JP2011035320A - Bonding structure of substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発熱部品が実装された基板をヒートシンクに接着する基板の接着構造に関するものである。 The present invention relates to a substrate bonding structure for bonding a substrate on which a heat generating component is mounted to a heat sink.
従来における基板の接着構造としては、例えば特許文献1に記載されているように、電子部品が実装されたプリント配線基板とヒートシンクとを常温硬化型接着剤により接着したものが知られている。 As a conventional substrate bonding structure, for example, as described in Patent Document 1, a printed wiring board on which electronic components are mounted and a heat sink are bonded with a room temperature curable adhesive.
常温硬化型接着剤は、高温硬化型接着剤に比べて熱伝導率が低いため、電子部品の発熱により熱くなった基板を冷却するうえでは不利となる。基板の冷却性能を向上させるためには、熱伝導率の高いシリコングリースを基板とヒートシンクとの間に介在させることが考えられる。しかし、シリコングリースは、常温硬化型接着剤の硬化を阻害する要因となる。また、常温硬化型接着剤の代わりに紫外線硬化型接着剤を用いることも考えられるが、この場合にも、シリコングリースが紫外線硬化型接着剤の硬化を阻害するという問題がある。 Since the room temperature curable adhesive has a lower thermal conductivity than the high temperature curable adhesive, it is disadvantageous in cooling the substrate heated by the heat generated by the electronic component. In order to improve the cooling performance of the substrate, it is conceivable that silicon grease having a high thermal conductivity is interposed between the substrate and the heat sink. However, silicon grease becomes a factor that inhibits the curing of the room temperature curable adhesive. In addition, it is conceivable to use an ultraviolet curable adhesive instead of the room temperature curable adhesive. However, in this case as well, there is a problem that the silicone grease inhibits the curing of the ultraviolet curable adhesive.
本発明の目的は、シリコングリースによる接着剤の硬化阻害を防止することができる基板の接着構造を提供することである。 An object of the present invention is to provide a bonding structure of a substrate that can prevent the curing of an adhesive from being inhibited by silicon grease.
本発明は、発熱部品が実装された基板をヒートシンクに接着する基板の接着構造において、基板とヒートシンクとの間には、常温硬化型接着剤または紫外線硬化型接着剤が介在する接着剤領域と、シリコングリースが介在するグリース領域とが形成されており、ヒートシンクには、常温硬化型接着剤または紫外線硬化型接着剤とシリコングリースとの接触を防ぐための接触防止部が設けられていることを特徴とするものである。 The present invention relates to a substrate bonding structure in which a substrate on which a heat generating component is mounted is bonded to a heat sink, and an adhesive region in which a room temperature curable adhesive or an ultraviolet curable adhesive is interposed between the substrate and the heat sink, It has a grease area where silicon grease intervenes, and the heat sink is provided with a contact prevention part to prevent contact between room temperature curing adhesive or ultraviolet curing adhesive and silicon grease It is what.
このように接触防止部をヒートシンクに設けることにより、基板とヒートシンクとの間に常温硬化型接着剤または紫外線硬化型接着剤及びシリコングリースが介在されたときに、シリコングリースと常温硬化型接着剤または紫外線硬化型接着剤との接触が防止されるようになる。これにより、シリコングリースによって常温硬化型接着剤または紫外線硬化型接着剤の硬化が妨げられることを防止できる。 By providing the contact prevention part on the heat sink in this manner, when the room temperature curing adhesive or the ultraviolet curing adhesive and silicon grease are interposed between the substrate and the heat sink, the silicon grease and the room temperature curing adhesive or Contact with the UV curable adhesive is prevented. Accordingly, it is possible to prevent the normal curing of the room temperature curing adhesive or the ultraviolet curing adhesive from being hindered by the silicon grease.
