JP2866632B2 - 放熱材 - Google Patents
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- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、部材の放熱材、特
に電子機器の筐体内に配置された発熱性の部品で発生し
た熱の放熱材の改良に関する。
に電子機器の筐体内に配置された発熱性の部品で発生し
た熱の放熱材の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】パーソナルコンピュータや家電製品を始
めとする電子機器には、動作時に発熱してしまう発熱部
品が多数使用されている。特に、ＩＣ等の電子部品は動
作時に発熱する反面、正常に動作させるための使用温度
範囲が設定されている。従って、正常に機能させるため
には、ＩＣで発生した熱を拡散してＩＣの温度を所定温
度以下にする必要がある。また、電子機器は多くの樹脂
部品を使用しているため筐体内部での局部的な加熱は避
けなければならない。局部的加熱の防止は、体感温度の
緩和や樹脂部品で構成される筐体や内部部品の熱変形を
防止するためにも重要視され、様々な放熱装置が提案さ
れている。
めとする電子機器には、動作時に発熱してしまう発熱部
品が多数使用されている。特に、ＩＣ等の電子部品は動
作時に発熱する反面、正常に動作させるための使用温度
範囲が設定されている。従って、正常に機能させるため
には、ＩＣで発生した熱を拡散してＩＣの温度を所定温
度以下にする必要がある。また、電子機器は多くの樹脂
部品を使用しているため筐体内部での局部的な加熱は避
けなければならない。局部的加熱の防止は、体感温度の
緩和や樹脂部品で構成される筐体や内部部品の熱変形を
防止するためにも重要視され、様々な放熱装置が提案さ
れている。
【０００３】放熱装置としては、冷却を主目的とする電
気ファンを用いた強制冷却装置や熱拡散を主目的とする
冷却フィンやヒートシンクを用いた自然冷却装置等が一
般的であるが、電子機器の小型化が盛んに行われている
今日ではシンプルな構造の放熱装置が要望される。特
に、携帯型パーソナルコンピュータ等の各種携帯型機器
では、薄型化や軽量化が要求されるため前述の要望はさ
らに強くなる。そこで、携帯型機器では、例えば、図４
に示すように、回路基板１上に実装配置された発熱する
電子部品２に近接配置した熱拡散シート（ヒートスプレ
ッダシート）３に前記電子部品２で発生した熱を伝熱
し、拡散した後、筐体４を介して外部に放熱する構造が
提案されている。この構造は、熱拡散シート３によって
熱を広範囲に拡散することによって、電子部品２の放熱
・冷却効果を向上させると共に、筐体４の表面が局部的
に加熱されることを防止している。なお、前記熱拡散シ
ート３の材料としては、高熱伝導率の金属薄片、例え
ば、厚さ０．５〜０．７ｍｍ程度のアルミニウム板や銅
板が使用される他、特開平７−１０９１７号公報に記載
されているグラファイト熱伝達体等が使用される。この
グラファイト熱伝達体は、面方向における熱伝導率が高
くかつこれと直交する方向における熱伝導率が低い熱伝
導率の異方性を有するものである。そして、この熱拡散
シート３は回路基板１上の各部品と干渉しないように配
置され、熱の拡散・放熱を行っている。
気ファンを用いた強制冷却装置や熱拡散を主目的とする
冷却フィンやヒートシンクを用いた自然冷却装置等が一
般的であるが、電子機器の小型化が盛んに行われている
今日ではシンプルな構造の放熱装置が要望される。特
に、携帯型パーソナルコンピュータ等の各種携帯型機器
では、薄型化や軽量化が要求されるため前述の要望はさ
らに強くなる。そこで、携帯型機器では、例えば、図４
に示すように、回路基板１上に実装配置された発熱する
電子部品２に近接配置した熱拡散シート（ヒートスプレ
ッダシート）３に前記電子部品２で発生した熱を伝熱
し、拡散した後、筐体４を介して外部に放熱する構造が
提案されている。この構造は、熱拡散シート３によって
熱を広範囲に拡散することによって、電子部品２の放熱
・冷却効果を向上させると共に、筐体４の表面が局部的
に加熱されることを防止している。なお、前記熱拡散シ
ート３の材料としては、高熱伝導率の金属薄片、例え
ば、厚さ０．５〜０．７ｍｍ程度のアルミニウム板や銅
板が使用される他、特開平７−１０９１７号公報に記載
されているグラファイト熱伝達体等が使用される。この
グラファイト熱伝達体は、面方向における熱伝導率が高
くかつこれと直交する方向における熱伝導率が低い熱伝
導率の異方性を有するものである。そして、この熱拡散
シート３は回路基板１上の各部品と干渉しないように配
置され、熱の拡散・放熱を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、熱拡
