JP3431576B2 - Thermal conductive material - Google Patents

Thermal conductive material

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JP3431576B2 JP2000166175A JP2000166175A JP3431576B2 JP 3431576 B2 JP3431576 B2 JP 3431576B2 JP 2000166175 A JP2000166175 A JP 2000166175A JP 2000166175 A JP2000166175 A JP 2000166175A JP 3431576 B2 JP3431576 B2 JP 3431576B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、熱伝導材の技術分
野に属する。
TECHNICAL FIELD The present invention belongs to the technical field of heat-conducting materials.

【0002】[0002]

【従来の技術】コンピュータのCPUには発生する熱を
効率よく放出するためにヒートシンクが取り付けられて
いる。このヒートシンクとCPUの外面との接触が良好
でないと(ギャップがあると)放熱効率が低下するの
で、熱伝導性の良好なインターフェース材をヒートシン
クとCPUの間に充填してギャップを防いでいた。
2. Description of the Related Art A heat sink is attached to a CPU of a computer in order to efficiently dissipate generated heat. If the contact between the heat sink and the outer surface of the CPU is not good (there is a gap), the heat dissipation efficiency is lowered. Therefore, an interface material having good thermal conductivity is filled between the heat sink and the CPU to prevent the gap.

【0003】このインターフェース材としての熱伝導材
には、樹脂等の母材中にセラミックス等からなる充填材
を分散させたもの、例えば加硫EPDM樹脂とセラミッ
クス粉体を混練してなる熱伝導材あるいはパラフィンと
セラミックス粉体を混練してなる熱伝導材がある。
The heat conductive material as the interface material is a base material such as resin in which a filler such as ceramics is dispersed, for example, a heat conductive material obtained by kneading vulcanized EPDM resin and ceramic powder. Alternatively, there is a heat conductive material obtained by kneading paraffin and ceramic powder.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、板状の熱伝
導基材による伝熱量(Q)については、下記の数式1に
示す関係が成り立つことが知られている。
By the way, it is known that the heat transfer amount (Q) by the plate-shaped heat-conducting base material has the relationship shown in the following mathematical formula 1.

【0005】[0005]

【数1】 Q:伝熱量 λ:熱伝導率[Kcal/mh℃] Q1−Q2:表裏の温度差 x:板厚 F:表面積 T:時間 したがって、熱伝導効率を上げるには(伝熱量Qを大き
くするには)、熱伝導率λのよいものを使うか板厚xを
薄くすればよい。
[Equation 1] Q: Heat transfer amount λ: Thermal conductivity [Kcal / mh ° C.] Q 1 -Q 2 : Temperature difference between front and back x: Plate thickness F: Surface area T: Time Therefore, in order to increase the heat transfer efficiency (heat transfer amount Q should be large. In order to do so, a material having a good thermal conductivity λ may be used or the plate thickness x may be reduced.

【0006】ところで熱伝導率λの向上(すなわち熱伝
導材の改良)には多大な研究を要するのが普通であり、
人的また経済的負担が大きい。また、先人により研究し
尽くされた感もある。これに比べて板厚xを薄くする手
法はどちらかと言えば安易である。しかし、熱伝導基材
の板厚xを薄くすると、例えば剛性が小さくなって取り
扱い難くなるという問題がある。
By the way, a great deal of research is usually required to improve the thermal conductivity λ (that is, to improve the thermal conductive material).
The human and financial burden is large. There is also a feeling that the research was done by the ancestors. Compared to this, the method of reducing the plate thickness x is relatively easy. However, when the plate thickness x of the heat-conducting base material is reduced, for example, the rigidity becomes low, which makes it difficult to handle.

【0007】なお、従来の熱伝導材(例えば加硫EPD
M樹脂とセラミックス粉体を混練してなる熱伝導材)
は、その使用時の温度条件では固形であったので、CP
Uあるいはヒートシンクの形状に追随して変形すること
がなく、例えばCPUの表面との間あるいはヒートシン
クの表面との間に微細な空隙が生じてしまい、十分な熱
伝導効果が得られないという問題もあった。なお、こう
した問題はCPUに限定されるものではなく使用時に発
熱する電子部品に共通の問題である。
A conventional heat conductive material (for example, vulcanized EPD)
Thermal conductive material made by kneading M resin and ceramic powder)
Was solid under the temperature conditions during its use, so CP
There is also a problem that it does not deform following the shape of U or a heat sink, and a minute air gap is generated between the surface of the CPU and the surface of the heat sink, and a sufficient heat conduction effect cannot be obtained. there were. It should be noted that such a problem is not limited to the CPU but is a problem common to electronic components that generate heat during use.

【0008】本発明は熱伝導基材の板厚xを薄くした際
の取り扱いの問題を解決することを目的としている。
An object of the present invention is to solve the problem of handling when the plate thickness x of the heat conductive base material is reduced.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段、発明の実施の形態及び発
明の効果】上記課題を解決するための請求項1記載の熱
伝導材は、融点が30〜70℃の範囲にあり100℃に
おける粘度が70000cP以上である有機材料中に、
全体に対する割合が30〜90重量%の充填剤を分散し
てなり、前記有機材料の融点以上の温度では被装着体の
表面に向けて押圧されると該表面の形状に追随して変形
する性質を持つ厚さが1mm以下の板状の熱伝導基材
と、該熱伝導基材の2面または1面に貼着された保護シ
ートとからなることを特徴とする。
Means for Solving the Problems, Embodiments of the Invention and Effects of the Invention The heat conductive material according to claim 1 for solving the above problems has a melting point in the range of 30 to 70 ° C. and a temperature of 100 ° C.
In an organic material having a viscosity of 70,000 cP or more,
Disperse the filler in a proportion of 30 to 90% by weight relative to the whole.
At a temperature above the melting point of the organic material, a plate-shaped heat-conducting base material having a thickness of 1 mm or less, which has a property of being deformed following the shape of the surface of the mounted body when pressed against the surface of the mounted body. And a protective sheet attached to two or one surface of the heat conductive base material.

