JPH05198709A - 熱伝導性境界面材料及びその使用 - Google Patents

熱伝導性境界面材料及びその使用

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JPH05198709A
JPH05198709A JP4234062A JP23406292A JPH05198709A JP H05198709 A JPH05198709 A JP H05198709A JP 4234062 A JP4234062 A JP 4234062A JP 23406292 A JP23406292 A JP 23406292A JP H05198709 A JPH05198709 A JP H05198709A
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thermally conductive
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air
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James Liberty
ジエイムズ・リバーテイ
Peter Jones
ピーター・ジヨーンズ
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Chomerics Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱源例えば半導体と熱放散器との間に配置さ
れた熱伝導性境界面材料であって、該熱伝導性材料と隣
接基材間に空気がトラップされるのを防止する熱伝導性
材料を提供する。 【構成】 熱エネルギーを放散する手段と、熱エネルギ
ーを発生する電子部品と、該熱エネルギーを放散させる
手段と該電子部品との間に配置された、該電子部品から
該熱エネルギーを放散する手段に熱エネルギーを移動さ
せる手段とを備え、少なくとも該熱エネルギーを移動さ
せるための手段は、該熱エネルギーを移動させるための
手段と該電子部品との間から空気を除去するための手段
を有する、電気的組立体。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱伝導性境界面材料
（ｔｈｅｒｍａｌｌｙ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｉｎｔｅ
ｒｆａｃｅ ｍａｔｅｒｉａｌ）、それを熱源及び熱シ
ンクに適用するための装置及び方法に関する。更に詳し
くは、本発明は、熱伝導性材料、該熱伝導性材料とそれ
が結合する基材との間のエアポケットの形成を排除す
る、該熱伝導性材料を適用するための装置及び方法に関
する。
【０００２】本発明は、電子部品のような熱源と熱シン
クとの間に配置される熱伝導性境界面材料に関する。本
発明の最もありふれた例は、半導体デバイスより発生し
た熱を除去することができるような半導体デバイスと熱
シンクとの間での熱的材料の使用である。
【０００３】典型的には、１種又は１種より多くの熱伝
導性材料を充填されたシリコーン又はウレタン結合剤が
熱的境界面として使用される。１つのこのような製品
は、チョメリックス社（Ｃｈｏｍｅｒｉｃｓ，Ｉｎｃ）
から入手可能なチョーサーモ（ＣＨＯ−ＴＨＥＲＭR）
熱伝導性材料として商業的に知られている。
【０００４】熱源と熱シンクとの間に熱伝導性材料を配
置する際に、熱伝導性材料と隣接基材との間に空気がト
ラップされないことを確実にするように注意しなければ
ならない。空気は、有名な貧熱伝導体であり、そしてそ
れが存在すると、熱伝導性材料の熱源から熱シンクに熱
を移動させる能力を減少させる。これは、熱源の過熱を
招くことがある。更に、過熱は、空気がトラップされる
箇所に局在し、過熱を小さな区域に集中させて、特に電
子部品に対してその作用をより激しくしそしてその作用
を更に痛烈なものとする。
【０００５】更に、空気がトラップされないことを確実
にするために、このような熱伝導性境界面材料を個々に
手で施す。これは、多大の労力を要する長々しいプロセ
スである。更に、この組立体は、例えばねじ、リベット
等のような、熱源に部品を取り付けるための手段を含む
相当大きい部品を用いてのみなされる。
【０００６】故に、上記の熱伝導性材料と隣接基材との
間に空気がトラップされるという問題を排除する熱伝導
性材料及び熱移動組立体を形成するための方法に対する
要求がある。
【０００７】更に、熱伝導性エレクトロニックパッケー
ジの組立を促進する方法及びより小さいエレクトロニッ
ク組立体に対する熱伝導性を与える製品に対する要求が
ある。
【０００８】本発明は、熱伝導性材料の表面と該熱伝導
性材料が接合される基材との間から空気を排除するため
の手段を含む熱伝導性材料を提供する。この空気を排除
するための手段は、熱伝導性材料及び／又は熱シンク又
は熱源の１つ又は両方の表面における一連の溝（ｇｒｏ