散シート３の材料としては、熱伝導率の高いアルミニウ
ム（熱伝導率：２３６Ｗ／ｍＫ）や銅（熱伝導率：４０
３Ｗ／ｍＫ）を一般に使用するが、アルミニウムの密度
が２．６９ｇ／ｃｍ3、銅の密度が８．９３ｇ／ｃｍ3の
ように大きいため十分な放熱作用を実現しようとすると
熱拡散シート３が重くなり、携帯型パーソナルコンピュ
ータ等のように少しでも軽量化を行いたい場合には適さ
ないという問題がある。
散シート３の材料としては、熱伝導率の高いアルミニウ
ム（熱伝導率：２３６Ｗ／ｍＫ）や銅（熱伝導率：４０
３Ｗ／ｍＫ）を一般に使用するが、アルミニウムの密度
が２．６９ｇ／ｃｍ3、銅の密度が８．９３ｇ／ｃｍ3の
ように大きいため十分な放熱作用を実現しようとすると
熱拡散シート３が重くなり、携帯型パーソナルコンピュ
ータ等のように少しでも軽量化を行いたい場合には適さ
ないという問題がある。
【０００５】一方、熱拡散シート３の材料としてグラフ
ァイト熱伝達体を使用する場合、当該グラファイト熱伝
達体の密度は、１．００ｇ／ｃｍ3と前記金属に比べて
小さいため、前述した軽量化には対応することができる
が、安定状態で機能するグラファイト熱伝達体の厚みは
現状では０．４ｍｍ程度までしか作成できない。つま
り、放熱能力に限界があり、電子部品２の消費電力が大
きい（発熱量が大きい）場合、放熱材として十分機能し
ないという問題がある。
ァイト熱伝達体を使用する場合、当該グラファイト熱伝
達体の密度は、１．００ｇ／ｃｍ3と前記金属に比べて
小さいため、前述した軽量化には対応することができる
が、安定状態で機能するグラファイト熱伝達体の厚みは
現状では０．４ｍｍ程度までしか作成できない。つま
り、放熱能力に限界があり、電子部品２の消費電力が大
きい（発熱量が大きい）場合、放熱材として十分機能し
ないという問題がある。
【０００６】本発明は上記従来の問題に鑑みなされたも
のであり、その目的は、軽量化、薄型化が可能で、かつ
十分な放熱・冷却能力を有する放熱材を提供することに
ある。
のであり、その目的は、軽量化、薄型化が可能で、かつ
十分な放熱・冷却能力を有する放熱材を提供することに
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、発熱部にて生じた熱の放熱を行う放熱材
であって、面方向に熱拡散を行う拡散放熱部材と、前記
拡散放熱部材の面上の一部と接触し、当該接触面を介し
て一方面側から他方面側に熱伝達を行う熱伝達部材と、
を含み、前記熱伝達部材によって前記拡散放熱部材を積
層接続して、前記拡散放熱部材及び接触する熱伝達部材
により複数の放熱経路を形成して発熱部で生じた熱を複
数の拡散放熱部材に順次拡散伝達するものとする。
に、本発明は、発熱部にて生じた熱の放熱を行う放熱材
であって、面方向に熱拡散を行う拡散放熱部材と、前記
拡散放熱部材の面上の一部と接触し、当該接触面を介し
て一方面側から他方面側に熱伝達を行う熱伝達部材と、
を含み、前記熱伝達部材によって前記拡散放熱部材を積
層接続して、前記拡散放熱部材及び接触する熱伝達部材
により複数の放熱経路を形成して発熱部で生じた熱を複
数の拡散放熱部材に順次拡散伝達するものとする。
【０００８】また、前記目的を達成するために、本発明
は、発熱部に対向配置され、前記発熱部で生じた熱を一
面側から受け取り、面方向に拡散する第１拡散放熱部材
と、前記第１拡散放熱部材の他面側の一部に密着配置さ
れ、第１拡散放熱部材から放出される熱を密着配置され
た接触面を介して一面側から他面側に伝達する熱伝達部
材と、前記熱伝達部材を挟んで前記第１拡散放熱部材に
対向配置され、熱伝達部材の接触面から伝達された熱を
面内方向に拡散する第２拡散放熱部材と、を含み、発熱
部で生じた熱を各拡散放熱部材から拡散放熱するものと
する。
は、発熱部に対向配置され、前記発熱部で生じた熱を一
面側から受け取り、面方向に拡散する第１拡散放熱部材
と、前記第１拡散放熱部材の他面側の一部に密着配置さ
れ、第１拡散放熱部材から放出される熱を密着配置され
た接触面を介して一面側から他面側に伝達する熱伝達部
材と、前記熱伝達部材を挟んで前記第１拡散放熱部材に
対向配置され、熱伝達部材の接触面から伝達された熱を
面内方向に拡散する第２拡散放熱部材と、を含み、発熱
部で生じた熱を各拡散放熱部材から拡散放熱するものと
する。
【０００９】また、前記目的を達成するために、本発明
において、前記拡散放熱部材はグラファイト熱拡散シー
トであり、前記熱伝達部材は高熱伝達性の金属片である
ものとする。
において、前記拡散放熱部材はグラファイト熱拡散シー
トであり、前記熱伝達部材は高熱伝達性の金属片である
ものとする。
【００１０】また、前記目的を達成するために、本発明
において、前記金属片の大きさは放熱部の大きさと同
