JP2001044676A - 熱伝導部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 はんだ付けによってプリント配線板上に実装
可能な熱伝導部品を提供すること。 【解決手段】 熱伝導部品１は、塑性変形する熱伝導体
２、および支持体３を備えている。支持体３は、熱伝導
体２の外周を取り囲んで熱伝導体２を保持する矩形枠状
の保持部５と、保持部５の四隅から延出された脚部６と
を備えている。脚部６は、プリント配線板に対してはん
だ付けされる部分で、脚部６の下面には、あらかじめは
んだメッキが施されている。保持部５の対角線上には帯
７が形成されていて、この帯７の中央に吸着部８が形成
されている。吸着部８は、表面実装装置などの自動実装
装置を使って熱伝導部品１をプリント配線板に実装する
際に、自動実装装置の吸引ノズルによって吸着される部
分である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発熱しやすい電子
部品と放熱部品との間に介装される熱伝導部品に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、シリコーン樹脂などの樹脂材
料を基材にして、その基材中にアルミナ粉末などの熱伝
導性フィラーを分散させてなる、柔軟性の高い熱伝導体
が利用されている。

【０００３】この種の熱伝導体は、例えば、あらかじめ
電子部品の大きさに合わせた寸法に加工され、発熱源と
なる電子部品の上に貼り付けられる。そして、その電子
部品と放熱板や筐体パネル（以下、これらを放熱部材と
いう）との間に熱伝導材が挟み込まれて、電子部品およ
び放熱部材から受ける圧力により、熱伝導材が電子部品
に密着する形状に変形する。

【０００４】したがって、このような熱伝導体を利用す
れば、電子部品と熱伝導体との間において熱移動を妨げ
るような隙間が生じにくくなるため、電子部品で発生し
た熱を熱伝導体側へ良好に逃がすことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、プリント配
線板に実装される電子部品は、その殆どがはんだ付けさ
れるものであり、特に、近年は、表面実装装置などを利
用して自動実装されるケースが増えてきている。

【０００６】しかしながら、上記熱伝導体は、はんだ付
け可能なものではなく、表面実装装置による自動実装に
は適さないものであった。そのため、電子部品をプリン
ト配線板に実装した後に手作業で熱伝導体を電子部品に
貼着するなど、その装着工程を電子部品とは別工程にせ
ざるを得ず、組立工数が増大する一因となっていた。

【０００７】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、はんだ付けによってプリ
ント配線板上に実装可能な熱伝導部品を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段、および発明の効果】上記
目的を達成するためになされた本発明の熱伝導部品は、
プリント配線板に実装された電子部品と該電子部品の近
傍に配置された放熱部材との間に介在して、前記電子部
品から発生する熱を前記放熱部材へと伝導する熱伝導部
品であって、前記電子部品と前記放熱部材との間に挟み
込まれた際に受ける圧力により、前記電子部品に密着す
る形状に変形する熱伝導体と、該熱伝導体を保持する保
持部、および該保持部から延出された脚部を有する支持
体とを備え、前記脚部が、前記プリント配線板に対して
はんだ付け可能に構成されていて、該はんだ付けに伴っ
て、前記保持部に保持された前記熱伝導体が前記電子部
品と前記放熱部材との間となる位置に配置されることを
特徴とする。

【０００９】この熱伝導部品において、熱伝導体は、外
力が作用すると容易に変形するもので、例えば、ベース
となる柔軟な樹脂材料中に熱伝導率の高い熱伝導性フィ
ラーを添加したものを用いることができる。

【００１０】ベースとなる樹脂材料については特に限定
されず、例えば、弾性変形する合成ゴムやゲル状樹脂組
成物、あるいは、塑性変形するパテ状樹脂組成物であっ
てもよい。本発明で用いるのに好適な合成ゴムの具体例
としては、例えば、シリコーン樹脂系、クロロプレン
系、エチレン・プロピレン共重合体系、アクリル系等の
ゴム弾性を有する樹脂組成物を挙げることができる。ま
た、ゲル状樹脂組成物シリコーンゲル、エポキシ系ゲル
などを挙げることができる。パテ状樹脂組成物として
は、シリコーン系のもの、粘土類などを挙げることがで
きる。

【００１１】熱伝導性フィラーは、熱伝導率が高いもの
であれば何でもよいが、例えば、アルミナ、水酸化アル
ミニウム、マグネシア、窒化アルミニウム、窒化ホウ
素、ベリリアなどを用いることができる。

