(57)【要約】熱を放散する装置およびシステムは、熱分解グラファイトの屈曲した部分を含み、その屈曲した部分の中心領域における各ａ−ｂ平面は、その屈曲した部分の表面外形に沿っている。熱放散装置を製造する方法は、屈曲した部分の中心領域における各ａ−ｂ平面がその屈曲した部分の表面外形に沿うような形態で、熱分解グラファイトの平坦なシートを曲げることを含んでいる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源からの熱を放散する装置であって、
平坦な第１の部分と、前記第１の部分上に一体的に形成された屈曲した第２の部分とを含むシートを含み、
前記第１の部分および前記第２の部分の各々は、基本的に熱分解グラファイトで構成されたコア基板を有し、
前記第１の部分および前記第２の部分の中心領域における前記熱分解グラファイトのａ−ｂ平面は、前記第１の部分および前記第２の部分の表面外形に沿うものである、
装置。
【請求項２】
前記第２の部分の前記中心領域における前記ａ−ｂ平面が少なくとも１５度の曲げ角を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記シートが、さらに、前記第２の部分上に一体的に形成された平坦な第３の部分を含み、
前記第３の部分が基本的に熱分解グラファイトで構成され、
前記第１の部分と前記第３の部分の間にある前記熱分解グラファイトの中心ａ−ｂ平面が少なくとも１５度で屈曲する、
請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記シートが、さらに、前記第３の部分上に一体的に形成された湾曲した第４の部分を含み、
前記第４の部分が基本的に熱分解グラファイトで構成され、
前記第４の部分の中心領域におけるａ−ｂ平面が少なくとも１５度の曲げ角を有する、
請求項１乃至３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
さらに、前記シートのそれぞれの前記部分のうちのいずれか１つ以上の部分の上に配置されたカバーを含む、請求項１乃至４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記カバーは両側の２つの層を含み、前記シートのそれぞれの前記部分の中のいずれか１つ以上の部分が前記両側の２つの層の間に配置されている、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記シートの全てのそれぞれの前記部分が前記カバー内に封入されている、請求項５または６に記載の装置。
【請求項８】
前記カバーが金属箔を含む、請求項５乃至７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
前記カバーはポリマー層を含み、前記ポリマー層は、前記ポリマー層の下にある下地の材料と比較してより大きい絶縁抵抗を有するものである、請求項５乃至８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記カバーは、前記シートに熱的に結合された熱源と前記シートの間の熱膨張の差を調整するよう構成された金属メッシュを含むものである、請求項５乃至９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の装置と、
前記装置に熱的に結合された熱源と、
を含む、熱を放散するシステム。
【請求項１２】
屈曲した部分を形成するように熱分解グラファイトのシートを曲げることを含み、
前記屈曲した部分の中心領域における前記熱分解グラファイトのａ−ｂ平面は、前記屈曲した部分の湾曲した表面外形に沿うものである、
熱放散装置を製造する方法。
【請求項１３】
前記曲げる工程は、中心ａ−ｂ平面を少なくとも１５度曲げることを含むものである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記曲げる工程の後、前記シートの２つの部分は平坦であり、前記屈曲した部分は前記２つの部分の間に配置されるものである、請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記２つの平坦な部分が、互いにオフセットされ互いに平行である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記２つの平坦な部分の中心領域におけるａ−ｂ平面が平坦であり、前記屈曲した部分の前記中心領域における前記ａ−ｂ平面が湾曲している、請求項１４または１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記曲げる工程は、ロール成形およびプレス成形の一方または双方を含むものである、請求項１２乃至１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
さらに、前記シートの前記屈曲した部分または別の部分の上にカバーを付けることを含む、請求項１２乃至１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
