特許 7668974 放熱部材、照明装置、および放熱部材の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-04-17

(45)【発行日】2025-04-25

(54)【発明の名称】放熱部材、照明装置、および放熱部材の製造方法

(51)【国際特許分類】

   F21V 29/70 20150101AFI20250418BHJP

   H01L 23/36 20060101ALI20250418BHJP

   H01L 23/373 20060101ALI20250418BHJP

【ＦＩ】

F21V29/70

H01L23/36 C

H01L23/36 M

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2024567569

(86)(22)【出願日】2024-06-06

(86)【国際出願番号】 JP2024020753

【審査請求日】2024-11-13

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100116964

【弁理士】

【氏名又は名称】山形 洋一

(74)【代理人】

【識別番号】100120477

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 賢改

(74)【代理人】

【識別番号】100135921

【弁理士】

【氏名又は名称】篠原 昌彦

(74)【代理人】

【識別番号】100203677

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 力

(72)【発明者】

【氏名】三田村 昌哉

(72)【発明者】

【氏名】正木 元基

【審査官】野木 新治

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－２２８８５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０９７０２７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－２１６７１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０４５０８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２１Ｖ ２９／７０

Ｈ０１Ｌ ２３／３６

Ｈ０１Ｌ ２３／３７３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の面を有する第１の突起と、
前記第１の面に面している第２の面を有する第２の突起と
を備え、
前記第１の面の材料と前記第２の面の材料はいずれも金属ではない材料で構成され、
前記第１の面の材料は、前記第２の面の材料と異なっており、
前記第１の面の前記材料の放射スペクトルおよび前記第２の面の前記材料の放射スペクトルの各々は、２．５μｍ以上２５μｍ以下の波長領域において０．５以上の平均放射率を持っており、
２．５μｍ以上２５μｍ以下の前記波長領域における３０％以上の領域において、前記第１の面の前記材料の前記放射スペクトルの放射率と前記第２の面の前記材料の前記放射スペクトルの放射率との差は、０．３以上である
ことを特徴とする放熱部材。

【請求項2】

前記第１の面の材料および前記第２の面の材料はいずれもセラミック材料、樹脂材料、または樹脂材料にセラミック材料の粉末をフィラーとして混合させた材料で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の放熱部材。

【請求項3】

前記第１の面か前記第２の面の少なくともいずれかの表面粗さＲａは、０．１μｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の放熱部材。

【請求項4】

前記第１の突起は、前記第１の面を含む第１の表面層を有し、
前記第２の突起は、前記第２の面を含む第２の表面層を有し、
前記第１の表面層か前記第２の表面層の少なくともいずれかは、膜厚が１０μｍ以上である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の放熱部材。

【請求項5】

前記第１の突起および前記第２の突起に熱を伝えるベースプレートをさらに備え、
前記ベースプレートの熱伝導率は、２０Ｗ／ｍＫ以上である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の放熱部材。

【請求項6】

発光素子と、
前記発光素子の熱を放熱する請求項１又は２に記載の放熱部材と
を備えたことを特徴とする照明装置。

【請求項7】

第１の面を有する第１の突起と、前記第１の面に面している第２の面を有する第２の突起とを有する放熱部材の製造方法であって、
前記第２の面が前記第１の面に面するように前記第１の突起および前記第２の突起をベースプレートに設けることと、
前記第２の面の材料とは異なる材料で、前記第１の面の材料の放射スペクトルが２．５μｍ以上２５μｍ以下の波長領域において０．５以上の平均放射率を持つように前記第１の面を形成することと、
前記第１の面の材料とは異なる材料で、前記第２の面の材料の放射スペクトルが２．５μｍ以上２５μｍ以下の波長領域において０．５以上の平均放射率を持つように前記第２の面を形成することと
を備え、
前記第１の面の材料と前記第２の面の材料はいずれも金属ではない材料で構成され、
２．５μｍ以上２５μｍ以下の前記波長領域における３０％以上の領域において、前記第１の面の前記材料の前記放射スペクトルの放射率と前記第２の面の前記材料の前記放射スペクトルの放射率との差は、０．３以上である
ことを特徴とする放熱部材の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、放熱部材、照明装置、および放熱部材の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