等、またはそれ以下で形成され、前記発熱部の直下に配
置されるものとする。
において、前記金属片の大きさは放熱部の大きさと同
等、またはそれ以下で形成され、前記発熱部の直下に配
置されるものとする。
【００１１】さらに、前記目的を達成するために、本発
明において、前記拡散放熱部材と前記熱伝達部材との接
触面に熱伝導剤を介在させたものとする。
明において、前記拡散放熱部材と前記熱伝達部材との接
触面に熱伝導剤を介在させたものとする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面を用いて説明する。
を図面を用いて説明する。
【００１３】実施の形態１．図１は実施の形態１の放熱
材の断面概略図であり、例えば携帯型パーソナルコンピ
ュータの筐体内における構造図である。また、図２は、
放熱経路を説明するためのイメージ図である。
材の断面概略図であり、例えば携帯型パーソナルコンピ
ュータの筐体内における構造図である。また、図２は、
放熱経路を説明するためのイメージ図である。
【００１４】回路基板１は、その表面に複数の電子部品
２が実装されている。なお、図１、図２は回路基板１の
片面側にのみ電子部品２が実装されている例である。前
記電子部品２は、動作時に消費電力に応じた熱を生じ
る。そして、前記電子部品２の解放端側（図１では下面
側）に密着するように第１拡散放熱部材として、グラフ
ァイト熱伝達シート（以下、第１グラファイトシートと
いう）５が配置されている。この第１グラファイトシー
ト５は前記電子部品２との接触部および図中上面側から
電子部品２で生じた熱を吸収し、面方向（図中水平方
向）に順次熱伝達していくものである。なお、第１グラ
ファイトシート５は、面方向の熱伝導率が例えば８００
Ｗ／ｍＫであるのに対して、厚み方向（図中垂直方向）
の熱伝導率が５Ｗ／ｍＫのように遥かに小さいという特
性を有する公知の材料である。また、第１グラファイト
シート５の厚みは、０．０２ｍｍ〜０．１ｍｍ程度（前
述したように最大０．４ｍｍ程度）である。また、通
常、グラファイトシートのシートサイズは、Ａ４サイズ
程度まで製造可能であるため、効率的な熱拡散を行うた
めには図示しない筐体内部で他の部品との干渉を考慮し
つつできるだけ大きいサイズのものを使用することが望
ましい。
２が実装されている。なお、図１、図２は回路基板１の
片面側にのみ電子部品２が実装されている例である。前
記電子部品２は、動作時に消費電力に応じた熱を生じ
る。そして、前記電子部品２の解放端側（図１では下面
側）に密着するように第１拡散放熱部材として、グラフ
ァイト熱伝達シート（以下、第１グラファイトシートと
いう）５が配置されている。この第１グラファイトシー
ト５は前記電子部品２との接触部および図中上面側から
電子部品２で生じた熱を吸収し、面方向（図中水平方
向）に順次熱伝達していくものである。なお、第１グラ
ファイトシート５は、面方向の熱伝導率が例えば８００
Ｗ／ｍＫであるのに対して、厚み方向（図中垂直方向）
の熱伝導率が５Ｗ／ｍＫのように遥かに小さいという特
性を有する公知の材料である。また、第１グラファイト
シート５の厚みは、０．０２ｍｍ〜０．１ｍｍ程度（前
述したように最大０．４ｍｍ程度）である。また、通
常、グラファイトシートのシートサイズは、Ａ４サイズ
程度まで製造可能であるため、効率的な熱拡散を行うた
めには図示しない筐体内部で他の部品との干渉を考慮し
つつできるだけ大きいサイズのものを使用することが望
ましい。
【００１５】さらに、前記第１グラファイトシート５の
裏面側、すなわち前記電子部品２と接触しない面側には
熱伝達部材として、小形金属片６が密着配置され、さら
に、当該小形金属片６の下面側には、前記第１グラファ
イトシート５と同様な構成を有する第２グラファイトシ
ート７が前記小形金属片６に対して密着配置されてい
る。すなわち、小形金属片６が第１、第２グラファイト
シート５，７の一部分と接触しつつ両者を接続するサン
ドイッチ構造を形成すると共に、前記第１、第２グラフ
ァイトシート５，７間に所定の空間を形成している。
裏面側、すなわち前記電子部品２と接触しない面側には
熱伝達部材として、小形金属片６が密着配置され、さら
に、当該小形金属片６の下面側には、前記第１グラファ
イトシート５と同様な構成を有する第２グラファイトシ
ート７が前記小形金属片６に対して密着配置されてい
る。すなわち、小形金属片６が第１、第２グラファイト
シート５，７の一部分と接触しつつ両者を接続するサン
ドイッチ構造を形成すると共に、前記第１、第２グラフ
ァイトシート５，７間に所定の空間を形成している。
【００１６】前記小形金属片６は、例えばアルミニウム
（熱伝導率：２３６Ｗ／ｍＫ）や銅（熱伝導率：４０３
Ｗ／ｍＫ）等の高熱伝導率を有する材料で形成され、そ
の大きさは、第１グラファイトシート５と第２グラファ
