JP4547168B2

JP4547168B2 - 二次元ディスプレイ装置用放熱器の製造方法

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Publication number: JP4547168B2
Application number: JP2004057459A
Authority: JP
Inventors: 竜哉首藤
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Showa Denko KK
Priority date: 2003-03-03
Filing date: 2004-03-02
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2024-03-02
Also published as: JP2004287413A

Description

この発明は、プラズマディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置などの二次元ディスプレイ装置に用いられる放熱器の製造方法に関する。

この明細書および特許請求の範囲において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含み、「銅」という用語には、純銅の他に銅合金を含むものとする。

二次元ディスプレイ装置は幅広く使用されるようになってきており、特に最近では大型のプラズマディスプレイ装置の使用が増大している。プラズマディスプレイ装置は薄型で大画面表示が可能であるが、プラズマディスプレイパネルからの発熱量が大きく、放熱対策が必要である。また、プラズマディスプレイパネルの変形を防止するための補強対策も必要である。

従来、プラズマディスプレイ装置用の放熱器として、片面が平坦面となされたアルミニウム板の他面に上下方向に伸びる複数のフィンが植設され、全てのフィンの先端に跨るようにアルミニウム製の補強梁が上下方向に間隔をおいて複数架設されたものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。この放熱器においては、アルミニウム板の平坦面にプラズマディスプレイパネルが接着されるようになっている。

しかしながら、従来のプラズマディスプレイ装置用放熱器では、アルミニウム板の厚さ方向の厚みが比較的大きくなるので、プラズマディスプレイ装置全体の奥行き寸法が大きくなるという問題がある。また、フィンの後方にプラズマディスプレイ装置の電源等を配置する必要があり、これによってもプラズマディスプレイ装置全体の奥行き寸法が大きくなるという問題がある。
特開平１０−１７２４４５号公報（特許請求の範囲、図１）

この発明の目的は、上記問題を解決し、二次元ディスプレイ装置全体の奥行きを従来のものに比べて小さくすることができる二次元ディスプレイ装置用放熱器の製造方法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は以下の手段よりなる。

1)２枚の金属板を積層状に接合することにより形成された基板を備えており、基板を形成する２枚の金属板のうち第１金属板に、上下方向に伸びかつ両端が基板の縁に至る複数の外方膨出部が並列状に形成されて各外方膨出部内が通風路となされ、基板を形成する２枚の金属板のうち第２金属板の外面が平坦面となっている二次元ディスプレイ装置用放熱器を製造する方法であって、
２枚の金属板を用意し、いずれか一方の金属板の片面に圧着防止剤を所要パターンに印刷した後、当該金属板の印刷面が他方の金属板に合わさるように２枚の金属板を圧着することにより合わせ板を形成するとともに、合わせ板の両金属板間に、複数の並列状外方膨出部形成用非圧着部と、全ての外方膨出部形成用非圧着部を少なくとも一端部で連結する連結用非圧着部と、１つの外方膨出部形成用非圧着部および１つの連結用非圧着部のうちのいずれか一方を合わせ板の縁に通じさせる流体導入用非圧着部とを形成し、ついで流体導入用非圧着部を通して両金属板の全ての非圧着部内に流体を導入していずれか一方の金属板のみを外方に膨出させることにより、複数の並列状外方膨出部、全ての外方膨出部を少なくとも一端部で連結する連結用外方膨出部および流体導入用外方膨出部を形成し、その後合わせ板における連結用外方膨出部および流体導入用外方膨出部の部分を切除するとともに、複数の並列状外方膨出部の両端を合わせ板の縁に開口させることを特徴とする二次元ディスプレイ装置用放熱器の製造方法。

2)隣り合う外方膨出部形成用非圧着部間に形成される全ての間隙のうち少なくとも１つの間隙に、この間隙を形成する２つの外方膨出部形成用非圧着部に跨るように補強部形成用非圧着部を形成しておき、両金属板の全ての非圧着部内に流体を導入する際に、補強部形成用非圧着部においていずれか一方の金属板のみを外方に膨出させて補強部を形成する上記1)記載の二次元ディスプレイ装置用放熱器の製造方法。

3)金属板がアルミニウムまたは銅からなる上記1)または2)記載の二次元ディスプレイ装置用放熱器の製造方法。

4)金属板が、熱伝導率４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上のアルミニウムまたは銅からなる上記1)または2)記載の二次元ディスプレイ装置用放熱器の製造方法。

