JP2005252190A

JP2005252190A - 放熱板とその製造方法

Info

Publication number: JP2005252190A
Application number: JP2004064471A
Authority: JP
Inventors: Norio Miyagi; 典雄宮城
Original assignee: Kotobuki Kogyo KK
Current assignee: Kotobuki Kogyo KK
Priority date: 2004-03-08
Filing date: 2004-03-08
Publication date: 2005-09-15

Abstract

【課題】軽くて錆びず熱伝導性に優れヒートスポットを解消し曲げ加工にも対応でき塵屑粉が発生しない放熱板とその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】柔軟性を有する発泡黒鉛板（２）を型抜きして本体（１）を形成し、本体（１）の表面に少なくとも２本以上の凹状溝（６）を設け、凹状溝（６）にステンレス製針金（４）を装填し、本体（１）の一方の面に本体（１）より大きなアルミ箔（３）を本体の周りに余白（５）を持たせて全面に粘着し、本体（１）のもう一方の面に本体（１）より大きなアルミ箔（３）を本体の周りに余白（５）を持たせて全面に粘着し、弛みを取り粘着むらを無くし密着性を高め本体（１）を被覆したアルミ箔（３）の表面を平らにし余白（５）のアルミ箔（３）同士を粘着させて本体（１）を密封するためにアルミ箔（３）を押圧し、余白（５）の部分を残してアルミ箔（３）を放熱板の所定の形に型抜きすることを特徴とする。
【選択図】図２３

Description

この発明は、デジタルカメラやノートパソコンのＣＰＵやプラズマディスプレイその他の発熱源の冷却に用いることができ、重量が軽く、長期の時間経過にも錆ることがなく、熱伝導性に優れた材質で、ヒートスポットを解消でき、必要な場合には曲げ加工にも対応が可能であり、電子装置に悪影響を与える恐れのある塵屑粉が発生しない放熱板とその製造方法に関するものである。

従来の放熱板には、たとえば、銅製（特許文献１参照。）、アルミ製（特許文献２）、黒鉛製（特許文献３）などがある。銅製放熱板は、加工性に優れているが、錆が発生しやすく、重量が重く、面方向だけでなく厚み方向の熱伝導性にも優れているため発熱源と接触する部分にヒートスポットが残存してしまう、という欠点があった。錆やすい材質ならばメッキ等を施す方法がとられている。アルミ製放熱板は、軽量で、錆ず、加工性にも優れているが、面方向だけでなく厚み方向の熱伝導性にも優れているため発熱源と接触する部分にヒートスポットが残存してしまう、という欠点があった。黒鉛粉を成型焼成するなどして得られた黒鉛製放熱板は、錆ず、熱伝導性にも優れているが、硬くて曲げると折れるなど加工性が悪く、重量が重く、面方向だけでなく厚み方向の熱伝導性にも優れているため発熱源と接触する部分にヒートスポットが残存してしまう、という欠点があった。黒鉛製放熱板は、曲げ加工を必要としない箇所に使用されていた。それぞれの放熱板の製造方法は、銅板やアルミ板は切断するだけでよい場合もあり、必要に応じて曲げ加工等を施して完成させ、黒鉛板は黒鉛粉を成型焼成して完成となる。
特開２００１−１６８２４９特開２０００−１２４３６８特開平１１−３３８５８２

理想的な放熱板の条件を列挙すると、重量が軽く、長期の時間経過にも錆ることがなく、熱伝導性に優れた材質で、厚み方向以上に面方向の熱伝導性がよく熱拡散性に優れた性能を発揮してヒートスポットを解消でき、必要な場合には曲げ加工にも対応が可能であり、電子装置に悪影響を与える恐れのある塵屑粉が発生しないということになる。従来の放熱板はどれも一長一短あり、すべての条件が揃ったものはなかった。

本発明は、上記の理想的諸条件を満たした放熱板とその製造方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明に係る放熱板は、本体が酸処理により天然黒鉛の鱗片状の層の間に酸を挿入して膨張黒鉛とし該膨張黒鉛を加熱発泡させて柔軟性を有する発泡黒鉛とし該発泡黒鉛を圧延して薄板状とした発泡黒鉛板で形成され、該本体に密着したアルミ箔の外装を有し、該アルミ箔によって本体が密封されていることを特徴とする。

請求項２記載の本発明に係る放熱板は、本体が酸処理により天然黒鉛の鱗片状の層の間に酸を挿入して膨張黒鉛とし該膨張黒鉛を加熱発泡させて柔軟性を有する発泡黒鉛とし該発泡黒鉛を圧延して薄板状とした発泡黒鉛板で形成され、該本体の内部に少なくとも２本以上のステンレス製針金が本体と密着した状態で設置され、本体に密着したアルミ箔の外装を有し、該アルミ箔によって本体が密封されていることを特徴とする。

請求項３記載の本発明に係る放熱板の製造方法は、酸処理により天然黒鉛の鱗片状の層の間に酸を挿入して膨張黒鉛とし該膨張黒鉛を加熱発泡させて柔軟性を有する発泡黒鉛とし該発泡黒鉛を圧延して薄板状の発泡黒鉛板としたものを用い、該発泡黒鉛板を本体の所定の形に型抜きして本体を製造する工程と、該本体の一方の面に本体より大きなアルミ箔を本体の周りに余白を持たせて全面に粘着させる工程と、該本体のもう一方の面に本体より大きなアルミ箔を本体の周りに余白を持たせて全面に粘着させる工程と、アルミ箔の弛みを取り粘着むらを無くし本体とアルミ箔の密着性を高め本体を被覆したアルミ箔の表面を平らにし本体の外周を向い合った余白のアルミ箔同士を粘着させて密封するためにアルミ箔を押圧する工程と、本体の外周を密封した余白の部分を残してアルミ箔を放熱板の所定の形に型抜きする工程を有することを特徴とする。

