特開 2024-113806 放熱部材、放熱機構付き装置および発熱部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024113806

(43)【公開日】2024-08-23

(54)【発明の名称】放熱部材、放熱機構付き装置および発熱部材

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/40 20060101AFI20240816BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20240816BHJP

【ＦＩ】

H01L23/40 Z

H05K7/20 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023019010

(22)【出願日】2023-02-10

(71)【出願人】

【識別番号】390022471

【氏名又は名称】アオイ電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100145229

【弁理士】

【氏名又は名称】秋山 雅則

(74)【代理人】

【識別番号】100174573

【弁理士】

【氏名又は名称】大坂 知美

(74)【代理人】

【識別番号】100131152

【弁理士】

【氏名又は名称】八島 耕司

(72)【発明者】

【氏名】加藤 貴章

【テーマコード（参考）】

5E322

5F136

【Ｆターム（参考）】

5E322AA01

5E322AA03

5E322AB06

5E322FA04

5E322FA06

5E322FA09

5F136BA30

5F136BC06

5F136FA03

5F136FA23

5F136FA51

5F136FA62

5F136FA88

(57)【要約】

【課題】伝熱性が高い放熱部材、放熱機構付き装置および発熱部材を提供する。
【解決手段】放熱部材３Ａは、筐体２Ａと対向する基部３３と、基部３３に設けられ、基部３３から筐体２Ａへ向かって突出する複数の突起部３５と、を備える。そして、筐体２Ａと基部３３との間と筐体２Ａと突起部３５との間に異方性導電膜４Ａが充填されている。異方性導電膜４Ａは、熱硬化性樹脂４１と、熱硬化性樹脂４１に分散した金属粒子４２とを含むことが望ましい。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

発熱部材と対向する基部と、
前記基部に設けられ、前記基部から前記発熱部材へ向かって突出する複数の突起部と、
を備え、
前記発熱部材と前記基部との間と前記発熱部材と前記突起部との間に熱伝導性材料が充填されている放熱部材。

【請求項2】

前記熱伝導性材料は、樹脂と、該樹脂に分散した導電性粒子とを含む、
請求項１に記載の放熱部材。

【請求項3】

前記熱伝導性材料は、前記発熱部材と前記基部との間と前記発熱部材と前記突起部との間に充填されて異方性導電膜を形成している、
請求項２に記載の放熱部材。

【請求項4】

前記基部は、グラファイトシートと、前記グラファイトシートの表面を覆う金属膜とを有し、
前記複数の突起部は、前記金属膜を形成する金属材料と同じ金属材料によって形成されている、
請求項１から３のいずれか１項に記載の放熱部材。

【請求項5】

発熱部材と、
請求項１に記載の放熱部材と、
を備える放熱機構付き装置。

【請求項6】

放熱部材に対向する対向部と、
前記対向部に設けられ、前記対向部から前記放熱部材へ向かって突出する複数の突起部と、
を備え、
前記対向部と前記放熱部材との間と前記突起部と前記放熱部材との間に熱伝導性材料が充填されている発熱部材。

【請求項7】

請求項６に記載の発熱部材と、
前記対向部と対向する前記放熱部材と、
を備える放熱機構付き装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は放熱部材、放熱機構付き装置および発熱部材に関する。

【背景技術】

【0002】

放熱部材には、放熱効率を高めるため、金属板により形成されたものがある。

【0003】

例えば、特許文献１には、パワー半導体素子が実装された基板と非鉛系はんだによって接合された金属放熱板が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６―２６３７７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の金属放熱板は、基板と接合するときに、板面全体に一定の圧力がかかるため、基板と密着しにくく、その結果、基板と金属放熱板が一定の距離だけ離れてしまい、伝熱性が低下する要因となる。

【0006】

また、非鉛系はんだ自体の熱伝導率が低く、基板から金属放熱板への熱移動を阻害する。

【0007】

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、伝熱性が高い放熱部材、放熱機構付き装置および発熱部材を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る放熱部材は、
発熱部材と対向する基部と、
前記基部に設けられ、前記基部から前記発熱部材へ向かって突出する複数の突起部と、
を備え、
前記発熱部材と前記基部との間と前記発熱部材と前記突起部との間に熱伝導性材料が充填されている。

