JP3492656B2 - 熱伝導シートの製造方法 - Google Patents

熱伝導シートの製造方法

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は熱伝導性シートに関
し、特にプリント板に実装された集積回路などの発熱部
品の発熱を放熱器を用いて放熱する際に発熱部品と放熱
器との間を熱的に結合するために用いる熱伝導性シート
に関する。
【0002】
【従来の技術】集積回路などの発熱部品の発熱を放熱器
を用いて放熱する方式では、集積回路と放熱器とを直接
接触させると、表面の凹凸のため接触面積が減少して熱
伝導性が悪くなるため、この熱伝導性を良好にするため
に凹凸を吸収して密着性を高め、かつ熱伝導の良好な熱
伝導性シートを集積回路と放熱器との間に介在させてい
る。しかし、熱伝導性シートは柔軟性が劣ると熱膨張に
より、集積回路と基板との間に応力が集中し、破損の恐
れがある。また、各集積回路に放熱器を取り付けると、
余力なスペースが必要になり機器の小型化が難しくなる
ので、いくつかの集積回路を1つの放熱器と組み合わせ
る方式がとられる。このとき、集積回路ごとの高さが異
なるとこの高低差の隙間を埋められる熱伝導性シートが
必要になる。
【0003】即ち、この種の熱伝導性シートは、熱伝導
が良好であると同時に柔軟性が求められる。この要求を
実現するものとして、特公平2−166755号公報に
は、シリコーン樹脂のゲルに金属酸化物等の熱伝導性材
料を混入したものをシート状に成形した伝熱シートの片
面または両面に溝を有するようにしている。また特開平
6−155517号公報には、網目状補強材に熱伝導性
充填配合のシリコーンゴムを被覆硬化させた放熱伝導シ
ートと、熱伝導性充填剤を配合した硬化後の硬さアスカ
ーF硬度計で10〜95である未硬化の付加型液状シリ
コーンゴムを一体化し、液状シリコーンゴムを成形硬化
させ放熱絶縁シートと複合化するものなどがある。
【0004】更に特開平11−307697に記載され
たものを代表例として以下説明する。図6はこの従来例
を示す構成断面図である。図6において、熱伝導性充填
剤を含有しショアA硬度20以上、厚み0.1mm以上
のシリコーン系ゴム層1と、熱伝導性充填剤を含有しア
スカーC硬度30以下、厚みが、シリコーン系ゴム層1
の厚みに対し、1〜30倍であるシリコーン系ゴム層2
とを積層して一体成形している。このように硬度の異な
るシリコーン系シートを積層して構成することにより熱
伝導性、柔軟性に優れ、発熱部品ごとに高さが異なる放
熱器との高低差の隙間に設置可能であり、かつ熱膨張に
よる素子と基板との間の応力の集中を緩和し、組立、修
理等における作業性に適合した熱伝導性複合シートを実
現している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように各従来例に
おいては、シリコーン系素材に熱伝導性充填材を混入し
たシートを単層あるいは複層化し形成しているが、取扱
性あるいは強度を維持するために硬度を小さくするには
限界がある。即ち柔軟性の点で限界があるので集積回路
の高さが異なる場合など、吸収でき得る高低差が小さい
という問題がある。
【0006】また、プリント板に実装した状態で、集積
回路と熱伝導性シートと放熱器との各間を密着させるた
めにネジ止めなどで押圧力を加えるが、柔軟性が充分で
ないとこの押圧力が強くなり集積回路を破損させる心配
がある。更に製造工程が多く生産コストが高くなるとい
う問題がある。
【0007】尚、このような熱伝導性シートの代りに集
積回路と放熱器との接触面に直接流動性の熱伝導性グリ
スを塗布して、この面の密着性を高める方法もある。こ
の方法は熱伝導性、柔軟性においては優れているが、塗
布時の作業性が悪く、また塗布時に集積回路の端子部な
ど余分のところにグリスがはみ出してしまうなどの問題
がある。更に点検、修理時においてもこれを除去するの
が困難で作業性が悪く、更にグリス自身の取扱性が悪い
などの問題がある。
【0008】
【0009】
【課題を解決するための手段】 本発明の熱伝導性シート
の製造方法は、袋状の薄膜シートにその開口部から所定
量の流動性の熱伝導性グリスを注入し、この熱伝導性グ
リスを袋の外形沿って薄板状に伸し、内部の空気を排気
しつつ前記開口部を気密封止し、そして熱風で前記薄膜
シートを収縮させ最終的に薄板状に整形して製造する。
【0010】あるいは、2枚の薄膜シートの一方の薄膜
シートに流動性の熱伝導性グリスを前記薄膜シートの外
周縁部を残して所定の厚さに塗布し、その上に他方の薄
膜シートを重ね、内部の空気を排気しつつ前記2枚の薄
