JP2015088593A - 通信モジュール - Google Patents

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宏史 江部
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佳宏 古川
忠男 大川
Tadao Okawa
忠男 大川
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Abstract

【課題】放熱性を改良され、かつ、無線充電における送受電効率の低下を抑制された通信モジュールを提供すること。
【解決手段】通信モジュール１は、筐体２と、筐体２内に配置され、無線方式により誘電起電力を発生するコイル４と、コイル４により発生した電力に基づいて作動する通信回路６と、筐体２とコイル４との間に配置され、熱伝導性および絶縁性を備えるシート部材３とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信モジュール、詳しくは、モバイル端末などの通信モジュールに関する。
従来から、モバイル端末などの通信モジュールでは、ＣＰＵなどの熱源から発生する熱を、筐体から外部に効率よく放熱させることが求められている。
その放熱手段として、例えば、画像表示装置とＣＰＵが実装された通信回路との間に、熱伝導性が高いグラファイトシートをＣＰＵに接触するように配置することにより、ＣＰＵから発生する熱をグラファイトシートに拡散させ、放熱させる手段が知られている（例えば、非特許文献１、２参照。）。
ところで、近年、スマートフォンに代表される小型モバイル端末において、電磁誘導を利用した無線充電機能を備える無線充電型モバイル端末が普及してきている。
この無線充電型モバイル端末は、例えば、筐体と、筐体側に内蔵され、外部充電器から受ける磁力により誘電起電力を発生するコイルと、そのコイルに電気的に接続される電池と、通信回路と、画像表示装置とを備えている。
そして、この無線充電型端末においても、放熱手段として、通信回路と、画像表示装置との間に配置されるグラファイトシートを備えている。
村上睦明著、「ＮＥＷ ＤＩＡＭＯＮＤ」Ｖｏｌ．２９ Ｎｏ．１（２０１３） 杉本智志ら著、「アルミニウム」第１８巻 第８０号（２０１１）
しかるに、この無線充電型モバイル端末は、熱源として、ＣＰＵに加えて、コイルも搭載されるため、より一層の放熱性能が求められる。
そのため、筐体とコイルとの間に、さらにグラファイトシートを配置することが試案される。
しかし、筐体とコイルとの間にグラファイトシートを配置すると、導電性材料であるグラファイトに強い磁力が印加され、その結果、グラファイトが発熱したり、電磁誘導に影響を及し、充電効率が低下するという不具合を生じる。
本発明の目的は、放熱性が改良され、かつ、無線充電における送受電効率の低下を抑制することのできる通信モジュールを提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の通信モジュールは、筐体と、前記筐体内に配置され、無線方式により誘電起電力を発生する素子と、前記素子により発生した電力に基づいて作動する通信回路と、前記筐体と前記素子との間に配置され、熱伝導性および絶縁性を備えるシート部材とを備えることを特徴としている。
本発明の通信モジュールでは、前記シート部材が、熱伝導性粒子および樹脂成分を含有する樹脂組成物から形成されていることが好適である。
本発明の通信モジュールでは、前記熱伝導性粒子が、窒化ホウ素であることが好適である。
本発明の通信モジュールでは、前記窒化ホウ素が、扁平状であることが好適である。
本発明の通信モジュールでは、前記樹脂成分が、エポキシ樹脂、フェノール樹脂およびアクリル樹脂を含有することが好適である。
本発明の通信モジュールでは、前記シート部材の面方向における熱伝導率が、３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好適である。
本発明の通信モジュールは、モバイル端末であることが好適である。
本発明の通信モジュールによると、放熱性が良好であり、かつ、無線充電における送受電効率の低下が抑制されている。
図１は、本発明の通信モジュールの一実施形態の断面図を示す。 図２は、図１の実施形態の分解斜視図を示す。 図３は、比較例１の通信モジュールの断面図を示す。 図４は、比較例２の通信モジュールの断面図を示す。 図５は、実施例にて測定した送受電効率評価の実験装置の模式図を示す。
図１において、紙面上側を「上側」（第１方向一方側、厚み方向一方側）とし、紙面下側を「下側」（第１方向他方側、厚み方向他方向側）とし、紙面左側を「左側」（第２方向一方側）とし、紙面右側を「右側」（第２方向他方側）とし、紙厚方向奥側を「前側」（第３方向一方側）とし、紙厚方向手前側を「後側」（第３方向他方側）とし、具体的には、図１に記載の方向矢印に準拠する。図１以外の図面についても、図１の方向を基準とする。
図１および図２に示すように、通信モジュール１は、筐体２と、熱伝導性および絶縁性を備えるシート部材３と、誘電起電力を発生する素子としてのコイル４と、電池５と、通信回路６と、放熱シート７と、画像表示装置８とを備える。
筐体２は、上方が開放される箱型形状であり、底板１０と、底板１０の周端縁から上方に向かって延びる側壁１１とを備えている。
筐体２は、シート部材３、コイル４、電池５、通信回路６、放熱シート７および画像表示装置８を内部に収容する。
