイバとの混合物から成る請求項１記載のヒートシンクデバイス。
【請求項１４】
前記ヒートシンクデバイスの表面の一部を被覆する金属層を更に備える請求項１記載のヒートシンクデバイス。
【請求項１５】
ヒートパイプデバイスにおいて、
導管と、
前記導管に封入された蒸発性液体とを備え、
前記導管は、導電性フィラー充填樹脂系材料で形成されており、該導電性フィラー充填樹脂系材料は、樹脂材料から成るホスト材料である樹脂ホスト材料の中に、導電性材料を充填して成る材料である、
ことを特徴とするヒートパイプデバイス。
【請求項１６】
前記樹脂ホスト材料の重量に対する前記導電性材料の重量比が約０．２０〜約０．４０の範囲内にある請求項１５記載のヒートパイプデバイス。
【請求項１７】
前記放熱面が複数枚のフィンを備える請求項１５記載のヒートパイプデバイス。
【請求項１８】
前記導電性材料が金属粉体から成る請求項１５記載のヒートパイプデバイス。
【請求項１９】
前記金属粉体が、ニッケル、銅、または銀の粉体、もしくは、ニッケル、銅、または銀のメッキを施した材料の粉体である請求項１８記載のヒートパイプデバイス。
【請求項２０】
前記金属粉体の粒径が、約３μｍ〜約１２μｍの範囲内にある請求項１８記載のヒートパイプデバイス。
【請求項２１】
前記導電性材料が非金属粉体から成る請求項１５記載のヒートパイプデバイス。
【請求項２２】
前記非金属粉体が、カーボン、グラファイト、またはアミン系材料の粉体である請求項２１記載のヒートパイプデバイス。
【請求項２３】
前記導電性材料が、金属粉体と非金属粉体との混合物から成る請求項１５記載のヒートパイプデバイス。
【請求項２４】
前記導電性材料が、極細の導電性ファイバから成る請求項１５記載のヒートパイプデバイス。
【請求項２５】
前記極細の導電性ファイバが、ニッケルメッキしたカーボンファイバ、ステンレス鋼ファイバ、銅ファイバ、銀ファイバ、またはそれらの混合物である請求項２４記載のヒートパイプデバイス。
【請求項２６】
前記極細の導電性ファイバの直径が、約３μｍ〜約１２μｍの範囲内にあり、前記極細の導電性ファイバの長さが、約２ｍｍ〜約１４ｍｍの範囲内にある請求項２４記載のヒートパイプデバイス。
【請求項２７】
前記導電性材料が、導電性粉体と導電性ファイバとの混合物から成る請求項１５記載のヒートパイプデバイス。
【請求項２８】
前記ヒートパイプデバイスの表面の一部を被覆する金属層を更に備える請求項１５記載のヒートパイプデバイス。
【請求項２９】
液体状態にある前記蒸発性液体を含浸するウィック層を前記導管の内側に備えた請求項１５記載のヒートパイプデバイス。
【請求項３０】
前記ウィック層が、粉体焼結材、溝付管、または金属網体から成る請求項２９記載のヒートパイプデバイス。
【請求項３１】
電気システムデバイスにおいて、
電力の供給を受けるデバイスと、
放熱デバイスとを備え、
前記放熱デバイスは、導電性フィラー充填樹脂系材料で形成されており、該導電性フィラー充填樹脂系材料は、樹脂材料から成るホスト材料である樹脂ホスト材料の中に、導電性材料を充填して成る材料である、
ことを特徴とする電気システムデバイス。
【請求項３２】
前記放熱デバイスがヒートシンクから成る請求項３１記載のシステム。
【請求項３３】
前記放熱デバイスがヒートパイプから成る請求項３１記載のシステム。
【請求項３４】
前記放熱デバイスがヒートパイプから成る請求項３１記載のシステム。
【請求項３５】
前記導電性材料が導電性粉体から成る請求項３１記載のデバイス。
【請求項３６】
前記導電性材料が極細の導電性ファイバから成る請求項３１記載のデバイス。
【請求項３７】
前記導電性材料が導電性粉体と導電性ファイバとの混合物から成る請求項３１記載のデバイス。
【請求項３８】
前記デバイスの表面の一部を被覆する金属層を更に備える請求項３１記載のデバイス。
【請求項３９】
前記放熱面に対して空気を強制流動させる手段を更に備える請求項３１記載のデバイス。
【請求項４０】
前記放熱面に直接接触させる液体を更に備える請求項３１記載のデバイス。
【請求項４１】
放熱デバイスの製作方法において、
導電性フィラー充填樹脂系材料を用意し、該導電性フィラー充填樹脂系材料は、樹脂材料から成るホスト材料である樹脂ホスト材料の中に、導電性材料を充填して成る材料であり、
モールド成形法を用いて前記導電性フィラー充填樹脂系材料を成形して放熱デバイスを形成する、
ことを特徴とする放熱デバイスの製作方法。
【請求項４２】
前記樹脂ホスト材料の重量に対する前記導電性材料の重量比を約０．２０〜約０．４０の範囲内とする請求項４１記載の放熱デバイスの製作方法。
【請求項４３】
前記導電性材料を導電性粉体とする請求項４１記載の放熱デバイスの製作方法。
【請求項４４】
前記導電性材料を極細の導電性ファイバとする請求項４１記載の放熱デバイスの製作方法。
【請求項４５】
前記導電性材料を導電性粉体と導電性ファイバとの混合物とする請求項４１記載の放熱デバイスの製作方法。
【請求項４６】
前記デバイスの表面の一部を被覆する金属層を更に形成する請求項４１記載の放熱デバイスの製作方法。
【請求項４７】
前記モールド成形法が、
前記導電性フィラー充填樹脂系材料を成形型の中へ注入し、
前記導電性フィラー充填樹脂系材料を硬化させ、
前記放熱デバイスを前記成形型から取り出す、
ことから成る請求項４１記載の放熱デバイスの製作方法。
【請求項４８】
前記モールド成形法が、
前記導電性フィラー充填樹脂系材料をチャンバの中に充填し、
前記導電性フィラー充填樹脂系材料を、成形開口を介して前記チャンバから押し出し、
前記導電性フィラー充填樹脂系材料を硬化させて前記放熱デバイスを形成する、
ことから成る請求項４１記載の放熱デバイスの製作方法。
【請求項４９】
モールド成形法を用いて成形した前記導電性フィラー充填樹脂系材料に対して更にスタンピング加工または切削加工を施す請求項４１記載の放熱デバイスの製作方法。
【請求項５０】
前記導電性フィラー充填樹脂系材料の表面を被覆する金属層を更に形成する請求項４１記載の放熱デバイスの製作方法。
【請求項５１】
メッキ法またはコート層形成法を用いて前記導電性フィラー充填樹脂系材料の表面を被覆する金属層を形成する請求項５０記載の放熱デバイスの製作方法。
【請求項５２】
発光素子とヒートシンクとを備えたデバイスにおいて、
発光素子と、
前記発光素子に接続した第１端子と、
前記発光素子に接続した第２端子と、
ヒートシンクとを備え、
前記第１端子、前記第２端子、及び前記ヒートシンクは、導電性フィラー充填樹脂系材料で形成されている、
