JP2015216184A - Heat transport sheet and heat dissipation structure using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スマートフォン、タブレット端末等の内部に発熱部品を有する電子機器に用いられる熱輸送シートおよびこれを用いた放熱構造に関するものである。 The present invention relates to a heat transport sheet used for an electronic device having a heat generating component inside a smartphone, a tablet terminal or the like, and a heat dissipation structure using the heat transport sheet.
近年各種電子機器の高性能化に伴い、機器内部での発熱量が大きくなり、この熱への対策が必要となってきている。そのため図3のように発熱部品1で発生した熱を、熱伝導シート2により拡散、放熱することが行われている。
In recent years, with the improvement in performance of various electronic devices, the amount of heat generated inside the device has increased, and measures against this heat have become necessary. Therefore, as shown in FIG. 3, the heat generated in the
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
As prior art document information related to the invention of this application, for example,
しかしながら、発熱部品からの発熱量が大きくなってくると、熱伝導シートあるいは発熱部品からの熱輻射により、特に発熱部品の近傍の温度が上がりやすくなる。一方消費電力が大きくなることから、電子機器に用いられる二次電池も大型化し、発熱部品と二次電池の距離が小さくなってくる。そのため二次電池の発熱部品に近い部分で温度が高くなってしまう。二次電池の中で温度差が発生すると二次電池の寿命が短くなる等の課題が生じてくる。本発明は機器内部で発生した熱を効率よく拡散させるとともに、二次電池内の温度差を小さくすることにより二次電池の劣化を抑えることができる。 However, when the amount of heat generated from the heat generating component increases, the temperature in the vicinity of the heat generating component tends to increase particularly due to heat radiation from the heat conductive sheet or the heat generating component. On the other hand, since the power consumption is increased, the secondary battery used in the electronic device is also enlarged, and the distance between the heat generating component and the secondary battery is reduced. For this reason, the temperature becomes high at a portion close to the heat generating component of the secondary battery. When a temperature difference occurs in the secondary battery, problems such as shortening the life of the secondary battery occur. The present invention can efficiently diffuse the heat generated inside the device and suppress the deterioration of the secondary battery by reducing the temperature difference in the secondary battery.
本発明は上記課題を解決するために、グラファイトシートを積層した積層シートと、この積層シートの一端部および積層シートの一端部とは反対側の他端部以外の領域の積層シートを覆う断熱層と、を有する構成としたものである。 In order to solve the above problems, the present invention provides a laminated sheet in which graphite sheets are laminated, and a heat insulating layer that covers the laminated sheet in a region other than one end of the laminated sheet and the other end opposite to the one end of the laminated sheet. And a configuration having the above.
以上のように、グラファイトシートを積層することにより熱輸送量を大きくすることができ、一端部と他端部以外の積層シートを断熱層で覆っているため、一端部から他端部に熱を運ぶ間に放熱することを防ぐことができる。このように構成することにより、途中で放熱するのを防ぎ、必要な場所まで効率よく熱を運ぶ熱輸送シートを得ることができ、これにより発熱部品近傍の温度上昇を抑えることができる。 As described above, the heat transport amount can be increased by laminating the graphite sheets, and the laminated sheet other than the one end and the other end is covered with the heat insulating layer, so that heat is applied from one end to the other end. It is possible to prevent heat dissipation while carrying. By comprising in this way, it can prevent heat radiating on the way and can obtain the heat-transport sheet | seat which conveys heat efficiently to a required place, Thereby, the temperature rise of a heat-emitting component vicinity can be suppressed.
以下、本発明の一実施の形態における熱輸送シートについて、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a heat transport sheet according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施の形態における熱輸送シートの断面図であり、厚さ約25μmの熱分解グラファイトシート11を3枚、接着層12を介して貼り合わせ、その上下面に厚さ約10μmのポリエチレンテレフタレート(以下PETと記す)からなる絶縁層13を貼り合わせ、積層シート14を構成している。ここで接着層12は両面テープのようなものであっても、単に接着剤を塗布したものであっても良い。さらにこの積層シート14の一端部15および他端部16を除いた領域を断熱層17で覆っている。断熱層17には厚さ約100μmで不織布にシリカを含浸させることにより内部に気泡を有するようにしたものを用いている。熱分解グラファイトシート11の面方向の熱伝導率は約1600W/m・K、断熱層17の熱伝導率は約0.03W/m・Kとなっている。断熱層17の熱伝導率は、0.2W/m・K以下とすることが望ましく、より望ましくは0.1W/m・K以下である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a heat transport sheet according to an embodiment of the present invention, in which three
このように熱輸送シートを構成し、例えば積層シート14が露出した一端部15を発熱部品19に熱的に接続し、積層シート14が露出した他端部16をヒートシンク部22に熱的に接続することにより、効率的に熱を運ぶことができる。
In this way, the heat transport sheet is configured, for example, one
さらに、断熱層17の上に赤外線反射層18を設けることが望ましい。グラファイトシート11は伝わった熱を赤外線として輻射しやすい。そのため断熱層17があっても、赤外線となったエネルギーは輻射により外に逃げやすい。そこで断熱層17の上に赤外線反射層18を設けることにより、熱伝導シートから放出された赤外線を反射させて外に逃げないようにすることができる。ここで赤外線反射層18とは、波長10μmの赤外線の放射率が0.1以下となるような層をいう。例えばアルミ箔あるいはPETのテープにアルミ等の金属を蒸着したものを用いることができる。この表面の凹凸を小さくすることにより、赤外線放射率を小さくすることができる。以上のように構成することにより、一端部15から他端部16に熱を効率的に運ぶことができる熱輸送シートを得ることができる。
Furthermore, it is desirable to provide the infrared reflecting
なお、図1では積層シート14が露出した一端部15および他端部16を、積層シート14の同じ面に設けているが、異なる面であっても良い。また両面が露出したものであっても良い。
In FIG. 1, the one
次に、本発明の一実施の形態における熱輸送シートを用いた放熱構造について説明する。 Next, a heat dissipation structure using the heat transport sheet in one embodiment of the present invention will be described.