イトシート７との間隔を維持できればよい。また、前記
小形金属片６の厚みは任意であるが、後述するように、
放熱効率向上のために第１グラファイトシート５と第２
グラファイトシート７との間に所定の空間を形成するた
めに、５ｍｍ程度にすることが望ましい。さらに、小形
金属片６の配置位置は、任意であるが電子部品２で生じ
た熱を効率的に第２グラファイトシート７に伝達拡散さ
せるために、前記小形金属片６を発熱源である電子部品
２の直下に配置することが望ましい。
（熱伝導率：２３６Ｗ／ｍＫ）や銅（熱伝導率：４０３
Ｗ／ｍＫ）等の高熱伝導率を有する材料で形成され、そ
の大きさは、第１グラファイトシート５と第２グラファ
イトシート７との間隔を維持できればよい。また、前記
小形金属片６の厚みは任意であるが、後述するように、
放熱効率向上のために第１グラファイトシート５と第２
グラファイトシート７との間に所定の空間を形成するた
めに、５ｍｍ程度にすることが望ましい。さらに、小形
金属片６の配置位置は、任意であるが電子部品２で生じ
た熱を効率的に第２グラファイトシート７に伝達拡散さ
せるために、前記小形金属片６を発熱源である電子部品
２の直下に配置することが望ましい。
【００１７】また、前記電子部品２と第１グラファイト
シート５との接触面、第１グラファイトシート５と小形
金属片６との接触面、小形金属片６と第２グラファイト
シート７との接触面には、それぞれ、熱伝導性接着剤
（例えば、シリコーン系接着剤）や熱伝導性グリス等の
熱伝達剤８を塗布することが望ましい。この熱伝達剤８
を塗布することによって部材間の接触抵抗を小さくする
ことが可能になり後述する熱伝達を効率よく行うことが
できる。
シート５との接触面、第１グラファイトシート５と小形
金属片６との接触面、小形金属片６と第２グラファイト
シート７との接触面には、それぞれ、熱伝導性接着剤
（例えば、シリコーン系接着剤）や熱伝導性グリス等の
熱伝達剤８を塗布することが望ましい。この熱伝達剤８
を塗布することによって部材間の接触抵抗を小さくする
ことが可能になり後述する熱伝達を効率よく行うことが
できる。
【００１８】続いて、図２のイメージ図を用いて電子部
品２で生じた熱の拡散および伝達の経路について説明す
る。電子部品２で生じた熱は、まず、回路基板１および
第１グラファイトシート５に伝達される。熱は回路基板
１内部を順次伝達し、その表面から放熱されるが、回路
基板１に比べて第１グラファイトシート５の方が遥かに
熱伝導率が大きいため電子部品２で生じた熱の大部分は
第１グラファイトシート５に伝達していく。前述したよ
うに、第１グラファイトシート５は面方向の熱伝達率が
８００Ｗ／ｍＫと高いため、熱は急速に面内を拡散す
る。
品２で生じた熱の拡散および伝達の経路について説明す
る。電子部品２で生じた熱は、まず、回路基板１および
第１グラファイトシート５に伝達される。熱は回路基板
１内部を順次伝達し、その表面から放熱されるが、回路
基板１に比べて第１グラファイトシート５の方が遥かに
熱伝導率が大きいため電子部品２で生じた熱の大部分は
第１グラファイトシート５に伝達していく。前述したよ
うに、第１グラファイトシート５は面方向の熱伝達率が
８００Ｗ／ｍＫと高いため、熱は急速に面内を拡散す
る。
【００１９】さらに、前記電子部品２で生じた熱は第１
グラファイトシート５を介して小形金属片６に伝達して
いく。第１グラファイトシート５において、発熱源であ
る電子部品２との接触部分が最も加熱されるため、電子
部品２の直下位置に小形金属片６を配置することよっ
て、電子部品２からの熱は第１グラファイトシート５を
介して小形金属片６に伝達される。前述したように小形
金属片６はアルミニウムや銅等の高熱伝導率の材料で形
成されているため、伝達してきた熱は、そのまま低温側
である第２グラファイトシート７に伝達される。つま
り、小形金属片６は、第１グラファイトシート５と第２
グラファイトシート７の熱に関するバイパスとして機能
する。第２グラファイトシート７に伝達された熱は、第
１グラファイトシート５の時と同様に面方向に順次拡散
していく。
グラファイトシート５を介して小形金属片６に伝達して
いく。第１グラファイトシート５において、発熱源であ
る電子部品２との接触部分が最も加熱されるため、電子
部品２の直下位置に小形金属片６を配置することよっ
て、電子部品２からの熱は第１グラファイトシート５を
介して小形金属片６に伝達される。前述したように小形
金属片６はアルミニウムや銅等の高熱伝導率の材料で形
成されているため、伝達してきた熱は、そのまま低温側
である第２グラファイトシート７に伝達される。つま
り、小形金属片６は、第１グラファイトシート５と第２
グラファイトシート７の熱に関するバイパスとして機能
する。第２グラファイトシート７に伝達された熱は、第
１グラファイトシート５の時と同様に面方向に順次拡散