【0010】熱伝導基材は、融点が30〜70℃の範囲
にあり100℃における粘度が70000cP以上であ
る有機材料中に、全体に対する割合が30〜90重量%
の充填剤を分散してなり、前記有機材料の融点以上の温
度では被装着体(例えばCPU)の表面に向けて押圧さ
れるとその表面の形状に追随して変形する性質を持ち、
しかも厚さが1mm以下の板状である。要するに熱伝導
基材だけでは例えば平板状に姿勢を保つのが難しいので
あるが、2面または1面に保護シートが貼着されている
から、その保護シートが支持体となって熱伝導基材の過
剰な変形を阻止する。したがって、熱伝導材を例えばC
PUの表面に取り付ける際に取り扱いが簡単となり、作
業性が向上する。
The heat conductive substrate has a melting point in the range of 30 to 70 ° C.
The viscosity at 100 ° C is 70,000 cP or more.
30 to 90% by weight of the whole organic material
Of the filler, and the temperature is higher than the melting point of the organic material.
When it is pressed toward the surface of the mounted object (for example, CPU), it has the property of following the shape of the surface and deforming.
Moreover, it has a plate shape with a thickness of 1 mm or less. In short, it is difficult to maintain the posture in a flat plate shape only with the heat conductive base material, but since the protective sheet is attached to two or one side, the protective sheet serves as a support and the heat conductive base material. Prevent excessive deformation of. Therefore, the heat conductive material is, for example, C
When it is attached to the surface of the PU, it is easy to handle and the workability is improved.

【0011】熱伝導材を電子部品(例えばCPU)とヒ
ートシンクとの間に介装する作業は、例えば次のように
行われる。まず、熱伝導材の1面を露出させた状態とす
る(2面に保護シートが貼着されているなら、1枚を剥
がす。)。この熱伝導基材の1面に保護シートが貼着さ
れた状態で、その熱伝導基材の露出面を電子部品(例え
ばCPU)の目的の面に当接させる。そして、例えば保
護シート側から押圧したり加熱する(熱転写)ことで熱
伝導基材を電子部品の表面に密着させてから保護シート
を剥がす。その保護シートを剥がした面にヒートシンク
を当ててビスなどで電子部品に固定する。
The work of interposing the heat conductive material between the electronic component (for example, CPU) and the heat sink is performed as follows, for example. First, one surface of the heat conductive material is exposed (if the protective sheet is attached to the two surfaces, one is peeled off). With the protective sheet attached to one surface of the heat conductive base material, the exposed surface of the heat conductive base material is brought into contact with the target surface of the electronic component (for example, CPU). Then, for example, the heat conduction base material is brought into close contact with the surface of the electronic component by pressing or heating (thermal transfer) from the side of the protective sheet, and then the protective sheet is peeled off. A heat sink is applied to the surface from which the protective sheet has been peeled off, and fixed to an electronic component with a screw or the like.

【0012】この際にビス等による力(例えば締め付け
力)が、ヒートシンクと電子部品とで熱伝導基材を挟み
付ける力(挟持力)として作用する。熱伝導基材は厚さ
が1mm以下の板状で、有機材料の融点以上の温度では
被装着体(例えばCPU)の表面に向けて押圧されると
その表面の形状に追随して変形する性質を持つので、電
子部品とヒートシンクとで熱伝導基材を挟持すれば、そ
の挟持力=押圧力により電子部品及びヒートシンクの双
方の表面形状に追随して変形する。これにより熱源とな
る電子部品と放熱のためのヒートシンクとの双方に熱伝
導基材が密着する。熱伝導基材と電子部品及びヒートシ
ンクの表面との間に微細な空隙が生じることがないか
ら、十分な熱伝導効果が得られる。
At this time, a force (for example, a tightening force) due to a screw or the like acts as a force (sandwiching force) for sandwiching the heat conductive base material between the heat sink and the electronic component. The heat-conducting substrate has a plate shape with a thickness of 1 mm or less, and at a temperature equal to or higher than the melting point of the organic material, it follows the shape of the surface of the mounted object (for example, CPU) when pressed against the surface. When the heat conductive base material is sandwiched between the electronic component and the heat sink, the sandwiching force = pressing force deforms following the surface shapes of both the electronic component and the heat sink. As a result, the heat-conducting base material is brought into close contact with both the electronic component serving as the heat source and the heat sink for heat dissipation. Since no fine gap is generated between the heat conductive base material and the surfaces of the electronic component and the heat sink, a sufficient heat conductive effect can be obtained.