低放射率面を持つ放熱フィンと高放射率面を持つ放熱フィンとを備えたヒートシンクなどの放熱部材が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１４－４１９２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

通常、低放射率面では放熱量が減少するため、放熱部材の放熱性能が下がるという問題がある。放熱量を増加させるために低放射率面を大きくすると、放熱部材が大型化するという問題がある。したがって、従来の技術では、高い放熱性能および小型化を両立することが難しい。

【0005】

本開示の目的は、上記の課題を解決するものであり、高い放熱性能および小型化を両立する、放熱部材、照明装置、または放熱部材の製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様に係る放熱部材は、
第１の面を有する第１の突起と、
前記第１の面に面している第２の面を有する第２の突起と
を備え、
前記第１の面の材料と前記第２の面の材料はいずれも金属ではない材料で構成され、
前記第１の面の材料は、前記第２の面の材料と異なっており、
前記第１の面の前記材料の放射スペクトルおよび前記第２の面の前記材料の放射スペクトルの各々は、２．５μｍ以上２５μｍ以下の波長領域において０．５以上の平均放射率を持っており、
２．５μｍ以上２５μｍ以下の前記波長領域における３０％以上の領域において、前記第１の面の前記材料の前記放射スペクトルの放射率と前記第２の面の前記材料の前記放射スペクトルの放射率との差は、０．３以上である
ことを特徴とする。
本開示の一態様に係る照明装置は、
発光素子と、
前記発光素子の熱を放熱する前記放熱部材と
を備えたことを特徴とする。
本開示の一態様に係る放熱部材の製造方法は、
第１の面を有する第１の突起と、前記第１の面に面している第２の面を有する第２の突起とを有する放熱部材の製造方法であって、
前記第２の面が前記第１の面に面するように前記第１の突起および前記第２の突起をベースプレートに設けることと、
前記第２の面の材料とは異なる材料で、前記第１の面の材料の放射スペクトルが２．５μｍ以上２５μｍ以下の波長領域において０．５以上の平均放射率を持つように前記第１の面を形成することと、
前記第１の面の材料とは異なる材料で、前記第２の面の材料の放射スペクトルが２．５μｍ以上２５μｍ以下の波長領域において０．５以上の平均放射率を持つように前記第２の面を形成することと
を備え、
前記第１の面の材料と前記第２の面の材料はいずれも金属ではない材料で構成され、
２．５μｍ以上２５μｍ以下の前記波長領域における３０％以上の領域において、前記第１の面の前記材料の前記放射スペクトルの放射率と前記第２の面の前記材料の前記放射スペクトルの放射率との差は、０．３以上である
ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、高い放熱性能および小型化を両立する、放熱部材、照明装置、または放熱部材の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態１に係る放熱部材を示す斜視図である。

【図2】図１に示される放熱部材の断面図である。

【図3】放熱部材の他の例を示す斜視図である。

【図4】図３に示される放熱部材の断面図である。

【図5】実施の形態１に係る放熱部材の製造方法の例を示すフローチャートである。

【図6】実施の形態１の実施例および比較例の放熱性能を示す表である。

【図7】実施の形態２に係る放熱部材を示す斜視図である。

【図8】実施の形態３に係る放熱部材を示す断面図である。

【図9】実施の形態４に係る放熱部材を示す斜視図である。

【図10】実施の形態５に係る照明装置を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１に係る放熱部材１を示す斜視図である。
図２は、図１に示される放熱部材１の断面図である。
以下、図を用いて、実施の形態１に係る放熱部材１について説明する。放熱部材１は、ベースプレート２と、ベースプレート２の表面に設けられた複数の突起３とを有する。

【0010】

各突起３は、熱を放出する面を含む表面層４を有する。図１に示される例では、複数の突起３のうちの、第１の突起３１および第２の突起３２が互いに隣接している。第１の突起３１は、熱を放出する第１の面４１を含む第１の表面層４ａを有する。第２の突起３２は、熱を放出する第２の面４２を含む第２の表面層４ｂを有する。第２の表面層４ｂは、第１の表面層４ａに面している。したがって、第２の突起３２の第２の面４２は、第１の突起３１の第１の面４１に面している。

【0011】

ベースプレート２は、熱源で発生した熱を第１の突起３１および第２の突起３２に伝える。ベースプレート２は、第１の突起３１および第２の突起３２に直接接触していると好ましい。

