JP2008028283A - 熱伝導体 - Google Patents

Abstract

【課題】内部発熱体と熱伝導体との間に熱伝導を阻害する物質を介在させずに、放熱効果を実現する熱伝動装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ＣＰＵなどの発熱体１から発生する熱を他の部分に伝導する熱伝導体であって、第１の高熱伝導材（グラファイト５）と、発熱体から熱を受け取る部分は熱伝導率が高く破損にくい、第１の高熱伝導材とは異なる材質の第２の高熱伝導材（金属部４）とからなる複合体である熱伝導体であり、グラファイトは熱伝導率が金属に比較して高いが組成がもろく、崩れ易い性質があるが、発熱体からの放熱部分への当たり、機械的ストレスを金属部で受け止めて情報処理装置の筐体に分散させ、熱だけを高い熱伝導率のグラファイトに伝えることができるので、高い放熱効率を維持したままグラファイトが欠けたり、割れたりすることはなくなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、情報処理装置内部の熱を効率良く発散するために、発熱体から放熱部分に熱を伝える熱伝導体に関するものである。

近年、ノート型パーソナルコンピュータ（以下、ノートＰＣと称す）に代表される電子機器は、処理能力向上に伴い消費電力が上昇し、その結果として内部で発生する発熱量も著しく増加しており、熱伝導性のより高い部品を使うことによって発熱体から放熱部分に熱を伝える必要が高まっている。

以下に従来のノートＰＣに用いる熱伝導体について説明する。

図３は従来のノートＰＣ１０の本体部分の斜視図、図４は本体部分を側面方向から見た図３Ａ−Ａ′断面図である。図５は図４における発熱体１周辺を拡大した図である。

以下、従来の熱伝導体について図４，図５を用いて従来のノートＰＣの熱伝導体について説明する。

図４，図５において、１は中央処理集積回路（ＣＰＵ）に代表される発熱体、２は熱伝導ゴム、３はアルミニウムもしくはＰＥＴ（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、５はグラファイト（Ｇｒａｐｈｉｔｅ、黒鉛）であり、金属に比較して熱伝導率が高い。６はノートＰＣ１０の筐体、７は発熱体等を実装した回路基板、８はノートＰＣ１０のキーボードである。

以上のように構成された従来の情報処理機器の熱伝導体について、以下その動作について説明する。

熱を均一化、もしくは、熱を発散させるために一旦、熱伝導性の高い材質のもの、図４，図５ではグラファイト５によって発熱体１からら熱を移動させる。その際、発熱体１とグラファイト５との間の密着性を高めるため、グリースやゴム状のもの、図４，図５では熱伝導ゴム２を介在させる。熱伝導効率を上げるため熱伝導性能の高いグラファイトを用いることが多いが、グラファイト自身の材料組成上、グリースを素材内部に吸収してしまいグリース自身の持つ密着性を高める役目を発揮できないため、グラファイト表面を、グリースを吸収しない材質、つまり図４，図５のアルミニウムもしくはＰＥＴ３で覆うことが一般的である。グラファイト５に伝わった熱はノートＰＣの筐体６を通して外気に放出される。
特開２００１−１７７０２４号公報 特開２００３−０２９８７８号公報

しかしながら上記の従来の構成では、グラファイトそのものの組成がもろく、崩れ易い性質であり、上述のようにグリースを吸収しない材質もの、アルミニウムもしくはＰＥＴ３で覆ってもそれが薄い、柔らかい材質であれば発熱体１とグラファイト５との当たり、機械的ストレスでグラファイト５が欠けたり、割れたりすることがある。あるいは、アルミニウムもしくはＰＥＴ３を厚くした丈夫なもので構成すれば、十分な熱伝導効果が得られないという問題点を有していた。

本発明は上記従来の問題点を解決するもので、内部発熱体と熱伝導体との間に熱伝導を阻害する物質を介在させずに、放熱効果を実現する熱伝動装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の発明は、
発熱体から発生する熱を他の部分に伝導する熱伝導体であって、
第１の高熱伝導材と、
前記発熱体から熱を受け取る部分は熱伝導率が高く破損にくい、前記第１の高熱伝導材とは異なる材質の第２の高熱伝導材と、
からなる複合体であることを特徴とする熱伝導体
であり、
発熱体からの放熱部分への当たり、機械的ストレスを第２の高熱伝導材で受け止めて情報処理装置の筐体に分散させ、熱だけを高い熱伝導率の第１の高熱伝導材に伝えることができるので、高い放熱効率を維持したまま第１の高熱伝導材が欠けたり、割れたりすることはなくなるといった作用を有する。

本発明の請求項３に記載の発明は、
前記第２の高熱伝導材は
前記発熱体と、前記発熱体から熱を受け取る部分である前記第２の高熱伝導材との密着性を高めるためのグリースを吸収しない材質である請求項１に記載の熱伝導体
であり、
グリースと第１の高熱伝導材を直接触れることを回避することで、第１の高熱伝導材自身の性質によってグリースを素材内部に吸収してしまいグリース自身の持つ密着性を高める役目を発揮できないといった課題を解決でき、熱伝導における損失を軽減させることができるといった作用を有する。

