JP2795626B2 - 放熱機能付き電子部品 - Google Patents
放熱機能付き電子部品Info
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- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、放熱板としてのセ
ラミック板が取り付けられた電子部品に関する。
ラミック板が取り付けられた電子部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、例えばＣＰＵ等のＩＣチップは、
その集積度の向上及び動作の高速化により消費電力が増
大すると共に発熱量も増大し、その放熱対策が大きな問
題となっている。
その集積度の向上及び動作の高速化により消費電力が増
大すると共に発熱量も増大し、その放熱対策が大きな問
題となっている。
【０００３】そこで、本願出願人は、特願平５−３０６
６０７号、同平５−３３８１５１号、同平６−２４６３
９２号において、遠赤外線を放射する物質を利用した放
熱材を提案している。この放熱材は、電子部品の熱エネ
ルギーを遠赤外線に変換して放射することにより、きわ
めて効率よく放熱を行うことができるものである。
６０７号、同平５−３３８１５１号、同平６−２４６３
９２号において、遠赤外線を放射する物質を利用した放
熱材を提案している。この放熱材は、電子部品の熱エネ
ルギーを遠赤外線に変換して放射することにより、きわ
めて効率よく放熱を行うことができるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技
術において、遠赤外線を放射するセラミックによって板
材を成形し、このセラミック板を放熱板として電子部品
に接着して使用することも考えられる。しかしながら、
この場合、セラミックは比較的脆い材料であるので、使
用中にセラミック板が割れてしまうことがある。そし
て、このようにセラミック板が割れてしまうと、セラミ
ックの粉が発生し、電子部品が装着されている基板の回
路の上に落ちて、回路の動作に支障を来す虞がある。
術において、遠赤外線を放射するセラミックによって板
材を成形し、このセラミック板を放熱板として電子部品
に接着して使用することも考えられる。しかしながら、
この場合、セラミックは比較的脆い材料であるので、使
用中にセラミック板が割れてしまうことがある。そし
て、このようにセラミック板が割れてしまうと、セラミ
ックの粉が発生し、電子部品が装着されている基板の回
路の上に落ちて、回路の動作に支障を来す虞がある。
【０００５】そこで、本発明は、放熱材として取り付け
たセラミック板に割れが生じることのない電子部品を提
供することを目的とする。
たセラミック板に割れが生じることのない電子部品を提
供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の請求項１の放熱機能付き電子部品は、遠赤外線を放射
するセラミック板が取り付けられた電子部品であって、
該セラミック板の表面の全部又は一部を樹脂で被覆し
て、該セラミック板に割れが生じることを防止したこと
を特徴とする。また、請求項２に記載の放熱機能付き電
子部品は、請求項１に記載の放熱機能付き電子部品にお
いて、前記セラミック板の上面に凹凸を設けて、該セラ
ミック板の表面積を大きくしたことを特徴とする。ま
た、請求項３に記載の放熱機能付き電子部品は、請求項
１又は２に記載の放熱機能付き電子部品において、前記
セラミック板の上面と下面を樹脂で被覆したことを特徴
とする。また、請求項４に記載の放熱機能付き電子部品
は、請求項１〜３の何れかに記載の放熱機能付き電子部
品において、前記樹脂は、ジメチルシリコーンであるこ
とを特徴とする。
の請求項１の放熱機能付き電子部品は、遠赤外線を放射
するセラミック板が取り付けられた電子部品であって、
該セラミック板の表面の全部又は一部を樹脂で被覆し
て、該セラミック板に割れが生じることを防止したこと
