JP2005116668A - 放熱シール - Google Patents
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Abstract
【課題】電気・電子機器等の発熱体の冷却の際に、ショート等を防止し、かつ優れた冷却効果を得ることができる手段を提供する。
【解決手段】放熱シールに電気絶縁性を有する可撓性のベース材の片面に粘着面を設けた片面粘着テープの粘着面の反対側の面に、赤外線放射効果および赤外線受光効果を有する赤外線放射受光膜を形成した。
【選択図】 図１
【解決手段】放熱シールに電気絶縁性を有する可撓性のベース材の片面に粘着面を設けた片面粘着テープの粘着面の反対側の面に、赤外線放射効果および赤外線受光効果を有する赤外線放射受光膜を形成した。
【選択図】 図１
Description
本発明は発熱体の温度低減を目的として使用する放熱シールに関する。
従来の放熱シートは、セラミック板放熱層の一方の面に無電解メッキまたは蒸着によって銅薄膜の電気導電性を有する導電層を形成した放熱板の導電層の側を熱伝導性のよい熱伝導性接着剤によって電子部品を取付けた基板に接着して電子部品から発生する熱を放熱している（例えば特許文献１参照。）。
上記特許文献１の技術においては、粉粒体を焼成したセラミック板を放熱層としてもちいているため、放熱層の剛性が高く、放熱板を貼り付ける発熱部品の表面が平面でなく湾曲しているような場合等には、貼り付けが困難であるいう問題がある。
上記特許文献１の技術においては、粉粒体を焼成したセラミック板を放熱層としてもちいているため、放熱層の剛性が高く、放熱板を貼り付ける発熱部品の表面が平面でなく湾曲しているような場合等には、貼り付けが困難であるいう問題がある。
また、放熱層がセラミック板であるため、切断等が困難であり、放熱シートとして必要な形状を得るためには成形用の金型が必要であり、即応性をもたないだけでなく、放熱シートの製作が困難であり、そのために製作者は多大な労力を要するという問題がある。
このような問題点を解決するため出願人等は特願２００２−３６３３２６において熱伝導性を有する可撓性の吸熱層のおもて面に赤外線放射効果を有する可撓性の熱放射膜を形成し、吸熱層の裏面に熱伝導性接着剤からなる接着層を形成して可撓性を有するように構成した放熱シートを提案している。
特開平１０−１１６９４４号公報（第３頁、第１図）
このような問題点を解決するため出願人等は特願２００２−３６３３２６において熱伝導性を有する可撓性の吸熱層のおもて面に赤外線放射効果を有する可撓性の熱放射膜を形成し、吸熱層の裏面に熱伝導性接着剤からなる接着層を形成して可撓性を有するように構成した放熱シートを提案している。
しかしながら上述した特許文献１の技術においては、放熱シートに電気導電性を有する導電層を設けているため、電気・電子機器等の発熱体の放熱に使用した場合、ショートが発生しやすく、電気・電子機器等が破壊してしまう恐れがあるという問題がある。
また、出願人等が提案した放熱シートにおいても、吸熱層に金属材料を用いているため同様の課題を有している。
また、出願人等が提案した放熱シートにおいても、吸熱層に金属材料を用いているため同様の課題を有している。
本発明は、上記課題を解決するために、放熱シールの電気絶縁性を有する可撓性のベース材の片面に粘着面を設けた片面粘着テープの粘着面の反対側の面に、赤外線放射効果および赤外線受光効果を有する赤外線放射受光膜を形成したことを特徴とする。
これにより、本発明は、電気・電子機器等の発熱体の冷却のために使用した場合においても、ショート等を防止して優れた冷却効果を得ることができるという効果が得られる。
以下に、図面を参照して本発明による放熱シールの実施例について説明する。
図１は本発明の実施例１の放熱シールの構成を示す斜視図である。
図において、１は放熱シールであり以下のような構成となっている。
２は片面粘着テープであり、ガラス繊維を織って形成したガラス布等のベース材の片面に粘着面を設けたテープであって、電気絶縁性を有しており、粘着面の反対側の面には布の織目等により凸凹が形成されている。
図において、１は放熱シールであり以下のような構成となっている。
２は片面粘着テープであり、ガラス繊維を織って形成したガラス布等のベース材の片面に粘着面を設けたテープであって、電気絶縁性を有しており、粘着面の反対側の面には布の織目等により凸凹が形成されている。
