JP2015130375A - Heat conduction sheet and electronic device - Google Patents
Heat conduction sheet and electronic device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015130375A JP2015130375A JP2014000194A JP2014000194A JP2015130375A JP 2015130375 A JP2015130375 A JP 2015130375A JP 2014000194 A JP2014000194 A JP 2014000194A JP 2014000194 A JP2014000194 A JP 2014000194A JP 2015130375 A JP2015130375 A JP 2015130375A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- heat conductive
- conductive sheet
- capsule
- elastic member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
- 239000002775 capsule Substances 0.000 claims abstract description 84
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 51
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 49
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 17
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 19
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 10
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 10
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 8
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 229910000807 Ga alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 2
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 1
- 238000012695 Interfacial polymerization Methods 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005354 coacervation Methods 0.000 description 1
- YPHMISFOHDHNIV-FSZOTQKASA-N cycloheximide Chemical compound C1[C@@H](C)C[C@H](C)C(=O)[C@@H]1[C@H](O)CC1CC(=O)NC(=O)C1 YPHMISFOHDHNIV-FSZOTQKASA-N 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000007580 dry-mixing Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003094 microcapsule Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本願は、熱伝導シートおよび電子装置に関する。 The present application relates to a heat conductive sheet and an electronic device.
近年、電子機器の動作速度の向上に伴い、半導体パッケージ等の電子部品からの発熱量が増大している。発熱する電子部品(以下、「発熱部品」という)は、水冷式または空冷式等の各種の冷却部品を併設して冷却すると、過剰な温度上昇が抑えられて動作が安定する。 2. Description of the Related Art In recent years, the amount of heat generated from electronic components such as semiconductor packages has increased along with the improvement in the operating speed of electronic devices. When an electronic component that generates heat (hereinafter referred to as a “heat generating component”) is cooled with various cooling components such as a water-cooling type or an air-cooling type, an excessive temperature rise is suppressed and the operation is stabilized.
ところで、発熱部品と冷却部品との間に隙間が存在すると、隙間の断熱作用で冷却効率が低下する。そこで、隙間による冷却効率の低下を抑制するため、例えば、熱伝導シートや熱伝導グリス等の伝熱部材を発熱部品と冷却部品との間に介在させることがある。伝熱部材を介在させると、隙間が減るので、冷却効率の低下を防ぐことができる。なお、熱伝導シートとしては、例えば、液状の物質を内包したカプセルを含有したものがある(例えば、特許文献1を参照)。 By the way, when a gap exists between the heat generating component and the cooling component, the cooling efficiency is lowered due to the heat insulating action of the gap. Therefore, in order to suppress a decrease in cooling efficiency due to the gap, for example, a heat transfer member such as a heat conductive sheet or heat conductive grease may be interposed between the heat generating component and the cooling component. When the heat transfer member is interposed, the gap is reduced, so that a decrease in cooling efficiency can be prevented. In addition, as a heat conductive sheet, there exists a thing containing the capsule which included the liquid substance, for example (for example, refer patent document 1).
熱伝導シートの熱伝導率は、例えば、熱伝導性フィラーの含有量で調整できる。しかし、熱伝導性フィラーの含有量を増やしても、一般的な熱伝導シートの熱伝導率は概ね約5W/mK程度であり、それ以上の向上は望めない。また、熱伝導性フィラー同士の接触による熱伝導率の向上を図る目的で熱伝導シートを圧縮する場合、熱伝導シートに圧縮力を加える発熱部品や冷却部品を荷重で損傷させる可能性がある。 The heat conductivity of a heat conductive sheet can be adjusted with content of a heat conductive filler, for example. However, even if the content of the heat conductive filler is increased, the heat conductivity of a general heat conductive sheet is approximately about 5 W / mK, and further improvement cannot be expected. Moreover, when compressing a heat conductive sheet for the purpose of improving the heat conductivity by contact between heat conductive fillers, there is a possibility that a heat generating component or a cooling component that applies a compressive force to the heat conductive sheet is damaged by a load.
一方、熱伝導性の液体を使った場合、流動性を有しているが故に微小な隙間に流入しやすい。また、例えば、熱伝導性に優れる液体金属であれば、非金属の物質よりも高い数十W/mKオーダーの熱伝導率を発揮することも可能である。しかし、液体は、液滴となって転がり落ちやすいので発熱部品や冷却部品に塗布することが難しい。例えば、熱伝導性に優れる液体金属は、各種の物質の中でも表面張力が比較的高いため、液滴となって転がり落ちやすく、部品に塗布することは困難である。よって、熱伝導性の液体を発熱部品と冷却部品との間に介在させただけでは、伝熱作用が十分に発揮されず、期待される熱伝導率が得られない場合がある。 On the other hand, when a heat conductive liquid is used, it flows easily into a minute gap because it has fluidity. For example, if it is a liquid metal excellent in thermal conductivity, it is also possible to exhibit thermal conductivity on the order of several tens of W / mK, which is higher than that of a non-metallic substance. However, since the liquid tends to roll off as a droplet, it is difficult to apply it to the heat generating component and the cooling component. For example, a liquid metal having excellent thermal conductivity has a relatively high surface tension among various substances, and thus tends to roll off as a droplet and is difficult to apply to a part. Therefore, if the heat conductive liquid is merely interposed between the heat generating component and the cooling component, the heat transfer effect may not be sufficiently exhibited, and the expected heat conductivity may not be obtained.