膜シートの外周縁部を気密封止し、そして熱風で前記2
枚の薄膜シートを収縮させて最終的に薄板状に整形して
製造する。
【0011】更に、前項あるいは前々項において前記袋
状の薄膜シートあるいは前記2枚の薄膜シートを気密封
止した後に、表面側の薄膜シートに縦横それぞれに1本
あるいは複数本の分割線を設定し、この分割線に沿って
裏面側の薄膜シートとの間で気密封止した後に気密封止
した分割線に沿って裁断して複数のブロックに分割し、
そして各ブロックをそれぞれ熱風で薄膜シートを収縮さ
せて最終的に整形するようにしても良い。
【0012】尚、前記薄膜シートは熱収縮性を有するも
のを使用しても良い。
【0013】
【0014】
【0015】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図1は熱伝導性シートの実施の形態
例の構造を示す(a)斜視図、(b)断面図、図2は製
造方法の第1の実施の形態例を示すフローチャート、図
3は製造方法の第2の実施の形態例を示すフローチャー
ト、図4は製造方法の第3の実施の形態例を示すフロー
チャート、図5は図1の熱伝導性シートを用いたパネル
の組立手順を示す斜視図、図6は図5における組立後の
構造を示す断面図である。
【0016】先ず、図1において構造を説明する。図1
(a)、(b)に示すように本熱伝導性シート1は、流
動性の熱伝導性グリス12を薄板状に薄膜シート11で
覆い包むようにした構造である。
【0017】薄膜シート11の材質は、熱伝導性シート
の柔軟性を損なわない様に厚さ3μm〜10μmの薄い
ものを使用し、例えば耐熱性のポリサルホン(PSF)
などのプラスチック材、あるいは熱収縮性を有する塩化
ビニール、ポリエチレン、ポリプロビレンなどの熱収縮
温度の比較的高いものを使用する。図1はあらかじめ袋
状に加工した薄膜シート11を使用した場合を示し、そ
の封止部13は熱融着あるいは接着剤を用いて封止して
ある。熱伝導性グリスは、例えばシリコン樹脂あるいは
液状シリコンゴムに、酸化亜鉛、窒化アルミニュウムな
どの熱伝導性充填剤を混入した流動性のあるものを使用
するが、取扱性を考慮して粘度は硬めのものを使用す
る。
【0018】次に図2を参照して製造方法の第1の実施
の形態例を説明する。
【0019】先ず、袋状の薄膜シート11にその開口部
から所定量の流動性の熱伝導性グリス12を注入する
(S11)。次に熱伝導グリスを袋の外形沿って薄板状
に伸す(S12)。そして内部の空気を排気しつつ開口
部を気密封止する(S13)。そして熱風で薄膜シート
を収縮させ最終的に薄板状に整形する(S14)。
【0020】次に図3を参照して製造方法の第2の実施
の形態例を説明する。先ず、2枚の薄膜シートの一方の
薄膜シートに流動性の熱伝導性グリスを前記薄膜シート
の外周縁部を残して2〜5mmの厚さに塗布する(S2
1)。その上に他方の薄膜シートを重ねる(S22)。
内部の空気を排気しつつ2枚の薄膜シートの外周縁部を
気密封止する(S23)。そして熱風で薄膜シートを収
縮させて最終的に薄板状に整形する(S24)。
【0021】第1の実施の形態例は熱伝導性シートの形
状が一般的な4辺形の場合に適用され、第2の実施の形
態例は形状が特殊な場合に主に適用される。
【0022】次に、図4を参照して第3の実施の形態例
を説明する。本実施の形態例は主に量産する場合に適用
され、図2のS14まであるいは図3のS24までの工
程で製造された熱伝導性シートを4分割する場合のもの
である。表面側の薄膜シートに縦横それぞれに1本づつ
の分割線を設定する(S15)。この分割線に沿って裏
面側の薄膜シートと所定の幅で気密封止した後、この封
止した中央部分に沿って裁断して複数のブロックに分割
する(S16)。そして各ブロックをそれぞれ熱風で薄
膜シートを収縮させて最終的に整形する(S17)。こ
の方法による分割数は任意に設定しても良く、また4辺
形のみでなく特殊形のものについても分割するようにし
ても良い。
【0023】尚、S14、S24およびS17の工程は
薄膜シートの素材が耐熱性を優先して熱収縮性でない場
合は省略しても良い。また、図1は図2に示す製造方法
で製造されたものを示し、図3,4で製造したものは3
辺あるいは4辺に気密封止部が存在する。
【0024】また、図2〜図3で示した製造方法は、各
製造工程の基本的内容を示したもので、実行面で必要な
治具・工具を用い、また自動化するようにしても良い。
【0025】次に図5,6を参照して図1の熱伝導性シ
ートを使用したパネルの構造例について説明する。図5
において、プリント板3の表面には集積回路4,5が実
