JP2014514771A - 複合材料及び電子デバイス - Google Patents

Abstract

電子組立技術の技術分野に関連して、複合材料および電子デバイスが本発明の実施形態に開示される。過大に複雑な内部構造を有する既存の電子デバイスの技術的課題が解決される。複合材料は、電気伝導性及び熱伝導性を有する層、粘性接着層及び絶縁層を含み、電気伝導性及び熱伝導性を有する層及び絶縁層は粘性接着層の２つの面に貼りつけられ、粘性接着層は導電性である。電子デバイスは回路基板及び複合材料を含む。空隙が電子部品及び／または遮蔽フレームに対応する位置で絶縁層に形成されて粘性接着層が露出され、複合材料は粘性接着層を介して電子部品及び／または遮蔽フレーム上に貼りつけられる。本発明は電子デバイスの構造の簡略化に適用される。

Description

本発明は、電子組立技術の分野に関連し、特に複合材料及び電子デバイスに関する。

電子技術の持続的な発達に伴って、電子部品の集積もまた持続的に改良され、作動中にこれらの部品によって発生する熱密度は明らかに上昇する傾向にある。その一方、無線通信モジュールを集積する電子デバイスの増加によって、製品は電磁遮蔽性能の要求が次第に高まっている。そのため、携帯電話やＭＰ３のような電子デバイスにおいて、多くの部品は熱の散逸及び電磁遮蔽という二重の要求を有している。

図１に示すように、既存の電子デバイスは通常熱伝導パッド６及び遮蔽カバー７を組み立てるという解決手段を採用している。電子部品２は回路基板１上に実装され、電子部品２によって発生する熱は熱伝導材料５を介してハウジング８へ移送され、熱伝導パッド６が電子部品２、熱伝導材料５及びハウジング８の間に充填され、それによって熱の散逸を実施している。熱伝導材料５は主に熱を均一に散逸する機能を有し、それによって電子デバイスの局所的な部分における過大な高温を防ぎ、また、いくつかの電子デバイスにおいては、熱伝導材料５は提供されず、電子部品２によって発生した熱は熱伝導パッド６を介して直接ハウジング８に移送される。さらに、遮蔽フレーム３に接続された遮蔽カバー７は電子部品２の電磁遮蔽を実施するのに用いられる。

本発明の発明者は、本発明の実施に当たって、先行技術が少なくとも以下の問題を有することを発見している。既存の電子デバイスは熱の散逸及び電磁遮蔽をそれぞれ実施する熱伝導パッド及び遮蔽カバーを用いており、それによって電子デバイスの内部構造が過大に複雑になっている。

本発明の実施形態は、より単純な構造で熱の散逸及び電磁遮蔽を実現する複合材料及び電子デバイスを提供する。

上記の目的を達成するために、本発明の実施形態は、以下の技術的な解決方法を採用する。

複合材料は、相互に付着された、電気伝導性及び熱伝導性を有する層、粘性接着層並びに絶縁層を含み、前記電気伝導性及び熱伝導性を有する層並びに前記絶縁層は、それぞれ前記粘性接着層の２つの面に付着され、前記粘性接着層は電気伝導性である。

電子デバイスは、回路基板及び複合材料を含み、電子部品及び遮蔽フレームは前記回路基板上に配置され、前記複合材料は、互いに付着された電気伝導性及び熱伝導性を有する層、粘性接着層、並びに絶縁層を含み、前記電気伝導性及び熱伝導性を有する層並びに前記絶縁層は、それぞれ前記粘性接着層の２つの面に付着され、前記粘性接着層は導電性であり、空隙は前記電子部品及び／または前記遮蔽フレームに対応する位置の前記絶縁層に形成されて前記粘性接着層が露出され、前記複合材料は前記電子部品及び／または前記遮蔽フレームに前記粘性接着層を介して貼りつけられる。

従来技術と比較して、本発明によって提供される技術的解決手段は、以下の利点を有する。複合材料は粘性接着層を介して電子部品上に貼りつけられて、電気伝導性及び熱伝導性を有する層が電子部品とより堅固に接触することができる。さらに、粘性接着層はそれらの接触表面間の空隙を充填することができ、それによって熱抵抗を低減し、熱の散逸を実施する。その一方で、複合材料は粘性接着層を介して遮蔽フレーム上に貼りつけられ、粘性接着層は導電性でもあり、そのためより安定的な電気的接続を、電気伝導性及び熱伝導性を有する層と遮蔽フレームとの間に形成することができ、それによって電磁遮蔽を実施することができる。

本発明によって提供される技術的解決手段によれば、熱の散逸及び電磁遮蔽を同時に実施するためにただ１つの複合材料しか必要とせず、それによってそれぞれ熱の散逸及び電磁遮蔽を実施する熱伝導パッド及び遮蔽カバーを用いることによって引き起こされる過大に複雑な内部構造を有する既存の電子デバイスの技術的課題を解決する。

