JPH09283976A

JPH09283976A - 放熱・シールド材

Info

Publication number: JPH09283976A
Application number: JP8552496A
Authority: JP
Inventors: Koji Kitagawa; 弘二北川
Original assignee: Kitagawa Industries Co Ltd
Current assignee: Kitagawa Industries Co Ltd
Priority date: 1996-04-08
Filing date: 1996-04-08
Publication date: 1997-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】放熱性，シールド性の両方に優れた放熱・シ
ールド材を提供する。【解決手段】内部に電子部品Ｍを収納する収納空間を
有し、電子部品Ｍが装着された基板Ｐとの接触面（底
面）が開口されたアルミニウム製のシールドボックス４
からなり、底面に対向する面（天面）の外面には、アル
ミニウム製の薄板を波型に成形してなる放熱フィン６が
接着されている。また、シールドボックス４の天面の内
面には、熱伝導性に優れた材料をシート状に成形してな
る熱伝導パッド８が接着されている。シールドボックス
４が電子部品Ｍを電磁的に隙間なく包囲するため、電子
部品Ｍから放射されるノイズの外部への漏洩及び外部か
らのノイズの侵入が防止される。また、電子部品Ｍに発
生した熱は、直接または熱伝導パッド８を介して速やか
にシールドボックス４，延いては放熱フィン６に伝導
し、その表面から放熱される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子部品
等、熱を発生する部品の放熱を行うと共に、電子部品を
外部から電磁的に遮蔽するために用いられる放熱・シー
ルド材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子機器等に使用されてい
る半導体集積回路（ＩＣ）等の電子部品には、必要に応
じてノイズ対策，放熱対策が施されている。これは、電
子部品から放射されるノイズが、その周囲に配置された
他の電子部品や電子回路を誤動作させたり、電子部品の
高集積化，高速化に伴う消費電力の増大により電子部品
の発熱量が増大し、この発熱が電子部品の特性を変化さ
せる等して、電子部品を誤動作させたりするためであ
る。

【０００３】このうち、ノイズ対策としては、ノイズを
放射する電子部品やノイズから保護すべき電子部品を、
金属等からなるシールド板で電磁的に隙間なく覆うこと
により、電子部品からのノイズの漏洩と、他の電子部品
からのノイズの侵入とを防止するようにされている。

【０００４】一方、放熱対策としては、熱伝導率の大き
い材料により構成された放熱板を、発熱する電子部品に
接触させて設置し、電子部品の熱を放熱板に伝導させる
ことにより、電子部品の放熱を助けるようにされてい
る。なお、放熱板に伝導された熱は、放熱板の表面と外
部との温度差に従って放熱板の表面から放熱される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これら電子部
品のシールドと放熱とは、別々の部材を用いて行われて
いるため、例えば、放熱板を取り付けた電子部品をシー
ルドしようとすると、シールド板が大型化するだけでな
く、せっかく放熱板を取り付けても、シールド板により
囲まれた空間に熱がこもってしまうため、充分に放熱す
ることができないという問題があった。

【０００６】また、シールド材に通気孔を設けて、シー
ルド内の空気を循環させることも考えられるが、通気孔
から電磁波が漏れるため、シールド性が劣化するという
問題があった。本発明は、上記問題点を解決するため
に、放熱性，シールド性の両方に優れた放熱・シールド
材を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた請求項１に記載の発明は、導電率，熱伝導率
の大きい材料からなり、電子部品に接触すると共に、該
電子部品の周囲を電磁的に隙間なく覆うシールド部と、
該シールド部の外面に設けられ、上記電子部品から該シ
ールド部に伝導される熱を放熱する放熱部と、を備える
ことを特徴とする放熱・シールド材を要旨とする。

【０００８】このように構成された本発明の放熱・シー
ルド材においては、電子部品の周囲を隙間なく覆うシー
ルド部が、導電率の大きい材料からなるので、電子部品
を外部から電磁的に遮蔽し、電子部品が放射するノイズ
の漏洩と外部からのノイズの侵入とを防止する。

【０００９】また、シールド部は、熱伝導率の大きい材
料からなり、しかも電子部品に接触するようにされてい
るため、電子部品の熱を素早く伝導する。そして、シー
ルド部の外面に設けられた放熱部が、電子部品からシー
ルド部を介して伝導されてきた熱をシールド部の外部に
放熱する。