していく。
【００２０】このように小形金属片でグラファイトシー
トを接続することによって、複数の放熱経路が形成さ
れ、電子部品２で生じた熱が当該電子部品２に蓄積され
ることなく広範囲に伝達拡散させることが可能になると
共に、小形金属片６は第１、第２グラファイトシート
５，７の一部としか接触しないため第１、第２グラファ
イトシート５，７の間には空気層が形成され、空気との
接触面が増加し空冷効果を向上することができる。ま
た、密度の小さいグラファイトシートと体積の小さな小
形金属で放熱材を形成するので、当該放熱材の軽量化が
可能にある。さらに、放熱材は層構造で形成されるため
放熱材全体の薄型化も行うことができる。
トを接続することによって、複数の放熱経路が形成さ
れ、電子部品２で生じた熱が当該電子部品２に蓄積され
ることなく広範囲に伝達拡散させることが可能になると
共に、小形金属片６は第１、第２グラファイトシート
５，７の一部としか接触しないため第１、第２グラファ
イトシート５，７の間には空気層が形成され、空気との
接触面が増加し空冷効果を向上することができる。ま
た、密度の小さいグラファイトシートと体積の小さな小
形金属で放熱材を形成するので、当該放熱材の軽量化が
可能にある。さらに、放熱材は層構造で形成されるため
放熱材全体の薄型化も行うことができる。
【００２１】実施の形態２．図３には、他の放熱材が示
されている。図３の例の場合、基本構成は図１に示す例
と同じであるが、小形金属片６が電子部品２と同じ大き
さに形成されている。前述したように携帯型機器におい
ては軽量化が重要視されているため、重量部品は極力小
型化することが望ましい。前記小形金属片６の機能は、
第１グラファイトシート５に伝達された熱を第２グラフ
ァイトシート７に伝達することと、両者の間隔を所定量
に維持することである。ところで、第２グラファイトシ
ート７の熱伝導率は小形金属片６より遥かに大きいの
で、熱は小形金属片６の内部に蓄積されることなく順次
第２グラファイトシート７に伝達されていく。従って、
小形金属片６は、電子部品２と同じ大きさまたは、それ
以下の大きさに形成しておけば、前述した２つの機能は
十分に果たすことが可能となる。また、小形金属片６の
内部に熱蓄積が発生することを防止するためにも小形金
属片６は小さくすることが望ましい。
されている。図３の例の場合、基本構成は図１に示す例
と同じであるが、小形金属片６が電子部品２と同じ大き
さに形成されている。前述したように携帯型機器におい
ては軽量化が重要視されているため、重量部品は極力小
型化することが望ましい。前記小形金属片６の機能は、
第１グラファイトシート５に伝達された熱を第２グラフ
ァイトシート７に伝達することと、両者の間隔を所定量
に維持することである。ところで、第２グラファイトシ
ート７の熱伝導率は小形金属片６より遥かに大きいの
で、熱は小形金属片６の内部に蓄積されることなく順次
第２グラファイトシート７に伝達されていく。従って、
小形金属片６は、電子部品２と同じ大きさまたは、それ
以下の大きさに形成しておけば、前述した２つの機能は
十分に果たすことが可能となる。また、小形金属片６の
内部に熱蓄積が発生することを防止するためにも小形金
属片６は小さくすることが望ましい。
【００２２】上述した実施の形態において、第１グラフ
ァイトシート５の温度は、熱の伝達・拡散効果によって
電子部品２の接触部から遠ざかるほど低くなる。また、
熱は高温部から低温部に伝達していくので、小形金属の
配置位置を高温部中心にすることによって熱伝達を最も
効率的に行うことができる。
ァイトシート５の温度は、熱の伝達・拡散効果によって
電子部品２の接触部から遠ざかるほど低くなる。また、
熱は高温部から低温部に伝達していくので、小形金属の
配置位置を高温部中心にすることによって熱伝達を最も
効率的に行うことができる。
【００２３】また、前記第１、第２グラファイトシート
５，７は前述したようにある程度の広がりを有している
と共に、小形金属片６によって所定間隔隔てて配置され
ているため、空気との接触面積を大量に確保することが
できると共に、第１、第２グラファイトシート５，７は
熱伝達中心（電子部品２や小形金属片６との接触位置）
から水平方向に急速に熱伝達が進み、中心から遠ざかる
程温度が下がる。従って、小形金属片６で接続したサン
ドイッチ構造にて効率的な放熱及び冷却を行うことがで
きる。
５，７は前述したようにある程度の広がりを有している
と共に、小形金属片６によって所定間隔隔てて配置され
ているため、空気との接触面積を大量に確保することが
できると共に、第１、第２グラファイトシート５，７は
熱伝達中心（電子部品２や小形金属片６との接触位置）
から水平方向に急速に熱伝達が進み、中心から遠ざかる
程温度が下がる。従って、小形金属片６で接続したサン