以上のように本発明は、発熱体からの放熱部分への当たり、機械的ストレスを第２の高熱伝導材で受け止めて情報処理装置の筐体に分散させ、熱だけを高い熱伝導率の第１の高熱伝導材に伝えることができるので、高い放熱効率を維持したまま第１の高熱伝導材が欠けたり、割れたりすることはなくなる。

また、グリースと第１の高熱伝導材を直接触れることを回避することで、第１の高熱伝導材自身の性質によってグリースを素材内部に吸収してしまいグリース自身の持つ密着性を高める役目を発揮できないといった課題を解決でき、熱伝導における損失を軽減させることができるという優れた効果が得られる。

以下本発明の実施のするための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の情報処理装置の熱伝導体の概略を示す断面図である。

図１において、１はＣＰＵなどの発熱体、２はグリースまたは熱伝導ゴム、３はアルミニウムもしくはＰＥＴ、４は金属部、５はグラファイトである。

以上のように構成された熱伝導体について、図１を用いてその動作を説明する。

まず、ＣＰＵなどの発熱体１で発生する熱を、グリースまたは熱伝導ゴム２、金属部４を介して、最終的にはグラファイト５に熱を伝え、情報処理装置の筐体外に放出される。発熱体１との間の熱伝導ゴムもしくはグリース２に直に触れさせるため、グラファイト５の一部に金属部４を設け熱伝導させるものである。つまり、板状に成型されたグラファイト５は組成上強度的に割れやすい、欠けやすい、もろい、またはグリースのような液状、ゲル状の物質を吸収してしまう性質があるので、板状のグラファイト５の面方向において発熱体が直接または薄い熱伝導ゴムを介して間接的に当接する、あるいはグリースを塗布する部分のみを熱伝導率は若干さがるものの金属部４を埋め込んで上記グラファイトの欠点を補うようにしたのである。

なお、アルミニウムもしくはＰＥＴ３はこの場合、発熱体１とグラファイト５との直接接触することを避けることで発熱体１からグラファイト５への機械的ストレスを緩和する、または液状、ゲル状のグリースが流れ出すのを防ぐ役割をもつ。

以上のように本実施の形態によれば、グラファイトは熱伝導率が金属に比較して高いが組成がもろく、崩れ易い性質があるが、このような構成にすることによって、発熱体１からの放熱部分への当たり、機械的ストレスを金属部４で受け止めて情報処理装置の筐体に分散させ、熱だけを高い熱伝導率のグラファイトに伝えることができるので、高い放熱効率を維持したままグラファイト５が欠けたり、割れたりすることはなくなる。

また、グリース２とグラファイト５を直接触れることを回避することで、グラファイト自身の性質によってグリースを素材内部に吸収してしまいグリース自身の持つ密着性を高める役目を発揮できないといった課題を解決でき、熱伝導における損失を軽減させることができる。

なお、金属部４とグラファイト５の接合性、つまり熱伝導性が良くするために図２の断面図のように接合面積を多く取るような構成にすることが望ましい。図２（ａ）は金属部４とグラファイト５を相互に入り組ませて接合部の面積を多く確保したものである。図２（ｂ）は図水平方向だけでなく、垂直方向にも接合面を確保したものである。グラファイトの融点３５００度に対してアルミニウムは６５０度程度であり、これを利用してグラファイト板に穴部を形成してその中に溶融したアルミニウムなどの金属を流し込んで冷却すれば、金属部４とグラファイト５との密着度の高い図２（ｂ）のような形態の熱伝導材が構成できる。

本発明にかかる熱伝導体は、発熱体からの放熱部分への当たり、機械的ストレスを金属部で受け止めて情報処理装置の筐体に分散させ、熱だけを高い熱伝導率のグラファイトに伝えることができるので、高い放熱効率を維持したまま組成がもろく、崩れ易い性質があるグラファイトが欠けたり、割れたりすることはなくなるという効果を有し、情報処理装置内部の発熱体から放熱部分に熱を伝える熱伝導体等として有用である。

本発明の情報処理装置の熱伝導体の概略を示す断面図 金属部とグラファイトの接合面積を多く取るような構成を説明する図 従来のノートＰＣの本体部分の斜視図 本体部分を側面方向から見た図３Ａ−Ａ′断面図 図４における発熱体周辺を拡大した図、従来の情報処理機器の熱伝導体の断面図

符号の説明

１ 発熱体
２ 熱伝導ゴムもしくはグリース
３ アルミもしくはＰＥＴ
４ 金属部
５ グラファイト

Claims (4)

1. 発熱体から発生する熱を他の部分に伝導する熱伝導体であって、
   第１の高熱伝導材と、
   前記発熱体から熱を受け取る部分は熱伝導率が高く破損にくい、前記第１の高熱伝導材とは異なる材質の第２の高熱伝導材と、
   からなる複合体であることを特徴とする熱伝導体。
2. 前記第２の高熱伝導材を前記第１の高熱伝導材に埋め込んだ複合体であることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導体。
3. 前記第２の高熱伝導材は
   前記発熱体と、前記発熱体から熱を受け取る部分である前記第２の高熱伝導材との密着性を高めるためのグリースを吸収しない材質である請求項１に記載の熱伝導体。
4. 前記第１の高熱伝導材はグラファイトであることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導体。
   
   

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