特許 6084178 放熱ユニット、ＬＥＤ照明装置およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6084178

(24)【登録日】2017年2月3日

(45)【発行日】2017年2月22日

(54)【発明の名称】放熱ユニット、ＬＥＤ照明装置およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/427 20060101AFI20170213BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20170213BHJP

   F21V 29/00 20150101ALI20170213BHJP

【ＦＩ】

   H01L23/46 B

   H05K7/20 B

   H05K7/20 Q

   F21V29/00

【請求項の数】9

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-74687(P2014-74687)

(22)【出願日】2014年3月31日

(65)【公開番号】特開2015-198140(P2015-198140A)

(43)【公開日】2015年11月9日

【審査請求日】2015年12月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】597017812

【氏名又は名称】株式会社ナベル

(72)【発明者】

【氏名】南部 隆彦

【審査官】 秋山 直人

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−０１７０７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０４４９６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−３１８２８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２３／４２７

Ｆ２１Ｖ ２９／００

Ｈ０５Ｋ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱源に接続され熱源からの熱を受ける受熱部と、この受熱部に連続し熱源からの熱を放熱する放熱部とを備えた放熱ユニットであって、
中空構造に形成され、内部に熱媒体の経路全体が収まった板状部材を複数備え、
各板状部材は、前記受熱部を構成する受熱部構成要素と、この受熱部構成要素と一体に作られ前記熱媒体の経路が連続した前記放熱部を構成する放熱部構成要素とを備え、前記受熱部構成要素の厚み寸法と、前記放熱部構成要素の厚み寸法とは、同一に設定されたものであり、
複数の前記板状部材は互いの熱媒体の経路が連続されることなく積層されている、放熱ユニット。

【請求項2】

積層された複数の前記板状部材は、積層方向に略平行な積層平行面を共同して形成し、
前記積層平行面は前記熱源を接続される、請求項１に記載の放熱ユニット。

【請求項3】

各板状部材は、積層方向に貫通する穴または溝を備える、請求項１または２に記載の放熱ユニット。

【請求項4】

１種類の前記板状部材を、隙間を空けることなく厚み方向に添接させている、請求項１、２または３に記載の放熱ユニット。

【請求項5】

一方の板状部材と他方の板状部材とが交互に積層された２種類の板状部材からなり、一方の板状部材と他方の板状部材の形状とが互いに異なる、請求項１、２または３に記載の放熱ユニット。

【請求項6】

複数種類の前記板状部材を備える、請求項１、２または３に記載の放熱ユニット。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれか一項に記載の放熱ユニットを備え、
前記熱源はＬＥＤである、ＬＥＤ照明装置。

【請求項8】

熱伝導に優れた複数の板状部材を備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の放熱ユニットの製造方法であって、
前記板状部材を積層させること、
積層方向と略平行な積層平行面を形成すること、
前記積層平行面に熱源を接続することを含む、放熱ユニットの製造方法。

【請求項9】

前記積層平行面を形成することは、エッチングまたは研磨により平面を形成することを含む、請求項８に記載の放熱ユニットの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱源が取り付けられる放熱ユニットおよびその製造方法に関し、詳細には、ベイパーチャンバーを用いた放熱ユニットおよびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体集積回路、ＬＥＤ素子、パワーデバイスなどの電子部品は、内部を流れる電流によって発熱し、熱源となる。電子部品から発せられる熱は、他の部品や筐体に悪影響を及ぼし、結果として電子部品を利用する機器の性能を劣化させる等の問題を引き起こす。

【0003】

したがって、電子部品の熱を放散させ、電子部品を冷却する必要がある。電子部品を冷却する装置として、一般的に、電子部品を取り付けられ、電子部品からの熱を熱伝導により拡散させ、大気に放散する放熱ユニットがある。そのような放熱ユニットは、放熱の効率を高めるべく、種々の形状、構造等が提案されている。

【0004】

たとえば、放熱ユニットに、封入された熱媒体の気化と凝縮による冷却効果を有するベイパーチャンバーを利用することが提案されている。ベイパーチャンバーでは、内部に封入された熱媒体が、気化する際に熱源からの熱を奪って移動する。気化した熱媒体は、放熱によって冷却されて凝縮し、凝縮した熱媒体は再び還流する。この気化と凝縮の繰り返しによる熱伝導を利用して、ベイパーチャンバーは熱源を冷却する。