請求項４記載の本発明に係る放熱板は、本体が酸処理により天然黒鉛の鱗片状の層の間に酸を挿入して膨張黒鉛とし該膨張黒鉛を加熱発泡させて柔軟性を有する発泡黒鉛とし該発泡黒鉛を圧延して薄板状とした発泡黒鉛板で形成され、該本体の両方の面には本体より幾分大きく本体の周りに余白を持たせて密着させ全面を粘着させたアルミ箔を有し、本体の外周を向かい合った余白のアルミ箔同士が粘着して密封していることを特徴とする。

請求項５記載の本発明に係る放熱板の製造方法は、酸処理により天然黒鉛の鱗片状の層の間に酸を挿入して膨張黒鉛とし該膨張黒鉛を加熱発泡させて柔軟性を有する発泡黒鉛とし該発泡黒鉛を圧延して薄板状の発泡黒鉛板としたものを用い、該発泡黒鉛板を本体の所定の形に型抜きしその表面にステンレス製針金を収めるための凹状溝を少なくとも２本以上設けて本体を製造する工程と、該本体の凹状溝にステンレス製針金を装填する工程と、該本体の一方の面に本体より大きなアルミ箔を本体の周りに余白を持たせて全面に粘着させる工程と、該本体のもう一方の面に本体より大きなアルミ箔を本体の周りに余白を持たせて全面に粘着させる工程と、アルミ箔の弛みを取り粘着むらを無くし本体とアルミ箔の密着性を高め本体を被覆したアルミ箔の表面を平らにし凹状溝に装填されたステンレス製針金を上から完全に密閉し本体の外周を向い合った余白のアルミ箔同士を粘着させて密封するためにアルミ箔を押圧する工程と、本体の外周を密封した余白の部分を残してアルミ箔を放熱板の所定の形に型抜きする工程と、該アルミ箔で全体を被包された本体を密閉されたステンレス製針金と共に所定の形に曲げる工程を有しており、本体と共に曲げられたステンレス製針金が発泡黒鉛板である本体の復元力に抗してその形状を保持することを特徴とする。

請求項６記載の本発明に係る放熱板は、本体が酸処理により天然黒鉛の鱗片状の層の間に酸を挿入して膨張黒鉛とし該膨張黒鉛を加熱発泡させて柔軟性を有する発泡黒鉛とし該発泡黒鉛を圧延して薄板状とした発泡黒鉛板で形成され、該本体の表面に凹状溝が少なくとも２本以上設けられ、該凹状溝の中にステンレス製針金が装填され、該本体の両方の面には本体より幾分大きく本体の周りに余白を持たせて密着させ全面を粘着させたアルミ箔を有し、本体の外周を向かい合った余白のアルミ箔同士が粘着して密封し、凹状溝に装填されたステンレス製針金は本体の表面に粘着したアルミ箔によって密閉されて本体と一体化し、本体を変形させるとステンレス製針金も一緒に変形し、放熱板を所定の形に変形させた場合、発泡黒鉛である本体の復元力に抗してステンレス製針金がその形状を保持する。

請求項７記載の本発明に係る放熱板は、前記請求項１、２、４又は６に記載された放熱板において、本体が厚み方向に熱的異方性を有した構造の発泡黒鉛板であって、厚み方向への熱伝導率よりも面方向への熱伝導率の方が高く、面方向への熱移動に優れていることを特徴とする。

請求項８記載の本発明に係る放熱板は、前記請求項５に記載された放熱板の製造方法において、本体を製造する際に、発泡黒鉛板の型抜きと発泡黒鉛板の表面に凹状溝を設けることを、プレスによって同時に行うことを特徴とする。

請求項９記載の本発明に係る放熱板は、前記請求項３、５又は８に記載された放熱板の製造方法において、発泡黒鉛板から本体を製造するとき発泡黒鉛板の両面に表面保護用シールが貼られたままで型抜きし、アルミ箔を本体に粘着させる直前に表面保護用シールを剥がすことを特徴とする。

上記の発泡黒鉛板という素材は、通常の黒鉛にはない柔軟性を有し、切断が容易であり、可撓性があって曲面加工程度は可能であり、体積が天然黒鉛の数倍に膨張しているため同じ大きさの天然黒鉛と比較すると重量は数分の１と非常に軽く、熱伝導性にも優れている。しかし、その反面、非常に脆く、指で触っただけで黒鉛粉が付着し、何もしなくても端や角の弱い部分にひびがはいってぼろぼろと崩れ、折曲げれば崩れとひび割れが徐々に深化し、設計通りの寸法と形状に加工をしても曲げの復元力や重力の影響で形が崩れて寸法が合わなくなる。時間経過とともに放熱板が変形すれば、最初から組立てに支障がでる場合もあれば、精密装置の中に組み込まれた後でトラブルが発生する場合もある。発泡黒鉛板からでる黒鉛の塵屑が電子装置の上に落ちれば重大な故障の原因となる。このように発泡黒鉛板そのものは、電子機器や精密機器の放熱板としては不適格であり、特に折り曲がる形状を要求される場合には使用することはできない。