を特徴とする。また、請求項２に記載の放熱機能付き電
子部品は、請求項１に記載の放熱機能付き電子部品にお
いて、前記セラミック板の上面に凹凸を設けて、該セラ
ミック板の表面積を大きくしたことを特徴とする。ま
た、請求項３に記載の放熱機能付き電子部品は、請求項
１又は２に記載の放熱機能付き電子部品において、前記
セラミック板の上面と下面を樹脂で被覆したことを特徴
とする。また、請求項４に記載の放熱機能付き電子部品
は、請求項１〜３の何れかに記載の放熱機能付き電子部
品において、前記樹脂は、ジメチルシリコーンであるこ
とを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態及び発明の効果】前記構成を有する
本発明（請求項１）によれば、セラミック板が樹脂によ
って被覆されて補強されているので、セラミック板の割
れが防止される。よって、使用中にセラミック板が割れ
て粉を出すことがないので、電子部品が装着されている
基板の回路の動作に支障を来す虞がない。ここで、本発
明においては、セラミック板の全表面を樹脂で被覆して
もよいが、角部等のように特に割れ易い部分のみを被覆
しておいてもほぼ同じ効果が得られる。なお、本発明の
セラミック板は、電子部品の熱を、遠赤外線に変換して
外部に放射するものである。よって、セラミック板の表
面全部を樹脂で覆ったとしても、電磁波の一種である遠
赤外線は樹脂を透過するので、放熱を行うのに何等支障
はない。この様な場合に、請求項２に係る放熱機能付き
電子部品の様に、セラミック板の上面に凹凸を設けて、
セラミック板の表面積を大きくして、一層放熱効果を高
める様にしても良い。また、請求項３に係る放熱機能付
き電子部品の様に、セラミック板の上面と下面を樹脂で
被覆するようにしても、セラミック板が樹脂によって補
強されるので、セラミック板の割れが防止できる。そし
て、請求項４に係る放熱機能付き電子部品の様に、樹脂
として、ジメチルシリコーンを使用すると良い。
本発明（請求項１）によれば、セラミック板が樹脂によ
って被覆されて補強されているので、セラミック板の割
れが防止される。よって、使用中にセラミック板が割れ
て粉を出すことがないので、電子部品が装着されている
基板の回路の動作に支障を来す虞がない。ここで、本発
明においては、セラミック板の全表面を樹脂で被覆して
もよいが、角部等のように特に割れ易い部分のみを被覆
しておいてもほぼ同じ効果が得られる。なお、本発明の
セラミック板は、電子部品の熱を、遠赤外線に変換して
外部に放射するものである。よって、セラミック板の表
面全部を樹脂で覆ったとしても、電磁波の一種である遠
赤外線は樹脂を透過するので、放熱を行うのに何等支障
はない。この様な場合に、請求項２に係る放熱機能付き
電子部品の様に、セラミック板の上面に凹凸を設けて、
セラミック板の表面積を大きくして、一層放熱効果を高
める様にしても良い。また、請求項３に係る放熱機能付
き電子部品の様に、セラミック板の上面と下面を樹脂で
被覆するようにしても、セラミック板が樹脂によって補
強されるので、セラミック板の割れが防止できる。そし
て、請求項４に係る放熱機能付き電子部品の様に、樹脂
として、ジメチルシリコーンを使用すると良い。
【０００８】ここで、本発明におけるセラミック板とし
ては、遠赤外線の放射特性が優れているもの、即ち遠赤
外線の放射率（放射率とは、同一条件で比較したその物
質と黒体との放射量の比であり、その値が１に近いほど
熱エネルギーの電磁波への変換効率が良いことになる）
が高いものを用いることが好ましい。
ては、遠赤外線の放射特性が優れているもの、即ち遠赤
外線の放射率（放射率とは、同一条件で比較したその物
質と黒体との放射量の比であり、その値が１に近いほど
熱エネルギーの電磁波への変換効率が良いことになる）
が高いものを用いることが好ましい。
【０００９】そのようなセラミック板の材質としては、
例えば、遠赤外線の放射率が高く、しかも低熱膨張性で