【0005】

ベイパーチャンバーを備える放熱ユニット（冷却ユニット）として、特許文献１に記載の放熱ユニットがある。この放熱ユニットは、熱源が取り付けられる第１のベイパーチャンバー（第１ヒートパイプ）と、第１のベイパーチャンバーの表面に立設され、放熱フィンとして作用する複数の第２のベイパーチャンバーとを備える。第１および第２のベイパーチャンバーは、それぞれの蒸気拡散路と毛細管流路が連続し、熱媒体を共通にして熱伝導する。

【0006】

すなわち、この放熱ユニットでは、熱媒体が、蒸気拡散路と毛細管流路とを通って、第１および第２のヒートパイプ内を連続的に移動し、効率的に熱伝導を行う。したがって、この放熱ユニットでは、熱源を取り付けられる第１のベイパーチャンバーからの熱が、放熱フィンとして作用する複数の第２のベイパーチャンバーに効率よく伝えられ、熱源から放熱フィンまでの伝熱性が高まることにより、放熱効率が高まる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１０−４０９８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかし、特許文献１に記載の放熱ユニットでは、第１のベイパーチャンバーに複数の第２の第２のベイパーチャンバーを立設し、その上、第１のベイパーチャンバーと第２のベイパーチャンバーとに連続する一体的な蒸気拡散路と毛細管流路とを形成しなければならない。

【0009】

各ベイパーチャンバー内部の熱媒体の経路を連続させた状態で、第１および第２のベイパーチャンバーを結合することは非常に困難である。したがって、この放熱ユニットでは、製造工程が複雑になり、量産が困難であった。

【0010】

本発明は、上記の問題を解決すべくなされたもので、その目的は、構造が簡易かつ放熱性の高い放熱ユニットを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明にかかる放熱ユニットは、熱源に接続され熱源からの熱を受ける受熱部と、この受熱部に連続し熱源からの熱を放熱する放熱部とを備えた放熱ユニットであって、中空構造に形成され、内部に熱媒体の経路全体が収まった板状部材を複数備え、各板状部材は、前記受熱部を構成する受熱部構成要素と、この受熱部構成要素と一体に作られ前記熱媒体の経路が連続した前記放熱部を構成する放熱部構成要素とを備え、前記受熱部構成要素の厚み寸法と、前記放熱部構成要素の厚み寸法とは、同一に設定されたものであり、複数の前記板状部材は互いの熱媒体の経路が連続されることなく積層されている。

【0012】

本発明にかかる放熱ユニットによれば、放熱ユニットを構成する中空構造の板状部材は量産性に優れ、板状部材を積層する行程は簡易である。したがって、板状部材を積層してなる放熱ユニットは、製造が非常に容易で量産性に優れる。また、板状部材は、熱媒体を有する中空構造に形成されているため、熱伝導に優れており、この板状部材で構成された放熱ユニットは、高い熱伝導性を有し、ひいては高い放熱性を有する。すなわち、本発明にかかる放熱ユニットは、簡易な構造で優れた放熱性を有する。

【0013】

本発明にかかる放熱ユニットの製造方法では、熱伝導に優れた複数の板状部材を備える放熱ユニットが製造される。この製造方法では、前記板状部材を積層させること、積層方向と略平行な積層平行面を形成すること、前記積層平行面に熱源を接続することを含む。

【0014】

本発明にかかる放熱ユニットの製造方法によれば、複数の中空構造の板状部材を積層するという簡易な方法で放熱ユニットを製造できる。この放熱ユニットは、積層方向と略水平な方向に、熱源が接続される積層平行面を備えるため、各板状部材の一部に熱源が接続されることになる。

【0015】

各板状部材は、熱伝導に優れるため、接続された熱源からの熱を効率よく伝導させ、放散させる。したがって、放熱ユニットの製造方法は、製造の容易な板状部材を積層するという至って簡易な方法であるにも関わらず、非常に高い放熱性を有する。よって、本発明にかかる放熱ユニットの製造方法は、簡易な工程により、放熱性が高い放熱ユニットを提供できる。

【発明の効果】

【0016】

本発明は、構造が簡易かつ放熱性の高い放熱ユニットを提供する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の第１の実施の形態にかかる放熱ユニットを示す斜視図である。

【図2】図１の放熱ユニットを底面側から示す斜視図である。

【図3】図１の放熱ユニットを構成する第１種類の板状部材を示す斜視図である。

【図4】本発明の第２の実施の形態にかかる放熱ユニットを示す斜視図である。

【図5】図４の放熱ユニットを底面側から示す斜視図である。

【図6】図４の放熱ユニットを構成する第２種類の板状部材を示す斜視図である。

【図7】本発明の第３の実施の形態にかかる放熱ユニットを示す斜視図である。

【図8】図７の放熱ユニットを構成する第３の種類の板状部材を示す斜視図である。

【図9】図７の放熱ユニットを構成する第４の種類の板状部材を示す斜視図である。

【図10】本発明の第４の実施の形態にかかる放熱ユニットを示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明の実施の形態にかかる放熱ユニットを図面に基づいて説明する。