【0012】

ベースプレート２は、突起３を形成できるものを適宜選択すればよく、例えば、アルミニウム、鉄、銅などの金属、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化ホウ素、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、結晶シリカ、酸化チタン、マンガン・フェライト（（ＦｅＭｎ）_２Ｏ_３）、酸化第二鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）等のセラミック材料、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、およびポリイミド樹脂等の樹脂材料、または樹脂材料にセラミック材料の粉末をフィラーとして混合させた材料等が使用できる。

【0013】

ベースプレート２の形状は、放熱部材１として使用可能な形状を適宜選択すればよく、例えば、円盤、平板、または使用環境に合わせ任意の形状にした板等が使用できる。また、ベースプレート２の断面の形状も同様に放熱部材１として使用可能な形状を適宜選択すればよく、例えば、厚みの均一な板、湾曲した板、場所によって厚みの異なる板等が使用できる。ベースプレート２の厚みは、突起３の設けられた面とその反対側の面との熱伝導を妨げないよう１０ｍｍ以下とするのが好ましい。ベースプレート２の厚みに突起３の高さは含まない。

【0014】

突起３は、第１の表面層４ａと第２の表面層４ｂを形成できるよう形状と大きさを適宜選択すればよい。例えば、図１および図２に示す断面が山型の形状とし、突起の高さを１ｍｍから１０ｍｍの範囲とすることで、第１の表面層４ａと第２の表面層４ｂを容易に形成できる。

【0015】

突起３は、第１の表面層４ａと第２の表面層４ｂとが互いに向かい合うように配置されていればよい。例えば、図１および図２に示すように、突起３の側面の一方に第１の表面層４ａを形成し、他方に第２の表面層４ｂを形成し、隣接する突起３にも同じ配置パターンで第１の表面層４ａと第２の表面層４ｂを形成することで、第１の表面層４ａと第２の表面層４ｂが、互いに向かい合う配置とすることができる。

【0016】

図３は、放熱部材１の他の例を示す斜視図である。
図４は、図３に示される放熱部材１の断面図である。
図３および図４に示されるように、突起３（具体的には、第１の突起３１）の側面の両方に第１の表面層４ａを形成し、隣接する突起３（具体的には、第２の突起３２）の側面の両方に第２の表面層４ｂを形成し、第１の突起３１と第２の突起３２とを交互に並べてもよい。これにより、第１の表面層４ａと第２の表面層４ｂとが、互いに向かい合う配置とすることができる。図１に示される配置および図３に示される配置は組み合わせてもよい。

【0017】

第１の面４１の材料は、第２の面４２の材料と異なっている。したがって、第１の表面層４ａの材料は、第２の表面層４ｂの材料と異なっている。

【0018】

第１の面４１の材料の放射スペクトルおよび第２の面４２の材料の放射スペクトルの各々は、２．５μｍ以上２５μｍ以下の波長領域において０．５以上の平均放射率を持っていると好ましい。同様に、第１の表面層４ａの放射スペクトルおよび第２の表面層４ｂの放射スペクトルの各々は、２．５μｍ以上２５μｍ以下の波長領域において０．５以上の平均放射率を持っていると好ましい。

【0019】

第１の表面層４ａの材料として、２．５μｍ以上２５μｍ以下の波長領域の平均放射率が０．５以上の材料を適宜選択すればよく、例えば、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化ホウ素、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、結晶シリカ、酸化チタン、マンガン・フェライト（（ＦｅＭｎ）_２Ｏ_３）、酸化第二鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）等のセラミック材料、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、およびポリイミド樹脂等の樹脂材料、または樹脂材料にセラミック材料の粉末をフィラーとして混合させた材料を用いることができる。

【0020】

また、ベースプレート２および突起３がセラミック材料、樹脂材料、または樹脂材料にセラミック材料の粉末をフィラーとして混合させた材料で構成されている場合は、突起３の素地を露出させ第１の表面層４ａとしてもよい。

【0021】

突起３は、表面層４と、表面層４を支持する支持部材とを有してもよい。この場合、支持部材は、例えば、金属部材である。ベースプレート２および突起３が金属の場合は、第１の表面層４ａを形成する方法として、例えば陽極酸化などを用いて突起３の表面を酸化させ、生成された金属酸化物で金属の表面を覆う方法で第１の表面層４ａを形成してもよい。