耐熱性のあるセラミックスとして、コージライト（２Ｍ
ｇＯ・２Ａｌ2Ｏ3・５ＳｉＯ2），β−スポジューメン
（ＬｉＯ2・Ａｌ2Ｏ3・４ＳｉＯ2），チタン酸アルミニ
ウム（Ａｌ2Ｏ3・Ｔｉ2Ｏ3）等が好適に用いられる。更
に、全赤外域で放射率の高いセラミックとして、遷移元
素酸化物系セラミックス（１例として、ＭｎＯ2：６０
％，Ｆｅ2Ｏ3：２０％，ＣｕＯ：１０％，ＣｏＯ：１０
％）を用いることもできる。また、麦飯石を用いること
もできる。
例えば、遠赤外線の放射率が高く、しかも低熱膨張性で
耐熱性のあるセラミックスとして、コージライト（２Ｍ
ｇＯ・２Ａｌ2Ｏ3・５ＳｉＯ2），β−スポジューメン
（ＬｉＯ2・Ａｌ2Ｏ3・４ＳｉＯ2），チタン酸アルミニ
ウム（Ａｌ2Ｏ3・Ｔｉ2Ｏ3）等が好適に用いられる。更
に、全赤外域で放射率の高いセラミックとして、遷移元
素酸化物系セラミックス（１例として、ＭｎＯ2：６０
％，Ｆｅ2Ｏ3：２０％，ＣｕＯ：１０％，ＣｏＯ：１０
％）を用いることもできる。また、麦飯石を用いること
もできる。
【００１０】なお、上述のように、セラミックとして
は、遠赤外線の放射特性が優れているものを用いること
が好ましいが、より具体的には、１００℃程度以下の常
温域において遠赤外線の放射率が十分にある常温赤外線
放射セラミックを用いることが好ましい。これは、ＩＣ
チップが１１０℃程度で暴走してしまうのに対し、これ
より低い温度領域で十分な放熱特性を発揮するからであ
る。なお、常温赤外線放射セラミックの中でも、遠赤外
線を黒体レベルに近い程度（即ち、例えば放射率が８０
％以上）発生放射するものがより好ましい。
は、遠赤外線の放射特性が優れているものを用いること
が好ましいが、より具体的には、１００℃程度以下の常
温域において遠赤外線の放射率が十分にある常温赤外線
放射セラミックを用いることが好ましい。これは、ＩＣ
チップが１１０℃程度で暴走してしまうのに対し、これ
より低い温度領域で十分な放熱特性を発揮するからであ
る。なお、常温赤外線放射セラミックの中でも、遠赤外
線を黒体レベルに近い程度（即ち、例えば放射率が８０
％以上）発生放射するものがより好ましい。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。ここで、図１（Ａ）は、本実施例の放熱機能付
き電子部品１０の斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけ
るＡ−Ａ断面図である。
明する。ここで、図１（Ａ）は、本実施例の放熱機能付
き電子部品１０の斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけ
るＡ−Ａ断面図である。
【００１２】本実施例の放熱機能付き電子部品１０は、
電子部品としてのＩＣチップ１２の上面に、セラミック
板１４を樹脂層１６で被覆してなる放熱板１８が接着さ
れたものである。ここで、セラミック板１４は、遠赤外
線の放射率が高いコージライト粉粒体を焼結してなるも
のであり、厚さ１〜２ｍｍ程度の四角い板状に成形され
ている。また、樹脂層１６は、セラミック板１４の割れ
を防止するために設けられたものであり、セラミック板
１４の表面全体を覆っている。
電子部品としてのＩＣチップ１２の上面に、セラミック
板１４を樹脂層１６で被覆してなる放熱板１８が接着さ
れたものである。ここで、セラミック板１４は、遠赤外
線の放射率が高いコージライト粉粒体を焼結してなるも
のであり、厚さ１〜２ｍｍ程度の四角い板状に成形され
ている。また、樹脂層１６は、セラミック板１４の割れ
を防止するために設けられたものであり、セラミック板
１４の表面全体を覆っている。
【００１３】なお、樹脂層１６の材質としては、ＩＣチ
ップ１２からの熱がセラミック板１４に効率よく伝導さ
れるように、熱伝導性に優れたものを用いることが好ま
しい。そのような樹脂としては、例えばジメチルシリコ
ーンを用いることができる。この場合、ジメチルシリコ