ことを特徴とするデバイス。
【請求項５３】
前記第１端子と前記ヒートシンクとが、前記導電性フィラー充填樹脂系材料で形成された均一材料から成る一体形成部品である請求項５２記載のデバイス。
【請求項５４】
前記樹脂ホスト材料の重量に対する前記導電性材料の重量比が約０．２０〜約０．４０の範囲内にある請求項５２記載のデバイス。
【請求項５５】
前記導電性材料が金属粉体から成る請求項５２記載のデバイス。
【請求項５６】
前記金属粉体が、ニッケル、銅、または銀の粉体、もしくは、ニッケル、銅、または銀のメッキを施した材料の粉体である請求項５５記載のデバイス。
【請求項５７】
前記金属粉体の粒径が、約３μｍ〜約１２μｍの範囲内にある請求項５５記載のデバイス。
【請求項５８】
前記導電性材料が非金属粉体から成る請求項５２記載のデバイス。
【請求項５９】
前記非金属粉体が、カーボン、グラファイト、またはアミン系材料の粉体である請求項５８記載のデバイス。
【請求項６０】
前記導電性材料が、金属粉体と非金属粉体との混合物から成る請求項５２記載のデバイス。
【請求項６１】
前記導電性材料が、極細の導電性ファイバから成る請求項５２記載のデバイス。
【請求項６２】
前記極細の導電性ファイバが、ニッケルメッキしたカーボンファイバ、ステンレス鋼ファイバ、銅ファイバ、銀ファイバ、またはそれらの混合物である請求項６１記載のデバイス。
【請求項６３】
前記極細の導電性ファイバの直径が、約３μｍ〜約１２μｍの範囲内にあり、前記極細の導電性ファイバの長さが、約２ｍｍ〜約１４ｍｍの範囲内にある請求項６１記載のデバイス。
【請求項６４】
前記導電性材料が、導電性粉体と導電性ファイバとの混合物から成る請求項５２記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱管理用の構造体に関する。より詳しくは、本発明は、モールド成形法を用いて導電性フィラー充填樹脂系材料で製作するヒートシンク並びにそれに関連した放熱デバイスに関し、その導電性フィラー充填樹脂系材料は、モールド成形が完了した時点で、極小の導電性粉体、または極細の導電性ファイバ、またはそれらの混合物が、樹脂材料から成るホスト材料である樹脂ホスト材料の中に均一に分散した状態となっている材料である。この製作方法によれば、EMFスペクトル領域または電子スペクトル領域において有用な導電性部品ないし導電性材料が得られる。
【０００２】
本件特許出願は、米国特許仮出願第60/462,072号（2003年4月14日出願）に基づく優先権、並びに、米国特許仮出願第60/478,775号（2003年6月16日出願）に基づく優先権を主張するものであり、それら２件の米国特許仮出願の内容は、この言及をもってそれらの全体が本願開示に組込まれたものとする。
【０００３】
本件特許出願の基礎米国出願は、米国特許出願第10/309.429号（2002年12月4日出願、整理番号：INT01-002CIP）の一部継続出願であり、該米国特許出願第10/309.429号の内容もまた、この言及をもってその全体が本願開示に組込まれたものとする。更に、該米国特許出願第10/309.429号は、米国特許出願第10/075,778号（2002年2月14日出願、整理番号：INT01-002）の一部継続出願であり、該米国特許出願第10/075,778号は、米国特許仮出願第60/317,808号（2001年9月7日出願）に基づく優先権、同じく第60/269,414号（2001年2月16日出願）に基づく優先権、及び同じく第60/317,808号（2001年2月15日出願）に基づく優先権を主張するものである。
【背景技術】
【０００４】
最近の電子システムでは、熱管理に関する問題が頻繁に発生している。例えば、スイッチング動作を非常な高速で実行する集積回路デバイスは、IR損失に起因する大量の熱を発生する。この大量の熱を効率的に除去することができなければ、集積回路デバイスの高速動作を維持することはできず、集積回路デバイスを損傷させてしまうことにもなりかねない。また、大電流用スイッチングデバイスも、IR損失に起因する大量の熱を発生し、この大量の熱を放散できなければ、スイッチングデバイスが損傷するのを免れることはできない。また、DC-DCコンバータや電源回路などの、いわゆる電力回路も、大量の熱を発生し、電力回路に使用されている電力デバイスを防護するためには、その熱を放散する必要がある。
【０００５】
集積回路、スイッチングトランジスタ、それに電力回路などから熱を除去するために、一般的に用いられている方法の１つは、ヒートシンクを使用するというものである。ヒートシンクは、発熱性デバイス（熱を発生するデバイス）に取付けて使用する構造体であって、発熱性デバイスからヒートシンクへ熱エネルギを流出させるようにする。そして、ヒートシンクは、発熱性デバイスから流出してくる熱エネルギを、十分な単位時間当たり放熱量をもって放散することによって、発熱性デバイスからヒートシンクへ、熱エネルギが絶えず流れ続けるようにする。これによって、ヒートシンクは、その発熱性デバイスの温度を、性能低下や致命的故障を発生するおそれのない温度に維持するのである。通常のヒートシンクは、金属材料で形成されている。より具体的には、ヒートシンクの材料としてはアルミニウムが多用されており、その理由は、アルミニウムは金属材料のうちでも熱伝導性が良好なものの部類に入り、しかも、良好な熱伝導性を備えた金属材料のうちでは、比較的軽量だからである。典型的なヒートシンクとしては、例えば、ICやトランジスタなどのデバイスの金属製パッケージの頂部に取付けるようにしたものがあり、デバイスのそのような箇所に取付けることによって、そのデバイスとヒートシンクとの間に良好な伝熱経路を形成することができる。更に、ヒートシンクとして用いる構造体は、一般的に、大きな表面積を持つように構成されており、それには、例えば、多数枚の平行フィンを設けるようにし、それによってヒートシンクが、対流による熱除去のための大面積の放熱面を持つようにしている。
【０００６】
熱管理デバイスのもう１つの形態として、ヒートパイプがある。ヒートパイプは、少量の液体を封入した管体である。封入されている液体は、電子デバイスなどの発熱源が発生する熱によって蒸発する。その液体が蒸発する際に、発熱源から蒸発潜熱を奪う。蒸発によって発生した蒸気は、管体の中を発熱源から離れる方向へ流動し、管体の低温側端部へ到達する。管体の低温側端部では、蒸気が凝縮して液体に戻り、それによって熱伝達が完了する。一般的なヒートパイプは金属製であり、その内部にウィック層を備えている。ヒートパイプは、しばしば、ヒートシンクと組合わされて伝熱システムを構成しており、そのような伝熱システムでは、ヒートパイプは発熱源から熱を流出させるために用いられ、ヒートシンクはそのヒートパイプの凝縮側端部における熱伝達能力を強化するために用いられている。