ｏｖｅｓ）又はチャンネル（ｃｈａｎｎｅｌｓ）又は一
連の貫通穴（ｔｈｒｏｕｇｈｈｏｌｅｓ）から成ってい
て、熱伝導性材料と隣接熱シンク又は熱源との間に圧力
が加えられるにつれて、前記溝、チャンネル又は貫通穴
を通して空気を追い出すようになっている。
【０００９】好ましくは、熱伝導性材料は、アクリル又
はシリコーン感圧性接着剤のような感圧性接着剤である
ポリマー結合剤を有する。感圧性熱伝導性材料は、ね
じ、リベット、クランプ等のような他の保持手段を必要
としないで、熱源と熱シンクの隣接表面に直接結合する
ことを可能とする。それは、寸法、形状等により、従来
はこのような材料を保持することができなかった電子部
品に対する熱的境界面材料の使用も可能とする。更に、
それは熱伝導性エレクトロニック組立体又はパッケージ
の自動化適用及び組立を可能とする。本発明の目的は、
ポリマー結合剤と熱伝導性充填剤とのブレンドを含んで
成る熱伝導性材料であって、エンボス(embossments)及
び貫通穴から成る群より選ばれる空気除去装置を有する
熱伝導性材料を提供することである。
【００１０】本発明の更なる目的は、アクリル樹脂、シ
リコーンゴム、フルオロシリコーンゴム及びポリウレタ
ンから成る群より選ばれたポリマー結合剤と、熱伝導性
充填剤とのブレンドから形成された熱伝導性、形状安定
性シートであって、上記材料の少なくとも１つの主表面
は、該材料に圧力がかけられると空気を除去するための
エンボスを含む、熱伝導性、形状安定性シートを提供す
ることである。
【００１１】本発明の他の目的は、熱発生手段を取り付
けるための主表面と、熱発生手段から大気に熱を放散さ
せる１個又はそれより多くの手段を有する熱伝導性材料
を備えた熱を放散させるための手段であって、該主表面
は熱発生手段の間から空気を除去するための手段を有す
る、熱を放散させるための手段を提供することである。
【００１２】本発明の追加の目的は、熱エネルギーを放
散させるための手段と、熱エネルギーを発生する電子部
品と、該熱エネルギーを放散させるための手段と該電子
部品との間に配置された、該電子部品から該熱エネルギ
ーを放散させるための手段に熱エネルギーを移動させる
ための手段を備え、少なくとも該熱エネルギーを移動さ
せるための手段が該熱エネルギーを移動させるための手
段と該電子部品との間の空気を除去するための手段を有
する、電気的組立体を提供することである。
【００１３】本発明の更なる目的は、熱伝導性電気的組
立体を組み立てる方法であって、熱エネルギーを移動さ
せるための手段の第１表面を熱エネルギーを放散させる
ための手段に取り付ける工程と、前記熱エネルギーを移
動させるための手段の第２表面を熱エネルギーを発生さ
せるための手段に取り付ける工程を含み、少なくとも前
記熱エネルギーを移動させるための手段の第２表面は、
前記熱エネルギーを移動させるための手段と熱エネルギ
ーを発生させるための手段との間から、圧力をかけられ
たとき空気を除去するための手段を有しており、そして
組立体に圧力を加えて組立体から空気を除去する工程を
含む方法を提供することである。
【００１４】本発明の他の目的は、感圧性接着剤ポリマ
ー結合剤と１種又は１種より多くの熱伝導性充填剤を含
んで成る熱伝導性境界面であって、該境界面の少なくと
も１つの表面に形成された一連の空気除去装置を有す
る、熱伝導性境界面を提供することである。
【００１５】本発明の好ましい態様は、ポリマー結合剤
から形成された形状安定性シート状熱伝導性材料と、１
種又は１種より多くの熱伝導性充填剤と、前記材料の主
表面と、該主表面と面が合う(mate）基材との間から空
気を除去するための手段を備えて成る。このような装置
は、図１及び図２に示されている。
【００１６】図１においては、熱伝導性材料１は、１つ
の主表面３から第２の反対側主表面４まで達している一
連の貫通穴２を有する。使用の際には、上記熱伝導性材
料は、熱源と熱放散器との間に配置される。前記材料の
第１主表面３は、熱源に隣接しておりそして第２主表面
４は熱放散器に隣接している。図３は、熱源５と熱放散
器６との間に組み込まれた図１の態様を示す。図３に示
されているのも、熱放散器がやはり前記熱伝導性材料の
貫通穴と整列しているか、見当合わせされているか又は
対応しているように配列されている貫通穴７を有する好
ましい態様である。
【００１７】貫通穴の寸法（直径）、配列及び数は、前
記熱的材料と、それに面が合わされている隣接基材との
間の空気の実質的すべての除去を可能とするのに十分で
あるべきであるが、この材料を構造的に弱めたり又はそ
の熱的性質を実質的に低下させるのには不十分であるべ
きである。好ましくは、貫通穴は、形状が円形である
が、四角形、長方形、長円形等のような他の形状を、所
望により使用することができる。
【００１８】図２は、熱伝導性材料の主表面の１つ、こ
の場合にはその第１主表面１３は、それに形成された一
連の溝又はチャンネルを有しており、この材料の表面に