5)２枚の金属板がアルミニウムからなり、少なくともいずれか一方の金属板が、Ｓｉ：０．２〜０．８質量％、Ｍｇ：０．３〜１質量％、Ｆｅ０．５質量％以下、Ｃｕ：０．５質量％以下を含有し、さらにＴｉ：０．１質量％以下またはＢ：０．１質量％以下を含有し、残部Ａｌおよび不可避不純物からなるＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金により形成されている上記1)または2)記載の二次元ディスプレイ装置用放熱器の製造方法。

上記1)の方法により製造された放熱器は、基板を構成する第２金属板の平坦面に二次元ディスプレイが接着されて使用される。そして、放熱器の隣り合う外方膨出部間に形成される全ての間隙のうち少なくとも１つの間隙内に、この間隙を形成する２つの外方膨出部に跨るように補強部を設け、この補強部が外方膨出部よりも突出しないか、あるいは若干突出するようにしておけば、特許文献１に記載された放熱器に比べて、厚みを小さくすることができる。したがって、この放熱器を利用した二次元ディスプレイ装置の奥行きが小さくなる。また、少なくとも１つの外方膨出部の長さ方向の一部分を切除し、この切除部を利用して二次元ディスプレイ装置の電源等を配置することができるので、二次元ディスプレイ装置の奥行きを小さくすることができる。さらに、自然対流または強制対流により外方膨出部内の通風路を空気が流れることによって、二次元ディスプレイパネルが冷却される。

そして、上記1)の製造方法によれば、上述した二次元ディスプレイ装置用放熱器を比較的簡単に製造することができる。

上記2)の製造方法によれば、外方膨出と補強部とを同時に形成することができる。

上記3)の製造方法によれば、金属板どうしの圧着、および外方膨出部の形成を比較的簡単に行うことができる。

上記4)の方法により製造された放熱器によれば、金属板が、熱伝導率４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上のアルミニウムまたは銅からなるので、第２金属板の平坦面に接着される二次元ディスプレイパネルから基板への伝熱性能が一層向上する。

以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、図１および図５の上下、左右をそれぞれ上下、左右といい、図１および図５の紙面裏側（図４左側）を前、これと反対側を後というものとする。

図１この発明による放熱器の全体構成を示し、図２はこの発明による放熱器の要部の構成を示す。

図１において、プラズマディスプレイ装置用放熱器(1)は、熱伝導率４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である２枚のアルミニウム板（高熱伝導性板）(3)(4)を積層状に接合することにより形成された基板(2)を備えている。

基板(2)を形成する２枚のアルミニウム板(3)(4)のうち後側の第１アルミニウム板(3)に、上下方向に伸びかつ両端が基板(2)の上下両縁に至る複数の外方膨出部(5)が並列状に形成され、各外方膨出部(5)内が上下両端が開口した通風路(6)となされている。２枚のアルミニウム板(3)(4)のうち前側の第２アルミニウム板(4)の外面（前面）は平坦面である。また、基板(2)における左右両端の外方膨出部(5)よりも左右方向外側の部分に、それぞれ後述するケーシングを取り付けるための複数のねじ穴(7)が上下方向に間隔をおいて形成されている。

基板(2)を形成する２枚のアルミニウム板(3)(4)のうち前側の第２アルミニウム板(4)は全体が平坦であることが好ましい。また、基板(2)を形成する２枚のアルミニウム板(3)(4)のうちの少なくともいずれか一方、ここでは第２アルミニウム板(4)は、Ｓｉ：０．２〜０．８質量％、Ｍｇ：０．３〜１質量％、Ｆｅ０．５質量％以下、Ｃｕ：０．５質量％以下を含有し、さらにＴｉ：０．１質量％以下またはＢ：０．１質量％以下を含有し、残部Ａｌおよび不可避不純物からなるＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金により形成されていることが好ましい。このＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金において、Ｆｅ、Ｃｕ、ＴｉおよびＢは積極的添加成分であり、その含有量が０質量％であることはない。

図２に示すように、第１アルミニウム板(3)の外方膨出部(5)は横断面等脚台形状であり、通風路(6)の高さ(H)は５〜３０ｍｍ、下底（幅広側の底部）の幅(W)は２０〜８０ｍｍである。このような寸法にするのは、自然対流を起こしやすくして通風路(6)内を流れる空気の量を、後述するプラズマディスプレイパネルの冷却に十分な量とするとともに放熱器(1)の強度を維持し、かつ放熱器(1)の厚みを薄くするためである。全ての外方膨出部(5)の頂壁(5a)には、複数の通風穴(8)が上下方向に間隔をおいて貫通状に形成されている。また、全ての外方膨出部(5)のうち少なくとも１つの外方膨出部(5)、この実施形態においては左右方向の中央部の２つの外方突出部(5)が、上下方向（長さ方向）の中間部で切除されている。この切除部を(5b)で示す。