そこで、本願は、熱伝導性の液体が有する伝熱性能を容易な取付作業で発揮できる熱伝導シートおよび電子装置を提供することを課題とする。 Then, this application makes it a subject to provide the heat conductive sheet and electronic device which can exhibit the heat-transfer performance which a heat conductive liquid has by an easy attachment operation | work.
本願は、次のような熱伝導シートを開示する。
発熱部品と冷却部品との間に介在されるシート状の弾性部材と、
前記弾性部材を貫通する貫通孔と、
前記貫通孔に装填されており、熱伝導性の液体を内包するカプセルと、を備える、
熱伝導シート。
This application discloses the following heat conductive sheet.
A sheet-like elastic member interposed between the heat-generating component and the cooling component;
A through hole penetrating the elastic member;
A capsule that is loaded in the through hole and contains a thermally conductive liquid.
Thermal conductive sheet.
また、本願は、次のような電子装置を開示する。
発熱部品と冷却部品との間に介在されるシート状の弾性部材と、
前記弾性部材を貫通する貫通孔と、
前記貫通孔に装填されており、熱伝導性の液体を内包するカプセルと、を備える、
電子装置。
The present application also discloses the following electronic device.
A sheet-like elastic member interposed between the heat-generating component and the cooling component;
A through hole penetrating the elastic member;
A capsule that is loaded in the through hole and contains a thermally conductive liquid.
Electronic equipment.
上記熱伝導シートおよび電子装置は、熱伝導性の液体が有する伝熱性能を容易な取付作業で発揮できる。 The heat conductive sheet and the electronic device can exhibit the heat transfer performance of the heat conductive liquid by an easy mounting operation.
以下、実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、単なる例示であり、本開示の技術的範囲を以下の態様に限定するものではない。 Hereinafter, embodiments will be described. The embodiment described below is merely an example, and the technical scope of the present disclosure is not limited to the following aspect.
図1は、実施形態に係る熱伝導シートを示した図の一例である。また、図2は、実施形態に係る熱伝導シート1の断面構造の一部を示した図の一例である。熱伝導シート1は、例えば、図1に示すように、シート状の弾性部材2を備えている。弾性部材2には、シート状の弾性部材2の表裏を厚さ方向に沿って貫通する貫通孔3が多数設けられている。各貫通孔3には、熱伝導性の液体を内包したカプセル4と、カプセルを刺す針を表面に有する粒子(本願でいう「有刺部材」の一例である)5が各々装填されている。
弾性部材2は、図1では矩形状に図示されている。しかし、弾性部材2は、矩形状のものに限定されるものではない。弾性部材2は、熱伝導シート1を取り付ける発熱部品や冷却部品の取付面に応じて、様々な形状のものを適宜選定可能である。弾性部材2は、厚さ方向に沿って圧縮可能なものであれば如何なるものであってもよいが、より少ない荷重で圧縮できる素材を用いることが好ましい。また、弾性部材2には貫通孔3が設けられているため、弾性部材2は、より好ましくは、例えば、ガス透過性を有していると、空気が貫通孔3から排出されやすくなるので、厚さ方向に沿った圧縮を行いやすい。ガス透過性に優れる素材としては、例えば、多孔質樹脂が挙げられる。よって、弾性部材2として適用可能な素材としては、例えば、天然ゴム、合成ゴム等のエラストマー材料、多孔質ポリプロピレン、多孔質ポリエチレン、多孔質フッ素樹脂等の多孔質樹脂(マイクロポーラスフィルム)を挙げることができる。