一連のエンボス又は溝と溝との間の平面部（land）を形
成している、熱伝導性材料１の別の態様を示す。チャン
ネルは、空気除去装置１２として作用する。所望によ
り、第２主表面１４は、第１主表面１３の代わりに又は
第１主表面１３に加えて、空気除去装置を含むことがで
きる。溝又はチャンネルは、直線状又は曲線状又はいか
なる形状であってもよい。所望により、それらは、平行
なストライプのような前記材料の表面を横切って１つの
方向にのみ延びていることができるか、又はそれらは図
２に示されたように互いに角度をなして２つの異なる方
向に延びていることができる。互いに直角に延びている
２系列の溝があるのが好ましい。本発明の他の好ましい
態様は、電子部品のような熱エネルギー発生手段、熱シ
ンク又はヒートスプレッダのような熱エネルギー放散手
段及び、熱エネルギーを前記発生手段から前記放散手段
に移動させるように、前記発生手段と前記放散手段との
間に配置された熱伝導性ポリマー材料のような熱エネル
ギー移動手段の組立体である。前記移動手段及び／又は
熱放散手段は、熱移動手段と、熱発生手段及び／又は熱
放散手段のいずれかの隣接表面との間から空気を除去す
るための手段を含む。空気を除去するめたの手段は、図
１及び２の好ましい態様に関して前記したエンボス又は
貫通穴のいずれかである。
【００１９】図３に示されているように、空気除去手段
として貫通穴を使用する組立体においては、熱移動手段
と熱放散手段の両者が一連の貫通穴を含んでいて、これ
らの貫通穴は他方の貫通穴に対応するか又は他方の貫通
穴と整列するか又は他方の貫通穴と見当合わせされてい
ることが好ましい。熱エネルギー移動手段及び熱エネル
ギー放散手段の全体を通して延びている貫通穴を有する
ことにより、前記熱エネルギー発生手段及び前記移動手
段により形成された境界面及び前記移動手段と前記熱エ
ネルギー放散手段との間に形成された境界面から空気を
除去することを確実にすることができる。
【００２０】他の好ましい組立体態様においては、熱エ
ネルギー移動手段は、空気除去手段を持たない。むしろ
空気除去手段は、熱放散手段及び／又は熱発生手段に形
成される。例えば、熱シンクは、熱伝導性パッドを取り
付けられる表面、溝を付けられ又は十字に平行線を彫ら
れて一連のチャンネルが形成されている表面を有するこ
とができ、熱移動手段が表面に施されそして溝又はチャ
ンネルを充填するにつれてこのチャンネルを通して空気
が追い出されうるようにすることができる。それは図２
の熱的材料の態様に類似した形状であろう。同様に、電
子部品の表面は、このようなチャンネルを含むことがで
きる。別法として、熱シンクは、貫通穴を使用すること
ができる。組立体デザインの最大フレキシビリティを許
容しながら組立体の加熱能力（ｔｈｅｒｍａｌ ｃａｐ
ａｂｉｌｉｔｙ）を最大とするように、組立体における
他の配列が可能である。例えば、電子部品に隣接した熱
伝導性材料の表面に空気除去手段をそして熱シンクに同
様な手段を設けるなどすることができよう。
【００２１】熱伝導性材料は、１種又は１種より多くの
熱伝導性充填剤を充填されたアクリル樹脂、シリコーン
及びフルオロシリコーンゴム及び種々のポリウレタンの
ような種々の周知のポリマー結合剤から選ぶことができ
る。シリコーン又はエレタンから形成されたこのような
材料は、米国特許第４，５７４，８７９号及び米国特許
第４，８６９，９５４号に教示されている。これらはこ
こに引照することにより本明細書にそのまま加入する。
【００２２】好ましくは、熱伝導性材料は、シリコーン
又はアクリル接着剤のような感圧性接着剤材料のポリマ
ー結合剤及び１種又は１種より多くの熱伝導性充填剤か
ら形成される。このようなポリマー結合剤は、周知され
ておりそして商業的に入手可能である。好ましい態様は
感圧性アクリル接着剤であり、これは周知されておりそ
して商業的に入手可能である。本発明で使用するのに好
適な熱伝導性充填剤は、所望の熱伝導性を前記材料に与
えることができる粒状固体である。好ましくは、これら
の充填剤は電気的絶縁性であり且つ熱伝導性の粒状固体
である。
【００２３】このような粒子の例には、酸化アルミニウ
ム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化マグネシウム
及び酸化亜鉛が包含されるが、これらに限定されるもの
ではない。もし前記材料が電気的絶縁性であることを必
要としないならば、充填剤は、銀、金及び銅のような種
々の熱伝導性金属又は、銀被覆ガラス、銀被覆銅又は銀
被覆アルミニウムのような金属で被覆した材料を含むこ
とができる。
【００２４】前記粒子は、熱伝導性材料の表面を変形し
ないように十分に小さい寸法であることができる。好ま
しくは、充填剤は、約１ミクロン乃至約５０ミクロン、
更に好ましくは約５ミクロン乃至約２５ミクロンの範
囲、最も好ましくは約１０ミクロンの寸法であろう。充
填剤は、所望の熱伝導度を与えるのに十分な量で結合剤
内に含ませることができる。好ましくは、充填剤は、最