【特許文献１】米国特許第6,565,772号公報
【特許文献２】米国特許第6,451,418号公報
【特許文献３】米国特許第6,284,817号公報
【特許文献４】米国特許第6,597,063号公報
【特許文献５】米国特許出願公開第2003/0183379号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ヒートシンクやヒートパイプなどの構造体を従来は金属材料で製作していたが、そのような製作方法には幾つもの短所が付随していた。それら短所のうちでも特に問題であったのは、金属材料を使用することによって材料コスト及び製造コストが高くつき、その重量も大きなものとなるということであった。また、これらの問題は、金属材料として銅を使用する場合に特に顕著となる。従って、ヒートシンク及び／またはヒートパイプの材料として、金属材料以外の材料を使用することにより、システムのコストを低減し、軽量化するということが、本発明の１つの重要な目的となっている。
【０００８】
従来より、導電性樹脂ないし熱伝導性樹脂の組成及び構造に関する発明が幾つも提案されている。米国特許第6,565,772号公報（Schneck）には、樹脂と、硬化促進剤と、導電性粒体とから成る導電性樹脂が教示されている。この導電性樹脂は、自動車の製造工程において溶接部の傷を隠すために用いられている。米国特許第6,451,418号公報（Tobita）には、熱伝導性樹脂材料で製作した基板やチップ用パッケージが記載されている。この熱伝導性樹脂材料は、基板の厚さ方向に配向させたポリベンザゾルのファイバを含有したものである。米国特許第6,284,817号公報（Cross et al.）には、酸化アルミニウムの粒体と酸化亜鉛の粒体とを含有した熱伝導性樹脂系材料が開示されている。この熱伝導性樹脂系材料は、その１つの実施例においては、トランジスタのパッケージをアルミニウム製のヒートシンクに接合するために用いられている。米国特許第6,597,063号公報（Shimizu et al.）には、半導体電力デバイスを封止するパッケージが開示されている。その１つの実施例においては、電力デバイスとヒートシンクとの間に、大きな熱伝導性を有する熱伝導性樹脂が形成されている。米国特許出願公開第2003/0183379号公報（Krassowski et al.）には、複合ヒートシンクが教示されており、この複合ヒートシンクは、グラファイトで形成したボディ部と導電性プラスチックで形成した複数枚のフィンとを備えている。この導電性プラスチックは、母材となる樹脂材料の中に、グラファイトのフレークを充填したものである。
【０００９】
本発明の重要な目的の１つは、効果的な放熱デバイスを提供することにある。
本発明の更なる目的は、放熱デバイスの製作方法を提供することにある。
本発明の更なる目的は、モールド成形法を用いて導電性フィラー充填樹脂系材料で製作したヒートシンクないしヒートパイプを提供することにある。
【００１０】
本発明の更なる目的は、モールド成形法を用いて導電性フィラー充填樹脂系材料で製作したヒートシンクないしヒートパイプであって、導電性フィラー充填樹脂系材料の組成を変化させることでそのヒートシンクないしヒートパイプの熱特性を調節できるようにしたヒートシンクないしヒートパイプを提供することにある。
【００１１】
本発明の更なる目的は、モールド成形法を用いて導電性フィラー充填樹脂系材料で製作したヒートシンクないしヒートパイプであって、導電性フィラー充填樹脂系材料の表面に金属層を形成することでそのヒートシンクないしヒートパイプの熱特性ないし外観性を変更できるようにしたヒートシンクないしヒートパイプを提供することにある。
【００１２】
本発明の更なる目的は、モールド成形法を用いて様々な形態の成分材料を含有する導電性フィラー充填樹脂系材料でヒートシンクないしヒートパイプを製作する、ヒートシンクないしヒートパイプの製作方法を提供することにある。
【００１３】
本発明の更なる目的は、モールド成形法を用いて織物の形態の導電性フィラー充填樹脂系材料でヒートシンクないしヒートパイプを製作する、ヒートシンクないしヒートパイプの製作方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は以上の目的に鑑み、次の如き放熱デバイスを提供するものである。この放熱デバイスは、ボディ部と、前記ボディ部の第１側面に設けた取付面と、前記ボディ部の第２側面に設けた放熱面とを備えている。そして、前記ボディ部、前記取付面、及び前記放熱面は、導電性フィラー充填樹脂系材料で形成されており、該導電性フィラー充填樹脂系材料は、樹脂材料から成るホスト材料である樹脂ホスト材料の中に、導電性材料を充填して成る材料である。
【００１５】
また、本発明は以上の目的に鑑み、次の如きヒートパイプを提供するものである。このヒートパイプは、導管と、前記導管に封入された蒸発性液体とを備えている。そして、前記導管は、導電性フィラー充填樹脂系材料で形成されており、該導電性フィラー充填樹脂系材料は、樹脂材料から成るホスト材料である樹脂ホスト材料の中に、導電性材料を充填して成る材料である。
【００１６】
また、本発明は以上の目的に鑑み、次の如き電気システムデバイスを提供するものである。この電気システムデバイスは、電力の供給を受けるデバイスと、放熱デバイスとを備えている。そして、前記放熱デバイスは、導電性フィラー充填樹脂系材料で形成されており、該導電性フィラー充填樹脂系材料は、樹脂材料から成るホスト材料である樹脂ホスト材料の中に、導電性材料を充填して成る材料である。
【００１７】
また、本発明は以上の目的に鑑み、次の如き放熱デバイスの製作方法を提供するものである。この放熱デバイスの製作方法においては、導電性フィラー充填樹脂系材料を用意する。該導電性フィラー充填樹脂系材料は、樹脂材料から成るホスト材料である樹脂ホスト材料の中に、導電性材料を充填して成る材料である。そして、モールド成形法を用いて前記導電性フィラー充填樹脂系材料を成形して放熱デバイスを形成する。
【００１８】