隣り合う外方膨出部(5)間に形成される全ての間隙(9)のうち少なくとも１つの間隙(9)、この実施形態においては右端の外方膨出部(5)とその左隣の外方膨出部(5)により形成される間隙(9)内の上下両端部、および左から２番目の外方膨出部(5)とその右隣の外方膨出部(5)により形成される間隙(9)内の下端部に、それぞれこれらの間隙(9)を形成する２つの外方膨出部(5)に跨るように補強部(10)が設けられている。補強部(10)は、第１アルミニウム板(3)が外方に膨出させられることにより形成されて外方膨出部(5)に連なっている。補強部(10)の突出高さは外方膨出部(5)の突出高さと等しい。

この放熱器(1)において、第２アルミニウム板(4)の平坦面に、熱伝導性を有する接着剤(11)を介してプラズマディスプレイパネル(A)が接着される。

上記において、補強部(10)は第１アルミニウム板(3)を外方へ膨出させることにより形成されているが、これに限定されるものではなく、隣り合う外方膨出部(5)間に、第１アルミニウム板(3)とは別個に形成された補強部材を固定することにより形成されていてもよい。この場合、補強部材が外方膨出部よりも突出しないようにするのがよい。

このような放熱器(1)の製造方法の一例を図３に示す。

すなわち、２枚の平坦なアルミニウム板(3)(4)を用意し、まず一方のアルミニウム板(4)の片面に圧着防止剤を所要パターンに印刷する。図３(a)に示すように、この印刷パターン(20)は、並列状に設けられた複数の帯状直線部(21)と、これらの帯状直線部(21)と直角をなしかつ全ての帯状直線部(21)の両端を結ぶ連結用帯状直線部(22)と、右端の帯状直線部(21)およびその左隣の帯状直線部(21)の両端寄りの部分どうし、ならびに左から２番目の帯状直線部(21)およびこれの右隣の帯状直線部(21)の一端寄りの部分どうしを結ぶ連結用帯状短尺直線部(23)と、左端の帯状直線部(21)の長さ方向の中央部およびアルミニウム板(4)の左側縁を結ぶ流体導入用帯状短尺直線部(24)とよりなる。なお、印刷パターン(20)においては、流体導入用帯状短尺直線部(24)を除いた他の直線部は(21)(22)(23)はアルミニウム板(4)の縁には臨んでいない。ついで、印刷パターン(20)が形成されたアルミニウム板(4)の印刷面が他方のアルミニウム板(3)に合わさるように２枚のアルミニウム板(3)(4)を圧着することにより合わせ板(25)を形成する。合わせ板(25)の両アルミニウム板(3)(4)間には、印刷パターン(20)に合致するように、複数の並列状外方膨出部形成用非圧着部(26)と、外方膨出部形成用非圧着部(26)と直角をなしかつ全ての外方膨出部形成用非圧着部(26)を両端で連結する連結用非圧着部(27)と、右端の外方膨出部形成用非圧着部(26)およびその左隣の外方膨出部形成用非圧着部(26)の両端寄りの部分どうし、ならびに左から２番目の外方膨出部形成用非圧着部(26)およびこれの右隣の外方膨出部形成用非圧着部(26)の一端寄りの部分どうしを結ぶ補強部形成用非圧着部(28)と、左端の外方膨出部形成用非圧着部(26)の長さ方向の中央部および合わせ板(25)の左側縁を結ぶ流体導入用非圧着部(29)が形成されている。