底板１０は、左右方向に延びる平面視略矩形状をなしている。
側壁１１は、平面視略矩形枠状をなし、上下方向長さ（高さ）が、シート部材３、コイル４、電池５、通信回路６、放熱シート７および画像表示装置８の合計高さと略同一かそれよりも長くなるように形成されている。
筐体２は、例えば、樹脂、金属などから形成されている。
樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体（ＡＢＳ）、ポリ塩化ビニル、アクリル系樹脂などが挙げられる。
金属としては、例えば、アルミニウム、鉄、銅、ステンレスなどの金属などが挙げられる。
シート部材３は、図１および図２の実線で示すように、左右方向に延びる平面視略矩形状をなし、上下方向（厚み方向）に投影したときに、側壁１１の内周縁に含まれるように形成されている。
シート部材３は、筐体２内の最下面に収容されている。具体的には、シート部材３は、底板１０の上面および側壁１１の内側面に接触するように、筐体２の内部に配置されている。
シート部材３は、例えば、熱伝導性粒子および樹脂成分を含有する熱伝導性樹脂組成物から形成されている。
熱伝導性粒子を構成する材料としては、例えば、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ガリウムなどの金属窒化物、例えば、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化銅、酸化ニッケルなどの金属酸化物、例えば、水酸化アルミニウム、ベーマイト、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化亜鉛、珪酸、水酸化鉄、水酸化銅、水酸化バリウムなどの水酸化物、例えば、酸化ジルコニウム水和物、酸化スズ水和物、塩基性炭酸マグネシウム、ハイドロタルサイト、ドウソナイト、硼砂、ホウ酸亜鉛などの水和金属酸化物、例えば、炭化ケイ素、炭酸カルシウム、チタン酸バリウム、チタン酸カリウムなどが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上併用してもよい。
熱伝導性粒子は、熱伝導性および絶縁性を備える。
熱伝導性および絶縁性の観点から、好ましくは、金属窒化物が挙げられ、より好ましくは、窒化ホウ素が挙げられる。
熱伝導性粒子の形状は、粒子状（粉末状）であれば特に限定されず、例えば、バルク状、針形状、扁平状（鱗片状を含む）が挙げられる。バルク形状には、例えば、球形状、直方体形状、破砕状またはそれらの異形形状が含まれる。熱伝導性の観点から、好ましくは、扁平状が挙げられる。
扁平状である場合、そのアスペクト比は、例えば、２以上、好ましくは、４以上であり、また、例えば、１０００以下、好ましくは、２００以下である。
熱伝導性粒子の平均粒子径（最大長さ）は、例えば、１μｍ以上、好ましくは、１０μｍ以上であり、また、例えば、３００μｍ以下、好ましくは、１００μｍ以下である。
熱伝導性粒子の平均粒子径は、レーザー散乱法における粒度分布測定法によって測定された粒度分布に基づいて、体積基準の平均粒子径、より具体的には、Ｄ５０値（累積５０％メジアン径）として求められる。
熱伝導性樹脂組成物における熱伝導粒子の体積含有割合(溶媒を除く固形分（すなわち、熱伝導性粒子、樹脂成分、ならびに、必要に応じて含有される熱硬化触媒およびその他の添加剤）における割合)は、５５体積％以上、好ましくは、６０体積％以上であり、例えば、９５体積％以下、好ましくは、９０体積％以下である。また、質量含有割合は、例えば、５０質量％以上、好ましくは、８０質量％以上であり、また、例えば、９８質量％以下、好ましくは、９５質量％以下である。上記範囲とすることにより、シート部材３の熱伝導性に優れる。
樹脂成分としては、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂のいずれを含有してもよいが、好ましくは、熱硬化性樹脂を含有する。
熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂、ジアリルフタレート樹脂などが挙げられる。好ましくは、エポキシ樹脂、フェノール樹脂が挙げられ、より好ましくは、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂の併用が挙げられる。
エポキシ樹脂は、例えば、接着剤組成物として用いられるものが使用でき、ビスフェノール型エポキシ樹脂（特に、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、水素添加ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＦ型エポキシ樹脂など）、フェノール型エポキシ樹脂（特に、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂など）、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フルオンレン型エポキシ樹脂、トリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂などが挙げられる。また、例えば、ヒダントイン型エポキシ樹脂、トリスグリシジルイソシアヌレート型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂なども挙げられる。これらは単独または２種以上を併用して用いることができる。