装されており、集積回路5は4よりやや高さがやや高
い。放熱器2は複数のフィンを有する放熱器で、本発明
の熱伝導性シート1を介しプリント板1の集積回路4,
5の各表面と接し、放熱器2とプリント板1の4辺に開
けられた穴に挿通されるネジ(図示せず)で固定され
る。この時熱伝導性シートの密着性を得るために若干の
押圧力がかけられるが、この場合熱伝導性シートは柔軟
性に富んでいるので弱い押圧力をかけるだけで済む。
【0026】図5は組立完了後の状態を示す断面図で、
熱伝導性シート1は図示のように集積回路32,33の
高低差を吸収し密着している。これは熱伝導性シート1
が内部に流動性の熱伝導性グリスを用いているため極め
て柔軟性に富んでいるためであり、そして各集積回路
4,5の発熱は放熱器2に良好に伝熱される。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明の熱伝導性シ
ートは、流動性の熱伝導性グリスを薄膜シートで薄板状
に覆い包む構造であるので、極めて柔軟性に富んでお
り、集積回路など発熱部品の表面に高低差あるいは凹凸
があってもこれらを吸収して密着することができ放熱器
に熱を完全に伝熱できる効果がある。また放熱器を本熱
伝導性シートを介し発熱部品に取付ける際に柔軟性に富
んでいるので押圧力が小さくて済み、この結果発熱部品
の端子部などに強い応力がかかることがなく破損を防止
できる効果がある。更に製造工程が簡単であるので製造
コストを低減できる効果がある。
【0028】尚、熱伝導性グリスを直接発熱部品と放熱
器との接合面に塗布する方法に比べても放熱器取付時の
作業性が極めて良く、また熱伝導性グリスのはみ出しに
よる不具合などの発生がない、あるいは取扱性が良いな
どの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の熱伝導性シートにおける実施の形態例
の構造を示す(a)斜視図、(b)断面図である。
【図2】本発明の熱伝導性シートの製造方法における第
1の実施の形態例を示すフローチャートである。
【図3】本発明の熱伝導性シートの製造方法における第
2の実施の形態例を示すフローチャートである。
【図4】本発明の熱伝導性シートの製造方法における第
3の実施の形態例を示すフローチャートである。
【図5】本発明の熱伝導性シートを用いたパネルの組立
手順を示す分解斜視図である。
【図6】図5の組立完了後の構造を示す断面図である。
【図7】従来例の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
1 熱伝導性シート 11 薄膜シート 12 熱伝導性グリス 13 封止部 2 放熱器 3 プリント板 4,5 集積回路

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 袋状の薄膜シートにその開口部から所定
    量の流動性の熱伝導性グリスを注入し、この熱伝導性グ
    リスを袋の外形沿って薄板状に伸し、内部の空気を排気
    しつつ前記開口部を気密封止し、そして熱風で前記薄膜
    シートを収縮させ最終的に薄板状に整形することを特徴
    とする熱伝導性シートの製造方法。
  2. 【請求項2】 2枚の薄膜シートの一方の薄膜シートに
    流動性の熱伝導性グリスを前記薄膜シートの外周縁部を
    残して所定の厚さに塗布し、その上に他方の薄膜シート
    を重ね、内部の空気を排気しつつ前記2枚の薄膜シート
    の外周縁部を気密封止し、そして熱風で前記2枚の薄膜
    シートを収縮させて最終的に薄板状に整形することを特
    徴とする伝熱性シートの製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項2あるいは請求項3において、前
    記袋状の薄膜シートあるいは前記2枚の薄膜シートを気
    密封止した後に、表面側の薄膜シートに縦横それぞれに
    1本あるいは複数本の分割線を設定し、この分割線に沿
    って裏面側の薄膜シートとの間で気密封止した後に気密
    封止した分割線に沿って裁断して複数のブロックに分割
    し、そして各ブロックをそれぞれ熱風で薄膜シートを収
    縮させて最終的に整形することを特徴とする熱伝導性シ
    ートの製造方法。
  4. 【請求項4】 前記薄膜シートは熱収縮性を有すること
    を特徴とする請求項2あるいは3記載の熱伝導性シート
    の製造方法
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