終製品の約１０重量％乃至約８５重量％の量で含まれ
る。更に好ましくは、充填剤は、約４０重量％乃至約７
５重量％の範囲、最も好ましくは約６８重量％の量で含
まれる。より好ましい充填剤は、窒化ホウ素、酸化マグ
ネシウム及び酸化アルミニウムであり、窒化ホウ素が最
も好ましい充填剤である。
【００２５】追加の成分が製品の適合性（ｃｏｎｆｏｒ
ｍａｂｉｌｉｔｙ）又は熱伝導性に害を与えない限り、
追加の成分を加えることもできる。例えば、混合及び塗
布を容易にするように結合剤を配合するとき溶媒を使用
することが好ましい。所望により、結合剤に顔料、難燃
剤及び酸化防止剤を加えることもできる。本発明の熱伝
導性材料は形状安定性であるので、それは、支持体層を
導入することなく熱移動装置としてそれ自体使用するこ
とができる。
【００２６】所望により、熱伝導性材料の強靭性、伸び
及び引裂及び他の誤処理（ｍｉｓｔｒｅａｔｍｅｎｔ）
に対する抵抗を増加させるために１層又はそれより多く
の層の支持体材料を導入することができる。支持体材料
の導入は、切断又はオーバートルクドファスナー（ｏｖ
ｅｒｔｏｒｑｕｅｄ ｆａｓｔｎｅｒｓ）の問題が起こ
る場合には特に望ましい。切断は、熱的に接続されるべ
き表面の１つ又は両方のかえり（ｂｕｒｒｓ）又は鋭い
金属突起により引き起こされる。これらのかえり又は突
起は、熱伝導性材料を切断又は引き裂きそして電気的シ
ョートが起こりうる通路を与えると考えられる。同様
に、ファスナー装置のオーバトルキングは、熱伝導性材
料を、引裂及び電気的ショートを引き起こすこともある
異常に強い張力にさらすものと考えられる。更に、熱伝
導性材料のいかなる引裂又は貫通（ｐｅｎｅｔｒａｔｉ
ｏｎ）も上記のとおり貧熱伝導体である空気のポケット
の形成を可能とする。これらのエアポケットは局在した
ホットスポット及び熱的性能の全体的低下を招くことが
ある。
【００２７】支持体材料は、熱伝導性材料の熱伝導性に
害を与えるべきではない。好ましくは、支持体材料は、
それ自体熱伝導性である。部品間の電気的絶縁が重要で
ある用途においては、選ばれた支持体材料は誘電性であ
るべきである。本発明に有用な強化材料の例には、ガラ
ス繊維、網又は布、プラスチック繊維、網、布又はフィ
ルム及び金属繊維、網、布又は箔が包含されるが、これ
らに限定されるものではない。
【００２８】ガラス布は織布又は不織布であることがで
きる。
【００２９】プラスチック支持体材料は、好ましくは、
網材料又はフィルムであることができる。フィルムの場
合には、それは充実性（ｓｏｌｉｄ）又は有孔性（ｆｏ
ｒａｍｉｎｏｕｓ）であることができる。好適なフィル
ムの例には、ナイロン、ポリエステル、ポリアミド、ポ
リイミド、ポリエチレン又はＰＥＥＫが包含される。本
発明に特に有用な周知のプラスチックフィルムは、マイ
ラー(ＭＹＬＡＲ）ポリエステルフィルム及びカプトン
（ＫＡＰＴＯＮ）ポリイミドフィルムである。プラスチ
ックフィルムは一般に貧弱な熱伝導特性を示すので、熱
伝導性充填剤を含むフィルムを使用するのが望ましい。
１つのこのような充填剤フィルムは、酸化アルミニウム
又は窒化ホウ素充填剤のいずれかを含むポリイミドフィ
ルム、カプトン ＭＴである。この材料は、同等な充填
剤なしのフィルムの２倍の熱伝導性を示す。別法とし
て、熱移動に対するその効果を最小にするように非常に
薄いフィルム層を使用することができる。
【００３０】電気的絶縁が要件ではない場合には、金属
網布又は箔は、高い熱伝導性により好ましい支持体材料
である。網布又は箔として有用な好ましい金属の例に
は、アルミニウム、銅、銀、鉄及び錫めっきした銅が包
含されるが、これらに限定されるものではない。使用さ
れる支持体材料にかかわりなく、所望の支持体を与えな
がら実用可能な限り薄くするべきである。
【００３１】支持体材料は、熱伝導性材料に埋め込むか
又は熱伝導性材料の１つの表面に被覆し、カレンダリン
グし又は取り付けることができる。好ましくは、支持体
材料及び熱伝導性材料は、３層又はそれより多くの層の
ラミネートに形成され、支持体層は中心層であり、熱伝
導性材料は外側層を形成する。
【００３２】中心に支持体層を有する３層材料は、本発
明の好ましい態様である。１つのこのような態様は図４
に示されている。
【００３３】図４においては、熱伝導性材料は、中心支
持体層４１と熱伝導性感圧性ポリマーの２つの外側層４
２及び４３を有し、４２及び４３の各々は中心支持体層
の主表面にそれぞれ結合している。４４のような少なく
とも１つの主表面は、その表面に形成された一連の空気
除去装置を有する。この場合には、エンボスを形成する
ための一連の溝又はチャンネルの使用が示されている。
【００３４】感圧性材料は、連続テープとして、不連続
の部分（ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｐａｒｔｓ）を含むテープ
として又は個々のパッド又はピースとして形成すること
ができる。
【００３５】本発明の熱伝導性材料は、多くの方法で形