【0013】熱伝導基材の厚さは1mm以下であれば良
好な熱伝導効率とできるが、これが薄ければ薄いほどよ
いことは言うまでもない。よって、好ましくは0.5m
m以下である。ただし、薄くしすぎると、保護シートが
あっても、また請求項3記載のサポート材があっても、
取付作業時の破断などの可能性が高まる。また、取付作
業時の屈曲などでサポート材が熱伝導基材の表面に露出
するおそれもある。したがって、熱伝導基材の板厚は
0.1mm以上とするのが好ましい。つまり、熱伝導基
材の厚さは0.5mm以下、0.1mm以上とするのが
好ましい。
If the thickness of the heat conducting substrate is 1 mm or less, good heat conducting efficiency can be obtained, but needless to say, the thinner it is, the better. Therefore, preferably 0.5m
m or less. However, if it is made too thin, even if there is a protective sheet or the support material according to claim 3,
The possibility of breakage during mounting work increases. In addition, the support material may be exposed on the surface of the heat conductive base material due to bending during mounting work. Therefore, the plate thickness of the heat conductive base material is preferably 0.1 mm or more. That is, the thickness of the heat conductive base material is preferably 0.5 mm or less and 0.1 mm or more.

【0014】なお、被装着体の表面に向けて押圧される
と該表面の形状に追随して変形する例としては、塑性変
形や弾性変形がある。つまり、そのように変形する性質
としては可塑性や弾性が例示される。また、保護シート
の剛性が高すぎると上述の作業性が悪くなるおそれがあ
るので、ある程度の柔軟性を持つ材料例えば紙やプラス
チックフィルムなどを使用するのが望ましい。
Note that, as an example of being deformed following the shape of the surface of the mounted object when pressed against it, there is plastic deformation or elastic deformation. That is, plasticity and elasticity are exemplified as the property of such deformation. Further, if the rigidity of the protective sheet is too high, the workability described above may be deteriorated, so it is desirable to use a material having a certain degree of flexibility, such as paper or a plastic film.

【0015】請求項2記載の熱伝導材は、請求項1記載
の熱伝導材において、前記保護シートは、前記熱伝導基
材の表面を損なわずに剥離可能であることを特徴とす
る。上述の通り、熱伝導材を電子部品等に装着する際に
は保護シートを取り除く必要があるので、保護シートを
剥がすときに熱伝導基材の表面の一部が保護シート側に
はぎ取られるようなことは好ましくない。したがって、
請求項2記載のように熱伝導基材の表面を損なわずに剥
離可能であることが好ましい。
According to a second aspect of the present invention, in the heat conducting material according to the first aspect, the protective sheet can be peeled off without damaging the surface of the heat conducting base material. As mentioned above, it is necessary to remove the protective sheet when attaching the heat conductive material to electronic parts, so when removing the protective sheet, part of the surface of the heat conductive base material should be peeled off to the protective sheet side. That is not preferable. Therefore,
It is preferable that the heat conductive substrate can be peeled off without damaging the surface thereof.

【0016】そのためには、保護シートとしていわゆる
剥離紙を用いたり、保護シートと熱伝導基材との間に剥
離層を設けておくとよい。請求項3記載の熱伝導材は、
請求項1または2記載の熱伝導材において、全部または
一部が前記熱伝導基材の内部に配されて該熱伝導基材を
支持するサポート材を備えたことを特徴とする。
For that purpose, so-called release paper may be used as the protective sheet, or a release layer may be provided between the protective sheet and the heat conductive base material. The heat conductive material according to claim 3,
The heat conductive material according to claim 1 or 2, further comprising: a support material which is wholly or partially disposed inside the heat conductive base material and supports the heat conductive base material.

【0017】このサポート材は、全部または一部が熱伝
導基材の内部に配されているので、熱伝導基材を内部か
ら支持することができる。このため、保護シートをより
薄くあるいはより柔軟にすることが可能となる。また、
保護シートを剥がした後もサポート材が熱伝導基材を支
持しているので、作業性がより良好になる。
Since all or part of the support material is arranged inside the heat conductive base material, the heat conductive base material can be supported from the inside. Therefore, the protective sheet can be made thinner or more flexible. Also,
Even after the protective sheet is peeled off, the support material supports the heat-conducting base material, so that workability is further improved.

【0018】ただし、熱伝導材の使用時にもサポート材
が熱伝導基材と一体化したままとなるので、サポート材
の熱伝導性が良好でなければならない。そのようなサポ
ート材は、例えば請求項4記載の金属箔にて実現でき
る。特に、金、銀、銅、アルミ等の熱伝導率が高い金属
の箔が好ましい。また、金属箔を使用すれば電磁シール
ド効果も期待できる。なお、サポート材は熱伝導性が良
好であればよいので、金属箔に限定されるわけではな
い。
However, since the support material remains integrated with the heat conductive base material even when the heat conductive material is used, the heat conductivity of the support material must be good. Such a support material can be realized by, for example, the metal foil according to claim 4. In particular, a metal foil having a high thermal conductivity such as gold, silver, copper or aluminum is preferable. Moreover, if a metal foil is used, an electromagnetic shielding effect can be expected. The support material is not limited to the metal foil as long as it has good thermal conductivity.

【0019】金属箔を用いる場合、単なる箔であると、
箔を境にしてその両側の熱伝導基材が分離されるおそれ
があるので、請求項5記載のように金属箔に穴(多数の
穴)を設けておき、金属箔の両側の熱伝導材を穴を介し
て連続させるとよい。穴は物理的な加工(例えばドリル
やレーザ)で設けても化学的な加工によって設けても、
どちらでもよい。また、穴の方向も金属箔の表面に垂直
方向でも表面に対して傾斜する方向でも構わないし、途
中で曲がっていてもよい。ただし、穴の配置に偏りが無
いのが好ましい。
When a metal foil is used, it is simply a foil
Since the heat conductive base material on both sides of the foil may separate from each other, holes (a large number of holes) are provided in the metal foil as described in claim 5, and the heat conductive material on both sides of the metal foil is formed. Should be continuous through the hole. Whether the holes are made by physical processing (for example, drill or laser) or by chemical processing,
either will do. Moreover, the direction of the holes may be perpendicular to the surface of the metal foil, may be inclined with respect to the surface, or may be bent in the middle. However, it is preferable that the arrangement of the holes is not biased.