【0019】

［第１の実施形態］

【0020】

本発明の第１の実施形態にかかる放熱ユニット１００は、図１および図２に示すように、熱源（図示しない）が接続され、熱源からの熱を受ける受熱部１０２と、熱源から生じた熱を放熱する放熱部１０３とを備える。放熱部１０３は、受熱部１０２から熱伝導により熱を受け、大気に接する部分から熱を放散する。本実施の形態にかかる放熱ユニット１００は、１種類の板状部材１０（図３参照）からなり、１種類の板状部材１０を複数枚積層されて形成されている。

【0021】

板状部材１０は、図３に示すように、前記受熱部１０２を構成する受熱部構成要素１０２ａと、この受熱部構成要素１０２ａと一体に作られた前記放熱部１０３を構成する放熱部構成要素１０３ａとを備え、前記受熱部構成要素１０２ａの厚み寸法と、前記放熱部構成要素１０３ａの厚み寸法とは、同一に設定されたものである。そして、板状部材１０は、板の厚さ方向（積層方向）に貫通する複数の溝Ｃを備え、前面１１と後面１２と前面１１および後面１２を繋ぐ側面１３とからなる。したがって、前面１１および後面１２は、複数の溝を有する形状となる。各板状部材１０は、中空構造に形成されており、内部に熱媒体を有し、熱媒体の移動と気化および液化の状態変化とにより熱伝導し、熱伝導性に優れた、いわゆるベイパーチャンバーである。板状のベイパーチャンバーは、従来よく知られた技術により作製される。

【0022】

板状部材１０は、複数の棒状部分が並立する櫛歯部を有する櫛歯状に形成されている。すなわち、板状部材１０は、第１の方向に延在する１つの第１の延在部Ｌ１と、第１の延在部Ｌ１に立設するように、前記第１の方向に直交する第２の方向に延在する複数の第２の延在部Ｌ２とを備える。したがって、第２の延在部Ｌ２が櫛歯部を形成し、第１の延在部Ｌ１が複数の櫛歯を統合する棒状の本体部を形成する。よって、溝Ｃは矩形に形成されている。本実施の形態において、１６本の櫛歯が形成されている。

【0023】

板状部材１０は、隣り合う相互の前面１１と後面１２とが接触して貼り合わせられ、板状部材１０の厚さ方向に積層されている。積層された複数の板状部材１０は、放熱ユニット１００の積層方向の両端に位置する一方の板状部材１０の前面１１と、他方の板状部材１０の後面１２と、全ての板状部材１０の側面１３とが表露している。また、各板状部材１０は、独立した熱媒体の移動経路を有し、隣り合う板状部材１０は、貼り合わせて積層されているだけであるため、隣り合う板状部材１０の中空構造内部の熱媒体の経路は連続していない。

【0024】

板状部材１０の前面１１および後面１２は、従来よく知られるエッチング、研磨、表面処理のような手段により、平坦に形成されており、密着するように貼り合わされる。また、前面１１と後面１２との接触部は、熱伝導グリスが塗布され、相互の面の密着性を向上させている。これにより、前面１１と後面１２との接触熱抵抗が低減されている。しかし、前面１１と後面１２とは、板状部材１０が積層されるように接触していればよい。

【0025】

図２に示すように、受熱部１０２では、複数の板状部材１０の側面１３の一部が共同して底面１０４を形成している。底面１０４は、積層方向に平行な積層平行面であり、熱源を取り付けられる取付領域１０５を有する。

【0026】

放熱部１０３には、櫛歯状の複数の板状部材１０が重ね合わせられることにより、前記第１の方向に対向する壁が垂直に立つような凹凸構造が形成され、複数の板状部材１０の放熱部１０３を構成する側面１３が熱源からの熱を放散する。すなわち、放熱ユニット１００は、主に、各板状部材１０の溝Ｃから熱を放散する。

【0027】

本実施の形態において、板状部材１０は、厚さ方向に貫通する溝Ｃを形成され、溝Ｃから熱を放散するが、溝Ｃに代えて、または溝Ｃと共に、厚さ方向に貫通する穴を形成し、穴から熱が放散するようにしてもよい。

