(57)【要約】  【課題】  バーンイン試験などの発熱体を所定の恒温槽内に入れて試験を行う場合に、発熱体の発熱量に差があっても発熱体の温度差を小さくすることができる放熱器を提供することを課題とする。  【解決手段】  放熱器１の本体部１１には発熱体接触部材１２と放熱側部材１３とが設けられており、また、内部には内部空間１４が形成されている。内部空間１４には発熱体接触部材１２と放熱側部材１３との間に形成される伝熱隙間１６を有しており、内部空間１４に充填された伝熱液３０が熱膨張や外部制御などにより伝熱隙間１６に流入可能となっている。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面を有する発熱体接触部材と、第２の面を有する放熱側部材とが設けられた本体部を有し、発熱体接触部材を発熱体に接触させて、発熱体の熱を放熱側部材側から放熱することが可能な放熱器であって、前記本体部には伝熱隙間を有する内部空間が設けられ、前記伝熱隙間は発熱体接触部材の第１の面と放熱側部材の第２の面との間に形成されており、
前記内部空間には伝熱が可能な伝熱液が充填されており、前記伝熱隙間に伝熱液が入り込んで伝熱領域を形成し、第１の面から伝熱領域を通じて第２の面へ伝熱が可能であり、伝熱領域の面積を変化させることにより、発熱体接触部材と放熱側部材との間の熱伝導率を変えることが可能であることを特徴とする放熱器。
【請求項２】
伝熱液は温度に応じて膨張収縮するものであり、前記伝熱液の膨張収縮により伝熱液の伝熱隙間への流入量が変化して伝熱領域の面積が変化し、発熱体接触部材と放熱側部材との間の熱伝導率が高温ほど大きくなることを特徴とする請求項１に記載の放熱器。
【請求項３】
別途設けられる調節部により伝熱液の伝熱隙間への流入量を調節することができ、前記流入量の調節によって伝熱領域を所望の面積とすることが可能であることを特徴とする請求項１に記載の放熱器。
【請求項４】
伝熱隙間には所定の量の伝熱液が充填されており、別途設けられる調節部により伝熱隙間の幅を調節することができ、前記伝熱隙間の幅の調節によって伝熱領域を所望の面積とすることが可能であることを特徴とする請求項１に記載の放熱器。
【請求項５】
調節部は、放熱器自身又は発熱体の温度が高温になるほど伝熱領域の面積を大きくするように調節することができるものであり、発熱体接触部材と放熱側部材との間の熱伝導率が高温ほど大きくなることを特徴とする請求項３又は４に記載の放熱器。
【請求項６】
内部空間の下方には液保持部が設けられ、前記液保持部に伝熱液が保持されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の放熱器。
【請求項７】
前記液保持部は発熱体接触部材に設けられ、発熱体との接触部分付近に前記液保持部が配置されていることを特徴とする請求項６に記載の放熱器。
【請求項８】
内部空間の上方には圧力調整空間が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の放熱器。
【請求項９】
発熱体接触部材及び放熱側部材の、いずれか一方には穴部が設けられ、他方には突出部が形成され、前記穴部と前記突出部との間に伝熱隙間が形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の放熱器。
【請求項１０】
液保持部及び圧力調整空間の少なくとも一方は環状に形成されており、伝熱隙間は当該環状の内側に配置していることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の放熱器。
【請求項１１】
所定の温度に維持できる槽内に複数の発熱体を配置し、それぞれの発熱体に請求項１〜１０のいずれかの放熱器を接触させて行う放熱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱器に関するものである。また、本発明は、半導体のバーンイン試験などに用いられる前記放熱器を使用する放熱方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
集積回路などの半導体を製造する際に、製造品の不良品の除去を行うため、バーンイン試験が行われている。このバーンイン試験は、部品や機器などの試験対象を通常の使用温度より高い温度で作動させて不良品を見分けるものであり、これによって初期不良や経年劣化の発生を低減することができる。
【０００３】
そして、バーンイン試験の方法として、所定の温度に制御が可能な恒温槽に複数の試験対象である半導体を入れ、同条件で一度に多くの試験対象を入れて行う方法がある。
【０００４】
そして、これに関連する技術が特許文献１などに記載されている。
【特許文献１】特開２００３−８４０３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、バーンイン試験では半導体を作動させて行うため、半導体自身が発熱する。したがって、恒温槽の雰囲気温度Ｔａと半導体の接合部温度Ｔｊとの間に、集積回路の接合部温度Ｔｊの方が高くなるような温度差ΔＴを生じる。