【００１０】従って、本発明の放熱・シールド材によれ
ば、電子部品を電磁的なシールドと、該電子部品の放熱
とを同時に効率よく行うことができ、ノイズや発熱によ
る電子部品の誤動作や破壊を防止できる。なお、シール
ド部に用いられる導電率，及び熱伝導率の大きい材料と
しては、例えば、銅，アルミニウム，鉄等が挙げられ
る。

【００１１】次に、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の放熱・シールド材において、上記シールド部
の内面に熱伝導率の大きい熱伝導材料からなる接触部材
を設け、該接触部材を介して上記電子部品に接触するよ
うに構成されていることを特徴とする。

【００１２】このように構成された、本発明の放熱・シ
ールド材によれば、接触部材が、電子部品が発生する熱
を、効率よくシールド部に伝導し、延いては効率よく電
子部品の放熱を行うことができる。即ち、電子部品とシ
ールド部との間に隙間があると、熱伝導の効率は著しく
低下するのであるが、使用する電子部品の大きさに応じ
て、適当な厚みを有する接触部材を適宜装着することに
より、電子部品とシールド部とを確実に接触させること
ができ、効率よく熱伝導が行われるのである。

【００１３】また、接触部材を非導電性の材料にて構成
すれば、電子部品の端子とシールド部とが接触してショ
ートすることを確実に防止でき、より信頼性を向上させ
ることができる。なお、接触部材に用いられる材料とし
ては、シリコーン，ウレタン等のエラストマーに、アル
ミナ，窒化ボロン，窒化アルミニウム，酸化亜鉛，炭化
ケイ素等の金属酸化物粉体を混練したものの他、カーボ
ン繊維または銅，アルミニウム，鉄等の金属粉末，金属
繊維，カーボンブラック，カーボンファイバ，グラファ
イト等の熱伝導率の大きな材料を、ポリオルガノシロキ
サン，ポリアミド，ポリエステル，ポリオレフィン等の
熱可塑性のホモポリマー，及びこれらのコポリマーや混
合物等のマトリックス材料に分散させたものが挙げられ
る。また、マトリックス材料としては、フェノール樹脂
やエポキシ樹脂のような熱硬化性の樹脂を使用してもよ
い。

【００１４】次に、請求項３に記載の発明は、請求項１
または請求項２に記載の放熱・シールド材において、上
記シールド部は、上記電子部品を囲う筒状に形成された
枠体と、外周が上記枠体の内周と略同じ大きさを有し、
上記枠体の内部に挿入可能に形成され、上記電子部品の
上面に当接する位置に配置されて上記枠体の開口を塞ぐ
蓋体とにより構成されていることを特徴とする。

【００１５】このように構成された本発明の放熱・シー
ルド材は、枠体を、電子部品を囲う位置に配設し、この
枠体の内部に蓋体を挿入して電子部品の上面に当接させ
た状態で使用する。このとき、枠体の開口は、蓋体によ
り塞がれた状態となる。従って、本発明の放熱・シール
ド材によれば、枠体及び蓋体が電子部品を電磁的に隙間
なく包囲するだけでなく、蓋体は確実に電子部品と接触
するため、請求項２に記載の発明と同様に、電子部品の
熱を効率よく伝導することができ、延いては電子部品の
放熱を効率よく行うことができる。

【００１６】次に、請求項４に記載の発明は、請求項１
ないし請求項３のいずれがに記載の放熱・シールド材に
おいて、上記放熱部は、放熱フィンからなることを特徴
とする。このように構成された本発明の放熱・シールド
材によれば、放熱フィンからなる放熱部は、その表面積
が広く、外気と接触する面積が広いため、電子部品から
シールド部に伝導された熱を効率よく外部に放熱するこ
とができる。

【００１７】また、放熱フィンであれば、シールド部と
一体成形することも可能であるため、容易に作製でき
る。次に、請求項５に記載の発明は、請求項１ないし請
求項３のいずれかに記載の放熱・シールド材において、
上記放熱部は、熱放射率の大きい熱放射材料からなるこ
とを特徴とする。

【００１８】このように構成された本発明の放熱・シー
ルド材においては、電子部品からシールド材を介して放
熱部に伝導された熱は、遠赤外線等に変換され、当該放
熱・シールド材の外部に放射される。従って、本発明に
よれば、電子部品から伝導された熱を単に外気との温度
差により放熱するだけでなく、伝導された熱を積極的に
放射しているので、きわめて効率よく放熱を行うことが
できる。