そこで本願発明者は上記発泡黒鉛板の特性に鑑み、その欠点を補ったうえで長所を生かすことができる放熱板を発明した。その基本は、請求項１にも記載された通り、発泡黒鉛板の本体を密着したアルミ箔によって外装し本体をアルミ箔で密封した点であり、これは全請求項の発明に共通した構造である。アルミ箔がはたす役割は、本体の熱伝導を妨げることなく発泡黒鉛板の保護と補強とシールドを担うことにある。アルミ箔は本体の表面が傷付くのを防いで外の衝撃から中の発泡黒鉛板を保護する。密着した本体とアルミ箔は一体化した構造を持っており、その結果ひび割れと崩れの発生と深化が抑制され、本来脆いはずの発泡黒鉛板がアルミ箔の外装を持つことで強度的にも補強され、曲げ加工した際のひび割れも極力最小限で抑制できる。アルミ箔が本体を密封して、発泡黒鉛板に由来する塵屑粉の一切がシールドされ、空気中への飛散も他への付着も崩壊片の落下もすべて防止することができる。柔軟性を有した発泡黒鉛板の本体をアルミ箔が補強しているため、必要な場合には曲げ加工にも対応できる。アルミ箔は熱伝導率が高い材料であり薄いので厚み方向への熱伝導時間は一瞬であり熱伝導性は非常によい。本願の放熱板は、発熱源に接した部分のアルミ箔から発泡黒鉛板に熱が伝わり、熱は放熱板の全体を面方向に移動拡散しつつ厚み方向へアルミ箔を通して熱を逃がす構造をしている。

柔軟性を有した発泡黒鉛板が起こす恣意的な変形（復元やへたり）を防ぐためには、本体の形状を保つための補強部材としてステンレス製針金を内在させる（請求項２、５、６参照。）。本体の内部に少なくとも２本以上のステンレス製針金を本体と密着した状態で設置する。本体を曲げればステンレス製針金も曲がり、発泡黒鉛板の復元力よりもステンレス製針金の応力の方が強いため、曲げられた状態のままステンレス製針金の形の通りに本体の形状を保つことができる。放熱板がフラットな平板状ならフラットな状態で、ステンレス製針金の応力以上の力を加えて変形させたなら変形した状態で、そのままの形状を維持することが可能である。ステンレス製針金は、１本だと本体に生じる捩じれを防止できないが、少なくとも２本にすると捩じれの発生がなくなり設計どおりの寸法が出せる。ステンレスは熱伝導率が低いが、熱は発泡黒鉛板とアルミ箔を経由して移動するため、放熱板の熱伝導率はステンレス製針金の有無に影響を受けない。

請求項３記載の放熱板の製造方法では、まず、発泡黒鉛を薄板状に圧延した発泡黒鉛板を本体の所定の形に型抜きする。形は用途によって決められた通りでよいが、大きさは外周に余白をとり一回り小さくしておく。本体より大きなアルミ箔を本体の一方の面に本体の周りに余白を持たせて全面に粘着させる。本体より大きなアルミ箔を本体のもう一方の面に本体の周りに余白を持たせて全面に粘着させる。本体に粘着させたアルミ箔を押圧して、アルミ箔の弛みを取り、粘着むらを無くし、本体とアルミ箔の密着性を高め、本体を被覆したアルミ箔の表面を平らにし、向い合った余白のアルミ箔同士を粘着させて本体の外周を密封する。本体を密封している外周の余白の部分を残して放熱板の所定の形にアルミ箔を型抜きする。以上で放熱板の製造ができる。本体の両面にアルミ箔が密着しているのは、放熱板全体としての熱伝導率が低下するので間に空気の層をつくらないためと、ヒートシンクなどへの熱伝導は密着性をよくする必要があるので表面を平らにするためである。本体にアルミ箔を粘着するのは、両者を一体化させることでアルミ箔の破損を防止できることと、より強力に本体を保護し補強しシールドできるからである。本体の外周を向かい合う余白のアルミ箔同士を粘着させて密封するのは、本体を構成する発泡黒鉛板の塵屑粉が外に出るのを防止するためと、アルミ箔に弛みや歪みがある場合に押圧によってその余分な分を外周に移動させて余白の部分で吸収してしまうことができるためである。

請求項４記載の放熱板は、発泡黒鉛を薄板状に圧延した発泡黒鉛板で形成された本体の両方の面の全面にアルミ箔を粘着し、向かい合った余白のアルミ箔同士も粘着させて本体の外周を密封している。本体に密着した部分と本体外周の余白の部分のアルミ箔全体の形がすなわち放熱板としての形である。本体はアルミ箔の外装により完全に密封されている。本体の両面にアルミ箔が密着しているのは、放熱板全体としての熱伝導率が低下するので間に空気の層をつくらないためと、ヒートシンクなどへの熱伝導は密着性をよくする必要があるので表面を平らにするためである。本体にアルミ箔を粘着するのは、両者を一体化させることでアルミ箔の破損を防止できることと、より強力に本体を保護し補強しシールドできるからである。本体の外周を向かい合う余白のアルミ箔同士を粘着させて密封するのは、本体を構成する発泡黒鉛板の塵屑粉が外に出るのを防止するためと、アルミ箔に弛みや歪みがある場合に押圧によってその余分な分を外周に移動させて余白の部分で吸収してしまうことができるためである。

