JP2014049536A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】発熱部品の放熱効率に優れ、且つ収納体の表面温度の局所的な上昇を抑制できる電子機器を提供できる。
【解決手段】電子機器１００は、筐体４０と回路基板Ｐと熱伝導シート１０１とを備える。筐体４０の内部には回路基板Ｐが取付けられている。回路基板Ｐ上には、電子部品５０、５１、５２、５３が実装されており、金属ケース６１、６２が取り付けられている。熱伝導シート１０１は、封入部１１０、１１１、１１２と平面部１２０とを有する。熱伝導シート１０１では封入部１１０、１１１、１１２が、平面部１２０より回路基板Ｐ側へ突出している。封入部１１０、１１１、１１２における回路基板Ｐ側の面は、電子部品５１及び金属ケース６１、６２に接合している。また、熱伝導シート１０１における回路基板Ｐとは逆側の面は、筐体４０の内面に接合している。
【選択図】図１

Description

この発明は、発熱部品を内部に備えた電子機器に関するものである。

近年の電子機器では、機器本体の小型化と電子部品の高密度実装化が進むにつれて、筐体内部における発熱対策が課題となっている。例えばスマートフォンやノート型パーソナルコンピュータにおいては、機器本体の小型化および高密度実装化とともに、情報処理性能を向上させるためにＣＰＵの高速化が進んでいる。

そのため、電子機器の筐体内部は、筐体内部の通風性が低下する一方で、ＣＰＵ等の発熱部品の発熱量が増大する環境となっている。よって、近年の電子機器では、当該環境下において、発熱部品の温度上昇を抑えることが重要な課題となっている。

そこで、発熱部品の温度上昇を抑えた電子機器が特許文献１において開示されている。

図２０は、特許文献１に係る電子機器９００の主要部の断面図である。この電子機器９００は、発熱部品１１と、発熱部品１１を実装する基板１２と、熱拡散フィルム１３と、筐体１４と、発熱部品１１の表面を被覆する熱伝導性材料層１５とを備えている。

筐体１４は、発熱部品１１と、基板１２と、熱拡散フィルム１３と、熱伝導性材料層１５とを収納する収納体である。

熱拡散フィルム１３は、熱伝導性材料層１５に接続されている。また、熱拡散フィルム１３は、筐体１４の一部を構成する天板１４Ａに接着剤により貼付されている。熱拡散フィルム１３は、グラファイトフィルムから構成されている。

以上の構造において、発熱部品１１で発生した熱は、熱伝導性材料層１５を介して熱拡散フィルム１３へ伝導する。そして、熱拡散フィルム１３に伝導した熱は、熱拡散フィルム１３において面方向に広がりながら筐体１４へ伝導する。これにより、熱伝導性材料層１５、熱拡散フィルム１３、及び筐体１４は、発熱部品１１より伝導した熱を筺体１４の外部へ放熱し、発熱部品１１の温度上昇を抑える。

特開２０１０−１７１０３０号公報

しかしながら、近年、機器本体の小型化と電子部品の高密度実装化に伴い発熱部品１１と筐体１４との間隔が狭くなり、ＣＰＵ等の高速化に伴い発熱部品１１の発熱量も増加してきている。

そのため、特許文献１の電子機器９００では、単に筐体１４の天板１４Ａの内面に熱拡散フィルム１３を貼付しても、図２１に示すように、発熱部品１１に対向する天板１４Ａの領域において、筐体１４の表面温度が局所的に上昇する（ヒートスポット）という問題がある。

この発明の目的は、発熱部品の放熱効率に優れ、且つ収納体の表面温度の局所的な上昇を抑制できる電子機器を提供することにある。

本発明の電子機器は、前記課題を解決するために以下の構成を備えている。
（１）発熱部品と、
蓄熱材と、
前記発熱部品に対向し、前記蓄熱材を封入する封入部と、前記発熱部品に対向しない平面部とを有する熱伝導シートと、
前記発熱部品および前記熱伝導シートを収納する収納体と、を備え、
前記封入部における前記発熱部品側の面は前記発熱部品に接合している。

この構成において、発熱部品で発生した熱はまず、熱伝導シートの封入部へ伝導する。そして、封入部に伝導した熱は、封入部内の蓄熱材に蓄熱されつつ、平面部に伝導する。そして、平面部に伝導した熱は、平面部において面方向に広がる。

そのため、この構成では、発熱部品で発生した熱が、熱伝導シートの蓄熱材に蓄熱されるとともに、熱伝導シートに拡散されながら収納体の内部または収納体の外部へ放熱される。これにより、発熱部品の温度上昇が抑えられる。よって、この構成の電子機器は、熱伝導シートで蓄熱されつつ放熱されるため、発熱部品の放熱効率に優れる。

また、この構成では、発熱部品と収納体との間に、蓄熱材を封入した封入部が設けられている。そのため、発熱部品で発生した熱が、封入部内の蓄熱材に蓄熱されつつ、封入部から平面部へ伝導し、平面部において面方向に広がる。そのため、この構成では、発熱部品に対向する収納体の領域における表面温度の局所的な上昇が抑制される。

したがって、この構成の電子機器は、発熱部品の放熱効率に優れ、且つ収納体の表面温度の局所的な上昇を抑制できる。

（２）前記熱伝導シートは、アルミニウムまたはアルミニウム合金から構成される金属層と、前記金属層の前記発熱部品側に形成された第１絶縁層と、前記金属層の前記発熱部品と逆側に形成された第２絶縁層とを含んでいることが好ましい。