また、このベース材は軽量であるとともに比較的小さな力で撓ませることのできる可撓性を備えている。
なお、ベース材の粘着面と反対側の面への凸凹の形成は上記に限らず、電気絶縁性および可撓性を有するベース材の表面を機械的または化学的に加工して形成するようにしてもよい。
なお、ベース材の粘着面と反対側の面への凸凹の形成は上記に限らず、電気絶縁性および可撓性を有するベース材の表面を機械的または化学的に加工して形成するようにしてもよい。
３は赤外線放射受光膜であり、例えばセラックα（セラック（株）、商標登録第４５７７１６３号）であり、片面粘着テープ２の粘着面の反対側の面に被膜として形成され、伝導された熱を遠赤外線に変換して放射する赤外線放射効果、および遠赤外線が赤外線放射受光膜３に到達したときに熱へと逆変換する赤外線受光効果を有しており、比較的小さな力で撓ませることのできる可撓性を備えている。
４は貼り付け対象としての発熱体であり、冷却の対象となる電気・電子機器等の発熱部品であって、その表面に放熱シール１が片面粘着テープ２の粘着面で貼り付けられる。
上記の放熱シール１を構成する片面粘着テープ２と赤外線放射受光膜３は、発熱体４の発熱温度では軟化又は溶融しない材料で製作されており、発熱体４の発熱温度に十分耐え得る耐熱性を有している。
上記の放熱シール１を構成する片面粘着テープ２と赤外線放射受光膜３は、発熱体４の発熱温度では軟化又は溶融しない材料で製作されており、発熱体４の発熱温度に十分耐え得る耐熱性を有している。
上記の構成の作用について説明する。
本実施例の放熱シール１を製造する場合、図１に示すように片面粘着テープ２の粘着面の反対側の面に赤外線放射受光膜３を塗布し、赤外線放射受光膜３を片面粘着テープ２の粘着面の反対側の面に密着させるための乾燥を行って赤外線放射受光膜３を形成する。
乾燥処理を行った後、図２に示すように発熱体４の形状に合わせて放熱シール１を利用形状に切断し、片面粘着テープ２の粘着面を貼り付け対象である発熱体４に貼り付ける。
本実施例の放熱シール１を製造する場合、図１に示すように片面粘着テープ２の粘着面の反対側の面に赤外線放射受光膜３を塗布し、赤外線放射受光膜３を片面粘着テープ２の粘着面の反対側の面に密着させるための乾燥を行って赤外線放射受光膜３を形成する。
乾燥処理を行った後、図２に示すように発熱体４の形状に合わせて放熱シール１を利用形状に切断し、片面粘着テープ２の粘着面を貼り付け対象である発熱体４に貼り付ける。
このとき本実施例の放熱シール１は可撓性を有するので、冷却を要する発熱体４の表面形状が凸形状や凹形状であっても放熱シール１を容易に貼り付けることができる。
放熱シール１を貼り付けた発熱体４は装置が作動することにより発熱し、発熱体４により発生した熱は、片面粘着テープ２を通して赤外線放射受光膜３へと移動する。赤外線放射受光膜３はその表面において熱を遠赤外線に変換し、赤外線放射受光膜３へ移動した熱を放射して発熱体４の温度を低下させる。
放熱シール１を貼り付けた発熱体４は装置が作動することにより発熱し、発熱体４により発生した熱は、片面粘着テープ２を通して赤外線放射受光膜３へと移動する。赤外線放射受光膜３はその表面において熱を遠赤外線に変換し、赤外線放射受光膜３へ移動した熱を放射して発熱体４の温度を低下させる。
これにより放熱シール１を貼り付けた発熱体４は冷却されて発熱体４の温度が低下し、電子部品等の破壊を防止することができる。
上記の放熱シール１の放熱効果を確認するため、図３に示す発熱体での放熱効果検証実験を実施した。
放熱効果検証実験
放熱効果検証実験に用いたサンプルは、図３（ａ）に示すアルミ製ブロックヒータ(４０×４０×１６ｍｍ)を発熱体４とした発熱体単品（以下、ブランクという。）、図３（ｂ）に示す吸熱層をアルミ（４０×４０×１ｍｍ）とし、その一方の面に熱放射膜を形成した放熱シートを前記アルミ製ブロックヒータの１つの面に熱伝導性粘着材（太陽金網（株）製サームアタッチテープ、型式Ｔ４０５、厚さ１８０μm）を用いて貼り付けた放熱シート貼り付け品、図３（ｃ）に示す片面粘着テープ２（住友スリーエム（株）製のガラスクロステープ）の粘着面の反対側の面に赤外線放射受光膜３を形成した本実施例の放熱シール１（４０×４０×０.１９ｍｍ）を前記アルミ製ブロックヒータの１つの面に貼り付けた放熱シール貼り付け品の３種類のサンプルである。
上記の放熱シール１の放熱効果を確認するため、図３に示す発熱体での放熱効果検証実験を実施した。
放熱効果検証実験