【0022】

第２の表面層４ｂの材料は、第１の表面層４ａの材料と同様の材料から選択することができ、例えば、セラミック材料、樹脂材料、または樹脂材料にセラミック材料の粉末をフィラーとして混合させた材料を用いることができる。

【0023】

また、ベースプレート２および突起３がセラミック材料、樹脂材料、または樹脂材料にセラミック材料の粉末をフィラーとして混合させた材料で構成されており、それと同一の材料を第１の表面層４ａとして選択していない場合は、突起３の素地を露出させ第１の表面層４ａとしてもよい。

【0024】

また、ベースプレート２および突起３が金属であり、その酸化物を第１の表面層４ａとして選択していない場合は、第１の表面層４ａを形成する方法として、例えば陽極酸化などを用いて突起３の表面を酸化させ、生成された金属酸化物で金属の表面を覆う方法で第１の表面層４ａを形成してもよい。

【0025】

放射率は、黒体の赤外線放射の強度に対する物質の赤外線放射の強度の割合を指し、フーリエ変換赤外分光光度計で測定する。平均放射率は２．５μm以上２５μm以下の波長領域における放射率を平均したものである。放射スペクトルは、波長ごとの放射率を表す。放射率の差は、同じ波長における第１の表面層４ａと第２の表面層４ｂの放射率の差を表す。２．５μｍ以上２５μｍ以下の波長領域における３０％以上の領域において、第１の面４１の材料の放射スペクトルの放射率と第２の面４２の材料の放射スペクトルの放射率との差は、０．３以上であると好ましい。

【0026】

放射率が高いほど放熱性能を高めることができるため、第１の表面層４ａか第２の表面層４ｂの少なくとも一方の平均放射率が０．６以上であれば放熱性能をより高めることができ、０．７以上であればさらに高めることができる。

【0027】

一般に、物質に当たった赤外線放射の一部は吸収されて熱となる。その吸収割合は、物質の放射スペクトルと一致する。そのため、放射率の差が小さい波長の赤外線放射は、突起どうしの向かい合う面でお互いに吸収してしまい、放熱部材の放熱性能を劣化させる。例えば、放射率の差が０．３未満では、お互いに吸収される赤外線放射の割合が多くなり放熱性能が劣化してしまう。また、お互いの放射を吸収することを防ぐことができる領域が３０％未満では、放熱部材全体でお互いに吸収される赤外線放射の割合が多くなり放熱性能が劣化してしまう。

【0028】

放射率の差が大きく、差が大きい領域が広いほど、お互いの放射を吸収することを防ぎ放熱性能を高めることができるため、放射率の差は５０％以上であればより好ましい。また、放射率の差は、０．４以上であればより好ましく、０．５以上であればさらに好ましい。

【0029】

第１の表面層４ａと第２の表面層４ｂは、鏡面研磨を施すなどの方法で表面粗さＲａが０．１μｍ未満とすると、放射率が低下し放熱性能が低下する。そのため、第１の表面層４ａか第２の表面層４ｂの少なくともいずれかの表面粗さＲａは、０．１μｍ以上であると好ましい。すなわち、第１の面４１か第２の面４２の少なくともいずれかの表面粗さＲａは、０．１μｍ以上であると好ましい。第１の表面層４ａと第２の表面層４ｂの両方の表面粗さＲａが０．１μｍ以上であればより好ましい。すなわち、第１の面４１および第２の面４２の両方の表面粗さＲａが０．１μｍ以上であればより好ましい。

【0030】

第１の表面層４ａと第２の表面層４ｂを表面コーティングによって形成する場合、厚みが１０μｍより薄いと放射率が低下し放熱性能が低下する。そのため、第１の表面層４ａか第２の表面層４ｂの少なくともいずれかは、膜厚が１０μｍ以上であると好ましい。

【0031】

表面コーティングとは、セラミック材料、樹脂材料、樹脂材料にセラミック材料の粉末をフィラーとして混合させた材料、または陽極酸化などを用いて突起３の表面を酸化させた金属酸化物で、第１の表面層４ａまたは第２の表面層４ｂを形成することをいう。