【0028】

取付領域１０５の一部を形成する一の板状部材１０では、熱源からの熱が、受熱部１０２を形成する側面１３から受けられ、内部の伝熱媒体の熱伝導により放熱部１０３を形成する側面１３に伝わり、大気に放散される。すなわち、取付領域１０５を有する積層平行面の一部を形成する一の板状部材１０は、積層平行面に垂直方向（第２の延在部Ｌ２の延在方向）に熱伝導するように、熱媒体が移動可能な経路を有する中空構造に形成されている。これにより、各一の板状部材１０が、熱界面を介することなく、受熱、伝熱、放熱する。したがって、隣り合う一の板状部材１０間は、相互に熱移動がなくとも、放熱性に優れた放熱ユニットが提供される。

【0029】

また、取付領域１０５の一部を形成しない他の板状部材１０では、熱源からの熱が、取付領域を形成する一の板状部材１０から他の板状部材１０に重ね合わせられた接触面を介して伝わり、内部の伝熱媒体の熱伝導により放熱部１０３を形成する側面１３に伝わり、大気に放散される。

【0030】

したがって、一の板状部材１０では、熱源からの熱が直接放熱されるが、他の板状部材１０では、熱源からの熱が接触熱抵抗を介して放熱されることになる。しかし、本実施の形態において、隣り合う板状部材１０は同一形状の前面１１および後面１２を備えるため、接触面が大きく、接触による熱抵抗は比較的小さい。したがって、放熱ユニットの放熱性は、板状部材１０形状、大きさ、特には溝Ｃの形状、大きさ等により変動する。よって、板上部材の形状、大きさ等は、放熱性を考慮して適宜変更される。

【0031】

放熱ユニットは、熱伝導に優れた板状部材を積層すること、積層方向と略平行な積層平行面を形成すること、積層平行面に熱源を接続することにより製造される。すなわち、１種類の板状部材の同一形状の前面と後面とを接触させること、接触した複数の板状部材の前面と後面とを繋ぐ側面の一部を、熱源を取り付ける取付領域１０５として形成することにより製造される。

【0032】

取付領域１０５を含む底面１０４は、複数の板状部材１０が重ね合わされた後に、底面１０４を形成する板状部材１０の側面１３が、ケミカルエッチングのようなエッチング、電解研磨、物理研磨のような研磨等されることにより、平坦面に形成される。

【0033】

放熱ユニット１００は、同一形状の板状部材を大量に製造し、積層することにより製造されるため、板状部材の製造費が安価になり、積層工程も容易である。放熱ユニット１００の複数の板状部材１０は、種々の手段により、積層した状態で固定することができる。たとえば、両端から挟み込むような固定治具により積層された状態で固定されてもよい。

【0034】

［第２の実施形態］

【0035】

本発明の第２の実施形態にかかる放熱ユニット２００は、図４および図５に示すように、熱源が取り付けられ、熱源からの熱を受ける受熱部２０２と、熱源から生じた熱を放熱する放熱部２０３とを備える。放熱部２０３は、受熱部２０２から熱伝導により熱を受け、大気に接する表露部分から熱を放散する。本実施の形態にかかる放熱ユニット２００は、第１種類の板状部材１０（図３参照）と第２種類の板状部材２０（図６参照）からなり、複数枚の第１および第２種類の板状部材１０，２０を交互に積層して形成されている。

【0036】

第１種類の板状部材１０は、第１の実施の形態で説明した板状部材１０であり、前記受熱部２０２を構成する受熱部構成要素２０２ａと、この受熱部構成要素２０２ａと一体に作られた前記放熱部２０３を構成する放熱部構成要素２０３ａとを備え、前記受熱部構成要素２０２ａの厚み寸法と、前記放熱部構成要素２０３ａの厚み寸法とは、同一に設定されたものである。第２種類の板状部材２０は、前面２１と後面２２と前面２１および後面２２を繋ぐ側面２３とからなる。第２種類の板状部材２０は、板状部材１０と同様に、中空構造に形成されており、内部に熱媒体を有し、熱媒体の移動と気化および液化の状態変化とにより熱伝導し、熱伝導性に優れた、いわゆるベイパーチャンバー（またはヒートパイプ）である。第２種類の板状部材２０は、図６に示すように、前記受熱部２０２を構成する受熱部構成要素２０２ｂと、この受熱部構成要素２０２ｂと一体に作られた前記放熱部２０３を構成する放熱部構成要素２０３ｂとを備え、前記受熱部構成要素２０２ａの厚み寸法と、前記放熱部構成要素２０３ｂの厚み寸法とは、同一に設定されたものである。そして、第２種類の板状部材２０は、一方向に延在する第３の延在部Ｌ３からなる。第３の延在部Ｌ３は、第１の延在部Ｌ１の前面および後面と同一形状の前面および後面とを有する。