本発明の実施形態または先行技術における技術的解決手段をより明確に記載するために、実施形態または先行技術を記載するのに必要な添付図面を以下に簡単に説明する。明らかに、以下の説明における添付図面は本発明のいくつかの実施形態を示すにすぎず、当業者であれば、創造的な努力なく添付図面からその他の図面を依然として導き出しうる。

既存の電子デバイスの内部構造の概略図である。 本発明の実施形態１に関する複合材料の概略的な構造図である。 本発明の実施形態１に関する複合材料の実施例の概略図である。 本発明の実施形態２に関する複合材料の実施例の概略図である。 本発明の実施形態３に関する複合材料の概略的な構造図である。 本発明の実施形態４に関する電子デバイスの概略的な構造図である。 本発明の実施形態５に関する電子デバイスの概略的な構造図である。 本発明の実施形態６に関する電子デバイスの概略的な構造図である。

以下に本発明の実施形態における技術的解決手段を、本発明の実施形態の添付図面を参照して明確かつ完全に説明する。明らかに、記載される実施形態は本発明の全ての実施形態よりむしろ一部にすぎない。創造的な努力なく本発明の実施形態に基づいて当業者によって得られるその他全ての実施形態は、本発明の保護範囲内にあるものである。

本発明の実施形態は、複合材料及び電子デバイスを提供する。

実施形態１
図２に示されるように、本発明の実施形態によって提供される複合材料は、互いに付着された、電気伝導性及び熱伝導性を有する層４１、粘性接着層４２及び絶縁層４３を含む。電気伝導性及び熱伝導性を有する層４１及び絶縁層４３は、それぞれ粘性接着層４２の２つの面に付着される。粘性接着層４２は、導電性である。例示的な解決手段によれば、複合材料は柔軟であり、外観から明らかなように、紙に似ており、軽く、薄く、柔らかく、わずかに伸縮性及び延性を有する。電気伝導性及び熱伝導性を有する層４１は、銅、グラファイト、アルミニウム及び磁器などの材料のうち１つ以上からなり、熱伝導係数が５０Ｗ／ｍＫを超える薄膜の形状に形成される。その特殊な分子構造からグラファイトが採用される場合、熱伝導係数は方向性に関連性がある。具体的には、平面方向の熱伝導係数は５０Ｗ／ｍＫを超え、垂直方向の熱伝導係数は５Ｗ／ｍＫを超える。粘性接着層４２は例示的にはアクリル接着剤及びポリエステルフィルムのうち１つ以上によって形成される単層構造または複層構造である。

図３に示されるように、空隙が電子部品２及び／または遮蔽フレーム３に対応する位置で絶縁層４３に形成され、粘性接着層４２が露出される。複合材料が粘性接着層４２を介して電子部品２上に貼りつけられ、電気伝導性及び熱伝導性を有する層４１がより堅固に電子部品２に接触可能となる。粘性接着層４２の熱伝導係数は電気伝導性及び熱伝導性を有する層４１の熱伝導係数よりも低いが、粘性接着層４２は複合材料と電子部品２との接触面の間の合わせ目をさらに充填することができ、それによって熱抵抗を低減させ熱の散逸を実現する。その一方、複合材料は粘性接着層４２を介して遮蔽フレーム３上に貼りつけられ、粘性接着層４２は電導性でもあり、そのためより安定した電気的接続が、電気伝導性及び熱伝導性を有する層４１と遮蔽フレーム３との間に形成可能であり、そのため電磁遮蔽を実現することができる。

回路基板１は電子部品２及び遮蔽フレーム３に加えていくつかの露出したピンをさらに含んでもよく、複合材料は遮蔽フレーム３との電気的接続を形成することを必要とするのみである。空隙は電子部品２及び／または遮蔽フレーム３に対応する位置において絶縁層４３に形成されるのみであるので、複合材料のその他の部分は依然として絶縁層４３によって覆われており、複合材料とピンとの間に不適切な電気的接続は全く形成されておらず、そのため回路短絡のような状態は発生しない。

従って、熱の散逸及び電磁遮蔽を同時に実現するために必要なのは本発明においてはただ１つの複合材料のみであり、それによって、熱の散逸と電磁遮蔽とをそれぞれ実現する熱伝導パッド及び遮蔽カバーを用いることによって引き起こされる過大に複雑な内部構造を有する既存の電子デバイスの技術的課題を解決する。