【００１９】また、熱放射材料は、その表面だけからで
なく、内部からも熱を放射するので、表面積を大きくと
る必要がなく、放熱・シールド材を小型化できる。な
お、放熱部に用いられる熱放射材料としては、各種セラ
ミック，黒鉛，カーボンブラック，カーボンファイバ等
が挙げられる。この内、セラミックとしては、例えばア
ルミナ，ジルコニア，チタニア等を用いることができる
が、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（２ＭｇＯ
・２Ａｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂），β−スポジューメン（Ｌ
ｉＯ₂・Ａｌ₂Ｏ₃・４ＳｉＯ₂），チタン酸アルミニウム
（Ａｌ₂Ｏ₃・Ｔｉ₂Ｏ₃）等も好適に用いられる。更に、
全赤外域で放射率の高いセラミックスとして、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。

【００２０】尚、上述のように、熱放射材料としては、
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、３０℃〜１２０℃程度の温
度範囲で、遠赤外線を黒体レベル程度（即ち、例えば放
射率が０.９以上）発生放射するものであればより一層
好ましい。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面と共
に説明する。図１（ａ）は、第１実施例の放熱・シール
ド材２の全体構成を表す斜視図、図１（ｂ）は、本実施
例の放熱・シールド材２が、基板Ｐ上に配設されたＩＣ
チップ等の電子部品Ｍに取り付けられた状態を表す断面
図である。なお、電子部品Ｍは、端子（図示せず）が部
品の下部に設けられた所謂ピングリッドアレイ（ＰＧ
Ａ）タイプのパッケージに収納されたものである。

【００２２】図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、放熱
・シールド材２は、内部に電子部品Ｍを収納する収納空
間を有し、電子部品Ｍが配設された基板Ｐとの接触面
（底面）が開口されたアルミニウム製のシールドボック
ス４からなり、このシールドボックス４の底面に対向す
る面（天面）の外面には、アルミニウム製の薄板を波型
に成形してなる放熱フィン６が、熱伝導接着材（接着層
１０）により接着されている。

【００２３】なお、熱伝導接着剤としては、エポキシ樹
脂をベースとし銀粉を混入してなる導電性高効率熱伝導
接着材の他、周知の接着剤に、カーボン，銅，アルミニ
ウム，鉄，セラミック等、熱伝導率の大きい材料の粉末
や繊維を混入したものを使用できる。

【００２４】また、シールドボックス４の天面の内面に
は、ジメチルシリコーンを基材として銅粉を分散させた
材料を圧縮成形し、シート状に成形してなる熱伝導パッ
ド８が、放熱フィン６と同様に熱伝導接着剤により接着
されている。そして、このように構成された放熱・シー
ルド材２は、基板Ｐ上に配設された電子部品Ｍをその収
納部に収容するようにして、この電子部品Ｍに取り付け
られる。

【００２５】この時、熱伝導パッド８は、電子部品Ｍの
上面と、シールドボックス４の天面との隙間を丁度埋め
る厚さのものが使用され、熱伝導接着剤により、電子部
品Ｍとも接着される。また、シールドボックス４は、導
電性接着剤、ハンダ、ネジ等を用いて基板Ｐに固定され
る。なお、基板Ｐ上において、シールドボックス４の底
面と接触する部分には接地パタン（図示せず）が形成さ
れており、シールドボックス４は、これと接触した状態
で固定されることにより、接地電位に保持される。

【００２６】このように電子部品Ｍに取り付けられた放
熱・シールド材２においては、導電率の大きいアルミニ
ウムにより形成され接地電位に保持されたシールドボッ
クス４が、電子部品Ｍが放射するノイズの外部への漏
洩、及び外部からのノイズの侵入を防止する。

【００２７】また、電子部品Ｍに発生した熱は、電子部
品Ｍの上面からは熱伝導パッド８を介して、また、電子
部品Ｍの側面からは直接に、シールドボックス４に伝導
される。そして、シールドボックス４は、伝導率の大き
いアルミニウムにより形成されているので、電子部品Ｍ
から伝導された熱は、速やかにシールドボックス４全体
及び放熱フィン６に伝導され、シールドボックス４及び
放熱フィン６の表面にて、外気との温度差により放熱さ
れる。特に、放熱フィン６は、波型に成形されており外
気との接触面積が広いため、放熱フィン６に伝導された
熱は速やかに放熱される。

