JP2000077872A

JP2000077872A - 熱伝導部材及び当該伝導部材を用いた電子機器

Info

Publication number: JP2000077872A
Application number: JP10242363A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Oura; 正裕大浦; Toshiyuki Oshima; 俊幸大島; Isao Oshima; 勇男大島; Naoki Matsuoka; 直樹松岡; Takao Yoshikawa; 孝雄吉川; Masahiko Arimoto; 雅彦有本
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1998-08-27
Filing date: 1998-08-27
Publication date: 2000-03-14

Abstract

(57)【要約】【目的】電子機器の設計上、放熱部材を設置する位置
の自由度を高くして、発熱する電子部品と放熱部材の位
置関係が複雑となるような電子機器にも適用可能な熱伝
導部材を提供する。【構成】銅箔やアルミニウム箔などシート状の熱伝導
性基材１１を覆うように、その両面及び側面並びに端面
に、発泡性樹脂等から作製された断熱層１２を設ける。
また、当該断熱層１２の一部を切り欠き、前記熱伝導性
基材１１が露出された電子機器あるいは放熱部材と熱的
に接触させる接合部１３を設ける。さらに当該接合部１
３に、熱伝導性接着剤やハンダ等から形成された熱伝導
性接合層１４を設け、本発明の熱伝導部材１０を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は熱伝導部材及び当該
熱伝導部材を用いた電子機器に関する。具体的には、例
えば家電製品やＯＡ機器等の電子機器の内部で発生する
熱の放熱（放散）対策として使用される熱伝導部材に関
し、さらに詳しくは、動作中に発熱を伴う電子部品から
発生した熱を、電子部品から離れた位置に設置された放
熱部材へと熱伝導させることができる熱伝導部材及び当
該熱伝導部材を用いた電子機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】家電製品やＯＡ機器等の電子機器の内部
で発生する熱の放熱対策は、製品の信頼性向上の点から
重要となってきている。現在、一般的な放熱対策とし
て、動作中に発熱を伴う電子部品（例えばＣＰＵとして
用いられるＩＣ）上に直接、ヒートシンク等の放熱部材
を形成（載置）する方式等が採用されている。

【０００３】ところで、近年、機器の小型化が進むにつ
れて、放熱部材を設置するスペースを確保することが困
難となり、設計上、放熱部材を電子部品から離れた位置
に設置し、両者間の熱伝導を熱伝導部材を用いて行うこ
とが有る。この場合、電子部品と放熱部材間の熱伝導部
材として、ヒートハイプを利用することがある。

【０００４】しかしながら、電子部品と放熱部材との位
置関係が複雑である場合には、その形態に合致するよう
にヒートパイプを加工して両者を連結することが困難と
なる。この結果、電子部品と放熱部材の位置関係はヒー
トパイプの形状に制限され、電子機器の設計上、放熱部
材を設置する位置の自由度が規制されるという問題があ
った。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みてなされたもので、その目的とするところは、電子
機器の設計上、放熱部材を設置する位置の自由度を高く
し、発熱する電子部品と放熱部材の位置関係が複雑とな
るような電子機器にも適用可能な熱伝導部材を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、柔軟性を有するシート状の熱伝導性基材を
用いて、電子部材から離れた位置に設置された放熱部材
まで熱伝導させるヒートパイプの機能を果たすようにし
たものである。

【０００７】本発明の熱伝導部材は、動作中に発熱を伴
う電子部品から発生した熱を、当該電子部品から離れた
位置に設置された放熱部材へと熱伝導する熱伝導部材で
あって、シート状の熱伝導性基材と、当該熱伝導性基材
の両面に設けられた断熱層とを有し、前記断熱層が切り
欠かれて前記熱伝導性基材が露出した、電子部品若しく
は放熱部材と接続するための接続部が設けられたことを
特徴としている。