この構成では、金属層がアルミニウム又はアルミニウム合金から構成されるため、熱伝導シートが軽量で柔軟性を有する。また、熱伝導シートの製造コストを低減できる。

（３）前記封入部は、前記平面部より前記発熱部品側へ突出していることが好ましい。

この構成では、熱伝導シートにおける発熱部品とは逆側の面が平坦なため、熱伝導シートと収納体の内面との接合面積を広くすることができる。

（４）前記封入部は、さらに、前記平面部より前記発熱部品とは逆側へ突出していることが好ましい。

この構成では、封入部の容積をより大きくすることができる。そのため、この構成によれば、体積の大きい蓄熱材を封入部内に封入することができる。よって、この構成の電子機器は、発熱部品の放熱効率により優れ、且つ収納体の表面温度の局所的な上昇をより抑制できる。

（５）前記熱伝導シートは、絞り加工により、前記封入部が前記平面部より突出するよう変形していることが好ましい。

この構成では、絞り加工により、発熱部品の設置箇所に合わせて封入部を容易に形成することができる。したがって、熱伝導シートの製造コストを低減できる。また、絞り加工は加工後の曲げ応力が小さく保形性に優れているため、後述する両面粘着テープ等の粘着材と熱伝導シートとの密着性を向上できる。

（６）前記蓄熱材は、固形のパラフィン系材料から構成されていることが好ましい。

固形のパラフィン系材料の蓄熱量（Ｊ／ｇ）は大きい。そのため、この構成の電子機器は、発熱部品の放熱効率により優れ、且つ収納体の表面温度の局所的な上昇をより抑制できる。

また、固形のパラフィン系材料は常温において固体であるため、熱伝導シートの製造時に封入部内に封入し易い。したがって、この構成によれば、熱伝導シートの製造コストを低減できる。

（７）前記平面部の前記発熱部品とは逆側の面、または前記封入部の前記発熱部品とは逆側の面は、前記収納体に接合していることが好ましい。

この構成では、発熱部品で発生した熱が、収納体にも十分伝導し、熱伝導シート及び収納体で放熱される。したがって、この構成によれば、発熱部品の放熱効率が向上する。

（８）電磁波の受信または送信を行うアンテナを備え、
前記熱伝導シートには、前記アンテナに対向する領域に開口部または切欠部が形成されていることが好ましい。

この構成では、熱伝導シートが前記電磁波を遮蔽しないよう、開口部または切欠部が形成されている。したがって、この構成によれば、アンテナによる電子機器と通信相手側の装置との通信が妨げられることを防止できる。

この発明によれば、発熱部品の放熱効率に優れ、且つ収納体の表面温度の局所的な上昇を抑制できる電子機器を提供できる。

本発明の第１の実施形態に係る電子機器１００の内部の平面図である。 図１に示す電子機器１００から熱伝導シート１０１を取り外した構成を示す平面図である。 図１に示すＳ−Ｓ線の断面図である。 図１に示すＴ−Ｔ線の断面図である。 図１に示す熱伝導シート１０１の平面部１２０の拡大断面図である。 図１に示す熱伝導シート１０１の封入部１１０の拡大断面図である。 ラミネートシート９８、９９の断面図である。 図７に示すラミネートシート９８、９９の拡大断面図である。 図７に示すラミネートシート９８、９９の拡大断面図である。 図３に示す断面における天板４０Ａの表面温度分布を示す図である。 図４に示す断面における天板４０Ａの表面温度分布を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る電子機器２００の主要部の断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る電子機器３００の主要部の断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る電子機器４００の主要部の断面図である。 本発明の第５の実施形態に係る電子機器５００の主要部の断面図である。 本発明の第６の実施形態に係る電子機器６００の第１主要部の断面図である。 本発明の第６の実施形態に係る電子機器６００の第２主要部の断面図である。 図１６に示す熱伝導シート６０１の封入部６１０の拡大断面図である。 図１８に示す封入部６１０の熱融着前の拡大断面図である。 特許文献１に係る電子機器９００の主要部の断面図である。 図２０に示す天板１４Ａの表面温度分布を示す図である。

《第１の実施形態》
本発明の第１の実施形態に係る電子機器について以下説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る電子機器１００の内部の平面図である。図２は、図１に示す電子機器１００から熱伝導シート１０１を取り外した構成を示す平面図である。図３は、図１に示すＳ−Ｓ線の断面図である。図４は、図１に示すＴ−Ｔ線の断面図である。ここで、図１、図２は、電子機器１００の内部を筐体４０の天板４０Ａ側から天板４０Ａを透視して見た図である。

電子機器１００は、図１、図２に示すように、筐体４０と、回路基板Ｐと、熱伝導シート１０１と、を備える。電子機器１００は、例えばモバイル機器、ポータブル周辺機器、又は据え置き型のネットワーク機器である。

ここで、モバイル機器は、例えば携帯電話、スマートフォン、タブレット、ノート型パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、デジタルビデオ、ポータブルゲーム機などである。ポータブル周辺機器は、例えば外付けのハードディスクドライブ機器、フラッシュメモリドライブ機器（ＳＳＤ）、ポータブルブルーレイディスク再生機器、ポータブルＤＶＤ再生機器、モバイル無線ルータなどである。据え置き型のネットワーク機器は、例えば据え置き型無線ルータ、ネットワークハブなどである。