ーンにさらに銅粉やアルミ粉あるいはアルミナ粉等を混
合したものを用いてもよい。
ップ１２からの熱がセラミック板１４に効率よく伝導さ
れるように、熱伝導性に優れたものを用いることが好ま
しい。そのような樹脂としては、例えばジメチルシリコ
ーンを用いることができる。この場合、ジメチルシリコ
ーンにさらに銅粉やアルミ粉あるいはアルミナ粉等を混
合したものを用いてもよい。
【００１４】セラミック板としては、ＳｉＯ2 及びＡｌ
2 Ｏ3 を主成分とするものを用いる。例えば、ＳｉＯ2
＝７０ｗｔ％、Ａｌ2 Ｏ3 ＝１５ｗｔ％、Ｆｅ2 Ｏ3 ＝
３．７ｗｔ％、Ｋ2 Ｏ＝３．２ｗｔ％、Ｎａ2 Ｏ＝３ｗ
ｔ％、ＣａＯ＝１．７ｗｔ％、ＭｇＯ＝１．６４ｗｔ
％、ＴｉＯ2 ＝０．４５ｗｔ％、その他の不純物からな
るセラミックを用いる。このセラミックは、実験による
と１４１．１℃にて図６の様な特性を有している。
2 Ｏ3 を主成分とするものを用いる。例えば、ＳｉＯ2
＝７０ｗｔ％、Ａｌ2 Ｏ3 ＝１５ｗｔ％、Ｆｅ2 Ｏ3 ＝
３．７ｗｔ％、Ｋ2 Ｏ＝３．２ｗｔ％、Ｎａ2 Ｏ＝３ｗ
ｔ％、ＣａＯ＝１．７ｗｔ％、ＭｇＯ＝１．６４ｗｔ
％、ＴｉＯ2 ＝０．４５ｗｔ％、その他の不純物からな
るセラミックを用いる。このセラミックは、実験による
と１４１．１℃にて図６の様な特性を有している。
【００１５】また、セラミック板１４を樹脂層１６で被
覆する方法としては、例えば、セラミック板１４を液状
の樹脂の中に浸漬して引き上げ、必要に応じて加熱ある
いは乾燥して、付着した樹脂層を凝固させる方法（いわ
ゆるディッピング被覆）を採用することができる。ま
た、紫外線の照射によって硬化する樹脂を用いて被覆を
行うようにしてもよい。
覆する方法としては、例えば、セラミック板１４を液状
の樹脂の中に浸漬して引き上げ、必要に応じて加熱ある
いは乾燥して、付着した樹脂層を凝固させる方法（いわ
ゆるディッピング被覆）を採用することができる。ま
た、紫外線の照射によって硬化する樹脂を用いて被覆を
行うようにしてもよい。
【００１６】このように構成された放熱機能付き電子部
品１０においては、ＩＣチップ１２から発生する熱によ
って暖められたセラミック板１４が、この熱を遠赤外線
に変換して、放熱板１８の外部に放射する。これによ
り、非常に効率よく放熱を行うことができ、ＩＣチップ
１２の温度上昇を抑制することができる。
品１０においては、ＩＣチップ１２から発生する熱によ
って暖められたセラミック板１４が、この熱を遠赤外線
に変換して、放熱板１８の外部に放射する。これによ
り、非常に効率よく放熱を行うことができ、ＩＣチップ
１２の温度上昇を抑制することができる。
【００１７】そして、特に本実施例においては、セラミ
ック板１４が樹脂層１６で被覆されて補強されているの
で、セラミック板１４に割れが生じることがない。よっ
て、使用中にセラミック板１４が割れて粉を出す虞がな
い。また、仮にセラミック板１４が割れて、セラミック
の粉が出たとしても、セラミック板１４全体が樹脂層１
６によって包まれているので、この粉が、ＩＣチップ１
２が装着されている基板の上に落ちることがない。従っ
て、セラミック板の粉が基板の上に落ちて、回路の動作
に支障を来す虞がない。
ック板１４が樹脂層１６で被覆されて補強されているの
で、セラミック板１４に割れが生じることがない。よっ
て、使用中にセラミック板１４が割れて粉を出す虞がな
い。また、仮にセラミック板１４が割れて、セラミック
の粉が出たとしても、セラミック板１４全体が樹脂層１
６によって包まれているので、この粉が、ＩＣチップ１
２が装着されている基板の上に落ちることがない。従っ
て、セラミック板の粉が基板の上に落ちて、回路の動作
に支障を来す虞がない。
【００１８】なお、例えば図２に示すように、放熱板１
８の上面に凹凸を設けて表面積を大きくすれば、より一
層放熱の効果が高まるので好ましい。以上実施例につい
て説明したが、本発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、以下の変形例１〜３に示すように、種々の態様