【0037】

第１種類の板状部材１０の第１の延在部Ｌ１の後面１２と第２種類の板状部材２０の（第３の延在部Ｌ３の）前面２１と、および第２種類の板状部材２０の（第３の延在部Ｌ３の）後面２２と第１種類の板状部材１０の第１の延在部Ｌ１の前面１１とは相互に貼り合わされている。第１種類の板状部材１０の第２の延在部Ｌ２は、放熱部２０３を形成し、第１種類の板状部材１０の第１の延在部Ｌ１と、第２種類の板状部材２０（の第３の延在部Ｌ３）は、受熱部２０２を形成している。

【0038】

本実施の形態において、積層方向の両端に位置する一方の第２種類の板状部材２０の前面２１と、他方の第２種類の板状部材２０の後面２２と、第１種類の板状部材１０の第２の延在部Ｌ２の前面１１と後面１２と、全ての板状部材１０の側面１３とが表露している。すなわち、異なる板状部材が積層されることにより、各板状部材の側面に加え、板状部材の前面および後面の貼り合わせられない部分が表露している。また、第１および第２種類の板状部材１０，２０は、独立した熱媒体の移動経路を有し、隣り合う板状部材１０，２０は、貼り合わせて積層されているだけであるため、隣り合う板状部材１０，２０の中空構造内部の熱媒体の経路は連続していない。

【0039】

第１および第２種類の板状部材１０，２０の前面１１，２１および後面１２，２２は、従来よく知られるエッチング、研磨、表面処理のような手段により、平坦に形成されており、密着して接触する。また、第１および第２種類の板状部材１０，２０の接触部は、熱伝導グリスが塗布され、相互の面の密着性を向上させている。これにより、前面２１と後面１２と、および前面１１と後面２２との接触熱抵抗が低減されている。しかし、各前面と各後面とは、板状部材１０，２０が積層されるように接触していればよい。

【0040】

図５に示すように、受熱部２０２には、複数の第１および第２種類の板状部材１０，２０の側面１３，２３の一部が共同して底面２０４を形成している。底面２０４は、積層方向に平行な積層平行面であり、熱源を取り付けられる取付領域２０５を有する。

【0041】

放熱部２０３には、櫛歯状の複数の第１種類の板状部材１０に第２種類の板状部材２０が積層されることにより、対向する柱が垂直に立つような凹凸構造が形成され、放熱部２０３を形成する第１種類の板状部材１０の第１の延在部Ｌ１の前面１１，後面１２，側面１３が熱源からの熱を放散する。

【0042】

取付領域２０５の一部を形成する一の第１種類の板状部材１０では、熱源からの熱が、受熱部２０２を形成する第１の延在部Ｌ１から受けられ、内部の熱媒体により放熱部２０３を形成する第２の延在部Ｌ２に伝わり、大気に放散される。すなわち、取付領域２０５を有する積層平行面の一部を形成する一の板状部材１０は、積層平行面に垂直方向（第２の延在部Ｌ２の延在方向）に熱伝導するように、熱媒体が移動可能な経路を有する中空構造に形成されている。これにより、各一の板状部材１０が、熱界面を介することなく、受熱、伝熱、放熱する。したがって、隣り合う板状部材２０との熱界面抵抗が高くとも、放熱性に優れた放熱ユニットが提供される。

【0043】

本実施の形態において、板状部材１０は、厚さ方向に貫通する複数の溝Ｃを形成され、溝Ｃから熱を放散するが、溝Ｃに代えて、または溝Ｃと共に、厚さ方向に貫通する複数の穴を形成し、穴から熱が放散するようにしてもよい。

【0044】

また、取付領域２０５の一部を形成しない他の第１種類の板状部材１０では、熱源からの熱が、取付領域を形成する一の第１種類の板状部材１０および第２種類の板状部材２０から他の第１種類の板状部材１０に重ね合わせられた接触面を介して、内部の伝熱媒体の熱伝導により放熱部２０３を形成する第２の延在部Ｌ２に伝わり、大気に放散される。

【0045】

したがって、一の第１種類の板状部材１０では、熱源からの熱が直接放熱されるが、他の第１種類の板状部材２０では、熱源からの熱が板状部材１０，２０の熱界面を介して放熱される。第２の実施の形態にかかる放熱ユニット２００は、第１の実施の形態にかかる放熱ユニット１００に比較して、接触面が小さいため熱界面の熱抵抗は大きくなり、熱伝導は悪くなるが、放熱部２０３の表面積が大きく、熱の放散は良い。