金属層部分、ポリマー層部分およびメッシュ部分の中のいずれか１つ以上の部分を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記カバーの少なくとも１つの部分が前記曲げる工程の期間に付けられる、請求項１８または１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱を放散するための装置およびシステム、およびそれを製造するための方法に関し、特に、平面状の熱伝導材料で形成された熱放散装置または放熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば電子アセンブリ（組立体）および個々のコンポーネント（構成要素）のような種々のデバイスまたは機器の小型化、複雑さの増大、および／または機能的能力の増大の結果として、しばしば、より多くの熱が生成され、その熱は、性能を維持し損傷を回避するために放散されなければならない。熱を放散するための通常の方法では、物理的サイズ（大きさ）、重量、消費電力、コストまたは他のパラメータに関連する冷却要件および設計制約を満たせないことがある。従って、種々の熱源からの熱を放散するための効率的な手段が必要とされ続けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６１３１６５１号明細書
【発明の開示】
【０００４】
発明の概要
簡単に述べると、概して、本発明は、熱を放散するための装置およびシステム、およびそれを製造するための方法を対象としている。
【０００５】
本発明の或る観点または態様では、装置は、平坦な第１の部分と、その第１の部分上に一体的に形成された屈曲した（または曲った）第２の部分とを含むシート（薄板）を含んでいる。第１の部分と第２の部分の各々は、基本的に（主に）熱分解グラファイトで構成されたコア（芯）基板（substrate：基材）を有し、また、第１の部分および第２の部分の中心（中央）領域における熱分解グラファイトの（複数の）ａ−ｂ平面は、第１の部分および第２の部分の表面外形（surface contour：表面輪郭）に沿うまたは追従する（follow：従う、辿る、模する）ものである。
【０００６】
以下の複数の特徴の中の２つ以上の特徴のいずれか１つまたは組合せを、上述の観点または態様に付け加えて、本発明の追加的な観点または態様を形成することができる。
第２の部分の中心領域における各ａ−ｂ平面は、少なくとも１５度の曲げ角を有する。
そのシートは、さらに、第２の部分上に一体的に形成された平坦な第３の部分を含み、その第３の部分は基本的に（主に）熱分解グラファイトで構成され、第１の部分と第３の部分の間にあるその熱分解グラファイトの（複数の）中心ａ−ｂ平面は、少なくとも１５度で屈曲する。
そのシートは、さらに、第３の部分上に一体的に形成された湾曲した第４の部分を含んでおり、その第４の部分は、基本的に（主に）熱分解グラファイトで構成され、第４の部分の中心領域における（複数の）ａ−ｂ平面は、少なくとも１５度の曲げ角を有する。
その装置は、さらに、そのシートの上述の複数の部分の中の任意の１つ以上の部分の上に配置されたカバー（蓋部）を含んでいる。
そのカバーは両側の（opposing：対向する）２つの層を含み、そのシートのその複数の部分の中の任意の１つ以上の部分がその両側の２つの層の間に配置されている。
そのシートのその複数の部分の全てはそのカバー内に封入または封止（シール）されている。
そのカバーは金属箔（フォイル）を含んでいる。
そのカバーは、そのポリマー層の下にある下地の材料に対して、より大きい絶縁性（誘電性）の抵抗を有するポリマー層を含んでいる。
そのカバーは、そのシートと、そのシートに熱的に結合された熱源との間の熱膨張（thermal expansion）の差を調整するよう構成された金属メッシュ（網）を含んでいる。
【０００７】
本発明の或る観点または態様では、システムは、上述の観点または態様の中の任意の１つによる装置と、その装置に熱的に結合された熱源とを含んでいる。
【０００８】
本発明の或る観点または態様では、方法は、屈曲した部分を形成するように熱分解グラファイトのシートを曲げることを含んでいる。その屈曲した部分の中心領域におけるその熱分解グラファイトのａ−ｂ平面（複数）は、その屈曲した部分の湾曲した表面外形に沿うまたは追従する。
【０００９】
以下の複数の特徴の中の２つ以上の特徴のいずれか１つまたは組合せを、上述の観点または態様に付け加えて、本発明の追加的な観点または態様を形成することができる。
その曲げる工程は、中心ａ−ｂ平面（複数）を少なくとも１５度曲げることを含む。
その曲げる工程の後、そのシートの２つの部分は平坦であり、前記屈曲した部分はその２つの部分の間に配置される。
その２つの平坦な部分は、互いにオフセット（移動）され、互いに平行である。
その２つの平坦な部分の各中心領域における（複数の）ａ−ｂ平面は平坦であり、その屈曲した部分の中心領域における（複数の）ａ−ｂ平面は湾曲している。
その曲げる工程は、ロール成形およびプレス成形の一方または双方を含んでいる。
その方法は、さらに、そのシートのその屈曲した部分または別の部分の上にカバーを付けることを含む。
そのカバーは、金属層部分、ポリマー層部分およびメッシュ部分の中の任意の１つの部分を含んでいる。
そのカバーの少なくとも１つの部分は、その曲げる工程の期間に付けられる。
【００１０】
本発明の特徴および利点は、図面と共に読まれるべき次の詳細な説明からより容易に理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、平面状の熱伝導材料の平坦なシートを示す等角図である。
【図２】図２Ａおよび２Ｂは、平面状の熱伝導材料の湾曲したシートで構成される熱放散装置を示す等角図および断面図である。
【図３Ａ】図３Ａおよび３Ｂは、屈曲部分を有する熱放散装置を製造するための複数のローラを示す等角図および断面図である。
【図３Ｂ】.