放熱効果検証実験に用いたサンプルは、図３（ａ）に示すアルミ製ブロックヒータ(４０×４０×１６ｍｍ)を発熱体４とした発熱体単品（以下、ブランクという。）、図３（ｂ）に示す吸熱層をアルミ（４０×４０×１ｍｍ）とし、その一方の面に熱放射膜を形成した放熱シートを前記アルミ製ブロックヒータの１つの面に熱伝導性粘着材（太陽金網（株）製サームアタッチテープ、型式Ｔ４０５、厚さ１８０μm）を用いて貼り付けた放熱シート貼り付け品、図３（ｃ）に示す片面粘着テープ２（住友スリーエム（株）製のガラスクロステープ）の粘着面の反対側の面に赤外線放射受光膜３を形成した本実施例の放熱シール１（４０×４０×０.１９ｍｍ）を前記アルミ製ブロックヒータの１つの面に貼り付けた放熱シール貼り付け品の３種類のサンプルである。
放熱効果検証実験の冷却効果の評価は恒温恒湿室（温度２５℃、湿度４５％ 無風）に上記３種類のサンプルを設置して、アルミ製ブロックヒータに８Ｗの電力を供給して実施した。
発熱体温度が安定状態となる通電開始後２時間経過した時点の各アルミ製ブロックヒータ内部の中心温度を熱電対等の温度測定器を用いて測定した放熱効果検証結果を表１に示す。
発熱体温度が安定状態となる通電開始後２時間経過した時点の各アルミ製ブロックヒータ内部の中心温度を熱電対等の温度測定器を用いて測定した放熱効果検証結果を表１に示す。
表１に示すように、電力負荷時、ブランクに対して放熱シートと放熱シール１は、ほぼ同等の温度低下を示した。よって放熱シール１は、放熱シートと同等の冷却効果を有していることが判ると共に放熱シール１の赤外線放射効果が実証された。
以上説明したように、本実施例では、電気・電子機器等の発熱体としての集積回路等の冷却のために使用した場合においても、ショート等を防止して放熱シートと同等の優れた冷却効果を得ることができる。
以上説明したように、本実施例では、電気・電子機器等の発熱体としての集積回路等の冷却のために使用した場合においても、ショート等を防止して放熱シートと同等の優れた冷却効果を得ることができる。
また、本発明の放熱シールは曲げや切断等が容易であり、装置への貼り付け加工にねじ止めや熱伝導性のある充填接着材（例えばＴＩＭ材）等を用いる必要がなく、粘着面によって容易に発熱体に貼り付けることができる。
さらに、片面粘着テープの粘着面の反対側の面には凸凹が形成されており、赤外線放射受光膜の密着力を向上させることができ、赤外線放射受光膜形成後の加工性が良好な為、量産適用が容易であり、客先にて使用形状に容易に加工することができ、貼り付ける対象としての発熱体の形状や配置に制限されること無く放熱させることができる。
さらに、片面粘着テープの粘着面の反対側の面には凸凹が形成されており、赤外線放射受光膜の密着力を向上させることができ、赤外線放射受光膜形成後の加工性が良好な為、量産適用が容易であり、客先にて使用形状に容易に加工することができ、貼り付ける対象としての発熱体の形状や配置に制限されること無く放熱させることができる。
さらに、冷却ファン等を設けることなく同様の効果を上げることができるので、冷却ファンによる騒音等を防止することができる。
図４は実施例２の放熱シールの筺体への適用を示す図である。
なお、上記第１実施例と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
図４において、放熱シール１は筐体５の筐体外壁５ａの外側と内側のそれぞれの表面に対向させて貼り付けられている。
また、放熱シール１は筐体５の内部に設置された基板６に組み付けられた発熱体４のおもて面およびその発熱体４を組み付けた基板６の裏面にも貼り付けられている。
なお、上記第１実施例と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
図４において、放熱シール１は筐体５の筐体外壁５ａの外側と内側のそれぞれの表面に対向させて貼り付けられている。
また、放熱シール１は筐体５の内部に設置された基板６に組み付けられた発熱体４のおもて面およびその発熱体４を組み付けた基板６の裏面にも貼り付けられている。
更に、放熱シール１は筐体５の筐体底面５ｂの外側と内側のそれぞれの表面に対向させて貼り付けられている。
上記の構成の作用について説明する。
図４に示した筐体内部の発熱体４が、装置が作動することにより発熱すると、発熱体４により発生した熱は、発熱体４のおもて面に貼り付けられた放熱シール１へと伝わり、放熱シール１の赤外線放射受光膜３の表面にて遠赤外線へと変換されて放出される。
上記の構成の作用について説明する。