好ましくは、接触防止部は、ヒートシンクにおける接着剤領域とグリース領域との間に形成された溝である。この場合には、基板とヒートシンクとの間に常温硬化型接着剤または紫外線硬化型接着剤及びシリコングリースが介在されたときに、接着剤及びシリコングリースの一方が他方に向けて流れようとしても、接着剤及びシリコングリースの一方が溝内に入り込んで溜まるようになる。従って、シリコングリースと常温硬化型接着剤または紫外線硬化型接着剤との接触が簡単且つ確実に防止される。 Preferably, the contact preventing portion is a groove formed between the adhesive region and the grease region in the heat sink. In this case, when a room temperature curable adhesive or an ultraviolet curable adhesive and silicon grease are interposed between the substrate and the heat sink, even if one of the adhesive and silicon grease is about to flow toward the other, One of the adhesive and silicon grease enters and accumulates in the groove. Therefore, the contact between the silicon grease and the room temperature curable adhesive or the ultraviolet curable adhesive is easily and reliably prevented.
本発明によれば、シリコングリースによる常温硬化型接着剤や紫外線硬化型接着剤の硬化阻害を防止することができる。これにより、常温硬化型接着剤や紫外線硬化型接着剤により基板をヒートシンクに確実に接着することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to prevent inhibition of curing of a normal temperature curable adhesive or an ultraviolet curable adhesive by silicon grease. Thereby, it becomes possible to adhere | attach a board | substrate to a heat sink reliably with a normal temperature curable adhesive or an ultraviolet curable adhesive.
以下、本発明に係わる基板の接着構造の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a substrate bonding structure according to the invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or equivalent elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1は、本発明に係わる基板の接着構造の一実施形態を示す平面図であり、図2は、図1のII−II線断面図である。同図において、本実施形態に係わる基板の接着構造1は、セラミック基板2をヒートシンク3に接着するための構造である。セラミック基板2の表面には、発熱量の大きい電子部品(発熱部品)4が実装されている。
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a substrate bonding structure according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. In the figure, a substrate bonding structure 1 according to this embodiment is a structure for bonding a
ヒートシンク3は、熱伝導性の良いアルミニウムや鉄等の金属からなっている。ヒートシンク3の上部には、セラミック基板2を収容するための基板収容凹部5が形成されている。セラミック基板2は、基板収容凹部5に収容された状態で、常温硬化型接着剤6によりヒートシンク3に接着されている。
The
具体的には、セラミック基板2と基板収容凹部5の底面との間には、熱伝導性の低い常温硬化型接着剤6が介在された接着剤領域7と、熱伝導性の高いシリコングリース8が介在されたグリース領域9とが形成されている。グリース領域9は、セラミック基板2に実装された発熱部品4の直下位置に形成されている。接着剤領域7は、グリース領域9を取り囲むようにグリース領域9の外側に形成されている。
Specifically, between the
基板収容凹部5の底面におけるグリース領域9と接着剤領域7との間には、常温硬化型接着剤6及びシリコングリース8の高さ(厚さ)を均一に制御するための高さ決めポスト10が略矩形状に立設されている。
Between the grease region 9 and the adhesive region 7 on the bottom surface of the substrate housing recess 5, a
また、基板収容凹部5の底面におけるグリース領域9と高さ決めポスト10との間には、シリコングリース8を溜めるためのグリース溜まり溝11が高さ決めポスト10に沿って略矩形状に形成されている。
Further, between the grease region 9 on the bottom surface of the substrate housing recess 5 and the height determining post 10, a
