JP2017162857A - ヒートシンクシート及び携帯用情報機器 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で薄型化及び軽量化を図ることができるヒートシンクシート及びこれを用いた携帯用情報機器を提供すること。【解決手段】熱伝導シート２１と、熱伝導シート２１の発熱部品１８側で発熱部品１８と熱伝導シート２１とを密着接続して熱接続を行う熱接続ラバー２２と、熱接続ラバー２２の発熱部品１８側に発熱部品１８が密着するための開口穴を形成するとともに熱接続ラバー２２の発熱部品１８側の表面周囲及び熱伝導シート２１の全面を覆う接着層２３、２５と、を備える。熱伝導シート２１は、グラファイトシートであることが好ましい。【選択図】図２

Description

本発明は、簡易な構成で薄型化及び軽量化を図ることができるヒートシンクシート及びこれを用いた携帯用情報機器に関する。

タブレット型パーソナルコンピュータ（タブレット型ＰＣ）やスマートフォン等の携帯用情報機器では、筐体の内部に配設された電子部品から発せられる熱を筐体の外部へと円滑に放熱させるため、筐体の内部にヒートパイプやヒートスプレッダ等の放熱器を設けた構成が広く採用されている。

例えば、特許文献１には、対向配置したシート状の上蓋及び下蓋の周囲を接合し、その内部空間にウイック構造体及び冷却流体を収容した構成のシート状ヒートパイプが開示されている。特許文献１では、このヒートパイプをスマートフォンに搭載している。

特開２０１３−１７４３７６号公報

ところで、上記のような携帯用情報機器では薄型化の要望が強く、その内部に搭載するヒートシンクも可能な限り薄型化されることが望ましい。

しかしながら、上記特許文献１のような従来構成の携帯用情報機器では、接合した上蓋と下蓋の内部にウイック構造体及び冷却流体を収容した一般的な構造の放熱器を搭載している。すなわち、上蓋及び下蓋の２枚のシート状部材を接合した放熱器では、２枚のシート状部材の分の厚み寸法が必須となっており、その薄型化及び軽量化には限界がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で薄型化及び軽量化を図ることができるヒートシンクシート及びこれを用いた携帯用情報機器を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるヒートシンクシートは、熱伝導シートと、前記熱伝導シートの発熱部品側で前記発熱部品と前記熱伝導シートとを密着接続して熱接続を行う熱接続ラバーと、前記熱接続ラバーの前記発熱部品側に前記発熱部品が密着するための開口穴を形成するとともに前記熱接続ラバーの前記発熱部品側の表面周囲及び前記熱伝導シートの全面を覆う接着層と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかるヒートシンクシートは、上記の発明において、前記熱伝導シートを覆う、前記発熱部品とは反対側の接着層の表面に保護層を接着したことを特徴とする。

また、本発明にかかるヒートシンクシートは、上記の発明において、前記熱伝導シートは、グラファイトシートであることを特徴とする。

また、本発明にかかるヒートシンクシートは、上記の発明において、前記熱接続ラバーは、カーボン系またはシリコン系の部材であることを特徴とする。

また、本発明にかかるヒートシンクシートは、上記の発明において、前記接着層は、両面接着シートであることを特徴とする。

また、本発明にかかる携帯用情報機器は、上記の発明のいずれか一つに記載のヒートシンクシートを基板上の発熱源に密着させたことを特徴とする。

本発明によれば、熱伝導シートと、前記熱伝導シートの発熱部品側で前記発熱部品と前記熱伝導シートとを密着接続して熱接続を行う熱接続ラバーと、前記熱接続ラバーの前記発熱部品側に前記発熱部品が密着するための開口穴を形成するとともに前記熱接続ラバーの前記発熱部品側の表面周囲及び前記熱伝導シートの全面を覆う接着層と、を備えたヒートシンクシートとして、発熱部品と熱伝導シートとの間に熱抵抗の高い接着層を介在させないようにしているので、簡易な構成で薄型化及び軽量化を図ることができるとともに熱拡散効果を大きくすることができる。

図１は、本発明の実施の形態であるヒートシンクシートを有した携帯用情報機器の外観構成を示す斜視図である。 図２は、図１に示した携帯用情報機器の断面構造を模式的に示した図である。 図３は、基板上に配置された発熱部品と非発熱部品と発熱部品上部に配置されたヒートシンクシートとの配置状態を示す図である。 図４は、発熱部品と熱伝導シートとの間に接着層を介在させた場合と介在させない場合の断面構造を示す図である。

以下、添付図面を参照してこの発明を実施するための形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態であるヒートシンクシート２０を有した携帯用情報機器１０の外観構成を示す斜視図である。また、図２は、図１に示した携帯用情報機器１０の断面構造を模式的に示した図である。

本実施の形態では、携帯用情報機器１０としてタブレット型ＰＣを例示する。本発明を適用可能な携帯用情報機器はタブレット型ＰＣ以外であってもよく、例えば、スマートフォン、携帯電話、又は電子手帳等の各種電子機器を例示できる。

図１に示すように、タブレット型ＰＣである携帯用情報機器１０は、筐体１２と、筐体１２の前面に設けられたタッチパネル式の液晶ディスプレイ１４とを備える。

筐体１２は、内部に収容空間を形成した扁平箱状に構成されている。筐体１２は、携帯用情報機器１０の背面から外周側面までを覆う外装カバー１２ａを有する。筐体１２の前面は、液晶ディスプレイ１４を構成するガラス板１４ａによって形成されている。外装カバー１２ａは、金属製の薄板であり、例えばアルミニウムによって形成されている。

筐体１２の内部には、基板１６と、ＣＰＵなどの発熱源としての電子部品である発熱部品１８と、メモリなどの電子部品である非発熱部品３０と、ヒートシンクシート２０とが配置される。

