(57)【要約】【課題】ヒートスプレッダーの材料歩留まりを向上させて低コスト化を図り、また平面度などの製品精度を向上させる。【解決手段】発熱部品に熱伝達可能に接触させられる金属製の平板体２の周辺部の全体にその平板体２の表面から僅か高くなっているリップ部３が形成されているヒートスプレッダー１において、端部同士が連結されることにより環状の枠体４を構成する枠体分割片４ａが、前記平板体２の表面の周辺部に接合されて該枠体分割片４ａが前記リップ部３を形成している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱部品に熱伝達可能に接触させられる金属製の平板体の周辺部の全体にその平板体の表面から僅か高くなっているリップ部が形成されているヒートスプレッダーにおいて、
端部同士が連結されることにより環状の枠体を構成する枠体分割片が、前記平板体の表面の周辺部に接合されて該枠体分割片が前記リップ部を形成していることを特徴とするヒートスプレッダー。
【請求項２】
発熱部品に熱伝達可能に接触させられる金属製の平板体の周辺部の全体にその平板体の表面から僅か高くなっているリップ部が形成されているヒートスプレッダーの製造方法において、
前記平板体を平板状部品として作成し、
端部同士を連結することにより円環状もしくは角形環状になる複数の枠体分割片を作成し、
これら枠体分割片の端部同士を連結して円環状もしくは角形環状の枠体を作成するとともに、前記各枠体分割片を前記平板体の表面の周辺部に接合して前記リップ部を作成する
ことを特徴とするヒートスプレッダーの製造方法。
【請求項３】
前記枠体は、点対称もしくは線対称となる形状をなし、前記枠体分割片は、前記枠体を複数に等分して得られる同一形状を成していることを特徴とする請求項１に記載のヒートスプレッダーもしくは請求項２に記載のヒートスプレッダーの製造方法。
【請求項４】
前記平板体および各枠体分割片を、プレス成形して作成することを特徴とする請求項２または３に記載のヒートスプレッダーの製造方法。
【請求項５】
前記平板体と、前記枠体分割片とは、互いに異なる金属材料からなることを特徴とする請求項１または３に記載のヒートスプレッダーもしくは請求項２ないし４のいずれかに記載のヒートスプレッダーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などの電子部品から発生する熱を広い面積に拡散させて伝達するための熱拡散板であるヒートスプレッダーおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータのＣＰＵなどの電子部品はその高速化、高性能化に伴ってその放熱量は年々増大する傾向にある。しかしながら反対にプロセッサのチップサイズは微細シリコン回路技術の進歩によって、従来と同等サイズかより小さいサイズとなり、単位面積あたりの熱流束は高くなっている。したがってその温度上昇による不具合などを回避するために、ＣＰＵなどの電子部品を効果的に放熱・冷却することが求められている。
【０００３】
パーソナルコンピュータ等の各種電気機器やその他の機器に搭載されている半導体素子等の冷却方法として、その機器にファンを取り付け、機器筐体内の空気を冷却する方式や、その冷却すべき半導体素子に冷却体を取り付ける方法等が知られている。
【０００４】
半導体素子に冷却体を取り付けて冷却する場合、概ね半導体素子は小さいので、半導体素子に直接、ヒートパイプ、ベーパーチャンバーを取り付けず、一旦、熱拡散板に熱を拡散させてから、その熱拡散板（以下、ヒートスプレッダーと記す）に取り付けたヒートパイプ、ヒートシンク、ベーパーチャンバーから放熱させる。
【０００５】
具体的には、半導体素子に熱拡散板を接触させ、更にその熱拡散板にヒートパイプ、ヒートシンク、ベーパーチャンバーを取り付ける。冷却すべき半導体素子の発する熱は、概ね熱拡散板に移動し、そこからヒートパイプ、ヒートシンク、ベーパーチャンバーを経て放熱される。
【０００６】
半導体素子に取り付ける熱拡散板は、高い熱伝導率を有するほど、熱抵抗が減少し、一般には熱伝導性の良い銅、アルミニウムによるのものが知られている。
【０００７】
ところで、発熱源に対してその熱を拡散させるヒートスプレッダーは、シート状の金属材料を鍛造などにより、所定の形に成形し、それらをハンダなどによって溶接して構成されている。そのために、ハンダ付け処理中に発生する熱によって、ヒートスプレッダーのハウジングが熱変形するといった虞があるだけでなく、鍛造によって成形するために、作製しようとするヒートスプレッダーが比較的大きい場合には、その平滑さなどの部材の精度が問題となる虞がある。また、シート状の金属材料を鍛造成形するために、熱伝導性の必要のない箇所まで熱伝導性の高い金属材料を使用することになり、結果としてコストアップ要因を内包していた。
【０００８】
この種のヒートスプレッダーの製造方法に関する一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されたヒートスプレッダーの製造方法は、そのハウジングの上カバーと下カバーとをそれぞれ一枚のシート状の金属材料をプレス加工によって隆起部を形成させて、それらの部材を組み合わせて拡散接合するように構成されている。