【図３Ｃ】図３Ｃは、図２Ａおよび２Ｂの熱放散装置を形成するように、図３Ａおよび３Ｂの複数のローラ中に供給される図１の平坦なシートを示す等角図である。
【図４】図４Ａおよび４Ｂは、屈曲部分を有する熱放散装置を製造するための複数のプレートを示す等角図および断面図である。
【図５】図５Ａおよび５Ｂは、複数の平坦な部分および複数の屈曲部分を有する熱放散装置を示す等角図および断面図である。それらの部分の全ては、平面状の熱伝導材料で基本的に構成されたコア基板を有し、そのコア基板は種々の部品によって占有された空洞を有する。
【図６】図６は、平面状の熱伝導材料で基本的に構成されたコア基板の上に付けられるカバーの２つの層を示す、熱放散装置の一部分の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
全ての図面は概略的に例示的であり、そこに記載された構造は正確な尺度の縮尺を意図していない。本発明は、図示された正確な各配置および各手段に限定されることなく、請求の範囲によってのみ限定される。
【００１３】
例示的な実施形態の詳細な説明
本明細書で使用するとき、句“上に一体的に形成された”（integrally formed on）は、２つの構造体の間の関係を説明するのに使用されるとき、その２つの構造体を完全に分離する継ぎ目または接合部が存在せず、２つの構造体が最初分離していて次いで一緒に接合される構造のタイプ（種類）とは異なる、という点で、その２つの構造体は単一構造（unitary construction）を有する。
【００１４】
本明細書で使用するとき、句“基本的に・・・で構成された” （主に・・・で構成された、主要成分として・・・を含む）（consisting essentially of）は、この句によって修飾される構造体を、特定の材料と、その特定の材料によってその構造体に付与される基本的特徴に実質的に影響を与えない他の材料と、に限定する。
【００１５】
本明細書で使用するとき、句“熱的に結合された”（thermally coupled）は、第１の構造体から第２の構造体への物理的熱伝導経路を表す。第１および第２の構造体は、互いに直接接触することができる。第１および第２の構造体は、任意に、第１の構造体と第２の構造体の間に物理的な熱橋を形成する中間構造体によって互いに分離することができる。
【００１６】
本明細書で使用するとき、“平面状の熱伝導材料”は、平面上に位置しない方向および平面と平行でない方向と比較して、特定の平面上に位置するまたは特定の平面に平行な各方向に、より大きい熱伝導度を有する材料である。
【００１７】
次に、本発明の実施形態を示すための例示的な図面をより詳細に参照すると、平面状の伝導材料の顕微鏡的または微視的領域における原子および原子結合の配置に応じた特定の方向に増強された熱伝導度を有する平面状の伝導材料の平坦なシート１０が、図１に示されている。ここで、同様の参照番号は、複数の図面の間での対応するまたは同様の要素を表す。シート１０がより大きい熱伝導度を有する各方向は、シート１０で形成される熱放散装置または放熱装置の所望の用途例に基づいて選択される。
【００１８】
図１において、直交する三軸は、シート１０に対して、ｘ方向、ｙ方向およびｚ方向を指し示している。ｘ方向は、ｙ方向と同一平面上にありｙ方向に垂直である。ｚ方向は、ｘ方向およびｙ方向に垂直である。ｘ方向およびｙ方向はｘ−ｙ平面を規定し、ｘ方向およびｚ方向はｘ−ｚ平面を規定し、ｙ方向およびｚ方向はｙ−ｚ平面を規定する。
【００１９】
シート１０は、互いに実質的に平行な複数の積層された平面（“ａ−ｂ平面”と称される）において秩序ある形態で原子が配置された原子構造を有する平面状の熱伝導材料で基本的に構成される。各ａ−ｂ平面に垂直な１つの方向（“ｃ方向”と称される）において、原子は、不規則に配置され、またはより低い秩序の配置を有する。
【００２０】
図１を参照すると、シート１０は平坦であり、シート１０の平面状の熱伝導材料の各ａ−ｂ平面はｘ−ｙ平面に平行である。平面状の熱伝導材料のｃ方向はｚ方向に平行である。各ａ−ｂ平面の各端縁１２は、各ａ−ｂ平面の配向を示すように平行な直線で示されている。各ａ−ｂ平面は顕微鏡的または微視的である、と理解されるべきである。
【００２１】