ついで、流体導入用非圧着部(29)を通して合わせ板(25)の全ての非圧着部(26)(27)(28)内に流体を導入して印刷パターン(20)が形成されていないアルミニウム板(3)のみを外方に膨出させることにより、図３(b)に示すように、複数の並列状外方膨出部(5)と、外方膨出部(5)と直角をなしかつ全ての外方膨出部(5)を両端で連結する連結用外方膨出部(30)と、補強部(10)とを形成する。このとき、アルミニウム板(3)は流体導入用非圧着部(29)においても外方に膨出させられる。この流体導入用外方膨出部を(31)で示す。ついで、合わせ板(25)を図３(b)に鎖線(X)で示す部分で切断することにより、外方膨出部(5)の両端部、連結用外方膨出部(30)および流体導入用外方膨出部(31)を切除する。ついで、左右方向の中央部の２つの外方突出部(5)を、上下方向の中間部で部分的に切除して切除部(5b)を形成する。ついで、流体導入用外方膨出部(31)の残部を圧潰する。その後、外方膨出部(5)の頂壁(5a)に通風穴(8)を形成するとともに、ねじ穴(7)を形成する。こうして、放熱器(1)が製造される。なお、流体導入用外方膨出部(31)の残部は必ずしも圧潰する必要はない。

図４は、図１に示す放熱器(1)を使用したプラズマディスプレイ装置を示す。

図４において、プラズマディスプレイ装置は、放熱器(1)と、放熱器(1)の基板(2)における第２アルミニウム板(4)の平坦面に熱伝導性を有する接着剤(11)により接着されたプラズマディスプレイパネル(A)と、ねじ穴(7)にねじ嵌められたねじにより放熱器(1)に取り付けられ、かつ放熱器(1)およびプラズマディスプレイパネル(A)を収容するケーシング(B)と、ケーシング(B)内において放熱器(1)の外方膨出部(5)に取り付けられた電子部品(C)と、電源(D)および電子部品(C)を有しかつケーシング(B)内の放熱器(1)よりも後側においてケーシング(B)に取り付けられた回路基板(E)とを備えている。ケーシング(B)の前面部は透光パネル(F)からなる。また、回路基板(E)の電源(D)は、放熱器(1)の外方膨出部(5)に形成された切除部(5b)を利用して配置されている。

このようなプラズマディスプレイ装置において、自然対流または強制対流により外方膨出部(5)内の通風路(6)を空気が流れ、これによりプラズマディスプレイパネル(A)や、外方膨出部(5)に取り付けられた電子部品(C)が冷却される。

図５は、放熱器の他の実施形態を示す。

図５に示す放熱器(40)の場合、隣り合う外方膨出部(5)間に形成される全ての間隙(9)内に、これらの間隙(9)を形成する２つの外方膨出部(5)に跨るようにそれぞれ上下方向に間隔をおいて複数の補強部(10)が設けられている。全ての補強部(10)は千鳥配置状になっている。その他の構成は、図１および図２に示す放熱器(1)と同じであり、同一部分および同一物には同一符号を付す。

この放熱器(40)は、放熱器(1)と同様にして製造される。

なお、この実施形態においても、補強部(10)は第１アルミニウム板(3)を外方へ膨出させることにより形成される代わりに、隣り合う外方膨出部(5)間に、第１アルミニウム板(3)とは別個に形成された補強部材を固定することにより形成されていてもよい。この場合、補強部材が外方膨出部よりも突出しないようにするのがよい。

上記２つの実施形態において、高熱伝導性板としてアルミニウム板が用いられているが、これに限るものではなく、その他の熱伝導率４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である材料、たとえば銅、鋼などの金属、合成樹脂、カーボン繊維強化樹脂からなる群から選ばれた１つの材料で形成されていてもよい。合成樹脂としては、たとえばシリコン系樹脂が用いられる。なお、２枚の高熱伝導性板は、同じ材料で形成される場合と、異なる材料で形成される場合とがある。

２枚の高熱伝導性板がそれぞれ銅で形成される場合、上述した図３に示す方法で製造される。

また、２枚の高熱伝導性板が同じ材料、たとえばアルミニウムおよび銅を除いた他の金属、合成樹脂またはカーボンで形成される場合や、２枚の高熱伝導性板が、異なる材料で形成される場合、放熱器は次のようにして製造される。

すなわち、まず外方膨出部(5)を有する波板状の第１高熱伝導性板(3)と、平坦な第２高熱伝導性板(4)とを用意する。第１高熱伝導性板(3)の外方膨出部(5)の頂壁(5a)には通風穴(8)を形成しておくとともに、第１高熱伝導性板(3)には補強部(10)を形成しておく。また、第１高熱伝導性板(3)の所定の外方膨出部(5)には切除部(5b)を形成しておく。ついで、両高熱伝導性板(3)(4)を接着剤などの適当な手段により接合する。その後、ねじ穴(7)を形成する。こうして、放熱器(1)が製造される。