【0020】本発明の熱伝導材の熱伝導基材は、融点が
30〜70℃かつ100℃における粘度が70000c
P以上の有機材料中に該熱伝導基材の30〜90重量%
の充填剤を分散してなる。
The heat conductive base material of the heat conductive material of the present invention has a melting point of
Viscosity at 30-70 ° C and 100 ° C is 70,000c
30 to 90% by weight of the heat conductive substrate in an organic material of P or more
The filler is dispersed.

【0021】この熱伝導基材の母材となる有機材料とし
ては、オレフィン系樹脂、具体的には酢酸ビニル−エチ
レン共重合体、ポリエチレン、ポリイソブチレン、エチ
レン−エチルアルコール等のオレフィン系樹脂であっ
て、上記の条件(融点が30〜70℃、100℃におけ
る粘度が70000cP以上)を満たすもの、分子量7
000〜50000の未加硫EPDM(未加硫エチレン
−プロピレンゴム)等が例示されるが、上記の融点及び
粘度条件を満たすものなら特に限定なく使用できる。
The organic material which is the base material of the heat conducting base material is an olefin resin, specifically, an olefin resin such as vinyl acetate-ethylene copolymer, polyethylene, polyisobutylene, ethylene-ethyl alcohol. Satisfying the above conditions (melting point: 30 to 70 ° C., viscosity at 100 ° C .: 70,000 cP or more), molecular weight 7
Examples include vulcanized EPDM (unvulcanized ethylene-propylene rubber) of 000 to 50,000, but any vulcanized EPDM (unvulcanized ethylene-propylene rubber) can be used without particular limitation as long as it satisfies the above melting point and viscosity.

【0022】充填材としては、セラミックス、その一種
であるソフトフェライト、金属粉、金属磁性体、炭素繊
維等を使用できる。セラミックスは熱伝導率が高いた
め、熱伝導基材の熱伝導性能を高めることができる。セ
ラミックスの例としては炭化珪素、窒化硼素、アルミ
ナ、水酸化アルミニウム、酸化亜鉛、マグネシア、水酸
化マグネシウム、窒化珪素、窒化アルミニウム等をあげ
ることができる。
As the filler, ceramics, one type thereof, soft ferrite, metal powder, metal magnetic material, carbon fiber and the like can be used. Since ceramics have high thermal conductivity, the thermal conductivity of the thermal conductive substrate can be improved. Examples of ceramics include silicon carbide, boron nitride, alumina, aluminum hydroxide, zinc oxide, magnesia, magnesium hydroxide, silicon nitride, aluminum nitride and the like.

【0023】ソフトフェライトとしてはNi−Zn系フ
ェライト、Mn−Znフェライト等が例示される。ソフ
トフェライトは磁性シールド効果が高いため、これを充
填剤とすることによって、磁性シールド効果の高い熱伝
導基材を実現できる。金属粉の場合、金、銀、銅、アル
ミ等を使用できる。これらの金属粉は、熱伝導率が高い
と同時に電界シールド効果に優れるため、これらを充填
剤とすることによって、熱伝導効果と電界シールド効果
の双方に優れた熱伝導基材を実現できる。
Examples of soft ferrite include Ni-Zn type ferrite and Mn-Zn ferrite. Since soft ferrite has a high magnetic shield effect, a heat conductive base material having a high magnetic shield effect can be realized by using this as a filler. In the case of metal powder, gold, silver, copper, aluminum, etc. can be used. Since these metal powders have high thermal conductivity and are also excellent in the electric field shielding effect, by using them as a filler, it is possible to realize a heat conducting base material excellent in both the heat conducting effect and the electric field shielding effect.

【0024】金属磁性体としては、ケイ素鋼(Fe−S
i)、パーマロイ(Fe−Ni)、センダスト(Fe−
Al−Si)、パーメンジュール(Fe−Co)、Su
S(Fe−Cr)がある。こうした金属磁性体は磁性シ
ールド効果が高いため、これらを充填剤とすることによ
って磁性シールド効果に優れる熱伝導基材を実現でき
る。
As the metal magnetic material, silicon steel (Fe-S
i), permalloy (Fe-Ni), sendust (Fe-
Al-Si), permendur (Fe-Co), Su
There is S (Fe-Cr). Since such a metal magnetic material has a high magnetic shield effect, a heat conductive base material having an excellent magnetic shield effect can be realized by using them as a filler.

【0025】炭素繊維は、PAN系、ピッチ系、VGC
F、グラファイト、カール状等を使用できる。炭素繊維
は熱伝導率が高いと同時に電界シールド効果が高いた
め、これらを熱伝導基材とすることによって、熱伝導効
果と電界シールド効果の双方に優れた熱伝導基材が実現
できる。
Carbon fiber is PAN type, pitch type, VGC
F, graphite, curled, etc. can be used. Since carbon fibers have a high thermal conductivity and a high electric field shielding effect at the same time, by using them as a heat conducting base material, a heat conducting base material excellent in both heat conduction effect and electric field shielding effect can be realized.