【０００９】
すなわち各部材を拡散接合によってつなぎ合わせるため、例えば金属材料に銅を使用した場合に、その溶融点よりも低い温度領域において接合することが可能となり、部材間を接合する際の熱変形が抑えられるとしている。また異金属を接合可能な拡散接合を用いることにより、金属特性にあった部材をハンダなどによる接合界面を形成させず組み合わせて、目的とするヒートスプレッダーを作製することができるとされ、その結果として、ハンダ層などによる熱抵抗を低減させられるとしている。
【００１０】
【特許文献１】特開２００６ー１４０４３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前述した特許文献１に記載された方法は、ヒートスプレッダーの製造時における熱損傷あるいは熱による変形を鑑みてなされたものであるが、互いに接合するべき部材は、プレス加工される、とされているが、隆起部をもプレス加工によって成形している。したがって、特許文献１に記載された構成は、それぞれプレス加工（特に鍛造）された上カバーと下カバーとを接合したものであり、そのため材料歩留まりが悪く、また製品精度が低下するなどの課題があった。
【００１２】
すなわち、前記隆起部のある上カバーもしくは下カバーをプレス加工によって製造する場合、銅板などの素材から粗形材を打ち抜き、これに鍛造加工を施して隆起部を形成し、断面凹形状の部品を作成し、これにトリミングを施して中間部品を作成する。そのため、打ち抜き加工やトリミング加工の過程で生じるスクラップの量が多くなり、材料歩留まりが必ずしも高くない。そのために、コストの低減が困難である。また、鍛造加工などの過程で上カバーもしくは下カバーの平板部分にも不可避的に荷重が掛かり、その部分に凹凸が生じて平面度が低下し、発熱部品などに接触させた場合にヒートスプレッダーと発熱部品との間の熱伝達が阻害される可能性がある。
【００１３】
この発明は、上記の事情を背景としてなされたものであり、材料歩留まりを向上させてヒートスプレッダーのコストの低廉化を可能にし、またその製品精度を向上させることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、発熱部品に熱伝達可能に接触させられる金属製の平板体の周辺部の全体にその平板体の表面から僅か高くなっているリップ部が形成されているヒートスプレッダーにおいて、端部同士が連結されることにより環状の枠体を構成する枠体分割片が、前記平板体の表面の周辺部に接合されて該枠体分割片が前記リップ部を形成していることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項２の発明は、発熱部品に熱伝達可能に接触させられる金属製の平板体の周辺部の全体にその平板体の表面から僅か高くなっているリップ部が形成されているヒートスプレッダーの製造方法において、前記平板体を平板状部品として作成し、端部同士を連結することにより円環状もしくは角形環状になる複数の枠体分割片を作成し、これら枠体分割片の端部同士を連結して円環状もしくは角形環状の枠体を作成するとともに、前記各枠体分割片を前記平板体の表面の周辺部に接合して前記リップ部を作成することを特徴とする方法である。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記枠体は、点対称もしくは線対称となる形状をなし、前記枠体分割片は、前記枠体を複数に等分して得られる同一形状を成していることを特徴とするヒートスプレッダーもしくはその製造方法である。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項２または３の発明において、前記平板体および各枠体分割片を、プレス成形して作成することを特徴とするヒートスプレッダーの製造方法である。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明において、前記平板体と、前記枠体分割片とは、互いに異なる金属材料からなることを特徴とするヒートスプレッダーもしくはその製造方法である。
【発明の効果】
【００１９】
この発明に係るヒートスプレッダーによれば、金属製の平板体とその表面の周辺部に接合された複数の枠体分割片から構成されているので、これら平板体ならびに枠体分割片をそれぞれ個別に作ることができ、したがって加工が容易であるうえに材料歩留まりを向上させることができるので、コストの低廉化が可能になる。また、平板体と枠体とを別に作成できるので、平板体の平面度が損なわれることがなく、製品精度を向上させることができる。
【００２０】
また、この発明に係る製造方法によれば、平板体ならびに枠体とを別々に作成し、これを接合するので、それぞれの部品に応じた材料取りや加工が可能になり、それに伴って加工が容易になり、また材料歩留まりを向上させることができる。特に、枠体は全体として円環状もしくは角形環状を成すが、これを分割片によって構成するので、プレス加工などによって作成する際のスクラップを少なくでき、材料歩留まりを向上させてコストの低廉化を図ることができる。さらに、枠体と平板体とを異種金属によって作成できるので、この点でもコストの低廉化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