実施形態２
この実施形態は、基本的に実施形態１と同一であり、差異は以下の通りである。この実施形態においては、図４に示されるように、電子部品２が、露出された複数のピン２１を有する。空隙が絶縁層４３に形成される場合、絶縁層４３は単に対応する位置にのみ設けられることが必要であり、そのため複合材料が粘性接着層４２を介して電子部品２上に貼りつけられた後も、絶縁層４３によって依然として電子部品２のピン２１と電気伝導性及び熱伝導性を有する層４１との間の電気的接続を防ぐことができる。

本発明の実施形態において、電気伝導性及び熱伝導性を有する層４１の厚さは２ｍｍ以下である。わずか２ｍｍの厚さの電気伝導性及び熱伝導性を有する層によって、良好な電気伝導性及び熱伝導性を実現することができる。その一方、可能な限り占有空間を低減するために、電気伝導性及び熱伝導性を有する層４１の厚さはさらに削減されうる。

本発明の実施形態において、粘性接着層４２の厚さは０．２ｍｍ以下である。粘性接着層４２は主に素子の固定及び熱抵抗の低減の機能を果たすが、その抵抗は大きいため、その厚さは可能な限り低減されるべきである。

本発明の実施形態において、絶縁層４３の厚さは０．５ｍｍ以下である。使用時には空隙を絶縁層４３に形成する必要があり、絶縁効果を同時に確実に行う必要があるため、絶縁層４３の厚さは適切であることが求められる。

実施形態３
この実施形態は基本的に実施形態２と同一であり、差異は以下の通りである。図５に示されるように、この実施形態において、絶縁層４４もまた電気伝導性及び熱伝導性を有する層４１の、粘性接着層４２とは反対の面に設けられる。実施形態２において、複合材料の一方の面は電子部品及び／または遮蔽フレーム上に貼りつけられ、電気伝導性及び熱伝導性を有する層４１は他方の面の外部に露出される。その他の部分がこの面において電気伝導性及び熱伝導性を有する層４１と不適切な電気的接続を形成しないように、この実施形態においては、この面は絶縁層４４で覆われている。

実施形態４
図６に示されるように、本発明のこの実施形態によって提供される電子デバイスは、回路基板１及び複合材料４を含む。電子部品２及び遮蔽フレーム３は回路基板１上に提供される。複合材料４は、相互に付着された電気伝導性及び熱伝導性を有する層、粘性接着層並びに絶縁層を含む。電気伝導性及び熱伝導性を有する層並びに絶縁層は、粘性接着層の２つの面にそれぞれ付着される。粘性接着層は導電性である。空隙が電子部品２及び／または遮蔽フレーム３に対応する位置において絶縁層に形成され、そこでは粘性接着層が露出され、複合材料４が粘性接着層を介して電子部品２及び／または遮蔽フレーム３上に貼りつけられる。

複合材料は軽く、薄く、柔らかく、柔軟であり、わずかに伸縮性及び延性を有するので、１つの複合材料４が複数の電子部品２の熱の散逸及び／または電磁遮蔽を実現することが可能である。いくつかの電子部品２は、熱の散逸及び電磁遮蔽の両方を必要とするので、複合材料４は電子部品２及び電子部品２の周囲の遮蔽フレーム３上に貼りつけられる必要があり（図８の左側の電子部品２に示されるように）；いくつかの電子部品２は熱散逸ではなく電磁遮蔽のみを必要とするので、複合材料４は電子部品２の周囲の遮蔽フレーム３上に貼りつけられる必要があるだけであり（図８の中央の電子部品２に示されるように）；いくつかの電子部品２は電磁遮蔽ではなく熱の散逸のみを必要とするので、複合材料４は電子部品２上に貼りつけられる必要があるだけである（図８の右側の電子部品２に示されるように）。

本発明のこの実施形態は、本発明の実施形態１で提供される複合材料と同一の技術的特徴を有し、それによって同一の技術的な効果を奏し、同一の技術的課題を解決する。

実施形態５
この実施形態は基本的に実施形態４と同一であり、差異は以下の通りである。図７に示すように、この実施形態においては、電子部品２及び遮蔽フレーム３は回路基板１の２つの面上に配置される。複合材料４は、回路基板１の２つの面上の電子部品２及び／または遮蔽フレーム３上に貼りつけられる。さらに、複合材料４は、１枚で曲げられ、回路基板１の２つの面上で包まれる。

複合材料４は軽く、薄く、柔らかく、柔軟であり、わずかに伸縮性及び延性があるため、回路基板１の２つの面上の電子部品２及び／または遮蔽フレーム３上に１つの複合材料４を貼り付けることによって、電磁遮蔽の効果を改善することができ、回路基板１の２つの面上の熱は均一に分布し、そのため熱散逸効果が改善する。