【0009】

前記熱伝導性材料は、樹脂と、該樹脂に分散した導電性粒子とを含んでもよい。

【0010】

前記熱伝導性材料は、前記発熱部材と前記基部との間と前記発熱部材と前記突起部との間に充填されて異方性導電膜を形成していてもよい。

【0011】

前記基部は、グラファイトシートと、前記グラファイトシートの表面を覆う金属膜とを有し、
前記複数の突起部は、前記金属膜を形成する金属材料と同じ金属材料によって形成されていてもよい。

【0012】

また、本発明の第２の観点に係る放熱機構付き装置は、
発熱部材と、
第１の観点に係る放熱部材と、
を備える。

【0013】

さらに、本発明の第３の観点に係る発熱部材は、
放熱部材に対向する対向部と、
前記対向部に設けられ、前記対向部から前記放熱部材へ向かって突出する複数の突起部と、
を備え、
前記対向部と前記放熱部材との間と前記突起部と前記放熱部材との間に熱伝導性材料が充填されている。

【0014】

本発明の第４の観点に係る放熱機構付き装置は、
第３の観点に係る発熱部材と、
前記対向部と対向する前記放熱部材と、
を備える。

【発明の効果】

【0015】

本発明の構成によれば、放熱部材は、基部に設けられ、基部から発熱部材へ向かって突出する複数の突起部を備える。このため、突起部それぞれから発熱部材までの距離が小さい。その結果、発熱部材から放熱部材への伝熱性が高い。

【0016】

また、発熱部材と基部との間と発熱部材と突起部との間に熱伝導性材料が充填されているので、発熱部材と基部との間と発熱部材と突起部との間の伝熱性が高い。その結果、放熱部材には発熱部材から熱が伝わりやすい。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施の形態１に係る放熱機構付き装置の斜視図である。

【図2】図１に示すＩＩ－ＩＩ切断線の断面図である。

【図3】実施の形態１に係る放熱機構付き装置が備える放熱部材の斜視図である。

【図4】（Ａ）実施の形態１に係る放熱機構付き装置の組み立て方法で筐体に組み付けたときの放熱部材の断面図である。（Ｂ）同組み立て方法で筐体を接合するときの放熱部材の断面図である。

【図5】本発明の実施の形態２に係る放熱機構付き装置の断面図である。

【図6】本発明の実施の形態３に係る放熱機構付き装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明の実施の形態に係る放熱部材、放熱機構付き装置および発熱部材について図面を参照して詳細に説明する。なお、図中、同一又は同等の部分には同一の符号を付す。また、図に示す直交座標系ＸＹＺにおいて、放熱部材が備える平面状の基部を水平にしたときの、水平方向がＸＹ方向、鉛直方向がＺ方向である。以下、適宜、この座標系を引用して説明する。

【0019】

（実施の形態１）
本実施の形態１に係る放熱機構付き装置は、筐体に接合された放熱部材が、筐体に生じた熱を周辺の空気に放熱する装置である。また、筐体に局所的に生じた熱を放熱部材に伝えた後、その熱を、放熱部材を介して筐体の周辺領域に拡散させる装置である。以下、上述した放熱部材がグラファイトシートによって形成された形態を例に、図１－図３を参照して放熱機構付き装置の構成について詳細に説明する。

【0020】

図１は、実施の形態１に係る放熱機構付き装置１Ａの斜視図である。図２は、図１に示すＩＩ－ＩＩ切断線の断面図である。図３は、放熱機構付き装置１Ａが備える放熱部材３Ａの斜視図である。
なお、図１－図３では、理解を容易にするため、放熱機構付き装置１Ａの厚み、放熱部材３Ａに設けられた突起部３５の直径、高さ等の各部の大きさを強調している。また、各部の形状を単純化して概念化している。