また、本発明は以上の目的に鑑み、次の如き発光素子とヒートシンクとを備えたデバイスを提供するものである。このデバイスは、発光素子と、前記発光素子に接続した第１端子と、前記発光素子に接続した第２端子と、ヒートシンクとを備えている。そして、前記第１端子、前記第２端子、及び前記ヒートシンクは、導電性フィラー充填樹脂系材料で形成されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、モールド成形法を用いて導電性フィラー充填樹脂系材料で製作するヒートシンクなどの熱管理デバイスに関するものであり、その導電性フィラー充填樹脂系材料は、モールド成形が完了した時点で、極小の導電性粉体、または極細の導電性ファイバ、またはそれらの混合物が、樹脂材料から成るホスト材料である樹脂ホスト材料の中に均一に分散した状態となっている材料である。
【００２０】
本発明における導電性フィラー充填樹脂系材料は、樹脂材料に導電性フィラーを充填することによって、その樹脂材料を、絶縁性材料ではなく導電性材料としたものである。樹脂材料は、モールド成形法を用いて形成する構成部品に、必要とされる強度を付与するための構造材料としての役割を果たすものである。また、モールド成形の工程において、極細の導電性ファイバ、または極小の導電性粉体、またはそれらの混合物が、樹脂材料の中に均一に分散することによって、電気的接続に必要とされる導電性を備えた材料となるようにしたものである。
【００２１】
この導電性フィラー充填樹脂系材料は、押出成形法をはじめとする様々なモールド成形法を用いて、殆どいかなる形状及び寸法にも成形することができるものである。モールド成形法を用いて製作した導電性フィラー充填樹脂系材料に対して、更に加工を施すことも可能であり、例えば、射出成形法や押出成形法などを用いて製作した板状または棒状の導電性フィラー充填樹脂系材料に対して、切断加工、スタンピング加工、真空成形加工などを施すことも可能であり、また、オーバーモールド加工、積層加工、切削加工などを施して、所望の形状及び寸法に仕上げることも可能である。導電性フィラー充填樹脂系材料を使用して製作するヒートシンクないしその他の熱管理デバイスの熱伝導特性は、使用する導電性フィラー充填樹脂系材料の材料組成に影響される。導電性フィラー充填樹脂系材料の機械特性や電気特性をはじめとする様々な物理特性を、所望の特性にするには、導電性フィラー充填樹脂系材料に充填する導電性フィラーの充填量、即ちドープ量に関するパラメータを調節するとよい。ヒートシンクないしその他の熱管理デバイスを製作するために使用する成分材料を選定したならば、それら成分材料をモールド成形の工程で均一に混合し、また、その際のモールド成形法としては、射出成形法、オーバーモールド法、熱硬化成形法、押出成形法、等々の方法を用いることができる。これによって得られる２Ｄ、３Ｄ、４Ｄ、及び５Ｄ構造に関する特性、モールド成形特性、それに電気特性は、種々の利点をもたらすものであり、それら利点のうちには、モールド成形法を用いて実際の構成部品を製作することによって得られる機械特性及び電気特性に関する利点や、モールド成形法を用いて製作した構成部品ないし材料の内部に形成される網状の導電構造に関するポリマーの物性に関する利点などが含まれる。
【００２２】
導電性フィラー充填樹脂系材料を使用して放熱デバイスを製作することによって、材料コスト及び設計コストを大幅に低減でき、またそれと共に、導電性フィラー充填樹脂系材料は所望の形状及び寸法に成形できることから、寸法誤差を非常に小さな許容範囲内に維持するために必要となる製作コストも大幅に低減することができる。更に、従来の一般的な成形法を用いて、無数の様々な形状及び寸法のヒートシンクないしその他の熱管理デバイスを製作することができ、用いることのできる一般的な成形法としては、射出成形法、オーバーモールド法、押出成形法、及びその他の方法がある。モールド成形法を用いて成形した時点での、導電性フィラー充填樹脂系材料の抵抗率の実用的な望ましい範囲は、約５オーム／スクエア〜約２５オーム／スクエアの範囲であるが、ただしこれに限られるものではなく、抵抗率の値をこの範囲から外れた値とすることもある。抵抗率の値を変更するには、導電性フィラーのドープ量に関するパラメータを変更するようにしてもよく、また、使用する樹脂材料の種類を変更するようにしてもよい。
【００２３】
この導電性フィラー充填樹脂系材料は、極小の導電性粉体、または極細の導電性ファイバ、またはそれらの混合物を、樹脂材料の中に充填して成る材料であり、充填された導電性フィラーは、モールド成形の工程において、その樹脂材料の中に均一に分散され、これによって、製作が容易で、低コストで、導電性に優れ、しかも寸法誤差の小さな、構成部品ないし回路を製作することが可能となっている。極小の導電性粉体としては、例えば、カーボンパウダー、グラファイトパウダー、それにアミンパウダーなどの粉体、及び／または、ニッケル、銅、銀、それにメッキ粉体などの金属粉体を用いることができる。カーボンパウダーやグラファイトパウダーを使用した場合には、それによって、低レベルの電子交換能力が付加され、また、カーボンパウダーやグラファイトパウダーを、極細の導電性ファイバと併用した場合には、導電性ファイバにより形成される微細な網状の導電構造の内部に、極小の導電性フィラーであるそれらパウダーが入り込むために、更に導電性が高まり、またそれと共に、それらパウダーが、モールド成形機の潤滑剤としての機能も果たすことになる。極細の導電性ファイバとしては、例えば、ニッケルメッキしたカーボンファイバ、ステンレス鋼ファイバ、銅ファイバ、銀ファイバ、等々を用いることができ、また、それらのうちの２種類以上を混合して用いるようにしてもよい。構造材料としての機能を果たす樹脂材料としては、例えば、任意のポリマー系樹脂材料などを用いることができる。構造材料としての機能を果たす樹脂材料としては、例えば、GE PLASTICS社（米国、マサチューセッツ州、Pittsfield）が製造している幾つかのポリマー樹脂、同じくGE PLASTICS社が製造しているその他の一連の樹脂材料、その他のメーカーが製造している一連の樹脂材料、GE SILICONES社（米国、ニューヨーク州、Waterford）が製造している幾つかのシリコーン材料、それに、その他のメーカーが製造している、可撓性を有する幾つかの樹脂系ラバー複合材料などを用いることができ、更にその他にも、使用可能な様々な樹脂材料がある。
【００２４】