【０００６】
そして、半導体の接合部温度Ｔｊは、集積回路の作動によって発生する発熱量Ｑによって変わる。この発熱量Ｑが大きくなると接合部温度Ｔｊが上昇するが、これは、発熱量Ｑと恒温槽の雰囲気中への放熱する熱量とが等しくなるまで温度差ΔＴが大きくなるためである。
これをグラフで示すと図１６に示されるような関係となる。
【０００７】
また、半導体から雰囲気中への放熱特性が良くない場合には、発熱量Ｑが同じであっても、温度差ΔＴが大きくならないと放熱量が等しくならないので、温度差ΔＴはより大きくなる。このような場合には、半導体同士の間の発熱量Ｑが少しでも違うと、半導体同士の接合部温度Ｔｊに差を生じやすい。
【０００８】
そして、バーンイン試験では、試験を行う対象の接合部温度Ｔｊを同じにしなければ、精度のよいバーンイン試験ができない。
しかし、半導体同士の間の発熱量Ｑが異なると、上記で説明したように半導体同士の間で差が生じ、精度のよい試験ができなかった。
【０００９】
また、放熱器を半導体に接触させて放熱特性を向上させ、各半導体と雰囲気温度との温度差ΔＴを小さくすることにより、半導体同士の接合部温度Ｔｊの差を低減することが行われている。この場合に接合部温度Ｔｊと発熱量Ｑとの関係は、図１７に示されているように、図１６に示されるグラフよりも傾きが小さくなる。そして、この場合には、同じ発熱量Ｑであっても雰囲気温度Ｔａとの温度差ΔＴの絶対値が小さくなり、その結果、半導体同士の接合部温度Ｔｊの差が低減する。
【００１０】
しかし、この場合でも、発熱量Ｑに応じて生じる雰囲気温度との温度差ΔＴに差が発生する。また、発熱量Ｑが比較的大きい半導体などの場合には、発熱量Ｑの絶対値も大きくなり、温度差ΔＴが大きくなりやすく、それに伴って、半導体同士の接合部温度Ｔｊの差が大きくなりやすい。
【００１１】
そこで、バーンイン試験などの試験の際に、半導体などの試験対象の間で発熱量の差があっても、試験対象同士の温度差を小さくすることができる放熱器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】
【００１２】
そして、上記した目的を達成するための請求項１に記載の発明は、第１の面を有する発熱体接触部材と、第２の面を有する放熱側部材とが設けられた本体部を有し、発熱体接触部材を発熱体に接触させて、発熱体の熱を放熱側部材側から放熱することが可能な放熱器であって、前記本体部には伝熱隙間を有する内部空間が設けられ、前記伝熱隙間は発熱体接触部材の第１の面と放熱側部材の第２の面との間に形成されており、前記内部空間には伝熱が可能な伝熱液が充填されており、前記伝熱隙間に伝熱液が入り込んで伝熱領域を形成し、第１の面から伝熱領域を通じて第２の面へ伝熱が可能であり、伝熱領域の面積を変化させることにより、発熱体接触部材と放熱側部材との間の熱伝導率を変えることが可能であることを特徴とする放熱器である。
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、内部空間に充填された伝熱液が、発熱体接触部材の第１の面と放熱側部材の第２の面との間に形成される伝熱隙間に入り込んで伝熱領域を形成し、伝熱領域の面積を変化させることにより、発熱体接触部材と放熱側部材との間の熱伝導率を変えることができるので、放熱器全体の熱伝導率を容易に変えることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、伝熱液は温度に応じて膨張収縮するものであり、前記伝熱液の膨張収縮により伝熱液の伝熱隙間への流入量が変化して伝熱領域の面積が変化し、発熱体接触部材と放熱側部材との間の熱伝導率が高温ほど大きくなることを特徴とする請求項１に記載の放熱器である。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、伝熱液は温度に応じて膨張収縮するものであり、前記伝熱液の膨張収縮により伝熱液の伝熱隙間への流入量が変化して伝熱領域の面積が変化するので、温度変化に応じて放熱器全体の熱伝導率を変えることができ、恒温槽内で発熱体を放熱させるときに、発熱体の発熱に差がある場合にも、発熱体同士の温度の差を小さくすることができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、別途設けられる調節部により伝熱液の伝熱隙間への流入量を調節することができ、前記流入量の調節によって伝熱領域を所望の面積とすることが可能であることを特徴とする請求項１に記載の放熱器である。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、別途設けられる調節部により伝熱液の伝熱隙間への流入量を調節して伝熱領域を所望の面積とすることにより、放熱器の熱伝導率を変えることができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、伝熱隙間には所定の量の伝熱液が充填されており、別途設けられる調節部により伝熱隙間の幅を調節することができ、前記伝熱隙間の幅の調節によって伝熱領域を所望の面積とすることが可能であることを特徴とする請求項１に記載の放熱器である。