JP2003212530A - グラファイトシートおよびグラファイトシートを用いた放熱装置 - Google Patents
グラファイトシートおよびグラファイトシートを用いた放熱装置Info
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Abstract
ときに、折曲げ部分に熱伝導性を損うクラックが入らな
いようにしたグラファイトシートを提供することを目的
とする。 【解決手段】グラファイトシート10の表面の所定の位
置に多数の筋11を互いに平行に形成するとともに、こ
の筋11の方向と直角の方向に折曲げるか湾曲させるよ
うにしたものである。
Description
およびグラファイトシートを用いた放熱装置に係り、と
くに耐折曲げ性を改善したグラファイトシートおよび半
導体素子の放熱に用いて好適な放熱装置に関する。
鉛)、および無定形炭素の形態で安定に存在する。この
内とくにグラファイトは黒色不透明であって六方晶系の
結晶構造を有し、電気および熱の導体である。
る。そしてこのような天然のグラファイトを圧延するこ
とによってグラファイトシートが得られる。またアクリ
ロニトリルを用いたアクリル系樹脂フィルム等の有機合
成フィルムを無酸素下で焼成すると、シート状のグラフ
ァイトが得られる。シート状のグラファイトは柔軟性お
よび圧縮弾性があり、しかも相手材となじみがよいため
に、ガスケットやパッキンの原料として広く利用されて
いる。
基板上に実装された半導体素子、とくに中央演算処理素
子(CPU)は、その内部を通る電流によるジュール熱
によって発熱し、場合によってはその表面の温度が10
0℃以上に達する場合がある。また携帯電話等の小型の
携帯情報端末において、その回路基板上に搭載されてい
る半導体素子の温度が上昇し易い。そこでこれらの半導
体素子の冷却のために、例えば特開平11−24070
6号公報に示されるように、グラファイトシートを用い
ることが試みられている。
ートによれば、発熱部から放熱部へ熱を移動させるため
に所定の形状に変形させる際に折曲げると、このグラフ
ァイトシートの折曲げ位置にクラックが入って熱伝導率
が悪化する問題があった。すなわち従来のグラファイト
シートは、耐折曲げ性が低く、これによって放熱装置と
して用いた場合に上述のような折曲げ部分にクラックが
入る問題があった。
イトシートに所定の加工を施すことによって、とくに耐
折曲げ性が大幅に改善され、折曲げた場合に折曲げ位置
にクラックが入るのが防止されることを見出した。本願
の発明はこのような知見に基いてなされたものである。
これによって放熱装置として折曲げてあるいは湾曲させ
て用いた場合に熱伝導率が低下することがないようにし
たグラファイトシートおよびこのようなグラファイトシ
ートを用いた放熱装置を提供することを目的とする。
ート状をなすグラファイトシートにおいて、その表面で
あって片面または両面に所定の方向に延びる筋を形成
し、該筋の方向とほぼ直角の方向に折曲げるか湾曲させ
ることを特徴とするグラファイトシートに関するもので
ある。
接着剤層または粘着剤層が形成されることが好適であ
る。またその一方の表面にプラスチックフィルムを接合
するとともに、他方の表面に接着剤層またはは粘着剤層
を形成してもよい。またプラスチックフィルムを接合す
る場合には、このプラスチックフィルムが前記グラファ
イトシートよりも大きく、前記グラファイトシートの端
縁が前記プラスチックフィルムの端縁よりも内側にある
ことが好ましい。
をなすグラファイトシートを用いた放熱装置において、
その表面であって片面または両面に所定の方向に延びる
筋を形成し、該筋が形成されたグラファイトシートを発
熱素子と接触させるとともに、前記筋の方向とほぼ直角
の方向に折曲げるか湾曲させることを特徴とするグラフ
ァイトシートを用いた放熱装置に関するものである。
って片面または両面に接着剤層または粘着剤層が形成さ
れた状態で発熱素子に接触されるようにすることが好ま
しい。あるいは前記グラファイトシートの一方の表面に
プラスチックフィルムを接合するとともに、他方の表面
に接着剤層または粘着剤層が形成された状態で発熱素子
に接触されるようにすることが好ましい。
て、その表面に所定の方向に延びる筋を形成するととも
に、このようなグラファイトシートを折曲げたり湾曲さ
せたりする場合に、折曲げ方向あるいは湾曲方向をこの
筋の方向とほぼ直角な方向にする。すると上記の筋の部
分で折曲げあるいは変形の応力が緩和されるために、筋
が無い場合に生ずるクラックの発生が防止され、折目を
開いたり湾曲を元に戻しても、クラックが入ることがな
く元の状態と同じ状態に展開できる。
た放熱装置によれば、グラファイトシートを折曲げたり
湾曲させる際に、折曲げ方向あるいは湾曲方向を上記筋