【０００８】このとき、前記接続部上に熱伝導性接合層
を設けるのが好ましく、当該熱伝導性接合層は、特に熱
伝導性接着剤層とするのが望ましい。

【０００９】さらに、本発明の熱伝導部材は、可撓性を
有することを特徴としている。

【００１０】また、本発明の電子機器は、動作中に発熱
を伴う電子部品と、当該電子部品から離れた位置に設置
され、当該電子部品から発生した熱を放熱する放熱部材
とを備え、前記電子部品と前記放熱部材とを上記本発明
の熱伝導部材で接続した電子機器であって、熱伝導部材
の前記接続部のいずれかと前記電子部品を接触させると
共に、熱伝導部材の残る前記接続部のいずれかと前記放
熱部材を接触させたことを特徴としている。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態であ
る熱伝導部材の断面構成図、図２は当該熱伝導部材を使
用した電子機器の概略構成図、図３は本発明の別な実施
の形態である熱伝導部材の断面構成図、図４は本発明の
さらに別な実施の形態である熱伝導部材の断面構成図で
ある。さらに、図５は本発明のさらに別な実施の形態で
ある熱伝導部材を示す図であって、同図（ａ）はその斜
視図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線断面図、同図
（ｃ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。以下、各
図に従って、本発明について詳細に説明する。

【００１２】図１に示す熱伝導部材１０は、シート状を
した熱伝導性基材１１の両面に断熱層１２を備えてい
る。熱伝導性基材１１は、電子部品から発生する熱を放
熱部材に伝えて、放熱部材から放熱させるための機能を
有する。従って、該熱伝導性基材１１としては、熱を有
効に伝達できる必要があり、熱伝導率の高いものが好適
に用いられる。

【００１３】また本発明の熱伝導部材１０は、電子部品
と放熱部材の位置関係が複雑な場合にも対応できるよう
に、可撓性つまりフレキシビリティを有することが好ま
しい。すなわち、複雑に配置された電子機器の構成部品
間を縫うようにして配設できなければならず、自由に屈
曲可能であることが必要となる。このため、当該熱伝導
性基材１１としては柔軟性のあるものが使用され、例え
ば、アルミニウムや銅、亜鉛、鉄などの熱伝導性を有す
る金属製の箔膜や熱伝導性樹脂製のシート若しくはフィ
ルムを挙げることができる。中でも、熱伝導性やコスト
の観点から金属製の箔膜、特に銅箔やアルミニウム箔が
好ましく用いられる。

【００１４】また、熱伝導性樹脂としては、シリコーン
やアクリル系樹脂など一般的な樹脂中に熱伝導性フィラ
ーを含有してなるもの等を挙げることができる。

【００１５】熱伝導性基材１１の厚さは、熱伝導性の観
点からは厚い程好ましいが、厚くなれば柔軟性に欠ける
ことになる。このため、用いる熱伝導性基材１１の材質
によっても異なるが、通常５〜５００μｍの厚さのもの
が好ましく、さらには１２〜１２５μｍのものが望まし
い。

【００１６】本発明の熱伝導部材１０は、電子機器等の
筐体内に備えられるため、放熱部材までの経路途中にお
いて放熱を抑える必要がある。このため、前記熱伝導性
基材１１の両面には、断熱層１２が設けられる。断熱層
１２としても、上記したように可撓性を有することが好
ましいため、該熱伝導性基材１１と同様に柔軟性のある
ものが使用される。さらに、構成部品との絶縁性を確保
するため、絶縁性を有するものが好適に用いられる。従
って、当該断熱層１２としては、例えば、ポリエチレン
樹脂やアクリル樹脂、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹
脂あるいはポリウレタン、フェノール樹脂、エポキシ樹
脂などの熱硬化性樹脂からなる発泡性樹脂シートが挙げ
られる。

【００１７】当該断熱層１２の厚さは、断熱性の観点か
らは厚い程好ましいが、厚くなれば柔軟性に欠けること
となる。このため、用いる断熱層１２の材質によっても
異なるが、通常２５〜３０００μｍの厚さのものが好適
に用いられ、さらには１００〜２０００μｍのものが望
ましく用いられる。また、薄くなっても十分な断熱性を
得ることができない。