【００２８】以上説明したように、本実施例の放熱・シ
ールド材２においては、シールドボックス４は、電子部
品Ｍを電磁的に隙間なく覆うだけでなく、直接的、或は
熱伝導パッド８を介して間接的に電子部品Ｍに接触して
いることにより、電子部品Ｍに発生する熱を伝導し、延
いては、その外面に設けられた放熱フィン６に熱を伝導
するようにされている。

【００２９】従って、本実施例の放熱・シールド材２に
よれば、電磁シールドと放熱とを同時に効率よく行うこ
とができ、ノイズや発熱による電子部品Ｍの誤動作や破
壊を防止できる。また、電子部品Ｍとシールドボックス
４との間には、その隙間の大きさに応じて熱伝導パッド
８が挿入されているので、電子部品Ｍの厚さによらず、
電子部品Ｍとシールドボックス４との間の熱伝導を常に
良好な状態に保つことができる。その結果、本実施例の
放熱・シールド材２を、様々な厚さの電子部品Ｍに対し
て共通に使用することができる。

【００３０】なお、本実施例では、熱伝導パッド８を、
電子部品Ｍの上面と接する位置にのみ設けているが、電
子部品Ｍの側面とシールドボックス４との間に隙間があ
る場合には、この隙間を埋める位置に設けてもよい。ま
た、電子部品Ｍの表面形状が平面ではなく凹凸がある場
合には、電子部品Ｍと熱伝導パッド８とが隙間なく密着
するように、熱伝導パッド８をこの凹凸に応じた形状に
形成してもよい。

【００３１】更に、熱伝導パッド８を弾性を有する基材
を用いて構成してもよく、この場合、電子部品Ｍの表面
に多少凹凸があっても、電子部品Ｍと熱伝導パッド８と
を確実に密着させることができる。次に、第２実施例に
ついて説明する。

【００３２】図２（ａ）は、第２実施例の放熱・シール
ド材１２の全体構成を表す斜視図、図２（ｂ）は、本実
施例の放熱・シールド材１２が、基板Ｐ上に配設された
ＩＣチップ等の電子部品Ｍに取り付けられた状態を表す
断面図である。図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、本
実施例の放熱・シールド材１２は、電子部品Ｍの周囲を
包囲する筒状に形成されたアルミニウム製の枠体１４
と、枠体１４の内側に嵌入可能なように、枠体１４の内
周と同じ形状に形成されたアルミニウム製の蓋体１６
と、枠体１４に蓋体１６を嵌入した時に、蓋体１６を底
面とし枠体１４を側壁として形成される凹部に挿入され
る放熱シート１８とにより構成されている。

【００３３】放熱シート１８は、ジメチルシリコーンを
基材として、コージライト粉粒体を分散させた材料を圧
縮成形しシート状に成形したものである。このように構
成された放熱・シールド材１２は、次のようにして、電
子部品Ｍに取り付けられる。

【００３４】まず、基板Ｐ上に配設された電子部品Ｍが
枠体１４の内側に収容されるように、電子部品Ｍの周囲
に枠体１４を固定する。なお、枠体１４は、導電性接着
剤、ハンダ、ネジ等を用いて基板Ｐに固定されると共
に、基板Ｐ上に形成された接地パタンに導通されること
により接地電位に保持される。この時、枠体１４と電子
部品Ｍとの接触部分には、隙間ができないように熱伝導
接着剤を塗布してもよい。

【００３５】その後、枠体１４の開口に蓋体１６を嵌入
し、電子部品Ｍの上面に当接する位置まで挿入する。こ
れにより、蓋体１６は、枠体１４と接触するため、枠体
１４と同様に接地電位に保持される。なお、この時、蓋
体１６において、枠体１４との接触面には導電性接着剤
を、また電子部品Ｍとの接触面には熱伝導接着剤を塗布
し、蓋体１６と枠体１４及び電子部品Ｍとを隙間なく密
着させることが好ましい。

【００３６】そして、放熱シート１８を、枠体１４と蓋
体１６とにより形成される凹部に、熱伝導接着剤により
接着固定して取付を完了する。このようにして、電子部
品Ｍに取り付けられた本実施例の放熱・シールド材１２
においては、電子部品Ｍを電磁的に隙間なく包囲する枠
体１４及び蓋体１６が、電子部品Ｍが放射するノイズの
外部への漏洩、及び外部からのノイズの侵入を防止す
る。