成することができる。
【００３６】前記材料を形成する１つの方法は、アクリ
ル結合剤を選ばれた充填剤（１種又は１種より多くの）
と一緒にしそして、滑らかな組織(texture）を有する液
体が得られるまで、溶媒をゆっくりと加えながら成分を
混合することである。次いで、材料をガラス、マイラー
フィルム又はコーテッド紙のピースのような剥離シート
上に又は支持体層上にキャストさせ、そして加熱して溶
媒を除去して、熱伝導性材料を形成する。
【００３７】別の方法は、成分を薄い液体を得るのに十
分な量の溶媒と共に完全に混合することである。次いで
液体を剥離シートのような表面又は、ガラス繊維布、カ
プトンフィルム又は金属箔のような強化材料上に噴霧又
はコーティングしそして加熱して硬化させる。更に、同
じ液体配合物は、所望のコーティングを形成するように
その中に浸漬されたガラス繊維網のような多孔性支持体
材料を有することができる。
【００３８】本発明の熱伝導性材料を形成する他の方法
は、成形による。これは、実質的に厚い熱伝導性層を形
成することを望む場合又は特定の形状の熱伝導性材料を
形成することを望む場合に、特に有用である。熱伝導性
材料を成型するに当たり、成分を溶媒と混合しそして所
望のエンボス、チャンネル又は溝又は貫通穴を含む前も
って作り上げた金型に注ぐ。好ましくは、成分を加える
前に剥離塗料により金型の内側を塗ることができる。次
いで、金型を加熱するか、さもなければ外部エネルギー
フィールドにさらして成形品を形成する。別々の金型を
使用する代わりに、熱伝導性材料をそれが接触する表面
の１つに所定の位置で直接成形することを可能とする金
型を使用することを望むことができる。
【００３９】好ましい方法は、中心層がガラス網、カプ
トンフィルム又は金属箔のような上記の支持体層から形
成されておりそして、熱伝導性材料の外側層が支持体層
の各側にコーティングされて凝集力のあるラミネーテッ
ド材料を形成する３層又はそれより多くの層のラミネー
テッド感圧性接着性材料を形成することである。コーテ
ィングは、支持体層の一側をコーティングしそして硬化
させ、次いでこの方法を他方の側に関して繰り返すよう
に順次に行うことができる。好ましくは、コーティング
は、両側に同時に施される。材料が接着性であるので、
外側表面はコーテッド紙、箔又はプラスチックフィルム
のような剥離層により覆われる。その場合には熱伝導性
層にそれらの空気除去手段が形成されている。エンボス
又は溝又はチャンネルが望まれるならば、それらは、好
ましくは、ローラーの少なくとも１つがその表面に形成
された所望のエンボス又は溝の形状を有する１対のロー
ラーに材料を通すことにより形成される。次いでエンボ
ス又は溝をテープに転写する。貫通穴は、穴を形成する
ためのパンチ又は同様な手段により形成することができ
る。
【００４０】熱伝導性製品は、連続テープ又は不連続テ
ープ、又はシートとして形成し次いで所望の形状に切断
することができるか、又は、金型内で又は上記の如く直
接所定の位置で最初に所望の形状に成形することができ
る。
【００４１】得られる熱伝導性材料は、それが境界をな
す表面に合致するように充分に柔軟であるべきである。
好ましくは、材料は、１００未満のショアーＡ硬度、更
に好ましくは約７０のショアーＡ硬度を有するべきであ
る。
【００４２】本発明に従って製造される典型的な製品に
より示される性質は、下記のとおりである。
【００４３】厚さ １−２０ミル±１ミル、好ましくは
約５８ミル 体積抵抗率 １×１０10オーム−ｃｍ（ＡＳＴＭ Ｄ−
２５７） 誘電強度 ６０００ボルト最小（ＡＳＴＭ−Ｄ−１４
９）。
【００４４】硬度、ショアーＡ ７０−１００（ＡＳＴ
Ｍ Ｄ−２２４０） 熱インピーダンス ０．０９°−０．４０℃／Ｗ［チョ
メリックス Ｎｏ．２７（Ｃｈｏｍｅｒｉｃｓ Ｎｏ．
２７）］ 熱伝導度 １．２×１０−１．６×１０−ＣＡＬ／°ｃ
ｍ ｓｅｃ（チョメリックスＮｏ．２８） 熱伝導性組立体を形成するためのいくつかの方法を使用
することができる。
【００４５】第１の好ましい態様においては、もし存在
するならば、カバーシートを熱伝導性移動手段の一側か
ら手動により除去しそして熱伝導性移動手段を熱エネル
ギー放散手段の表面に対して配置し、次いでもし存在す
るならば、熱伝導性移動手段の他方の側からカバーシー
トを除去しそして電子部品のような熱源を前記移動手段
の対向した露出した表面に対して配置する。次いで、組
立体をひとの指の間などで圧力に付して、熱源の空気除
去手段、移動手段及び／又は放散手段を通して空気を排
気する。
【００４６】熱伝導性エレクトロニック組立体を組み立
てるための他の好ましい方法が図４に示されておりそし
て本発明において好ましい、アクリルをベースとする感
圧性テープで特に有用である。半導体のような熱源３１
は、保持手段３２に対して配置し、熱エネルギー移動手
段３３は、熱源の露出した表面３４及び熱エネルギー放
散手段３５上に配置されそしてそれらに結合した第１主