【００１８】断熱層１２は、上記熱伝導性基材１１の両
面に、例えば、熱融着や耐熱性のある接着剤や粘着剤等
により貼り合わせられる。

【００１９】また断熱層１２は、熱伝導部材１０の両端
部においてその一部が切り欠かれており、熱伝導性基材
１１が露出された接続部１３が設けられている。当該接
続部１３は、電子部品あるいは放熱部材と接触させるた
めのものであって、当該接続部１３において電子部品あ
るいは放熱部材と熱的に接続される。このため接続部１
３は、電子部品と接続される接続部１３及び放熱部材と
接続される接続部１３の２つの接続部１３が設けられ
る。また、２以上の放熱部材を設置した場合のように、
必要に応じてそれ以上の接続部１３を設けることもでき
る。

【００２０】熱伝導部材１０は、電子部品と放熱部材の
位置や大きさに応じて予め所定の大きさに作製され、接
続部１３は、通例熱伝導部材１０の両端に設けられる。
このとき、用いられる電子機器に応じて、例えば、図１
に示す熱伝導部材１０のように、熱伝導性基材１１の同
じ側に設けたり、あるいは図４に示す熱伝導部材１０の
ように熱伝導性基材１１の異なる側に設けることができ
る。また、接続部１３の大きさも、用いられる電子部品
や放熱部材に応じて設定される。

【００２１】このようにして作製された熱伝導部材１０
は、図２に示すように発熱する電子部品と放熱部材とを
備えた各種の電子機器に用いられる。すなわち、図２に
示す電子機器にあっては、発熱する電子部品であるＩＣ
２０やトランジスタ２１、コンデンサ２２等が実装され
た回路基板２５やトランス２６を具備しており、金属板
などから作製された放熱部材３０と共に筐体４０内に納
められている。

【００２２】熱伝導部材１０は、以下に述べるような熱
伝導性粘着剤１６、あるいは熱伝導性粘着剤をテープ用
基材の両面に塗布した熱伝導性両面テープ、ハンダ等を
用いてＩＣ２０に、一方の接続部１３を貼り合わせて接
触され、残る接続部１３を放熱部材３０の上面に接触さ
れている。

【００２３】この電子機器にあっては、放熱部材３０は
ＩＣ２０から離れた位置に設置されており、熱伝導部材
１０はトランジスタ２１やコンデンサ２２、トランス２
６上を跨ぐようにして、適宜屈曲させながら配設されて
いる。

【００２４】このように本発明の熱伝導部材１０によれ
ば、自由に屈曲させながら熱伝導部材１０を配設するこ
とができる。この結果、熱伝導部材１０の配設方法を考
慮することなく、電子機器の内部構造を自由に設計する
ことが可能になる。

【００２５】次に、図３に示す熱伝導部材１０にあって
は、接続部１３に熱伝導性接合層１４が設けられてい
る。当該熱伝導性接合層１４は、電子部品や放熱部材と
接触させて熱的に接続するためのものであって、図３に
示す熱伝導部材１０では、熱伝導性接着剤層が形成され
ている。当該熱伝導性接着剤層は、例えば、特開平５−
１９８７０９号公報や特開平６−６８０６１号公報に開
示された熱伝導性接着剤を塗布して作製される。これら
の熱伝導性接着剤は、アクリル系粘着剤やシリコーン系
粘着剤中に熱伝導性充填剤が含有されたものである。本
発明においてはこれらの構成に限られず、熱伝導性を有
し、電子部品や放熱部材と熱的に接続して固着可能な構
成であればいかなるものも使用することができる。

【００２６】また、熱伝導性充填剤は、熱伝導性を前記
粘着剤に付与するものであって、好ましくは電気的に絶
縁性のあるものが使用される。該熱伝導性充填剤として
は、液体、固体を問わず用いることができ、例えば、酸
化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化
マグネシウム、酸化亜鉛、銀、金、銅などの熱伝導性金
属及びそれらの化合物を挙げることができる。