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、別途設けられる調節部により伝熱隙間の幅を調節して、前記伝熱隙間の幅の調節によって伝熱領域を所望の面積とすることにより、放熱器の熱伝導率を変えることができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、調節部は、放熱器自身又は発熱体の温度が高温になるほど伝熱領域の面積を大きくするように調節することができるものであり、発熱体接触部材と放熱側部材との間の熱伝導率が高温ほど大きくなることを特徴とする請求項３又は４に記載の放熱器である。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、調節部によって放熱器自身又は発熱体の温度が高温になるほど伝熱領域の面積を大きくするように調節するので、高温ほど熱伝導率を大きくすることができ、恒温槽内で発熱体を放熱するときに、発熱体の発熱に差がある場合にも、発熱体同士の温度の差を小さくすることができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、内部空間の下方には液保持部が設けられ、前記液保持部に伝熱液が保持されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の放熱器である。
【００２３】
請求項６に記載の発明によれば、内部空間の下方には液保持部が設けられて伝熱液を保持しているので、より多くの伝熱液を保持することができ、伝熱液の伝熱隙間への流入量を、小さな温度上昇でも大きくすることができる。
【００２４】
請求項７に記載の発明は、前記液保持部は発熱体接触部材に設けられ、発熱体との接触部分付近に前記液保持部が配置されていることを特徴とする請求項６に記載の放熱器である。
【００２５】
請求項７に記載の発明によれば、液保持部は発熱体接触部材に設けられ、発熱体との接触部分付近に前記液保持部が配置されているので、液保持部内の温度を確実に上昇させ、伝熱液の温度による膨張を確実にすることができる。
【００２６】
内部空間の上方には圧力調整空間が設けられていてもよい（請求項８）。この圧力調整空間は伝熱液の膨張・収縮による内部空間の圧力の変動を緩和するものであり、放熱器の使用上限温度となった場合にも、圧力調整空間には伝熱液が流入することはない。
【００２７】
請求項９に記載の発明は、発熱体接触部材及び放熱側部材の、いずれか一方には穴部が設けられ、他方には突出部が形成され、前記穴部と前記突出部との間に伝熱隙間が形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の放熱器である。
【００２８】
請求項９に記載の発明によれば、前記穴部と前記突出部との間に伝熱隙間が形成されているので、伝熱隙間の形成を容易にでき、また、かかる隙間を広範囲に形成することができる。
【００２９】
請求項１０に記載の発明は、液保持部及び圧力調整空間の少なくとも一方は環状に形成されており、伝熱隙間は当該環状の内側に配置していることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の放熱器である。
【００３０】
請求項１０に記載の発明によれば、液保持部及び圧力調整空間の少なくとも一方は環状に形成されており、伝熱隙間は当該環状の内側に配置しているので、伝熱隙間を通じて行われる熱伝導の変化によって、放熱器全体の熱伝導率を確実に変えることができる。
【００３１】
請求項１１に記載の発明は、所定の温度に維持できる槽内に複数の発熱体を配置し、それぞれの発熱体に請求項１〜１０のいずれかの放熱器を接触させて行う放熱方法である。
【００３２】
請求項１１に記載の発明によれば、所定の温度に維持できる槽内に複数の発熱体を配置して、請求項１〜１０のいずれかの放熱器を接触させて放熱するので、発熱体の発熱量の違いによる温度の違いを小さくすることができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の放熱器を用いることにより、発熱体の発熱量に違いがあっても、これらの間の温度の差を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下さらに本発明の具体的実施例について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態におけるバーンイン試験を行う状態を示した模式図である。図２は、本発明の第１の実施形態における放熱器の斜視図である。図３は、本発明の第１の実施形態における放熱器の正面図である。図４は本発明の第１の実施形態における放熱器の本体部の分解斜視図である。図５は、放熱側部材を下側から見た状態を示した斜視図である。図６〜図８は本体部の内部空間を示した模式図である。