極小の導電性粉体、または極細の導電性ファイバ、またはそれらの混合物を充填して成る構造材料であるこの導電性フィラー充填樹脂系材料は、射出成形法、オーバーモールド法、押出成形法などをはじめとする、一般的な種々のモールド成形法を用いて、所望の形状及び寸法に成形することができる。また、モールド成形法を用いて成形した導電性フィラー充填樹脂系材料に対しては、必要に応じて更に、スタンピング加工、切断加工、切削加工などを施すことができ、それによって、所望の形状ファクタを備えたヒートシンクを形成することができる。樹脂材料に充填する微細な導電性フィラーの配合構造と、その配向方向とは、放熱デバイスの電気特性及び機械特性に影響を及ぼすものであり、それら配合構造ないし配向方向は、成形型の構造、成形機のゲート部の構造、及び／または、成形機の押出部の構造を適宜設計することによって、或いはまた、モールド成形の工程の実施方式を適宜定めることによって、精密に制御することができる。更にまた、導電性フィラー充填樹脂系材料のホスト材料とする樹脂材料には、その導電性フィラー充填樹脂系材料が、例えば非常に高い融点を有することや、非常に大きな熱伝導率を有することなどをはじめとする、望ましい熱特性を備えたものとなるような樹脂材料を選択するとよい。
【００２５】
樹脂系積層材料を製作することも可能であり、それには、例えば、極細のステンレス鋼ファイバなどの導電性ファイバを、連続的に編み上げるか、またはランダムに絡み合わせることによって、布状の材料を形成する。そして、その導電性ファイバで形成した布状の材料を、例えばテフロン（登録商標）、ポリエステル、或いはその他の樹脂系の可撓性を有する材料ないしは剛性を有する材料と貼り合わせるなどすればよく、このようにして製作する積層材料は、充填する導電性ファイバの含有量、配向方向、及び形状を適宜選定することによって、導電性及び可撓性に優れた布状材料とすることができる。そして、斯かる布状材料で製作したヒートシンクないしその他の熱管理デバイスは、衣服に縫い込むことも可能であり、また、ゴム材料やプラスチック材料などの樹脂材料に埋め込むことも可能である。導電性ファイバを編み上げたもの、または絡み合わせたものを、積層材料または布状材料の構成要素である導電性材料として使用するときには、その導電性ファイバの直径を、約３μｍ〜約１２μｍの範囲内のものとし、また一般的には、約８μｍ〜約１２μｍの範囲内、即ち約１０μｍの前後の範囲内のものとするのがよく、また、長手方向に継ぎ目のない導電性ファイバ、または長手方向に重なり部を有する導電性ファイバとするのがよい。
【００２６】
図１ａ及び図１ｂは、本発明の第１の好適な実施の形態を示した図である。これらの図には、本発明の幾つかの重要な特徴が示されており、それら特徴について以下に説明して行く。図１ａに示した本発明の実施の形態１０は、導電性フィラー充填樹脂系材料で製作したヒートシンク１２、即ち熱管理デバイスである。ヒートシンク１２は、ボディ部１３と、このボディ部の第１側面に設けた取付面１５と、このボディ部の第２側面に設けた放熱面１４とを備えている。ボディ部１３、取付面１５、及び放熱面１４は、導電性フィラー充填樹脂系材料で形成されている。図１ａに示したヒートシンクの具体例では、一列に列設した複数枚の平行フィン１４によって、このヒートシンク１２から熱を除去するための放熱面が形成されており、それら平行フィン１４は、複数本の溝１８を設けることにより画成されている。取付面１５は、平坦面形状に形成してあり、これによって、適当な接触面積をもって発熱性デバイス（熱を発生するデバイス）に接触できるようにしている。ただし、導電性フィラー充填樹脂系材料はモールド成形法による成形性に優れていることから、この取付面１５の形状は、任意の形状とすることが可能である。ヒートシンク１２の取付面１５と発熱性デバイスとは、両者間に中間接合層を介在させて接合するようにしてもよく、機械的な結合手段により結合するようにしてもよく、或いはまた、熱伝導率の大きな接着剤を用いて接着するようにしてもよい。ヒートシンク１２のボディ部１３は、発熱性デバイスからヒートシンク１２へ伝達してくる熱エネルギを一時的に貯留するサーマルマスとして機能する。放熱面１４、１８は、発熱性デバイスから離れた方向へ向けておくことが望ましい。放熱面１４、１８の表面形状は、周囲の空気または液体へ熱エネルギを効率的に放散することのできる形状とすることが好ましい。図示例の放熱面は、複数枚のフィンを備えており、それによって、対流伝熱によって放熱するための大きな表面積を確保している。
【００２７】
図１ｂは、別の具体例のヒートシンク２２を示した図である。この具体例では、ヒートシンク２２の放熱面が、アレイ状に列設した複数本のピン２４即ちシャフトによって形成されており、それらピン２４は、複数本の溝２６を縦横に設けることにより画成されている。この具体例でも、取付面２５、ボディ部２３、及び放熱面２４は、導電性フィラー充填樹脂系材料で形成されている。ヒートシンクデバイス１２と２２とはいずれも、非常に低コストで製作し得るものである。発熱性デバイスに取付ける取付面１４及び２５の表面積が比較的小さなものであるのに対して、放熱面の表面積は、フィン１４ないしピン２４を設けたことにより、取付面１４、２５の表面積よりはるかに大きなものとなっている。
【００２８】
図７は、ヒートシンクを使用した具体的な構成例を示した図である。集積回路７８とヒートシンク８０の取付面８４との間で良好な熱伝達が行われるようにして、集積回路７８にヒートシンク８０を取付けてある。ヒートシンク８０と発熱性デバイスである集積回路７８とは、両者間に中間接合層を介在させて接合するようにしてもよく、機械的な結合手段により結合するようにしてもよく、或いはまた、熱伝導率の大きな接着剤を用いて接着するようにしてもよい。ヒートシンク８０のボディ部８２は、発熱性デバイスから伝達してくる熱エネルギを一時的に貯留するサーマルマスとして機能する。ヒートシンク８０に一時的に貯留された熱エネルギは、放熱面８６から周囲環境へ放散される。発熱性デバイスである集積回路７８とヒートシンク８０との間での熱伝達率の大きさは、熱エネルギを発熱性モジュールである集積回路７８からヒートシンク８０へ伝達して周囲環境へ放散させることができるだけの、十分な大きさとなっている。図７の構成例において、周囲環境として利用されているのは空気８８である。この構成例における放熱方式は、ファン９０を装備することによって更に強化されており、このファン９０は、放熱面８６に対して空気８８を強制流動させ、それによって、単位時間当たりの熱伝達量を増大させるものである。図８に示したように、空気を利用する代わりに、液冷システム１００の液体１１０を利用することも可能であり、この液体１１０としては、例えば冷却した水などを用いることができる。図８に示した実施の形態では、容器構造体１１２に液体１１０が収容されており、この容器構造体１１２は、ヒートシンクの放熱面１０８が十分に液体１１０と接触するように構成されている。この容器構造体１１２の構造は、図示したように、発熱性デバイス１０２と液体１１０とを直接接触させない遮蔽構造とするのがよい。導電性フィラー充填樹脂系材料で製作したヒートシンクは、液体に対する不浸透性を備えている。そのため、ヒートシンク１０６、１０８は、冷却液１１０のような外部環境にさらしても構わない。