適した平面状の熱伝導材料の例は熱分解グラファイトであり、その熱分解グラファイトは、秩序ある炭素原子の平面状の層の配向に応じた特定の方向に、増強された熱伝導度をシート１０に与える。熱分解グラファイトの炭素原子は、各平面（ａ−ｂ平面と称される）において六角形状に配置され、それによって、各ａ−ｂ平面上の各方向において熱伝達が容易になり、より大きい熱伝導度が容易に得られる。炭素原子は、ａ−ｂ平面上にない各方向に不規則なまたは低い秩序の配置を有し、その結果、それらの方向において熱伝達が減少し、熱伝導度がより低くなる。各ａ−ｂ平面上の各方向における熱分解グラファイトの熱伝導度は、銅および天然グラファイトの熱伝導度の４倍より大きく、酸化ベリリウムの熱伝導度の５倍より大きくすることができる。本明細書に記載された実施形態のいずれかにおいて使用するための熱分解グラファイトの熱伝導度は、各ａ−ｂ平面上の各方向において３０４Ｗ／ｍ・Ｋ乃至１７００Ｗ／ｍ・Ｋの範囲の値、および各ａ−ｂ平面に垂直な各方向（ｃ方向と称される）において１．７Ｗ／ｍ・Ｋ乃至７Ｗ／ｍ・Ｋの範囲の値とすることができる。熱伝導度の値は、２０℃乃至２５℃の標準の室温における値である。これらの特性を有する熱分解グラファイトは、米国ペンシルバニア州イートンのピロゲニクス・グループ・オブ・ミンテック・インターナショナル社（Pyrogenics Group of Minteq International Inc.）から入手することができる。
【００２２】
平面状の熱伝導材料の組成の純度は、熱伝導度に影響を与える。幾つかの実施形態において、シート１０は、熱分解グラファイトの各ａ−ｂ平面に対応する第１の方向でのその熱伝導度が、ｃ方向に対応する第２の方向での熱伝導度の少なくとも１００倍または少なくとも２００倍であるように、構成されまたは組み立てられている。
【００２３】
熱を放散する装置は図１の平坦なシート１０から製造しまたは組み立てることができる。例えば、熱放散装置は、平面状の熱伝導材料の湾曲したシートを含むことができる。そのシートは、平坦な第１の部分と、第１の部分の上に一体的に形成された屈曲した第２の部分とを含んでいる。第１の部分および第２の部分の各々は、平面状の熱伝導材料で基本的に構成されたコア基板（基材）を有する。その熱放散装置は、互いの上に一体的に形成された任意の数の平坦な部分および屈曲した部分を有することができる。平面状の熱伝導材料の各ａ−ｂ平面は、第１の部分および第２の部分の表面外形に沿うまたは追従する。その表面外形は、そのシートの両側の２つの表面のうちの一方に対応するが、そのシートの外周に沿った端縁面（表面）には対応しない。各ａ−ｂ平面は、参照面または基準面（例えば、そのシートの両側の２つの表面）の曲率または湾曲に沿うことまたは追従することによって、参照面が平坦な参照面の領域の下では平坦であり、参照面が湾曲している参照面の領域の下では湾曲している。
【００２４】
図２Ａおよび２Ｂは、シート１０で形成された熱放散装置または放熱装置２０を示している。熱放散装置２０は、屈曲部分または屈曲した部分２４によって互いに連結された（２つの）平坦な脚部分２２を有する湾曲したＬ字状（Ｌ字型）のシートである。屈曲部分２４は、両脚部分２２上に一体的に形成される。屈曲部分２４および両脚部分２２は、平面状の熱伝導材料で基本的に構成されたコア基板２５を有する。その平面状の熱伝導材料は、両脚部分２２および屈曲部分２４を通して連続的に伸びる。両脚部分２２および屈曲部分２４の各々は、両側の（対向する）２つの表面２６および２８を有する。表面２６および２８に隣接し両脚部分２２の中心（中央）にある各ａ−ｂ平面は、平坦である。
【００２５】
屈曲部分２４の表面に隣接し屈曲部分２４の中心（中央）にある各ａ−ｂ平面（部分的に複数の線１２によって概略的に示されている）は、湾曲し、また、表面２６と２８の双方の湾曲または曲率に沿うまたは追従する。表面２６および２８に隣接し屈曲部分２４の中心にある各ａ−ｂ平面は、平坦でなく、各ａ−ｂ平面によって形成される高い熱伝導度の経路が曲りまたは曲げ角を有するようになっている。いずれの部分２２、２４の厚さ２９の中心領域における各ａ−ｂ平面も、中心ａ−ｂ平面と称され、両側の２つの表面２６および２８から等距離に位置する。両側の２つの表面２６および２８の湾曲または曲率に沿うまたは追従するために、屈曲部分２４の各中心ａ−ｂ平面は、表面２６および２８と同じ曲率半径を有する必要はない。例えば、屈曲部分２４の中心ａ−ｂ平面は、表面２６の曲率半径より小さくかつ表面２８の曲率半径より大きい曲率半径を有することができる。