表面を有しており、この場合には、熱シンクは、前記移
動手段の第２主表面上に配置されそしてそれに結合して
おり、組立体ホルダ３６が、組立体を所定の位置に保つ
のに使用されそして、圧力手段３７を通してホルダによ
り圧力をかけられ、種々の部品を一緒に移動させそし
て、部品の種々の表面間の空気を、移動手段３３の１つ
又は両方の表面に形成された空気除去装置及び／又は熱
源３１及び／又は放散手段３５を通して部品の種々の表
面間の空気を排気する。次いで組立体をホルダから除去
することができる。別法として、もし移動手段が接着性
ではないならば、クランプ、ねじ、リベット等のよう
な、部品を一緒に保持する他の手段を、組立体がホルダ
内にある間に適用することができる。
【００４７】加えられる圧力は、正又は負（即ち、真
空）であることができる。正の圧力を使用するのが好ま
しい。加えられる正又は負の圧力の量は、隣接表面間に
存在する空気の実質的すべてを除去するのに十分あるべ
きであるが、部品、特に電子部品のいずれをも損傷する
のには不十分であるべきである。
【００４８】単一部品装置及び方法として示されたが、
上記の装置はこの方法を連続的ならしめるように自動化
することができることは理解される。このような実施例
では、熱移動手段は、所定の長さに切断される連続的に
形成された熱材料を含むか又は所望により一連の不連続
な、個々の感圧性パッド又はピースを含む、連続的テー
プの形態にある。
【００４９】空気除去装置は、それがエンボスであれ、
チャンネル又は溝であれ、空気の除去を可能とするのに
十分な高さと幅を有するべきであるが、境界面が表面に
施された後、空気の戻りを可能とするのには不十分とす
るべきである。好ましくは、これらの場合の空気除去装
置は、臨機応変に、高さ又は深さが約１−１０ミルであ
る。
【００５０】本発明をその好ましい態様に関して説明し
てきたが、他の態様が同じ結果を達成することができ
る。本発明の変更及び修正は、当業者には自明でありそ
して本発明の真の精神及び範囲内に入るすべてのかかる
修正及び均等物を特許請求の範囲に包含させることを意
図する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱伝導性材料の第１の好ましい態様の
平面図を示す。
【図２】本発明の熱伝導性材料の他の好ましい態様の平
面図を示す。
【図３】本発明に従う組立体の好ましい態様の断面図を
示す。
【図４】本発明の熱伝導性材料の他の好ましい態様の平
面図を示す。
【図５】組立体を形成するための好ましい装置の断面図
を示す。
【符号の説明】
１ 熱伝導性材料 ２ 貫通穴 ３ 第１主表面 ４ 第２主表面 ５ 熱源 ６ 熱放散器 ７ 貫通穴 １１ 熱伝導性材料 １２ 空気除去装置 １３ 熱伝導性材料の第１主表面 １４ 熱伝導性材料の第２主表面
【手続補正書】
【提出日】平成４年９月２５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４６】熱伝導性エレクトロニック組立体を組み立
てるための他の好ましい方法が図５に示されておりそし
て本発明において好ましい、アクリルをベースとする感
圧性テープで特に有用である。半導体のような熱源３１
は、保持手段３２に対して配置し、熱エネルギー移動手
段３３は、熱源の露出した表面３４及び熱エネルギー放
散手段３５上に配置されそしてそれらに結合した第１主
表面を有しており、この場合には、熱シンクは、前記移
動手段の第２主表面上に配置されそしてそれに結合して
おり、組立体ホルダ３６が、組立体を所定の位置に保つ
のに使用されそして、圧力手段３７を通してホルダによ
り圧力をかけられ、種々の部品を一緒に移動させそし
て、部品の種々の表面間の空気を、移動手段３３の１つ
又は両方の表面に形成された空気除去装置及び／又は熱
源３１及び／又は放散手段３５を通して部品の種々の表
面間の空気を排気する。次いで組立体をホルダから除去
することができる。別法として、もし移動手段が接着性
ではないならば、クランプ、ねじ、リベット等のよう
な、部品を一緒に保持する他の手段を、組立体がホルダ
内にある間に適用することができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】

Claims (36)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 熱エネルギーを放散するための手段と、
    熱エネルギーを発生する電子部品と、該熱エネルギーを
    放散するための手段と該電子部品との間に配置された、
    該電子部品から該熱エネルギーを放散するための手段に
    熱エネルギーを移動させるための手段とを備え、少なく
    とも該熱エネルギーを移動させるための手段は、該熱エ
    ネルギーを移動させるための手段と該電子部品との間か
    ら空気を除去するための手段を有することを特徴とす
    る、電気的組立体。
