(57)【要約】      （修正有）【課題】高さ方向のバラツキを吸収するための厚い伝熱ラバーを使用することなく、加工コストが安価で、放熱効率に優れ、薄型の電子機器に使用することができる、弾力性を備えたヒートシンク、放熱部材およびヒートシンクの固定方法を提供する。【解決手段】発熱素子に熱的に接続される平らな受熱面を形成する底面部９と、少なくとも１つの復元力を有する可変部を備えた上面部７と、前記底面部９と前記上面部７とを接続する接続部８とからなる放熱部が複数個並列されて形成される、弾性力を備えたヒートシンク。前記底面部９および前記上面部７の少なくとも一方が、隣接するそれぞれの底面部９および上面部７を連結する爪部５と爪部５に対応する爪受け部６とを備えている。前記上面部７が、２つの切り込み部と切り込み部の間に形成された突起部４を備えており、復元力を有する前記可変部が、前記切り込み部および突起部４からなっている。【選択図】図１
2005038985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱素子に熱的に接続される平らな受熱面を形成する底面部と、少なくとも１つの復元力を有する可変部を備えた上面部と、前記底面部と前記上面部とを接続する接続部とからなる放熱部が複数個並列されて形成される、弾性力を備えたヒートシンク。
【請求項２】
前記底面部および前記上面部の少なくとも一方が、隣接するそれぞれの底面部および上面部を連結する爪部と爪部に対応する爪受け部とを備えている、請求項１に記載の弾力性を備えたヒートシンク。
【請求項３】
前記上面部が傾斜した平面部からなっており、復元力を有する前記可変部が、前記傾斜した平面部からなっている、請求項２に記載の弾力性を備えたヒートシンク。
【請求項４】
前記上面部が、２つの切り込み部と切り込み部の間に形成された突起部を備えており、復元力を有する前記可変部が、前記切り込み部および突起部からなっている、請求項２に記載の弾力性を備えたヒートシンク。
【請求項５】
前記上面部が、１つの切り込み部と突起部を備えており、前記突起部が隣接する放熱部の切り込み部との間に形成されている、請求項２に記載の弾力性を備えたヒートシンク。
【請求項６】
前記放熱部を貫通する固定部材を更に備えている、請求項３から５の何れか１項に記載の弾力性を備えたヒートシンク。
【請求項７】
発熱素子に熱的に接続される平らな受熱面を形成する底面部と、少なくとも１つの復元力を有する可変部を備えた上面部と、前記底面部と前記上面部とを接続する接続部とからなる放熱部が複数個並列されて形成される、弾性力を備えたヒートシンクを調製し、
前記ヒートシンクの前記受熱部を基板に搭載された発熱素子に接続し、
板材の一部によって復元力を有する前記可変部を押圧して、前記受熱部を前記発熱素子に押圧した状態で、前記板材の周辺部を前記基板に固定する、ヒートシンクの固定方法。
【請求項８】
前記上面部が傾斜した平面部からなっており、復元力を有する前記可変部が、前記傾斜した平面部からなっている、請求項７に記載のヒートシンクの固定方法。
【請求項９】
前記受熱面が極薄伝熱ラバーまたはオイルを介して前記発熱素子に熱的に接続される、請求項７または８に記載のヒートシンクの固定方法。
【請求項１０】
発熱素子に熱的に接続される平らな受熱面を形成する底面部と、前記底面と概ね平行な上面部と、前記底面部と前記上面部とを接続する接続部とからなる放熱部が複数個並列されて形成されるヒートシンクと、
その一部に復元力を有する可変部を有し、前記ヒートシンクの前記受熱面を前記発熱素子に熱的に接続させた状態で、前記上面部を前記可変部で押圧した状態で、前記ヒートシンクを固定する、板材とを備えた弾力性を有する放熱部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放熱フィンを用いたヒートシンクおよび放熱フィンの固定方法に関する。本発明の放熱フィンを用いたヒートシンクは、例えばパーソナルコンピュータ、ゲーム機などに代表される電子機器に使用される発熱性電子部品等の放熱・冷却用のヒートシンクに限らず、放熱を必要とするあらゆる分野における放熱冷却に利用できる。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータ、ゲーム機、オーディオ装置等各種電子機器において、使用される半導体チップ等は、小型化されると共に、集積度が高まり、処理速度が飛躍的に高まり、それに伴って発熱密度が極めて高くなっている。
このように発熱密度が高くなった半導体チップ等を備えたパーソナルコンピュータ、ゲーム機、オーディオ装置等の電子機器の発する熱を放熱する手段として、例えば電子機器にファンを取り付け、電子機器の筐体内の空気の温度を下げる方法や、発熱素子に冷却体を取り付けることによって、その被冷却素子を冷却する方法等がある。