ドイッチ構造にて効率的な放熱及び冷却を行うことがで
きる。
【００２４】ところで、前記電子部品２の回路基板１か
らの突出高さは電子部品毎に異なることが一般的であ
り、第１グラファイトシート５との密着性を維持できな
い場合や放熱材全体がゆがんで、筐体に対して組み付け
安定性の悪いものになってしまう場合がある。この場
合、第１グラファイトシート５に接触させる小形金属片
６の厚みを電子部品２に応じて変化させことによって、
前記第１グラファイトシート５を電子部品２に密着させ
ることができると共に、第２グラファイトシート７を平
面化することができる。
らの突出高さは電子部品毎に異なることが一般的であ
り、第１グラファイトシート５との密着性を維持できな
い場合や放熱材全体がゆがんで、筐体に対して組み付け
安定性の悪いものになってしまう場合がある。この場
合、第１グラファイトシート５に接触させる小形金属片
６の厚みを電子部品２に応じて変化させことによって、
前記第１グラファイトシート５を電子部品２に密着させ
ることができると共に、第２グラファイトシート７を平
面化することができる。
【００２５】なお、上述した各実施の形態では、第１、
第２グラファイトシート５，７及び小形金属片６を使用
した３層構造の放熱材を説明したが、必要とする放熱能
力に応じて、５層、７層それ以上（最上層及び最下層は
グラファイトシート）にしても同様な効果を得ることが
できる。
第２グラファイトシート５，７及び小形金属片６を使用
した３層構造の放熱材を説明したが、必要とする放熱能
力に応じて、５層、７層それ以上（最上層及び最下層は
グラファイトシート）にしても同様な効果を得ることが
できる。
【００２６】また、上述した実施の形態の場合、最下層
（図１、図３では電子部品から最も遠い第２グラファイ
トシート）は電子機器の筐体内面や他の部材に接触する
ことになるが、第１グラファイトシート、第２グラファ
イトシートによって十分に熱が拡散されているため第２
グラファイトシートの筐体（他の部材）接触面側の熱分
布密度は低く、筐体や部材を部分的に集中加熱すること
がなくなる。また、筐体内部の換気冷却を行う換気口や
換気装置を備えている電子機器の場合、最下層（例え
ば、第２グラファイトシート）は筐体内面や他の部材と
非接触に維持することが望ましい。この場合も熱は十分
に拡散しているため効率的な冷却を行うことができる。
（図１、図３では電子部品から最も遠い第２グラファイ
トシート）は電子機器の筐体内面や他の部材に接触する
ことになるが、第１グラファイトシート、第２グラファ
イトシートによって十分に熱が拡散されているため第２
グラファイトシートの筐体（他の部材）接触面側の熱分
布密度は低く、筐体や部材を部分的に集中加熱すること
がなくなる。また、筐体内部の換気冷却を行う換気口や
換気装置を備えている電子機器の場合、最下層（例え
ば、第２グラファイトシート）は筐体内面や他の部材と
非接触に維持することが望ましい。この場合も熱は十分
に拡散しているため効率的な冷却を行うことができる。
【００２７】なお、上述した実施の形態においては、熱
伝達部材としてアルミニウムや銅等の金属を使用する例
を説明したが、図中垂直方向の熱伝導率が高い材料であ
れば任意であり、樹脂や他の材質のものでもよい（例え
ば小型のヒートパイプ）。なお、この場合、熱伝導率が
同じであれば、その密度が小さいほど熱伝達部材として
は適している。
伝達部材としてアルミニウムや銅等の金属を使用する例
を説明したが、図中垂直方向の熱伝導率が高い材料であ
れば任意であり、樹脂や他の材質のものでもよい（例え
ば小型のヒートパイプ）。なお、この場合、熱伝導率が
同じであれば、その密度が小さいほど熱伝達部材として
は適している。
【００２８】また、本実施の形態では、発熱源として電
子部品を例にとって説明しているが、駆動系の部品、例
えば、モータや摺動部材等の表面温度を拡散冷却したい
場合に本実施の形態の放熱材を適用しても同様な効果を
得ることができる。
子部品を例にとって説明しているが、駆動系の部品、例
えば、モータや摺動部材等の表面温度を拡散冷却したい
場合に本実施の形態の放熱材を適用しても同様な効果を
得ることができる。
【００２９】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、面方
向に熱拡散を行う拡散放熱部材の一部が接触面を介して
熱伝達を行う熱伝達部材によって接続され、所定間隔を
有する積層構造を形成しているので、複数の熱伝達経路
が形成され、効率的な熱伝達及び熱拡散を行うことがで
きる。また、拡散放熱部材は一部で熱伝達部材と接触し
ているのみで積層され、拡散放熱部材間に空気層を形成
しているので放熱を効率的に行うことができる。
向に熱拡散を行う拡散放熱部材の一部が接触面を介して
熱伝達を行う熱伝達部材によって接続され、所定間隔を