これらのエポキシ樹脂のうち、好ましくは、ビスフェノール型エポキシ樹脂、より好ましくは、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂を含有させることより、フェノール樹脂との反応性が優れ、その結果、シート部材３の耐熱性が優れる。
フェノール樹脂は、エポキシ樹脂の硬化剤であり、例えば、フェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ｔｅｒｔ−ブチルフェノールノボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹脂などのノボラック型フェノール樹脂、例えば、レゾール型フェノール樹脂、例えば、ポリパラオキシスチレンなどのポリオキシスチレンが挙げられる。これらは単独で使用また２種以上を併用することができる。
これらのフェノール樹脂のうち、好ましくは、ノボラック型樹脂、より好ましくは、フェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、さらに好ましくは、フェノールアラルキル樹脂が挙げられる。
エポキシ樹脂のエポキシ当量１００ｇ／ｅｑに対するフェノール樹脂の水酸基当量が１ｇ／ｅｑ以上１００ｇ／ｅｑ未満である場合、樹脂成分１００質量部に対するエポキシ樹脂の含有割合は、例えば、１５質量部以上、好ましくは、３０質量部以上であり、また、例えば、７０質量部以下、好ましくは、５０質量部以下でもあり、樹脂成分１００質量部に対するフェノール樹脂の含有割合は、例えば、５質量部以上、好ましくは、１５質量部以上であり、また、例えば、５０質量部以下、好ましくは、３０質量部以下である。
エポキシ樹脂のエポキシ当量１００ｇ／ｅｑに対するフェノール樹脂の水酸基当量が１００ｇ／ｅｑ以上２００ｇ／ｅｑ未満である場合、樹脂成分１００質量部に対するエポキシ樹脂の含有割合は、例えば、１０質量部以上、好ましくは、２５質量部以上であり、また、例えば、５０質量部以下でもあり、樹脂成分１００質量部に対するフェノール樹脂の含有割合は、例えば、１０質量部以上、好ましくは、２５質量部以上であり、また、例えば、５０質量部以下である。
エポキシ樹脂のエポキシ当量１００ｇ／ｅｑに対するフェノール樹脂の水酸基当量が２００ｇ／ｅｑ以上１０００ｇ／ｅｑ以下である場合、樹脂成分１００質量部に対するエポキシ樹脂の含有割合は、例えば、５質量部以上、好ましくは、１５質量部以上であり、また、例えば、３０質量部以下でもあり、樹脂成分１００質量部に対するフェノール樹脂の含有割合は、例えば、１５質量部以上、好ましくは、３５質量部以上であり、また、例えば、７０質量部以下である。
なお、エポキシ樹脂が２種併用される場合のエポキシ当量は、各エポキシ樹脂のエポキシ当量に、エポキシ樹脂の総量に対する各エポキシ樹脂の質量割合を乗じて、それらを合算した全エポキシ樹脂のエポキシ当量である。
また、フェノール樹脂中の水酸基当量は、エポキシ樹脂のエポキシ基１当量当たり、例えば、０．２当量以上、好ましくは、０．５当量以上であり、また、例えば、２．０当量以下、好ましくは、１．２当量以下である。水酸基の量が上記範囲内であると、半硬化状態におけるシート部材３の硬化反応が良好となり、また、劣化を抑制することができる。
樹脂成分中の熱硬化性樹脂の含有割合は、樹脂成分１００質量部に対して、例えば、２０質量部以上、好ましくは、３０質量部以上であり、また、例えば、９０質量部以下、好ましくは、８０質量部以下、より好ましくは、６０質量部以下である。
樹脂成分は、熱硬化性樹脂に加えて、好ましくは、アクリル樹脂を含有する。すなわち、樹脂成分は、好ましくは、アクリル樹脂、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂を併用する。樹脂成分が、これらの樹脂を含有することにより、熱伝導性、絶縁性、接着性に優れる。
アクリル樹脂としては、例えば、直鎖もしくは分岐のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステルの１種または２種以上をモノマー成分とし、そのモノマー成分を重合することにより得られるアクリル系重合体などが挙げられる。なお、「（メタ）アクリル」は、「アクリルおよび／またはメタクリル」を表す。
アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、イソブチル基、アミル基、イソアミル基、ヘキシル基、へプチル基、シクロヘキシル基、２−エチルヘキシル基、オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、イソノニル基、デシル基、イソデシル基、ウンデシル基、ラウリル基、トリデシル基、テトラデシル基、ステアリル基、オクタデシル基、ドデシル基などの炭素数１〜２０のアルキル基が挙げられる。好ましくは、炭素数１〜６のアルキル基が挙げられる。
アクリル系重合体は、（メタ）アクリル酸アルキルエステルとその他のモノマーとの共重合体であってもよい。