セラミック基板2をヒートシンク3に接着するときは、基板収容凹部5のグリース領域9にシリコングリース8を塗布すると共に、基板収容凹部5の接着剤領域7に常温硬化型接着剤6を塗布する。このとき、基板収容凹部5の底面上を外側に向かって流れるシリコングリース8は、グリース溜まり溝11内に入り込んで溜まるようになる。その後、発熱部品4が実装されたセラミック基板2をシリコングリース8及び常温硬化型接着剤6の上に載せる。これにより、常温硬化型接着剤6が硬化されることで、セラミック基板2がヒートシンク3に固着されることとなる。
When the
このような基板の接着構造1においては、発熱部品4の熱がセラミック基板2、熱伝導性の高いシリコングリース8及びヒートシンク3を介して効果的に外部に放出(放熱)されるようになる。従って、セラミック基板2の冷却性能を高めることができる。
In such a substrate bonding structure 1, the heat of the
ここで、比較例として従来一般における基板の接着構造の一例を図3に示す。図3において、発熱部品4が実装されたセラミック基板2とヒートシンク3とは、高温硬化型の高熱伝導接着剤50により接着される。これにより、セラミック基板2とヒートシンク3との接着と、発熱部品4の放熱の確保との両立を図ることができる。
Here, as a comparative example, an example of a conventional substrate bonding structure is shown in FIG. In FIG. 3, the
ところで、高温硬化型接着剤は、150℃程度の温度で硬化する接着剤である。このため、高温硬化型接着剤を使用する際には、恒温槽が必要となる。ただし、恒温槽は、生産設備の中でもエネルギー消費が著しく、昨今のCO2削減の気運の中では設置を避ける傾向にある。よって、特に恒温槽を必要としない常温硬化型接着剤の使用が望まれる。しかし、常温硬化型接着剤は、高温硬化型接着剤に比べて熱伝導特性が劣るため、これだけでは発熱部品4の放熱の確保という性能を満足することが困難である。
By the way, the high temperature curable adhesive is an adhesive that cures at a temperature of about 150 ° C. For this reason, when using a high temperature curable adhesive, a thermostat is required. However, the thermostatic chamber has a significant energy consumption even in production facilities, and tends to be avoided in the current CO 2 reduction mood. Therefore, it is desired to use a room temperature curable adhesive that does not particularly require a thermostatic bath. However, since the room temperature curable adhesive is inferior in heat conduction characteristics to the high temperature curable adhesive, it is difficult to satisfy the performance of ensuring the heat radiation of the
これに対し本実施形態では、セラミック基板2と基板収容凹部5の底面との間における発熱部品4の直下位置に、高温硬化型接着剤よりも熱伝導率が高いシリコングリース8を介在すると共に、セラミック基板2と基板収容凹部5の底面との間におけるシリコングリース8の外側に常温硬化型接着剤6を介在する。このため、高温硬化型接着剤よりも熱伝導率の低い常温硬化型接着剤6によりセラミック基板2とヒートシンク3とを接着しても、発熱部品4の良好な放熱を確保することができる。
On the other hand, in the present embodiment,
このとき、シリコングリース8が常温硬化型接着剤6に接すると、常温硬化型接着剤6の硬化が阻害されてしまう。しかし、本実施形態では、基板収容凹部5の底面にグリース溜まり溝11が設けられているので、基板収容凹部5のグリース領域9に塗布されたシリコングリース8が外側に向かって流れても、そのシリコングリース8はグリース溜まり溝11に落ちて溜まるようになる。また、基板収容凹部5の底面には高さ決めポスト10が設けられているので、基板収容凹部5の接着剤領域7に塗布された常温硬化型接着剤6が内側に向かって流れても、その常温硬化型接着剤6の流れは高さ決めポスト10で止められる。
At this time, if the silicon grease 8 contacts the room temperature curable adhesive 6, curing of the room temperature curable adhesive 6 is hindered. However, in this embodiment, since the
これにより、シリコングリース8と常温硬化型接着剤6との接触が回避されるため、シリコングリース8による常温硬化型接着剤6の硬化阻害を引き起こすことが防止される。従って、常温硬化型接着剤6によりセラミック基板2とヒートシンク3とを確実に接着することができる。
As a result, contact between the
その結果、特に高温硬化型接着剤を使用しなくても、セラミック基板2とヒートシンク3との接着と、発熱部品4の放熱の確保との両立を図ることができる。
As a result, it is possible to achieve both the adhesion between the