【００２７】これらの熱伝導性接着剤は、接続部１３に
おいて露出された熱伝導性基材１１上に塗布され、熱伝
導性接合層１４が形成される。当該熱伝導性接合層１４
の厚さとしては、十分に電子部品や放熱部材と固着でき
ればよく、通例２０〜１０００μｍ程度に作製され、取
り扱いの容易さから断熱層１２の厚さとほぼ同じ厚さに
形成される。また、当該熱伝導性接着剤層の上面には必
要に応じて、セパレータが設けられる。

【００２８】熱伝導部材１０は、上記したように電子機
器の組立て時に接続部１３に熱伝導性接着剤やハンダ、
あるいはねじやクランプその他の保持手段を用いて固着
することができる。しかしながら、このように接続部１
３に予め熱伝導性接合層１４を形成しておくことによ
り、直ちに電子部品や放熱部材に貼り合わせることがで
きる。このように、ハンダやねじ、クランプなどを用い
ずに、電子部品や放熱部材と接触させることができる結
果、電子機器の組立作業が容易になる。

【００２９】また、当該熱伝導性接合層１４は上記目的
を達成することができればよく、熱伝導性接着剤層の他
にも、熱伝導性粘着剤をテープ用基材の両面に塗布した
熱伝導性粘着両面テープを用いることもできる。また、
ハンダを用いた熱伝導性接合層１４を形成してもよく、
この場合にはリフローによって接続作業を容易に行え
る。

【００３０】図４に示す熱伝導部材１０にあっては、熱
伝導性基材１１の全面を覆うように、熱伝導性基材１１
の両面のみならず、その側面及び端面にも断熱層１２が
設けられている。また、熱伝導部材１０の両端におい
て、断熱層１２が一部切り欠かれて接続部１３が設けら
れ、当該接続部１３には熱伝導性接合層１４が形成され
ている。

【００３１】このように、熱伝導性基材１１の全面に断
熱層１２を設けることにより、熱伝導部材１０からの放
熱が少なくなり、電子機器内部に放散された熱による悪
影響を減少できる。特に、厚みのある熱伝導性基材１１
を用いた場合には、熱伝導性基材１１からの放熱による
影響を無視できなくなる。この悪影響を考慮して、熱伝
導性基材１１の側面や端面にも断熱層１２を設けるのが
望ましい。また、図５に示すように、袋状の断熱層１２
によって熱伝導性基材１１全体を覆うようにしてもよ
く、切り欠きを予め設けた状態で断熱層１２を形成した
り、断熱層１２によって熱伝導性基材１１全体を覆った
後に、所望する領域の断熱層１２を切り欠くことによっ
て接続部１３を設けることもできる。

【００３２】また、本発明の熱伝導部材１０は通例使用
される電子機器に応じて作製されるため、特定の形状で
出荷されるが、汎用性を考慮して、使用時に適当な大き
さに裁断可能な形状、例えば、テープ状に作製すること
もできる。この場合、使用時に断熱層１２を切り欠き、
熱伝導性基材１１を露出させる必要があるため、粘着剤
を用いて断熱層１２を熱伝導性基材１１に貼り合わせ、
断熱層１２を剥離可能にするのが好ましい。なお、接続
部１３には粘着剤が付着された状態になるが、接続部１
３に付着した粘着剤はごくわずかであり、熱伝導性には
ほとんど影響を与えない。もちろん、接続部１３が形成
される領域に予め熱伝導性粘着剤層１４を形成してお
き、当該熱伝導性粘着剤層によって断熱層１２を貼り合
わせることも可能である。

【００３３】

【実施例】次に実施例について説明する。（実施例１）幅４０ｍｍ、長さ２２０ｍｍ、厚さ３５μ
ｍの銅箔からなるシート状の熱伝導性基材の両面に、厚
さ１４０μｍのアクリル発泡体からなる断熱層を熱融着
により貼り合わせ、その両端に４０ｍｍ×３０ｍｍの接
続部を設け、実施例１の熱伝導部材を得た。