【００２９】
図１ａと図１ｂとに夫々示した、導電性フィラー充填樹脂系材料で製作したヒートシンク１２及び２２は、伝熱性の点においても優れたものである。ホスト材料である樹脂材料の中に導電性材料を均一に分散させたことによって、それらヒートシンクの熱伝導率の大きさが、放熱構造体として十分なレベルにまで高められているのである。更に、導電性フィラー充填樹脂系材料で放熱デバイスを製作することにより、その放熱デバイスを、多数回の熱サイクルを反復しても機能し続けることのできる十分な構造安定性を備えた、信頼性の高い放熱デバイスとすることができる。更に、導電性フィラー充填樹脂系材料でヒートシンクを製作する場合、ホスト材料とする樹脂材料を適宜選択することによって、そのヒートシンクを、予期される環境特性に適合したヒートシンクとすることができる。
【００３０】
以上に説明した導電性フィラー充填樹脂系材料は、樹脂材料をホスト材料とし、その樹脂ホスト材料の中に、導電性粒体から成る極小の導電性粉体、または極細の導電性ファイバ、またはそれらの混合物を充填して成る材料である。図２は、導電性フィラー充填樹脂系材料の１つの実施の形態３２の断面を示した断面図であり、この実施の形態では、樹脂ホスト材料３０の中に、導電性粒体３４から成る粉体が充填されている。この実施の形態では、粉体を構成している導電性粒体３４の粒径Ｄは、約３μｍ〜約１２μｍの範囲内にある。
【００３１】
図３は、導電性フィラー充填樹脂系材料の別の１つの実施の形態３６の断面を示した断面図であり、この実施の形態は、樹脂ホスト材料３０の中に導電性ファイバ３８を充填したものである。導電性ファイバ３８の直径は約３μｍ〜約１２μｍの範囲内にあり、典型的には１０μｍ前後の範囲内、即ち、約８μｍ〜約１２μｍの範囲内にあるようにする。また、図３の実施の形態では、導電性ファイバ３８の長さは、約２ｍｍ〜約１４ｍｍの範囲内にある。導電性粒体３４ないし導電性ファイバ３８として用いる導電性材料は、例えば、ステンレス鋼、ニッケル、銅、それに銀などの適当な金属材料などとすればよく、また、その他の導電性を有する適当なファイバ状の材料なども使用でき、２種類以上の材料を組合せて使用するようにしてもよい。そして、そのような導電性粒体や導電性ファイバを樹脂ホスト材料の中に均一に分散させるようにする。既述のごとく、この導電性フィラー充填樹脂系材料の導電率の値は、約５オーム／スクエア〜約２５オーム／スクエアの範囲内の値とするのが一般的であるが、この範囲から外れる値とすることもあり、導電率の値を変更するには、導電性フィラーのドープ量に関するパラメータ、及び／または、使用する樹脂材料の種類を変更するなどすればよい。導電率の値を上述した範囲内の値とする場合には、樹脂ホスト材料３０の重量に対する、それに充填する導電性粒体３４及び／または導電性ファイバ３８から成る導電性材料の重量比を、約０．２０〜約０．４０の範囲内とし、好ましくは、約０．３とするのがよい。導電性フィラーとして、ステンレス鋼ファイバを使用する場合には、その直径が８μｍ〜１１μｍの範囲内にあり、その長さが４ｍｍ〜６ｍｍの範囲内にあるステンレス鋼ファイバを使用するようにし、また、樹脂ホスト材料の重量に対するそのステンレス鋼ファイバの重量比が０．３０になるような配合量とするのがよく、そうすれば、あらゆるＥＭＦスペクトル領域において高い効率を達成することのできる、非常に高い導電率を備えた材料とすることができる。図４は、導電性フィラー充填樹脂系材料の更に別の１つの実施の形態の断面を示した断面図であり、この実施の形態は、樹脂ホスト材料３０の中に、導電性粉体３４と極細の導電性ファイバ３８とを混合して成る導電性材料を充填したものであり、それら導電性材料が、モールド成形の工程において、ホスト材料である樹脂材料３０の中に均一に分散した状態となったものである。
【００３２】
図５ａ及び図５ｂは、上述した導電性フィラー充填樹脂系材料の、好適な構成例を示した図である。導電性フィラー充填樹脂系材料は、それを繊維状に形成した上で、その繊維状にしたものを織り上げるか、または絡み合わせることによって、導電性織物とすることができる。また、導電性フィラー充填樹脂系材料は、それを撚糸状に形成した上で、図示したように織り上げることも可能である。図５ａには、繊維状にした導電性フィラー充填樹脂系材料を、縦糸４６及び横糸５０として、２次元的に織り上げて形成した導電性織物４２を示した。また、図５ｂには、繊維状にした導電性フィラー充填樹脂系材料を、互いに絡み合わせて形成した導電性織物４２’を示した。繊維状にした導電性フィラー充填樹脂系材料を絡み合わせたものでは、導電性ファイバがつながり合った撚糸状の材料がランダムに絡み合っている。このようにして形成する図５ａの導電性織物４２と、図５ｂの導電性織物４２’とは、いずれも、非常に薄い織物とすることも、厚手の織物とすることもでき、剛性を有するものとすることも、可撓性を有するものとすることもでき、更には、かたまり状に形成することも可能である。
【００３３】
同様に、ステンレス鋼ファイバなどの極細の導電性ファイバを織り上げ、或いは絡み合わせたものを用いて、導電性を有し、しかも布状の材料を形成することも可能である。また、このように導電性ファイバを織り上げ、或いは絡み合わせて形成した、導電性を有する布状の材料を、例えばポリエステル、テフロン（登録商標）、ケブラー（登録商標）などの適当な樹脂系材料の層に貼り合わせて、積層材料とすることも可能である。こうして形成した導電性の織物材料は、それを裁断することで、所望の形状及び寸法にすることができる。
【００３４】