【００３５】
本発明の第１の実施形態の放熱器１は、図２、図３に示されるように、放熱部１０及び本体部１１を備えたものである。そして、図１に示されるように、バーンイン試験装置５内に配置され、作動によって発熱する半導体（発熱体）６０のそれぞれに異なる放熱器１を接触させて、半導体６０で発生する熱を放熱するものである。
なお、放熱部１０はフィンなどを用いることができる。
【００３６】
放熱器１の本体部１１は発熱体接触部材１２と放熱側部材１３からなり、本体部１１の内部には内部空間１４が形成されている。そして、放熱部１０は、放熱側部材１３の上側の放熱部接続面１３ａに接触している。また、放熱器１の使用時には、発熱体接触部材１２の下側に位置している発熱体接続面１２ａに半導体６０を接触させる。そして、放熱側部材１３側から放熱部１０を通じて放熱する。
【００３７】
本実施形態の本体部１１の放熱特性は温度によって変化するものであり、高い温度ほど熱伝導率が大きく、温度差が同じ場合には高い温度ほど放熱量が大きくなるものである。この熱伝導率を変えるのは、後述するように、伝熱隙間１６に流入する伝熱液３０の量を変えて行うものであり、この流入量は伝熱液３０の熱膨張によって調節される。
【００３８】
放熱部１０、発熱体接触部材１２及び放熱側部材１３の材質は、通常の放熱器などと同様に、金属などの熱伝導性に優れる材質が用いられている。
【００３９】
内部空間１４には、図６などに示されるように、温度によって体積が増加する液状の伝熱液３０が充填されている。また、内部空間１４は密閉状態となっており、伝熱液３０が外部に流出することはない。なお、図３においては、伝熱液３０の図示を省略している。
【００４０】
内部空間１４は全体がつながっており、分割されて独立した部分を持たないものであり、液保持部１５、伝熱隙間１６、圧力調整空間１８を有している。
【００４１】
液保持部１５は内部空間１４の下側に位置しており、内部空間１４の他の部分と比較して大きい部分である。そして、液保持部１５は本体部１１の発熱体接触部材１２に設けられている。
【００４２】
伝熱隙間１６は、発熱体接触部材１２と放熱側部材１３との間の隙間に設けられるものである。さらに詳しく説明すると、発熱体接触部材１２は第１の面４２を有し、放熱側部材１３は第２の面４３を有している。そして、伝熱隙間１６は第１の面４２と第２の面４３との間に形成される。
そして、伝熱液３０の伝熱隙間１６への流入によって、発熱体接触部材１２と放熱側部材１３との間の熱伝導性を変化させることができる。また、伝熱隙間１６は液保持部１５と圧力調整空間１８との間に位置している。
伝熱隙間１６の幅を狭くすると、伝熱液３０が同じだけ熱膨張・熱収縮しても熱伝導の変化が大きくなる。しかし、狭すぎると、伝熱液３０が温度低下により熱収縮した後も、伝熱隙間１６の間に残りやすくなり、温度が低下した後も熱伝導性が低下しないおそれがある。したがって、伝熱隙間１６の幅は、使用温度などの条件や伝熱液３０の種類などによって適当な幅としている。
【００４３】
圧力調整空間１８は、放熱側部材１３に設けられており、本体部１１の上部に位置している。圧力調整空間１８は上部に位置しており、伝熱液３０が膨張した場合でも伝熱液３０がほとんど流入しない。伝熱液３０が膨張・収縮した場合には、内部空間１４の圧力が変化するが、圧力調整空間１８によって、内部空間１４内の圧力の上昇や低下する度合いを低減させることができる。
【００４４】
上記したように、本体部１１は発熱体接触部材１２と放熱側部材１３により構成されている。そして、発熱体接触部材１２が下側に、放熱側部材１３が上側となるように配置される。
【００４５】
発熱体接触部材１２は、図４に示されるように、上部に開口２２を有する穴部２１が設けられている。穴部２１は円筒状の穴であり、６カ所有している。そして穴部２１の表面が第１の面４２となる。
図４に示されるように、発熱体接触部材１２の配置は３カ所の穴部２１によって１列となり、これが２列設けられており、穴部２１が発熱体接触部材１２の全域に配置されている。そして、各列の穴部２１の開口同士をつなぐように溝部２４が形成されている。
【００４６】
また、発熱体接触部材１２には液保持部１５が配置している。そして、図３に示されるように、それぞれの穴部２１の下方で液保持部１５とつながっている。
【００４７】
放熱側部材１３は、図４、図５に示されるように、下方に突出する突出部３１が設けられている。そして、突出部３１の表面が第２の面４３となる。突出部３１は６カ所設けられ、発熱体接触部材１２の穴部２１に対応する位置に配置されている。突出部３１の大きさは穴部２１よりも小さく、突出部３１は穴部２１に挿入可能である。そして、突出部３１が穴部２１に挿入されると、図３に示されるように、突出部３１と穴部２１との間に伝熱隙間１６が形成される。
【００４８】
また、放熱側部材１３には、圧力調整空間１８と配管部３２を有している。