The
貫通孔3は、例えば、ドリル加工、レーザー加工、打ち抜き加工等により形成することができる。なお、貫通孔3は、図1では規則正しく配列されている。しかし、貫通孔3は、規則正しく配列したものに限定されるものではない。貫通孔3は、互いの間隔が等間隔でなく、不規則(ランダム)に配列したものであってもよい。
The through
カプセル4は、熱伝導性の液体と膜材とを有している。カプセル4に内包する液体は、熱伝導率の高い液体であり、より好ましくは、弾性部材2や発熱部品、冷却部品に接触しても化学的に安定していることが望ましい。熱伝導率の高い液体としては、例えば、ガリウム(Ga)合金等の液体金属を挙げることができる。熱伝導性の流体を膜材で覆ったカプセル4は、界面重合法、液中乾燥法、コアセルベーション法、乾式混合法等の各種のマイクロカプセル技術により製造することが可能である。
The
カプセル4の粒径は、弾性部材2の厚さやカプセル4の膜材の強度等にもよるが、例えば、貫通孔3の直径の1/10から1/3程度であれば、カプセル4を貫通孔3に充填容易であり且つ内包されている液体を漏出させやすいと考えられる。カプセル4の粒径が小さくなると、熱伝導シート1を圧縮した際にカプセル4が破壊されず、熱伝導性の液体がカプセル4に内包されたままとなる可能性が高くなる。一方、カプセル4の粒径が大きくなると、カプセル4を貫通孔3の内部に充填することが難しくなり、或いは、各貫通孔3に充填されるカプセル4の個数のばらつきが大きくなることがある。なお、カプセル4は、図2では一つの貫通孔3に対して複数装填されている。しかし、カプセル4は、一つの貫通孔3に対して複数装填されるものに限定されるものではない。カプセル4は、例えば、一つの貫通孔3に対して一つ装填されていてもよい。
Although the particle diameter of the
粒子5は、カプセル4を刺す針を表面に有する毬栗状の粒子である。粒子5は、熱伝導シート1を圧縮した際にカプセル4を破壊し、カプセル4に内包されている液体を漏出させる目的で貫通孔3に充填されるものである。よって、毬栗状の粒子5の粒径は、少なくともカプセル4の膜材を破壊できる大きさを有しており、より好ましくは、カプセル4の膜材の厚さより十分に大きいことが好ましい。例えば、粒子5の粒径が、カプセル4の粒径と同程度であれば、熱伝導シート1を圧縮した際にカプセル4を容易に破壊することができると考えられる。
The
粒子5の素材としては、例えば、銀、シリコン、アルミナ等を用いることができる。例えば、熱伝導率の高い銀等の素材を粒子5として用いれば、粒子5自身が熱伝導フィラーとして作用し、熱伝導シート1の熱伝導率を向上させることが可能である。
As a material for the
粒子5は、各貫通孔3に充填されるカプセル4のほとんどを破壊することができる程度の量が各貫通孔3に充填されていることが好ましい。粒子5は、例えば、特定の貫通孔3内におけるカプセル4と粒子5との混合比が、体積比で、粒子5の含有量をカプセル4の含有量の1/6以上となるようにすれば、特定の貫通孔3に充填されている全ての各カプセル4に対して少なくとも1つ以上の粒子5が隣接している状態を概ね実現することができると考えられる。各カプセル4に対して少なくとも1つ以上の粒子5が隣接していれば、熱伝導シート1を厚さ方向に沿って圧縮した際、カプセル4を容易に破壊可能と考えられる。
It is preferable that the
なお、粒子5は、図2では一つの貫通孔3に対して複数装填されている。しかし、粒子5は、一つの貫通孔3に対して複数装填されるものに限定されるものではない。粒子5は、一つの貫通孔3に対して一つ装填されていてもよい。なお、粒子5が無くてもカプセル4から液体を容易に流出させることが可能であれば、粒子5は熱伝導シート1から省いてもよい。
In FIG. 2, a plurality of
各貫通孔3に充填するカプセル4及び粒子5の充填量は、熱伝導シート1を発熱部品と冷却部品との間に介在させた状態で発熱部品と冷却部品とを締結した状態における熱伝導シート1の厚さや、貫通孔3とカプセル4及び粒子5との相対的な大きさ等に基づいて適宜決定することが好ましい。カプセル4及び粒子5の充填量が貫通孔3内の容積と比較し
て低すぎると、熱伝導シート1を圧縮した後の貫通孔3内が熱伝導性の液体で十分に満たされないことになる。また、カプセル4及び粒子5の充填量が貫通孔3内の容積と比較して低すぎると、熱伝導シート1を圧縮した際、カプセル4に圧縮荷重が負荷されにくくなり、破壊されずに熱伝導性の液体を内包したままのカプセル4が貫通孔3内に多く残存することになる。
The amount of