筐体４０は、直方体状であり、回路基板Ｐと熱伝導シート１０１とを収納する。筐体４０は、樹脂から構成されている。この樹脂は、例えばＡＢＳやポリカーボネイトである。筐体４０の内部には、図１〜図４に示すように、所定の回路パターン（不図示）が形成された回路基板Ｐが取付けられている。なお、筺体４０は金属から構成されていてもよいし、金属または合金と樹脂との複合材料から構成されていてもよい。

回路基板Ｐ上には、電力の供給を受けて発熱する電子部品５０、５１、５２、５３と、電磁波の受信または送信を行うアンテナＡ１、Ａ２とが実装されている。さらに、回路基板Ｐ上には、電子部品５１を覆う金属ケース６１と、電子部品５２、５３を覆う金属ケース６２とが取り付けられている。

なお、筐体４０が、本発明の「収納体」に相当する。また、電子部品５０が、本発明の「発熱部品」に相当する。また、電子部品５１と金属ケース６１の複合体も、本発明の「発熱部品」に相当する。また、電子部品５２、５３と金属ケース６２の複合体も、本発明の「発熱部品」に相当する。

電子部品５０は、例えばＣＰＵ、ベースバンドＩＣ（ＢＢＩＣ）、パワーマネージメントＩＣ（ＰＭＩＣ）、フラッシュメモリ、ＳＩＭカードスロット、ＳＤカードスロット、パワーアンプモジュール（ＰＡＭ）、カメラモジュール等である。

また、電子部品５１、５２、５３及びアンテナＡ１、Ａ２は、通信システムを構成する。この通信システムは例えば、ＧＳＭ（登録商標）（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ＭｏｂｉｌｅＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、ＷＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ）、ＢＴ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）などである。

電子部品５０、５１、５２、５３のそれぞれは、エポキシ樹脂等によりモールドされている。これにより、電子部品５０、５１、５２、５３のそれぞれにおける熱伝導シート１０１側の主面（天面）は、平坦な正方形状を有している。この実施形態において、電子部品５０、５１、５２、５３のそれぞれのサイズは、全て同じであり、長さ１０ｍｍ×幅１０ｍｍ×高さ０．５ｍｍである。ただし、実施の際は、このサイズに限るものではない。

また、電子部品５１は、熱伝導性接着層３１を介して金属ケース６１、６２に接続されている。また、電子部品５２、５３は、熱伝導性接着層３２、３３を介して金属ケース６２に接続されている。

熱伝導性接着層３１、３２、３３は、図３、図４に示すように、シリコーン樹脂を主成分としてＡｌなどの導電性粒子やシリカやセラミック粒子等のフィラーを配合したものである。

なお、熱伝導性接着層３１、３２、３３は、電子部品５１、５２、５３の天面の全部に形成されるのが好ましいが、少なくとも当該天面の中央部を中心とした広範囲に形成されていればよい。

金属ケース６１は、図１、図２、図４に示すように、前記通信システムを構成する電子部品５１を電磁シールドするために設けられている。また、金属ケース６２は、図１、図２、図４に示すように、前記通信システムを構成する電子部品５２、５３を電磁シールドするために設けられている。

金属ケース６１の面積は、電子部品５１を被覆できるよう、電子部品５１の面積より大きい。また、金属ケース６２の面積は、電子部品５２、５３を被覆できるよう、電子部品５１の面積と電子部品５２の面積との和より大きい。

また、金属ケース６１、６２のそれぞれの高さは、電子部品５０、５１、５２、５３のそれぞれの高さより少し高い。金属ケース６１、６２のそれぞれにおける熱伝導シート１０１側の主面（天面）は、平坦な長方形状を有している。

なお、この実施形態では図１に示すように、金属ケース６１、６２に被覆されている電子部品５１、５２、５３と、金属ケース６１、６２に被覆されていない電子部品５０とが回路基板Ｐに実装されているが、これに限るものではない。同様に、この実施形態では金属ケース６１、６２のそれぞれの天面が長方形状になっているが、これに限るものではない。実施の際は、製造する電子機器に応じて適宜回路設計すればよい。

次に、熱伝導シート１０１は、図１、図３、図４に示すように、電子部品５０及び金属ケース６１、６２に対向し、蓄熱材１７０、１７１、１７２を封入する封入部１１０、１１１、１１２と、電子部品５０及び金属ケース６１、６２に対向しない平面部１２０と、を有する。

なお、この実施形態では、熱伝導シート１０１の大きさが回路基板Ｐの大きさとほぼ同じであるが、これに限るものではない。実施の際は、熱伝導シート１０１の大きさが回路基板Ｐの大きさより小さくてもよい。同様に、熱伝導シート１０１の形状も、長方形に限らず、正方形でもよいし、筺体４０の内面の形状に合わせて様々な形状のカッティングパターンにしてもよい。

熱伝導シート１０１には、アンテナＡ１、Ａ２に対向する領域に円形の開口部７１と長方形の切欠部７２が形成されている。

なお、この実施形態では、金型による打ち抜き加工により開口部７１と切欠部７２を熱伝導シート１０１に形成しているが、これに限るものではない。実施の際は、例えばレーザー加工やカット刃加工などにより開口部７１と切欠部７２を熱伝導シート１０１に形成してもよい。

また、この実施形態では、開口部７１と切欠部７２の両方が熱伝導シート１０１に形成されているが、これに限るものではない。実施の際は、開口部７１または切欠部７２のいずれか一方が熱伝導シート１０１に形成されていてもよい。また、開口部７１または切欠部７２の形状も円形や長方形に限らず、正方形などの他の形状でもよい。