【0021】

図１および図２に示すように、放熱機構付き装置１Ａは、筐体２Ａ、放熱部材３Ａおよび、異方性導電膜４Ａにより構成されている。

【0022】

筐体２Ａは、発熱する部材に接する部品、または発熱する部材を収容する部品であり、結果的に熱を発することから特許請求の範囲では発熱部材ともいう部品である。

【0023】

詳細には、筐体２Ａは、直方体の形状に形成されている。図示しないが、筐体２Ａの内部には、電力が供給されることにより発熱する電子部品、電気部品等が収容されていてもよい。また、筐体２Ａは、金属材料、例えば、アルミニウム合金、鉄鋼、純銅、銅合金等の伝熱性が高い材料により形成されている。そして、筐体２Ａには、上述した電子部品、電気部品等が直接または間接的な手段により熱的に接触している。その結果、筐体２Ａには、電子部品、電気部品等が発熱した場合に、その熱が高い効率で伝わる。一方、筐体２Ａの上面部２１には、伝わった熱を放熱するため、放熱部材３Ａが設けられている。なお、図１および図２では、理解を容易にするため、筐体２Ａを簡略化した形状で示しているが、筐体２Ａの形状はこれに限定されず、放熱部材３Ａが接合可能であればよい。

【0024】

放熱部材３Ａは、筐体２Ａから伝わった熱を放熱部材のＸＹ平面方向に拡散するため、伝熱性が高い材料により形成されている。そして、表面積を大きくして、その熱を高い効率で放熱、または拡散させるため、平板状に形成されている。詳細には、放熱部材３Ａは、図２に示すように、グラファイトシート３１と、グラファイトシート３１の表面を覆う金属層３２とにより構成されている。

【0025】

グラファイトシート３１は、図示しないが、複数のグラファイトが積層する層構造を有する。それらグラファイトでは、ベーサル面が延在する方向への伝熱性が高いところ、そのベーサル面がシート面方向、すなわち、図２でいうＸＹ平面方向に向けられている。その結果、グラファイトシート３１は、シートが延在するＸＹ平面の方向に、高い効率で熱を拡散する。一方、グラファイトシート３１は、強度を向上させるため、または他部材との接合性を高めるため、金属層３２により覆われている。

【0026】

金属層３２は、熱伝導性が高い金属材料、例えば、電気銅、無酸素銅、脱酸銅等の純銅または銅合金によって形成されている。上述したグラファイトシート３１は、表面処理により表面に微細な凹凸が多数形成されているところ、金属層３２は、それら微細な凹凸の上に金属が積層されることにより、グラファイトシート３１に強く密着している。これにより、金属層３２は、グラファイトシート３１からの剥離が防がれている。また、グラファイトシート３１からの伝熱性が高められている。

【0027】

グラファイトシート３１と金属層３２は、このような構成により、放熱部材３Ａの基部３３を形成している。その基部３３の下面部３４には、筐体２Ａから伝わる熱を高い効率で伝えるため、図３に示すように、複数の突起部３５（ピラーともいう）が設けられている。

【0028】

複数の突起部３５は、放熱部材３Ａの基部３３と筐体２Ａとの接合部分での伝熱性向上のために設けられている。詳細には、基部３３の下面部３４と筐体２Ａの上面部２１が粘着テープ、グリース、接着材等の材料により接合されることがある。そして、接合する材料がある程度の厚みの層を形成する結果、筐体２Ａから基部３３への熱伝導性が低下してしまうことがある。突起部３５は、その接合する材料の層の厚みが小さくなる領域を設けて、この課題を解決するために設けられている。

【0029】

突起部３５それぞれは、基部３３からの熱伝導性を高めるため、熱伝導性が高い金属材料により形成されている。例えば、基部３３が備える金属層３２と同じ金属材料、具体的には純銅または銅合金によって、基部と一体的に形成されている。そして、突起部３５それぞれは、円柱の形状に形成されている。なお、放熱部材３Ａと筐体２Ａとの距離が離れすぎないようにするため、突起部３５の鉛直方向の高さは、３０μｍ以下であるとよい。

【0030】

突起部３５それぞれの円柱軸は、下面部３４に対して垂直な方向に延びている。その円柱長さは互いに同じである。また、突起部３５の突端面３６は円柱軸に垂直な結果、下面部３４に平行である。そして、突起部３５は、マトリックス状に配置され、下面部３４全体にわたって均等に配置されている。