【0032】

ベースプレート２および突起３の熱伝導率の各々は、熱源で発生した熱を第１の表面層４ａおよび第２の表面層４ｂに伝える経路となるため、熱伝導の妨げとならないよう２０Ｗ／ｍＫ以上であると好ましい。ベースプレート２および突起３の熱伝導率の各々は、熱伝導率が３０Ｗ／ｍＫ以上の材料で構成されるとより好ましい。

【0033】

図５は、実施の形態１に係る放熱部材１の製造方法の例を示すフローチャートである。
本実施の形態に係る放熱部材１の製造方法について図５のフローチャートを用いて説明する。
ステップＳ１では、ベースプレート２を用意する。用意する方法は、その素材に合わせ任意の方法を選択する。例えば、セラミック材料、樹脂材料、または樹脂材料にセラミック材料の粉末をフィラーとして混合させた材料を用意し、切断または切削等の方法で任意の形状に成形する。

【0034】

ステップＳ２では、ベースプレート２の表面に突起３を設ける。例えば、第２の面４２が第１の面４１に面するようにベースプレート２の表面に第１の突起３１および第２の突起３２を設ける。突起３を設ける方法は、例えば、ベースプレート２を構成する材料を切削する方法、ベースプレート２と同様に切断または切削する等の方法で任意の形状に成形した突起３をベースプレート２に接着する方法等が挙げられる。

【0035】

ステップＳ３では、第１の面４１を含む第１の表面層４ａの材料と第２の面４２を含む第２の表面層４ｂの材料との組み合わせを決定する。この場合、第１の表面層４ａの材料として、第２の表面層４ｂの材料とは異なる材料を選択する。さらに、第１の面４１の材料の放射スペクトルが２．５μｍ以上２５μｍ以下の波長領域において０．５以上の平均放射率を持つように第１の面４１を含む第１の表面層４ａの材料を決定する。同様に、第２の面４２の材料の放射スペクトルが２．５μｍ以上２５μｍ以下の波長領域において０．５以上の平均放射率を持つように第２の面４２を含む第２の表面層４ｂの材料を決定する。

【0036】

ステップＳ４では、第２の面４２の材料とは異なる材料で、第１の面４１の材料の放射スペクトルが２．５μｍ以上２５μｍ以下の波長領域において０．５以上の平均放射率を持つように第１の面４１を形成する。例えば、まず第１の突起３１に第１の表面層４ａを形成する。第１の表面層４ａを形成する方法は、セラミック材料を表面で焼結させる、樹脂材料またはフィラーを混合させた樹脂材料をスプレー法、浸漬法、刷毛塗法、スクリーン印刷法、または転写法等を用いて塗布する等が挙げられる。

【0037】

ベースプレート２および突起３と同一の材料で第１の表面層４ａを形成する場合は、突起３に表面コーティングを施さず、素地を露出させ第１の表面層４ａとしてもよい。ベースプレート２および突起３が金属の場合は、陽極酸化などを用いて表面を酸化させ第１の表面層４ａとしてもよい。第１の表面層４ａを形成する際、のちに第２の表面層４ｂを形成する面には、第２の表面層４ｂの形成を阻害することの無いよう、第１の表面層４ａを形成しないことが好ましい。その方法としては、例えば、第１の表面層４ａの表面をマスキングテープなどで覆ってから第１の表面層４ａを形成し、その後マスキングテープを剥がす方法、または第１の表面層４ａを形成したのちサンドブラストなどでのちに第２の表面層４ｂを形成する面を覆う部分を除去するといった方法が挙げられる。

【0038】

ステップＳ５では、第１の面４１の材料とは異なる材料で、第２の面４２の材料の放射スペクトルが２．５μｍ以上２５μｍ以下の波長領域において０．５以上の平均放射率を持つように第２の面４２を形成する。例えば、まず第１の表面層４ａに向かい合う面に第１の表面層４ａを覆わないよう第２の表面層４ｂを形成する。第２の表面層４ｂは、第１の表面層４ａの上に形成して覆ってしまうことの無いよう形成できる方法であればどのような方法でもよい。その方法としては、例えば、第１の表面層４ａの表面をマスキングテープなどで覆ってから第２の表面層４ｂを形成し、その後マスキングテープを剥がす方法、または第２の表面層４ｂを形成したのちサンドブラストなどで第１の表面層４ａを覆う部分を除去するといった方法が挙げられる。