【００２６】
例示された実施形態において、各ａ−ｂ平面および高い熱伝導度の経路は、第１の脚部分において直線状であり、次いで、第２の脚部分において直線化する前に９０度で曲る。他の実施形態において、各ａ−ｂ平面および高い熱伝導度の経路は、９０度以外の角度で曲りまたは屈曲する。
【００２７】
両側の表面２６と２８を離すまたは隔てる距離は、両脚部分２２および屈曲部分２４の厚さ２９を規定する。厚さ２９は、両脚部分２２および屈曲部分２４の周囲上の各端縁面３０上で見ることができる。厚さ２９は、約１／４インチ（６ｍｍ）とすることができる。代替形態として、厚さ２９は、１／４インチより小さくまたは１／４インチより大きくすることができる。熱放散装置２０の長さ３１は、少なくとも１インチ（２５ｍｍ）とすることができる。熱放散装置２０の幅３３は、少なくとも１／４インチとすることができる。長さおよび幅は、熱放散装置の意図された適用例に応じて、より小さくすることができる。
【００２８】
屈曲部分２４の両側の平坦な両表面９０によって、熱を供給し熱を引き抜く構造体への取付けが容易になる。屈曲部分２４の利点は、熱放散装置２０が、必ずしも互いに平行である必要もまたは一直線上にある必要もない各表面を有する相対的に長い各距離離れた構造体相互間に、高い熱伝導度の経路を形成できることである。例えば、互いに３０度傾斜し２インチ（５１ｍｍ）の距離離れた２つの表面を有する構造体相互間での熱伝達が、少なくとも２．５インチ（６４ｍｍ）の長さ３１と、図２Ａおよび２Ｂに示された９０度の代わりに曲げ角３０度とを有する熱放散装置２０を用いて、達成することができる。
【００２９】
熱放散装置２０を形成する方法は、図１の平坦なシート１０に対して実行される曲げの工程を含んでもよい。その曲げの工程は、ロール（巻き）成形（roll forming）とプレス成形（press forming）のいずれか一方または組合せを含んでもよい。
【００３０】
図３Ａ〜３Ｃは、平面状の熱伝導材料の平坦なシートから図２Ａおよび２Ｂの熱放散装置２０を形成するためのロール成形処理において使用することができる、１対の円柱状ローラ３０を示している。各ローラ５０は、両脚部分２２および屈曲部分２４を形成するための複数の溝部５２および複数の突出部５４を含んでいる。各溝部５２および各突出部５４は、ローラ５０相互間の間隙またはギャップ５６を画定する。間隙５６は、図２Ｂに示された熱放散装置２０の断面形状と整合する形状を有する。図３Ｃに示されているように、図１のシート１０（これは、幾つかの実施形態において平坦な可鍛片の（malleable）熱分解グラファイトである）は、間隙５６（図３Ａおよび３Ｂ）中に強制的に通して熱放散装置２０を形成することができる。対称性のあるそれぞれの軸５８の周りでの各ローラ５０の回転は、シート１０を間隙５６中に強制的に供給するのを支援する。ローラ５０によって加えられた圧力は、通常平坦な各ａ−ｂ平面を曲げて、それによって、表面付近にあり屈曲部分の中心（中央）にある各ａ−ｂ平面が、図２Ｂに示された間隙５６の表面湾曲（曲率）に沿いまたは追従し、かつ平面状の熱伝導材料の結果的に得られた湾曲したシートの表面湾曲（曲率）に沿うまたは追従するようになる。
【００３１】
図４Ａおよび４Ｂは、平面状の熱伝導材料の平坦なシートから図２Ａおよび２Ｂの熱放散装置２０を形成するためのプレス成形処理において使用することができる１対のプラテンまたはプレート６０を示している。１対のプレート６０は、両脚部分２２および屈曲部分２４（図２Ａおよび２Ｂ）を形成するための複数の溝部６２および複数の突出部６４を含んでいる。複数の溝部６２および複数の突出部６４は、図２Ｂに示された熱放散装置２０の断面形状と整合する形状を有する空洞６６を画定または規定する。図１のシート１０（これは、幾つかの実施形態において、平坦な可鍛片の熱分解グラファイトである）は、互いに分離された１対のプレート２０の間に配置することができる。両プレート６０が一緒に加圧（プレス）されたとき、シート１０の両側の表面に加えられた圧力は、その平坦なシートを強制的に空洞６６の形状を取るようにする。両プレート６０によって加えられた圧力は通常平坦な各ａ−ｂ平面を曲げて、それによって、表面に隣接し屈曲部分２４の中心にある各ａ−ｂ平面が、両プレート６０の表面湾曲（曲率）に沿いまたは追従し、かつ平面状の熱伝導材料の結果的に得られた湾曲したシートの表面湾曲に沿うまたは追従するようになる。その後、両プレート６０は分離されて、結果的に得られた湾曲したシートを取り出すことができる。