なお、カプセル4及び粒子5が略球形であることを勘案すると、カプセル4及び粒子5を貫通孔3に充填可能な充填率の最大値(最密充填率)は約74%である。よって、既述したように、例えば、粒子5の含有量を体積比でカプセル4の含有量の1/6以上となるようにする場合、貫通孔3に充填可能なカプセル4の充填量は貫通孔3内の容積の約60%であり、貫通孔3に充填可能な粒子5の充填量は貫通孔3内の容積の約10%である(カプセル4と粒子5とを合わせると約70%)。
Considering that the
図3は、実施形態に係る熱伝導シート1の取付方法を示した図の一例である。熱伝導シート1を取り付ける際は、互いに離間する発熱部品Hと冷却部品Cとの間に熱伝導シート1を配置した状態で、熱伝導シート1を発熱部品Hと冷却部品Cとで挟んで圧縮する。貫通孔3に装填されているカプセル4は、熱伝導シート1の圧縮により、発熱部品H側と冷却部品C側の両側から圧縮荷重を受ける。また、貫通孔3に装填されているカプセル4は、圧縮に伴う弾性部材2の変形により、貫通孔3の内壁面側からも圧縮荷重を受ける。カプセル4は、耐圧以上の圧力がかかると破壊される。また、カプセル4は、毬栗状の粒子5の針が接触すると、圧縮荷重が小さく、カプセル4にかかる圧力が耐圧未満でも破壊することができる。カプセル4が破壊されると、カプセル4に内包されていた熱伝導性の液体がカプセル4から漏出する。
Drawing 3 is an example of the figure showing the attachment method of heat
カプセル4に内包されていた熱伝導性の液体がカプセル4から漏出すると、貫通孔3内部のガスがガス透過性の弾性部材2を透過して系外へ排出されながら、貫通孔3の内部が熱伝導性の液体で徐々に満たされる。貫通孔3の開口部は発熱部品Hと冷却部品Cで覆われているので、貫通孔3の内部が熱伝導性の液体で満たされると、発熱部品Hと冷却部品Cは熱伝導性の液体に接触した状態となる。よって、貫通孔3の内部を満たす熱伝導性の液体は、発熱部品Hと冷却部品Cとを熱的に接続する熱伝導経路を形成することになる。
When the thermally conductive liquid contained in the
発熱部品Hと冷却部品Cとを熱的に接続する熱伝導経路が形成されると、熱伝導性の液体が有する伝熱性能が十分に発揮される状態となる。よって、熱伝導シート1を発熱部品Hと冷却部品Cとの間に挟んで圧縮するという容易な取付作業で、発熱部品Hの熱が冷却部品Cへ効果的に伝わる状態にすることができる。
When the heat conduction path that thermally connects the heat generating component H and the cooling component C is formed, the heat transfer performance of the heat conductive liquid is sufficiently exhibited. Therefore, the heat of the heat generating component H can be effectively transferred to the cooling component C by an easy mounting operation in which the heat
また、熱伝導性の液体は、流動性があるため、弾性部材2と発熱部品Hとの間、または、弾性部材2と冷却部品Cとの間に隙間があっても当該隙間に流入する。よって、カプセル4から漏出した熱伝導性の液体は、熱伝導シート1が密着していない箇所の伝熱不良を防ぎ、熱伝導シート1が設計上有している伝熱性能の発揮に貢献する。すなわち、上記実施形態に係る熱伝導シート1であれば、取付状態の如何に関わらず、熱伝導シート1の設計上の伝熱性能を発揮できるため、取付作業が容易である。
Further, since the heat conductive liquid has fluidity, even if there is a gap between the
また、上記実施形態に係る熱伝導シート1であれば、熱伝導性の液体がカプセル4から漏出する程度の荷重を加えるだけで設計上の伝熱性能が発揮される。よって、例えば、熱伝導グリス中の熱伝導性フィラー同士の接触による熱伝導率の向上を図る目的で加える荷重に比べると、発熱部品や冷却部品に加わる荷重を低加重にすることができる。
Moreover, if it is the heat
なお、熱伝導シート1を取り付ける際の熱伝導シート1の圧縮量は、貫通孔3に充填されているカプセル4及び粒子5の充填量に基づいて決定する。例えば、貫通孔3の内部に
カプセル4及び粒子5が約70%程度充填されているのであれば、熱伝導シート1を厚さ方向に沿って約20%程度圧縮する。熱伝導シート1を取り付ける際の熱伝導シート1の圧縮量を、貫通孔3に充填されているカプセル4及び粒子5の充填量に基づいて決定することにより、カプセル4から漏出した熱伝導性の液体による熱伝導経路が適正に形成されることになる。
In addition, the compression amount of the heat