【0031】

放熱部材３Ａの基部３３は、図２に示すように、このような突起部３５の突端面３６を筐体２Ａの上面部２１に向けた状態で、筐体２Ａの上面部２１に重ね合わされている。そして、基部３３では、突起部３５が上述した形状、配置であることにより、一部の突起部３５だけが筐体２Ａの上面部２１に近接し、その他の突起部３５が筐体２Ａの上面部２１から離れている、いわゆる片当たり状態が防がれている。

【0032】

また、突端面３６と筐体２Ａの上面部２１との間には、異方性導電膜（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）４Ａが設けられているところ、突端面３６が筐体２Ａの上面部２１に近接することにより、これらの間の熱伝導性が高められている。そして、突起部３５のいわゆる片当たり状態が防がれていることにより、基部３３全体で突起部３５と筐体２Ａとの間の熱伝導性が均一に高い。

【0033】

一方、異方性導電膜４Ａは、突起部３５と筐体２Ａを接合するためと、基部３３と筐体２Ａを接合するために設けられている。また、それらの間の熱伝導性を高めるために設けられている。

【0034】

その構成について説明すると、異方性導電膜４Ａは、熱硬化性樹脂４１と、熱硬化性樹脂４１に分散され、熱硬化性樹脂４１よりも熱伝導率が高い複数の金属粒子４２（特許請求の範囲では導電性粒子ともいう）とにより形成されている。
なお、熱硬化性樹脂４１と金属粒子４２は、後述するように熱伝導率が高いため、特許請求の範囲で熱伝導性材料とも称される構成である。

【0035】

熱硬化性樹脂４１は、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂を主成分とする接着剤が熱硬化することにより形成されている。

【0036】

これに対して、金属粒子４２は、樹脂により形成された球体が導電膜、例えば、金、ニッケル等の金属膜に被覆されることにより形成されている。金属粒子４２は、金属膜に被覆されることにより、上述した熱硬化性樹脂４１よりも熱伝導率が高められている。

【0037】

なお、金属粒子４２の直径は、後述する異方性導電膜４Ａによる接合を容易にするため、突起部３５同士の間に入り込み可能な大きさかつ、突起部３５の円柱長さよりも小さいことが望ましい。例えば、金属粒子４２には、直径が３～４μｍであるものを用いることが出来る。

【0038】

このような構成の熱硬化性樹脂４１と金属粒子４２を含む異方性導電膜４Ａが、上述した突起部３５と筐体２Ａの上面部２１との間のほか、基部３３の下面部３４と筐体２Ａの上面部２１との間に配置されている。その結果、上述した特許文献１に記載の非鉛系はんだを用いて接合する場合よりも熱伝導性が高められている。

【0039】

さらに、突起部３５と筐体２Ａの上面部２１との間では、後述する放熱機構付き装置１Ａの組み立て時に、突起部３５が筐体２Ａの上面部２１に押し付けられている結果、それらの間にある金属粒子４２が弾性変形または塑性変形している。これにより、金属粒子４２は、突起部３５の突端面３６と筐体２Ａの上面部２１とに密着して、これらを導通させている。また、押圧時の圧力が突端面３６に集中することにより、金属粒子４２への圧力が増し、突起部３５と筐体２Ａの上面部２１との密着性をより強くすることができる。その結果、突起部３５と筐体２Ａの上面部２１との間の熱伝導性が、基部３３の下面部３４と筐体２Ａの上面部２１との間の熱伝導性よりも高められている。これにより、放熱機構付き装置１Ａでは、熱が筐体２Ａから放熱部材３Ａへ伝わりやすく、放熱されやすい。

【0040】

続いて、図４（Ａ）、図４（Ｂ）を参照して、放熱機構付き装置１Ａの組み立て方法について説明する。

【0041】

図４（Ａ）は、放熱機構付き装置１Ａの組み立て方法で筐体２Ａに組み付けたときの放熱部材３Ａの断面図である。図４（Ｂ）は、同組み立て方法で筐体２Ａを接合するときの放熱部材３Ａの断面図である。
なお、図４（Ａ）と図４（Ｂ）は、図１に示すＩＩ－ＩＩ切断線で筐体２Ａと放熱部材３Ａを切断した場合の断面図を示している。