【0046】

放熱ユニットは、熱伝導に優れた板状部材を積層すること、積層方向と略平行な積層平行面を形成すること、積層平行面に熱源を接続することにより製造される。すなわち、放熱ユニット２００は、２種類の第１種類および第２種類の板状部材の相互の前面と後面とを接触させること、重ね合わされた複数の板状部材の前面と後面とを繋ぐ側面の一部を、熱源を取り付ける取付領域として形成することにより製造される。２種類の板状部材を相互に積層することにより、これら板状部材の前面および後面の形状が異なる部分が表露する。

【0047】

取付領域２０５を含む底面２０４は、複数の板状部材１０，２０が重ね合わされた後に、底面を形成する板状部材１０，２０の側面１３，２３が、ケミカルエッチングのようなエッチング、電解研磨、物理研磨のような研磨等されることにより、平坦面に形成される。

【0048】

放熱ユニット２００は、２種類の板状部材を大量に製造し、積層することにより製造されるため、板状部材の製造費が安価になり、積層工程も容易になる。放熱ユニット２００の複数の第１種類および第２種類の板状部材１０、２０は、種々の手段により、積層した状態で固定することができる。たとえば、両端から挟み込むような固定治具により積層された状態で固定されてもよい。また、第２の板状部材２０は中空構造でなくてもよい。

【0049】

［第３の実施形態］

【0050】

本発明の第３の実施形態にかかる放熱ユニット３００は、図７に示すように、熱源が取り付けられ、熱源からの熱を受ける受熱部３０２と、熱源から生じた熱を放熱する放熱部３０３とを備える。放熱部３０３は、受熱部３０２から熱伝導により熱を受け、大気に接する部分から熱を放散する。本実施の形態にかかる放熱ユニット３００は、第３種類の板状部材３０（図８参照）と第４種類の板状部材４０（図９参照）とからなり、複数枚の第３および第４種類の板状部材３０，４０を交互に積層して形成されている。

【0051】

第３種類の板状部材３０は、図８に示すように、前記受熱部３０２を構成する受熱部構成要素３０２ａと、この受熱部構成要素３０２ａと一体に作られた前記放熱部３０３を構成する放熱部構成要素３０３ａとを備え、前記受熱部構成要素３０２ａの厚み寸法と、前記放熱部構成要素３０３ａの厚み寸法とは、同一に設定されたものである。そして、第３種類の板状部材３０は、前記第１の方向に延在する第４延在部Ｌ４と、第４の延在部Ｌ４から前記第２の方向に延在する羽子板状の第５延在部Ｌ５とからなる。第３種類の板状部材３０は、前面３１と後面３２と前面３１および後面３２を繋ぐ側面３３とを有する。第３種類の板状部材３０は、中空構造に形成されており、内部に熱媒体を有し、熱媒体の移動と気化および液化の状態変化とにより熱伝導し、熱伝導性に優れた熱伝導性を有する、いわゆるベイパーチャンバー（またはヒートパイプ）である。

【0052】

第４種類の板状部材４０は、図９に示すように、前記受熱部３０２を構成する受熱部構成要素３０２ｂと、この受熱部構成要素３０２ｂと一体に作られた前記放熱部３０３を構成する放熱部構成要素３０３ｂとを備え、前記受熱部構成要素３０２ｂの厚み寸法と、前記放熱部構成要素３０３ｂの厚み寸法とは、同一に設定されたものである。そして、第４種類の板状部材４０は、前記第１の方向に延在する第６延在部Ｌ６と、第６の延在部Ｌ６から前記第２の方向に延在する第７延在部Ｌ７とからなり、Ｔ字状に形成されている。第４種類の板状部材４０は、前面４１と後面４２と前面４１および後面４２を繋ぐ側面４３とを有する。第４種類の板状部材４０は、中空構造に形成されており、内部に熱媒体を有し、熱媒体の移動と気化および液化の状態変化とにより熱伝導し、熱伝導性に優れた熱伝導性を有する、いわゆるベイパーチャンバー（またはヒートパイプ）である。

【0053】

第３種類の板状部材３０の第４の延在部Ｌ４と、第４種類の板状部材４０の第６の延在部Ｌ６は略同一形状を有する。第３種類の板状部材３０の第４の延在部Ｌ４の後面３２と第４種類の板状部材４０の第６の延在部Ｌ６の前面４１と、および第３種類の板状部材３０の第４の延在部Ｌ４の前面３１と第４種類の板状部材４０の第６の延在部Ｌ６の後面４２とは相互に貼り合わされており、受熱部３０４を形成している。