請求項５記載の放熱板の製造方法では、まず、発泡黒鉛を薄板状に圧延した発泡黒鉛板を本体の所定の形に型抜きする。形は用途によって決められた通りでよいが、大きさは外周に余白をとり一回り小さくしておく。本体の表面にはステンレス製針金を収めるための凹状溝を少なくとも２本以上を設ける。凹状溝の本数は基本的には２本で足りる場合が多い。本体の凹状溝にステンレス製針金を装填する。ステンレスは錆にくく強度があるので補強部材に適している。本体より大きなアルミ箔を本体の一方の面に本体の周りに余白を持たせて全面に粘着させる。本体より大きなアルミ箔を本体のもう一方の面に本体の周りに余白を持たせて全面に粘着させる。本体に粘着させたアルミ箔を押圧して、アルミ箔の弛みを取り、粘着むらを無くし、本体とアルミ箔の密着性を高め、本体を被覆したアルミ箔の表面を平らにし、向い合った余白のアルミ箔同士を粘着させて本体の外周を密封する。本体を密封している外周の余白の部分を残して放熱板の所定の形にアルミ箔を型抜きする。以上で放熱板の基本的な製造ができる。最終的には、この放熱板を曲げて、用途によって決められた通りの形に形成して完成である。アルミ箔で全体を被包された本体は内部のステンレス製針金と共に所定の形に曲げられると、柔軟性を有する発泡黒鉛板の復元力に抗してステンレス製針金が本体のその形状を保持する。ステンレス製針金が少なくとも２箇所の凹状溝に入っていれば、発泡黒鉛板の復元力やへたりなどの捩れを伴う変形も防止することができる。本体の両面にアルミ箔が密着しているのは、放熱板全体としての熱伝導率が低下するので間に空気の層をつくらないためと、ヒートシンクなどへの熱伝導は密着性をよくする必要があるので表面を平らにするためである。本体にアルミ箔を粘着するのは、両者を一体化させることでアルミ箔の破損を防止できることと、より強力に本体を保護し補強しシールドできるからである。本体の外周を向かい合う余白のアルミ箔同士を粘着させて密封するのは、本体を構成する発泡黒鉛板の塵屑粉が外に出るのを防止するためと、アルミ箔に弛みや歪みがある場合に押圧によってその余分な分を外周に移動させて余白の部分で吸収してしまうことができるためである。

請求項６記載の放熱板は、発泡黒鉛を薄板状に圧延した発泡黒鉛板で形成された本体の両方の面の全面にアルミ箔を粘着し、向かい合った余白のアルミ箔同士も粘着させて本体の外周を密封している。本体に密着した部分と本体外周の余白の部分のアルミ箔全体の形がすなわち放熱板としての形である。本体はアルミ箔の外装により完全に密封されている。本体の両面にアルミ箔が密着しているのは、放熱板全体としての熱伝導率が低下するので間に空気の層をつくらないためと、ヒートシンクなどへの熱伝導は密着性をよくする必要があるので表面を平らにするためである。本体にアルミ箔を粘着するのは、両者を一体化させることでアルミ箔の破損を防止できることと、より強力に本体を保護し補強しシールドできるからである。本体の外周を向かい合う余白のアルミ箔同士を粘着させて密封するのは、本体を構成する発泡黒鉛板の塵屑粉が外に出るのを防止するためと、アルミ箔に弛みや歪みがある場合に押圧によってその余分な分を外周に移動させて余白の部分で吸収してしまうことができるためである。本体の表面にはステンレス製針金を収めるための凹状溝が少なくとも２本以上設けられ、凹状溝にはステンレス製針金が装填されている。ステンレスは錆にくく強度があるので補強部材に適している。凹状溝の本数は基本的には２本で足りる場合が多い。ステンレス製針金が少なくとも２箇所の凹状溝に入っていれば、発泡黒鉛板の復元力やへたりなどの捩れを伴う変形も防止することができる。凹状溝に装填されたステンレス製針金は本体の表面に粘着したアルミ箔によって密閉されて本体と一体化し、本体を変形させるとステンレス製針金も一緒に変形し、放熱板を所定の形に変形させた場合、発泡黒鉛である本体の復元力に抗してステンレス製針金がその形状を保持することができる。

請求項７に記載された放熱板は、本体が厚み方向に異方性を持った構造をしているので、面方向への熱移動に優れている。厚み方向への熱伝導率よりも面方向への熱伝導率の方が高く、面方向への熱移動に優れているため、ヒートスポットを解消し、熱をいちはやく拡散させて、効率よく放熱することができる。

請求項８に記載された放熱板の製造方法は、発泡黒鉛板の型抜きと発泡黒鉛板の表面に凹状溝を設けることを、一工程で済ましてしまうので、製造速度が速い。また、一台の機械で処理できるので、製造コストも安くなる。

請求項９に記載された放熱板の製造方法は、両面に表面保護用シールが粘着された状態で製造出荷される発泡黒鉛板を、アルミ箔を本体に粘着させる直前まで表面保護用シールが粘着したままで製造する方法である。こうすることで、アルミ箔を粘着するまでの間の本体を保護し破損を防止することができる。

請求項１記載の放熱板によれば、軽くて錆びず熱伝導性がよいアルミ箔と、柔軟性を有し軽くて錆びず熱伝導性がよい発泡黒鉛板で構成されているので、放熱板の軽量化を図ることができ、長期の時間経過にも錆びることがなく、熱伝導性に優れ、必要な場合には曲げ加工にも対応することができる。アルミ箔は本体の表面が傷付くのを防いで外の衝撃から中の発泡黒鉛板を保護する。密着した本体とアルミ箔は一体化した構造を持っており、その結果ひび割れと崩れの発生と深化が抑制され、本来脆いはずの発泡黒鉛板がアルミ箔の外装を持つことで強度的にも補強され、曲げ加工した際のひび割れも極力最小限で抑制できる。アルミ箔が本体を密封して、発泡黒鉛板に由来する塵屑粉の一切がシールドされ、空気中への飛散も他への付着も崩壊片の落下もすべて防止することができる。この放熱板は、発熱源に接した部分のアルミ箔から発泡黒鉛板に熱が伝わり、熱は放熱板の全体を面方向に移動拡散しつつ厚み方向へアルミ箔を通して熱を逃がすことができる。