【0026】なお、充填材は上に例示したものに限定さ
れるわけではない。また、1種類の充填材を単独で使用
してもよいし、複数種類を混用してもよい。充填剤の構
成単位の形状としては、粒状のもの、フレーク状のも
の、あるいは繊維状のもの等が使用可能である。
The filler is not limited to the ones exemplified above. Further, one kind of filler may be used alone, or a plurality of kinds may be mixed. As the shape of the constituent unit of the filler, a granular shape, a flake shape, a fibrous shape or the like can be used.

【0027】熱伝導基材を構成する有機材料の融点が3
0〜70℃の温度範囲にあるので、この融点以上に加熱
されると有機材料が液化する。ただし、有機材料の10
0℃における粘度が70000cP以上であるから、融
点付近ではそれよりも高粘度である。このため融点以上
となって液化してもきわめて流動しにくい状態である。
また、有機材料中に分散している充填剤が有機材料の過
度の流動化を防止する。したがって、熱伝導基材として
は例えば粘土のような可塑性を呈する。この有機材料が
液化した状態での熱伝導基材の可塑性(流動性)は充填
剤の配合割合によって調整できる。この場合、有機材料
及び充填剤の種類(組合せ)にもよるが、充填材の配合
割合は熱伝導基材の30〜90重量%の範囲にするとよ
い。
The melting point of the organic material constituting the heat conductive substrate is 3
Since it is in the temperature range of 0 to 70 ° C., the organic material is liquefied when heated above the melting point. However, 10 of organic materials
Since the viscosity at 0 ° C. is 70,000 cP or more, the viscosity is higher than that near the melting point. For this reason, even if the temperature exceeds the melting point and liquefies, it is extremely difficult to flow.
In addition, the filler dispersed in the organic material prevents excessive fluidization of the organic material. Therefore, the heat conductive base material exhibits plasticity such as clay. The plasticity (fluidity) of the heat conductive base material in the liquefied state of this organic material can be adjusted by the blending ratio of the filler. In this case, although depending on the types (combinations) of the organic material and the filler, the blending ratio of the filler may be in the range of 30 to 90% by weight of the heat conductive base material.

【0028】このように比較的低温(有機材料の融点以
上)で可塑性を持つので、これを電子部品の表面に接触
させた状態で有機材料の融点以上に加熱し、電子部品の
表面形状に追随して塑性変形させることができ、それに
より電子部品の表面に密着させることができる。その際
に、電子部品とヒートシンクとで熱伝導基材を挟んでお
けば電子部品とヒートシンクとの双方に熱伝導基材を密
着させることができる。
As described above, since it has plasticity at a relatively low temperature (above the melting point of the organic material), it is heated above the melting point of the organic material in contact with the surface of the electronic component to follow the surface shape of the electronic component. It can be plastically deformed, and thereby can be brought into close contact with the surface of the electronic component. At that time, if the heat conductive base material is sandwiched between the electronic component and the heat sink, the heat conductive base material can be brought into close contact with both the electronic component and the heat sink.

【0029】有機材料の融点を高め(70℃に近い温
度)に設定しておけば、熱伝導基材が電子部品の通常の
使用状態で可塑性を持つ可能性は低い。この場合、上記
のようにして電子部品とヒートシンクの間に熱伝導基材
を挟んで可塑化させることで密着させてから電子部品を
使用すればよい。
If the melting point of the organic material is set to be high (a temperature close to 70 ° C.), it is unlikely that the heat conductive base material has plasticity in the normal use state of electronic parts. In this case, the electronic component may be used after the thermal conductive base material is sandwiched between the electronic component and the heat sink as described above to be adhered by being plasticized.

【0030】また有機材料の融点を低め(30℃に近い
温度)に設定しておけば、熱伝導基材が接触する電子部
品からの熱により昇温して可塑性を持つ。そして、電子
部品及びヒートシンクの表面形状に追随して変形し、電
子部品及びヒートシンクに良好に密着する。なお、上述
したとおり粘性が高いから、電子部品の発熱によって流
出する(液だれする)ことはない。
If the melting point of the organic material is set to a low value (a temperature close to 30 ° C.), the temperature is raised by the heat from the electronic component with which the heat conductive base material comes into contact, and the organic material becomes plastic. Then, it deforms following the surface shapes of the electronic component and the heat sink, and adheres well to the electronic component and the heat sink. Since the viscosity is high as described above, it does not flow out (drip) due to heat generation of the electronic component.

【0031】電子部品の発熱の程度と有機材料の融点の
設定とにより上記のような2通りの使用ができるが、ど
ちらにしても熱伝導基材を電子部品及びヒートシンクに
良好に密着させることができる。その結果、熱伝導基材
を介しての熱伝導効率が良好となり、電子部品の熱を良
好に放熱できる。
Two types of use can be made as described above depending on the degree of heat generation of the electronic component and the setting of the melting point of the organic material. In either case, the heat conductive base material can be adhered to the electronic component and the heat sink well. it can. As a result, the heat conduction efficiency through the heat conduction base material becomes good, and the heat of the electronic component can be radiated well.