【００１２】支持体は、少なくとも脚部がはんだ付け可
能であれば、各部の材質については特に限定されるもの
ではないが、銅系材料（例えば、リン青銅、ベリリウム
銅、黄銅）に錫メッキや、はんだメッキを施したもの、
鉄（ＳＰＣＣ）、リン青銅、カーボンスチール等を利用
し得る。これらの金属材料は、例えばプレス加工などに
よって保持部および脚部が形成される。保持部を樹脂材
料で形成して、金属製の脚部を取り付けてもよい。

【００１３】熱伝導体や支持体の具体的な寸法および形
状は、電子部品の寸法や電子部品−放熱部材間の距離に
よって変わるため、一概には特定できないが、少なくと
も、支持体の脚部と熱伝導体との位置関係は、支持体の
脚部をプリント配線板にはんだ付けすると、熱伝導体が
電子部品と放熱部材との間に挟み込み可能な位置に配置
されるように構成される。

【００１４】このように構成された熱伝導部品によれ
ば、熱伝導体が支持体の保持部に保持されていて、その
保持部で熱伝導体を保持した状態のまま、支持体の脚部
をプリント配線板に対してはんだ付けでき、これによ
り、熱伝導体が電子部品と放熱部材との間に挟み込み可
能な位置に配置される。

【００１５】したがって、電子部品をプリント配線板に
実装した後に手作業で熱伝導体を電子部品に貼着しなく
ても、電子部品等とともに同じ工程で熱伝導体を実装で
きるようになり、組立工数の削減を図ることができる。

【００１６】次に、請求項２に記載の熱伝導部品は、前
記熱伝導体が、弾性変形して前記電子部品に密着するも
のであることを特徴とする。

【００１７】このような熱伝導部品であれば、熱伝導体
が弾性変形して電子部品に密着するので、例えば、熱伝
導体と電子部品側との距離が多少変動しても、熱伝導体
と電子部品および放熱部材との密着状態が維持され、伝
熱能力の低下を招くことがない。

【００１８】次に、請求項３に記載の熱伝導部品は、前
記熱伝導体が、塑性変形して前記電子部品に密着するも
のであることを特徴とする。

【００１９】このような熱伝導部品であれば、熱伝導体
が塑性変形して電子部品に密着しているので、一旦変形
させてしまえば、その後は、電子部品に対して余計な圧
力が加わり続けることはなく、圧力による負荷を嫌う電
子部品に対して適用する場合に好適である。

【００２０】次に、請求項４に記載の熱伝導部品は、前
記保持部が、前記熱伝導体の周囲を保持可能な枠状部分
を有するものであることを特徴とする。

【００２１】このような熱伝導部品によれば、枠状部分
で熱伝導体の周囲を保持しているので、熱伝導体が柔軟
な材質であるにもかかわらず、熱伝導体外周部の寸法安
定性が高くなり、プリント配線板上における実装密度の
向上を図ることができる。

【００２２】次に、請求項５に記載の熱伝導部品は、前
記脚部が、バネ性を有し、前記電子部品と前記放熱部材
との間に挟み込まれた際に受ける圧力によって弾性変形
することを特徴とする。

【００２３】この熱伝導部品によれば、電子部品と放熱
部材との間に挟み込まれる際に、脚部が弾性変形した状
態になるため、はんだ付け箇所に応力が集中せず、はん
だ付け箇所の損傷を未然に防ぐことができる。

【００２４】次に、請求項６に記載の熱伝導部品は、自
動実装装置の吸引ノズルで吸引するための吸着部を有す
ることを特徴とする。

【００２５】この熱伝導部品によれば、自動実装装置の
吸引ノズルを吸着部に当接させて吸引し、吸引ノズルに
よって熱伝導部品をピックアップし、その熱伝導部品を
プリント配線板上に搭載することができる。したがっ
て、自動実装装置を利用して熱伝導部品をプリント配線
板に実装できるようになる。

【００２６】なお、吸着部は、吸引ノズルによって熱伝
導部品をピックアップできるように構成されたものであ
れば、具体的形態については限定されないが、通常は、
熱伝導部品の重量中心に近い箇所に設けられ、吸引時に
受ける負荷では歪まない程度の強度が付与されていると
よい。