熱伝導シート１０１では、図３、図４に示すように、封入部１１０、１１１、１１２が平面部１２０より回路基板Ｐ側へ突出している。そして、封入部１１０、１１１、１１２における回路基板Ｐ側の面は、両面粘着テープ１５０、１５１、１５２を介して電子部品５１及び金属ケース６１、６２に接合している。

また、熱伝導シート１０１における回路基板Ｐとは逆側の面は、両面粘着テープ１６０を介して、天板４０Ａの内面に接合している。この天板４０Ａは、筐体４０の一部を構成する板である。

両面粘着テープ１５０、１５１、１５２、１６０は、図３、図４に示すように、例えばシリコーン樹脂を主成分として導電性フィラーが配合したシリコーンテープで構成されており、高い熱伝導性および低抵抗を有する。

なお、両面粘着テープ１５０、１５１、１５２は、電子部品５１及び金属ケース６１、６２の天面の全部に貼付されるのが好ましいが、少なくとも当該天面の中央部を中心とした広範囲に貼付されていればよい。

また、両面粘着テープ１６０も、熱伝導シート１０１における回路基板Ｐとは逆側の面の全体に貼付されるのが好ましいが、少なくとも当該面の中央部を中心とした広範囲、あるいは中央部を除いて端部周辺に貼付されていればよい。両面粘着テープ１５０、１５１、１５２、１６０は、エポキシ樹脂やアクリル樹脂やポリイミド樹脂のような粘着剤からなる両面粘着テープやゴムでもよい。また、シリコーングリースのような放熱グリースでもよい。さらに、両面粘着テープ１５０、１５１、１５２、１６０に加えてネジ等で熱伝導シート１０１を電子部品５０、金属ケース６１、６２、または筺体４０に固定してもよい。

次に、熱伝導シート１０１の構造について説明する。
図５は、図１に示す熱伝導シート１０１の平面部１２０の拡大断面図である。図６は、図１に示す熱伝導シート１０１の封入部１１０の拡大断面図である。図７は、ラミネートシート９８、９９の断面図である。図８、図９は、図７に示すラミネートシート９８、９９の拡大断面図である。図８は、図５に示す平面部１２０の熱融着前の拡大断面図であり、図９は、図６に示す封入部１１０の熱融着前の拡大断面図である。

熱伝導シート１０１は、図７、図８、図９に示す２枚のラミネートシート９８、９９が熱融着されることにより形成されたシートである。

まず、ラミネートシート９８は、図８と図９に示すように、第１絶縁層１４１と、金属層１４３と、第２絶縁層１４２とを含み、これらが順に積層された構造を有している。ラミネートシート９８は、封入部１１０、１１１、１１２となる凹部位が回路基板Ｐ側へ突出するよう、金型による絞り加工によりカップ状に変形したシートである。この絞り加工は、電子部品５０及び金属ケース６１、６２の設置箇所に合わせて封入部１１０、１１１、１１２を容易に形成することができる。また、この絞り加工は、加工後の曲げ応力が小さく保形性に優れているため、封入部１１０、１１１、１１２における回路基板Ｐ側の面と両面粘着テープ１５０、１５１、１５２との密着性を向上できる。

次に、ラミネートシート９９は、図８と図９に示すように、第１絶縁層１４１と、金属層１４３と、第２絶縁層１４２とを含み、これらが順に積層された構造を有している。ラミネートシート９９は、ラミネートシート９８と異なり、平坦なシートである。

そのため、熱伝導シート１０１の構造は、図５と図６に示すように、平面部１２０と封入部１１０とで異なっている。

詳述すると、平面部１２０は、図５に示すように、金属層１４３の回路基板Ｐ側に形成された第１絶縁層１４１と、金属層１４３と、融着層１４５と、金属層１４３と、金属層１４３の回路基板Ｐと逆側に形成された第２絶縁層１４２とを含み、これらが順に積層された構造を有している。平面部１２０の厚みは、１６０〜３００μｍであり、例えば２３０μｍである。

一方、封入部１１０の回路基板Ｐ側の凹部位１１０Ａは、図６に示すように、金属層１４３の回路基板Ｐ側に形成された第１絶縁層１４１と、金属層１４３と、金属層１４３の回路基板Ｐと逆側に形成された第２絶縁層１４２とを含み、これらが順に積層された構造を有している。この凹部位１１０Ａの厚みは８０〜１５０μｍで、例えば１２０μｍである。

また、封入部１１０の回路基板Ｐと逆側の平坦部位１１０Ｂも、図６に示すように、金属層１４３の回路基板Ｐ側に形成された第１絶縁層１４１と、金属層１４３と、金属層１４３の回路基板Ｐと逆側に形成された第２絶縁層１４２とを含み、これらが順に積層された構造を有している。この平坦部位１１０Ｂの厚みも８０〜１５０μｍで、例えば１２０μｍである。

なお、ラミネートシート９８、９９は、第１絶縁層１４１、金属層１４３、第２絶縁層１４２が、同じ厚みや同じ組成のものを用いてもよいが、少なくともいずれかが異なるものを用いてもよい。

そして、封入部１１０の周縁部位１１０Ｃは、平面部１２０と同じ構造を有している。

そのため、封入部１１０は、凹部位１１０Ａと平坦部位１１０Ｂと周縁部位１１０Ｃとで、蓄熱材１７０を封入するための密閉空間１７５を形成している（図６参照）。ここで、蓄熱材１７０は、ラミネートフィルム９８の凹部位１１０Ａに蓄熱材１７０を挿入した後、凹部位１１０Ａの周囲に位置する周縁部位１１０Ｃの三方を熱溶着し、減圧下で最後の一方を熱溶着することによって、封入部１１０内に気密に封入される。