【０００３】
冷却体としては、熱伝性の金属材、例えば板材、ブロック等があり、発熱素子からの熱を金属ブロックで受熱し、次いで、金属ブロックに取付けられた放熱フィンによって、放熱する。このような放熱フィンを備えたヒートシンクが、広く利用されている。板材と放熱フィンが一体的に形成されたヒートシンクも広く利用されている。
他方、電子機器は、放熱冷却だけでなく、更に電気ノイズ対策が要求されるようになり、装置内部を金属製シールド板材で囲っている。金属製シールド板材と放熱フィンを組み合わせたヒートシンクが、例えば、特開２００１−５７４０５に開示されている。
【０００４】
図１３は従来の板材と放熱フィンが一体的に形成された一体型ヒートシンクを示す斜視図である。図１３に示すように、従来のヒートシンク１０１は、被冷却部品が熱的に接続される板材部１０７と板材部に伝わった熱を放熱する複数の放熱フィン部１０９が一体的に形成されている。図１４は、従来の一体型ヒートシンクを伝熱ラバーを介して被冷却部品（例えば、ＩＣ）に接続した、固定前の状態を示す概略断面図である。
【０００５】
図１４に示すように、一体型ヒートシンク１０１の裏面には、ヒートシンクと基板１０５とを固定するための固定部材が取り付けられている。基板１０５の表面上に搭載された被冷却部品１０３は、所定の厚さの伝熱ラバー１０４を介して、ヒートシンクの裏面に熱的に接続される。なお、図１４に示すように、固定部材１０２の下端部と基板１０５との間は、所定の隙間が設けられている。伝熱ラバーは弾力性があり、ヒートシンクの高さ方向のバラツキを吸収する働きをする。
【０００６】
図１５は、図１４に示す状態から、一体型ヒートシンクを基板上に固定した状態を説明する図である。図１５に示すように、ヒートシンクは、固定部材１０６によって、ヒートシンク１０５の底面が伝熱ラバー１０４を圧縮した状態で、被冷却部品１９３を搭載した基板１０５に固定されている。なお、固定部材１０２は固定ビス１０６によって基板１０５に固定されている。図１５から明らかなように、弾力性のある伝熱ラバーが圧縮され、ヒートシンクの高さ方向のバラツキを吸収している。
【０００７】
【特許文献】
特開２００１−５７４０５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した一体型ヒートシンクにおいては、弾力性のある厚い伝熱ラバーによって、ヒートシンクの高さ方向のバラツキを吸収している。
厚い伝熱ラバーは、熱伝導率が低く、ヒートシンクの放熱性を劣化させる。しかも伝熱ラバーは高価であり、ヒートシンクのコストが高くなる。更に、伝熱ラバーの厚さ分だけ、ヒートシンク全体の高さが高くなるという問題点がある。即ち、薄型の電子機器の場合には、回路基板と筐体の間の間隔が狭く、金属シールド板材と基板の間の寸法もおのずと狭くなってしまい、厚い伝熱ラバーを使用することができなくなる。
【０００９】
従って、この発明の目的は、高さ方向のバラツキを吸収するための厚い伝熱ラバーを使用することなく、加工コストが安価で、放熱効率に優れ、薄型の電子機器に使用することができる、弾力性を備えたヒートシンク、放熱部材およびヒートシンクの固定方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した従来の問題点を解決するために、発明者等は鋭意研究を重ねた。その結果、並列配置したコの字形放熱部の上面部に、復元力を有する可変部、例えば２本のスリットと、その間に形成された突起部を設け、受熱面としてのコの字形放熱部の底面部を発熱素子に熱的に接続し、板材例えばシールド材によって、突起部を押圧した状態で発熱素子を搭載する基板に固定すると、可変部のたわみを利用して、伝熱ラバーの代わりに、可変部のたわみ即ち弾性変形（状況により塑性変形でもよい）によって、厚い伝熱ラバーを使用しなくても、ヒートシンクの高さ方向のバラツキを吸収することができ、薄型の電子機器に使用することができることが判明した。更に、受熱部としての放熱部の底面部が直接発熱素子に熱的に接続されるので、放熱性能が著しく向上することが判明した。
【００１１】
この発明は上述した研究結果に基づいてなされたものであって、この発明の弾性力を備えたヒートシンクの第１の態様は、発熱素子に熱的に接続される平らな受熱面を形成する底面部と、少なくとも１つの復元力を有する可変部を備えた上面部と、前記底面部と前記上面部とを接続する接続部とからなる放熱部が複数個並列されて形成される、弾性力を備えたヒートシンクである。
【００１２】
この発明の弾性力を備えたヒートシンクの第２の態様は、前記底面部および前記上面部の少なくとも一方が、隣接するそれぞれの底面部および上面部を連結する爪部と爪部に対応する爪受け部とを備えている、弾力性を備えたヒートシンクである。
【００１３】
