JP2006165155A - 熱伝導シート - Google Patents

Abstract

【課題】本発明はＬＳＩなどの発熱電子部品の放熱対策に用いられる熱伝導シートに関して、熱伝導シートにおける電気絶縁性を高めることを目的とする。
【解決手段】熱伝導シート１を、樹脂からなる絶縁シート５の表面部分にグラファイトシートからなる複数の小片６を実質的に露出するよう混入した構成とすることにより、グラファイトシートが持つ高い熱伝導性を活用しながら、絶縁シート内で個々のグラファイトシートの小片が独立配置されるので電気絶縁性を確保できる。
【選択図】図１

Description

本発明はＬＳＩなどの発熱電子部品の放熱対策に用いられる熱伝導シートに関する。

一般にハードディスクに用いられるＬＳＩやパワーアンプに用いられるＩＣなどの発熱電子部品はその温度上昇に伴いそれらを用いた製品に対して悪影響を及ぼしてしまうため、その放熱対策として発熱電子部品とそのヒートシンクとなる部材との間に熱伝導シートが設けられている。

よって、この熱伝導シートには、発熱電子部品より局所的に発せられる熱を効率よく広範囲に分散させることが要求され、従来このような効果を有するものとして炭素を２次元的に結合させ熱伝導性を高めたグラファイトシートが用いられていた。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開平１０−３３０１７７号公報

しかしながら、グラファイトシートは炭素を２次元的に結合させた構造であるため、電気絶縁性が低く、発熱電子部品やその周辺において電気回路を形成する電子部品に対しては電気的に干渉し易いという問題があった。

そこで、本発明はこのような問題を解決し、熱伝導シートにおける電気絶縁性を高めることを目的とする。

そして、この目的を達成するために本発明は、特に熱伝導シートを樹脂からなる絶縁シート内にグラファイトシートからなる複数の小片を、絶縁シートの表面部分において小片が実質的に露出するよう混入した構成としたのである。

この構成によれば、グラファイトシートが持つ高い熱伝導性を活用しながら、絶縁シート内で個々のグラファイトシートの小片が独立配置されるので電気絶縁性をも確保できるのである。

以下、本発明の一実施形態について図を用いながら説明する。

図１は本発明の熱伝導シート１の断面を示したもので、図２に示されるようにＬＳＩやパワーアンプに用いられるＩＣなどの発熱電子部品２と、そのヒートシンクとなる放熱部材３との間に設けられ、発熱電子部品２から局所的に生じた熱を素早く熱伝導シート１の面内領域に拡散させながら放熱部材３に熱伝達することで放熱効果を高めるものである。

また、このような発熱電子部品２を要する電子機器の中でも携帯電話やノート型パソコンといったモバイル型の電子機器においては、ハードディスクの高性能化や液晶モニタの大型化、機器自体の小型低背化が進められる中、発熱電子部品２を含む各種電子部品４の高密度実装化や高速応答化が進み、熱伝導シート１においては高い放熱効果だけではなく、さらに、発熱電子部品２およびその周囲の電子部品４に対する電気的な干渉を防止する高い電気絶縁性が求められている。

そこで、本実施形態における熱伝導シート１は図１に示されるように、シリコンなどの絶縁性樹脂からなる絶縁シート５の内部にグラファイトシートの小片６が複数混入された構造とし、発熱電子部品２から放熱部材３に至る熱伝導性及び発熱電子部品２及びその周囲の電子部品４に対する電気絶縁性を両立している。なお、グラファイトシートはポリイミド等の有機樹脂シートを１２００度以上の温度で炭化させ、その後、２６００度以上の温度でグラファイト化し、図３に示されるよう炭素が２次元的に密に結合した炭素数の多層構造体であり、炭素の結合面内において高い熱伝導特性を示すものである。

すなわち、熱伝導シート１を図１に示すような構成とすることにより、グラファイトシートからなる小片６が絶縁シート５を形成する絶縁性樹脂で覆われた構造となり、それぞれの作用である高い熱伝導性と高い電気的絶縁性を兼ね備えた構造となり、さらに絶縁シート５内に混入されるグラファイトシートが小片化されたものであることから、それぞれの小片６においては電気導通性を有するものであるが個々の小片６が絶縁シート５を形成する絶縁性樹脂により分離され独立するのでより高い電気的絶縁性が確保された構造となっている。

なお、熱伝導シート１において電気絶縁性を確保するということであれば、絶縁シート５にグラファイトシートからなる小片６を混入する構成の他に、絶縁シート５に対して天然グラファイトやセラミクスなど熱伝導性の高い粉体或いは粒体を混入させる構成が考えられるが、絶縁シート５に粉体や粒体を混入した場合、確かに粉体や粒体はそれ自体で熱伝導性を有したものとなるが、熱伝導シート１内において個々の粉体或いは粒体が絶縁シート５を形成する絶縁性樹脂によって独立した状態となることから、熱伝導シート１の面内方向における熱伝達が鈍くなってしまう。

これに対して、絶縁シート５にグラファイトシートの小片６を混入した場合は、小片６自体が２次元的な広がりを持ちその範囲内での熱伝導効果を有するものとなることから、粉体や粒体を混入したものに比べて高い熱伝導性を得ることが出来るのである。

また、熱伝導シート１の表面部分つまり絶縁シート５の表面部分に複数のグラファイトシートの小片６の表面を実質的に露出させるよう混入させることで、熱伝導シート１の表面部分における熱伝導度が向上し、これにより発熱電子部品から発熱した熱を効率よく熱伝導シートの面内方向に分散させることができ、さらに放熱部材に対する熱伝達性を高めることが出来るのである。

なお、ここでグラファイトシートの小片６を実質的に露出させるとしたのは、小片６を絶縁シート５の表面において完全に露出させた場合、熱伝導シート１の表面の電気絶縁性が損なわれてしまい当初の目的を達せられなくなるため、この電気絶縁性を損なわない範囲で絶縁シート５を形成する絶縁性樹脂の被膜で覆われている必要があるからである。

また、本発明においては熱伝導シート１の表面部分にグラファイトシートからなる小片６を実質的に露出するよう配置することにより熱伝導シート１の放熱効果を高めたのであり、さらに、絶縁シート５の内部に別途、グラファイトシートの小片６を存在させることで、熱伝導シート１本来の高い熱伝導性を発揮させることが出来るのである。

本発明は、熱伝導シートに関し、高い熱伝導性および電気絶縁性を確保できるという効果を有し、特に発熱電子部品を要する電子機器に有用である。

本発明の一実施形態における熱伝導シートの断面図 同熱伝導シートを用いた電子機器を模式的に示した図 同熱伝導シートに用いられるグラファイトシートの模式図

符号の説明

１ 熱伝導シート
５ 絶縁シート
６ 小片

Claims (1)

1. 樹脂からなる絶縁シート内にグラファイトシートからなる複数の小片を、前記絶縁シートの表面部分において前記小片が実質的に露出するよう混入したことを特徴とする熱伝導シート。

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