【００３４】（実施例２）幅３０ｍｍ、長さ３００ｍ
ｍ、厚さ３５μｍの銅箔からなるシート状の熱伝導性基
材の両面に、厚さ１４０μｍのアクリル発泡体からなる
断熱層を熱融着により貼り合わせ、その両端に３０ｍｍ
×２０ｍｍの接続部を設け、当該接続部に厚さ１３０μ
ｍの熱伝導性両面粘着テープを貼り合わせて熱伝導性接
合層を形成し、実施例２の熱伝導部材を得た。

【００３５】（実施例３）幅６０ｍｍ、長さ２５０ｍ
ｍ、厚さ５０μｍのアルミニウムからなるシート状の熱
伝導性基材の両面及びその側面並びにその端面に、厚さ
２００μｍのＥＰＴ発泡体からなる断熱層を熱融着によ
り貼り合わせ、その両端に４０ｍｍ×４０ｍｍの接続部
を設け、当該接続部に厚さ１３０μｍの熱伝導性両面粘
着テープを貼り合わせて熱伝導性接合層を形成し、実施
例３の熱伝導部材を得た。

【００３６】

【発明の効果】本発明の熱伝導部材は、シート状の熱伝
導性基材の両面に断熱層が設けられた構造をしているた
め、簡単な構造によりヒートパイプと同様な熱伝導部材
を提供できる。特に、シート状の熱伝導性基材を用いて
いるため、可撓性のある熱伝導部材とすることができ
る。従って、発熱する電子部品と放熱部材とが離れた位
置に設けられたとしても、自由に屈曲させて熱伝導部材
を配設することが可能になり、設計上の制約を受けるこ
とが少なくなる。この結果、電子部品と放熱部材との位
置を考慮する必要がなく、電子機器の小型化に寄与でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である熱伝導部材の断面
構成図である。

【図２】本発明の一実施の形態である電子機器であっ
て、同上の熱伝導部材を用いた電子機器の概略構成図で
ある。

【図３】同上の別な実施の形態である熱伝導部材の断面
構成図である。

【図４】同上のさらに別な実施の形態である熱伝導部材
の断面構成図である。

【図５】同上のさらに別な実施の形態である熱伝導部材
を示す図であって、同図（ａ）はその斜視図、同図
（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線断面図、同図（ｃ）は同
図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【符号の説明】

１０本発明に係る熱伝導部材１１熱伝導性基材１２断熱層１３接続部１４熱伝導性接合層２０発熱する電子部品であるＩＣ３０放熱部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大島勇男大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内 (72)発明者松岡直樹大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内 (72)発明者吉川孝雄大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内 (72)発明者有本雅彦大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内Ｆターム(参考） 5E322 AA01 AA11 AB06 EA11 FA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】動作中に発熱を伴う電子部品から発生し
た熱を、当該電子部品から離れた位置に設置された放熱
部材へと熱伝導する熱伝導部材であって、シート状の熱伝導性基材と、当該熱伝導性基材の両面に
設けられた断熱層とを有し、前記断熱層が切り欠かれて
前記熱伝導性基材が露出した、電子部品若しくは放熱部
材と接続するための接続部を備えたことを特徴とする熱
伝導部材。
【請求項２】前記接続部上に、熱伝導性接合層が設け
られたことを特徴とする請求項１記載の熱伝導部材。
【請求項３】前記熱伝導性接合層は、熱伝導性接着剤
層であることを特徴とする請求項２記載の熱伝導部材。
【請求項４】可撓性を有することを特徴とする請求項
１、２又は３記載の熱伝導部材。
【請求項５】動作中に発熱を伴う電子部品と、当該電
子部品から離れた位置に設置され、当該電子部品から発
生した熱を放熱する放熱部材とを備え、前記電子部品と
前記放熱部材とを請求項１、２、３又は４記載の熱伝導
部材で接続した電子機器であって、熱伝導部材の前記接続部のいずれかと前記電子部品を接
触させると共に、熱伝導部材の残る前記接続部のいずれ
かと前記放熱部材を接触させたことを特徴とする電子機
器。