その他のモノマーとしては、例えば、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートなどのグリシジル基含有モノマー、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチルアクリレート、カルボキシペンチルアクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、クロトン酸などカルボキシル基含有モノマー、例えば、無水マレイン酸、無水イタコン酸などの酸無水物モノマー、例えば、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸４−ヒドロキシブチル、（メタ）アクリル酸６−ヒドロキシヘキシル、（メタ）アクリル酸８−ヒドロキシオクチル、（メタ）アクリル酸１０−ヒドロキシデシル、（メタ）アクリル酸１２−ヒドロキシラウリルまたは（４−ヒドロキシメチルシクロヘキシル）−メチルアクリレートなどのヒドロキシル基含有モノマー、例えば、スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、（メタ）アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸などのスルホン酸基含有モノマー、２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェートなど燐酸基含有モノマー、例えば、スチレンモノマー、アクリロニトリルなどが挙げられる。
これらの中でも、好ましくは、グリシジル基含有モノマー、カルボキシル基含有モノマーまたはヒドロキシル基含有モノマーが挙げられる。アクリル樹脂が（メタ）アクリル酸アルキルエステルとこれらのその他のモノマーとの共重合体である場合、すなわち、アクリル樹脂がグリシジル基、カルボキシル基またはヒドロキシル基を有する場合、シート部材３の耐熱性が優れる。
（メタ）アクリル酸アルキルエステルとその他のモノマーとの共重合体である場合、その他のモノマーの配合割合（質量）は、共重合体に対して、好ましくは、４０質量％以下である。
アクリル樹脂の重量平均分子量は、例えば、１×１０５以上、好ましくは、３×１０５以上であり、また、例えば、１×１０６以下である。この範囲とすることにより、シート部材３の接着性、耐熱性が優れる。なお、重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトフラフィー（ＧＰＣ）により、標準ポリスチレン換算値により測定される。
樹脂成分がアクリル樹脂を含有する場合、アクリル樹脂の含有割合は、樹脂成分１００質量部に対して、例えば、１０質量部以上、好ましくは、２０質量部以上、より好ましくは、４０質量部以上であり、また、例えば、８０質量部以下、好ましくは、７０質量部以下である。この範囲とすることにより、シート部材３のシート成形性および半硬化状態のシート部材３の接着性が優れる。
熱伝導性樹脂組成物における樹脂成分の含有割合は、例えば、２質量％以上、好ましくは、５質量％以上であり、また、例えば、５０質量％以下、好ましくは、１５質量％以下である。上記範囲とすることにより、シート部材３のシート成形性に優れる。
樹脂成分は、熱硬化性樹脂およびアクリル樹脂以外のその他の樹脂を含有することもできる。このようなその他の樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、単独で使用又は２種以上を併用することができる。
熱可塑性樹脂としては、例えば、天然ゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体、共重合体、ポリブタジエン樹脂、ポリカーボネート樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂（６−ナイロン、６，６−ナイロンなど）、フェノキシ樹脂、飽和ポリエステル樹脂（ＰＥＴ、ＰＢＴなど）、ポリアミドイミド樹脂、フッ素樹脂などが挙げられる。
熱伝導性樹脂組成物（ひいては、シート部材３）は、好ましくは、熱硬化触媒を含有する。
熱硬化触媒としては、加熱により熱硬化性樹脂の硬化を促進する触媒であれば限定的でなく、例えば、イミダゾール骨格を有する塩、トリフェニルフォスフィン構造を有する塩、トリフェニルボラン構造を有する塩、アミノ基含有化合物などが挙げられる。好ましくは、イミダゾール骨格を有する塩が挙げられる。
イミダゾール骨格を有する塩としては、例えば、２−フェニルイミダゾール（商品名；２ＰＺ）、２−エチル−４−メチルイミダゾール（商品名；２Ｅ４ＭＺ）、２−メチルイミダゾール（商品名；２ＭＺ）、２−ウンデシルイミダゾール（商品名；Ｃ１１Ｚ）、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール（商品名；２−ＰＨＺ）、２−フェニル−１Ｈ−イミダゾール４，５−ジメタノール（商品名；２ＰＨＺ−ＰＷ）、２，４−ジアミノ−６−（２’−メチルイミダゾリル（１）’）エチル−ｓ−トリアジン・イソシアヌール酸付加物（商品名；２ＭＡＯＫ−ＰＷ）などが挙げられる（上記商品名は、いずれも四国化成社製）。
熱硬化触媒の形状は、例えば、球状、楕円体状などが挙げられる。
熱硬化触媒は、単独で使用または２種類以上併用することができる。
熱硬化触媒の配合割合は、樹脂成分１００質量部に対して、例えば、０．２質量部以上、好ましくは、０．３質量部以上であり、また、例えば、５質量部以下、好ましくは、２質量部以下である。
熱伝導性樹脂組成物は、さらに必要に応じて、その他の添加剤を含有することもできる。添加剤としては、例えば、架橋剤、無機充填材などの市販または公知のものが挙げられる。
また、熱伝導性樹脂組成物は、好ましくは、導電性材料を実質的に含有しない。
導電性材料としては、例えば、カーボン、例えば、金、銀、銅などの金属などが挙げられる。
熱伝導性樹脂組成物は、上記成分を上記配合割合で混合することにより調製される。