【0054】

また、第３種類の板状部材３０の第５の延在部Ｌ５の後面３２と第４種類の板状部材４０の第７の延在部Ｌ７の前面４１と、および第３種類の板状部材３０の第５の延在部Ｌ５の前面３１と第４種類の板状部材４０の第７の延在部Ｌ７の後面４２とは相互に接触されており、放熱部３０３が形成されている。第３種類の板状部材３０の第５の延在部Ｌ５は、第４種類の板状部材４０の第７の延在部Ｌ７と接触していない前面３１、後面３２の一部および側面３３から熱を放散する。

【0055】

本実施の形態において、積層方向の両端に位置する一方の第３種類の板状部材３０の前面３１と、他方の第３種類の板状部材３０の後面３２と、第３種類の板状部材３０の第５の延在部Ｌ５の前面３１と後面３２のうち、第４種類の板状部材４０と接触していない部分と、側面３３とが表露している。すなわち、異なる板状部材が積層されることにより、各板状部材の側面に加え、板状部材の前面および後面の貼り合わせられない部分が表露する。また、第３および第４種類の板状部材３０，４０は、独立した熱媒体の移動経路を有し、隣り合う板状部材１０，２０は、貼り合わせて積層されているだけであるため、中空構造内部の熱媒体の経路は連続していない。

【0056】

第３および第４種類の板状部材３０，４０の前面３１，４１および後面３２，４２は、従来よく知られるエッチング、研磨、表面処理のような手段により、平坦に形成されており、密着するように重ね合わされる。また、第３および第４種類の板状部材３０，４０の接触部は、熱伝導グリスが塗布され、相互の面の密着性を向上させている。これにより、前面３１と後面４２と、および前面４１と後面３２との接触熱抵抗が低減されている。しかし、各前面と各後面とは、板状部材３０，４０が積層されるように接触していればよい。

【0057】

受熱部３０２には、複数の第３および第４種類の板状部材３０，４０の側面３３，４３の一部が共同して底面３０４を形成している。底面３０４は、熱源を取り付けられる取付領域（図示しない）を有する。

【0058】

放熱部３０３には、複数の羽子板状の第３種類の板状部材３０に第４種類の板状部材４０が重ね合わされることにより、放熱ユニットの積層方向に対向する羽子板状の第５の延在部Ｌ５が垂直に立つような凹凸構造が形成され、第３種類の板状部材３０の第５の延在部Ｌ５の前面３１，後面３２，側面３３が熱源からの熱を放散する。

【0059】

取付領域３０５の一部を形成する一の第３種類の板状部材３０では、熱源からの熱が、受熱部３０２を形成する側面３３から受けられ、内部の伝熱媒体の熱伝導により放熱部３０３を形成する前面３１、後面３２および側面３３に伝わり、大気に放散される。すなわち、取付領域３０５を有する積層平行面の一部を形成する一の板状部材３０は、積層平行面に垂直方向（第５の延在部Ｌ５の延在方向）に熱伝導するように、熱媒体が移動可能な経路を有する中空構造に形成されている。これにより、各一の板状部材３０が、熱界面を介することなく、受熱、伝熱、放熱する。したがって、隣り合う板状部材４０の放熱が小さかったとしても、放熱性に優れた放熱ユニットが提供される。

【0060】

また、取付領域３０５の一部を形成しない他の第３種類の板状部材３０では、熱源からの熱が、取付領域３０５を形成する一の第３種類の板状部材３０および第４種類の板状部材４０に重ね合わせられた接触面を介して伝わり、内部の伝熱媒体の熱伝導により放熱部３０３を形成する側面３３に伝わり、大気に放散される。

【0061】

したがって、一の第３種類の板状部材３０では、熱源からの熱が直接放熱されるが、他の第３種類の板状部材３０では、熱源からの熱が接触熱抵抗を介して放熱される。

【0062】

本実施の形態において、板状部材３０は、羽子板状に形成された第５の延在部Ｌ５が形成されているが、第５の延在部に、厚さ方向に貫通する溝または少なくとも１つの穴を形成してもよい。溝、穴を設けることにより、表露部分が増えるため、放熱ユニットの放熱性を増加させることができり。

【0063】

放熱ユニットは、熱伝導に優れた板状部材を積層すること、積層方向と略平行な積層平行面を形成すること、積層平行面に熱源を接続することにより製造される。すなわち、放熱ユニット３００は、２種類の第３種類および第４種類の板状部材の相互の前面と後面とを接触させること、重ね合わされた複数の板状部材の前面と後面とを繋ぐ側面の一部を、熱源を取り付ける取付領域として形成することにより製造される。２種類の板状部材を相互に積層することにより、これら板状部材の前面および後面の形状が異なる部分が表露する。

【0064】

前記取付領域を含む底面３０４は、複数の板状部材３０，４０が重ね合わされた後に、底面３０４を形成する板状部材３０，４０の側面３３，４３が、ケミカルエッチングのようなエッチング、電解研磨、物理研磨のような研磨等されることにより、平坦面に形成される。