図６は、本発明の第２の好適な実施の形態を示した図である。この図に示した放熱デバイス６０は、導電性フィラー充填樹脂系材料で製作したヒートシンク６４を用いたものである。上述したヒートシンクと同様に、このヒートシンク６４も、取付面６８と、放熱面７０と、それらの間のボディ部６６とを備えている。ただしこの実施の形態では、導電性フィラー充填樹脂系材料で製作したヒートシンク６４の表面に、更に金属層７２が形成されている。金属層７２を表面に形成するようにした複合ヒートシンクは、その金属層７２を付加することによって、熱特性や外観性を変化させることができる。金属層７２は、取付面６８の表面を被覆するように形成してもよく、それによって、ヒートシンク６４と発熱性デバイス（不図示）との間の熱伝達特性を変化させることができる。また、別法として、金属層７２を、放熱面７０を被覆するように形成してもよく、それによって、ヒートシンク６４からフィン７０を介して周囲媒体へ伝達する熱に関する熱伝達特性を変化させることができる。更に、図示したように、金属層７２を、導電性フィラー充填樹脂系材料で製作したヒートシンク６４の全表面を覆うように形成してもよい。
【００３５】
金属層７２を形成する方法としては、メッキ法やコート層形成法などを用いることができる。金属層７２の形成方法として金属メッキ法を用いる場合には、導電性フィラー充填樹脂系材料のホスト材料であり構造材料としての機能を果たす樹脂材料に、金属メッキが可能な樹脂材料を選択するようにする。金属メッキ法によって表面に金属層を形成することのできるポリマー樹脂は数多く存在している。金属メッキが可能な樹脂系材料のほんの幾つかの例を挙げるならば、例えば、いずれもGE PLASTICS社の製品である、SUPEC（登録商標）、VALOX（登録商標）、ULTEM（登録商標）、CYCOLAC（登録商標）、UGIKRAL（登録商標）、STYRON（登録商標）、それにCYCOLOY（登録商標）などがある。金属層７２は、例えば、電気メッキ法によって形成することもでき、また、物理蒸着法によって形成することもできる。
【００３６】
構造材料としての機能を果たす樹脂材料の中に、極小の導電性粉体または極細の導電性ファイバを充填して成るこの導電性フィラー充填樹脂系材料で、ヒートシンクを製作する際の形成方法としては、幾つもの方法が採用可能である。斯かる導電性フィラー充填樹脂系材料に対しては、モールド成形、切断加工、それに切削加工を施すことができ、それら方法を用いてヒートシンクを製作することができる。図９は、ヒートシンクを製作するための第１の好適な実施の形態に係る方法として、ヒートシンク１２６を製作する射出成形工程１２０を示した簡略化した模式図である。成形型は上型１２２と下型１２４とを含んでいる。成分材料の配合を完了した導電性フィラー充填樹脂系材料を、注入開口１２８からモールドキャビティ１２５の中へ注入し、モールドキャビティ１２５に隙間なく充填したならば、注入開口１２８のバルブ１３０を閉じる。この注入が完了した時点で、樹脂ホスト材料の中に導電性フィラーが均一に分散した状態となっており、それを熱反応によって硬化させる。硬化が完了したならば、上型５８と下型５４とを分離して完成した導電性ヒートシンク１２６を取出す。
【００３７】
図１０は、導電性フィラー充填樹脂系材料でヒートシンク１６６を製作するための第２の好適な実施の形態に係る方法を示した図である。この製作方法は、押出成形法を用いてヒートシンクを製作するものである。押出機構１４０のホッパ１４８の中に、導電性フィラー充填樹脂系材料を投入する。次に、加熱溶融した、或いは化学反応により硬化するようにした導電性フィラー充填樹脂系材料を、ピストン、スクリュー、プレスなどの適宜の手段１６０によって、押出開口１５２から押し出すようにする。すると、この押出開口１５２によって、その加熱溶融した、或いは化学反応により硬化するようにした導電性フィラー充填樹脂系材料に、所望の形状が賦与される。続いて、化学反応によって、或いは熱的変化によって、その導電性フィラー充填樹脂系材料が完全に硬化して、高い硬度を有する状態または弾性を有する状態になったならば、それによって使用可能となる。導電性フィラー充填樹脂系材料でヒートシンクデバイスを製作するためのその他の方法としては、オーバーモールド法、積層加工法、切削加工法、スタンピング加工法、それに切断加工法などがある。これらのうち、切削加工法及び切断加工法は、ブロック状またはシート状に硬化させた導電性フィラー充填樹脂系材料に対して適用する方法である。
【００３８】
図１１は、本発明の第５の好適な実施の形態を示した図である。図中に示されているヒートパイプ２０４は、モールド成形法を用いて本発明に係る導電性フィラー充填樹脂系材料で製作したものである。ヒートパイプを使用して構成したこの具体例のアセンブリは、図からも明らかなように、発熱源を熱拡散板２１２に取付けるようにしたものであり、取付けた発熱源と熱拡散板２１２との間では良好な熱伝達が行われるようにしてある。そして、熱拡散板２１２からヒートシンク２１６へ、ヒートパイプ２０４によって熱を伝達するようにしており、伝達された熱はヒートシンク２１６から周囲へ放散される。熱拡散板２１２と、ヒートパイプ２０４と、ヒートシンク２１６とは、それらの全てを、本発明に従って、上述したようにモールド成形法を用いて、導電性フィラー充填樹脂系材料で製作するようにしてもよい。また特に、ヒートパイプ２０４は、導電性フィラー充填樹脂系材料で製作した外側導管２２０を備えている。外側導管２２０には少量の蒸発性液体が封入されている。この蒸発性液体は、例えばグリコールなどであり、ヒートパイプ２０４の内部２２４に収容されている。動作について説明すると、発熱源の熱エネルギによって、蒸発性液体が沸騰して蒸気になる。この蒸発の過程で、液体分子が発熱源から蒸発潜熱を奪う。液体が蒸発して発生した蒸気は、発熱源から奪った熱エネルギをヒートシンク２１６へ輸送する。ヒートシンク２１６では、その蒸気からヒートシンク２１６へ熱エネルギが受渡され、その際に蒸発潜熱が放出されることによって、蒸気が凝縮して液体に戻る。ヒートシンク２１６は、受け取った熱エネルギを周囲へ放散する。別法として、ヒートパイプの寸法を適当に定めることによって、ヒートパイプの凝縮側端部にヒートシンクやフィンを設けることなく、ヒートパイプから直接周囲へ熱を放散する構成とすることも可能である。
【００３９】
ヒートパイプ２０４は、場所を取らない小径のパイプでありながら、発熱源から良好に熱を流出させることができる。ヒートパイプを使用することによって、例えばラップトップ型コンピュータの内部のマイクロプロセッサや電源回路用の素子などのように、狭い空間に収容した発熱性デバイスを良好に使用することが可能となる。ヒートパイプ２０４の延在方向を鉛直方向とすれば、凝縮した液体は、ヒートパイプ２０４の発熱源側端部へ単純に流下する。一方、ヒートパイプ２０４の延在方向を、鉛直方向以外の方向とする場合には、導管２２０にウィック層２２８を備えるようにするとよい。ウィック層２２８は、ヒートパイプ２０４の中に封入した少量の液体を含浸させるためのものである。ヒートパイプの高温側端部では、液体がウィック層から蒸発する。一方、ヒートパイプの低温側端部では、蒸気が凝縮して液体に戻り、ウィック層２２８に含浸される。ウィック層２２８を使用する場合には、その材料を、粉体焼結材、溝付管、及び／または、金属網体とすることが好ましい。