シート部材３は、例えば、熱伝導性樹脂組成物を溶媒に溶解または分散させることにより、熱伝導性樹脂組成物溶液を調製する調製工程、離型基材の表面に塗布し、乾燥させることにより、半硬化状態のシート部材３ａを得る乾燥工程、および、半硬化状態のシート部材３ａを複数枚積層し、熱プレスする熱プレス工程により、製造することができる。
まず、熱伝導性樹脂組成物を溶媒に溶解または分散させる（調製工程）。
溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）などケトン類、例えば、酢酸エチルなどのエステル類、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのアミド類、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのエーテル類などの有機溶媒などが挙げられる。また、溶媒として、例えば、水、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールなどのアルコールなどの水系溶媒も挙げられる。
熱伝導性樹脂組成物溶液における固形分量は、例えば、５質量％以上、好ましくは、１０質量％以上であり、また、例えば、５０質量％以下、好ましくは、２０質量％以下である。
これにより、熱伝導性樹脂組成物溶液が調製される。
次いで、熱伝導性樹脂組成物溶液を、離型基材の表面に塗布し、乾燥させる（乾燥工程）。
離型基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、紙などが挙げられる。これらは、その表面に、例えば、フッ素系剥離剤、長鎖アルキルアクリレート系剥離剤、シリコーン系剥離剤などにより離型処理されている。
塗布方法としては特に限定されず、例えば、ドクターブレード法、ロール塗工、スクリーン塗工、グラビア塗工などが挙げられる。
乾燥条件としては、乾燥温度は、例えば、７０℃以上１６０℃以下であり、乾燥時間は、例えば、１分以上５分以下である。
これにより、半硬化状態のシート部材３ａを得る。
このシート部材３ａは、室温（具体的には、２５℃）において半硬化状態（Ｂステージ状態）であり、良好な接着性を備える熱伝導性接着シートである。
シート部材３ａ（半硬化状態）の平均膜厚は、例えば、５００μｍ以下、好ましくは、２００μｍ以下であり、また、例えば、５μｍ以上、好ましくは、５０μｍ以上である。
次いで、得られた半硬化状態のシート部材３ａを、必要により裁断して複数枚用意し、複数枚のシート部材３ａを厚み方向に積層した後、熱プレスにより、厚み方向に熱プレスする（熱プレス工程）。これにより、半硬化状態のシート部材３ａが加熱硬化される。
熱プレスは、公知のプレス機を用いて実施することができ、例えば、平行平板プレス機などが挙げられる。
シート部材３ａ（半硬化状態）の積層枚数は、例えば、１枚以上、好ましくは、２層以上であり、また、例えば、２０層以下、好ましくは、５層以下である。これにより、所望の膜厚のシート部材３に調整することができる。
加熱温度は、例えば、８０℃以上、好ましくは、１００℃以上であり、また、例えば、２００℃以下、好ましくは、１７５℃以下である。
加熱時間は、例えば、０．１時間以上、好ましくは、０．２時間以上であり、また、例えば、２４時間以下、好ましくは、３時間以下である。
圧力は、例えば、１０ＭＰａ以上、好ましくは、２０ＭＰａ以上であり、また、例えば、５００ＭＰａ以下、好ましくは、２００ＭＰａ以下である。
これにより、半硬化状態のシート部材３ａが加熱硬化され、硬化状態（Ｃステージ状態）のシート部材３が得られる。
このシート部材３の膜厚は、例えば、５μｍ以上、好ましくは、５０μｍ以上、より好ましくは、１００μｍ以上であり、また、例えば、５００μｍ以下、好ましくは、２５０μｍ以下、より好ましくは、２００μｍ以下である。
また、シート部材３は、好ましくは、熱プレス工程の実施により、シート部材３に含有される熱伝導性粒子が、シーツ部材の２次元の面内方向（前後左右方向））に配列されている。すなわち、好ましくは、扁平状の熱伝導性粒子の長手方向（厚み方向と直交する方向）がシート部材３の面方向に沿うように配向している。このため、シート部材３は熱伝導性に優れる。
シート部材３の面方向における熱伝導率は、例えば、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、好ましくは、３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、より好ましくは、４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、また、例えば、５００Ｗ／ｍ・Ｋ以下、好ましくは、１５０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。
この熱伝導率は、レーザーフラッシュ法により測定される。
シート部材３の体積抵抗率は、例えば、１．０×１０１２Ω・ｃｍ以上、好ましくは、１．０×１０１４Ω・ｃｍ以上、より好ましくは、１．５×１０１４Ω・ｃｍ以上であり、また、例えば、１．０×１０１８Ω・ｃｍ以下、好ましくは、１．５×１０１６Ω・ｃｍ以下である。
この体積抵抗率は、二重リング電極法により測定される。
このシート部材３は、例えば、図１の実線に示すように、シート部材３の単層のみかなる単層構造であってもよく、図１の仮想線に示すように、シート部材３の下面に第１接着剤層９が積層された２層構造とすることもできる。