【0032】また、電子部品及びヒートシンクの表面形
状に忠実に追随して変形するから、ヒートシンクから電
子部品にかかる荷重が均等に分散され、電子部品の一部
に偏った荷重がかることがない。さらに、常温で可塑性
を有する有機材料を用いれば、熱伝導基材を例えば電子
部品の表面にあてがう際に電子部品の表面形状に追随さ
せて塑性変形させることができるから、その後の加熱あ
るいは昇温によって有機材料が液化したときの密着性が
より良好になる。
Further, since the electronic components and the heat sink are deformed by following the surface shapes of the electronic components faithfully, the load applied from the heat sink to the electronic components is evenly distributed, and an uneven load is not applied to a part of the electronic components. Furthermore, if an organic material having plasticity at room temperature is used, it is possible to follow the surface shape of the electronic component and plastically deform it when applying the heat-conducting base material to the surface of the electronic component. This improves the adhesiveness when the organic material is liquefied.

【0033】[0033]

【実施例】(熱伝導基材)以下に示す有機材料と充填材
を2本ロールの混練機を用いて混練した後、成形し、シ
ート状の熱伝導基材(実施例1、2、比較例1、2)を
得た。なお、比較例1は有機材料としての未加硫EPD
Mを単独で成形してシート状としたものである。実施例
1、2及び比較例2の熱伝導基材は、図1に例示するよ
うに有機材料中に充填剤が分散した構造となっている。 〈実施例1〉 未加硫EPDM(有機材料) :100重量部 SiC(充填剤) :230重量部 〈実施例2〉 未加硫EPDM(有機材料) :100重量部 BN(充填剤) :120重量部 〈比較例1〉 未加硫EPDMのみ 〈比較例2〉 パラフィン(分子量1000)(有機材料) :100重量部 Al23(充填剤) :150重量部 これら実施例1、2及び比較例1、2の熱伝導基材の特
性は表1に示す通りである。なお、粘度はB型粘度計を
用いて測定し、熱伝導率は京都電子工業が販売する熱伝
導計QTM−500を用いて測定した。
EXAMPLES (Heat Conductive Substrate) The following organic materials and fillers were kneaded using a two-roll kneader and then molded into a sheet-shaped heat conductive substrate (Examples 1, 2 and Comparative Example). Examples 1 and 2) were obtained. Comparative Example 1 is an unvulcanized EPD as an organic material.
The sheet M is formed by independently molding M. The heat conductive substrates of Examples 1 and 2 and Comparative Example 2 have a structure in which a filler is dispersed in an organic material as illustrated in FIG. <Example 1> Unvulcanized EPDM (organic material): 100 parts by weight SiC (filler): 230 parts by weight <Example 2> Unvulcanized EPDM (organic material): 100 parts by weight BN (filler): 120 Parts by weight <Comparative Example 1> Only unvulcanized EPDM <Comparative Example 2> Paraffin (molecular weight 1000) (organic material): 100 parts by weight Al 2 O 3 (filler): 150 parts by weight These Examples 1, 2 and comparison The properties of the heat conductive base materials of Examples 1 and 2 are as shown in Table 1. The viscosity was measured using a B-type viscometer, and the thermal conductivity was measured using a thermal conductivity meter QTM-500 sold by Kyoto Electronics Manufacturing.

【0034】[0034]

【表1】 ここで、液だれとは、熱伝導基材を電子部品とヒートシ
ンクの間に挟んで使用した際に熱伝導基材が流動化し流
れ出す現象をいう。
[Table 1] Here, dripping refers to a phenomenon in which the heat conductive base material is fluidized and flows out when the heat conductive base material is used by being sandwiched between the electronic component and the heat sink.

【0035】表1から明らかなとおり、実施例1、2の
熱伝導基材は、熱伝導率が高く、有機材料の融点を大幅
に上回る100℃でも液だれを生じていない。一方、比
較例1の場合は100℃で液だれを起こしている。この
ことから充填剤の使用が液だれ防止に有効なことが判
る。また、比較例2の熱伝導基材は、熱伝導率が低く、
100℃で液だれを起こしている。 (熱伝導材)上記実施例1、2の熱伝導基材を使用し
て、図2(a)に示す構造の熱伝導材を製造した。この
熱伝導材10は、実施例1(または実施例2)の熱伝導
基材11、メッシュ銅箔12及び剥離紙13から構成さ
れている。メッシュ銅箔12は、図2(b)に示すよう
に多数の穴(網目)を有するメッシュ状であり、上下の
熱伝導基材11は網目を通して連続している。熱伝導材
10の厚さ(剥離紙13を含む)は1mm以下(本実施
例の場合、上下の熱伝導基材11の合計厚さは約0.5
mm)であり、メッシュ銅箔12の厚さは約30μmで
ある。なお、図2は熱伝導材10の断面構造を模式的に
示すものであり、実際の寸法を反映してはいない。
As is clear from Table 1, the heat-conducting base materials of Examples 1 and 2 have high thermal conductivity and do not drip at 100 ° C., which is significantly higher than the melting point of the organic material. On the other hand, in the case of Comparative Example 1, dripping occurs at 100 ° C. From this, it is understood that the use of the filler is effective in preventing dripping. In addition, the heat conductive base material of Comparative Example 2 has a low heat conductivity,
Dripping occurs at 100 ° C. (Heat Conductive Material) Using the heat conductive base materials of Examples 1 and 2, the heat conductive material having the structure shown in FIG. 2A was manufactured. The heat conductive material 10 is composed of a heat conductive base material 11 of Example 1 (or Example 2), a mesh copper foil 12, and a release paper 13. The mesh copper foil 12 has a mesh shape having a large number of holes (mesh) as shown in FIG. 2 (b), and the upper and lower heat conductive base materials 11 are continuous through the mesh. The thickness of the heat conductive material 10 (including the release paper 13) is 1 mm or less (in this embodiment, the total thickness of the upper and lower heat conductive base materials 11 is about 0.5).
mm), and the thickness of the mesh copper foil 12 is about 30 μm. Note that FIG. 2 schematically shows the cross-sectional structure of the heat conductive material 10, and does not reflect the actual dimensions.