図４に示した筐体内部の発熱体４が、装置が作動することにより発熱すると、発熱体４により発生した熱は、発熱体４のおもて面に貼り付けられた放熱シール１へと伝わり、放熱シール１の赤外線放射受光膜３の表面にて遠赤外線へと変換されて放出される。
この遠赤外線は筐体外壁５ａの内側に貼り付けられた放熱シール１に到達し、その赤外線放射受光膜３の表面で熱へと逆変換されて筐体外壁５ａへと伝わり、筐体外壁５ａの外側に貼り付けられた放熱シール１において遠赤外線に変換され筐体外部へと放出される。
また、発熱体４により発生した熱は基板６へと伝わり、基板６の裏側に貼り付けられた放熱シール１より遠赤外線として筐体底面５ｂの内側に貼り付けられた放熱シール１に到達し、筐体外壁５ａの場合と同様にして筐体底面５ｂの外側に貼り付けられた放熱シール１により遠赤外線として外部へ放出される。
また、発熱体４により発生した熱は基板６へと伝わり、基板６の裏側に貼り付けられた放熱シール１より遠赤外線として筐体底面５ｂの内側に貼り付けられた放熱シール１に到達し、筐体外壁５ａの場合と同様にして筐体底面５ｂの外側に貼り付けられた放熱シール１により遠赤外線として外部へ放出される。
以上の熱の移動経路により筐体内部の空気の温度上昇が低減され、結果的に発熱体の温度上昇を低減できる。
本発明の放熱効果を確認するため、図５に示す筐体５の内部に、実施例１で使用したアルミ製ブロックヒータを用いて、筐体内部における放熱シール１の放熱効果検証実験を実施した。
本発明の放熱効果を確認するため、図５に示す筐体５の内部に、実施例１で使用したアルミ製ブロックヒータを用いて、筐体内部における放熱シール１の放熱効果検証実験を実施した。
放熱効果検証実験
放熱効果検証実験に用いた筐体５は、アルミ製の箱（１００×１００×１００ｍｍ）である。
図５に示すサンプルは、図５（ａ）に示すアルミ製ブロックヒータ(４０×４０×１６ｍｍ)を発熱体４として筐体５の内部に設置したブランクと、図５（ｂ）に示す前記アルミ製ブロックヒータの５つの面に本実施例の放熱シール１（４０×４０×０.１９ｍｍを２枚、４０×１６×０.１９ｍｍを３枚）を貼り付けて筐体５の内部に設置した放熱シール貼り付け品、図５（ｃ）に示す図５（ｂ）の放熱シール貼り付け品に加えて筐体５の５つの内面にも本実施例の放熱シール（１００×１００×０.１９ｍｍを５枚）を貼り付けた筐体内部貼り付け品の３種類のサンプルである。
放熱効果検証実験に用いた筐体５は、アルミ製の箱（１００×１００×１００ｍｍ）である。
図５に示すサンプルは、図５（ａ）に示すアルミ製ブロックヒータ(４０×４０×１６ｍｍ)を発熱体４として筐体５の内部に設置したブランクと、図５（ｂ）に示す前記アルミ製ブロックヒータの５つの面に本実施例の放熱シール１（４０×４０×０.１９ｍｍを２枚、４０×１６×０.１９ｍｍを３枚）を貼り付けて筐体５の内部に設置した放熱シール貼り付け品、図５（ｃ）に示す図５（ｂ）の放熱シール貼り付け品に加えて筐体５の５つの内面にも本実施例の放熱シール（１００×１００×０.１９ｍｍを５枚）を貼り付けた筐体内部貼り付け品の３種類のサンプルである。
放熱効果検証実験の冷却効果の評価は恒温恒湿室（温度２５℃、湿度４５％、無風）に上記のサンプルを設置して、アルミ製ブロックヒータに８Ｗの電力を供給して実施した。
発熱体温度が安定状態となる通電開始後２時間経過した時点の各アルミ製ブロックヒータ内部の中心温度を測定した放熱効果検証結果を表２に示す。
発熱体温度が安定状態となる通電開始後２時間経過した時点の各アルミ製ブロックヒータ内部の中心温度を測定した放熱効果検証結果を表２に示す。
表２に示すように、アルミ製ブロックヒータのみに放熱シール１を貼り付けた放熱シール貼り付け品よりも、筐体内面にも放熱シール１を貼り付けた筐体内部貼り付け品の方が温度低減効果が大きく、放熱シール１の赤外線受光効果が実証された。さらに、筐体外壁や底面に放熱シール１を貼り付けることで更なる放熱効果が期待出来る。
以上説明したように、本実施例では放熱シールを発熱体のみならずその発熱体から熱伝導により加熱されるプリント配線基板等の基盤およびこれらの発熱体を内部に設置した筐体に貼り付けることにより、更なる放熱効果を得ることができる。
以上説明したように、本実施例では放熱シールを発熱体のみならずその発熱体から熱伝導により加熱されるプリント配線基板等の基盤およびこれらの発熱体を内部に設置した筐体に貼り付けることにより、更なる放熱効果を得ることができる。