請求項２記載の放熱板によれば、軽くて錆びず熱伝導性がよいアルミ箔と、柔軟性を有し軽くて錆びず熱伝導性がよい発泡黒鉛板で構成されているので、放熱板の軽量化を図ることができ、長期の時間経過にも錆びることがなく、熱伝導性に優れ、必要な場合には曲げ加工にも対応することができる。本体の内部に形状を保つために少なくとも２本以上のステンレス製針金を有し、曲げ加工された場合は本体もステンレス製針金も一緒に変形し、ステンレス製針金の形状はそのまま維持されるので、発泡黒鉛板の復元力やへたりや捩れを伴う変形も防止することができる。アルミ箔は本体の表面が傷付くのを防いで外の衝撃から中の発泡黒鉛板を保護する。密着した本体とアルミ箔は一体化した構造を持っており、その結果ひび割れと崩れの発生と深化が抑制され、本来脆いはずの発泡黒鉛板がアルミ箔の外装を持つことで強度的にも補強され、曲げ加工した際のひび割れも極力最小限で抑制できる。アルミ箔が本体を密封して、発泡黒鉛板に由来する塵屑粉の一切がシールドされ、空気中への飛散も他への付着も崩壊片の落下もすべて防止することができる。この放熱板は、発熱源に接した部分のアルミ箔から発泡黒鉛板に熱が伝わり、熱は放熱板の全体を面方向に移動拡散しつつ厚み方向へアルミ箔を通して熱を逃がすことができる。

請求項３記載の放熱板の製造方法によれば、軽くて、錆びず、熱伝導性が高く、塵屑粉を出さず、必要な場合には曲げ加工にも対応できる、優れた放熱板を製造することができる。また、本体にアルミ箔を粘着し両者を一体化させることにより、アルミ箔の破損を防止でき、より強力に本体を保護し補強しシールドできる。また、本体の外周を向かい合う余白のアルミ箔同士を粘着させて密封することにより、本体を構成する発泡黒鉛の塵屑粉が外に出るのを防止することができるだけでなく、アルミ箔に弛みや歪みがある場合は押圧によってその余分な分を外周に移動させて余白の部分で吸収してしまうことができる。

請求項４記載の放熱板によれば、軽くて、錆びず、熱伝導性が高く、塵屑粉を出さず、必要な場合には曲げ加工にも対応できる。また、本体にアルミ箔を粘着し両者を一体化させることにより、アルミ箔の破損を防止でき、より強力に本体を保護し補強しシールドできる。また、本体の外周を向かい合う余白のアルミ箔同士を粘着させて密封することにより、本体を構成する発泡黒鉛の塵屑粉が外に出るのを防止することができるだけでなく、アルミ箔に弛みや歪みがある場合は押圧によってその余分な分を外周に移動させて余白の部分で吸収してしまうことができる。

請求項５記載の放熱板の製造方法によれば、軽くて、錆びず、熱伝導性が高く、塵屑粉を出さず、曲げ加工にも対応できる、優れた放熱板を製造することができる。本体表面の凹状溝に装填されアルミ箔で密閉されたステンレス製針金により、発泡黒鉛板の復元力やへたりに抗して、放熱板の形を曲げ加工した状態で保つことができる。また、本体にアルミ箔を粘着し両者を一体化させることにより、アルミ箔の破損を防止でき、より強力に本体を保護し補強しシールドできる。また、本体の外周を向かい合う余白のアルミ箔同士を粘着させて密封することにより、本体を構成する発泡黒鉛の塵屑粉が外に出るのを防止することができるだけでなく、アルミ箔に弛みや歪みがある場合は押圧によってその余分な分を外周に移動させて余白の部分で吸収してしまうことができる。

請求項６記載の放熱板によれば、軽くて、錆びず、熱伝導性が高く、塵屑粉を出さず、曲げ加工にも対応できる。本体表面の凹状溝に装填されアルミ箔で密閉されたステンレス製針金により、発泡黒鉛板の復元力やへたりに抗して、放熱板の形を曲げ加工した状態で保つことができる。また、本体にアルミ箔を粘着し両者を一体化させることにより、アルミ箔の破損を防止でき、より強力に本体を保護し補強しシールドできる。また、本体の外周を向かい合う余白のアルミ箔同士を粘着させて密封することにより、本体を構成する発泡黒鉛の塵屑粉が外に出るのを防止することができるだけでなく、アルミ箔に弛みや歪みがある場合は押圧によってその余分な分を外周に移動させて余白の部分で吸収してしまうことができる。

請求項７記載の放熱板によれば、本体が厚み方向に熱的異方性を有した構造の発泡黒鉛板なので、厚み方向への熱伝導率よりも面方向への熱伝導率の方が高く、面方向への熱移動に優れており、面方向への拡散性が良いためヒートスポットを解消することができる。

請求項８記載の放熱板の製造方法によれば、発泡黒鉛板の型抜きと発泡黒鉛板の表面に凹状溝を設けることを、一工程で済ますことができ、製造速度が速い。また、一台の機械で処理できるので、製造コストも安くできる。