【0042】

まず、図示しないが、未加工のグラファイトシート３１に表面処理、例えば、サンドブラストを施し、続いて、そのグラファイトシート３１の表面に無電解メッキ法を用いて金属層３２を形成する。これにより、上述した基部３３を作製する。さらに、スクリーン印刷、若しくは、ディスペンサにより、金属ペースト、例えば、銅ペーストを基部３３に塗布する。これにより、上述した突起部３５を基部３３に形成する。または、メッキ防止材、例えば、ドライフィルムレジストを用いた電解メッキにより、上述した突起部３５を基部３３に形成する。以上の工程により、上述した基部３３および突起部３５を備える放熱部材３Ａを作製する。

【0043】

並行して上述した構成の筐体２Ａを用意する。そして、図４（Ａ）に示すように、筐体２Ａの上面部２１に、未硬化状態の異方性導電膜５を配置し、さらに、その上に放熱部材３Ａを重ねる。このとき、未硬化状態の異方性導電膜５の代わりに、アクリル樹脂、エポキシ樹脂を主成分とするペーストに金属粒子４２が混ぜられた異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）を用いてもよい。

【0044】

次に、図４（Ｂ）に示すように、放熱部材３Ａを筐体２Ａに押し付ける。その押し付けは、金属粒子４２が弾性変形または塑性変形する程度の圧力を加えることにより行う。これにより、突起部３５の突端面３６から筐体２Ａの上面部２１までの距離Ｄ１が金属粒子４２の直径よりも小さくなり、金属粒子４２が圧縮されて弾性変形または塑性変形する。そして、金属粒子４２が突起部３５の突端面３６と筐体２Ａの上面部２１に密着する。また、熱硬化性樹脂４１が圧縮されて突起部３５同士の隙間に充填される。

【0045】

この状態で、未硬化状態の異方性導電膜５の接着剤５１が硬化する温度まで加熱する。これにより、放熱部材３Ａを筐体２Ａに接合する。その結果、放熱機構付き装置１Ａが完成する。

【0046】

金属粒子４２が突起部３５の突端面３６と筐体２Ａの上面部２１に密着したまま、放熱部材３Ａと筐体２Ａが接合するので、完成した放熱機構付き装置１Ａでは、筐体２Ａから放熱部材３Ａへ熱が伝わりやすい。また、突起部３５同士の隙間が熱硬化性樹脂４１で充填されたまま、放熱部材３Ａと筐体２Ａが接合するので、放熱機構付き装置１Ａでは、筐体２Ａから放熱部材３Ａへ熱が伝わりやすい。その結果、放熱機構付き装置１Ａでは、放熱効率が高い。

【0047】

以上のように、実施の形態１に係る放熱機構付き装置１Ａでは、放熱部材３Ａが基部３３の下面部３４に設けられ、その下面部３４から筐体２Ａの上面部２１へ向かって突出する複数の突起部３５を備える。このため、突起部３５それぞれから筐体２Ａまでの距離が小さく、筐体２Ａから放熱部材３Ａへ熱が伝わりやすい。その結果、放熱機構付き装置１Ａでは、放熱部材３Ａの放熱効率が高い。

【0048】

また、突起部３５それぞれと筐体２Ａとの間に金属粒子４２が配置され、その金属粒子４２が、突起部３５それぞれと筐体２Ａの上面部２１とに密着する。このため、筐体２Ａから突起部３５への伝熱性が高い。例えば、筐体２Ａと放熱部材３Ａの基部３３を、上述した特許文献１に記載の非鉛系はんだを用いて接合する場合よりも伝熱性が高い。その結果、放熱部材３Ａの放熱効率が高い。

【0049】

さらに、筐体２Ａと基部３３とを、熱硬化性樹脂４１と金属粒子４２を介して、すなわち、熱伝導性材料を介して、接合する際に、圧力が筐体２Ａの面全体に一定にかかるのではなく、突起部３５の突端面に強くかかるので、突起部３６が熱伝導性材料へ深く圧入される。これにより、突端部３５と筐体２Ａとの間に金属粒子４２が挟まれやすく密着性が高まる。その結果、放熱部材３Ａの伝熱性を高めることができる。