なお、封入部１１１、１１２も、封入部１１０と同様の構造を有し、同様の密閉空間を形成している。また、蓄熱材１７１、１７２は、蓄熱材１７０の封入方法と同様の方法で、封入部１１１、１１２に封入される。

封入部１１０は、図３、図６、図９に示すように、電子部品５０の天面に接続するため、平面部１２０より回路基板Ｐ側へ第１の高さＺ１で突出している。同様に、封入部１１１は、図４に示すように、金属ケース６１の天面に接続するため、平面部１２０より回路基板Ｐ側へ第２の高さＺ２で突出している。また、封入部１１２は、図４に示すように、金属ケース６２の天面に接続するため、平面部１２０より回路基板Ｐ側へ第２の高さＺ２で突出している。

ここで、第２の高さＺ２は、金属ケース６１、６２のそれぞれの高さが電子部品５０の高さより高い分、第１の高さＺ１より低い。なお、第１の高さＺ１及び第２の高さＺ２のそれぞれは０．５〜２ｍｍであり、例えば第１の高さＺ１が０．９ｍｍ、第２の高さＺ２が０．７ｍｍである。

金属層１４３は、アルミニウムから構成されている。金属層１４３の厚みは、８０μmである。第１絶縁層１４１及び金属層１４３は、５μｍ程度のウレタン系接着剤等により貼付されている。同様に、金属層１４３及び第２絶縁層１４２も、５μｍ程度のウレタン系接着剤等により貼付されている。筺体内輻射を高め、熱伝導シート１０１の放熱性をより向上させるために、熱伝導シート１０１に対してアルマイト処理を施してもよい。

なお、金属層１４３の材料は、アルミニウム合金や銅または銅合金、ステンレスなどを用いてもよい。また、金属層１４３の厚みは、熱伝導シート１０１の柔軟性と保形性の面から４０〜１２０μｍの範囲が好ましい。熱伝導シート１０１の熱伝導性は金属層１４３の厚みが厚いほど高くなるが、熱伝導シート１０１の製造コスト（例えばＲｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ製法で製造可能な金属層１４３の厚み）を考慮すると、金属層１４３の厚みは、１００μｍ以下、特に８０μｍ以下であることが好ましい。

第１絶縁層１４１及び第２絶縁層１４２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から構成されている。第１絶縁層１４１の厚みは、１０〜４０μｍで、例えば１５μmであり、第２絶縁層１４２の厚みも、１０〜４０μｍで、例えば１５μmである。

なお、第１絶縁層１４１及び第２絶縁層１４２の材料は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ナイロン（ＯＮ）等を用いてもよい。さらに、第１絶縁層１４１及び第２絶縁層１４２には、熱伝導シート１０１の熱伝導性を高めるため導電性粉末などのフィラーが配合されていてもよい。また、第１絶縁層１４１又は第２絶縁層１４２の表面を粗くしたり、黒色化することで筺体内輻射を高め、熱伝導シート１０１の放熱性をより向上させることも可能である。

ここで、第１絶縁層１４１及び第２絶縁層１４２は、同じ材料を用いる必要はなく、異なる材料を用いてもよい。また、熱伝導シート１０１の熱伝導性は第１絶縁層１４１の厚みが薄いほど高くなるが、十分な絶縁性を有するために、第１絶縁層１４１の厚みは１０〜３０μｍであることが好ましい。そして、第１絶縁層１４１の厚みは第２絶縁層１４２の厚みより薄い方が好ましい。

融着層１４５は、ラミネートシート９９の第１絶縁層１４１とラミネートシート９８の第２絶縁層１４２とが熱融着して形成された層である。そのため、融着層１４５は変性ポリプロピレン（ＣＰＰ）から構成されている。融着層１４５の厚みは、２０〜８０μｍであり、例えば２５μｍである。

蓄熱材１７０、１７１、１７２は、固形パラフィンから構成されている。パラフィン系材料には、固形パラフィン、流動パラフィンなど、融点や蓄熱量（融解熱）その他特性の異なる各種の材料があるが、この実施形態では熱伝導シート１０１の製造時に封入部１１０、１１１、１１２に封入し易いよう、常温において固体の固形パラフィンを用いている。固形パラフィンは、所定の温度、例えば４０℃以上になると融解して液体になるものを用いる。蓄熱量は１５０〜２５０（ｋＪ／ｋｇ）のものを用いる。電子部品５０〜５３から伝導した熱が蓄熱材１７０、１７１、１７２の潜熱となる。

なお、蓄熱材料としては、パラフィンなどの有機物化合物以外に、塩化カルシウム水和物、酢酸ナトリウム水和物、硫酸ナトリウム水和物などの無機水和塩でもよい。無機水和塩の場合、蓄熱量はパラフィンよりも小さいが、体積変化率が約３％以下と小さいため好ましい。

一方、固形のパラフィン系材料は、他の蓄熱材料の中でも液体になる際の熱膨張が比較的大きい材料（例えば３０〜４０℃付近で１０〜１５％）である。しかし、ラミネートシート９８、９９は柔軟性を有することに加えて、蓄熱材１７０は封入部１１０内に減圧下で気密に封入されているため、温度変化による膨張または収縮が生じても密閉状態を保つことができる。

図１０は、図３に示す断面における天板４０Ａの表面温度分布を示す図である。図１１は、図４に示す断面における天板４０Ａの表面温度分布を示す図である。ここで、図１０及び図１１の上段に示す実線は、電子機器１００の表面温度分布を表しており、点線は、電子機器１００から熱伝導シート１０１を取り外した場合の電子機器１００の表面温度分布を表している。