で実施し得る。 ［変形例１］図３（Ａ）に示す放熱板２０のように、セ
ラミック板２２の上面と下面のみを樹脂層２４で被覆し
たものでもよい。この場合も、セラミック板２２が樹脂
層２４によって補強されるので、セラミック板２２の割
れが防止される。
８の上面に凹凸を設けて表面積を大きくすれば、より一
層放熱の効果が高まるので好ましい。以上実施例につい
て説明したが、本発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、以下の変形例１〜３に示すように、種々の態様
で実施し得る。 ［変形例１］図３（Ａ）に示す放熱板２０のように、セ
ラミック板２２の上面と下面のみを樹脂層２４で被覆し
たものでもよい。この場合も、セラミック板２２が樹脂
層２４によって補強されるので、セラミック板２２の割
れが防止される。
【００１９】なお、このような放熱板２０は、以下のよ
うな方法によって製造することができる。即ち、図３
（Ｂ）及び図３（Ｃ）（図３（Ｂ）におけるＢ−Ｂ断面
図）に示すように、複数のＶ字状の切り込み２６が格子
状に形成されたセラミック板２８を製造し、このセラミ
ック板２８の表面全体を樹脂で被覆した後、切れ込み２
６に沿ってセラミック板２８を割って、複数の放熱板２
０を得る。このような製造方法によれば、大量生産に適
している。 ［変形例２］図４（Ａ）及び（Ｂ）のＣ−Ｃ断面図に示
す放熱板３０のように、セラミック板３２の内、特に割
れ易い角部３２ａを樹脂層３４で被覆し、セラミック板
３２の上面及び下面に、樹脂層３４で覆われない部分を
残しておいてもよい。この場合、図４（Ｂ）に示すよう
に、セラミック板３２の下面の内、樹脂層３４で覆われ
ていない部分をＩＣチップ３５に直接接着して使用すれ
ば、ＩＣチップ３５の熱がセラミック板３２に速やかに
伝えられる。また、セラミック板３２の上面が樹脂層３
４で覆われていないので、セラミック板３２の内部に熱
がこもりにくい。従って、より一層効率よく放熱を行う
ことができる。しかも、角部３２ａが樹脂層３４で覆わ
れているので、使用中に角部３２ａが割れてセラミック
の粉を出す虞がない。なお、セラミック板３２の内、樹
脂層３４で覆われていない部分に放熱用の孔３６（２点
鎖線で示す）を設ければ、より一層効率よく放熱を行う
ことができるので好ましい。 ［変形例３］図５に示す変形例３は、上記実施例のよう
に放熱板をＩＣチップの上に取り付けるのではなく、放
熱板４０を、電子部品としてのトランス４２と基板４４
との間に挟み、絶縁板としての機能も果たすようにした
ものである。なお、放熱板４０は、図１の実施例と同様
に、セラミック板４６の全面を樹脂層４８で被覆したも
のである。この場合も、上記実施例と同様に、トランス
４２より発生する熱がセラミック板４６に伝えられる
と、セラミック板４６が、この熱を遠赤外線に変換して
外部に放射するので、トランス４２の温度上昇を抑制す
ることができる。しかも、絶縁性のセラミック板４６及
び樹脂層４８によって、トランス４２と基板４４との間
の絶縁が図られることとなる。
うな方法によって製造することができる。即ち、図３
（Ｂ）及び図３（Ｃ）（図３（Ｂ）におけるＢ−Ｂ断面
図）に示すように、複数のＶ字状の切り込み２６が格子
状に形成されたセラミック板２８を製造し、このセラミ
ック板２８の表面全体を樹脂で被覆した後、切れ込み２
６に沿ってセラミック板２８を割って、複数の放熱板２
０を得る。このような製造方法によれば、大量生産に適
している。 ［変形例２］図４（Ａ）及び（Ｂ）のＣ−Ｃ断面図に示
す放熱板３０のように、セラミック板３２の内、特に割
れ易い角部３２ａを樹脂層３４で被覆し、セラミック板
３２の上面及び下面に、樹脂層３４で覆われない部分を
残しておいてもよい。この場合、図４（Ｂ）に示すよう
に、セラミック板３２の下面の内、樹脂層３４で覆われ
ていない部分をＩＣチップ３５に直接接着して使用すれ