【0039】

第２の表面層４ｂを形成する方法は、第１の表面層４ａの形成方法として例示したものと同様の方法を用いることができ、例えば、セラミック材料を表面で焼結させる、樹脂材料またはフィラーを混合させた樹脂材料をスプレー法、浸漬法、刷毛塗法、スクリーン印刷法、または転写法等を用いて塗布する等が挙げられる。また、ベースプレート２および突起３と同一の材料で第２の表面層４ｂを形成する場合は、突起３に表面コーティングを施さず、素地を露出させ第２の表面層４ｂとしてもよい。ベースプレート２および突起３が金属の場合は、陽極酸化などを用いて表面を酸化させ第２の表面層４ｂとしてもよい。

【0040】

ステップＳ４およびステップＳ５において、２．５μｍ以上２５μｍ以下の波長領域における３０％以上の領域において、第１の面４１の材料の放射スペクトルの放射率と第２の面４２の材料の放射スペクトルの放射率との差が０．３以上となるように第１の面４１および第２の面４２が形成されればよい。

【0041】

＜実施例＞
本開示に係る放熱部材１の利点について、図６を用いて説明する。
図６は、実施の形態１の実施例および比較例の放熱性能を示す表である。
実施例１から４には実施の形態１が適用されており、比較例１および２には実施の形態１が適用されていない。

【0042】

［実施例１］
実施例１は、アルミナ製のベースプレートの表面を切削し、断面が山型となる突起を形成し、すべての突起の同じ方向の側面をそのまま第１の表面層４ａとし、もう一方の側面にシリコーン樹脂を塗布したサンプルである。

【0043】

［実施例２］
実施例２は、シリコーン樹脂を塗布した後にシリコーン樹脂を塗布した表面をやすりで荒らし、表面粗さＲａを０．１μｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして得られたサンプルである。

【0044】

［実施例３］
実施例３は、シリコーン樹脂を塗布する際に厚く塗布し、膜厚を１０μｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして得られたサンプルである。

【0045】

［実施例４］
実施例４は、ベースプレートの材料として熱伝導率が２０Ｗ／ｍＫの高純度アルミナを用いたこと以外は、実施例１と同様にして得られたサンプルである。

【0046】

［比較例１］
比較例１は、シリコーン樹脂の代わりに、平均放射率が０．１となるアルミテープを貼り付けたこと以外は、実施例１と同様にして得られたサンプルである。

【0047】

［比較例２］
比較例２は、シリコーン樹脂の代わりに、アルミナ粉とシリコーン樹脂を混合させた塗料を塗布したこと以外は、実施例１と同様にして得られたサンプルである。シリコーン樹脂と混合させた塗料の放射率の差が０．３以上となる領域は２０％である。

【0048】

上述した実施例１から４および比較例１，２のサンプルに対して、以下のようにして、放熱性能を評価した。この評価方法においては、放熱部材１の大きさはいずれも５０ｍｍ×５０ｍｍとし、突起３は５ｍｍの高さで形成した。また、放熱部材１における突起３が設けられた面とは反対側に位置する面に、セラミックヒーターが取り付けられている。各サンプルは、セラミックヒーターに電力が印加され、各サンプルの温度とセラミックヒーターの温度が飽和温度に達するまで、数時間放置される。その後、セラミックヒーターの表面温度が、熱電対等を用いて計測される。

【0049】

放熱性能の評価結果は、実施例１のサンプルで得られた飽和温度を基準とし、実施例２から４および比較例１，２の各サンプルで得られた飽和温度が、実施例１の飽和温度よりも低い場合を「優」、同等の場合を「良」、高い場合を「低」とする。

【0050】

実施例２のサンプルにおいては、シリコーン樹脂表面の表面粗さＲａを０．１μｍとしたことで放熱性能が向上し、飽和温度が低下した。実施例３のサンプルにおいては、シリコーン樹脂の膜厚を１０μｍとしたことで放熱性能が向上し、飽和温度が低下した。実施例４のサンプルにおいては、ベースプレートの熱伝導率を２０Ｗ／ｍＫとしたことで放熱性能が向上し、飽和温度が低下した。