以上の構成において、電子部品５０で発生した熱は、図１と図３に示すように、熱伝導シート１０１の封入部１１０へ伝導する。そして、封入部１１０に伝導した熱は、封入部１１０内の蓄熱材１７０に蓄熱されつつ、平面部１２０に伝導する。

また、電子部品５１で発生した熱は、図１と図４に示すように、金属ケース６１を介して熱伝導シート１０１の封入部１１１へ伝導する。そして、封入部１１１に伝導した熱は、封入部１１１内の蓄熱材１７１に蓄熱されつつ、平面部１２０に伝導する。同様に、電子部品５２、５３で発生した熱は、金属ケース６２を介して熱伝導シート１０１の封入部１１２へ伝導する。そして、封入部１１２に伝導した熱は、封入部１１２内の蓄熱材１７２に蓄熱されつつ、平面部１２０に伝導する。

そして、平面部１２０に伝導した熱は、平面部１２０において面方向に広がりながら筐体４０へ伝導する。

そのため、電子機器１００では、電子部品５０〜５３で発生した熱が、熱伝導シート１０１の蓄熱材１７０、１７１、１７２に蓄熱されるとともに、熱伝導シート１０１及び筐体４０に拡散されながら筐体４０の外部へ放熱される。ここで、蓄熱材１７０、１７１、１７２として使用されるパラフィンの蓄熱量は大きい。

以上により、電子部品５０〜５３の温度上昇が抑えられる。よって、電子機器１００は、熱伝導シート１０１で蓄熱されつつ熱伝導シート１０１及び筐体４０で放熱されるため、電子部品５０〜５３の放熱効率に優れる。

なお、図示していないが、回路基板Ｐにおいてもサーマルビア等による放熱構造は施されている。しかし、回路基板Ｐの放熱構造だけでは電子部品５０〜５３の温度上昇を抑えることは難しい。そのため、前記の熱伝導シート１０１による放熱構造が効果的である。

また、電子機器１００では、電子部品５０〜５３と筐体４０との間に、蓄熱材１７０、１７１、１７２を封入した封入部１１０、１１１、１１２が設けられている。そのため、電子部品５０〜５３で発生した熱が、封入部１１０、１１１、１１２内の蓄熱材１７０、１７１、１７２に蓄熱されつつ、封入部１１０、１１１、１１２から平面部１２０へ伝導し、平面部１１０、１１１、１１２において面方向に広がる。よって、電子機器１００では、図１０、図１１に示すように、電子部品５０〜５３に対向する天板４０Ａの領域における表面温度の局所的な上昇が抑制される。

したがって、電子機器１００は、電子部品５０〜５３の放熱効率に優れ、且つ筐体４０の表面温度の局所的な上昇を抑制できる。

また、前述したように熱伝導シート１０１は、金属層１４３がアルミニウムから構成されているため、軽量で柔軟性を有する。また、近年のラミネート製造技術により熱伝導シート１０１は安価に製造することができる。

また、熱伝導シート１０１では、熱伝導シート１０１における回路基板Ｐとは逆側の面が平坦なため、熱伝導シート１０１と筐体４０の内面との接合面積を広くすることができる。そのため、電子機器１００では、電子部品５０〜５３で発生した熱が、筐体４０にも十分伝導し、熱伝導シート１０１及び筐体４０で放熱される。したがって、電子機器１００によれば、電子部品５０〜５３の放熱効率が向上する。

また、アルミニウムからなる熱伝導シート１０１は非磁性のため、強磁性のものに比べると電子機器１００のアンテナ特性やノイズ特性への影響は小さい。しかし、例えばＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）のようなコイルアンテナを用いた近距離無線通信の場合、電子機器１００と通信相手側の装置との間の通信路において熱伝導シート１０１が介在すると通信が妨げられる虞がある。

そこで、電子機器１００では、熱伝導シート１０１が前記電磁波を遮蔽しないよう、熱伝導シート１０１に開口部７１と切欠部７２が形成されている。そのため、電子機器１００によれば、アンテナＡ１、Ａ２による電子機器１００と通信相手側の装置との通信が妨げられることを防止できる。

《第２の実施形態》
図１２は、本発明の第２の実施形態に係る電子機器２００の主要部の断面図である。この実施形態の電子機器２００が、前記第１の実施形態に係る電子機器１００と相違する点は、フレーム２４１及び筐体２４０である。その他の構成については、同じである。そのため、電子機器２００では、フレーム２４１及び筐体２４０の接合体が本発明の「収納体」に相当する。

詳述すると、電子機器２００では、ステンレス、マグネシウム合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの金属製のフレーム２４１が筐体２４０の内面に接合している。筐体２４０の高さは筐体４０の高さより高い。その他の筐体２４０の構成については、筐体４０と同じである。そして、熱伝導シート１０１における回路基板Ｐとは逆側の面は、両面粘着テープ１６０を介してフレーム２４１の内面に接合している。

そのため、電子機器２００では、封入部１１０、１１１、１１２から平面部１２０に伝導した熱が、平面部１２０において面方向に広がりながらフレーム２４１へ伝導する。そして、フレーム２４１に伝導した熱が、筐体２４０へ伝導する。

よって、電子機器２００では、電子部品５０〜５３で発生した熱が、熱伝導シート１０１の蓄熱材１７０、１７１、１７２に蓄熱されるとともに、熱伝導シート１０１、フレーム２４１及び筐体２４０に拡散されながら筐体２４０の外部へ放熱される。