【００３２】
任意に、平坦なシートがロール成形されまたはプレス成形されたとき、湾曲したシートの各端縁は、（余分な部分が）切り取られ切断されて、任意の所望のサイズの熱放散装置２０が形成される。複数の空洞または開口（穴）をその湾曲したシート中に穿設し（drill）または穿孔（punch）することができ、各部品を、熱放散装置２０の取付けを容易にするようにその内部に挿入することができる。
【００３３】
平面状の熱伝導材料の平坦なシートを用いて、一連のロール成形および／またはプレス成形の各工程を実行することによって、任意の数の屈曲部分および平坦部分を有する熱放散装置を製造しまたは組み立てることができることが、分かるであろう。１つの屈曲部分が形成された後、別の成形工程を実行して別の屈曲部分を形成することができる。また、複数の屈曲部分は、ローラ相互間で対応して整形された間隙および／またはプレート相互間で対応して整形された空洞によって、同時に形成できることが、分かるであろう。
【００３４】
図５Ａおよび５Ｂを参照すると、熱放散装置７０は、平面状の熱伝導材料で基本的に構成されたコア基板２５を有する湾曲したＺ字状（Ｚ字型）またはＳ字状（Ｓ字型）のシートである。そのシート全体は、単一構造を有し、平坦な第１の部分７４、屈曲した第２の部分７６、平坦な第３の部分７８、屈曲した第４の部分８０、および平坦な第５の部分８２を含んでいる。それらの部分の全ては、互い（の上）に一体的に形成され、平面状の熱伝導材料で基本的に構成された材料で形成される。複数の部分７４、７６、７８、８０および８２の中の各１つの部分において、その表面に隣接し厚さ２９の中心にある各ａ−ｂ平面（概略的にライン１２で部分的に表されている）は、両側の表面２６および２８のいずれか一方または双方の外形（輪郭）に沿うまたは追従する。平坦な部分７４、７８および８２において、その表面に隣接し厚さ２９の中心にある各ａ−ｂ平面は平坦である。屈曲部分７６および８０において、その表面に隣接し厚さ２９の中心にある各ａ−ｂ平面は湾曲している。
【００３５】
複数の開口（穴）または空洞８３がコア基板２５中に形成されてもよい。種々の部品８４を空洞８３内に挿入して熱放散装置７０に取り付けることができる。そのような各部品の例には、非限定的に、スクリュー、ボルト、リベット、ねじ込み式挿入物、クリップ、クランプ、ケーブル、ストラップ、およびその任意の組合せが含まれる。また、各空洞８３は、例えば接着剤またはエポキシのような充填材料で満たされてもよい。そのような部品および充填材料を用いて、熱源８６または熱源に熱的に結合された中間構造知体８６に、熱放散装置７０を熱的に結合してもよい。熱源の例には、非限定的に、電力アセンブリ、電力変換器、および電子部品（例えば、半導体、集積回路、トランジスタ、ダイオード、等）およびその任意の組合せが含まれる。中間構造体の例には、非限定的に、ヒート・シンク、熱拡散器、プリント基板、絶縁体、レール、およびその任意の組合せが含まれる。たとえ各部品８４および充填材料に平面状の熱伝導材料が含まれないとしても、各部分７４、７６、７８および８２の各１つの部品のコア基板２５は、平面状の熱伝導材料で基本的に構成される、と理解すべきである。
【００３６】
屈曲したまたは曲った部分７６および８０の各ａ−ｂ平面における屈曲または曲りは、互いにオフセット（離隔、移動）した両表面を有し相対的に大きい距離離れた両構造体の間に、高い熱伝導度の経路を形成する。熱拡散装置７０の両側端部上の平坦な取付け表面９０は、互いに平行であり、距離９３だけ互いにオフセット（離隔、移動）している（図５Ｂ）。平坦な取付け表面９０によって、例えば熱源およびヒート・シンクのような２つの構造体との広い表面接触が可能になる。例えば、熱源は平坦な両表面９０のうちの一方に取り付けることができ、ヒート・シンクまたはレールはその他方の平坦な表面９０に取り付けることができる。熱源とヒート・シンクが、固定された距離だけ離れている場合、距離９３がその固定された距離に等しくなるように、熱放散装置７０を組み立てることができる。代替的な実施形態において、熱放散装置は、図示されたＺ字状またはＳ字状の代わりに、Ｕ字状（Ｕ字型）とすることができ、さらに互いに平行な取付け表面を形成することができる。