請求項９記載の放熱板の製造方法によれば、アルミ箔を本体に粘着させる直前まで表面保護用シールが貼られたままにすることにより、その間、本体を保護して破損を防止することができる。

以下、添付図面に基づき本発明に係わる放熱板とその製造方法について説明するが、本発明は以下の実施形態にのみ限定されるべきものではないことはいうまでもない。

図中２は、酸処理により天然黒鉛の鱗片状の層の間に酸を挿入して膨張黒鉛とし該膨張黒鉛を加熱発泡させて柔軟性を有する発泡黒鉛とし該発泡黒鉛を圧延して薄板状に形成された、発泡黒鉛板である。発泡黒鉛板２は、図１、図２、図３に示すように、表面保護用シール７が両面に粘着された状態で出荷される場合が多い。発泡黒鉛板２は、厚み方向に熱的異方性を有した構造を有し、面方向への熱移動に優れ、ヒートスポットを解消することができる特性を持っている。一例をあげると、厚み方向への熱伝導率が最大約１６ｗ／ｍ・ｋ、面方向への熱伝導率が最大約２４０ｗ／ｍ・ｋである発泡黒鉛板２がある。図中１は、発泡黒鉛板２で形成された本体である。図中３はアルミ箔である。アルミ箔３は重層構造を有したものであってもよい。図中４は、ステンレス製針金である。以下、図面に基づいて、本体１の内部にステンレス製針金４を入れない放熱板とその製造方法と、ステンレス製針金４を入れた放熱板とその製造方法について説明する。なお、放熱板の形はその一例であり、アルミ箔３を粘着した際の弛みや粘着むらなどは図示しておらず、図中の一点鎖線は谷折りを二点鎖線は山折りをあらわしている。

ステンレス製針金４を用いない放熱板の場合。まず、本体１の原料である発泡黒鉛板２は、表面保護用シール７が両面に粘着したままの最初の状態である（図１、図２、図３参照。）。つぎに、発泡黒鉛板２を、所定の形にプレスで型抜きして本体１を形成する（図４、図５参照。）。本体１は表面保護用シール７ごと型抜きされる。つぎに、片面の表面保護用シール７を剥がして本体１の表面を露出させる（図６参照。）。つぎに、露出させた本体１の表面に本体１より大きなアルミ箔３を本体１の周りに余白５を持たせて全面に粘着させる（図７、図８参照。）。つぎに、もう一面の表面保護用シール７を剥がして本体１の表面を露出させる（図９参照。）。つぎに、露出させた本体１の表面に本体１より大きなアルミ箔３を本体１の周りに余白５を持たせて全面に粘着させる（図１０参照。）。この段階では、アルミ箔３と本体１の粘着も、余白５のアルミ箔３同士の粘着も、完全に密着した十分なものとはなっていない。つぎに、アルミ箔３を押圧することにより、アルミ箔３の弛みを取り、粘着むらを無くし、本体１とアルミ箔３の密着性を高め、本体１を被覆したアルミ箔３の表面を平らにし、向い合った余白のアルミ箔３同士を粘着させて本体１の外周を密封する（図１１参照。）。つぎに、本体１を密封している外周の余白の部分を残して放熱板の所定の形にアルミ箔３を型抜きして完成である（図１２、図１３、図１４、図１５参照。）。平らな形で用いることも、曲面加工して用いることも、曲げ加工して用いることもできる（図２４、図２５、図２６、図２７参照。）。しかし、本体１の復元力やへたりがあるため、正確な形や寸法が求められ、設置後の変形が許されない場所では、曲げ加工は用いられない。しかし、曲げ加工した形を保持できる取り付け手段などの外的な方法が講じられたならば、図２８に示したようなノートパソコンなどに装着することも可能となる。図２８は、放熱板をノートパソコンのＣＰＵの冷却用に装着した状態を示している。ノートパソコンの構造は、上蓋に画面があり、下箱の底部に基板があり、基盤の中心にＣＰＵがあり、下箱の上面にキーボードが配置されている。キーボードの下に熱拡散を助けるヒートシンクが入っている。放熱板の形状は、ＣＰＵの熱を効率よく逃がすために、ＣＰＵに接する部分だけ一段低く下がった形状に曲げ加工されている。もう1ヵ所、端の一部を一段低く下げた形状に曲げ加工しているが、これは放熱板をパソコンに固定するための構造である。熱は、ＣＰＵから下面のアルミ箔３を通じて本体１に移動し、放熱板の全体を面方向に拡散移動しつつ、おもに上面のアルミ箔３を通ってヒートシンクへと伝わり、ヒートシンクの熱はキーボードを通じて外気へと放熱される。ＣＰＵに接する部分の放熱板が一段低くなるように曲げ加工されているので、ＣＰＵから厚み方向に直接ヒートシンクに熱が移動することはない。厚み方向良よりも面方向の熱伝導性が高いので、ＣＰＵの熱は速やかに放熱板を面方向へ拡散してヒートシンクへ熱を逃がすことができ、ヒートスポットを発生させない。図示された放熱板はヒートシンクへの熱伝導を高めるため上面を平らにし下面の余白５の部分が押圧された形状としているが、これに限定されるものではない。