【0050】

（変形例）
なお、実施の形態１では、グラファイトシート３１を形成する、図示しない複数のグラファイトのベーサル面がＸＹ平面方向に延在している、しかし、ベーサル面の向きは、任意である。例えば、ベーサル面は、グラファイトシート３１の厚み方向へ向いていてもよい。このような向きの場合、グラファイトシート３１は厚み方向へ熱を伝えやすくなるが、金属層３２が形成されている結果、シート面方向へ熱が十分に拡散するからである。

【0051】

また、実施の形態１では、グラファイトシート３１を被覆する金属層３２と突起部３５が純銅または銅合金である例を説明しているが、金属層３２と突起部３５は、純銅または銅合金以外の金属材料、例えば、アルミニウム合金等で形成されていてもよい。

【0052】

（実施の形態２）
本実施の形態１に係る放熱機構付き装置１Ａでは、筐体２Ａと放熱部材３Ａが異方性導電膜４Ａにより接合されている。しかし、本発明はこれに限定されない。本発明では、筐体２Ａと放熱部材３Ａとの間が熱伝導性材料によって充填されていればよい。詳細には、筐体２Ａが有する上面部２１と放熱部材３Ａの基部３３が有する下面部３４との間と、筐体２Ａの上面部２１と放熱部材３Ａの突起部３５との間に熱伝導性材料が充填されていればよい。
ここで、熱伝導性材料とは、空気よりも熱伝導率が高い材料のことをいう。また、充填とは、空間に熱伝導性材料がある程度詰まって、その空間の熱伝導率が高まることをいう。

【0053】

実施の形態２に係る放熱機構付き装置１Ｂでは、筐体２Ａと放熱部材３Ａが、その熱伝導性材料である熱硬化性樹脂４１により接合されている。以下、図５を参照して、実施の形態２に係る放熱機構付き装置１Ｂについて説明する。なお、実施の形態２では、実施の形態１と同じ構成の説明を省略し、実施の形態１と異なる構成について説明する。

【0054】

図５は、実施の形態２に係る放熱機構付き装置１Ｂの断面図である。
なお、図５は、図１に示すＩＩ－ＩＩ切断線で放熱機構付き装置１Ｂを切断した場合の断面図を示している。

【0055】

図５に示すように、筐体２Ａと放熱部材３Ａとの間には、熱硬化性樹脂４１が充填されている。

【0056】

熱硬化性樹脂４１は、金属粒子４２が混ぜられていない接着剤が硬化することにより、形成されている。その熱硬化性樹脂４１は、実施の形態１で説明したように空気よりも熱伝導率が高い。熱硬化性樹脂４１は、筐体２Ａと放熱部材３Ａとの間に充填されることにより、筐体２Ａから放熱部材３Ａへの熱伝導性を高めている。

【0057】

放熱機構付き装置１Ｂも、実施の形態１に係る放熱機構付き装置１Ａと同じ放熱部材３Ａを備える結果、基部３３に複数の突起部３５が設けられている。突起部３５それぞれと筐体２Ａの上面部２１までの距離Ｄ２は小さく、その結果、その部分での熱硬化性樹脂４１の層の厚みが小さい。これにより、金属粒子４２が存在しなくとも、筐体２Ａの上面部２１から突起部３５までの伝熱性が十分に高い。その結果、放熱機構付き装置１Ｂでも、放熱部材３Ａの放熱効率が十分に高い。

【0058】

以上のように、実施の形態２に係る放熱機構付き装置１Ｂでも、実施の形態１の場合と同様に、突起部３５それぞれから筐体２Ａまでの距離が小さく、筐体２Ａから放熱部材３Ａへ熱が伝わりやすい。その結果、放熱部材３Ａの放熱効率が高い。

【0059】

（実施の形態３）
実施の形態１、２に係る放熱機構付き装置１Ａ、１Ｂでは、放熱部材３Ａに複数の突起部３５が設けられている。しかし、本発明はこれに限定されない。本発明では、放熱部材３Ａではなく、発熱部材、例えば、筐体２Ａが複数の突起部３５を備えてもよい。