【００３７】
屈曲部分の曲げ半径は、屈曲部分がここで例示されたものより鋭くまたはより丸い隅部またはコーナーを有するように、熱放散装置２０、７０の意図した適用例に基づいて選択することができる。
【００３８】
複数の熱放散装置の中のいずれかの装置の複数の平坦な部分は、ここでは、互いに（一方を他方に対して）相対的に配向させて、９０度以外の内角８８（図２Ａおよび５Ａ）を形成することができる。例えば、２つの平坦な部分の間の内角８８は、９０度より小さくまたは大きくすることができる。他の実施形態において、屈曲部分７６および８０のいずれかを９０度以外の内角８８を有するようにして、互いに平行でない２つの構造体の間に高い熱伝導度の経路を形成するようにすることができる。
【００３９】
内角８８およびその補角の総和は１８０度に等しい。内角８８の補角は、平面状の熱伝導材料の各ａ−ｂ平面において形成された曲りまたは屈曲を規定する。例えば、内角が１５０度のとき、コア基板２５における平面状の熱伝導材料の各ａ−ｂ平面は３０度で曲るまたは屈曲する。幾つかの実施形態において、平坦なシート１０を処理して、各ａ−ｂ平面を少なくとも１５度、少なくとも３０度、少なくとも６０度、または少なくとも９０度で曲げるようにする。幾つかの実施形態において、熱放散装置の任意の屈曲部分におけるその表面に隣接し厚さ２９の中心にある各ａ−ｂ平面は、少なくとも１５度、少なくとも３０度、少なくとも４５度、少なくとも６０度または少なくとも９０度の曲げ角を有する。幾つかの実施形態において、任意の２つの平坦な部分の間の厚さ２９全体を通して（にわたって）（例えば、図２Ａにおける両脚部分２２間の屈曲部分２４において、または図５Ａにおける両部分７４と７８の間の屈曲部分７６において）各ａ−ｂ平面は、少なくとも１５度、少なくとも３０度、少なくとも４５度、少なくとも６０度、または少なくとも９０度の曲げ角を有する。
【００４０】
上述の複数の熱放散装置のいずれかは、任意の多数の目的に役立つことができるカバー（蓋部）を含むことができる。例えば、以下で説明するカバーは、平坦な表面９０（図２Ａおよび５Ａ）と、熱源とまたは熱源に熱的に結合された中間構造体との間に配置することができる。そのカバーは、熱放散装置２０、７０の強度および完全性を改善することができる。そのカバーは、平面状の熱伝導材料の粒子を、製造または組立ての前、期間中、および／または後に熱放散装置から分離または脱落しないように、保つのを助けることができる。そのカバーは、熱源または他の部品を熱放散装置に接着しまたはハンダ付けするのを容易にすることができる取付け接合部または界面を形成する。また、そのカバーは、熱放散装置と、熱源または他の部品との間の熱膨張の差を調整するための緩衝材またはバッファとして機能することができる。そのカバーは、電気絶縁体とすることができ、平面状の熱伝導材料より大きい絶縁抵抗を有することができる。
【００４１】
図６は、コア基板２５の両側の表面２６および２８上に直接付けられたカバー９２を任意に有することができる、上述の複数の熱放散装置の中のいずれかの装置の部分９６を示している。例示された実施形態において、カバー９２は、両側の２つの層９２Ａおよび９２Ｂを有する。他の実施形態において、カバー９２は、両側の表面２６および２８のうちの一方の上に直接付着された（付けられた）唯１つの層９２Ａまたは９２Ｂを含んでいる。
【００４２】
層９２Ａまたは９２Ｂのいずれか一方または双方は、次に挙げる複数のカバー部分のいずれか１つまたは組合せを含んでもよい。即ち、薄い金属層、（当該）ポリマー層の下（真下）の下地の材料に対して（と比較して）より大きい絶縁抵抗を有する薄いポリマー層、および、熱放散装置と熱源または他の部品との間における熱膨張の差を調整するよう構成されたメッシュ。ポリマー層に関して、下地の材料は、平面状の熱伝導材料、薄い金属層、またはメッシュとすることができる。
【００４３】