基板１６は、各種電子部品であるＩＣチップ等が実装されている。発熱部品１８は、例えば基板１６に実装されたＣＰＵ等のＩＣチップ、カメラ用のチップ及び部品、又はバッテリ等、携帯用情報機器１０の動作中に発熱する発熱体である。なお、非発熱部品３０は、発熱を許容するが、発熱部品１８に比して発熱の度合いが小さいものである。ヒートシンクシート２０は、発熱部品１８の上部に配置され、発熱部品１８の温度上昇を抑える。

図２に示すように、ヒートシンクシート２０は、発熱部品１８から上部方向に向けて、順次、熱接続ラバー２２、熱伝導シート２１が密着配置される。熱伝導シート２１は、例えば、グラファイトシートである。熱接続ラバー２２は、熱伝導シート２１の発熱部品１８側で発熱部品１８と熱伝導シート２１とを密着接続して熱接続を行う。接着層２５は、発熱部品１８の上面が熱接続ラバー２２に密着する領域に開口穴２６を形成するとともに、熱接続ラバー２２の発熱部品１８側の表面周囲及び熱伝導シート２１の下面全体を覆う。接着層２３は、熱伝導シート２１の上面全体を覆う。したがって、開口穴２６を除き、熱伝導シート２１は、接着層２５、２３によって覆われることになる。

なお、接着層２３の上面には、絶縁用の保護層２４が設けられる。保護層２４は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂である。熱接続ラバー２２は、カーボン系あるいはシリコン系の接着性を有する熱伝導部材である。接着層２５、２３は、両面接着シートである。

ヒートシンクシート２０は、熱伝導シート２１がグラファイトシートのように、グラファイトシートを構成する紛体が剥がれることによって周囲に散乱する部材であっても、接着層２５、２３によってラッピングされるため、紛体の散乱を防止できる。さらに、ヒートシンクシート２０は、発熱部品１８と熱伝導シート２１との間には、熱抵抗となる接着層２５が存在せず、熱伝導率の高い熱接続ラバー２２のみが介在するため、発熱部品１８の熱を熱伝導シート２１側に熱抵抗を小さくした状態で熱接続される。

また、ヒートシンクシート２０は、熱伝導シート２１が熱接続ラバー２２を介して直接、発熱部品１８に接着させるのみでよいため、特許文献１に記載された放熱器等に比して簡易な構成で、薄型化及び軽量化を図ることができる。

さらに、ヒートシンクシート２０は、個々の発熱部品１８に接着すればよいので、設計変更等に容易に対応することができる。図３では、基板１６上に発熱部品１８、非発熱部品３０〜３２が配置されており、発熱部品１８上にヒートシンクシート２０が設けられているが、例えば、非発熱部品３１が発熱部品となった場合、この発熱部品の上部にヒートシンクシート２０を接着配置すればよい。

なお、上述した熱伝導シート２１、接着層２３、２５、保護層２４の厚さは、０．１ｍｍ程度であり、熱接続ラバー２２の厚さは、０．５ｍｍ程度である。

また、熱伝導シート２１をグラファイトシートとした場合、グラファイトシートは、銅の熱伝導率の２〜４倍程度の高い熱伝導率を有する。

図４は、熱伝導シート２１と発熱部品３８との間に接着層２５を介在させた場合と介在させない場合の断面構造を示す図である。図４（ａ）では、熱伝導シート２１と発熱部品３８との間に熱接続ラバー２２と接着層２５とを介在させている。図４（ｂ）では、熱伝導シート２１と発熱部品３８との間に熱接続ラバー２２のみを介在させている。発熱部品３８は、１Ｗの発熱体である。熱伝導シート２１は厚さ０．１ｍｍのグラファイトシートである。熱接続ラバー２２に厚さは０．５ｍｍである。また、接着層２５の厚さは０．１ｍｍである。図４（ａ）及び図４（ｂ）に対する発熱部品３８の温度の実験結果は、図４（ａ）の発熱部品３８の温度が８７．８℃であったのに対し、図４（ｂ）の発熱部品３８の温度は６５．０℃であり、図４（ｂ）の構成の方が、熱伝導シート２１による熱拡散効果が大きく、ヒートシンクシート２０が実用に供するものであることがわかる。

１０ 携帯用情報機器
１２ 筐体
１２ａ 外装カバー
１４ 液晶ディスプレイ
１４ａ ガラス板
１６ 基板
１８、３８ 発熱部品
２０ ヒートシンクシート
２１ 熱伝導シート
２２ 熱接続ラバー
２３、２５ 接着層
２４ 保護層
２６ 開口穴
３０〜３２ 非発熱部品

Claims (6)

1. 熱伝導シートと、
   前記熱伝導シートの発熱部品側で前記発熱部品と前記熱伝導シートとを密着接続して熱接続を行う熱接続ラバーと、
   前記熱接続ラバーの前記発熱部品側に前記発熱部品が密着するための開口穴を形成するとともに前記熱接続ラバーの前記発熱部品側の表面周囲及び前記熱伝導シートの全面を覆う接着層と、
   を備えたことを特徴とするヒートシンクシート。
2. 前記熱伝導シートを覆う、前記発熱部品とは反対側の接着層の表面に保護層を接着したことを特徴とする請求項１に記載のヒートシンクシート。
3. 前記熱伝導シートは、グラファイトシートであることを特徴とする請求項１または２に記載のヒートシンクシート。
4. 前記熱接続ラバーは、カーボン系またはシリコン系の部材であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のヒートシンクシート。
5. 前記接着層は、両面接着シートであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のヒートシンクシート。
6. 請求項１〜５のいずれか一つに記載のヒートシンクシートを基板上の発熱源に密着させたことを特徴とする携帯用情報機器。

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