ステンレス製針金４を用いた放熱板の場合。まず、本体１の原料である発泡黒鉛板２は、表面保護用シール７が両面に粘着したままの最初の状態である（図１、図２、図３参照。）。つぎに、発泡黒鉛板２を、所定の形にプレスで型抜きして本体１を形成する（図４、図１７、図１６参照。）。型抜きと同時に本体１の表面に凹状溝６を２本形成する。凹状溝６の数は必要に応じてさらに多くてもよい。型抜き用のプレスの金型に凹状溝６形成用の凸部を設けることで両方同時にできる。本体１は表面保護用シール７ごと型抜きされ、凹状溝６が形成される。つぎに、凹状溝６が形成された面の表面保護用シール７を剥がして本体１の表面を露出させる（図１８参照。）。つぎに、２本の凹状溝６にそれぞれ１本ずつステンレス製針金４を装填する（１９参照。）。つぎに、露出させた本体１の表面に本体１より大きなアルミ箔３を本体１の周りに余白５を持たせて全面に粘着させる（図２０参照。）。ステンレス製針金４は本体１内部に密封される。つぎに、もう一面の表面保護用シール７を剥がして本体１の表面を露出させる（図２１参照。）。つぎに、露出させた本体１の表面に本体１より大きなアルミ箔３を本体１の周りに余白５を持たせて全面に粘着させる（図２２参照。）。この段階では、アルミ箔３と本体１の粘着も、余白５のアルミ箔３同士の粘着も、完全に密着した十分なものとはなっていない。つぎに、アルミ箔３を押圧することにより、アルミ箔３の弛みを取り、粘着むらを無くし、本体１とアルミ箔３の密着性を高め、本体１を被覆したアルミ箔３の表面を平らにし、向い合った余白のアルミ箔３同士を粘着させて本体１の外周を密封する（図２３参照。）。つぎに、本体１を密封している外周の余白の部分を残して放熱板の所定の形にアルミ箔３を型抜きして完成である（図１２、図１３、図１４、図１５参照。）。平らな形で用いることも、曲面加工して用いることも、曲げ加工して用いることもできる（図２４、図２５、図２６、図２７参照。）。ステンレス製針金４は変形したまま、本体１の復元力やへたりに抗して形状を保持することができるので、正確な形や寸法が求められ、設置後の変形が許されない場所での曲げ加工にも用いることができる。図２８は、放熱板をノートパソコンのＣＰＵの冷却用に装着した状態を示している。ノートパソコンの構造は、上蓋に画面があり、下箱の底部に基板があり、基盤の中心にＣＰＵがあり、下箱の上面にキーボードが配置されている。キーボードの下に熱拡散を助けるヒートシンクが入っている。放熱板の形状は、ＣＰＵの熱を効率よく逃がすために、ＣＰＵに接する部分だけ一段低く下がった形状に曲げ加工されている。もう1ヵ所、端の一部を一段低く下げた形状に曲げ加工しているが、これは放熱板をパソコンに固定するための構造である。熱は、ＣＰＵから下面のアルミ箔３を通じて本体１に移動し、放熱板の全体を面方向に拡散移動しつつ、おもに上面のアルミ箔３を通ってヒートシンクへと伝わり、ヒートシンクの熱はキーボードを通じて外気へと放熱される。ＣＰＵに接する部分の放熱板が一段低くなるように曲げ加工されているので、ＣＰＵから厚み方向に直接ヒートシンクに熱が移動することはない。厚み方向良よりも面方向の熱伝導性が高いので、ＣＰＵの熱は速やかに放熱板を面方向へ拡散してヒートシンクへ熱を逃がすことができ、ヒートスポットを発生させない。図示された放熱板はヒートシンクへの熱伝導を高めるため上面を平らにし下面の余白５の部分が押圧された形状としているが、これに限定されるものではない。

発泡黒鉛板の断面をあらわす説明図。発泡黒鉛板の側面をあらわす説明図。発泡黒鉛板の平面をあらわす説明図。型抜きした本体の側面をあらわす説明図。型抜きした本体の平面をあらわす説明図。本体上面の表面保護用シールを剥がした状態の断面をあらわす説明図。本体の上面にアルミ箔を粘着した状態の断面をあらわす説明図。本体の上面にアルミ箔を粘着した状態の平面をあらわす説明図。本体裏面の表面保護用シールを剥がした状態の断面をあらわす説明図。本体の下面からアルミ箔を粘着した状態の断面をあらわす説明図。押圧してアルミ箔を完全に密着させた状態の断面をあらわす説明図。放熱板の側面をあらわす説明図。放熱板の平面をあらわす説明図。放熱板の底面をあらわす説明図。斜め方向から見た放熱板をあらわす説明図。表面に凹状溝を設けた本体の断面をあらわす説明図。表面に凹状溝を設けた本体の平面をあらわす説明図。表面に凹状溝を設けた本体上面の表面保護用シールを剥がした状態の断面をあらわす説明図。凹状溝にステンレス製針金を装填した状態の断面をあらわす説明図。ステンレス製針金を装填した本体の上面にアルミ箔を粘着した状態の断面をあらわす説明図。発泡黒鉛板裏面の表面保護用シールを剥がした状態の断面をあらわす説明図。本体の下面にアルミ箔を粘着した状態の断面をあらわす説明図。押圧してアルミ箔を完全に密着させた状態の断面をあらわす説明図。曲げ加工をした放熱板の側面をあらわす説明図。曲げ加工をした放熱板の平面をあらわす説明図。曲げ加工をした放熱板の底面をあらわす説明図。斜め方向から見た曲げ加工をした放熱板をあらわす説明図。曲げ加工をした放熱板をノートパソコンに装着した状態あらわす説明図。