図4は、図2に示した基板の接着構造1の変形例を示す断面図である。同図において、高さ決めポスト10は、基板収容凹部5の底面の縁部近傍、つまり基板収容凹部5の底面における接着剤領域7の外側にも立設されている。
4 is a cross-sectional view showing a modification of the substrate bonding structure 1 shown in FIG. In the same figure, the
また、基板収容凹部5の底面における接着剤領域7と各高さ決めポスト10との間には、常温硬化型接着剤6を溜めるための接着剤溜まり溝12がそれぞれ形成されている。つまり、接着剤溜まり溝12は、接着剤領域7の内側及び外側にそれぞれ形成されている。
An adhesive reservoir groove 12 for storing the room temperature curable adhesive 6 is formed between the adhesive region 7 on the bottom surface of the substrate housing recess 5 and each
このような構成では、基板収容凹部5の底面にシリコングリース8及び常温硬化型接着剤6が塗布されると、基板収容凹部5の底面上を外側に向かって流れるシリコングリース8がグリース溜まり溝11内に入り込んで溜まるだけでなく、基板収容凹部5の底面上を内側及び外側に向かって流れる常温硬化型接着剤6が接着剤溜まり溝12内に入り込んで溜まるようになる。このため、常温硬化型接着剤6が高さ決めポスト10を乗り越えることは無い。
In such a configuration, when the
このとき、シリコングリース8及び常温硬化型接着剤6を、グリース溜まり溝11及び接着剤溜まり溝12の容量を超えない程度に若干多めに塗布することで、均一でボイドの少ない膜を形成することができる。
At this time, the
本変形例によれば、基板収容凹部5の底面にグリース溜まり溝11に加えて接着剤溜まり溝12を設けたので、シリコングリース8と常温硬化型接着剤6との接触が一層回避される。従って、シリコングリース8による常温硬化型接着剤6の硬化阻害を引き起こすことが確実に防止されるようになる。
According to this modification, since the
図5は、本発明に係わる基板の接着構造の他の実施形態を示す断面図である。同図において、本実施形態の基板の接着構造1は、複数(ここでは2つ)の発熱部品4が実装されたセラミック基板2をヒートシンク3に接着するための構造である。
FIG. 5 is a sectional view showing another embodiment of the substrate bonding structure according to the present invention. In the figure, a substrate bonding structure 1 of the present embodiment is a structure for bonding a
シリコングリース8は、上述した実施形態のようにセラミック基板2と基板収容凹部5の底面との間における発熱部品4の直下位置に介在される。このため、セラミック基板2に複数の発熱部品4が実装されていると、グリース領域9の面積が大きくなるため、セラミック基板2と基板収容凹部5の底面との間において接着剤領域を確保することが難しくなる。従って、本実施形態では、セラミック基板2と基板収容凹部5の側面との間に、高温硬化型接着剤よりも熱伝導性の低い紫外線硬化型接着剤(CIPG)20が介在された接着剤領域21がグリース領域9を取り囲むように形成されている。
The
基板収容凹部5の底面におけるグリース領域9と接着剤領域21との間には、シリコングリース8の高さ(厚さ)を均一に制御するための高さ決めポスト22が略矩形状に立設されている。高さ決めポスト22は、接着剤領域21に隣接して配置されている。
Between the grease region 9 and the
また、基板収容凹部5の底面におけるグリース領域9と高さ決めポスト22との間には、シリコングリース8を溜めるためのグリース溜まり溝23と、紫外線硬化型接着剤20を溜めるための接着剤溜まり溝24とがそれぞれ略矩形状に形成されている。接着剤溜まり溝24は、グリース溜まり溝23の外側に配置されている。
Further, between the grease region 9 and the
セラミック基板2をヒートシンク3に接着するときは、基板収容凹部5の底面におけるグリース領域9にシリコングリース8を塗布する。このとき、基板収容凹部5の底面上を外側に向かって流れるシリコングリース8は、グリース溜まり溝23内に入り込んで溜まるようになる。その後、複数の発熱部品4が実装されたセラミック基板2をシリコングリース8の上に載せる。
When the
そして、セラミック基板2と基板収容凹部5の側面との間に紫外線硬化型接着剤20を上から塗布する。このとき、基板収容凹部5の底面上を紫外線硬化型接着剤20が内側に流れようとしても、その紫外線硬化型接着剤20の流れは高さ決めポスト22で止められる。また、紫外線硬化型接着剤20の一部が万が一高さ決めポスト22を乗り越えても、その紫外線硬化型接着剤20は、接着剤溜まり溝24内に入り込んで溜まるようになる。その後、紫外線硬化型接着剤20が硬化されることで、セラミック基板2がヒートシンク3に固着されることとなる。
Then, an ultraviolet
このように本実施形態においては、基板収容凹部5の底面にグリース溜まり溝23及び接着剤溜まり溝24を設け、基板収容凹部5の底面上を流れるシリコングリース8及び紫外線硬化型接着剤20をグリース溜まり溝23及び接着剤溜まり溝24にそれぞれ溜めるようにしたので、シリコングリース8と紫外線硬化型接着剤20との接触が回避される。従って、シリコングリース8による紫外線硬化型接着剤20の硬化阻害を引き起こすことが防止される。その結果、特に高温硬化型接着剤を使用しなくても、セラミック基板2とヒートシンク3との接着と、発熱部品4の放熱の確保との両立を図ることができる。