【００３７】また、電子部品Ｍに発生した熱は、電子部
品Ｍと接触するように取り付けられた枠体１４及び蓋体
１６を介して放熱シート１８に伝導される。そして、こ
の電子部品Ｍから伝導されてきた熱により暖められた放
熱シート１８内のコージライト粉粒体が、熱を遠赤外線
に変換して外部空間に放射する。なお、枠体１４及び放
熱シート１８の表面では、外気との温度差による放熱も
行われる。

【００３８】以上説明したように、本実施例の放熱・シ
ールド材２によれば、第１実施例と同様に、電磁シール
ドと放熱とを同時に効率よく行うことができ、ノイズや
発熱による電子部品Ｍの誤動作や破壊を防止できる。ま
た、本実施例によれば、熱伝導により枠体１４や放熱シ
ート１８の表面に伝導された熱を外気との温度差により
放熱するだけでなく、放熱シート１８の全体から遠赤外
線を放射することによっても放熱するため、極めて効率
よく放熱を行うことができ、電子部品Ｍの温度上昇をよ
り効果的に抑制することができる。

【００３９】また、放熱シート１８は、その表面だけか
らではなく、内部からも遠赤外線を放射していることに
より、表面積の割に大きな放熱効果を達成できるため、
当該放熱・シールド材１２を小型化できる。なお、本実
施例では、枠体１４と蓋体１６とは別体に構成され、電
子部品Ｍの厚さに応じて蓋体１６の位置を任意に移動で
きるようにされているが、所定の厚さを有する電子部品
Ｍに対して専用に使用される場合には、枠体１４と蓋体
１６とを一体成形して、蓋体１６の位置を固定してもよ
い。

【００４０】また、電子部品Ｍの表面形状が平面ではな
く凹凸がある場合には、電子部品Ｍと蓋体１６とが隙間
なく密着するように、蓋体１６をこの凹凸に応じた形状
に形成してもよい。更に、蓋体１６には、電子部品Ｍと
の当接面に、第１実施例にて説明した熱伝導パッドを取
り付けてもよい。

【００４１】また更に、上記第１及び第２実施例では、
底面に端子が設けられたＰＧＡタイプの電子部品Ｍに適
用する場合を説明したが、これに限らず、例えば、側面
に端子が設けられた電子部品に適用してもよい。この場
合、電子部品の端子と対向するシールド部（シールドボ
ックス４，枠体１４）の内側壁には、樹脂などにより絶
縁層を形成し、端子とシールド部が接触したとしてもシ
ョートすることのないように構成すればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の放熱・シールド材の全体構成及
び使用状態を表す斜視図と断面図である。

【図２】第２実施例の放熱・シールド材の全体構成及
び使用状態を表す斜視図と断面図である。

【符号の説明】

２，１２…放熱・シールド材４…シールドボックス
６…放熱フィン８…熱伝導パッド１０…接着層１４…枠体
１６…蓋体１８…放熱シート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電率，熱伝導率の大きい材料からな
り、電子部品に接触すると共に、該電子部品の周囲を電
磁的に隙間なく覆うシールド部と、該シールド部の外面に設けられ、上記電子部品から該シ
ールド部に伝導される熱を放熱する放熱部と、を備えることを特徴とする放熱・シールド材。
【請求項２】上記シールド部の内面に、熱伝導率の大
きい熱伝導材料からなる接触部材を設け、該接触部材を
介して上記電子部品に接触するように構成されているこ
とを特徴とする請求項１に記載の放熱・シールド材。
【請求項３】上記シールド部は、上記電子部品を囲う筒状に形成された枠体と、外周が上記枠体の内周と略同じ大きさを有し、上記枠体
の内部に挿入可能に形成され、上記電子部品の上面に当
接する位置に配置されて上記枠体の開口を塞ぐ蓋体と、により構成されていることを特徴とする請求項１または
請求項２に記載の放熱・シールド材。
【請求項４】上記放熱部は、放熱フィンからなること
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載
の放熱・シールド材。
【請求項５】上記放熱部は、熱放射率の大きい熱放射
材料からなることを特徴とする請求項１ないし請求項３
のいずれかに記載の放熱・シールド材。