【００４０】
図１２は、本発明の第６の好適な実施の形態３００を示した図である。この実施の形態におけるヒートシンク３０４は、モールド成形法を用いて導電性フィラー充填樹脂系材料で形成したものである。ヒートシンク３０４は、一群の発光素子３１４から熱を除去するために使用されており、それら一群の発光素子３１４は、発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイスである。この好適な構成例では、モールド成形法を用いて導電性フィラー充填樹脂系材料で形成したヒートシンク３１４の一部３０８を、ＬＥＤデバイス３１４の第１端子として使用している。第２端子３１２もまた、モールド成形法を用いて導電性フィラー充填樹脂系材料で形成してある。更に、この構成例においては、第１端子３０８と、第２端子３１２と、ヒートシンクのフィン３２２とを、オーバーモールド法を用いてＬＥＤデバイス３１４に被着形成してある。もう１つの好適な構成例３０４’は、絶縁層３２６によって、ヒートシンク３３０を第１端子３０８及び第２端子３１２から絶縁したものである。ただし、この絶縁層３２６は、良好な熱伝導性を備えている。この構成例では、先ず、導電性フィラー充填樹脂系材料で形成する第１端子及び第２端子を、モールド成形法を用いてＬＥＤのアノード及びカソードの上に被着形成し、続いて、そのようにして製作したＬＥＤ端子サブアセンブリ３０８、３１２、３１４の上に、オーバーモールド法を用いて、導電性フィラー充填樹脂系材料から成るヒートシンク３３０を被着形成する。以上の２つの構成例はいずれも、端子及びヒートシンクを金属材料で形成したものと比べて、大幅なコスト削減、並びに軽量化を可能にするものである。
【００４１】
本発明の利点を要約するならば、次の通りである。効果的な放熱デバイスを提供することができる。放熱デバイスを導電性フィラー充填樹脂系材料で製作することによって製造コスト及び材料コストを低減できる。放熱デバイスを導電性フィラー充填樹脂系材料で製作するため、導電性フィラー充填樹脂系材料の組成を変化させることでヒートシンクの熱特性を調節することができる。ヒートシンクの表面を被覆する金属層を付加することによって導電性フィラー充填樹脂系材料から成る放熱デバイスの熱特性を変化させることができる。導電性フィラー充填樹脂系材料で放熱デバイスを製作する製作方法は、様々な形態の導電材料を含有した導電性フィラー充填樹脂系材料に対応可能である。導電性フィラー充填樹脂系材料で放熱デバイスを製作する方法を提供することができる。
【００４２】
以上に幾つかの好適な実施の形態に関連して説明したように、本発明に係る新規な方法及びデバイスは、従来の方法及びデバイスと比べて、より効果的で製作の容易なものである。
【００４３】
以上に本発明をその幾つかの好適な実施の形態に即して具体的に図示して説明したが、当業者には容易に理解されるように、それら実施の形態は、本発明の概念及び範囲から逸脱することなく様々な形態及び細部構造に関する変更を加え得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１ａ】本発明の第１の好適な実施の形態を示した図であり、導電性フィラー充填樹脂系材料で製作した熱管理デバイスであるヒートシンクを示したものであり、このヒートシンクは一列に列設した複数枚の平行フィンを備えている。
【図１ｂ】本発明の第１の好適な実施の形態を示した図であり、導電性フィラー充填樹脂系材料で製作した熱管理デバイスであるヒートシンクを示したものであり、このヒートシンクはアレイ状に列設した複数本のピン即ちシャフトを備えたピン形ヒートシンクである。
【図２】導電性材料として粉体を用いた、導電性フィラー充填樹脂系材料の第１の好適な実施の形態を示した図である。
【図３】導電性材料として極細の導電性ファイバを用いた、導電性フィラー充填樹脂系材料の第２の好適な実施の形態を示した図である。
【図４】導電性材料として導電性粉体と極細の導電性ファイバとの両方を用いた、導電性フィラー充填樹脂系材料の第３の好適な実施の形態を示した図である。
【図５ａ】導電性フィラー充填樹脂系材料によって導電性を有する布状の材料を形成した、第４の好適な実施の形態を示した図である。
【図５ｂ】導電性フィラー充填樹脂系材料によって導電性を有する布状の材料を形成した、第４の好適な実施の形態を示した図である。
【図６】本発明の第２の好適な実施の形態を示した図であり、ここに示したのは、表面を金属層で被覆した導電性フィラー充填樹脂系材料から成るヒートシンクである。
【図７】導電性フィラー充填樹脂系材料から成るヒートシンクを使用した電子システムを示した図である。
【図８】導電性フィラー充填樹脂系材料から成るヒートシンクを使用し、液冷機構を備えた電子システムを示した図である。
【図９】射出成形法を用いて導電性フィラー充填樹脂系材料から成るヒートシンクを製作する、第１の好適な実施の形態に係るヒートシンク製作方法を示した図である。
【図１０】押出成形法を用いて導電性フィラー充填樹脂系材料から成るヒートシンクを製作する、第２の好適な実施の形態に係るヒートシンク製作方法を示した図である。
【図１１】本発明の第５の好適な実施の形態を示した図であり、ここに示したのは、導電性フィラー充填樹脂系材料で製作したヒートパイプである。
【図１２】本発明の第６の好適な実施の形態を示した図であり、ここに示したのは、ＬＥＤから熱を除去するためのヒートシンクである。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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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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【外国語明細書】
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