配管部３２は、放熱側部材１３の下方側に設けられた開口部３３と、圧力調整空間１８をつなぐものである。開口部３３は、突出部３１の配列方向に平行に配置し、発熱体接触部材１２の開口２２又は溝部２４に対応する位置に設けられている。したがって、発熱体接触部材１２と放熱側部材１３を合わせた状態では、図３に示されるように、伝熱隙間１６は配管部３２を介して圧力調整空間１８とつながった状態となる。
【００４９】
発熱体接触部材１２と放熱側部材１３とを合わせると、突出部３１が穴部２１に挿入されて、伝熱隙間１６が形成される。さらに、配管部３２の開口部３３が発熱体接触部材１２の開口２２又は溝部２４に位置する。そうして、図３に示されるように、内部空間１４には、液保持部１５から伝熱隙間１６、配管部３２を経て圧力調整空間１８につながる。
【００５０】
このように、伝熱隙間１６は突出部３１と穴部２１との間に、上下方向に延びるように形成されるので、より広い範囲に設けることができる。
【００５１】
また、本体部１１の内部空間１４には、伝熱液３０が充填されている。そして、常温での伝熱液３０の量は、図６に示されるように、液保持部１５の全体が満たされる程度の量である。後述するように、伝熱液３０は伝熱隙間１６に入り込むことにより、図７や図８などに示されるように、所定の面積の伝熱領域４４が形成される。
なお、伝熱液３０の量は、使用温度範囲などの使用条件や、使用される伝熱液３０の種類などによって変更することが可能である。
【００５２】
伝熱液３０は、熱伝導性が有り、熱膨張率が高く、使用温度範囲での蒸発や劣化などがないものが望ましい。本実施形態の伝熱液３０はシリコーンオイルが用いられている。また、シリコーンオイルには様々な種類があるが、ジメチルシリコーンオイルやメチルフェニルシリコーンオイルなどを用いることができる。また、これらのシリコーンオイルは、重合度などに応じて粘度を変えることができるので、伝熱隙間１６の幅などに応じて好適な粘度のシリコーンオイルを用いることができる。
また、シリコーンオイルの熱膨張率は０．１％／℃程度である。したがって、液保持部１５を所定の体積にすることにより、伝熱隙間１６への流入量を変えることができる。
【００５３】
また、伝熱液３０は表面張力が低い方が望ましい。これは、表面張力が大きいと、一旦膨張して伝熱隙間１６に流入した伝熱液３０が、その温度が下がって伝熱液３０が収縮した場合に、伝熱隙間１６に残ってしまうおそれがあり、かかる場合には、残っている伝熱液３０を通じて伝熱するので熱伝導性が小さくならないからである。そして、本実施形態の伝熱液３０はシリコーンオイルが用いられており、その表面張力は２２ｍＮ／ｍ以下であるので、水の表面張力（７２ｍＮ／ｍ）と比べても表面張力が小さいものである。したがって、本実施形態では伝熱液３０が収縮した場合に伝熱隙間１６に伝熱液３０が残るおそれが小さい。
【００５４】
伝熱液３０として液状のシリコーンオイルのみを用いることができるが、液状を維持して熱膨張によって伝熱隙間１６に流入することができれば、他のものを混合して伝熱液３０として使用することができる。例えば、熱伝導性を向上させることを目的として、熱伝導率がシリコーンオイルよりも大きいセラミック粉や金属粉などをシリコーンオイルに添加したものを伝熱液３０とすることができる。
【００５５】
内部空間１４の伝熱液３０以外を占める空間には、窒素ガスなどの不活性ガスを充填しても良く、かかる場合には伝熱液３０の酸化劣化などを防ぐことができる。また、内部空間１４の伝熱液３０以外を占める空間を減圧又は真空状態として、伝熱液３０の熱膨張の際の圧力上昇による熱膨張の妨げを防ぐことができる。
【００５６】
次に、放熱器１を使用した場合の伝熱液３０の状態について図６〜図８について説明する。
図６は、常温状態の本体部１１を示したものであり、伝熱液３０の量は常温で液保持部１５を満たす程度であり、伝熱液３０が伝熱隙間１６に入り込んで形成される伝熱領域４４はほとんどない。このため、常温付近で、発熱体接触部材１２の発熱体接続面１２ａと放熱側部材１３の放熱部接続面１３ａとの間に温度差が生じても、第１の面４２から第２の面４３への伝熱はほとんどなく、伝熱隙間１６を通じて熱の移動が起こりにくく放熱器１の熱伝導率は小さい。
【００５７】
図７は、本体部１１の温度が常温から上昇したときの状態を示した図である。そして、伝熱液３０は熱膨張により、液保持部１５から伝熱隙間１６に流入して、伝熱液３０により伝熱領域４４を形成している。そして、発熱体接触部材１２の第１の面４２から伝熱領域４４を通じて放熱側部材１３の第２の面４３へ伝熱が可能となって、図６の状態に比較すると放熱器１の熱伝導率が上昇する。また、発熱体接触部材１２の発熱体接続面１２ａと放熱側部材１３の放熱部接続面１３ａとの間に温度差が生じたときには、伝熱領域４４の伝熱液３０を通じて熱が移動する。
【００５８】