上記実施形態に係る熱伝導シート1を実際に適用した場合の効果を検討したので、検討結果について説明する。本検討においては、熱伝導シート1(または弾性部材2)の寸法として、幅40mm×奥行き40mm×厚さ0.2mmのものを想定した。また、本検討においては、貫通孔3として直径0.2mmの円柱状のものを0.25mmピッチで等間隔に形成したものを想定した。この場合、貫通孔3による弾性部材2の開口率は約50%程度となる。また、本検討においては、カプセル4の粒径が約40μmのものを想定した。また、本検討においては、粒子5として、毬栗状の銀粒子であり、粒径が約40μmの化研テック社製TK銀粉を想定した。また、本検討においては、カプセル4及び粒子5の充填量を貫通孔3内の容積比で約50〜70%の範囲内としたものを想定した。
Since the effect at the time of actually applying the heat
また、本検討においては、カプセル4に内包する熱伝導性の液体としてガリウム合金を想定した。ガリウム合金の熱伝導率は約40W/mKである。弾性部材2の材料として想定されるエラストマーや樹脂材料を含有する材料の熱伝導率は約0.1〜0.2W/mK程度である。よって、弾性部材2の開口率が約50%程度となるように貫通孔3を形成し、熱伝導性の液体としてガリウム合金を用いた場合の熱伝導シート1の熱伝導率は、貫通孔3内の熱伝導性の液体による寄与率が支配的となる。本検討において想定しているこのような熱伝導シート1を厚さが約20%程度となるように圧縮した場合、弾性部材2の変形により、約50%だった貫通孔3による開口率は、圧縮後にはおよそ40%程度に減少する。しかし、熱伝導シート1全体の熱伝導率は約16W/mKであり、本検討において想定している熱伝導シート1は、市販の一般的な熱伝導シートの平均的な熱伝導率である約5W/mKに対して数倍の熱伝導率を有していることが判る。
In this study, a gallium alloy was assumed as the heat conductive liquid contained in the
以下、上記実施形態に係る熱伝導シート1の変形例について説明する。図4は、変形例に係る熱伝導シート1’を示した図の一例である。また、図5は、変形例に係る熱伝導シート1’の断面構造の一部を示した図の一例である。本変形例に係る熱伝導シート1’は、弾性部材2の周囲部分にスペーサ6を備えている。その他の構成については、上記実施形態に係る熱伝導シート1と同様であるため、上記実施形態の説明で用いたのと同じ符号を付与し、その説明を省略する。
Hereinafter, the modification of the heat
スペーサ6は、発熱部品Hと冷却部品Cとの間に挟んで圧縮してもほとんど押し潰されない硬さを有している。よって、スペーサ6は、弾性部材2を発熱部品Hと冷却部品Cとの間に挟んで押し潰す際の押し潰し可能な厚さを制限する。スペーサ6に好適な材料としては、例えば、高剛性の樹脂や銅等の金属材料等、各種の高剛性な材料を挙げることができる。
The
スペーサ6の厚さは、非圧縮時の弾性部材2の厚さよりもやや薄い厚さであり、貫通孔3に充填されているカプセル4及び粒子5の充填量に基づいて決定される厚さである。例えば、貫通孔3の内部にカプセル4及び粒子5が約70%程度充填されているのであれば、スペーサ6の厚さは、熱伝導シート1を厚さ方向に沿って約20%程度圧縮することが可能な厚さ、換言すると、非圧縮時の弾性部材2の厚さの約80%の厚さとなる。
The thickness of the
図6は、変形例に係る熱伝導シート1’の取付方法を示した図の一例である。熱伝導シート1’を取り付ける際は、実施形態に係る熱伝導シート1と同様、互いに離間する発熱部品Hと冷却部品Cとの間に熱伝導シート1’を配置した状態で、熱伝導シート1’を発
熱部品Hと冷却部品Cとで挟んで圧縮する。熱伝導シート1’は、発熱部品Hと冷却部品Cとの間に配置されて圧縮される際、発熱部品H及び冷却部品Cがスペーサ6に各々接触するまで圧縮される。よって、熱伝導シート1’の圧縮量は、スペーサ6の厚さにより一意的に決まる。従って、発熱部品H及び冷却部品Cがスペーサ6に各々接触するまで熱伝導シート1’を圧縮することにより、弾性部材2が過剰圧縮や圧縮不足となることを防止することができる。弾性部材2が過剰圧縮の場合、カプセル4から漏出した熱伝導性の液体が貫通孔3から溢れ出し、周囲に漏れ出す可能性がある。また、弾性部材2が圧縮不足の場合、貫通孔3内部のカプセル4が破壊されず、また、貫通孔3内が熱伝導性の液体で満たされない可能性がある。しかし、本変形例に係る熱伝導シート1’であれば、弾性部材2の圧縮量がスペーサ6によって制限されるため、発熱部品H及び冷却部品Cがスペーサ6に各々接触するまで圧縮するという簡単な取付作業で、熱伝導シート1’を適正な取付状態にすることができる。
FIG. 6 is an example of a diagram illustrating a method of attaching the heat