の方向とほぼ直角とすることによって、屈曲されあるい
は変形されたグラファイトシートによって所定の位置に
熱を逃がすことが可能になり、あるいはまたグラファイ
トシート上で熱を均一に分散させ、ヒートスポットが生
じないようにすることが可能になる。従ってこのような
グラファイトシートを回路基板上に実装された半導体素
子等のような発熱性素子の表面に接触させ、この発熱性
素子が発生する熱を逃がすことが可能になる。ここで上
記のグラファイトシートを直接半導体素子等の発熱素子
に接触させるようにしてもよいが、密着性を改善するた
めに他の適当な媒体、例えばグリースや放熱シート等を
介在させた状態で接触させるようにして使用することも
可能である。
態によって説明する。図1は本願の一実施の形態に係る
グラファイトシートを示すものである。ここで用いられ
ているグラファイトシート10は天然の黒鉛を圧延して
シート状に構成したものである。そしてこのようなグラ
ファイトシート10の表面には互いに平行に無数の筋1
1が形成されている。このような筋11は所定の方向、
例えばこのシート10の長さ方向あるいは幅方向に形成
されてよい。
シート10の一方の表面のみに筋11を形成してよい。
あるいはまた図2Bおよび図2Cに示すように、グラフ
ァイトシート10の両側の表面にそれぞれ筋11を形成
するようにしてよい。ここで表面の筋11と裏面の筋1
1とが図2Bに示すように互いに同相で形成されてよ
い。あるいはまた図2Cに示すように互いに逆相に形成
されてよい。
の面あるいは両面の全面に筋11を形成せず、局部的に
筋を形成してもよい。すなわち部分的に平坦な部分を残
して他の領域に筋11を形成してもよい。あるいはまた
筋11を形成した表面の所定の位置をさらに平坦に押潰
すことも可能である。
る筋11のピッチは、0.02〜5.0mmの範囲内で
あってよく、とくに0.5〜2.0mmの範囲内である
ことが好ましい。またこのような筋11の谷の深さは、
このグラファイトシートの厚みによって異なるが、グラ
ファイトシート10の元の厚さの1/2以上の深さとす
ることが好ましい。また筋11の深さは、上述の筋11
のピッチに比例し、筋11のピッチが細かい場合には筋
11の深さが浅くなるとともに、筋11のピッチが粗い
場合にはその深さも深くすることが望ましい。
筋11を形成する筋加工は、図3に示す方法あるいは図
4に示す方法によって行なわれてよい。すなわち図3に
示すように、上下一対のロール21、22によってグラ
ファイトシート10の筋加工を行なう。ここで上側のロ
ール21にはその円周方向に筋23が所定のピッチで全
幅に形成されている。これに対して下側のロール22は
平坦な表面になっている。従ってこれらのロール21、
22間を上記グラファイトシート10を通過させると、
このグラファイトシート10の上側の表面にのみ筋11
が形成される。
ル21、22の外表面にそれぞれ円周方向に延びる筋2
3、24を所定のピッチでその全幅に形成しておくと、
これらのロール21、22間を上記グラファイトシート
10を通過させることによって、グラファイトシート1
0の両面に筋11が形成される。従ってこの場合には図
2Bあるいは図2Cに示すようなグラファイトシートが
得られる。
る筋11の形成のための加工や平坦部15の形成の加工
の際の圧力は、グラファイトシート10に対してその表
面に1.0Kg/cm2 〜1ton/cm2 の範囲
内の圧力を加えることによって形成される。とくに好ま
しい圧力は、5Kg/cm2 〜50Kg/cm2の範
囲内である。
両方の面に形成したグラファイトシートは、とくに筋1
1と直交する方向に折曲げを行なうと、図5および図6
に示すように、筋11によって折曲げ部分の応力の緩和
がなされる。従ってこのことから、平坦なグラファイト
シート10をそのままの状態で折曲げた場合のように、
とくに折曲げ線に沿う領域に応力が集中することがな
い。従って折曲げ部分にクラックが入り、これによって
グラファイトシート10の熱伝導性が劣化する不具合が
防止される。また筋11が形成されているために、十分
な耐折曲げ性が付与され、このために折曲げられたグラ
ファイトシート10を元の平な状態に展開した場合に、
折曲げる前の状態に完全に復元することになり、クラッ
クが入ることなく展開できるようになる。そしてこのよ
うに筋11と直角な方向に折曲げて所定の形状に変形さ
せることによって、このグラファイトシート10を用い
て所定の位置に熱を移動させることができ、放熱用の熱
伝達媒体として有効に利用することが可能になる。
ぞれ筋11を形成したグラファイトシート10について
は、図7に示すように少なくとも一方の表面あるいは両
面にコート層30を形成してよい。図7Aは筋11を一
方の表面に形成するとともに、反対側の表面にコート層
30を形成した例を示している。これに対して図7Bは
グラファイトシート10の両面にそれぞれ筋11を形成
するとともに、両面にコート層30を形成している。ま
た図7Cはグラファイトシート10の一方の表面に筋1
1を形成するとともに、両方の表面にコート層30を形
成した構成を示している。
いは粘着剤層が形成される。ここで接着剤層の材質とし
ては、例えば熱融着性ポリエステル系接着剤、合成ゴム
系接着剤、SBR系接着剤、アクリル系接着剤、シアノ
アクリレート系接着剤等を用いることができる。また粘
着剤層を形成する場合には、粘着剤として例えば熱融着
性ポリエステル系粘着剤、熱融着性アクリル系粘着剤、
合成ゴム系粘着剤等を用いることが好適である。
100μmの範囲内であることが好ましく、15〜50
μmの範囲内でであることがより好ましい。そしてこの
ような接着剤または粘着剤の塗布方法にはグラビアロー
ル法、スプレー法等が好適に用いられる。
いは両方の表面に筋11を形成したグラファイトシート
10の一方の表面にコート層30を形成するとともに、
他方の表面にプラスチックフィルム31を接合してよ
い。この場合にグラファイトシート10の大きさよりも
一回り大きなプラスチックフィルム31を用い、しかも
グラファイトシート10の端縁がプラスチックフィルム
31の端縁よりも内側に入るように接合する。ここでプ
ラスチックフィルム31としては、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリカーボネート、ポリイミド、ナイロン等
の樹脂が用いられていることが好ましい。またコート層
30としては、図7に示すコート層と同様に、接着剤層
あるいは粘着剤層から形成されてよい。
ックフィルム31によってグラファイトシート10の表
面を覆うと、グラファイトシート10からカーボンの粉
末が脱落することが防止され、短絡事故を未然に回避で
きるようになる。
用いた放熱装置について説明する。図10および図11
はこのようなグラファイトシート10を用いて半導体素
子を放熱させる状態を示している。電子機器の回路基板
40上にはチップ部品41とともに半導体素子42が搭
載されている。なお半導体素子42はその側端部にそれ
ぞれリード43を備え、これらのリード43が図11に
示すように回路基板40の接続用ランドに半田付けされ
て接続されている。
ように所定の形状に切断されたグラファイトシート10
が接合される。このときにグラファイトシート10の表
面を半導体素子42の表面に圧接することが好ましい。
グラファイトシート10が半導体素子42に圧接される
と、半導体素子42で発生する熱を効率的にグラファイ
トシート10側に逃がすことになる。またこのときにグ
ラファイトシート10の熱の伝導方向またはそれと直角
な方向に筋11が形成されるようにして用いる。なおグ
ラファイトシート10の先端側の部分は放熱手段、例え
ばヒートシンクや放熱板に接触される。
ような熱を発生し易い素子42の熱をグラファイトシー
ト10によって容易に吸収し、所定の位置に逃がすこと
が可能になる。これによって半導体素子42の過度の温
度上昇が防止され、発熱に伴うトラブルを解消できるよ
うになる。
ラファイトシートにおいて、その表面であって片面また
は両面に所定の方向に延びる筋を形成し、該筋の方向と
ほぼ直角の方向に折曲げるか湾曲させることを特徴とす
るグラファイトシートに関するものである。
成されている筋によって、筋の方向とほぼ直角な方向に
折曲げるか湾曲させたときに筋によって応力の緩和が行
なわれるために、折曲げ線あるいは変形部位にクラック
が入ることが回避され、熱伝導性が損われることがな
く、効果的に放熱を行なうことが可能なグラファイトシ
ートを提供することが可能になる。
をなすグラファイトシートを用いた放熱装置において、
その表面であって片面または両面に所定の方向に延びる
筋を形成し、該筋が形成されたグラファイトシートを発
熱素子と接触させるとともに、筋の方向とほぼ直角の方
向に折曲げるか湾曲させることを特徴とするグラファイ
トシートを用いた放熱装置に関するものである。
素子で発生される熱がグラファイトシートによって所定
の位置に伝導されて放熱が行なわれる。しかもこのとき
にグラファイトシートが筋が形成された方向とほぼ直角
の方向に折曲げられるか湾曲されるために、所望の位置
に熱を逃がすことが可能になるとともに、グラファイト
シートが筋の方向とほぼ直角の方向に折曲げるか湾曲さ
れるために、グラファイトシートにクラックが入らず、
熱伝導性が損われることがなく、効率的に放熱が行なわ
れるようになる。
面図である。
である。
要部斜視図である。
作の状態を示す斜視図である。
動作を示す斜視図である。
直交する方向の断面図である。
ラファイトシートの平面図である。
る回路基板の斜視図である。
る。
Claims (7)
- 【請求項1】シート状をなすグラファイトシートにおい
て、 その表面であって片面または両面に所定の方向に延びる
筋を形成し、該筋の方向とほぼ直角の方向に折曲げるか
湾曲させることを特徴とするグラファイトシート。 - 【請求項2】その表面であって片面または両面に接着剤
層または粘着剤層が形成されることを特徴とする請求項
1に記載のグラファイトシート。 - 【請求項3】その一方の表面にプラスチックフィルムを
接合するとともに、他方の表面に接着剤層またはは粘着
剤層が形成されることを特徴とする請求項1に記載のグ
ラファイトシート。 - 【請求項4】前記プラスチックフィルムが前記グラファ
イトシートよりも大きく、前記グラファイトシートの端
縁が前記プラスチックフィルムの端縁よりも内側にある
ことを特徴とする請求項3に記載のグラファイトシー
ト。 - 【請求項5】シート状をなすグラファイトシートを用い
た放熱装置において、 その表面であって片面または両面に所定の方向に延びる
筋を形成し、該筋が形成されたグラファイトシートを発
熱素子と接触させるとともに、前記筋の方向とほぼ直角
の方向に折曲げるか湾曲させることを特徴とするグラフ
ァイトシートを用いた放熱装置。 - 【請求項6】前記グラファイトシートの表面であって片
面または両面に接着剤層または粘着剤層が形成された状
態で発熱素子に接触されることを特徴とする請求項5に
記載のグラファイトシート。 - 【請求項7】前記グラファイトシートの一方の表面にプ
ラスチックフィルムを接合するとともに、他方の表面に
接着剤層または粘着剤層が形成された状態で発熱素子に
接触されることを特徴とする請求項5に記載のグラファ
イトシートを用いた放熱装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002011969A JP2003212530A (ja) | 2002-01-21 | 2002-01-21 | グラファイトシートおよびグラファイトシートを用いた放熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2002011969A JP2003212530A (ja) | 2002-01-21 | 2002-01-21 | グラファイトシートおよびグラファイトシートを用いた放熱装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=27649318
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002011969A Pending JP2003212530A (ja) | 2002-01-21 | 2002-01-21 | グラファイトシートおよびグラファイトシートを用いた放熱装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2003212530A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006188022A (ja) * | 2005-01-07 | 2006-07-20 | Taisei Laminator Co Ltd | カーボングラファイトシート |
JP2007083716A (ja) * | 2005-08-23 | 2007-04-05 | Hitachi Chem Co Ltd | 熱伝導シート |
KR100708669B1 (ko) * | 2005-02-05 | 2007-04-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 플라즈마 디스플레이 장치 |
JP2009517321A (ja) * | 2005-12-02 | 2009-04-30 | モルガナイト・エレクトリカル・カーボン・リミテッド | 炭素材料 |
WO2018110255A1 (ja) * | 2016-12-15 | 2018-06-21 | Jnc株式会社 | 転写シート |
-
2002
- 2002-01-21 JP JP2002011969A patent/JP2003212530A/ja active Pending
Cited By (7)
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CN110072958A (zh) * | 2016-12-15 | 2019-07-30 | 捷恩智株式会社 | 转印片 |
JPWO2018110255A1 (ja) * | 2016-12-15 | 2019-10-24 | Jnc株式会社 | 転写シート |
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