【0036】この熱伝導材10は、メッシュ銅箔12が
電子部品(例えばCPU)の表面に沿う姿勢で電子部品
とヒートシンクとの間に挿入されて使用される。その装
着手順は次のようなものである。まず、熱伝導材10の
図2(a)における上の面(剥離紙13で覆われていな
い面)をCPUの放熱面に当接し、剥離紙13側から押
圧しながら例えば100℃程度に加熱する。すると、熱
伝導基材11が可塑化してCPUの放熱面に密着する
(つまり熱転写する。)。
The heat conductive material 10 is used by inserting the mesh copper foil 12 between the electronic component and the heat sink in a posture along the surface of the electronic component (for example, CPU). The mounting procedure is as follows. First, the upper surface (the surface not covered with the release paper 13) of the heat conductive material 10 in FIG. 2A is brought into contact with the heat radiation surface of the CPU, and is heated from about 100 ° C. while being pressed from the release paper 13 side. To do. Then, the heat conductive base material 11 is plasticized and comes into close contact with the heat radiation surface of the CPU (that is, thermal transfer is performed).

【0037】その後、剥離紙13を剥がし、その剥離紙
13を剥がした面にヒートシンクを当ててビスなどで電
子部品に固定する。このビス等による力(例えば締め付
け力)が、ヒートシンクと電子部品とで熱伝導基材11
を挟み付ける力(挟持力)として作用する。
After that, the release paper 13 is peeled off, a heat sink is applied to the surface from which the release paper 13 is peeled off, and the electronic paper is fixed to the electronic component with screws or the like. A force (for example, a tightening force) due to the screw or the like is applied to the heat conductive base material 11 by the heat sink and the electronic component.
It acts as a force to pinch (clamping force).

【0038】熱伝導基材11は厚さが1mm以下(実施
例では約0.5mm)の板状で、CPUまたはヒートシ
ンクの表面に向けて押圧されるとその表面の形状に追随
して変形する性質を持つので、CPUとヒートシンクと
で熱伝導基材11を挟持すれば、その挟持力=押圧力に
よりCPU及びヒートシンクの双方の表面形状に追随し
て変形する。これにより熱源となるCPUと放熱のため
のヒートシンクとの双方に熱伝導基材11が密着する。
熱伝導基材11とCPU及びヒートシンクの表面との間
に微細な空隙が生じることがないから、十分な熱伝導効
果が得られる。
The heat-conducting base material 11 is a plate having a thickness of 1 mm or less (about 0.5 mm in the embodiment), and when pressed against the surface of the CPU or heat sink, it deforms following the shape of the surface. Because of its nature, if the heat conductive base material 11 is sandwiched between the CPU and the heat sink, the sandwiching force = pressing force deforms following the surface shapes of both the CPU and the heat sink. As a result, the heat conductive base material 11 is brought into close contact with both the CPU as a heat source and the heat sink for heat dissipation.
Since no fine gaps are formed between the heat conductive base material 11 and the surfaces of the CPU and the heat sink, a sufficient heat conductive effect can be obtained.

【0039】また、ヒートシンクを取り付けた後に再度
加熱して熱伝導基材11を可塑化させて、今度はヒート
シンクの表面に密着させてもよい。または、CPUの使
用に伴う発熱で熱伝導基材11が加熱されれば、それに
よって可塑化してCPU及びヒートシンクの表面に密着
する。どちらにしても熱伝導基材11をCPU及びヒー
トシンクに良好に密着させることができる。その結果、
熱伝導基材11を介しての熱伝導効率が良好となり、C
PUの熱を良好に放熱できる。
Alternatively, after the heat sink is attached, the heat conducting base material 11 may be heated again to be plasticized and then closely adhered to the surface of the heat sink. Alternatively, if the heat-conducting base material 11 is heated by the heat generated by the use of the CPU, the heat-conducting base material 11 is plasticized by the heat-conducting base material 11 and adheres to the surfaces of the CPU and the heat sink. In either case, the heat conductive base material 11 can be brought into good contact with the CPU and the heat sink. as a result,
The heat conduction efficiency through the heat conduction base material 11 becomes good, and C
The heat of PU can be radiated well.

【0040】また、CPU及びヒートシンクの表面形状
に忠実に追随して変形するから、ヒートシンクからCP
Uにかかる荷重が均等に分散され、CPUの一部に偏っ
た荷重がかることがない。熱伝導材10の取付作業に当
たっては、保護シートに該当する剥離紙13及びサポー
ト材に該当するメッシュ銅箔12が支持材となって熱伝
導基材11を支持するので、取り扱いやすく、作業性も
良好になる。
Further, since the surface shapes of the CPU and the heat sink are faithfully followed and deformed, the heat sink is changed to CP.
The load applied to U is evenly distributed, and an uneven load is not applied to a part of the CPU. In the attachment work of the heat conductive material 10, the release paper 13 corresponding to the protective sheet and the mesh copper foil 12 corresponding to the support material support the heat conductive base material 11 and support the heat conductive base material 11. Get better

【0041】メッシュ銅箔12は熱伝導性が良いから、
CPUからヒートシンクへの伝導を阻害しない。また、
銅箔12による電磁シールド効果も期待できる。銅箔1
2が熱伝導基材11の内部に配されているので、CPU
またはヒートシンクとの密着性は熱伝導基材11によっ
て確保される。
Since the mesh copper foil 12 has good thermal conductivity,
Does not impede conduction from the CPU to the heat sink. Also,
The electromagnetic shielding effect of the copper foil 12 can be expected. Copper foil 1
2 is arranged inside the heat conductive base material 11, the CPU
Alternatively, the adhesion with the heat sink is secured by the heat conductive base material 11.