この発明の弾性力を備えたヒートシンクの第３の態様は、前記上面部が傾斜した平面部からなっており、復元力を有する前記可変部が、前記傾斜した平面部からなっている、弾力性を備えたヒートシンクである。
【００１４】
この発明の弾性力を備えたヒートシンクの第４の態様は、前記上面部が、２つの切り込み部と切り込み部の間に形成された突起部を備えており、復元力を有する前記可変部が、前記切り込み部および突起部からなっている、弾力性を備えたヒートシンクである。
【００１５】
この発明の弾性力を備えたヒートシンクの第５の態様は、前記上面部が、１つの切り込み部と突起部を備えており、前記突起部が隣接する放熱部の切り込み部との間に形成されている、弾力性を備えたヒートシンクである。
【００１６】
この発明の弾性力を備えたヒートシンクの第６の態様は、前記放熱部を貫通する固定部材を更に備えている、弾力性を備えたヒートシンクである。
【００１７】
この発明のヒートシンクの固定方法の第１の態様は、発熱素子に熱的に接続される平らな受熱面を形成する底面部と、少なくとも１つの復元力を有する可変部を備えた上面部と、前記底面部と前記上面部とを接続する接続部とからなる放熱部が複数個並列されて形成される、弾性力を備えたヒートシンクを調製し、
前記ヒートシンクの前記受熱部を基板に搭載された発熱素子に接続し、
板材の一部によって復元力を有する前記可変部を押圧して、前記受熱部を前記発熱素子に押圧した状態で、前記板材の周辺部を前記基板に固定する、ヒートシンクの固定方法である。
【００１８】
この発明のヒートシンクの固定方法の第２の態様は、前記上面部が傾斜した平面部からなっており、復元力を有する前記可変部が、前記傾斜した平面部からなっている、ヒートシンクの固定方法である。
【００１９】
この発明のヒートシンクの固定方法の第３の態様は、前記上面部が、２つの切り込み部と切り込み部の間に形成された突起部を備えており、復元力を有する前記可変部が、前記切り込み部および突起部からなっている、ヒートシンクの固定方法である。
【００２０】
この発明のヒートシンクの固定方法の第４の態様は、前記上面部が、１つの切り込み部と突起部を備えており、前記突起部が隣接する放熱部の切り込み部との間に形成されている、ヒートシンクの固定方法である。
【００２１】
この発明のヒートシンクの固定方法の第５の態様は、前記受熱面が極薄伝熱ラバーまたはオイルを介して前記発熱素子に熱的に接続される、ヒートシンクの固定方法である。
【００２２】
この発明の弾力性を有する放熱部材の第１の態様は、発熱素子に熱的に接続される平らな受熱面を形成する底面部と、前記底面と概ね平行な上面部と、前記底面部と前記上面部とを接続する接続部とからなる放熱部が複数個並列されて形成されるヒートシンクと、
その一部に復元力を有する可変部を有し、前記ヒートシンクの前記受熱面を前記発熱素子に熱的に接続させた状態で、前記上面部を前記可変部で押圧した状態で、前記ヒートシンクを固定する、板材とを備えた弾力性を有する放熱部材である。
【００２３】
この発明の弾力性を有する放熱部材の第２の態様は、復元力を有する前記可変部が傾斜した平面部からなっている、弾力性を有する放熱部材である。
【００２４】
この発明の弾力性を有する放熱部材の第３の態様は、復元力を有する前記可変部が、２つの切り込み部と切り込み部の間に形成された突起部からなっている、弾力性を有する放熱部材である。
【００２５】
この発明の弾力性を有する放熱部材の第４の態様は、復元力を有する前記可変部が、１つの切り込み部と突起部からなっている、弾力性を有する放熱部材である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図面を参照しながら、この発明の放熱フィンを用いたヒートシンクおよびその固定方法について説明する。
この発明の弾性力を備えたヒートシンクの１つの態様は、並列に組み合わされて、基板に搭載された発熱素子に熱的に接続される平らな受熱面を形成する底面部と、少なくとも１つの復元力を有する可変部を備えた上面部と、前記底面部と前記上面部とを接続する接続部とからなる略コの字形の放熱部が複数個並列されて形成される、弾性力を備えたヒートシンクである。
【００２７】
更に、この発明の弾性力を備えたヒートシンクにおいては、前記底面部および前記上面部の少なくとも一方が、隣接するそれぞれの底面部および上面部を連結する爪部と爪部に対応する爪受け部とを備えている。更に、この発明の弾性力を備えたヒートシンクにおいては、前記上面部が傾斜した平面部からなっており、復元力を有する前記可変部が、前記傾斜した平面部からなっている。更に、この発明の弾性力を備えたヒートシンクにおいては、前記上面部が、２つの切り込み部（スリット、空隙等であってもよい）と切り込み部の間に形成された突起部を備えており、復元力を有する前記可変部が、前記切り込み部および突起部からなっている。更に、この発明の弾性力を備えたヒートシンクにおいては、前記上面部が、１つの切り込み部（スリット、空隙等であってもよい）と突起部を備えており、前記突起部が隣接する放熱部の切り込み部との間に形成されている。