したがって、電子機器２００は、前記第１の実施形態の電子機器１００と同様の効果を奏する。

《第３の実施形態》
図１３は、本発明の第３の実施形態に係る電子機器３００の主要部の断面図である。この実施形態の電子機器３００が、前記第１の実施形態に係る電子機器１００と相違する点は、表示部材３４２及び筐体３４０である。その他の構成については、同じである。そのため、電子機器３００では、表示部材３４２及び筐体３４０の接合体が本発明の「収納体」に相当する。

詳述すると、筐体３４０には、開口部が形成されている。その他の筐体３４０の構成については、図１２に示した筐体２４０と同じである。そして、表示部材３４２が筐体３４０の当該開口部に嵌入されている。表示部材３４２は例えば液晶パネルである。電子機器３００において、熱伝導シート１０１における回路基板Ｐとは逆側の面は、両面粘着テープ１６０を介して表示部材３４２の内面に接合している。

そのため、電子機器３００では、封入部１１０、１１１、１１２から平面部１２０に伝導した熱が、平面部１２０において面方向に広がりながら表示部材３４２へ伝導する。

よって、電子機器３００では、電子部品５０〜５３で発生した熱が、熱伝導シート１０１の蓄熱材１７０、１７１、１７２に蓄熱されるとともに、熱伝導シート１０１及び表示部材３４２に拡散されながら筺体３４０の外部へ放熱される。

したがって、電子機器３００は、前記第１の実施形態の電子機器１００と同様の効果を奏する。

なお、表示部材３４２には、表示部材３４２の補強および放熱性を考慮して、回路基板Ｐに対向するようアルミニウム板が設けられている場合がある。その場合には特に、熱伝導シート１０１における回路基板Ｐとは逆側の面が、両面粘着テープ１６０を介して表示部材３４２におけるアルミニウム板の内面に接合することが効果的である。

《第４の実施形態》
図１４は、本発明の第４の実施形態に係る電子機器４００の主要部の断面図である。この実施形態の電子機器４００が、前記第２の実施形態に係る電子機器２００と相違する点は、フレーム２４１を取り外した点である。その他の構成については、同じである。そのため、電子機器４００では、筐体２４０が本発明の「収納体」に相当する。

詳述すると、熱伝導シート１０１における回路基板Ｐとは逆側の面は、筐体２４０の内面に接合されていない。

そのため、電子機器４００では、封入部１１０、１１１、１１２から平面部１２０に伝導した熱が、平面部１２０において面方向に広がる。電子機器４００では、平面部１２０に伝導した熱が、筐体２４０へ伝導しない。

よって、電子機器４００では、電子部品５０〜５３で発生した熱が、熱伝導シート１０１の蓄熱材１７０、１７１、１７２に蓄熱されるとともに、熱伝導シート１０１に拡散されながら筺体２４０の外部へ放熱される。

したがって、電子機器４００は、電子部品５０〜５３で発生した熱が、蓄熱材１７０、１７１、１７２による蓄熱と、熱伝導シート１０１による拡散とで十分放熱できる場合に、筺体２４０への放熱をできるだけ避けることができる。なお、前記第１の実施形態の電子機器１００より放熱効果が若干低下するものの、それ以外は電子機器１００と同様の効果を奏する。

《第５の実施形態》
図１５は、本発明の第５の実施形態に係る電子機器５００の主要部の断面図である。この実施形態の電子機器５００が、前記第１の実施形態に係る電子機器１００と相違する点は、熱伝導シート５０１である。その他の構成については、同じである。

詳述すると、熱伝導シート５０１は、図４に示す熱伝導シート１０１の封入部１１１と封入部１１２とを連続させた封入部５１１を有する。すなわち、封入部５１１における回路基板Ｐ側の面は、複数の金属ケース６１、６２を跨るよう、両面粘着テープ１５１、１５２を介して金属ケース６１、６２に接合している。その他の熱伝導シート５０１の構成については、熱伝導シート１０１と同じである。

そのため、電子機器５００では、封入部５１１の容積が、封入部１１１の容積と封入部１１２の容積との和より増大している。これにより、封入部５１１は、容積が増大した分、体積の大きい蓄熱材５７１を封入することができる。

したがって、電子機器５００は、電子部品５０〜５３の放熱効率により優れ、且つ筐体４０の表面温度の局所的な上昇をより抑制できる。

《第６の実施形態》
図１６は、本発明の第６の実施形態に係る電子機器６００の第１主要部の断面図である。図１７は、本発明の第６の実施形態に係る電子機器６００の第２主要部の断面図である。図１８は、図１６に示す熱伝導シート６０１の封入部６１０の拡大断面図である。図１９は、図１８に示す封入部６１０の熱融着前の拡大断面図である。

この実施形態の電子機器６００が、前記第１の実施形態に係る電子機器１００と相違する点は、筐体６４０及び熱伝導シート６０１である。その他の構成については、同じである。

詳述すると、筐体６４０の高さは筐体４０の高さより高い。その他の筐体６４０の構成については、筐体４０と同じである。電子機器６００では、筐体６４０が本発明の「収納体」に相当する。

また、熱伝導シート６０１は、図１６、図１７に示すように、平面部１２０より、回路基板Ｐ側および回路基板Ｐと逆側の両側へ突出した封入部６１０、６１１、６１２を有する。封入部６１０は、蓄熱材６７０を封入している。同様に、封入部６１１、６１２も、蓄熱材６７１、６７２を封入している。また、蓄熱材６７０、６７１、６７２は、前記蓄熱材１７０と同じ材料から構成されている。