【0051】

比較例１のサンプルにおいては、アルミテープを用いて、第１の面４１か第２の面４２のいずれかの平均放射率を０．５未満としたことで放熱性能が劣化し、飽和温度が上昇した。比較例２のサンプルにおいては、アルミナ粉とシリコーン樹脂を混合させた塗料を用いて、第１の面４１の放射率と第２の面４２の放射率との差が０．３以上となる領域が３０％未満である場合、放熱性能が劣化し、飽和温度が上昇した。

【0052】

実施の形態１によれば、高い放熱性能および小型化を両立する、放熱部材１または放熱部材１の製造方法を提供することができる。

【0053】

＜実施の形態２＞
図７は、実施の形態２に係る放熱部材１０１を示す斜視図である。
以下、図を用いて、実施の形態２に係る放熱部材１０１について説明する。なお、上述した実施の形態１で説明した構成と同様の機能を有する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0054】

放熱部材１０１は、ベースプレート２と、ベースプレート２の表面に設けられた複数の突起１０３とを有する。複数の突起１０３は、第１の突起３１と第２の突起３２とを含む。図７に示される例では、各突起１０３は、ピラミッド型の突起である。実施の形態１で説明したように、第１の突起３１は、第１の面４１を含む第１の表面層４ａを有し、第２の突起３２は、第２の面４２を含む第２の表面層４ｂを有する。各突起１０３は、第１の表面層４ａおよび第２の表面層４ｂを形成できるよう形状と大きさを適宜選択すればよい。

【0055】

突起１０３は、第１の表面層４ａと第２の表面層４ｂとが互いに向かい合うように配置されていればよい。例えば、図７に示されるように、１つの突起１０３（例えば、第１の突起３１）の側面が第１の表面層４ａであり、なお且つ、隣接する突起１０３（例えば、第２の突起３２）の側面が第２の表面層４ｂであるように、各突起１０３が配置される。

【0056】

実施の形態２によれば、第１の面４１および第２の面４２をいずれも放射率の高い材料としつつ放射スペクトルが異なる組み合わせとすることで、各面からの放熱性能を高めつつ向かい合う面でお互いの放射を吸収することを防ぎ、放熱部材１０１全体の放熱性能を高めることができる。そのため、放熱部材１０１に求められる放熱性能を達成するのに必要な体積を縮小し、高い放熱性能と小型化を両立する放熱部材１０１を提供することができる。

【0057】

＜実施の形態３＞
図８は、実施の形態３に係る放熱部材２０１を示す断面図である。
以下、図を用いて、実施の形態３に係る放熱部材２０１について説明する。なお、上述した実施の形態１で説明した構成と同様の機能を有する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0058】

放熱部材２０１は、ベースプレート２と、ベースプレート２の表面に設けられた複数の突起２０３とを有する。複数の突起２０３は、第１の突起３１と第２の突起３２とを含む。図８に示される例では、各突起２０３は、板状の突起である。実施の形態１で説明したように、第１の突起３１は、第１の面４１を含む第１の表面層４ａを有し、第２の突起３２は、第２の面４２を含む第２の表面層４ｂを有する。各突起２０３は、第１の表面層４ａおよび第２の表面層４ｂを形成できるよう形状と大きさを適宜選択すればよい。

【0059】

突起２０３は、第１の表面層４ａと第２の表面層４ｂとが互いに向かい合うように配置されていればよい。例えば、図８に示されるように、１つの突起２０３（例えば、第１の突起３１）の側面が第１の表面層４ａであり、なお且つ、隣接する突起２０３（例えば、第２の突起３２）の側面が第２の表面層４ｂであるように、各突起２０３が配置される。

【0060】

実施の形態３によれば、第１の面４１および第２の面４２をいずれも放射率の高い材料としつつ放射スペクトルが異なる組み合わせとすることで、各面からの放熱性能を高めつつ向かい合う面でお互いの放射を吸収することを防ぎ、放熱部材２０１全体の放熱性能を高めることができる。そのため、放熱部材２０１に求められる放熱性能を達成するのに必要な体積を縮小し、高い放熱性能と小型化を両立する放熱部材２０１を提供することができる。