【００２８】
図１は、この発明の弾性力を備えたヒートシンクにおける略コの字形の放熱部を示す図である。図１に示すように、放熱部１は、放熱性に優れた部材で一体的に形成された上面部７、底面部９および接続部８からなる略コの字形の部材である。上面部７には、少なくとも１つの復元力を有する可変部を備えている。図１に示す態様においては、復元力を有する可変部は、２本のスリット３とスリットの間に形成された突起部４からなっている。突起部４は上面部から上方に突出しており、突起部に力を加えて下方に押し下げると、２本のスリットによって下方にたわみ、力を取り除くと、元の状態に復元する。このように、突起部と２本のスリットによって、放熱部は弾力性を備えている。
【００２９】
更に、上面部の一方端には、上面部と同一面上で外方に突出した爪部５を備えており、他方端には、爪部に対応する大きさの爪受け部６を備えている。底面部の一方端には上述したと同一の爪部５を備え、他方端には爪部に対応する爪受け部を備えている。
【００３０】
図２は、この発明の弾力性を備えたヒートシンクを示す図である。図２に示すように、図１に示す放熱部１が並列に複数個配置されている。即ち、上面部７に復元力を有する可変部（２本のスリット３および突起部４）を有するコの字形の放熱部１の上面部７および底面部９に形成された爪部５が、隣接するコの字形の放熱部１の対応する爪受け部６に連結されている。このように爪部５および爪受け部６が連結されたコの字形の放熱部が更に隣接するコの字形の放熱部に連結されて、この発明の弾力性を備えたヒートシンク２が形成される。コの字形の放熱部の底面部９は並列配置されて、基板に搭載された発熱素子に熱的に接続される平らな受熱面を形成している。
【００３１】
上述したように爪部が隣接する爪受け部に連結されることによって、突起部に上方から力が加わると、連結した爪部および爪受け部が力を受ける支点として機能し、２本のスリット３によって側方が開放されているので、その間に形成された突起部４が、上下方向に復元可能に移動し、弾力性を有し、ヒートシンクの高さ方向のバラツキを吸収するバネとして働く。
なお、図１および図２に示す態様においては、上面部に形成される復元力を有する可変部（２本のスリット３および突起部４）が１つだけ形成されているが、ヒートシンクの大きさ、期待する復元力等に応じて、上面部にそれぞれ複数の復元力を有する可変部（２本のスリット３および突起部４）が形成されてもよい。
【００３２】
図３および図４は、この発明の弾力性を備えたヒートシンクを、基板に搭載した発熱素子に取り付ける状態を説明する図である。図３は、基板に搭載した発熱素子にヒートシンクを熱的に接続し、板材をヒートシンクの上に配置した状態を説明する図である。図４は、基板に搭載した発熱素子に熱的に接続されたヒートシンクの上に配置した板材を締め付けて基板に固定した状態を説明する図である。
【００３３】
図３に示すように、基板１０の上に搭載された発熱素子１１に、並列に配置された放熱部１の底面部９が受熱面として熱的に接続される。このように基板１０に搭載された発熱素子１１の上にヒートシンク２が配置され、その上に板材１２が配置される。図３から明らかなように、上面部に形成された突起部は板材の内側面と接触しているけれども、元の形状を保ち、このように配置された板材の周辺部と基板との間にはａで示す間隙が存在している。
【００３４】
図４に示すように、板材の周辺部を締め付け部材１３で締め付けると、板材の中央部によって、コの字形の放熱部の上面部に形成された弾力性を有する突起部４が押圧され圧縮されて、板材と基板の間の間隙部ａがなくなり、板材と基板が直接接触した状態で基板に固定される。即ち、厚い伝熱ラバーを使用しなくても、上面部に形成された復元力を有する可変部（２つのスリットとその間に形成された突起部）によって、ヒートシンクの高さ方向のバラツキを吸収することができ、薄型の電子機器に使用することができる。更に、受熱部としての放熱部の底面部が直接発熱素子に熱的に接続されるので、放熱性能が著しく向上することがわかる。
【００３５】
この発明の弾力性を有するヒートシンクについて、その弾力性について実際に調査した。その結果を図１２に示す。図１２（Ａ）に示すように、基板の上に搭載された発熱素子（ＩＣ）の上に、受熱面としての底面部が直接熱的に接続されるように、この発明の弾力性を有するヒートシンクを載せて、その上から荷重をかけた。５枚のコの字形の放熱部を並列配置し、爪部、爪受け部によって連結して形成されたヒートシンクは、縦５０ｍｍ×高さ１８ｍｍ×横４０ｍｍであった。放熱部のそれぞれの上面には、幅１ｍｍの２本のスリットが形成され、スリットの間に、幅３ｍｍ、高さ１．１ｍｍの半円柱状の突起部が形成されていた。図１２（Ａ）に示すように、ヒートシンクの上面部と突起部の上端部までの距離が０．５ｍｍのときの荷重は５０Ｎ（５ｋｇ）であった。