コア基板２５の上に薄い金属層を被着または堆積するように、金属化処理を施すことができる。金属化に代わる潜在的により低廉な手段は、予備形成された金属箔をコア基板に付着させる（付ける）ことである。金属箔は、銅、銀、金、または別の金属（大部分の他の金属と比較してより大きい熱伝導度を有する別の金属）の合金とすることができる。幾つかの実施形態において、薄い金属層（例えば、金属箔）はコア基板に直接付けられる。代替実施形態において、金属層は、コア基板に直接付着される（付けられる）ポリマー層またはメッシュの上に配置される。
【００４４】
ポリマー層は、浸漬被覆（dip coating）または吹付け塗装（被覆）によって付着される共形的または等角的な被覆（conformal coating）とすることができる。ポリマー層は、コア基板２５の平面状の熱伝導材料に対して（と比較して）、より大きい絶縁抵抗を有することができる。幾つかの実施形態では、ポリマー層は、コア基板に直接付着させることができる。代替実施形態では、ポリマー層は、コア基板に直接付着されたメッシュまたは金属層の上に配置される。
【００４５】
そのメッシュは、大部分の他の材料と比較して、より大きい熱伝導度を有する銅ワイヤ・メッシュまたは他の金属とすることができる。そのメッシュは柔軟性または可撓性のあるものとすることができる。そのメッシュは、平面状の熱伝導材料の熱膨張係率（係数）より大きいまたは小さい熱膨張率（係数）を有することができる。幾つかの実施形態では、そのメッシュは、コア基板２５に直接付着することができる。代替実施形態において、そのメッシュは、コア基板に直接付着されたポリマー層または金属層の上に配置される。
【００４６】
幾つかの実施形態において、カバー９２の金属層、ポリマー層、および／またはメッシュは、平面状の熱伝導材料の湾曲したシート全体を完全に封入またはカプセル化する。完全に封入されたとき、カバー９２は、全ての両側の表面２６および２８および各端縁面（表面）３０を覆う（図２Ａ、２Ｂ、５Ａおよび５Ｂ）。代替実施形態において、金属層、ポリマー層、および／またはメッシュは、平面状の熱伝導材料の湾曲したシートの一部だけを覆って、平面状の熱伝導材料の或る部分を露出状態に放置するようにする。
【００４７】
金属層、ポリマー層、および／またはメッシュのいずれか１つまたは組合せは、例えば熱放散装置の屈曲部分を形成するための上述したような、ロール成形および／またはプレス成形処理の期間中に、平面状の熱伝導材料の表面に付着させることができる。
【００４８】
金属層、ポリマー層、および／またはメッシュのいずれか１つまたは組合せは、屈曲部分が形成される前に平面状の熱伝導材料の平坦なシートに付着させることができる。
【００４９】
金属層、ポリマー層、および／またはメッシュのいずれか１つまたは組合せは、屈曲部分が形成された後で平面状の熱伝導材料の湾曲したシートに付着させることができる。
【００５０】
上述の複数の実施形態のいずれかにおいて、平面状の熱伝導材料は、上述の熱分解グラファイトとすることができる。平面状の熱伝導材料で基本的に構成された熱放散装置の各部分は、少量の他の要素を含んでもよく、それ（他の要素）は、依然として、熱放散装置のその各部分が、各ｃ方向の各方向と比較して各ａ−ｂ平面上の各方向または各ａ−ｂ平面と平行な各方向に、より大きい熱伝導度を有することを可能にするものである。
【００５１】
上述のように、平面状の熱伝導材料の組成の純度は熱伝導度に影響を与えるであろう。幾つかの実施形態において、熱分散装置２０、７０は、各ａ−ｂ平面に対応する第１の方向におけるその熱伝導度が、ｃ方向に対応する第２の方向における熱伝導度の少なくとも１００倍または少なくとも２００倍となるように、組み立てられる。
【００５２】
本発明の幾つかの特定の形態を図示し記載したが、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形を施すことができることも明らかである。また、開示された実施形態の特定の特徴および観点または態様の種々の組合せまたは部分的組合せを互いに組合せまたは置換して、本発明の異なるモードまたは様式を形成するようにすることも、想定される。上述の本発明の特徴の全ての変形例は、請求の範囲内のものであると考えられる。本発明は、請求の範囲による限定を除いて、限定されることを意図していない。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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