さらに、図７の状態から本体部１１の温度が上昇すると、図８に示されるような状態となり、伝熱液３０は熱膨張により伝熱隙間１６にさらに流入する。そして、伝熱領域４４の面積がより大きくなり、伝熱領域４４は伝熱隙間１６の全体に形成されている。この状態で、発熱体接触部材１２の発熱体接続面１２ａと放熱側部材１３の放熱部接続面１３ａとの間に温度差が生じたときには、伝熱領域４４が伝熱隙間１６のほぼ全面に形成されているので、伝熱隙間１６のほぼ全体を通じて熱が移動する。そして、図７の状態に比べると、大きな熱の移動が可能となり、放熱器１の熱伝導率がさらに大きくなる。
【００５９】
このように、伝熱領域４４の面積が大きくなると、その大きさに応じて第１の面４２から伝熱領域４４を介して第２の面４３への伝熱量が大きくなって、発熱体接触部材１２と放熱側部材１３との間の伝熱量が大きくなり、さらに、放熱器１の全体の熱伝導率が大きくなる。
【００６０】
次に、上記した放熱器１を用い、半導体６０のバーンイン試験を行う方法について説明する。
バーンイン試験を行う場合には、図１に示すように、バーンイン試験装置５内に配置された半導体６０のそれぞれに放熱器１を接触させている。そして、半導体６０を作動させながら、半導体６０の接合部温度Ｔｊが所定の温度となるようにバーンイン試験装置５内の雰囲気温度（Ｔａ）が調節されている。
【００６１】
各半導体６０の接合部温度Ｔｊは作動によって発熱している。そのため、接合部温度Ｔｊは雰囲気温度Ｔａより高くなるが、この温度差ΔＴは各半導体６０の発熱量と放熱特性によって決まる。
本実施形態の放熱器１では、伝熱液３０の温度に応じて放熱特性が変化し、具体的には、伝熱液３０の温度に応じて同じ温度差でも放熱量が大きくなる。したがって、各半導体６０の発熱量が異なっていても、その接合部温度ＴｊはほぼＴ０となり、各半導体６０の間での差は小さい。
【００６２】
これを、図９、図１０を用いて説明する。図９は、本体部の伝熱液の温度と放熱器の熱伝導率との関係を示したグラフである。図１０は、発熱体の発熱量と発熱体の接合部温度の関係を示したグラフである。
図９に示されるように、本実施形態の放熱器１の熱伝導率Ｋは、所定の範囲では伝熱液３０の温度ｔが高温になるほど大きくなる。これは、伝熱液３０の温度ｔが、この所定の温度範囲の下限温度Ｌ１の時に、伝熱液３０が伝熱隙間１６に流入し始めて、上限温度Ｌ２の時に、伝熱液３０が伝熱隙間１６に完全に流入した状態となっているためである。
【００６３】
各半導体６０の発熱量Ｑが大きい場合には、伝熱液３０の温度ｔが上昇して熱伝導率Ｋが大きくなる。そして、接合部温度Ｔｊとバーンイン試験装置５内の雰囲気温度Ｔａとの温度差が小さくなり、接合部温度Ｔｊの上昇が抑えられる。そうして、伝熱液３０の温度ｔの上昇による熱伝導率Ｋが大きくなる範囲では、発熱量Ｑの変動によって発生する接合部温度Ｔｊの変動は小さくなり、発熱量Ｑと接合部温度Ｔｊとの間の関係は図１０に示すような状態となる。そして、図１０に示されるように、発熱量Ｑが所定の範囲であれば、接合部温度ＴｊはほぼＴ０となり、バーンイン試験装置５内の雰囲気温度Ｔａと接合部温度Ｔｊとの温度差ΔＴはほぼ一定となる。
【００６４】
そして、バーンイン試験装置５内の雰囲気温度Ｔａを、目的の接合部温度Ｔｊよりも温度差ΔＴだけ低い温度となるように制御する。そうすると、発熱量Ｑが異なる場合にも接合部温度ＴｊはＴ０となって、接合部温度Ｔｊをほぼ同じ温度にすることができる。
【００６５】
なお、上記の放熱方法では、発熱体である半導体６０の各接合部温度Ｔｊの差を小さくするものであったが、発熱体の表面温度の差を小さくするように放熱器１を構成しても構わない。
【００６６】
第２の実施形態の放熱器２について説明する。
図１１は本発明の第２の実施形態における放熱器の本体部の一部を切り欠いた分解斜視図である。図１２は、本発明の第２の実施形態における放熱器の本体部の断面図である。
第２の実施形態の放熱器２は、第１の実施形態の放熱器１と比較して、本体部１１が異なるものである。そして、図１２に示されるように、放熱器２の本体部１１は発熱体接触部材１２及び放熱側部材１３からなり、本体部１１の内部には内部空間１４が形成されている。
【００６７】
放熱器２の内部空間１４は全体がつながって、分割されて独立した部分を持たないものであり、液保持部１５、伝熱隙間１６、圧力調整空間１８を有している。そして、内部空間１４には伝熱液３０が充填されている。なお、図１２においては、伝熱液３０の図示を省略している。
【００６８】
発熱体接触部材１２は、図１１に示されるように、上部に開口７２を有して下方に延びる穴部７１が設けられている。穴部７１は２重の環状であり、内側に穴部７１ａ、外側に穴部７１ｂが形成されている。そして、穴部７１の表面に第１の面４２が形成される。
【００６９】
また、外側の穴部７１ｂの下部には、外側に張り出すように液保持部１５となる空間が設けられ、外側の穴部７１ｂの上部の開口７２付近には外側に張り出すように圧力調整空間１８が設けられている。そして、液保持部１５及び圧力調整空間１８は環状に形成されている。
【００７０】
放熱側部材１３は、図１１、図１２に示されるように、下方に突出する突出部８０が設けられている。突出部８０は２重の環状であり、内側に突出部８０ａ、外側に突出部８０ｂが形成されている。そして、突出部８０の表面に第２の面４３が形成される。