図１２（Ｂ）は、荷重とヒートシンクの上面部と突起部の上端部までの距離との間の関係を示すグラフである。その結果、所定の範囲でバラツキが許容される。即ち、０．５ｍｍを基準として、−０．４ｍｍまで（即ち、ＩＣの高さが低い場合：実際には０．１ｍｍだけ圧縮された状態）バラツキが許容される。更に、＋０．６ｍｍまで（即ち、ＩＣの高さが高い場合：実際には突起部の上端部が上面部と一致する状態）までバラツキが許容される。
図１２Ｃに示すように、３０〜５０Ｎ（３〜５ｋｇ）の荷重のとき、圧縮されて荷重とヒートシンクの上面部と突起部の上端部までの距離が０．５ｍｍになっている。
【００３６】
図５は、この発明の弾力性を備えたヒートシンクの他の態様を説明する図である。図５に示す態様の弾力性を備えたヒートシンクにおいては、放熱部を貫通する固定部材を更に備えている。即ち、図１を参照して説明したように、上面部７に復元力を有する可変部（２本のスリット３および突起部４）を有するコの字形の放熱部１の上面部７および底面部９に形成された爪部５が、隣接するコの字形の放熱部１の対応する爪受け部６に連結され、このように爪部５および爪受け部６が連結されたコの字形の放熱部が更に隣接するコの字形の放熱部に連結されて、この発明の弾力性を備えたヒートシンク２が形成される。
【００３７】
コの字形の放熱部の底面部９は並列配置されて、基板に搭載された発熱素子に熱的に接続される平らな受熱面を形成している。この状態で、更に、それぞれの放熱部の垂直面を貫通する固定部材が備えられている。固定部材は、熱伝導性に優れた材料で作製された棒状又は角柱状の部材であればよい。更に、固定部材はヒートパイプからなっていてもよい。
なお、上述したスリット及び突起部の形状は、矩形のスリット、半円柱状の突起部であるが、所定の復元力が得られる形状であればどのような形状であってもよい。
【００３８】
図６はこの発明の弾性力を備えたヒートシンクにおける略コの字形の放熱部の他の態様を示す図である。図６に示すように、放熱部１は、放熱性に優れた部材で一体的に形成された傾斜した平面部からなる上面部７、底面部９および接続部８からなる略コの字形の部材である。上面部７は、少なくとも１つの復元力を有する可変部を備えている。図６に示す態様においては、復元力を有する可変部は、傾斜した平面部からなっている。即ち、傾斜した平面部からなる上面部７は、力を加えて下方に押し下げると、底面部９および接続部８と一体的に形成された上面部７の傾斜した部分が下方にたわみ、上方からの力を吸収し、力を取り除くと、元の状態に復元する。このように、底面部および接続部と一体的に形成された傾斜した平面部からなる上面部によって、放熱部は弾力性を備えている。
【００３９】
更に、この態様の放熱部においては、上面部は上述したように傾斜した平らな平面からなっているが、底面部の一方端には、外方に突出した爪部５を備えており、他方端には、爪部に対応する大きさの爪受け部６を備えている。
【００４０】
図７は、この発明の弾力性を備えたヒートシンクの他の態様を示す図である。図７に示すように、図６に示す放熱部１が並列に複数個配置されている。即ち、上面部７に復元力を有する可変部（傾斜した平面部）を有する略コの字形の放熱部１の底面部９に形成された爪部５が、隣接する略コの字形の放熱部１の対応する爪受け部６に連結されている。このように爪部５および爪受け部６が連結された略コの字形の放熱部が更に隣接する略コの字形の放熱部に連結されて、この発明の弾力性を備えたヒートシンク２が形成される。この態様においても、略コの字形の放熱部の底面部９は並列配置されて、基板に搭載された発熱素子に熱的に接続される平らな受熱面を形成している。
【００４１】
この態様のヒートシンクにおいては、上述した底面部および接続部と一体的に形成された傾斜した平面部からなる上面部によって、弾力性を有し、ヒートシンクの高さ方向のバラツキを吸収するバネとして働く。なお、期待する復元力が得られるように、略コの字形の放熱部の部材の材質を選択することが出来る。
【００４２】
図８は、この発明の弾性力を備えたヒートシンクにおける略コの字形の放熱部の他の態様を示す図である。図８に示すように、放熱部１は、放熱性に優れた部材で一体的に形成された上面部７、底面部９および接続部８からなる略コの字形の部材である。上面部７には、少なくとも１つの復元力を有する可変部を備えている。図８に示す態様においては、復元力を有する可変部は、垂直面側に設けられた１本のスリットと突起部からなっており、突起部は上面部の垂直面側端部に設けられたスリットと隣接する放熱部のスリットとの間に形成されている。突起部４は上面部から上方に突出しており、突起部に力を加えて下方に押し下げると下方にたわみ、力を取り除くと、元の状態に復元する。このように、突起部と１本のスリットによって、放熱部は弾力性を備えている。