【0060】

実施の形態３に係る放熱機構付き装置１Ｃでは、筐体２Ｃが複数の突起部２５を備える。以下、図６を参照して、実施の形態３に係る放熱機構付き装置１Ｃについて説明する。なお、実施の形態３では、実施の形態１、２と同じ構成の説明を省略し、実施の形態１、２と異なる構成について説明する。

【0061】

図６は、実施の形態３に係る放熱機構付き装置１Ｃの断面図である。
なお、図６は、図５と同様に、図１に示すＩＩ－ＩＩ切断線で放熱機構付き装置１Ｃを切断した場合の断面図を示している。

【0062】

図６に示すように、筐体２Ｃは、上面部２１に複数の突起部２５が設けられている。

【0063】

突起部２５それぞれは、伝熱性を高めるため、筐体２Ｃと同じ金属材料により形成されている。また、上面部２１と一体的に成型されている。突起部２５それぞれは、実施の形態１で説明した突起部３５と同じ形状、大きさの円柱の形状に形成されている。また、突起部２５それぞれは、実施の形態１で説明した基部３３の下面部３４に対する配置と同じ配置で筐体２Ｃの上面部２１に設けられている。そして、突起部２５の突端面２６は、放熱部材３Ｃの下面部３４と対向している。
なお、複数の突起部２５が設けられた筐体２Ｃの上面部２１は、放熱部材３Ｃと対向することから、特許請求の範囲では対向部ともいう。

【0064】

これに対して、放熱部材３Ｃの下面部３４は、実施の形態１、２の場合と異なり、平らであり、突出する構造物が存在しない。そして、下面部３４に対して筐体２Ｃの突起部２５が突出することにより、下面部３４と筐体２Ｃの突起部２５との間の距離Ｄ３が小さい。この下面部３４と筐体２Ｃの突起部２５との間には、実施の形態２の場合と同様に、接着剤が硬化することにより形成された熱硬化性樹脂４１が充填されている。その熱硬化性樹脂４１は、空気よりも熱伝導率が高い。その結果、筐体２Ｃの突起部２５から放熱部材３Ｃの下面部３４への熱伝導性が高められている。これにより、放熱機構付き装置１Ｃでも、放熱部材３Ｃの放熱効率が十分に高い。

【0065】

以上のように、実施の形態３に係る放熱機構付き装置１Ｃでは、筐体２Ｃが有する突起部２５それぞれから放熱部材３Ｃまでの距離が小さく、突起部２５から放熱部材３Ｃへ熱が伝わりやすい。その結果、放熱部材３Ｃの放熱効率が高い。

【0066】

（変形例）
なお、実施の形態３では、放熱部材３Ｃの下面部３４が平らで突起部３５を有していないが、放熱部材３Ｃの下面部３４に、実施の形態１、２の場合と同様に、複数の突起部３５が形成されてもよい。その場合、筐体２Ｃが有する突起部２５それぞれが、放熱部材３Ｃの下面部３４に設けられた突起部３５それぞれと対向して、それらの距離が小さいとよい。これにより、筐体２Ｃの突起部２５から放熱部材３Ｃの突起部３５までの熱伝熱性を高めることができるからである。

【0067】

また、実施の形態３では、熱硬化性樹脂４１に金属粒子４２が分散されてないが、この熱硬化性樹脂４１に代えて、実施の形態１で説明した異方性導電膜４Ａが用いられてもよい。この場合、異方性導電膜４Ａに含まれる金属粒子４２が、放熱部材３Ｃの下面部３４と筐体２Ｃの突起部２５とを導通されて、より伝熱性が高まるからである。

【0068】

以上、本発明の実施の形態１－３に係る放熱部材３Ａ、３Ｃ、放熱機構付き装置１Ａ－１Ｃおよび発熱部材について説明したが、本発明はこれに限定されない。

【0069】

例えば、実施の形態１－３では、筐体２Ａ、２Ｃ内の部品が発熱することにより、筐体２Ａ、２Ｃが熱を持つ。すなわち、筐体２Ａ、２Ｃが発熱部材として機能する。しかし、本発明はこれに限定されない。本発明では、放熱機構付き装置１Ａ－１Ｃが発熱部材を備えていればよい。従って、筐体２Ａ、２Ｃは、他の発熱部材に置き換えられてもよい。例えば、筐体２Ａ、２Ｃは、電力の供給により発熱する電子部品が実装された基板であってもよい。なお、筐体２Ａ、２Ｃは、実施の形態１－３では直方体状であるが、他の形状、例えば、板状であってもよい。