第１接着剤層９を構成する接着剤としては、回路基板の接着剤として通常使用される公知のものが用いられ、例えば、エポキシ系接着剤、ポリイミド系接着剤、アクリル系接着剤などが挙げられる。
第１接着剤層９は、その接着剤をシート部材３の下面に塗布および乾燥することにより、第１接着剤層９が形成される。また、第１接着剤層９は、その接着剤から形成される市販の両面テープをシート部材３の下面に貼着することにより、形成することもできる。
第１接着剤層９を備える場合における第１接着剤層９の厚みは、例えば、１μｍ以上、好ましくは、３μｍ以上であり、また、例えば、１００μｍ以下、好ましくは、３０μｍ以下である。
コイル４は、無線方式により誘電起電力を発生する素子、すなわち、図示しない外部充電器（非接触型の送電機）により発生する磁力によって誘導起電力を発生する素子であって、シート部材３の上側に隣接配置されている。具体的には、シート部材３の上面および電池５の下面に介在され、それらを接触するように対向配置されている。
コイル４は、ループコイル部１２と、ループコイル部１２の遊端部のそれぞれに一体的に形成される一対の接合部１３とを備えている。
ループコイル部１２は、例えば、スパイラル型であって、上側コイル部と下側コイル部とを備える２層構造である。上側コイル部と下側コイル部とは、図示しない絶縁中間シートを挟んで対向配置されており、上側コイル部の最内側にある導線が、図示しないビアホールを介して、下側コイル部の最内側にある導線と導通している。各ループコイル部１２を構成する導線間には、間隔が設けられている。
２つの接合部１３は、それぞれ、上側コイル部および下側コイル部の最外側にある導線から連続して形成され、平面視略矩形状の平板状をなしている。接合部１３は、電池５または通信回路６に接続されている。
電池５は、コイル４の上側に隣接配置されている。具体的には、コイル４の上面および通信回路６（後述）の下面に介在され、それらと接触するように対向配置されている。電池５は、２つの接合部１３と接合され、コイル４と電気的に接続されている。
電池５は、平面視略矩形の薄型板状をなし、例えば、モバイル端末に使用される公知の電池５である。具体的には、リチウムイオン電池などの二次電池が挙げられる。
電池５は、シート部材３に対して略半分の大きさを有し、筐体２の右端部に配置されている。
通信回路６は、通信機能を有する回路を備え、例えば、図１および図２に示すように、ベース基板１４と、ベース基板１４の上面に配置される回路パターン（図示せず）、ＣＰＵ１５および回路素子（図示せず）と、を備えている。
ベース基板１４は、平面視略矩形状に形成され、上下方向に投影したときに、シート部材３と略同一形状を有し、側壁１１の内側に含まれるように形成されている。
ベース基板１４は、例えば、ポリイミド、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネートなどの絶縁性樹脂から形成されている。また、セラミック基板（アルミナ、窒化アルミ、窒化ケイ素など）や金属基板（アルミニウム板など）の表面に絶縁性樹脂が被覆された樹脂被覆基板も挙げられる。
回路パターンは、例えば、金、銀、銅などの導体から形成される配線であって、コイル４または電池５と電気的に接続されている。
ＣＰＵ１５は、電池５よりも小さい平面視略矩形の板状をなし、ベース基板１４の左端部の上面に実装され、回路パターンと電気的に接続されている。具体的には、ベース基板１４の上面および放熱シート７の下面に介在され、それらと接触するように対向配置されている。
回路素子は、ベース基板１４の上面に実装され、回路パターンおよびＣＰＵ１５と電気的に接続されている。回路素子としては、例えば、コンデンサー、抵抗器、無線通信部などが挙げられる。
放熱シート７は、図２に示すように、平面視略形状に形成され、上下方向に投影したときに、シート部材３と略同一形状を有し、側壁１１の内枠に含まれるように形成されている。具体的には、放熱シート７は、平面視において、画像表示装置８（後述）と同一形状となるように形成されている。
放熱シート７は、絶縁層１６と、絶縁層１６の上面に積層される熱伝導層１７と、熱伝導層１７の上面に積層される第２接着剤層１８とを備えている。絶縁層１６、熱伝導層１７および第２接着剤層１８は、平面視において略同一形状となるように形成されている。
絶縁層１６としては、例えば、ポリイミドフィルム、ポリエステルフィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリカーボネートフィルムなどの絶縁性フィルムなどが挙げられる。
絶縁層１６の厚みは、例えば、１μｍ以上、好ましくは、５μｍ以上であり、また、例えば、５０μｍ以下、好ましくは、２５μｍ以下である。
熱伝導層１７としては、例えば、グラファイトシート、例えば、銅箔、銀箔、金箔、アルニミウム箔などの金属フィルムなどが挙げられる。好ましくは、グラファイトシートが挙げられる。
熱伝導層１７の厚みは、例えば、１μｍ以上、好ましくは、１０μｍ以上であり、また、例えば、２００μｍ以下、好ましくは、１００μｍ以下である。
第２接着剤層１８を構成する接着剤としては、第１接着剤層９において例示した接着剤が挙げられる。
第２接着剤層１８の厚みは、例えば、１μｍ以上、好ましくは、５μｍ以上であり、また、例えば、１００μｍ以下、好ましくは、５０μｍ以下である。
画像表示装置８は、平面視略矩形状の薄型箱状をなし、放熱シート７の上側に隣接配置されている。具体的には、第２接着剤層１８と接触するように、放熱シート７と対向配置されている。画像表示装置８の上面は、側壁１１の上端面と面一となり、画像表示装置８の周端部が、側壁１１の内側面と接触するように、筐体２の内部に収納されている。