【００４３】
更に、上面部の一方端には、上面部と同一面上で外方に突出した爪部５を備えており、他方端には、爪部に対応する大きさの爪受け部６を備えている。底面部の一方端には上述したと同一の爪部５を備え、他方端には爪部に対応する爪受け部を備えている。
【００４４】
図９は、この発明の弾力性を備えたヒートシンクの他の態様を示す図である。図９に示すように、図８に示す放熱部１が並列に複数個配置されている。即ち、上面部７に復元力を有する可変部（１本のスリット３および突起部４）を有するコの字形の放熱部１の上面部７および底面部９に形成された爪部５が、隣接するコの字形の放熱部１の対応する爪受け部６に連結されている。このように爪部５および爪受け部６が連結されたコの字形の放熱部が更に隣接するコの字形の放熱部に連結されて、この発明の弾力性を備えたヒートシンク２が形成される。コの字形の放熱部の底面部９は並列配置されて、基板に搭載された発熱素子に熱的に接続される平らな受熱面を形成している。
【００４５】
上述したように爪部が隣接する爪受け部に連結されることによって、突起部に上方から力が加わると、連結した爪部および爪受け部が力を受ける支点として機能し、スリット部によって突起部の側面が開放されているので、突起部４が、上下方向に復元可能に移動することができ、弾力性を有し、ヒートシンクの高さ方向のバラツキを吸収するバネとして働く。
【００４６】
この態様においても、上述したスリット及び突起部の形状は、矩形のスリット、半円柱状の突起部であるが、所定の復元力が得られる形状であればどのような形状であってもよい。更に、図８および図９に示す態様においては、上面部に形成される復元力を有する可変部（１本のスリット３および突起部４）が１つだけ形成されているが、ヒートシンクの大きさ、期待する復元力等に応じて、上面部にそれぞれ複数の復元力を有する可変部（１本のスリット３および突起部４）が形成されてもよい。
【００４７】
次に、この発明のヒートシンクの固定方法について説明する。
この発明のヒートシンクの固定方法の１つの態様は、並列に組み合わされて、基板に搭載された発熱素子に熱的に接続される平らな受熱面を形成する底面部と、少なくとも１つの復元力を有する可変部を備えた上面部と、前記底面部と前記上面部とを接続する接続部とからなる略コの字形の放熱部が複数個並列されて形成される、弾性力を備えたヒートシンクを調製し、
前記ヒートシンクの前記受熱部を基板に搭載された発熱素子に直接熱的に接続し、
板材の一部によって復元力を有する前記可変部を押圧して、前記受熱部を前記発熱素子に押圧した状態で、前記板材の周辺部を前記基板に固定する、ヒートシンクの固定方法である。
【００４８】
更に、この発明のヒートシンクの固定方法において、上面部が傾斜した平面部からなっており、復元力を有する前記可変部が、前記傾斜した平面部からなっていてもよい。更に、上面部が、２本のスリットとスリットの間に形成された突起部を備えており、復元力を有する前記可変部が、前記スリットおよび突起部からなっていてもよい。更に、上面部が、１本のスリットと突起部を備えており、前記突起部が隣接する放熱部のスリットとの間に形成されていてもよい。更に、受熱面が極薄伝熱ラバーまたはオイルを介して発熱素子に熱的に接続されていてもよい。
【００４９】
即ち、図３および図４を参照して説明したように、この発明のヒートシンクの固定方法においては、並列に組み合わされて、基板１０に搭載された発熱素子１１に熱的に接続される平らな受熱面を形成する底面部９と、少なくとも１つの復元力を有する可変部を備えた上面部７と、底面部９と上面部７とを接続する接続部８とからなる略コの字形の放熱部１が複数個並列されて形成される、弾性力を備えたヒートシンク２を調製し、次いで、上述したヒートシンク２の受熱部を基板１０に搭載された発熱素子１１に直接熱的に接続し、次いで、板材１２の一部によって復元力を有する可変部（突起部４）を押圧して、受熱部を発熱素子に押圧した状態で、板材の周辺部を基板１０に固定する。
【００５０】
次にこの発明の弾力性を有する放熱部材について説明する。
この発明の弾力性を有する放熱部材の第１の態様は、並列に組み合わされて、基板に搭載された発熱素子に熱的に接続される平らな受熱面を形成する底面部と、前記底面と概ね平行な上面部と、前記底面部と前記上面部とを接続する接続部とからなる略コの字形の放熱部が複数個並列されて形成されるヒートシンクと、その一部に復元力を有する可変部を有し、前記ヒートシンクの前記受熱面を前記発熱素子に熱的に接続させた状態で、前記上面部を前記可変部で押圧した状態で、前記ヒートシンクを前記基板に固定する、板材とを備えた弾力性を有する放熱部材である。
即ち、この発明の弾力性を有する放熱部材においては、ヒートシンクは略コの字形の放熱部が並列配置されて形成され、板材に復元可能な可変部が設けられている。
【００５１】
図１０および図１１は、この発明の弾力性を有する放熱部材を説明する図である。図１０は、この発明の弾力性を有する放熱部材の板材を示す図である。図１１は、この発明の弾力性を有する放熱部材の放熱部（ａ）およびヒートシンク（ｂ）を示す図である。図１０に示すように、放熱部材の板材は、その内面側の中央部に復元力を有する可変部を備えている。可変部は、図１および図２を参照して説明した２本のスリット２３とその間に形成された突起部２４からなっていてもよい。図１０に示す突起部２４は、板材の内面側から基板側に下方に向けて突出している。両側に形成されたスリットによって、突起部の両側に開放部が形成され、突起部に力が加わると、突起部は、板材の面に関して、上下方向に復元可能に移動し、弾力性を有する。
【００５２】
図１１（ａ）は、この発明の弾性力を備えた放熱部材における略コの字形の放熱部を示す図である。図１１（ａ）に示すように、放熱部２１は、放熱性に優れた部材で一体的に形成された上面部２７、底面部２９および接続部２８からなる略コの字形の部材である。更に、上面部の一方端には、上面部と同一面上で外方に突出した爪部２５を備えており、他方端には、爪部に対応する大きさの爪受け部２６を備えている。底面部の一方端には上述したと同一の爪部２５を備え、他方端には爪部に対応する爪受け部２６を備えている。
【００５３】
図１１（ｂ）は、この発明の弾力性を備えた放熱部材におけるヒートシンクを示す図である。図１１（ｂ）に示すように、図１１（ａ）に示す放熱部２１が並列に複数個配置されている。即ち、コの字形の放熱部２１の上面部２７および底面部２９に形成された爪部２５が、隣接するコの字形の放熱部２１の対応する爪受け部２６に連結されている。このように爪部２５および爪受け部２６が連結されたコの字形の放熱部が更に隣接するコの字形の放熱部に連結されて、この発明の弾力性を備えた放熱部材におけるヒートシンク２２が形成される。コの字形の放熱部の底面部２９は並列配置されて、基板に搭載された発熱素子に熱的に接続される平らな受熱面を形成している。
【００５４】
上述したように爪部が隣接する爪受け部に連結されることによって、ヒートシンクに上方から力が加わると、連結した爪部および爪受け部が力を受ける支点として機能し、力が均一にヒートシンクに加わる。
図３および図４を参照して説明したと同様に、上述したヒートシンク２２を、基板に搭載された発熱素子に直接熱的に接続し、ヒートシンクの上に内面側に復元可能な可変部が備えられた板材を配置し、板材の周辺部を締付け部材によって締付けると、板材の内面側に形成された突起部がヒートシンクの平らな上面部に押圧されて圧縮される。
その結果、厚い伝熱ラバーを使用しなくても、板材の内面側に形成された復元力を有する可変部（２つのスリットとその間に形成された突起部）によって、ヒートシンクの高さ方向のバラツキを吸収することができ、薄型の電子機器に使用することができる。更に、受熱部としての放熱部の底面部が直接発熱素子に熱的に接続されるので、放熱性能が著しく向上することがわかる。
なお、図１０および図１１に示す態様においては、板材の内面側に形成される復元力を有する可変部（２本のスリット３および突起部４）が一列だけ形成されているが、ヒートシンクの大きさ、期待する復元力等に応じて、板材の内面側に複数列の復元力を有する可変部（２本のスリット３および突起部４）が形成されてもよい。
復元力を有する可変部は、図８および図９に示すような可変部が板材の内面側に形成されていてもよい。更に、放熱部の垂直面を貫通する固定部材が備えられていても良い。
【００５５】
ヒートパイプは、密封された空洞部を備えており、その空洞部に収容された作動流体の相変態と移動により熱の輸送が行われる。熱の一部は、ヒートパイプを構成する容器（コンテナ）を直接伝わって運ばれるが、大部分の熱は、作動流体による相変態と移動によって移動される。
【００５６】
ヒートパイプの吸熱側において、発熱電子部品から放熱フィンに伝わった熱は、ヒートパイプを構成する容器（コンテナ）の材質中を熱伝導して伝わってきた熱により、作動流体が蒸発し、その蒸気がヒートパイプの放熱側に移動する。放熱側では、作動流体の蒸気は冷却され再び液相状態に戻る。そして、液相に戻った作動流体は再び吸熱側に移動（還流）する。このような作動流体の相変態や移動によって、熱の移動がなされる。
【００５７】