この発明に係る接合ヒートスプレッダーは、周辺部の全体が僅かに盛り上がった平板状を成すものであって、その平板体の一部に熱が伝達されることにより、その熱が熱伝導によって全体に拡散するように構成されている。その一例を図１に示してある。
【００２２】
ここに示す例は、全体としていわゆる角丸の矩形もしくは正方形に構成されたヒートスプレッダー１であり、いわゆる角丸の矩形もしくは正方形を成す平板体２を備え、その平板体２の表面にリップ部３が設けられている。平板体２の例を図２に示してあり、これは、ＣＰＵなどの発熱部品（図示せず）に接触させられてその熱を拡散させるためのものであって、銅などの熱伝導性に優れた金属板である。またリップ部３を構成する枠体４は、平板体２の輪郭とほぼ同形状であって、平板体２と同種の金属もしくは異種の金属によって構成されている。さらにこの枠体４は、いわゆる一体ものではなく、分割片４ａを組み合わせることにより構成されている。図３にはその分割片４ａの例を示してあり、枠体４が点対称もしくは線対称の形状であることにより、枠体４をその対称軸線で等分割した二つの分割片４ａによって構成されている。したがってここに示す分割片４ａは、一つのコーナ（角部）を有するいわゆる山形状を成している。
【００２３】
したがって、図１に示すヒートスプレッダー１は、平板体２の上面に、各分割片４ａをそれぞれの端部同士を突き合わせて配置し、かつこれらを接合してリップ部３とすることにより作成されている。なお、分割片４ａは予め端部同士を接合して枠体４とし、これを平板体２のうえに載せて接合してもよく、あるいは分割片４ａを一つずつ平板体２のうえに順次接合してもよい。また、平板体２および各分割片４ａの接合方法は、ロー付けが一般的であるが、拡散接合やレーザー溶接など他の接合方法を必要に応じて適宜採用してよい。
【００２４】
つぎにこの発明に係るヒートスプレッダーを製造する方法を更に具体的に説明する。この発明に係るヒートスプレッダー１は、上述したように、平板体２ならびに枠体４を接合して構成されるので、平板体２は単純な板材を打ち抜いたものであってよい。したがって、例えば図４に示すように、銅や銅合金、あるいはアルミニウムもしくはその合金であるシート材（薄いコイル材）５を用意し、これをプレス機（図示せず）に連続的に供給していわゆる角丸の正方形や矩形などの適宜の形状に打ち抜き、さらにエッジ部の研磨などの適宜の仕上げを行って平板体２を得る。したがって、平板体２は簡単な加工で連続的に作成することができ、また打ち抜きの際に比較的大きい荷重が作用するのみであるから、寸法精度のみならず平面精度の良好なものとすることができる。
【００２５】
一方、前記の分割片４ａは、二つで一組となるが、それぞれが同一形状であるから、作成する分割片４ａは一種類でよい。特に上述した分割片４ａは、コーナ部が一つの簡単な形状であるから、いずれかの分割片４ａの内側に他の分割片４ａが入り込んだ状態に材料取りすることができる。図５にその例を示してあり、前記シート材５と同種もしくは異種金属のシート材６を用意し、コーナ部および両端部を互いに接近させた状態に分割片４ａの材料取りを行う。最終的に得るべき枠体４は中央部を抜いた形状であるが、これを対称形状に分割した分割片４ａを組み合わせる構成としたので、分割片４ａはいわゆる中抜きの形状にならず、図５に示すようにプレスによる打ち抜きを行うことにより、スクラップの量が少なくなる。
【００２６】
本発明者等が上述した形状のヒートスプレッダー１をプレス加工により試験的に製造したところ、底面板を枠体と一体に鍛造により製造した場合と比較して、材料の使用量を４％程度、スクラップの量を２２．５％程度削減することができた。
【００２７】
なお、この発明は、上述した具体例に限られないのであって、全体としての形状は円形などの他の形状であってもよく、したがって枠体を構成する分割片の形状もヒートスプレッダーの全体の形状に合わせた形状であってよい。また、枠体は二つの分割片で構成せずに、三つ以上の分割片で構成してもよく、このようにすれば、分割片の形状を更に単純なものとし、材料歩留まりの向上に有利になる。その場合、全ての分割片の形状が同一である必要はなく、単純化された複数種類の形状の分割片を用いることとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明に係るヒートスプレッダーの一例を一部断面して示す斜視図である。
【図２】その平板体を示す平面図である。
【図３】その枠体を構成する分割片を示す平面図である。
【図４】平板体を打ち抜き加工している状態を示す模式図である。
【図５】リップ部用の分割片を打ち抜き加工している状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２９】
１…ヒートスプレッダー、  ２…平板体、  ３…リップ部、  ４…枠体、  ４ａ…分割片、  ５，６…シート材。
【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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