  2. 【請求項２】 該熱エネルギーを放散するための手段
    が、熱シンク及びヒートスプレッダから成る群より選ば
    れ、該熱エネルギーを移動させるための手段が熱伝導性
    ポリマー材料でありそして該空気を除去するため手段
    が、貫通穴、エンボス及び溝から成る群より選ばれる、
    請求項１の電気的組立体。
  3. 【請求項３】 該熱エネルギーを移動させるための手段
    及び該熱エネルギーを放散するための手段が、空気を除
    去するための手段を有する、請求項１の電気的組立体。
  4. 【請求項４】 該空気を除去するための手段が一連の対
    応する貫通穴である、請求項３の組立体。
  5. 【請求項５】 該空気を除去するための手段が、該熱エ
    ネルギーを移動させるための手段の表面に形成された一
    連のエンボスである、請求項１の組立体。
  6. 【請求項６】 該熱エネルギーを放散するための手段
    が、該熱エネルギーを放散するための手段と該熱エネル
    ギーを移動させるための手段との間から空気を除去する
    ための手段を有する、請求項１の組立体。
  7. 【請求項７】 熱伝導性材料の第１主表面に取り付けら
    れた電気部品と、該熱伝導性材料の第２主表面に取り付
    けられた熱シンクとを備え、該第２主表面は、該第１主
    表面の反対側であり、該熱伝導性材料の主表面の少なく
    とも１つは、隣接する基材の主表面から空気を除去する
    ためのエンボス加工された表面を有することを特徴とす
    る、熱伝導性組立体。
  8. 【請求項８】 該第２主表面はエンボス加工された表面
    を有する、請求項７の組立体。
  9. 【請求項９】 該熱伝導性材料の第２主表面に隣接した
    熱シンクの表面が、該熱シンクの表面と該熱伝導性材料
    との間から空気を除去するためのエンボス加工された表
    面を有する、請求項７の組立体。
  10. 【請求項１０】 電子部品と、該電子部品の表面に取り
    付けられた第１主表面を有する熱伝導性材料を備え、該
    熱伝導性材料は熱シンクに取り付けられた第２主表面を
    有しており、該熱伝導性材料は、該第１主表面から該第
    ２主表面まで延びている一連の貫通穴を有しており、該
    熱シンクは、該熱伝導性材料中の貫通穴の配列に対応す
    るパターンで配列された一連の貫通穴を有することを特
    徴とする、電気的組立体。
  11. 【請求項１１】 該電子部品が、積分回路部品及び半導
    体から成る群より選ばれる、請求項１０の組立体。
  12. 【請求項１２】 第１表面を有する熱エネルギーを放散
    するための手段と、該熱エネルギーを放散するための手
    段の第１表面に取り付けられた熱エネルギーを移動させ
    るための手段と、該熱エネルギーを移動させるための手
    段の第２表面に取り付けられた熱エネルギーを発生する
    ための手段を備え、少なくとも該熱エネルギーを放散す
    るための手段は、該熱エネルギーを放散するための手段
    の第１表面と該熱エネルギーを移動させるための手段の
    第１表面との間から空気を除去するための手段を有する
    ことを特徴とする、電気的組立体。
  13. 【請求項１３】 該空気を除去するための手段が、貫通
    穴、チャンネル、溝及びエンボスから成る群より選ばれ
    る、請求項１２の組立体。
  14. 【請求項１４】 該熱エネルギーを移動させるための手
    段が空気を除去するための手段を有する、請求項１２の
    組立体。
  15. 【請求項１５】 該空気を除去するための手段が、貫通
    穴及びエンボスから成る群より選ばれる、請求項１４の
    組立体。
  16. 【請求項１６】 該熱エネルギーを放散するための手段
    及び該熱エネルギーを移動させるための手段中の該空気
    を除去するための手段が、一連の対応する貫通穴であ
    る、請求項１４の組立体。
  17. 【請求項１７】 熱伝導性材料の第１の露出した表面を
    熱シンクの露出した表面に合わせ、該熱伝導性材料の第
    ２の露出した表面を熱源の露出した表面に対して合わせ
    て組立体を形成し、そして該熱伝導性材料と熱源及び熱
    シンクとの間の空気を除去するのに十分な圧力を加える
    工程を含むことを特徴とする、熱源と熱シンクを組み立
    てる方法。
  18. 【請求項１８】 該圧力が負の圧力及び正の圧力から成
    る群より選ばれ、該熱源が電子部品であり、該熱伝導性
    材料が充填剤入りポリマー結合剤でありそして該熱シン
    クが金属熱シンク、複合熱シンク及びヒートスプレッダ
    ーから成る群より選ばれる、請求項１７の方法。
  19. 【請求項１９】 該熱伝導性材料が浮彫り模様、チャン
    ネル及び貫通穴から成る群より選ばれる空気除去装置を
    有する、請求項１７の方法。