有する積層構造を形成しているので、複数の熱伝達経路
が形成され、効率的な熱伝達及び熱拡散を行うことがで
きる。また、拡散放熱部材は一部で熱伝達部材と接触し
ているのみで積層され、拡散放熱部材間に空気層を形成
しているので放熱を効率的に行うことができる。
【００３０】また、この発明によれば、密着配置された
接触面を介して熱伝達を行う熱伝達部材によって第２拡
散放熱部材に効率的に熱伝達が行われ、熱拡散が効率的
に行われる。また、熱伝達部材は拡散放熱部材の一部を
接続する程度の大きさなので放熱材の軽量化を行うこと
ができる。
接触面を介して熱伝達を行う熱伝達部材によって第２拡
散放熱部材に効率的に熱伝達が行われ、熱拡散が効率的
に行われる。また、熱伝達部材は拡散放熱部材の一部を
接続する程度の大きさなので放熱材の軽量化を行うこと
ができる。
【００３１】また、この発明によれば、拡散熱伝達部材
が密度の小さいグラファイト熱拡散シートで形成されて
いるので、放熱材の軽量化を行うことができる。また、
熱伝達部材が高熱伝導率の金属片で形成されるが、前記
グラファイト熱拡散シートの一部を接続する小形形状を
呈しているので放熱材の重量化に影響することがない。
が密度の小さいグラファイト熱拡散シートで形成されて
いるので、放熱材の軽量化を行うことができる。また、
熱伝達部材が高熱伝導率の金属片で形成されるが、前記
グラファイト熱拡散シートの一部を接続する小形形状を
呈しているので放熱材の重量化に影響することがない。
【００３２】また、この発明によれば、熱伝達部材の金
属片の大きさが発熱部の大きさと同等またはそれ以下に
形成されているので、放熱材の軽量化を行うことができ
る。また、金属片が発熱部の直下位置に配置されている
ので、発生している熱を効率的に低温側に伝達し、熱拡
散効率を向上することができる。
属片の大きさが発熱部の大きさと同等またはそれ以下に
形成されているので、放熱材の軽量化を行うことができ
る。また、金属片が発熱部の直下位置に配置されている
ので、発生している熱を効率的に低温側に伝達し、熱拡
散効率を向上することができる。
【００３３】さらに、この発明によれば、拡散放熱部材
と熱伝達部材との接触面に熱伝達材を介在させることに
よって、接触抵抗が低減され、両者間の熱伝達を良好に
行うことが可能になり、熱拡散性を向上することができ
る。
と熱伝達部材との接触面に熱伝達材を介在させることに
よって、接触抵抗が低減され、両者間の熱伝達を良好に
行うことが可能になり、熱拡散性を向上することができ
る。
【図１】 本発明に係る実施の形態１の放熱材を説明す
る断面図である。
る断面図である。
【図２】 本発明に係る実施の形態１の放熱材の熱伝達
経路を説明するイメージ図である。
経路を説明するイメージ図である。
【図３】 本発明に係る実施の形態２の放熱材を説明す
る断面図である。
る断面図である。
【図４】 従来の放熱材を説明する断面図である。
１ 回路基板、２ 電子部品、５ 第１グラファイトシ
ート、６ 小形金属片、７ 第２グラファイトシート、
８ 熱伝導剤。
ート、６ 小形金属片、７ 第２グラファイトシート、
８ 熱伝導剤。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05K 7/20
Claims (5)
- 【請求項１】 発熱部にて生じた熱の放熱を行う放熱材
であって、 面方向に熱拡散を行う拡散放熱部材と、前記拡散放熱部
材の面上の一部と接触し、当該接触面を介して一方面側
から他方面側に熱伝達を行う熱伝達部材と、を含み、前
記熱伝達部材によって前記拡散放熱部材を積層接続し
て、前記拡散放熱部材及び接触する熱伝達部材により複
数の放熱経路を形成して発熱部で生じた熱を複数の拡散
放熱部材に順次拡散伝達することを特徴とする放熱材。 - 【請求項２】 発熱部に対向配置され、前記発熱部で生
じた熱を一面側から受け取り、面方向に拡散する第１拡
散放熱部材と、 前記第１拡散放熱部材の他面側の一部に密着配置され、
第１拡散放熱部材から放出される熱を密着配置された接
触面を介して一面側から他面側に伝達する熱伝達部材
と、 前記熱伝達部材を挟んで前記第１拡散放熱部材に対向配
置され、熱伝達部材の接触面から伝達された熱を面内方
向に拡散する第２拡散放熱部材と、 を含み、 発熱部で生じた熱を各拡散放熱部材から拡散放熱するこ
とを特徴とする放熱材。 - 【請求項３】 前記拡散放熱部材はグラファイト熱拡散
シートであり、前記熱伝達部材は高熱伝達性の金属片で
あることを特徴とする請求項１または請求項２記載の放
熱材。 - 【請求項４】 前記金属片の大きさは放熱部の大きさと
同等、またはそれ以下で形成され、前記発熱部の直下に
配置されることを特徴とする請求項３記載の放熱材。 - 【請求項５】 前記拡散放熱部材と前記熱伝達部材との