突出部８０の位置は発熱体接触部材１２の穴部７１に合わせて設けられ、突出部８０の大きさは穴部７１よりも小さく、突出部８０を穴部７１に挿入することができる。そして、突出部８０を穴部７１に挿入して発熱体接触部材１２と放熱側部材１３とを合わせると、発熱体接触部材１２の第１の面４２と放熱側部材１３の第２の面４３との間に伝熱隙間１６が形成される。
伝熱隙間１６は、発熱体接触部材１２と放熱側部材１３との間の隙間に設けられるものである。そして、伝熱液３０の伝熱隙間１６への流入量によって、伝熱液３０により形成される伝熱領域４４の面積を変化させ、発熱体接触部材１２と放熱側部材１３との熱伝導性を変化させることができる。
【００７１】
そして、放熱器２の本体部１１は、液保持部１５が下方に位置し、圧力調整空間１８が上方に位置し、伝熱隙間１６を介して液保持部１５と圧力調整空間１８とがつながっている。また、伝熱隙間１６の位置は、環状である液保持部１５及び圧力調整空間１８の内側である。
【００７２】
放熱器２の本体部１１には、第１の実施形態の放熱器１と同様に、伝熱液３０が充填されており、この伝熱液３０の量は、液保持部１５を満たす程度である。
【００７３】
そして、放熱器２を用いた場合でも、第１の実施形態の放熱器１と同様に、放熱器２の温度が上昇すると、伝熱液３０が伝熱隙間１６に流入して、熱伝導率が大きくなり、半導体６０の発熱量Ｑが変化しても接合部温度Ｔｊの差を小さくすることができる。
【００７４】
放熱器２では、液保持部１５及び圧力調整空間１８は環状に形成され、その内側に伝熱隙間１６が配置している。そのため、半導体６０の熱が、発熱体接続面１２ａから放熱部接続面１３ａへと伝熱する際に、主として環状の内側の伝熱隙間１６で伝熱させることができる。また、他の部分（発熱体接触部材１２自身や放熱側部材１３自身）よりも伝熱が低くなりやすい液保持部１５や圧力調整空間１８での伝熱を小さくさせることができる。
【００７５】
したがって、放熱器２では伝熱隙間１６での伝熱が大きいので、伝熱液３０の流入による熱伝導率の変化を大きくすることができる。また、放熱器２では液保持部１５や圧力調整空間１８による伝熱の妨げを小さくすることができる。
【００７６】
また、図１３に示されるような、本発明の第３の実施形態における放熱器３を用いることができる。
第３の実施形態の放熱器３は、第１の実施形態の放熱器１と比較して、本体部１１の穴部２１及び突出部３１の形状が異なっている。
【００７７】
図１３に示されるように、放熱器３には放熱側部材１３と発熱体接触部材１２が設けられている。放熱側部材１３には下側に突出する突出部８５が設けられている。突出部８５の形状は長方形状の板状であり、互いに板面が平行となるように複数の板が配列している。そして、突出部８５の表面が第２の面４３となる。
また、発熱体接触部材１２には穴部７６が設けられており、穴部７６の形状は、突出部８５の大きさよりやや大きく、突出部８５を穴部７６に挿入することができる。穴部７６は複数設けられ、その位置は突出部８５に対応している。そして、穴部７６の表面が第１の面４２となる。
そして、突出部８５の第２の面４３と穴部７６の第１の面４２との間に伝熱隙間１６が形成される。
【００７８】
第３の実施形態の放熱器３は、突出部８５の形状が板状であるので、第１の面４２及び第２の面４３をより広くすることができる。そのため、伝熱隙間１６に流入することによって形成される伝熱領域４４の面積の最大値を大きくすることができ、熱伝導率の変化をより大きくすることができる。
【００７９】
上記した実施形態では、発熱体接触部材１２に穴部２１、７１、７６を形成し、放熱側部材１３に突出部３１、８０、８５を形成して、その間に伝熱隙間１６を設けるものであったが、穴部２１、７１、７６を放熱側部材１３側に形成し、突出部３１、８０、８５を発熱体接触部材１２側に形成してその間に伝熱隙間１６を設けることもできる。
【００８０】
上記した実施形態では、熱による伝熱液３０の膨張・収縮を用いて、伝熱隙間１６への伝熱液の流入量を変化させることにより、伝熱領域４４の面積を変化させるものであったが、伝熱領域４４の面積を変えることができれば他の方法を用いることができる。
【００８１】
図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、第４の実施形態における放熱器の伝熱隙間を拡大した切り欠き断面図である。図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、第５の実施形態における放熱器の伝熱隙間を拡大した切り欠き断面図である。
【００８２】
そして、図１４（ａ）、（ｂ）に示される第４の実施形態における放熱器４のように、伝熱液３０の伝熱隙間１６への流入量を調節することが可能な調節部５０を設けて、調節部５０により伝熱領域４４の面積を変えることにより熱伝導率の大きさを変えることができる。熱伝導率を小さくしたい場合には、図１４（ａ）に示されるように、伝熱液３０の流入量を少なくして伝熱領域４４の面積を小さくする。また、熱伝導率を大きくしたい場合には、図１４（ｂ）に示されるように、伝熱液３０の流入量を多くして伝熱領域４４の面積を大きくする。