【0042】しかも、メッシュの網目にて銅箔12の両
側の熱伝導基材11を連続させているので、熱伝導基材
11が銅箔12から分離するおそれもない。なお、図3
(a)に例示するように、熱伝導基材11の両面に剥離
紙13(または他の保護シート)を張り付けた構造とし
たり、図3(b)、(c)に例示するようにサポート材
を用いない構造とすることもできる。その場合、図3
(b)のように熱伝導基材11の一方の面に剥離紙13
(保護シート)を張り付けた構造としても、図3(c)
のように熱伝導基材11の両方の面に剥離紙13(保護
シート)を張り付けた構造としても、どちらでもよい。
Moreover, since the heat conducting base materials 11 on both sides of the copper foil 12 are continuous with each other in the mesh of the mesh, there is no possibility that the heat conducting base material 11 is separated from the copper foil 12. Note that FIG.
As illustrated in (a), a release paper 13 (or another protective sheet) is attached to both surfaces of the heat conductive base material 11, or a support material as illustrated in FIGS. 3B and 3C. It is also possible to adopt a structure without using. In that case,
As shown in (b), the release paper 13 is provided on one surface of the heat conductive substrate 11.
Even with the structure in which the (protection sheet) is attached, FIG.
As described above, the release paper 13 (protective sheet) may be attached to both surfaces of the heat conductive base material 11, and either structure may be used.

【0043】以上、本発明について説明したが、本発明
は上述の各例に限定されるものではなく、本発明の要旨
を逸脱しない範囲でさまざまに実施できることは言うま
でもない。例えば熱伝導基材の厚さを約0.5mmとし
ているが、これを更に薄くする(例えば0.1mm程度
とする)ことも可能である。この厚さが小さければ小さ
いほど熱伝導効率すなわちCPUなどの電子部品からヒ
ートシンクへの放熱効率が向上する。
Although the present invention has been described above, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-mentioned examples and can be variously implemented without departing from the gist of the present invention. For example, the thickness of the heat conductive base material is about 0.5 mm, but it is possible to make it thinner (for example, about 0.1 mm). The smaller this thickness, the higher the heat transfer efficiency, that is, the heat dissipation efficiency from the electronic component such as the CPU to the heat sink.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 実施例の熱伝導基材の内部構造の模式図であ
る。
FIG. 1 is a schematic diagram of an internal structure of a heat conductive base material of an example.

【図2】 実施例の熱伝導基材を用いた熱伝導材の説明
図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a heat conductive material using the heat conductive base material of the embodiment.

【図3】 実施例の熱伝導基材を用いた他の熱伝導材の
説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of another heat conductive material using the heat conductive base material of the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 熱伝導材 11 熱伝導基材 12 メッシュ銅箔(サポート材) 13 剥離紙(保護シート) 10 Thermal conductive material 11 Heat conductive base material 12 mesh copper foil (support material) 13 Release paper (protective sheet)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 23/34 - 23/473 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 23/34-23/473

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 融点が30〜70℃の範囲にあり100
℃における粘度が70000cP以上である有機材料中
に、全体に対する割合が30〜90重量%の充填剤を分
散してなり、前記有機材料の融点以上の温度では被装着
体の表面に向けて押圧されると該表面の形状に追随して
変形する性質を持つ厚さが1mm以下の板状の熱伝導基
材と、 該熱伝導基材の2面または1面に貼着された保護シート
とからなることを特徴とする熱伝導材。
1. A melting point in the range of 30 to 70 ° C. and 100
In an organic material having a viscosity of 70,000 cP or more at ℃
The filler in a proportion of 30 to 90% by weight based on the total weight.
A plate-like heat conduction layer having a thickness of 1 mm or less, which is dispersed and has a property of being deformed by following the shape of the surface of the mounted body at a temperature higher than the melting point of the organic material when pressed against the surface of the mounted body. A heat conductive material comprising a base material and a protective sheet attached to two or one surface of the heat conductive base material.
【請求項2】 請求項1記載の熱伝導材において、 前記保護シートは、前記熱伝導基材の表面を損なわずに
剥離可能であることを特徴とする熱伝導材。
2. The heat conductive material according to claim 1, wherein the protective sheet is peelable without damaging the surface of the heat conductive base material.
【請求項3】 請求項1または2記載の熱伝導材におい
て、 全部または一部が前記熱伝導基材の内部に配されて該熱
伝導基材を支持するサポート材を備えたことを特徴とす
る熱伝導材。
3. The heat conductive material according to claim 1, further comprising a support material which is wholly or partially disposed inside the heat conductive base material and supports the heat conductive base material. A heat conducting material.
【請求項4】 請求項3記載の熱伝導材において、 前記サポート材は金属箔であることを特徴とする熱伝導
材。
4. The heat conductive material according to claim 3, wherein the support material is a metal foil.
【請求項5】 請求項4記載の熱伝導材において、 前記金属箔には穴が設けられていることを特徴とする熱
伝導材。
5. The heat conductive material according to claim 4, wherein the metal foil is provided with holes.
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