なお、スペーサ6は、図4では弾性部材2の縁を取り囲むように矩形状に形成されている。しかし、スペーサ6は、このような形状に限定されるものではない。スペーサ6は、例えば、弾性部材2に点在するように埋め込んだ柱状の部材であってもよい。
The
図7は、実施形態に係る熱伝導シート1を備えた電子装置の一例を示す図である。図7では、電子装置10の一部の断面を、要部を中心に模式的に図示している。図7に示す電子装置10は、回路基板11、半導体パッケージ(本願でいう「発熱部品」の一例である)12、熱伝導シート1、水冷ジャケット(本願でいう「放熱部品」の一例である)13を含んでいる。半導体パッケージ12は、BGA接合等により回路基板11上に実装されている。半導体パッケージ12は、パッケージ基板14や半導体チップ15、ヒートスプレッダ16を含んでいる。半導体チップ15は、パッケージ基板14上に実装されており、パッケージ基板14を経由して回路基板11と電気的に接続されている。ヒートスプレッダ16は、例えば、熱伝導率の高いIn−Ag合金等のはんだ材料により半導体チップ15に接合されている。よって、半導体チップ15は、ヒートスプレッダ16と熱的に接続された状態となっている。ヒートスプレッダ16は、例えば、銅、銅合金等の熱伝導率の高い材料で形成されており、半導体チップ15の熱を、広い面積が確保されているヒートスプレッダ16表面から周囲へ拡散させることで、半導体チップ15の温度上昇を抑制可能である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an electronic device including the heat
上記実施形態に係る熱伝導シート1をこのような電子装置10に適用する場合は、例えば、図7に示されるように、熱伝導シート1をヒートスプレッダ16と水冷ジャケット13との間に介在させる。水冷ジャケット13はねじ17で回路基板11上に螺着されている。また、ねじ17の締結力により、熱伝導シート1は、ヒートスプレッダ16と水冷ジャケット13に圧縮された状態となっている。熱伝導シート1をヒートスプレッダ16と水冷ジャケット13との間に介在させることで、ヒートスプレッダ16の熱が水冷ジャケット13へ効果的に伝達される。
When the heat
なお、上記電子装置10には、実施形態に係る熱伝導シート1を適用しているが、変形例に係る熱伝導シート1’を適用してもよい。熱伝導シート1を適用する場合、熱伝導シート1が押し潰される厚さが設計通りになるよう、ねじ17の締め付け量を調整することになる。一方、熱伝導シート1’を適用する場合、ねじ17の締め付け量を調整しなくても、ねじ17を可能な限り締め付けるだけで、熱伝導シート1が押し潰される厚さを設計通りにすることができる。
In addition, although the heat
なお、本願は、以下の付記的事項を含む。
(付記1)
発熱部品と冷却部品との間に介在されるシート状の弾性部材と、
前記弾性部材を貫通する貫通孔と、
前記貫通孔に装填されており、熱伝導性の液体を内包するカプセルと、を備える、
熱伝導シート。
(付記2)
前記貫通孔に前記カプセルと共に装填されており、前記カプセルを刺す針を表面に有する有刺部材を更に備える、
付記1に記載の熱伝導シート。
(付記3)
前記有刺部材は、毬栗状の粒子である、
付記2に記載の熱伝導シート。
(付記4)
前記液体は、液体金属である、
付記1から3の何れか一項に記載の熱伝導シート。
(付記5)
前記弾性部材は、ガス透過性の部材である、
付記1から4の何れか一項に記載の熱伝導シート。
(付記6)
前記発熱部品と前記冷却部品との間に介在され、前記弾性部材の押し潰し可能な厚さを制限するスペーサを更に備える、
付記1から5の何れか一項に記載の熱伝導シート。
(付記7)
前記貫通孔に装填される一又は複数の前記カプセルは、前記貫通孔を満たす量の前記液体を内包している、
付記1から6の何れか一項に記載の熱伝導シート。
(付記8)
発熱部品と冷却部品との間に介在されるシート状の弾性部材と、
前記弾性部材を貫通する貫通孔と、
前記貫通孔に装填されており、熱伝導性の液体を内包するカプセルと、を備える、
電子装置。
(付記9)
前記貫通孔に前記カプセルと共に装填されており、前記カプセルを刺す針を表面に有する有刺部材を更に備える、
付記8に記載の電子装置。
(付記10)
前記有刺部材は、毬栗状の粒子である、
付記9に記載の電子装置。
(付記11)
前記液体は、液体金属である、
付記8から10の何れか一項に記載の電子装置。
(付記12)
前記弾性部材は、ガス透過性の部材である、
付記8から11の何れか一項に記載の電子装置。
(付記13)
前記発熱部品と前記冷却部品との間に介在され、前記弾性部材の押し潰し可能な厚さを制限するスペーサを更に備える、
付記8から12の何れか一項に記載の電子装置。
(付記14)
前記貫通孔に装填される一又は複数の前記カプセルは、前記貫通孔を満たす量の前記液体を内包している、
付記8から13の何れか一項に記載の電子装置。
The present application includes the following supplementary matters.