実施形態６
この実施形態は基本的に実施形態４と同一であり、差異は以下の通りである。図８に示されるように、この実施形態においては、複合材料４は回路基板１の外側のその他の熱発生位置まで延設される。より大きな面積の複合材料４が、携帯電話の電池９１やディスプレイスクリーン９２のような回路基板１の外部のその他の部分まで延設するために用いられる。複合材料４は、回路基板１上の電子部品２及び／または遮蔽フレーム３上へ貼りつけられ、その一方で電池９１及びディスプレイスクリーン９２と接触し、そのため回路基板１、電池９１及びディスプレイスクリーン９２上の熱は均一に分布し、それによって携帯電話のより良好な全体的な熱散逸効果を達成する。

実施形態７
この実施形態は基本的に実施形態４と同一であり、差異は次の通りである。この実施形態において、絶縁層は粘性接着層とは反対側の電気伝導性及び熱伝導性を有する層の１つの面上にも設けられる。実施形態４においては、複合材料の一方の面は電子部品及び／または遮蔽フレーム上に貼りつけられ、電気伝導性及び熱伝導性を有する層は他方の面の外部に露出されている。他の部分がこの面上で電気伝導性及び熱伝導性を有する層と不適切な電気的接続を形成することを防ぐことができるように、この実施形態においては、この面もまた絶縁層によって覆われる。

上述の説明は単に本発明の具体的な実施形態のみであるが、本発明の保護範囲を制限することを意図するものではない。当業者によって容易に発見される本発明の開示された技術的範囲内の任意の改変や置換は、本発明の保護範囲に含まれるべきものである。従って、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲の保護範囲に従うべきである。

１ 回路基板
２ 電子部品
３ 遮蔽フレーム
４ 複合材料
５ 熱伝導材料
６ 熱伝導パッド
７ 遮蔽カバー
８ ハウジング
２１ ピン
４１ 電気伝導性及び熱伝導性を有する層
４２ 粘性接着層
４３ 絶縁層
４４ 絶縁層
９１ 電池
９２ ディスプレイスクリーン

先行技術は少なくとも以下の欠点を有する。既存の電子デバイスは熱の散逸及び電磁遮蔽をそれぞれ実施する熱伝導パッド及び遮蔽カバーを用いており、それによって電子デバイスの内部構造が過大に複雑になっている。

Claims (11)

1. 相互に付着された、電気伝導性及び熱伝導性を有する層、粘性接着層並びに絶縁層を備え、
   前記電気伝導性及び熱伝導性を有する層並びに前記絶縁層が、それぞれ前記粘性接着層の２つの面に付着され、
   前記粘性接着層が導電性である、複合材料。
2. 前記複合材料が柔軟である、請求項１に記載の複合材料。
3. 前記電気伝導性及び熱伝導性を有する層が銅、グラファイト、アルミニウム及び磁器の１つ以上からなる、請求項１に記載の複合材料。
4. 前記電気伝導性及び熱伝導性を有する層の厚さが２ｍｍ以下である、請求項１に記載の複合材料。
5. 前記粘性接着層の厚さが０．２ｍｍ以下である、請求項４に記載の複合材料。
6. 前記絶縁層の厚さが０．５ｍｍ以下である、請求項５に記載の複合材料。
7. 絶縁層がさらに、前記電気伝導性及び熱伝導性を有する層の、前記粘性接着層と反対の面に提供される、請求項１に記載の複合材料。
8. 回路基板及び複合材料を備え、
   電子部品及び遮蔽フレームが前記回路基板上に提供され、
   前記複合材料が、互いに付着された電気伝導性及び熱伝導性を有する層、粘性接着層、並びに絶縁層を備え、
   前記電気伝導性及び熱伝導性を有する層並びに前記絶縁層が、それぞれ前記粘性接着層の２つの面に付着され、
   前記粘性接着層が導電性であり、
   空隙が前記電子部品及び／または前記遮蔽フレームに対応する位置の前記絶縁層に形成されて前記粘性接着層が露出され、前記複合材料が前記電子部品及び／または前記遮蔽フレームに前記粘性接着層を介して貼りつけられる、電子デバイス。
9. 前記電子部品及び前記遮蔽フレームが前記回路基板の２つの面上に配置され、
   前記複合材料が前記回路基板の２つの面上の前記電子部品及び／または前記遮蔽フレーム上に貼りつけられ、前記複合材料が、１枚で曲げられ、前記回路基板の２つの面上で包まれる、請求項８に記載の電子デバイス。
10. 前記複合材料が前記回路基板の外部のその他の熱発生部に延設される、請求項８に記載の電子デバイス。
11. 前記複合材料において、絶縁層がさらに、前記電気伝導性及び熱伝導性を有する層の、前記粘性接着層と反対の面に提供される、請求項８から１０のいずれか一項に記載の電子デバイス。

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