さらに、２枚の高熱伝導性板(3)(4)がアルミニウムから形成されている場合であっても、放熱器(1)は次のようにして製造されることもある。

すなわち、まず外方膨出部(5)を有する波板状の第１高熱伝導性板(3)と、平坦な第２高熱伝導性板(4)とを用意する。第１高熱伝導性板(3)の外方膨出部(5)の頂壁(5a)には通風穴(8)を形成しておくとともに、第１高熱伝導性板(3)には補強部(10)を形成しておく。また、第１高熱伝導性板(3)の所定の外方膨出部(5)には切除部(5b)を形成しておく。ついで、両高熱伝導性板(3)(4)をろう付により接合する。その後、ねじ穴(7)を形成する。こうして、放熱器(1)が製造される。

この発明による放熱器の実施形態を示す斜視図である。図１のII−II線拡大断面図である。放熱器の製造方法を示す一部切り欠き斜視図である。図１に示す放熱器を用いたプラズマディスプレイ装置を示す垂直断面図である。この発明による放熱器の他の実施形態を示す斜視図である。

(1)(10)：放熱器
(2)：基板
(3)(4)：高熱伝導性板
(5)：外方膨出部
(6)：通風路
(8)：通風穴
(9)：間隙
(10)：補強部
(11)：接着剤
(20)：印刷パターン
(25)：合わせ板
(26)：外方膨出部形成用非圧着部
(27)：連結用非圧着部
(28)：補強部形成用非圧着部
(29)：流体導入用非圧着部
(30)：連結用外方膨出部
(31)：流体導入用外方膨出部
(A)：プラズマディスプレイパネル（二次元ディスプレイパネル）
(B)：ケーシング
(C)：電子部品
(D)：電源
(E)：回路基板

Claims

２枚の金属板を積層状に接合することにより形成された基板を備えており、基板を形成する２枚の金属板のうち第１金属板に、上下方向に伸びかつ両端が基板の縁に至る複数の外方膨出部が並列状に形成されて各外方膨出部内が通風路となされ、基板を形成する２枚の金属板のうち第２金属板の外面が平坦面となっている二次元ディスプレイ装置用放熱器を製造する方法であって、
２枚の金属板を用意し、いずれか一方の金属板の片面に圧着防止剤を所要パターンに印刷した後、当該金属板の印刷面が他方の金属板に合わさるように２枚の金属板を圧着することにより合わせ板を形成するとともに、合わせ板の両金属板間に、複数の並列状外方膨出部形成用非圧着部と、全ての外方膨出部形成用非圧着部を少なくとも一端部で連結する連結用非圧着部と、１つの外方膨出部形成用非圧着部および１つの連結用非圧着部のうちのいずれか一方を合わせ板の縁に通じさせる流体導入用非圧着部とを形成し、ついで流体導入用非圧着部を通して両金属板の全ての非圧着部内に流体を導入していずれか一方の金属板のみを外方に膨出させることにより、複数の並列状外方膨出部、全ての外方膨出部を少なくとも一端部で連結する連結用外方膨出部および流体導入用外方膨出部を形成し、その後合わせ板における連結用外方膨出部および流体導入用外方膨出部の部分を切除するとともに、複数の並列状外方膨出部の両端を合わせ板の縁に開口させることを特徴とする二次元ディスプレイ装置用放熱器の製造方法。
隣り合う外方膨出部形成用非圧着部間に形成される全ての間隙のうち少なくとも１つの間隙に、この間隙を形成する２つの外方膨出部形成用非圧着部に跨るように補強部形成用非圧着部を形成しておき、両金属板の全ての非圧着部内に流体を導入する際に、補強部形成用非圧着部においていずれか一方の金属板のみを外方に膨出させて補強部を形成する請求項１記載の二次元ディスプレイ装置用放熱器の製造方法。
金属板がアルミニウムまたは銅からなる請求項１または２記載の二次元ディスプレイ装置用放熱器の製造方法。
金属板が、熱伝導率４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上のアルミニウムまたは銅からなる請求項１または２記載の二次元ディスプレイ装置用放熱器の製造方法。
２枚の金属板がアルミニウムからなり、少なくともいずれか一方の金属板が、Ｓｉ：０．２〜０．８質量％、Ｍｇ：０．３〜１質量％、Ｆｅ０．５質量％以下、Ｃｕ：０．５質量％以下を含有し、さらにＴｉ：０．１質量％以下またはＢ：０．１質量％以下を含有し、残部Ａｌおよび不可避不純物からなるＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金により形成されている請求項１または２記載の二次元ディスプレイ装置用放熱器の製造方法。