(Appendix 1)
A sheet-like elastic member interposed between the heat-generating component and the cooling component;
A through hole penetrating the elastic member;
A capsule that is loaded in the through hole and contains a thermally conductive liquid.
Thermal conductive sheet.
(Appendix 2)
A barbed member that is loaded with the capsule in the through-hole and has a needle that pierces the capsule on its surface;
The heat conductive sheet according to
(Appendix 3)
The barbed member is a chestnut-like particle,
The heat conductive sheet according to
(Appendix 4)
The liquid is a liquid metal;
The heat conductive sheet according to any one of
(Appendix 5)
The elastic member is a gas permeable member.
The heat conductive sheet according to any one of
(Appendix 6)
A spacer that is interposed between the heat generating component and the cooling component and limits a crushable thickness of the elastic member;
The heat conductive sheet according to any one of
(Appendix 7)
The one or more capsules loaded in the through holes contain the liquid in an amount that fills the through holes.
The heat conductive sheet according to any one of
(Appendix 8)
A sheet-like elastic member interposed between the heat-generating component and the cooling component;
A through hole penetrating the elastic member;
A capsule that is loaded in the through hole and contains a thermally conductive liquid.
Electronic equipment.
(Appendix 9)
A barbed member that is loaded with the capsule in the through-hole and has a needle that pierces the capsule on its surface;
The electronic device according to appendix 8.
(Appendix 10)
The barbed member is a chestnut-like particle,
The electronic device according to
(Appendix 11)
The liquid is a liquid metal;
The electronic device according to any one of appendices 8 to 10.
(Appendix 12)
The elastic member is a gas permeable member.
The electronic device according to any one of appendices 8 to 11.
(Appendix 13)
A spacer that is interposed between the heat generating component and the cooling component and limits a crushable thickness of the elastic member;
The electronic device according to any one of appendices 8 to 12.
(Appendix 14)
The one or more capsules loaded in the through holes contain the liquid in an amount that fills the through holes.
14. The electronic device according to any one of appendices 8 to 13.
H・・発熱部品;C・・冷却部品;1,1’・・熱伝導シート;2・・弾性部材;3・・貫通孔;4・・カプセル;5・・粒子;6・・スペーサ;10・・電子装置;11・・回路基板;12・・半導体パッケージ;13・・水冷ジャケット;14・・パッケージ基板;15・・半導体チップ;16・・ヒートスプレッダ;17・・ねじ H ... Heating part; C ... Cooling part; 1, 1 '... Heat conduction sheet; 2 .... Elastic member; 3 .... Through hole; 4 ... Capsule; ..Electronic device; 11..Circuit board; 12..Semiconductor package; 13..Water cooling jacket; 14..Package substrate; 15..Semiconductor chip; 16..Heat spreader;
Claims (8)
前記弾性部材を貫通する貫通孔と、
前記貫通孔に装填されており、熱伝導性の液体を内包するカプセルと、を備える、
熱伝導シート。 A sheet-like elastic member interposed between the heat-generating component and the cooling component;
A through hole penetrating the elastic member;
A capsule that is loaded in the through hole and contains a thermally conductive liquid.
Thermal conductive sheet.
請求項1に記載の熱伝導シート。 A barbed member that is loaded with the capsule in the through-hole and has a needle that pierces the capsule on its surface;
The heat conductive sheet according to claim 1.
請求項2に記載の熱伝導シート。 The barbed member is a chestnut-like particle,
The heat conductive sheet according to claim 2.
請求項1から3の何れか一項に記載の熱伝導シート。 The liquid is a liquid metal;
The heat conductive sheet as described in any one of Claim 1 to 3.
請求項1から4の何れか一項に記載の熱伝導シート。 The elastic member is a gas permeable member.
The heat conductive sheet as described in any one of Claim 1 to 4.
請求項1から5の何れか一項に記載の熱伝導シート。 A spacer that is interposed between the heat generating component and the cooling component and limits a crushable thickness of the elastic member;
The heat conductive sheet as described in any one of Claim 1 to 5.
請求項1から6の何れか一項に記載の熱伝導シート。 The one or more capsules loaded in the through holes contain the liquid in an amount that fills the through holes.
The heat conductive sheet as described in any one of Claim 1 to 6.
前記弾性部材を貫通する貫通孔と、
前記貫通孔に装填されており、熱伝導性の液体を内包するカプセルと、を備える、
電子装置。 A sheet-like elastic member interposed between the heat-generating component and the cooling component;
A through hole penetrating the elastic member;
A capsule that is loaded in the through hole and contains a thermally conductive liquid.