そして、封入部６１０、６１１、６１２における回路基板Ｐ側の面は、両面粘着テープ１５０、１５１、１５２を介して電子部品５１及び金属ケース６１、６２に接合している。また、平面部１２０における回路基板Ｐとは逆側の面は、両面粘着テープ１６０を介して、筐体６４０の内面に接合している。なお、封入部６１０、６１１、６１２の回路基板Ｐとは逆側の面にも両面粘着テープ１６０を設けてもよい。その他の熱伝導シート６０１の構成については、熱伝導シート１０１と同じである。

ここで、熱伝導シート６０１は、図７、図８、図１９に示す２枚のラミネートシート９８、６９９を、蓄熱材６７０、６７１、６７２を挿入した状態で熱融着することにより、形成されたシートである。

このラミネートシート６９９は、封入部６１０、６１１、６１２となる凹部位が回路基板Ｐと逆側へ突出するよう、図７、図８、図９に示す平坦なラミネートシート９９を金型による絞り加工によりカップ状に変形させたシートである。また、蓄熱材６７０、６７１、６７２は、前述した蓄熱材１７０の封入方法と同様の方法で封入部６１０、６１１、６１２に封入されている。

そのため、電子機器６００では、封入部６１０の容積が、封入部１１０の容積より増大する（図６と図１８参照）。これにより、封入部６１０は、容積が増大した分、体積の大きい蓄熱材６７０を封入することができる。同様に、封入部６１１、６１２も、容積が増大した分、体積の大きい蓄熱材６７１、６７２を封入することができる。

したがって、電子機器６００は、電子部品５０〜５３の放熱効率により優れ、且つ筐体４０の表面温度の局所的な上昇をより抑制できる。

《その他の実施形態》
前記実施形態では、絞り加工によりラミネートシート９８、６９９を変形させているが、これに限るものではない。実施の際は、絞り加工以外の変形方法、例えば真空成形によりラミネートシート９８、６９９を変形させてもよい。同様に、電子部品５０及び金属ケース６１、６２に接合する封入部１１０、１１１、１１２の接合面の形状も長方形に限らず、円形や正方形などの他の形状でもよい。

また、前記実施形態では、図７、図８、図９に示す２枚のラミネートシート９８、９９を熱融着しているが、これに限るものではない。実施の際は、ラミネートシート９８の端とラミネートシート９９の端とを接続した形状を持つ１枚のラミネートシートを折り曲げて熱融着してもよい。

同様に、前記第６の実施形態でも、図７、図８、図１９に示す２枚のラミネートシート９８、６９９を熱融着しているが、これに限るものではない。実施の際は、ラミネートシート９８の端とラミネートシート６９９の端とを接続した形状を持つ１枚のラミネートシートを折り曲げて熱融着してもよい。

最後に、前記の各実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１１…発熱部品
１２…基板
１３…熱拡散フィルム
１４…筐体
１４Ａ…天板
１５…熱伝導性材料層
３１、３２…熱伝導性接着層
４０…筺体
４０Ａ…天板
５０、５１、５２…電子部品
６１、６２…金属ケース
７１…開口部
７２…切欠部
９８、９９…ラミネートシート
１００、２００、３００、４００、５００、６００…電子機器
１０１、５０１、６０１…熱伝導シート
１１０…封入部
１１０Ａ…凹部位
１１０Ｂ…平坦部位
１１０Ｃ…周縁部位
１１１、１１２…封入部
１２０…平面部
１４１…第１絶縁層
１４２…第２絶縁層
１４３…金属層
１４５…融着層
１５０、１５１…両面粘着テープ
１６０…両面粘着テープ
１７０、１７１、１７２…蓄熱材
１７５…密閉空間
２４０…筐体
２４１…フレーム
３４０…筐体
３４２…表示部材
５１１…封入部
５７１…蓄熱材
６１０、６１１、６１２…封入部
６４０…筐体
６７０、６７１、６７２…蓄熱材
６９９…ラミネートシート
Ａ１、Ａ２…アンテナ
Ｐ…回路基板

Claims (8)

1. 発熱部品と、
   蓄熱材と、
   前記発熱部品に対向し、前記蓄熱材を封入する封入部と、前記発熱部品に対向しない平面部とを有する熱伝導シートと、
   前記発熱部品および前記熱伝導シートを収納する収納体と、を備え、
   前記封入部における前記発熱部品側の面は前記発熱部品に接合している、電子機器。
2. 前記熱伝導シートは、アルミニウムまたはアルミニウム合金から構成される金属層と、前記金属層の前記発熱部品側に形成された第１絶縁層と、前記金属層の前記発熱部品と逆側に形成された第２絶縁層とを含んでいる、請求項１に記載の電子機器。
3. 前記封入部は、前記平面部より前記発熱部品側へ突出している、請求項１又は２に記載の電子機器。
4. 前記封入部は、さらに、前記平面部より前記発熱部品とは逆側へ突出している、請求項３に記載の電子機器。
5. 前記熱伝導シートは、絞り加工により、前記封入部が前記平面部より突出するよう変形している、請求項３又は４に記載の電子機器。
6. 前記蓄熱材は、固形のパラフィン系材料から構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子機器。
7. 前記平面部の前記発熱部品とは逆側の面、または前記封入部の前記発熱部品とは逆側の面は、前記収納体に接合している、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子機器。
8. 電磁波の受信または送信を行うアンテナを備え、
   前記熱伝導シートには、前記アンテナに対向する領域に開口部または切欠部が形成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電子機器。

Images