【００２７】次に、請求項７に記載の熱伝導部品は、前
記熱伝導体が、導電性を有することを特徴とする。

【００２８】熱伝導体に導電性を付与するための手段
は、特に限定されないが、例えば、金属粉末やカーボン
粉末などの導電性フィラーを、熱伝導体中に含有させる
ことにより、所期の導電性を付与することができる。

【００２９】この熱伝導部品によれば、熱伝導体が導電
性を有するので、外部から到来する電磁波や、電子部品
から放射される電磁波を遮断する効果がある。

【００３０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
一例を挙げて説明する。

【００３１】図１に示すように、熱伝導部品１は、熱伝
導体２、および支持体３を備えている。

【００３２】熱伝導体２は、塑性変形する柔軟なパテ状
樹脂組成物によって形成されたもので、より具体的に
は、１５０重量部のアルミナ粉末と、１００重量部のシ
リコーンとを混合して得られたパテ状組成物をシート状
に加工して、そのシートから所要サイズの矩形板を切り
出したものである。

【００３３】支持体３は、リン青銅製で、熱伝導体２の
外周を取り囲んで熱伝導体２を保持する矩形枠状の保持
部５と、保持部５の四隅から延出された脚部６とを備え
ている。脚部６は、プリント配線板に対してはんだ付け
される部分で、脚部６の下面には、あらかじめはんだメ
ッキが施されている。

【００３４】また、保持部５の対角線上には帯７が形成
されていて、この帯７の中央に吸着部８が形成されてい
る。吸着部８は、表面実装装置などの自動実装装置を使
って熱伝導部品１をプリント配線板に実装する際に、自
動実装装置の吸引ノズルによって吸着される円板状の部
分で、吸引ノズルでのピックアップ時にバランスが崩れ
にくいように、熱伝導部品１の重心を通る鉛直線上に配
置されている。

【００３５】以上のように構成された熱伝導部品１によ
れば、例えば図２（ａ）に示すように、プリント配線板
Ｐに対して表面実装することができる。脚部６の高さ
は、電子部品Ｅの寸法に応じて最適なものが選ばれてお
り、これにより、熱伝導体２と電子部品Ｅは、ごく僅か
に接触するか、ごく僅かな間隙をなすような位置関係に
配置されている。熱伝導部品１の脚部６は、はんだ付け
可能なので、電子部品Ｅとともに、リフロー方式ではん
だ付けすることができる。

【００３６】熱伝導部品１がプリント配線板Ｐにはんだ
付けされた後は、プリント配線板Ｐを放熱板Ｒの近傍に
配設して、図２（ｂ）に示すように、熱伝導部品１をプ
リント配線板Ｐと放熱板Ｒの間に挟み込む。

【００３７】この時、熱伝導体２は、塑性変形を伴って
電子部品Ｅおよび放熱板Ｒに密着するので、電子部品Ｅ
と熱伝導体２との間、放熱板Ｒと熱伝導体２との間に
は、熱伝導性能を損なうような隙間が生じず、電子部品
Ｅにおいて発生した熱は、熱伝導部品１を介して良好に
放熱板Ｒへと伝達されるようになる。

【００３８】以上説明したように、この熱伝導部品１に
よれば、電子部品Ｅのはんだ付けを行う際に、同時には
んだ付けを行ってプリント配線板Ｐ上に固定することが
できる。したがって、電子部品Ｅのはんだ付けを行った
後に、別途熱伝導体を貼り付ける工程を必要とするもの
に比べ、組立工数を削減することができる。

【００３９】また、この熱伝導部品１は、矩形枠状の保
持部５で熱伝導体の周囲を保持する構造になっているの
で、熱伝導体２が塑性変形しても保持部５の外側へ熱伝
導体２がはみ出してしまうことがない。したがって、熱
伝導部品１のごく近傍に他の部品を配置しても、熱伝導
体２の変形に伴って他の部品を圧迫するようなことはな
いので、プリント配線板Ｐ上における実装密度の向上を
図ることができる。

【００４０】さらに、この熱伝導部品１において、脚部
６はバネ性を有し、図２（ｂ）に示したように、熱伝導
体２が電子部品Ｅと放熱板Ｒとの間に挟み込まれた際
に、弓なりに弾性変形した状態になる。したがって、挟
み込む際に過剰気味に荷重が作用したとしても、その荷
重がはんだ付け箇所に集中せず、はんだ付け箇所の損傷
を招くことがない。