なお、上記各実施例では発熱体としてのアルミ製ブロックヒータに対する適用例を説明したが、利用形態としては集積回路やパワートランジスタ等の電子部品等やモータ等の発熱体全般への適用が可能である。
また、実施例２ではアルミ箱を筐体とした適用例を説明したが、利用形態としては発熱体を内部に含む電気・電子機器等の装置全般に利用可能である。
また、実施例２ではアルミ箱を筐体とした適用例を説明したが、利用形態としては発熱体を内部に含む電気・電子機器等の装置全般に利用可能である。
さらに、上記各実施例においては、発熱体のほぼ全面に放熱シールを貼り付けするよう図示して説明したが、放熱シールは冷却を要する部位に貼り付ければよく、局所的に冷却を行うことが必要な場合は局所的に貼り付けするようにしてもよい。
１ 放熱シール
２ 片面粘着テープ
３ 赤外線放射受光膜
４ 発熱体
５ 筐体
５ａ 筐体外壁
５ｂ 筐体底面
６ 基盤
２ 片面粘着テープ
３ 赤外線放射受光膜
４ 発熱体
５ 筐体
５ａ 筐体外壁
５ｂ 筐体底面
６ 基盤
Claims (5)
- 電気絶縁性を有する可撓性のベース材の片面に粘着面を設けた片面粘着テープの粘着面の反対側の面に、赤外線放射効果および赤外線受光効果を有する赤外線放射受光膜を形成したことを特徴とする放熱シール。
- 請求項１において、
前記片面粘着テープの粘着面の反対側の面に、凸凹を形成したことを特徴とする放熱シール。 - 請求項１または請求項２において、
前記片面粘着テープが、軽量であることを特徴とする放熱シール。 - 請求項１、請求項２または請求項３において、
前記片面粘着テープが、耐熱性を有することを特徴とする放熱シール。 - 請求項１から請求項３または請求項４において、
前記片面粘着テープが、ガラス繊維を織って形成したガラス布をベース材としたことを特徴とする放熱シール。
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|---|---|---|---|
| JP2003346847A JP2005116668A (ja) | 2003-10-06 | 2003-10-06 | 放熱シール |
| PCT/JP2004/015178 WO2005033235A2 (ja) | 2003-10-06 | 2004-10-06 | 放熱シール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003346847A JP2005116668A (ja) | 2003-10-06 | 2003-10-06 | 放熱シール |
Publications (1)
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|---|---|
| JP2005116668A true JP2005116668A (ja) | 2005-04-28 |
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ID=34419562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003346847A Pending JP2005116668A (ja) | 2003-10-06 | 2003-10-06 | 放熱シール |
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|---|---|
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-
2003
- 2003-10-06 JP JP2003346847A patent/JP2005116668A/ja active Pending
-
2004
- 2004-10-06 WO PCT/JP2004/015178 patent/WO2005033235A2/ja active Application Filing
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Also Published As
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|---|---|
| WO2005033235A3 (ja) | 2005-05-19 |
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