  20. 【請求項２０】 該熱シンクがエンボス、チャンネル及
    び貫通穴から成る群より選ばれる空気除去装置を有す
    る、請求項１７の方法。
  21. 【請求項２１】 該熱伝導性材料が１種又は１種より多
    くの熱伝導性材料を充填された感圧性アクリル結合剤で
    ある、請求項１８の方法。
  22. 【請求項２２】 熱エネルギーを移動させるための手段
    の第１表面を熱エネルギーを放散するための手段に取り
    付け、該熱エネルギーを移動させるための手段の第２表
    面を熱エネルギーを発生するための手段に取り付けて組
    立体を形成し、該熱エネルギーを移動させるための手段
    の少なくとも第２表面は、圧力をかけられるとき、該熱
    エネルギーを移動させるための手段と該熱エネルギーを
    発生するための手段との間から空気を除去するための手
    段を有しており、そして該組立体に圧力を加えて該組立
    体から空気を除去する工程を含むことを特徴とする、熱
    伝導性電気的組立体を組み立てる方法。
  23. 【請求項２３】 ポリマー結合剤と熱伝導性充填剤との
    ブレンドを含んで成る熱伝導性材料であって、該材料が
    エンボス及び貫通穴から成る群より選ばれる空気除去装
    置を有することを特徴とする、熱伝導性材料。
  24. 【請求項２４】 アクリル樹脂、シリコーンゴム、フル
    オロシリコーンゴム及びポリウレタンから成る群より選
    ばれるポリマー結合剤と熱伝導性充填剤とのブレンドか
    ら形成された形状安定性シートを含んで成る熱伝導性材
    料であって、該材料の少なくとも１つの主表面は、該材
    料に圧力が加えられると空気を除去するための空気除去
    装置を含むことを特徴とする、熱伝導性材料。
  25. 【請求項２５】 ポリマー結合剤と熱伝導性充填剤から
    形成された形状安定性シートを備え、該シートは第１主
    表面から第２主表面まで延びている一連の貫通穴を有す
    ることを特徴とする、熱伝導性材料。
  26. 【請求項２６】 熱発生手段及び該熱発生手段から大気
    に熱を放散するための１個又はそれより多くの手段を取
    り付けるための主表面を有する熱伝導性材料を備え、該
    主表面は、該熱発生手段と該主表面との間から空気を除
    去するための手段を有することを特徴とする、熱を放散
    するための手段。
  27. 【請求項２７】 主平面状表面及び大気に熱を放散する
    ための該主平面状表面から外側に延びて入る１個又はそ
    れより多くのアームを有する熱シンクを備え、該主平面
    状表面はその表面内に空気を除去するための一連の溝を
    有することを特徴とする、熱放散装置。
  28. 【請求項２８】 少なくとも１つの主平面状表面を有す
    る金属装置を備え、該表面は、該主平面状表面と隣接す
    る基材との間の空気を除去するためのエンボス、チャン
    ネル及び貫通穴から成る群より選ばれる空気除去装置を
    有することを特徴とする、熱放散装置。
  29. 【請求項２９】 感圧性接着剤から成る群より選ばれる
    ポリマー結合剤と該結合剤全体にわたり分布した１種又
    は１種より多くの熱伝導性充填剤とを含んで成る熱伝導
    性材料。
  30. 【請求項３０】 該結合剤が感圧性アクリル樹脂であり
    そして該１種又は１種より多くの熱伝導性充填剤が酸化
    アルミニウム、窒化ホウ素及びそれらの混合物から成る
    群より選ばれる請求項２９の熱伝導性材料。
  31. 【請求項３１】 該ポリマー結合剤内に中心に配置され
    た支持体層を更に備えた、請求項２９の熱伝導性材料。
  32. 【請求項３２】 熱伝導性感圧性接着剤の第１層と、該
    第１層の上にある支持体層と、熱伝導性感圧性接着剤の
    第２層とを備えた、熱伝導性境界面。
  33. 【請求項３３】 該熱伝導性感圧性接着剤が、アクリル
    樹脂及びシリコーンゴムから成る群より選ばれた感圧性
    結合剤と１種又は１種より多くの熱伝導性充填剤から形
    成されている、請求項３２の境界面。
  34. 【請求項３４】 エンボス、チャンネル、溝及び貫通穴
    から成る群より選ばれる空気除去装置を備え、該空気除
    去装置が少なくとも該第１層の露出した表面に形成され
    ている、請求項３２の境界面。
  35. 【請求項３５】 該空気除去装置が、該第１層の露出し
    た表面及び該第２層の露出した表面に形成されている、
    請求項３４の境界面。
  36. 【請求項３６】 該空気除去装置が、該第１層の露出し
    た表面から、該支持体層及び第２層を通って該第２層の
    露出した表面まで延びている一連の貫通穴である、請求
    項３４の境界面。
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