【００４１】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明は、上記以外の形態でも実施可能であり、上
記の具体的形態に限定されるものではない。

【００４２】例えば、上記熱伝導部品１では、支持体３
の下面側に熱伝導体２を貼着してあったが、熱伝導体２
の保持形態については限定されない。具体例を挙げれ
ば、例えば、図３（ａ）に示すように、支持体３の上面
側に熱伝導体２を貼着してもよい。この場合、熱伝導体
２の表面に薄いガラスクロス２ａを張り付けておけば、
そのガラスクロス２ａが上記吸着部８と同様に機能する
ので、自動実装装置の吸引ノズルによるピックアップも
可能となる。また、図３（ｂ）に示すように、熱伝導体
２は、支持体３の下面に貼着しておいて、熱伝導体２の
表面に上述の如きガラスクロス２ａを張り付け、これら
熱伝導体２とガラスクロス２ａとの間に、支持体３の一
部を挟み込むように構成してもよい。

【００４３】また、上記熱伝導部品１では、特定形状の
脚部６を具体的に図示したが、脚部６の具体的な形状に
ついても特に限定されない。例えば、図４（ａ）に示す
ような、ジグザグに曲折した脚部６ａを設けてもよい
し、図４（ｂ）に示すような、くの字型に曲がった脚部
６ｂを設けてもよい。これらの脚部６ａ、６ｂは、いず
れも上記脚部６よりもバネ定数が小さくて曲がりやすい
ので、はんだ付け箇所を損傷させるような応力が発生し
にくい。また、例えば、図４（ｃ）に示すような、コイ
ルスプリング状の脚部６ｃを設けてもよいし、図４
（ｄ）に示すような、多段式の伸縮可能な脚部６ｄを設
けてもよい。この脚部６ｄは、コイルスプリングを内蔵
しており、外部からの圧力に応じて伸縮する。これらの
脚部６ｃ、６ｄも、伸縮してはんだ付け箇所への応力の
集中を防ぐので、はんだ付け箇所を損傷させることがな
い。

【００４４】さらに、上記熱伝導部品１では、熱伝導体
２が、放熱板Ｒに直接密着するようになっていたが、図
５（ａ）、同図（ｂ）に示すように、熱伝導体２と放熱
板Ｒとの間にバネ材１１を介在させて、放熱板Ｒでバネ
材１１を押圧することにより、バネ材１１によって熱伝
導体２を電子部品Ｅ側へと付勢し、熱伝導体２と電子部
品Ｅとをより強く密着させるようにしてもよい。

【００４５】また、上記熱伝導部品１では、塑性変形す
る熱伝導体２を採用していたが、これに代えて、弾性変
形する熱伝導体を採用してもよく、この場合、熱伝導体
と電子部品との密着性をさらに高めることができる。但
し、圧力が作用するのを嫌う電子部品もあるので、その
場合は、塑性変形する熱伝導体の方がよい。

【００４６】また、上記熱伝導部品１の場合、熱伝導体
２は、導電性を有しない（電気絶縁性を有する）もので
あったが、導電性を有する熱伝導体を採用してもよい。
熱伝導体に導電性を付与するための手段は、特に限定さ
れないが、例えば、金属粉末やカーボン粉末などの導電
性フィラーを、熱伝導体中に含有させることにより、所
期の導電性を付与することができる。このような熱伝導
体を設ければ、外部から到来する電磁波や、電子部品か
ら放射される電磁波を遮断する効果が得られる。

【００４７】さらに、上記熱伝導部品１において、熱伝
導体２の放熱板Ｒ側に接触する面には、特に何も設けて
いないが、この面を網で覆ってもよい。このような構造
にすると、熱伝導体２の表面を網で保護することができ
る。放熱板Ｒとの接触時には、熱伝導体２が塑性変形し
て網目を通り抜けて放熱板Ｒに密着するので、熱伝導性
能も殆ど損なわれることはない。なお、網に代えて、多
数の小さな穴を開けたフィルムを配設しても、同様の効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態として例示した熱伝導部品
の斜視図である。

【図２】 本発明の実施形態として例示した熱伝導部品
の取付状態を示し、（ａ）はプリント配線板に実装した
状態を示す縦断面図、（ｂ）はプリント配線板と放熱板
との間に挟み込んだ状態を示す縦断面図である。