ば、ＩＣチップ３５の熱がセラミック板３２に速やかに
伝えられる。また、セラミック板３２の上面が樹脂層３
４で覆われていないので、セラミック板３２の内部に熱
がこもりにくい。従って、より一層効率よく放熱を行う
ことができる。しかも、角部３２ａが樹脂層３４で覆わ
れているので、使用中に角部３２ａが割れてセラミック
の粉を出す虞がない。なお、セラミック板３２の内、樹
脂層３４で覆われていない部分に放熱用の孔３６（２点
鎖線で示す）を設ければ、より一層効率よく放熱を行う
ことができるので好ましい。 ［変形例３］図５に示す変形例３は、上記実施例のよう
に放熱板をＩＣチップの上に取り付けるのではなく、放
熱板４０を、電子部品としてのトランス４２と基板４４
との間に挟み、絶縁板としての機能も果たすようにした
ものである。なお、放熱板４０は、図１の実施例と同様
に、セラミック板４６の全面を樹脂層４８で被覆したも
のである。この場合も、上記実施例と同様に、トランス
４２より発生する熱がセラミック板４６に伝えられる
と、セラミック板４６が、この熱を遠赤外線に変換して
外部に放射するので、トランス４２の温度上昇を抑制す
ることができる。しかも、絶縁性のセラミック板４６及
び樹脂層４８によって、トランス４２と基板４４との間
の絶縁が図られることとなる。
【図１】実施例の放熱機能付き電子部品を示す説明図で
あり、（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ
−Ａ断面図である。
あり、（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ
−Ａ断面図である。
【図２】他の実施例の放熱板を示す断面図である。
【図３】変形例１の放熱板を示す説明図であり、（Ａ）
はその斜視図、（Ｂ）は放熱板の製造に用いられるセラ
ミック板の平面図、（Ｃ）は（Ｂ）におけるＢ−Ｂ断面
図である。
はその斜視図、（Ｂ）は放熱板の製造に用いられるセラ
ミック板の平面図、（Ｃ）は（Ｂ）におけるＢ−Ｂ断面
図である。
【図４】変形例２の放熱板を示す説明図であり、（Ａ）
はその斜視図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＣ−Ｃ断面図で
ある。
はその斜視図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＣ−Ｃ断面図で
ある。
【図５】変形例３の放熱機能付き電子部品を示す側面図
である。
である。
【図６】実施例に用いたセラミックの特性を示すグラフ
である。
である。
１０…放熱機能付き電子部品 １２…ＩＣチップ １４，２２，３２，４６…セラミック板 １６，２４，３４，４８…樹脂層 １８，２０，３０…放熱板 ４２…トランス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 23/34 - 23/473 H05K 7/20
Claims (4)
- 【請求項１】 遠赤外線を放射するセラミック板が取り
付けられた電子部品であって、 前記セラミック板の表面の全部又は一部を樹脂で被覆し
て、該セラミック板に割れが生じることを防止したこと
を特徴とする放熱機能付き電子部品。 - 【請求項２】 請求項１に記載の放熱機能付き電子部品
において、 前記セラミック板の上面に凹凸を設けて、該セラミック
板の表面積を大きくしたことを特徴とする放熱機能付き
電子部品。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の放熱機能付き電
子部品において、 前記セラミック板の上面と下面を樹脂で被覆したことを
特徴とする放熱機能付き電子部品。 - 【請求項４】 請求項１〜３の何れかに記載の放熱機能
付き電子部品において、 前記樹脂は、ジメチルシリコーンであることを特徴とす
る放熱機能付き電子部品。
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