符号の説明

１本体
２発泡黒鉛板
３アルミ箔
４ステンレス製針金
５余白
６凹状溝

Claims

本体が酸処理により天然黒鉛の鱗片状の層の間に酸を挿入して膨張黒鉛とし該膨張黒鉛を加熱発泡させて柔軟性を有する発泡黒鉛とし該発泡黒鉛を圧延して薄板状とした発泡黒鉛板で形成され、該本体に密着したアルミ箔の外装を有し、該アルミ箔によって本体が密封されていることを特徴とする放熱板。
本体が酸処理により天然黒鉛の鱗片状の層の間に酸を挿入して膨張黒鉛とし該膨張黒鉛を加熱発泡させて柔軟性を有する発泡黒鉛とし該発泡黒鉛を圧延して薄板状とした発泡黒鉛板で形成され、該本体の内部に少なくとも２本以上のステンレス製針金が本体と密着した状態で設置され、本体に密着したアルミ箔の外装を有し、該アルミ箔によって本体が密封されていることを特徴とする放熱板。
酸処理により天然黒鉛の鱗片状の層の間に酸を挿入して膨張黒鉛とし該膨張黒鉛を加熱発泡させて柔軟性を有する発泡黒鉛とし該発泡黒鉛を圧延して薄板状の発泡黒鉛板としたものを用い、該発泡黒鉛板を本体の所定の形に型抜きして本体を製造する工程と、該本体の一方の面に本体より大きなアルミ箔を本体の周りに余白を持たせて全面に粘着させる工程と、該本体のもう一方の面に本体より大きなアルミ箔を本体の周りに余白を持たせて全面に粘着させる工程と、アルミ箔の弛みを取り粘着むらを無くし本体とアルミ箔の密着性を高め本体を被覆したアルミ箔の表面を平らにし本体の外周を向い合った余白のアルミ箔同士を粘着させて密封するためにアルミ箔を押圧する工程と、本体の外周を密封した余白の部分を残してアルミ箔を放熱板の所定の形に型抜きする工程を有することを特徴とする放熱板の製造方法。
本体が酸処理により天然黒鉛の鱗片状の層の間に酸を挿入して膨張黒鉛とし該膨張黒鉛を加熱発泡させて柔軟性を有する発泡黒鉛とし該発泡黒鉛を圧延して薄板状とした発泡黒鉛板で形成され、該本体の両方の面には本体より幾分大きく本体の周りに余白を持たせて密着させ全面を粘着させたアルミ箔を有し、本体の外周を向かい合った余白のアルミ箔同士が粘着して密封していることを特徴とする放熱板。
酸処理により天然黒鉛の鱗片状の層の間に酸を挿入して膨張黒鉛とし該膨張黒鉛を加熱発泡させて柔軟性を有する発泡黒鉛とし該発泡黒鉛を圧延して薄板状の発泡黒鉛板としたものを用い、該発泡黒鉛板を本体の所定の形に型抜きしその表面にステンレス製針金を収めるための凹状溝を少なくとも２本以上設けて本体を製造する工程と、該本体の凹状溝にステンレス製針金を装填する工程と、該本体の一方の面に本体より大きなアルミ箔を本体の周りに余白を持たせて全面に粘着させる工程と、該本体のもう一方の面に本体より大きなアルミ箔を本体の周りに余白を持たせて全面に粘着させる工程と、アルミ箔の弛みを取り粘着むらを無くし本体とアルミ箔の密着性を高め本体を被覆したアルミ箔の表面を平らにし凹状溝に装填されたステンレス製針金を上から完全に密閉し本体の外周を向い合った余白のアルミ箔同士を粘着させて密封するためにアルミ箔を押圧する工程と、本体の外周を密封した余白の部分を残してアルミ箔を放熱板の所定の形に型抜きする工程と、該アルミ箔で全体を被包された本体を密閉されたステンレス製針金と共に所定の形に曲げる工程を有しており、本体と共に曲げられたステンレス製針金が発泡黒鉛板である本体の復元力に抗してその形状を保持することを特徴とする放熱板の製造方法。
本体が酸処理により天然黒鉛の鱗片状の層の間に酸を挿入して膨張黒鉛とし該膨張黒鉛を加熱発泡させて柔軟性を有する発泡黒鉛とし該発泡黒鉛を圧延して薄板状とした発泡黒鉛板で形成され、該本体の表面に凹状溝が少なくとも２本以上設けられ、該凹状溝の中にステンレス製針金が装填され、該本体の両方の面には本体より幾分大きく本体の周りに余白を持たせて密着させ全面を粘着させたアルミ箔を有し、本体の外周を向かい合った余白のアルミ箔同士が粘着して密封し、凹状溝に装填されたステンレス製針金は本体の表面に粘着したアルミ箔によって密閉されて本体と一体化し、本体を変形させるとステンレス製針金も一緒に変形し、放熱板を所定の形に変形させた場合、発泡黒鉛である本体の復元力に抗してステンレス製針金がその形状を保持することを特徴とする放熱板。
本体が厚み方向に熱的異方性を有した構造の発泡黒鉛板であって、厚み方向への熱伝導率よりも面方向への熱伝導率の方が高く、面方向への熱移動に優れていることを特徴とする前記請求項１、２、４又は６記載の放熱板。
本体を製造する際に、発泡黒鉛板の型抜きと発泡黒鉛板の表面に凹状溝を設けることを、プレスによって同時に行うことを特徴とする請求項５記載の放熱板の製造方法。
発泡黒鉛板から本体を製造するとき発泡黒鉛板の両面に表面保護用シールが貼られたままで型抜きし、アルミ箔を本体に粘着させる直前に表面保護用シールを剥がすことを特徴とする請求項３、５又は８記載の放熱板の製造方法。