ヒートパイプ内の作動流体としては通常、水や水溶液、アルコール、その他有機溶剤等が使用される。特殊な用途としては水銀を作動流体に用いる場合もある。前述したようにヒートパイプは内部の作動流体の相変態等の作用を利用するものであるので、密封された内部への作動流体以外のガス等の混入をなるべく避けるように製造されることになる。このような混入物は、通常、製造途中に混入する大気（空気）や作動流体中に溶在している炭酸ガス等である。ヒートパイプの形状は、代表的な丸パイプ形状の他、平面型も広く用いられている。更に、ヒートパイプで移動した熱をファン等を使用して強制的に冷却してもよい。
【００５８】
ヒートパイプのコンテナの材質は、銅またはアルミニウム等の熱伝導の良好な金属を使用することができる。偏平状に加工するため、加工性に優れたアルミニウム材が好ましい。ウイックは偏平状ヒートパイプのコンテナと同一材質の部材を使用することができる。作動液は、ヒートパイプのコンテナの材質との適合性に応じて、水、代替フロン、フロリナートを使用する。
【００５９】
（図示しないが）上述したヒートパイプの他の端部は、更に延伸して、例えば、プリント基板上に取付けられた別の発熱電子部品の上に取付けられていてもよい。即ち、別の発熱電子部品の上には熱伝導性シートを介して金属製の受熱ブロックが設けられており、ヒートパイプの他の端部が受熱ブロックに設けられた孔部に装入されて、受熱ブロックと密着されて熱的に接続されている。このようにヒートパイプを配置することによって、別の発熱電子部品の熱を放熱フィンの位置まで移動し、放熱部によって、放熱することができる。
【００６０】
この発明の弾力性を有するヒートシンクにおいては、上述した底面部が極薄伝熱ラバーまたはオイル（グリース）を介して発熱素子に熱的に接続されてもよい。グリースは、放熱フィンの放熱部と被冷却部品の接触バラツキによって生じる空気層を埋める作用を有しており、製品間のバラツキを抑制することができる。グリースの代わりに、極薄伝熱ラバー（０．１〜０．５ｍｍ程度の厚さ）を用いても良い。圧縮代は少ないけれども、グリース同様に空気層を埋める作用を備えており、熱伝導性を損なうことなく、製品間のバラツキを抑制することができる。
【００６１】
【発明の効果】
この発明によると、各部品の高さ方向のバラツキを吸収するための厚い伝熱ラバーを使用することなく、加工コストが安価で、放熱効率に優れ、薄型の電子機器に使用することができる、弾力性を備えたヒートシンク、放熱部材およびその固定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の弾性力を備えたヒートシンクにおける略コの字形の放熱部を示す図である。
【図２】図２は、この発明の弾力性を備えたヒートシンクを示す図である。
【図３】図３は、基板に搭載した発熱素子にヒートシンクを熱的に接続し、板材をヒートシンクの上に配置した状態を説明する図である。
【図４】図４は、基板に搭載した発熱素子に熱的に接続されたヒートシンクの上に配置した板材を締め付けて基板に固定した状態を説明する図である。
【図５】図５は、この発明の弾力性を備えたヒートシンクの他の態様を説明する図である。
【図６】図６はこの発明の弾性力を備えたヒートシンクにおける略コの字形の放熱部の他の態様を示す図である。
【図７】図７は、この発明の弾力性を備えたヒートシンクの他の態様を示す図である。
【図８】図８は、この発明の弾性力を備えたヒートシンクにおける略コの字形の放熱部の他の態様を示す図である。
【図９】図９は、この発明の弾力性を備えたヒートシンクの他の態様を示す図である。
【図１０】図１０は、この発明の弾力性を有する放熱部材の板材を示す図である。
【図１１】図１１は、この発明の弾力性を有する放熱部材の放熱部（ａ）およびヒートシンク（ｂ）を示す図である。
【図１２】図１２は、この発明の弾力性を有するヒートシンクの弾力性について調査した結果を示す図である。
【図１３】図１３は従来の板材と放熱フィンが一体的に形成された一体型ヒートシンクを示す斜視図である。
【図１４】図１４は、従来の一体型ヒートシンクを伝熱ラバーを介して被冷却部品（例えば、ＩＣ）に接続した、固定前の状態を示す概略断面図である。
【図１５】図１５は、図１４に示す状態から、一体型ヒートシンクを基板上に固定した状態を説明する図である。
【符号の説明】
１．放熱部
２．ヒートシンク
３．スリット
４．突起部
５．爪部
６．爪受け部
７．上面部
８．接続部
９．底面部
１０．基板
１１．発熱素子
１２．板材
１３．締付け部材
１４．固定部材
２１．放熱部
２２．ヒートシンク
２３．スリット
２４．突起部
２５．爪部
２６．爪受け部
２７．上面部
２８．接続部
２９．底面部
【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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