接触面に熱伝導剤を介在させたことを特徴とする請求項
１〜請求項４のいずれかに記載の放熱材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9062774A JP2866632B2 (ja) | 1997-03-17 | 1997-03-17 | 放熱材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9062774A JP2866632B2 (ja) | 1997-03-17 | 1997-03-17 | 放熱材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10256764A JPH10256764A (ja) | 1998-09-25 |
| JP2866632B2 true JP2866632B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=13210067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9062774A Expired - Fee Related JP2866632B2 (ja) | 1997-03-17 | 1997-03-17 | 放熱材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2866632B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
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|---|---|---|---|---|
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| US6570086B1 (en) | 2000-06-06 | 2003-05-27 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Cooling structure of communication device |
| US6749010B2 (en) * | 2002-06-28 | 2004-06-15 | Advanced Energy Technology Inc. | Composite heat sink with metal base and graphite fins |
| JP3803099B2 (ja) | 2002-12-17 | 2006-08-02 | 山一電機株式会社 | 半導体装置用ソケット |
| JP4155167B2 (ja) * | 2003-11-17 | 2008-09-24 | ソニー株式会社 | 熱伝導体 |
| JP4073439B2 (ja) | 2004-04-16 | 2008-04-09 | 山一電機株式会社 | 半導体装置用ソケット |
| JP4312685B2 (ja) | 2004-08-31 | 2009-08-12 | 山一電機株式会社 | 半導体装置の着脱方法、それが用いられる半導体装置の着脱装置、および半導体装置用ソケット |
| JP4471941B2 (ja) | 2005-03-10 | 2010-06-02 | 山一電機株式会社 | 半導体装置用ソケット |
| JP5196327B2 (ja) | 2008-12-22 | 2013-05-15 | 山一電機株式会社 | 半導体装置用ソケット |
| JP5735594B2 (ja) * | 2009-04-16 | 2015-06-17 | モレックス インコーポレイテドＭｏｌｅｘ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 冷却装置 |
| DE102010002000A1 (de) * | 2010-02-16 | 2011-09-08 | Sgl Carbon Se | Wärmeableiter und elektrischer Energiespeicher |
| JP6245229B2 (ja) * | 2015-07-24 | 2017-12-13 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体装置と半導体装置の製造方法 |
-
1997
- 1997-03-17 JP JP9062774A patent/JP2866632B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH10256764A (ja) | 1998-09-25 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |