JP2003324296A - 電食防止金属製放熱器 - Google Patents
電食防止金属製放熱器Info
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- JP2003324296A JP2003324296A JP2002127312A JP2002127312A JP2003324296A JP 2003324296 A JP2003324296 A JP 2003324296A JP 2002127312 A JP2002127312 A JP 2002127312A JP 2002127312 A JP2002127312 A JP 2002127312A JP 2003324296 A JP2003324296 A JP 2003324296A
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- heat sink
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- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】電気腐蝕（電食）防止をした金属製放熱シート
を使用した放熱器を提供する。 【解決手段】融点が１３０℃以下の低融点金属層３と、
融点が１３０℃を越える高融点金属層とを含む積層体
１，５で少なくとも構成される金属製放熱器１０であっ
て、低融点金属層３と高融点金属層１，５との間にセラ
ミックス層２，４を介在させる。低融点金属層３の厚み
は３０〜２００μｍの範囲が放熱性を高く維持するため
に好ましく、セラミックス層２，４の厚みは１０〜１５
０μｍの範囲が電食防止性を発揮し、かつ熱伝導性を低
下させないために好ましい。セラミックス層２，４は、
アルミナまたはシリカなどの粉末をスプレー、印刷また
は刷毛塗りで塗布し、乾燥、焼結して形成する。
を使用した放熱器を提供する。 【解決手段】融点が１３０℃以下の低融点金属層３と、
融点が１３０℃を越える高融点金属層とを含む積層体
１，５で少なくとも構成される金属製放熱器１０であっ
て、低融点金属層３と高融点金属層１，５との間にセラ
ミックス層２，４を介在させる。低融点金属層３の厚み
は３０〜２００μｍの範囲が放熱性を高く維持するため
に好ましく、セラミックス層２，４の厚みは１０〜１５
０μｍの範囲が電食防止性を発揮し、かつ熱伝導性を低
下させないために好ましい。セラミックス層２，４は、
アルミナまたはシリカなどの粉末をスプレー、印刷また
は刷毛塗りで塗布し、乾燥、焼結して形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体など
の電子部品からの放熱に用いる電気腐蝕（電食）防止し
た金属製放熱器に関する。
の電子部品からの放熱に用いる電気腐蝕（電食）防止し
た金属製放熱器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、パワーモジュールなどの発熱素子
は使用中に発熱し、その熱のため電子部品の性能が低下
することがある。そのため発熱するような電子部品には
放熱体が取り付けられる。これら発熱素子と放熱体の間
には通常、放熱シートを介在させる。放熱シートはゴム
などの高分子化合物に熱伝導率のよい粉体を添加混練り
しシート状に成形したものが使用されるようになった。
は使用中に発熱し、その熱のため電子部品の性能が低下
することがある。そのため発熱するような電子部品には
放熱体が取り付けられる。これら発熱素子と放熱体の間
には通常、放熱シートを介在させる。放熱シートはゴム
などの高分子化合物に熱伝導率のよい粉体を添加混練り
しシート状に成形したものが使用されるようになった。
【０００３】しかし、ゴム製の放熱シートの熱伝導率に
は限界があり、さらに高い熱伝導率が期待できる低融点
金属の利用が検討されている。
は限界があり、さらに高い熱伝導率が期待できる低融点
金属の利用が検討されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】放熱シートは発熱素子
と放熱器の間に挿入して使われる場合が多いため、必然
的に異種の金属が接触する。そうすると、異種金属接触
によって電位差が発生し、電池の原理により電気腐蝕
（電食）が生じやすい。
と放熱器の間に挿入して使われる場合が多いため、必然
的に異種の金属が接触する。そうすると、異種金属接触
によって電位差が発生し、電池の原理により電気腐蝕
（電食）が生じやすい。
【０００５】この現象のため長時間使用していると発熱
素子からの熱が放熱器に熱伝達されにくくなり発熱素子
が故障するなどの問題があった。
素子からの熱が放熱器に熱伝達されにくくなり発熱素子
が故障するなどの問題があった。
【０００６】本発明は、前記従来の課題を解決するた
め、電気腐蝕（電食）防止をした金属製放熱シートを使
用した放熱器を提供することを目的とする。
め、電気腐蝕（電食）防止をした金属製放熱シートを使
用した放熱器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の電食防止金属製放熱器は、融点が１３０℃
以下の低融点金属層と、融点が１３０℃を越える高融点
金属層とを含む積層体で少なくとも構成される金属製放
熱器であって、前記低融点金属層と前記高融点金属層と
の間にセラミックス層を介在させたことを特徴とする。
め、本発明の電食防止金属製放熱器は、融点が１３０℃
以下の低融点金属層と、融点が１３０℃を越える高融点
金属層とを含む積層体で少なくとも構成される金属製放
熱器であって、前記低融点金属層と前記高融点金属層と
の間にセラミックス層を介在させたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明において、融点が１３０℃
以下の低融点金属とは、例えば錫−ビスマス−インジウ
ム合金（Ｓｎ16.5Ｂｉ32.5Ｉｎ51）、あるいは低融点は
んだ金属などの市販されているものを使用できる。低融
点金属の好ましい融点範囲は５０℃〜１３０℃の範囲で
ある。これらの低融点金属は、例えばインゴット状のも
のを冷間圧延または熱間圧延で薄いシート状にして用い
る。
以下の低融点金属とは、例えば錫−ビスマス−インジウ
ム合金（Ｓｎ16.5Ｂｉ32.5Ｉｎ51）、あるいは低融点は
んだ金属などの市販されているものを使用できる。低融
点金属の好ましい融点範囲は５０℃〜１３０℃の範囲で
ある。これらの低融点金属は、例えばインゴット状のも
のを冷間圧延または熱間圧延で薄いシート状にして用い
る。
【０００９】融点が１３０℃を越える高融点金属として
は、アルミニウム、銅、ステンレス鋼などの一般的に放
熱材料として用いられている金属である。セラミックス
層としては、シリカ、アルミナ、ジルコニアなどの一般
的なセラミックスを用いることができ、電気的絶縁体で
あればどのようなものでも使用できる。
は、アルミニウム、銅、ステンレス鋼などの一般的に放
熱材料として用いられている金属である。セラミックス
層としては、シリカ、アルミナ、ジルコニアなどの一般
的なセラミックスを用いることができ、電気的絶縁体で
あればどのようなものでも使用できる。
【００１０】本発明においては、前記低融点金属層の片
面または両面にセラミックス層を積層する。好ましくは
両面に積層する。
面または両面にセラミックス層を積層する。好ましくは
両面に積層する。
【００１１】前記低融点金属層の厚みは、３０〜２００
μｍの範囲が好ましい。放熱性を高く維持するためであ
る。
μｍの範囲が好ましい。放熱性を高く維持するためであ
る。
【００１２】また、前記セラミックス層の厚みは、１０
〜１５０μｍの範囲が好ましい。電食防止性を発揮し、
かつ熱伝導性を低下させないためである。
〜１５０μｍの範囲が好ましい。電食防止性を発揮し、
かつ熱伝導性を低下させないためである。
【００１３】また、前記セラミックス層は、スプレー、
印刷または刷毛塗りで塗布形成されることが好ましい。
薄膜に形成できるからである。セラミックス層を作成す
る材料の状態は、液体が好ましく粘度は５０００ｃＰ以
下が好ましい。セラミックス成分は金属酸化物がよく特
にアルミナ、シリカが好ましい。セラミックス層はスプ
レー、印刷、刷毛塗りで塗布し乾燥し、焼結する。乾燥
後の厚みは１５０μｍ以下であることが好ましい。
印刷または刷毛塗りで塗布形成されることが好ましい。
薄膜に形成できるからである。セラミックス層を作成す
る材料の状態は、液体が好ましく粘度は５０００ｃＰ以
下が好ましい。セラミックス成分は金属酸化物がよく特
にアルミナ、シリカが好ましい。セラミックス層はスプ
レー、印刷、刷毛塗りで塗布し乾燥し、焼結する。乾燥
後の厚みは１５０μｍ以下であることが好ましい。
【００１４】放熱器にはヒートシンクだけでなくヒート
スプレッダー、サーマルブロックも含まれる。
スプレッダー、サーマルブロックも含まれる。
【００１５】本発明は、異種金属の直接接触がなくなる
ため、電食を防ぐことができる。そのため、長期使用に
も耐え、かつ熱伝導率のかなり高い低融点金属を使用で
きるため、放熱器の小型化もできる。
ため、電食を防ぐことができる。そのため、長期使用に
も耐え、かつ熱伝導率のかなり高い低融点金属を使用で
きるため、放熱器の小型化もできる。
【００１６】
【実施例】以下実施例により本発明をさらに具体的に説
明する。
明する。
【００１７】厚さ４ｍｍのアルミニウム板に、刷毛で
「シリカドール２０Ｇ」（日本化学工業社製商品名）に
酢酸アンモニウム０．５ｗｔ％を添加して調製した溶液
を塗布した。塗布後、風乾させ、さらに１００℃で５分
間加熱し、ゲルにした。この板を２２．４ｍｍ角で正方
形に切り取り、アルミブロックとした。
「シリカドール２０Ｇ」（日本化学工業社製商品名）に
酢酸アンモニウム０．５ｗｔ％を添加して調製した溶液
を塗布した。塗布後、風乾させ、さらに１００℃で５分
間加熱し、ゲルにした。この板を２２．４ｍｍ角で正方
形に切り取り、アルミブロックとした。
【００１８】このアルミブロック２枚の間に低融点金属
（Ｓｎ16.5Ｂｉ32.5Ｉｎ51）の薄膜シート（２００μ
ｍ）を挟み、荷重２kgをかけながら７０℃で５分保持し
た後、冷却して積層体を作成した。図１は、本発明の一
実施例における低融点金属からなる放熱シート層３の両
面に、シリカセラミックス層２，４とその外側にアルミ
ニウム板１，５が積層された放熱器１０の断面構造を示
している。
（Ｓｎ16.5Ｂｉ32.5Ｉｎ51）の薄膜シート（２００μ
ｍ）を挟み、荷重２kgをかけながら７０℃で５分保持し
た後、冷却して積層体を作成した。図１は、本発明の一
実施例における低融点金属からなる放熱シート層３の両
面に、シリカセラミックス層２，４とその外側にアルミ
ニウム板１，５が積層された放熱器１０の断面構造を示
している。
【００１９】一方、比較例として、図２に示すように、
なにも塗布しないアルミニウム板２１，２３の間に、前
記低融点金属層２２を挟んで、荷重２kgをかけながら７
０℃で５分保持した後、冷却して放熱器２０を作成し
た。
なにも塗布しないアルミニウム板２１，２３の間に、前
記低融点金属層２２を挟んで、荷重２kgをかけながら７
０℃で５分保持した後、冷却して放熱器２０を作成し
た。
【００２０】以上のようにして得られた本発明の一実施
例の放熱器１０と比較例の放熱器２０を用いて環境促進
試験を行った。この測定は、アルミブロックを６０℃に
加熱し、相対湿度９５％の条件で暴露し、経時で熱抵抗
値を測定をした。下記の表１に結果を示す。なお熱抵抗
値はＡＳＴＭ Ｄ５４７０（荷重２kg）で測定した。
例の放熱器１０と比較例の放熱器２０を用いて環境促進
試験を行った。この測定は、アルミブロックを６０℃に
加熱し、相対湿度９５％の条件で暴露し、経時で熱抵抗
値を測定をした。下記の表１に結果を示す。なお熱抵抗
値はＡＳＴＭ Ｄ５４７０（荷重２kg）で測定した。
【００２１】
【表１】
【００２２】表１に示すとおり、比較例品は暴露時間が
長くなるほど熱抵抗値が上昇するのに対して、実施例品
は熱抵抗値は一定である。
長くなるほど熱抵抗値が上昇するのに対して、実施例品
は熱抵抗値は一定である。
【００２３】実施例品は、シリカ膜の絶縁体が低融点金
属とアルミ板の間に存在するため電食の現象が発生しな
いためと考えられる。
属とアルミ板の間に存在するため電食の現象が発生しな
いためと考えられる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば金
属製放熱器に電食防止のためのセラミックス層を設ける
ことによって、低融点金属の放熱シートであっても熱抵
抗値の上昇もなく長期にわたって使用することが可能に
なった。
属製放熱器に電食防止のためのセラミックス層を設ける
ことによって、低融点金属の放熱シートであっても熱抵
抗値の上昇もなく長期にわたって使用することが可能に
なった。
【図１】本発明の一実施例における放熱器の模式的断面
図。
図。
【図２】比較例における放熱器の模式的断面図。
１，５，２１，２３ アルミニウム板
２，４ セラミックス層
３，２２ 低融点金属放熱シート層
１０，２０ 放熱器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4F100 AA20 AB10 AB31 AD00C
BA03 BA07 BA10A BA10B
EH46C GB41 HB31C JA04A
JA04B JJ01 JL00 YY00A
YY00B YY00C
5E322 AA11 EA11 FA04 FA09
5F036 AA01 BA23 BB01 BB21 BD01
BD13
Claims (5)
- 【請求項１】 融点が１３０℃以下の低融点金属層と、
融点が１３０℃を越える高融点金属層とを含む積層体で
少なくとも構成される金属製放熱器であって、前記低融
点金属層と前記高融点金属層との間にセラミックス層を
介在させたことを特徴とする電食防止金属製放熱器。 - 【請求項２】 前記低融点金属層の両面にセラミックス
層を積層した請求項１に記載の電食防止金属製放熱器。 - 【請求項３】 前記低融点金属層の厚みが３０〜２００
μｍの範囲である請求項１または２に記載の電食防止金
属製放熱器。 - 【請求項４】 前記セラミックス層の厚みが１０〜１５
０μｍの範囲である請求項１または２に記載の電食防止
金属製放熱器。 - 【請求項５】 前記セラミックス層がスプレー、印刷ま
たは刷毛塗りで塗布形成される請求項１または２に記載
の電食防止金属製放熱器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002127312A JP2003324296A (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | 電食防止金属製放熱器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002127312A JP2003324296A (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | 電食防止金属製放熱器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003324296A true JP2003324296A (ja) | 2003-11-14 |
Family
ID=29541458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002127312A Withdrawn JP2003324296A (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | 電食防止金属製放熱器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003324296A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010539683A (ja) * | 2007-09-11 | 2010-12-16 | ダウ コーニング コーポレーション | 複合材料、該複合材料を含む放熱材料、ならびにそれらの調製方法および使用 |
| CN105603343A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-05-25 | 北海光利彩色印刷有限公司 | 透气性铜制空调箔及其制备方法 |
| KR20180016845A (ko) * | 2016-08-08 | 2018-02-20 | 김구용 | 다면 방열구조를 갖는 pcb 모듈 및 이 모듈에 사용되는 다층 pcb 어셈블리 |
| JP2018061051A (ja) * | 2011-06-24 | 2018-04-12 | セイコーインスツル株式会社 | 電気化学セル |
-
2002
- 2002-04-26 JP JP2002127312A patent/JP2003324296A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010539683A (ja) * | 2007-09-11 | 2010-12-16 | ダウ コーニング コーポレーション | 複合材料、該複合材料を含む放熱材料、ならびにそれらの調製方法および使用 |
| JP2013243404A (ja) * | 2007-09-11 | 2013-12-05 | Dow Corning Corp | 複合材料、該複合材料を含む放熱材料、ならびにそれらの調製方法および使用 |
| JP2018061051A (ja) * | 2011-06-24 | 2018-04-12 | セイコーインスツル株式会社 | 電気化学セル |
| JP2018061050A (ja) * | 2011-06-24 | 2018-04-12 | セイコーインスツル株式会社 | 電気化学セル |
| CN105603343A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-05-25 | 北海光利彩色印刷有限公司 | 透气性铜制空调箔及其制备方法 |
| KR20180016845A (ko) * | 2016-08-08 | 2018-02-20 | 김구용 | 다면 방열구조를 갖는 pcb 모듈 및 이 모듈에 사용되는 다층 pcb 어셈블리 |
| KR102592659B1 (ko) | 2016-08-08 | 2023-10-20 | 김구용 | 다면 방열구조를 갖는 pcb 모듈 및 이 모듈에 사용되는 다층 pcb 어셈블리 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050705 |