【0065】

放熱ユニット３００は、２種類の板状部材を大量に製造し、積層することにより製造されるため、板状部材の製造費が安価になり、積層工程も容易になる。放熱ユニット３００の複数の第３種類および第４種類の板状部材３０、４０は、種々の手段により、積層した状態で固定することができる。たとえば、両端から挟み込むような固定治具により積層された状態で固定されてもよい。また、第４種類の板状部材４０は中空構造でなくてもよい。

【0066】

［第４の実施形態］

【0067】

本発明の第４の実施形態にかかる放熱ユニット４００は、図１０に示すように、熱源が取り付けられ、熱源からの熱を受ける受熱部４０２と、熱源から生じた熱を放熱する放熱部４０３とを備える。放熱部４０３は、受熱部４０２から熱伝導により熱を受け、大気に接する部分から熱を放散する。

【0068】

本実施の形態にかかる放熱ユニット４００は、第３の実施形態にかかる放熱ユニット３００と同様に、第３種類および第４種類の板状部材３０，４０（図８，図９参照）からなり、複数枚の板状部材３０，４０を交互に積層されて形成されている。

【0069】

本実施の形態にかかる放熱ユニット４００では、受熱部４０２が板状部材３０，４０の積層により形成されていない点で、第３実施形態の放熱ユニット３００と異なる。すなわち、板状部材３０，４０の積層により、放熱部４０３が形成され、これとは別に受熱部４０２が形成されている。

【0070】

受熱部４０２は、伝熱部材４０６を介して、積層方向の一端側の第３種類の板状部材３０の前面３１に接続している。伝熱部材４０６の形状を変更し、伝熱部材４０６が第３および第４種類の板状部材を積層方向に貫通するようにしてもよい。

【0071】

本発明の実施の形態において、矩形の取付領域を示したが、取付領域は、熱源の形状、取付方法等により適宜変更される。また、積層平行面は、積層方向に略平行であればよい。さらに、放熱ユニットは、少なくとも１種類の板状部材を備えていればよく、複数種類の板状部材を積層することにより構成されてもよい。

【0072】

本発明の実施の形態にかかる放熱ユニットは、ＬＥＤ照明の放熱ユニット、電子部品の放熱ユニット等の種々の放熱ユニットとして利用できる。この場合、熱源は、取り付け領域に接続され、熱を放熱ユニットに伝達できればよく、直接取り付けられてもよいし、インターポーザ等を介して間接的に取り付けてもよい。

【0073】

今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。

【産業上の利用可能性】

【0074】

本発明は、熱源の放熱に利用できる。

【符号の説明】

【0075】

１０ 第１種類の板状部材
１１ 前面（第１種類の板状部材）
１２ 後面（第１種類の板状部材）
１３ 側面（第１種類の板状部材）
２０ 第２種類の板状部材
２１ 前面（第２種類の板状部材）
２２ 後面（第２種類の板状部材）
２３ 側面（第２種類の板状部材）
３０ 第３種類の板状部材
３１ 前面（第３種類の板状部材）
３２ 後面（第３種類の板状部材）
３３ 前面（第３種類の板状部材）
４０ 第４種類の板状部材
４１ 前面（第４種類の板状部材）
４２ 後面（第４種類の板状部材）
４３ 側面（第４種類の板状部材）
１００ 放熱ユニット（第１の実施形態）
１０２ 受熱部（第１の実施形態）
１０３ 放熱部（第１の実施形態）
１０４ 底面（第１の実施形態）
１０５ 取付領域（第１の実施形態）
２００ 放熱ユニット（第２の実施形態）
２０２ 受熱部（第２の実施形態）
２０３ 放熱部（第２の実施形態）
２０４ 底面（第２の実施形態）
２０５ 取付領域（第２の実施形態）
３００ 放熱ユニット（第３の実施形態）
３０２ 受熱部（第３の実施形態）
３０３ 放熱部（第３の実施形態）
３０４ 底面（第３の実施形態）
３０５ 取付領域（第３の実施形態）
４００ 放熱ユニット（第４の実施形態）
４０２ 受熱部（第４の実施形態）
４０３ 放熱部（第４の実施形態）
４０５ 取付領域（第４の実施形態）
Ｌ１ 第１の延在部
Ｌ２ 第２の延在部
Ｌ３ 第３の延在部
Ｌ４ 第４の延在部
Ｌ５ 第５の延在部
Ｌ６ 第６の延在部
Ｌ７ 第７の延在部
Ｃ 溝

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】