図2は本発明の一実施の形態における熱輸送シートを用いた電子機器の断面図であり、積層シート14の一端部15がICからなる発熱部品19に熱的に接続され、積層シート14の他端部16が二次電池20に熱的に接続されている。他端部16は二次電池20の領域の半分よりも発熱部品19から遠い領域21に熱的に接続している。
FIG. 2 is a cross-sectional view of an electronic device using a heat transport sheet according to an embodiment of the present invention, in which one
積層シート14は、厚さ約25μmの熱分解グラファイトシート11を3枚、接着層12を介して貼り合わせ、その上下面に厚さ約10μmのPETからなる絶縁層13を貼り合わせることにより構成されている。さらにこの積層シート14の一端部15および他端部16を除いた領域を断熱層17で覆っている。断熱層17には厚さ約100μmで不織布にシリカを含浸させることにより内部に気泡を有するようにしたものを用いている。熱分解グラファイトシート11の面方向の熱伝導率は約1600W/m・K、断熱層17の熱伝導率は約0.03W/m・Kとなっている。断熱層17の熱伝導率は、0.2W/m・K以下とすることが望ましく、より望ましくは0.1W/m・K以下である。
The laminated
二次電池20の位置が、発熱部品19に近い場所に配置されると、発熱部品19からの熱が直接二次電池20に伝わりやすくなる。そのため、二次電池20の中でも特に発熱部品19に近い部分が高温になりやすい。このように二次電池20の中で温度差が発生すると二次電池20の寿命が短くなる等の課題が生じてくる。本実施の形態の構成では、熱輸送シートが断熱層17で覆われ、二次電池20の領域の半分よりも発熱部品19から遠い領域21に熱的に接続されているため、二次電池20の中での温度差を小さくすることができる。
When the position of the
なお、上記実施の形態では積層シート14の他端部16を二次電池20に熱的に接続しているが、例えば二次電池20に対向しているシールド板等に熱的に接続しても構わない。この場合でも、二次電池20の領域の半分よりも発熱部品19から遠い領域21に熱的に接続することが重要である。
In the above embodiment, the
さらに断熱層17の上に赤外線反射層18を設けることが望ましい。グラファイトシート11は伝わった熱を赤外線として輻射しやすい。そのため断熱層17があっても、赤外線となったエネルギーは輻射により外に逃げやすい。そこで断熱層17の上に赤外線反射層18を設けることにより、熱伝導シートから放出された赤外線を反射させて外に逃げないようにすることができる。ここで赤外線反射層18とは、波長10μmの赤外線の放射率が0.1以下となるような層をいう。例えばアルミ箔あるいはPETのテープにアルミ等の金属を蒸着したものを用いることができる。この表面の凹凸を小さくすることにより、赤外線放射率を小さくすることができる。
Furthermore, it is desirable to provide the infrared reflecting
なお、上記実施の形態では、積層シート14は複数枚のグラファイトシート11を貼り合わせたものを用いているが、一枚のグラファイトシートを折りたたむことによって重ねたものであっても良い。
In the above-described embodiment, the
本発明に係る熱輸送シートおよびこれを用いた放熱構造は、途中で放熱するのを防ぎ、必要な場所まで効率よく熱を運ぶとともに、二次電池内の温度差を小さくすることにより二次電池の劣化を抑えることができ、産業上有用である。 The heat transport sheet according to the present invention and the heat dissipation structure using the same prevent secondary heat dissipation, efficiently carry heat to a necessary place, and reduce the temperature difference in the secondary battery, thereby reducing the secondary battery. This is industrially useful.
11 グラファイトシート
12 接着層
13 絶縁層
14 積層シート
15 一端部
16 他端部
17 断熱層
18 赤外線反射層
19 発熱部品
20 二次電池
21 電池を設けた領域の半分よりも発熱部品から遠い領域
22 ヒートシンク部
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