なお、調節部５０に用いられる伝熱液３０の伝熱隙間１６への流入量を変える手段の例としては、シリンダー状の部材などを用いて行うことができる。
【００８３】
また、図１５（ａ）、（ｂ）に示される第５の実施形態における放熱器５のように、伝熱隙間１６に所定の量の伝熱液３０を充填しておき、伝熱隙間１６を形成する発熱体接触部材１２の第１の面４２と放熱側部材１３の第２の面４３との間の距離を変えることができるようにして、伝熱隙間１６の幅を変化させることにより、伝熱領域４４の面積を変えることもできる。そして、熱伝導率を小さくしたい場合には、図１５（ａ）に示されるように、伝熱隙間１６の幅を大きくして伝熱領域４４の面積を小さくする。また、熱伝導率を大きくしたい場合には、図１５（ｂ）に示されるように、伝熱隙間１６の幅を狭くして伝熱領域４４の面積を大きくする。
なお、放熱器５には図示しない調節部が設けられ、第１の面４２と第２の面４３との間で相対移動させることができる。
【００８４】
放熱器４、５では、調節部５０や図示しない調節部を用いて、伝熱領域４４を所望の面積とすることができる。したがって、放熱器４、５では、使用する目的に応じて、熱伝導率を変化させることができる。
さらに、放熱器４の調節部５０や、放熱器５の図示しない調節部を用いて熱伝導率を変化させる場合には、半導体６０などの発熱体の温度や、放熱器４、５自身の温度によって、伝熱領域４４の面積を変えるように調節することができるようにしても良い。また、この場合、当該温度が高温になるほど、発熱体接触部材１２と放熱側部材１３との間の熱伝導率が大きくなるようにすることができる。
【００８５】
なお、放熱器４、５では、調節部５０や図示しない調節部によって伝熱領域４４の面積を変えることができるので、熱膨張率が低い伝熱液３０であっても用いることができる。
また、放熱器４、５の他の構造については、上記した第１〜第３の実施形態の放熱器１、２、３と同様な構造を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるバーンイン試験を行う状態を示した模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における放熱器の斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における放熱器の正面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における放熱器の本体部の分解斜視図である。
【図５】放熱側部材を下側から見た状態を示した斜視図である。
【図６】本体部の内部空間を示した模式図である。
【図７】本体部の内部空間を示した模式図である。
【図８】本体部の内部空間を示した模式図である。
【図９】本体部の伝熱液の温度と放熱器の熱伝導率との関係を示したグラフである。
【図１０】本発明の発熱体の発熱量と発熱体の接合部温度の関係を示したグラフである。
【図１１】本発明の第２の実施形態における放熱器の本体部の一部を切り欠いた分解斜視図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態における放熱器の本体部の断面図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態における放熱器の本体部の分解斜視図である。
【図１４】（ａ）及び（ｂ）は、第４の実施形態における放熱器の伝熱隙間を拡大した切り欠き断面図である。
【図１５】（ａ）及び（ｂ）は、第５の実施形態における放熱器の伝熱隙間を拡大した切り欠き断面図である。
【図１６】従来技術における発熱体の発熱量と発熱体の接合部温度の関係を示したグラフである。
【図１７】従来技術における発熱体の発熱量と発熱体の接合部温度の関係を示したグラフである。
【符号の説明】
【００８７】
１、２、３、４、５  放熱器
１１    本体部
１２    発熱体接触部材
１３    放熱側部材
１５    液保持部
１６    伝熱隙間
１８    圧力調整空間
２１    穴部
３０    伝熱液
３１    突出部
４２    第１の面
４３    第２の面
４４    伝熱領域
５０    調節部
６０    発熱体
７１、７１ａ、７１ｂ、７６  穴部
８０、８０ａ、８０ｂ、８５  突出部
【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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【図１６】
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【図１７】
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