【0061】

＜実施の形態４＞
図９は、実施の形態４に係る放熱部材３０１を示す斜視図である。
以下、図を用いて、実施の形態４に係る放熱部材３０１について説明する。なお、上述した実施の形態１で説明した構成と同様の機能を有する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0062】

放熱部材３０１は、ベースプレート２と、ベースプレート２の表面に設けられた複数の突起３０３とを有する。複数の突起３０３は、第１の突起３１と第２の突起３２とを含む。図９に示される例では、各突起３０３は、立方体の突起である。実施の形態１で説明したように、第１の突起３１は、第１の面４１を含む第１の表面層４ａを有し、第２の突起３２は、第２の面４２を含む第２の表面層４ｂを有する。各突起３０３は、第１の表面層４ａおよび第２の表面層４ｂを形成できるよう形状と大きさを適宜選択すればよい。

【0063】

突起３０３は、第１の表面層４ａと第２の表面層４ｂとが互いに向かい合うように配置されていればよい。例えば、図９に示されるように、１つの突起３０３（例えば、第１の突起３１）の側面が第１の表面層４ａであり、なお且つ、隣接する突起３０３（例えば、第２の突起３２）の側面が第２の表面層４ｂであるように、各突起２０３が配置される。

【0064】

実施の形態４によれば、第１の面４１および第２の面４２をいずれも放射率の高い材料としつつ放射スペクトルが異なる組み合わせとすることで、各面からの放熱性能を高めつつ向かい合う面でお互いの放射を吸収することを防ぎ、放熱部材３０１全体の放熱性能を高めることができる。そのため、放熱部材３０１に求められる放熱性能を達成するのに必要な体積を縮小し、高い放熱性能と小型化を両立する放熱部材３０１を提供することができる。

【0065】

＜実施の形態５＞
図１０は、実施の形態５に係る照明装置５を示す断面図である。
以下、図を用いて、実施の形態５に係る照明装置５について説明する。
実施の形態５に係る照明装置５は、放熱部材５１と、熱源としての発光素子５２とを有する。放熱部材５１は、実施の形態１から４で説明したいずれかの放熱部材１，１０１，２０１，または３０１である。発光素子５２は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）である。この場合、照明装置５は、ＬＥＤ照明装置である。放熱部材５１は、発光素子５２の熱を放熱する。

【0066】

放熱部材５１と発光素子５２とは、発光素子５２の熱を効率的に放熱できるように接続されていればよい。例えば、発光素子５２を放熱部材５１に直接接着する方法、ねじ止めする方法、セラミックや金属等の熱伝導率の高い材質からなる取付治具を介して接続する方法などを用いることができる。

【0067】

放熱部材５１と発光素子５２との間に、実施の形態１で説明したベースプレート２を配置してもよい。

【0068】

実施の形態５に係る照明装置５によれば、実施の形態１から４で説明したいずれかの放熱部材１，１０１，２０１，または３０１を有するので、高い放熱性能と小型化を両立した照明装置５を提供することができる。

【0069】

以上に説明した各実施の形態における特徴は、互いに組み合わせることができる。

【符号の説明】

【0070】

１，５１，１０１，２０１，３０１ 放熱部材、 ２ ベースプレート、 ３，１０３，２０３，３０３ 突起、 ４ 表面層、 ４ａ 第１の表面層、 ４ｂ 第２の表面層、 ５ 照明装置、 ３１ 第１の突起、 ３２ 第２の突起、 ４１ 第１の面、 ４２ 第２の面、 ５２ 発光素子。

【要約】

放熱部材（１）は、第１の面（４１）を有する第１の突起（３１）と、第１の面（４１）に面している第２の面（４２）を有する第２の突起（３２）とを有する。第１の面（４１）の材料は、第２の面（４２）の材料と異なっている。第１の面（４１）の材料の放射スペクトルおよび第２の面（４２）の材料の放射スペクトルの各々は、２．５μｍ以上２５μｍ以下の波長領域において０．５以上の平均放射率を持っている。２．５μｍ以上２５μｍ以下の波長領域における３０％以上の領域において、第１の面（４１）の材料の放射スペクトルの放射率と第２の面（４２）の材料の放射スペクトルの放射率との差は、０．３以上である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】