As described above, in this embodiment, the
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、接着剤領域がグリース領域を取り囲むように形成され、これに伴って高さ決めポスト、グリース溜まり溝及び接着剤溜まり溝が略矩形状に延びるように形成されているが、特にそのような形態には限られない。例えば、接着剤領域がグリース領域を挟むようにグリース領域の両側に形成され、これに伴って高さ決めポスト、グリース溜まり溝及び接着剤溜まり溝がグリース領域を挟むようにグリース領域の両側に直線状に延びるように形成されていても良い。 The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the adhesive region is formed so as to surround the grease region, and accordingly, the height determining post, the grease reservoir groove, and the adhesive reservoir groove are formed to extend in a substantially rectangular shape. It is not restricted to such a form in particular. For example, the adhesive area is formed on both sides of the grease area so as to sandwich the grease area, and the height determining posts, grease reservoir grooves and adhesive reservoir grooves are linearly formed on both sides of the grease area so as to sandwich the grease area. It may be formed to extend in a shape.
1…基板の接着構造、2…セラミック基板、3…ヒートシンク、4…電子部品(発熱部品)、6…常温硬化型接着剤、7…接着剤領域、8…シリコングリース、9…グリース領域、11…グリース溜まり溝(接触防止部)、12…接着剤溜まり溝(接触防止部)、20…紫外線硬化型接着剤、21…接着剤領域、23…グリース溜まり溝(接触防止部)、24…接着剤溜まり溝(接触防止部)。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Board | substrate adhesion structure, 2 ... Ceramic substrate, 3 ... Heat sink, 4 ... Electronic component (heating | fever component), 6 ... Room temperature curing type adhesive agent, 7 ... Adhesive area | region, 8 ... Silicon grease, 9 ... Grease area | region, 11 Grease reservoir groove (contact prevention portion), 12 Adhesive reservoir groove (contact prevention portion), 20 UV curable adhesive, 21 Adhesive region, 23 Grease reservoir groove (contact prevention portion), 24 Adhesion Agent reservoir groove (contact prevention part).
Claims (2)
前記基板と前記ヒートシンクとの間には、常温硬化型接着剤または紫外線硬化型接着剤が介在する接着剤領域と、シリコングリースが介在するグリース領域とが形成されており、
前記ヒートシンクには、前記常温硬化型接着剤または前記紫外線硬化型接着剤と前記シリコングリースとの接触を防ぐための接触防止部が設けられていることを特徴とする基板の接着構造。 In the bonding structure of the board that bonds the board on which the heat generating component is mounted to the heat sink,
Between the substrate and the heat sink, an adhesive region where a room temperature curable adhesive or an ultraviolet curable adhesive is interposed, and a grease region where silicon grease is interposed are formed,
A substrate bonding structure, wherein the heat sink is provided with a contact prevention portion for preventing contact between the room temperature curable adhesive or the ultraviolet curable adhesive and the silicon grease.
The substrate contact structure according to claim 1, wherein the contact preventing portion is a groove formed between the adhesive region and the grease region in the heat sink.
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