【0070】

また、実施の形態１－３では、発熱部材である筐体２Ａ、２Ｃの上面部２１に放熱部材３Ａ、３Ｃが設けられている。しかし、本発明はこれに限定されない。本発明では、放熱部材３Ａ、３Ｃが、発熱部材と対向する基部３３と、基部３３に設けられ、基部３３から発熱部材へ向かって突出する複数の突起部３５と、を備えるか、または、発熱部材、例えば、筐体２Ａ、２Ｃが放熱部材３Ａ、３Ｃに対向する対向部と、対向部に設けられ、対向部から放熱部材３Ａ、３Ｃへ向かって突出する複数の突起部２５と、を備えていればよい（以下、このことを発明の条件という）。従って、放熱部材３Ａ、３Ｃと筐体２Ａ、２Ｃの各部分の向きは、これら発明の条件を満たす限りにおいて、任意である。例えば、上記の上面部２１は、これら発明の条件を満たすのであれば、下に向けられてもよいし、左右方向に向けられてもよい。

【0071】

実施の形態１、２では、放熱部材３Ａが備える基部３３の平面状の下面部３４に突起部３５が設けられている。また、実施の形態３では、筐体２Ｃの平面状の上面部２１に突起部２５が設けられている。しかし、本発明はこれに限定されない。本発明では、放熱部材３Ａ、３Ｃが上述した発明の条件を満たすか、または、発熱部材が上述した発明の条件を満たしていればよい。従って、基部３３の下面部３４と筐体２Ｃの上面部２１の形状は、上述した発明の条件を満たす限りにおいて、任意である。例えば、基部３３の下面部３４と筐体２Ｃの上面部２１は、曲面状であってもよい。

【0072】

実施の形態１－３では、突起部２５、３５それぞれが円柱状である。しかし、本発明はこれに限定されない。本発明では、突起部３５が基部３３に設けられ、基部３３から発熱部材へ向かって突出するか、または、突起部２５が対向部に設けられ、対向部から放熱部材３Ａ、３Ｃへ向かって突出していればよい。従って、突起部２５、３５それぞれの形状は、この条件を満たす限りにおいて任意である。例えば、突起部２５、３５それぞれは、楕円柱、円錐、角柱、角錐または錘台等の形状であってもよい。また、突起部２５、３５同士で外径が異なっていてもよい。また、一部の突起部２５、３５が円柱状であり、残りの突起部２５、３５が楕円柱状であってもよい。

【0073】

実施の形態１－３では、放熱部材３Ａが備える基部３３が、グラファイトシート３１と金属層３２により形成されている。しかし、本発明はこれに限定されない。本発明では、基部３３は発熱部材と対向していればよい。また、基部３３は、基部３３から発熱部材へ向かって突出する複数の突起部３５が設けられていればよい。従って、基部３３は、この条件を満たすものであれば、グラファイトシート３１と金属層３２を備えていなくてもよい。例えば、基部３３は、グラファイトシート３１を備えず、伝熱率が高い金属材料によって全体が形成されていてもよい。このような基部３３でも十分な放熱性能が得られるからである。

【符号の説明】

【0074】

１Ａ－１Ｃ 放熱機構付き装置
２Ａ，２Ｃ 筐体
３Ａ，３Ｃ 放熱部材
４Ａ 異方性導電膜
５ 未硬化状態の異方性導電膜
２１ 上面部
２５ 突起部
２６ 突端面
３１ グラファイトシート
３２ 金属層
３３ 基部
３４ 下面部
３５ 突起部
３６ 突端面
４１ 熱硬化性樹脂
４２ 金属粒子
５１ 接着剤
Ｄ１－Ｄ３ 距離

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】