Electronic equipment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014000194A JP2015130375A (en) | 2014-01-06 | 2014-01-06 | Heat conduction sheet and electronic device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014000194A JP2015130375A (en) | 2014-01-06 | 2014-01-06 | Heat conduction sheet and electronic device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015130375A true JP2015130375A (en) | 2015-07-16 |
Family
ID=53760918
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014000194A Ceased JP2015130375A (en) | 2014-01-06 | 2014-01-06 | Heat conduction sheet and electronic device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015130375A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113395875A (en) * | 2021-05-25 | 2021-09-14 | 深圳市卓汉材料技术有限公司 | Heat conducting component |
JP7327579B1 (en) | 2022-05-30 | 2023-08-16 | 富士電機株式会社 | Semiconductor device and power conversion device |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4323914A (en) * | 1979-02-01 | 1982-04-06 | International Business Machines Corporation | Heat transfer structure for integrated circuit package |
JP2003198167A (en) * | 2001-12-27 | 2003-07-11 | Sekisui Chem Co Ltd | Thermal conductive composition, thermal conductive sheet, bonding method of heater and heat dissipator, and bonding structure of heater and heat dissipator |
JP2004022738A (en) * | 2002-06-14 | 2004-01-22 | Murata Mfg Co Ltd | Sheet for absorbing electromagnetic noise |
JP2008527737A (en) * | 2005-01-18 | 2008-07-24 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | Composite thermal interface for cooling |
-
2014
- 2014-01-06 JP JP2014000194A patent/JP2015130375A/en not_active Ceased
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4323914A (en) * | 1979-02-01 | 1982-04-06 | International Business Machines Corporation | Heat transfer structure for integrated circuit package |
JP2003198167A (en) * | 2001-12-27 | 2003-07-11 | Sekisui Chem Co Ltd | Thermal conductive composition, thermal conductive sheet, bonding method of heater and heat dissipator, and bonding structure of heater and heat dissipator |
JP2004022738A (en) * | 2002-06-14 | 2004-01-22 | Murata Mfg Co Ltd | Sheet for absorbing electromagnetic noise |
JP2008527737A (en) * | 2005-01-18 | 2008-07-24 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | Composite thermal interface for cooling |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113395875A (en) * | 2021-05-25 | 2021-09-14 | 深圳市卓汉材料技术有限公司 | Heat conducting component |
CN113395875B (en) * | 2021-05-25 | 2022-07-26 | 深圳市卓汉材料技术有限公司 | Heat conducting component |
JP7327579B1 (en) | 2022-05-30 | 2023-08-16 | 富士電機株式会社 | Semiconductor device and power conversion device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20150173169A1 (en) | Heat Sink and Heat Dissipation System | |
PH12019502855A1 (en) | Film-like adhesive and method for producing semiconductor package using film-like adhesive | |
US20050061474A1 (en) | Method and apparatus for chip-cooling | |
US20080230894A1 (en) | Carbon nanotubes for active direct and indirect cooling of electronics device | |
US10091868B2 (en) | Heat dissipating sheet and heat dissipating structure using same | |
KR20160005081A (en) | Thermal interface material pad and method of forming the same | |
JP2002069392A (en) | Heat-conductive adhesive film, method for producing the same and electronic part | |
KR20040036541A (en) | Liquid metal thermal interface for an electronic module | |
KR960702177A (en) | IMPROVED THERMALLY CONDUCTIVE INTERFACE | |
TWI660474B (en) | Evaporative cooling solution for handheld electronic devices | |
EP1973156A3 (en) | Integrated circuit package with top-side conduction cooling | |
EP2806455A2 (en) | Heat dissipation plate | |
US7760507B2 (en) | Thermally and electrically conductive interconnect structures | |
JP2015130375A (en) | Heat conduction sheet and electronic device | |
JPWO2020039560A1 (en) | Semiconductor device manufacturing method, heat conductive sheet, and heat conductive sheet manufacturing method | |
US7394657B2 (en) | Method of obtaining enhanced localized thermal interface regions by particle stacking | |
CN101989584A (en) | Method for increasing the thermal coupling heat radiation and reliability of a cooling module | |
Brunschwiler et al. | Review on percolating and neck-based underfills for three-dimensional chip stacks | |
KR101523009B1 (en) | Thermal interface materials and methods for processing the same | |
US11362015B2 (en) | Heat dissipation structure for chip-on-film, manufacturing method thereof, and display device | |
JP2018181893A (en) | Semiconductor device and semiconductor device manufacturing method | |
US20180139867A1 (en) | Electronic device and heat spreader | |
KR101044351B1 (en) | Heat cooler | |
JP2008028283A (en) | Heat conductor | |
US8582297B2 (en) | Customized thermal interface to optimize mechanical loading and thermal conductivity characteristics |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160905 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170619 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170725 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170925 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180306 |
|
A045 | Written measure of dismissal of application [lapsed due to lack of payment] |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A045 Effective date: 20180731 |