【図３】 （ａ）は支持体の上面側に熱伝導体を貼着し
た例を示す従断面図、（ｂ）は熱伝導体とガラスクロス
との間に支持体の一部を挟み込むように構成した例を示
す従断面図である。

【図４】 （ａ）〜（ｄ）はそれぞれ脚部の具体的な形
状について例示する部分従断面図である。

【図５】 熱伝導体と放熱板との間に介在させるバネ材
を示し、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は熱伝導体上に配
置した状態を示す従断面図である。

【符号の説明】

１・・・熱伝導部品、２・・・熱伝導体、３・・・支持
体、５・・・保持部、６・・・脚部、７・・・帯、８・
・・吸着部、Ｅ・・・電子部品、Ｐ・・・プリント配線
板、Ｒ・・・放熱板。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年３月３１日（２０００．３．３
１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】

【課題を解決するための手段、および発明の効果】上記
目的を達成するためになされた本発明の熱伝導部品は、
プリント配線板に実装された電子部品と該電子部品の近
傍に配置された放熱部材との間に介在して、前記電子部
品から発生する熱を前記放熱部材へと伝導する熱伝導部
品であって、前記電子部品と前記放熱部材との間に挟み
込まれた際に受ける圧力により、前記電子部品に密着す
る形状に変形する熱伝導体と、該熱伝導体を保持する保
持部、および該保持部から延出された脚部を有する支持
体とを備え、前記脚部が、前記プリント配線板に対して
はんだ付け可能に構成されていて、該はんだ付けに伴っ
て、前記保持部に保持された前記熱伝導体が前記電子部
品と前記放熱部材との間となる位置に配置される構造
で、且つ、前記脚部が、バネ性を有し、前記電子部品と
前記放熱部材との間に挟み込まれた際に受ける圧力によ
って弾性変形することを特徴とする。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】したがって、電子部品をプリント配線板に
実装した後に手作業で熱伝導体を電子部品に貼着しなく
ても、電子部品等とともに同じ工程で熱伝導体を実装で
きるようになり、組立工数の削減を図ることができる。
しかも、この熱伝導部品の脚部は、バネ性を有し、電子
部品と放熱部材との間に挟み込まれる際に、脚部が弾性
変形した状態になるため、はんだ付け箇所に応力が集中
せず、はんだ付け箇所の損傷を未然に防ぐことができ
る。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】削除

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】削除

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】次に、請求項５に記載の熱伝導部品は、自
動実装装置の吸引ノズルで吸引するための吸着部を有す
ることを特徴とする。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】次に、請求項６に記載の熱伝導部品は、前
記熱伝導体が、導電性を有することを特徴とする。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プリント配線板に実装された電子部品と該
   電子部品の近傍に配置された放熱部材との間に介在し
   て、前記電子部品から発生する熱を前記放熱部材へと伝
   導する熱伝導部品であって、 前記電子部品と前記放熱部材との間に挟み込まれた際に
   受ける圧力により、前記電子部品に密着する形状に変形
   する熱伝導体と、 該熱伝導体を保持する保持部、および該保持部から延出
   された脚部を有する支持体とを備え、 前記脚部が、前記プリント配線板に対してはんだ付け可
   能に構成されていて、該はんだ付けに伴って、前記保持
   部に保持された前記熱伝導体が前記電子部品と前記放熱
   部材との間となる位置に配置されることを特徴とする熱
   伝導部品。
2. 【請求項２】前記熱伝導体が、弾性変形して前記電子部
   品に密着するものであることを特徴とする請求項１に記
   載の熱伝導部品。
3. 【請求項３】前記熱伝導体が、塑性変形して前記電子部
   品に密着するものであることを特徴とする請求項１に記
   載の熱伝導部品。
4. 【請求項４】前記保持部が、前記熱伝導体の周囲を保持
   可能な枠状部分を有するものであることを特徴とする請
   求項１〜請求項３のいずれかに記載の熱伝導部品。
5. 【請求項５】前記脚部が、バネ性を有し、前記電子部品
   と前記放熱部材との間に挟み込まれた際に受ける圧力に
   よって弾性変形することを特徴とする請求項１〜請求項
   ４のいずれかに記載の熱伝導部品。
6. 【請求項６】自動実装装置の吸引ノズルで吸引するため
   の吸着部を有することを特徴とする請求項１〜請求項５
   のいずれかに記載の熱伝導部品。
7. 【請求項７】前記熱伝導体が、導電性を有することを特
   徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の熱伝導
   部品。