画像表示装置８としては、例えば、液晶表示装置、有機ＥＬ装置などが挙げられる。
この通信モジュール１は、上記部材を上記の順で配置することにより製造することできる。
なお、シート部材３を筐体２の内部に配置する場合において、図１の実線に示すように、シート部材３を直接底板１０の上に配置することができる。また、半硬化状態のシート部材３ａを筐体２に貼着し、加熱硬化することにより、硬化状態のシート部材３を筐体２に接着配置することもできる。
また、図１の仮想線で示すように、公知の第１接着剤層９を介してシート部材３を底板１０に接着配置することもできる。
そして、この通信モジュール１を、コイル４が対向するように仮想線で示す外部充電器２１に載置すると、コイル４が電磁誘導によって電力を発生する。つまり、この通信モジュール１は、コード式の充電によらずとも、ワイヤレス式の充電が可能である。そして、コイル４で発生した電力は、電池５に充電され、次いで、その電力に基づいて、通信回路６は、作動する。このとき、コイル４は、発熱する。また、通信回路６の作動中は、ＣＰＵ１５が発熱する。
しかし、この通信モジュール１は、通信回路６と画像表示装置８との間に配置される放熱シート７を備えている。そのため、ＣＰＵ１５で発生する熱を、放熱シート７に拡散させ、画像表示装置８ひいては外部に効率よく放出することができる。しかも、この通信モジュール１は、筐体２とコイル４との間に配置され、熱伝導性および絶縁性を備えるシート部材３とを備える。そのため、コイル４で発生する熱を、シート部材３に拡散させ、筐体２ひいては外部に効率よく放出することができる。また、シート部材３が絶縁性を備えているため、外部充電器２１からの磁力により、シート部材３で磁力による影響を低減することができる。その結果、誘電起電力の低下、ひいては、無線充電における送受電効率の低下を抑制することができる。
この通信モジュール１は、例えば、無線充電機能を備える小型モバイル端末、具体的には、スマートフォンなどの携帯電話、例えば、コードレス電話機、小型パソコン、電気シェーバー、電動歯ブラシなどに好適に使用することができる。
図１の実施形態では、通信回路６の上側に放熱シート７が配置されているが、例えば、図示しないが、放熱シート７が配置されずに、通信回路６の上側に画像表示装置８を直接配置することもできる。
好ましくは、図１の実施形態に示すように、通信回路６の上側に、放熱シート７が配置されている。これにより、放熱シート７が、通信回路６に実装されているＣＰＵ１５から発生する熱を効率よく拡散し放熱することができる。
以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、何らそれらに限定されない。以下に示す実施例の数値は、上記の実施形態において記載される数値（すなわち、上限値または下限値）に代替することができる。
実施例１
（シート部材）
熱伝導性粒子として窒化ホウ素粒子（電気化学工業社製、商品名「ＸＧＰ」、扁平状、平均粒子径３０μｍ）を用いた。熱伝導性樹脂組成物における熱伝導性粒子の含有割合が６５体積％となるように、熱伝導性粒子１１５０質量部（９２質量％）、アクリル酸エステル系ポリマー５０質量部、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（１）２０質量部、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（２）１２質量部、フェノールアラルキル樹脂１８質量部、および、熱硬化触媒０．５質量部を混合することにより、熱伝導性樹脂組成物を得た。
この熱伝導性樹脂組成物をメチルエチルケトンに溶解させることにより、固形分濃度１２質量％の熱伝導性樹脂組成物溶液を調製した。
こ熱伝導性樹脂組成物溶液を、シリコーン離型処理したポリエチレンテレフタレートフィルムからなる離型基材（平均厚みが５０μｍ）上にアプリケータを用いて塗布し、その後、１３０℃で２分間乾燥させた。
これにより、離型基材が積層された半硬化状態のシート部材３ａ（シート部材３のみの平均厚み、１２０μｍ）を製造した。
このシート部材３ａ（半硬化状態）を１００ＭＰａ、１７５℃、３０分間条件で熱プレスすることにより、厚み４０μｍのシート部材３（硬化状態）を製造した。このシート部材３を５ｃｍ×５ｃｍに切り取った。
（通信モジュール）
図３に示す市販の無線充電型のスマートフォン（すなわち、図１に示す通信モジュール1においてシート部材３が設けられていないもの）から筐体２を取り外し、スマートフォンに内蔵されているスパイラル型コイル４（外周円の直径が４ｃｍ、２層構造、インダクタンス１０．５μＨ、抵抗７９０ｍΩ）に、上記で製造したシート部材３および両面テープ９（第１接着剤層、アクリル系粘着剤、日東電工社製、商品名「Ｎｏ．５６１０」、５ｃｍ×５ｃｍ×厚み１０μｍ）を順に配置した。次いで、コイル４が設けられたシート部材３を第１接着剤層９を介して筐体２に再度取り付けて、図１に示す本発明の一実施形態の通信モジュール１を製造した。
なお、放熱シート７は、ＰＥＴフィルム（厚み１０μｍ）とグラファイトシート（厚み７０μｍ）とアクリル系粘着剤（第２接着剤層、厚み１０μｍ）との積層体であった。
実施例２
実施例１において、シート部材３ａ（半硬化状態）を２枚製造し、これらのシート部材３ａ（離型基材は除く）を積層し、１００ＭＰａ、１７５℃、３０分間条件で熱プレスして、厚み８０μｍのシート部材３（硬化状態）を製造した以外は、実施例１と同様にして、通信モジュール１を製造した。
実施例３
実施例１において、シート部材３ａ（半硬化状態）の積層枚数を３枚にして、厚み１３０μｍのシート部材３（硬化状態）を製造した以外は、実施例２と同様にして、通信モジュール１を製造した。
比較例１
図３に示す市販の無線充電型のスマートフォンを比較例１の通信モジュールとした。
比較例２
実施例１において、シート部材３の代わりに、グラファイトシート１９（パナソニック社製、商品名「ＰＧＳ」、厚み１７μｍ）を用いた以外は、実施例１と同様にして、通信モジュールを製造した（図４参照。）。
（熱伝導率測定）
各実施例および比較例で使用したシート部材３およびグラファイトシート１９を２ｃｍ角に切断し、キセノンフラッシュアナライザー（商品名「ＬＦＡ４４７ ｎａｎｏｆｌａｓｈ」、ネッチジャパン社製）を用いて、レーザーフラッシュ法にて、各シートの面方向の熱伝導率を測定した。その結果を表1に示す。
（絶縁性測定）
各実施例および比較例で使用したシート部材３およびグラファイトシート１９を１０ｃｍ角に切断し、測定ユニットボックスに接続された抵抗率計（商品名「ハイレスタ ＭＣＰ−ＨＴ４５０」、三菱化学社製）を用いて、各シートの体積抵抗率（ＪＩＳ−Ｋ６９１１に準拠）を測定した。その結果を表１に示す。
（放熱性評価）
各実施例で作製した通信モジュール１において、筐体２と両面テープ９とシート部材３とスパイラル型コイル４とから構成される部品を取り出し、その部品の両面（筐体２の表面およびスパイラル型コイル４の表面）に黒体テープ（熱放射率０．９５）を貼着し、放熱評価用サンプルを作製した。
なお、比較例１では、筐体２とスパイラル型コイル４とから構成される部品を取り出し、その部品の両面に黒体テープ（熱放射率０．９５）を貼着し、比較例１の放熱評価用サンプルを作製した。
比較例２では、筐体２と両面テープ９とグラファイトシート１９とスパイラル型コイル４とから構成される部品を取り出し、その部品の両面に黒体テープ（熱放射率０．９５）を貼着し、放熱評価用サンプルを作製した。
そして、これらの放熱評価用サンプルのスパイラル型コイル４に１２０ｋＨｚの周波数で１Ａを通電し、筐体２の温度をサーモグラフィにて測定した。その結果を表１に示す。
（送受電効率評価）
スパイラル型コイル４（上記と同一）を、それぞれ送電コイル４ａおよび受電コイル４ｂとして用い、図５に示す回路を作製した。送電コイル４ａと受電コイル４ｂとの間(隙間５ｍｍ）であった。その送電コイル４ａと受電コイル４ｂとの間に各実施例で作製したシート部材３を配置した。
次いで、送電コイル４ａに、１２０ｋＨｚ、１．２５Ａの電流を通電し、受電コイル４ｂ側で受けた電力を測定した。そして、電源２０からの投入電力に対する、受電コイル４ｂ側で受けた電力の割合を、送受電効率として算出した。
なお、比較例１の評価では、送電コイル４ａと受電コイル４ｂとの間には、部材を配置せず、比較例２の評価では、グラファイトシート１９（上記と同一）を配置して、測定を実施した。その結果を表１に示す。
Figure 2015088593
なお、実施例における各成分は下記の材料を用いた。
・アクリル酸エステル系ポリマー：商品名「パラクロンＷ−１９７ＣＭ」、アクリル酸エチル−メタクリル酸メチルを主成分とするアクリル酸エステル系ポリマー、根上工業社製
・ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（１）：商品名「エピコート１００４」、エポキシ当量８７５〜９７５ｇ／ｅｑ、ＪＥＲ社製、
・ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（２）：商品名、「エピコートＹＬ９８０」、エポキシ当量１８０〜１９０ｇ／ｅｑ、ＪＥＲ社製
・フェノールアラルキル樹脂：商品名「ミレックスＸＬＣ−４Ｌ」、水酸基当量１７０ｇ／ｅｑ、三井化学社製
・熱硬化触媒：商品名「キュアゾール２ＰＨＺ−ＰＷ」、２−フェニル−１Ｈ−イミダゾール４，５−ジメタノール、四国化成社製

Claims (7)

  1. 筐体と、
    前記筐体内に配置され、無線方式により誘電起電力を発生する素子と、
    前記素子により発生した電力に基づいて作動する通信回路と、
    前記筐体と前記素子との間に配置され、熱伝導性および絶縁性を備えるシート部材とを備えることを特徴とする、通信モジュール。
  2. 前記シート部材が、熱伝導性粒子および樹脂成分を含有する樹脂組成物から形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の通信モジュール。
  3. 前記熱伝導性粒子が、窒化ホウ素であることを特徴とする、請求項２に記載の通信モジュール。
  4. 前記窒化ホウ素が、扁平状であることを特徴とする、請求項３に記載の通信モジュール。
  5. 前記樹脂成分が、エポキシ樹脂、フェノール樹脂およびアクリル樹脂を含有することを特徴とする、請求項２〜４のいずれか一項に記載の通信モジュール。
  6. 前記シート部材の面方向における熱伝導率が、３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の通信モジュール。
  7. 前記通信モジュールが、モバイル端末であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の通信モジュール。
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