JPH10116944A

JPH10116944A - 放熱板

Info

Publication number: JPH10116944A
Application number: JP26716196A
Authority: JP
Inventors: Koji Kitagawa; 弘二北川
Original assignee: Kitagawa Industries Co Ltd
Current assignee: Kitagawa Industries Co Ltd
Priority date: 1996-10-08
Filing date: 1996-10-08
Publication date: 1998-05-06

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量でしかも電磁波シールド性を兼ね備えた
放熱板を提供する。【解決手段】放熱板１４は、遠赤外線の放射率の高い
コージライト粉粒体を焼結したセラミック板からなる放
熱層１６の片側表面に無電界メッキ又は蒸着によって銅
薄膜からなる導電層１８を形成することにより構成され
ており、導電層１８が形成されている側を接着面とし
て、基板１２の一方の面１２ｂに、熱伝導性接着剤によ
って接着されている。導電層１８を有する放熱板１４
は、放熱だけでなく電磁波シールドを行うことができ、
しかも、セラミック材料を主成分としているので、同様
に放熱と電磁波シールドとが同時に可能な金属材料だけ
からなる放熱板を使用する場合に比べて軽量化できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品等の発熱
体、又は該発熱体によって加熱される被加熱体の放熱を
行うために用いられる放熱板に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器等に使用されているＩＣ
等の電子部品は、その集積度の向上及び動作の高速化に
より消費電力が増大すると共に発熱量も増大し、電子機
器の誤動作や電子部品自体の故障の一因となっているた
め、その放熱対策が大きな問題となっている。

【０００３】そこで、従来より、電子機器等において
は、その使用中に電子部品の温度上昇を抑えるために、
黄銅等、熱伝導性の高い金属材料を用いて構成された放
熱板が使用されている。この放熱板は、電子部品に接触
させて配置し、その電子部品が発生する熱を当該放熱板
へと伝導させ、伝導された熱を放熱板の表面と外気との
温度差によってその表面から放熱するものである。な
お、金属材料からなる放熱板は、導電性を有しているた
め、電磁波シールド材として兼用することができ、別途
電磁波シールド材を設ける必要がないので、放熱板を使
用する電子機器を小型化することが可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような金
属材料からなる放熱板は、重量が大きく、特に電磁波シ
ールド材として兼用する場合には、電子部品を包囲する
ように配置する必要があるため、放熱板が大型化し、そ
の結果、放熱板の重量、延いては放熱板を備えた装置の
総重量が増大して、放熱板や装置が扱いにくくなるとい
う問題があった。

【０００５】なお、比較的軽量なセラミック材料からな
る放熱板も知られているが、この場合、放熱のためだけ
にしか用いることができないため、電子部品を電磁波か
らシールドするためには、別途電磁波シールド材を設け
なければならず、その結果、装置が大型化してしまうと
いう問題があった。

【０００６】また、金属材料からなる放熱板は、全面が
導電性を有しているため、放熱板が接触する場所に配線
や端子等が設けられている場合には、使用することがで
きないという問題もあった。そこで、本発明は、上記問
題点を解決するために、軽量でしかも電磁波シールド性
を兼ね備えた放熱板を提供することを目的とする。

【０００７】特に、請求項３に記載の発明は、このよう
な放熱板において、発熱体や被加熱体との接触面での絶
縁性を確保することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】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、発
熱体又は該発熱体によって加熱される被加熱体の放熱を
行う放熱板であって、セラミック材料からなる放熱層
と、該放熱層の片側表面に形成された金属薄膜からなる
導電層と、により構成されていることを特徴とする。

【０００９】このように構成された請求項１に記載の放
熱板は、例えば、電子部品等、発熱体の上面等に直接取
り付けられる他、発熱体が固定された基板やパッケージ
等、発熱体によって加熱される被加熱体に取り付けられ
て使用される。そして、発熱体にて発生した熱、又は発
熱体によって加熱された被加熱体の熱は、セラミック材
料からなる放熱層及び金属薄膜からなる導電層に伝導さ
れ、これら放熱層及び導電層から外部に放熱される。

【００１０】また、金属薄膜からなり高い導電性を有す
る導電層は、当該放熱板を通過しようとする電磁波をシ
ールドする。このように、本発明の放熱板によれば、放
熱と電磁波シールドとを同時に行うことができ、しかも
比較的軽量なセラミック材料を主成分として、その表面
に金属薄膜を形成することにより構成されているので、
金属材料からなる従来の放熱板を用いた場合に比べて、
その重量を軽量化でき、延いては放熱板を備えた装置を
軽量化できるため、取扱の容易な装置を構成できる。

【００１１】次に、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の放熱板において、上記放熱層は、熱を遠赤外線
に変換して放射する熱放射性のセラミック材料からな
り、上記導電層は、上記発熱体又は上記被加熱体との接
触面に形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請求項２に記載の放
熱板では、発熱体又は被加熱体との接触面に形成された
導電層は、放熱層から放射される遠赤外線が外部へ放射
されることを妨げないだけでなく、この放熱層から発熱
体や被加熱体側に放射された遠赤外線をシールドして、
遠赤外線により発熱体や被加熱体が加熱されることを防
止する。

【００１３】即ち、遠赤外線は、電磁波の一種であるた
め、導電性を有する導電層によってシールドされるので
ある。従って、本発明の放熱板によれば、放熱板の表面
からだけでなく、放熱層の内部からも遠赤外線の放射に
よって放熱が行われ、しかも放熱層が放射する遠赤外線
によって、発熱体や被加熱体が加熱されてしまうことが
ないので、きわめて効率よく放熱を行うことができる。

【００１４】なお、熱放射性のセラミック材料として
は、遠赤外線の放射率が高いものとして、例えばコージ
ライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂ ），チタン
酸アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃・Ｔｉ₂Ｏ₃），β−スポジュ
ーメン（Ｌｉ₂Ｏ・Ａｌ₂Ｏ₃・４ＳｉＯ₂）等を用いるこ
とができ、また、全赤外線域で放射率の高いものとし
て、遷移元素酸化物系のセラミック（一例として、Ｍｎ
Ｏ₂：６０％，Ｆｅ₂Ｏ₃：２０％，ＣｕＯ：１０％，Ｃ
ｏＯ：１０％）等を用いることができる。

【００１５】次に、請求項３に記載の発明は、請求項１
に記載の放熱板において、上記放熱層は、熱を効率よく
伝導する熱伝導性のセラミック材料からなり、上記導電
層は、上記発熱体又は上記被加熱体との接触面とは反対
側の面に形成されていることを特徴とする。

【００１６】このように構成された請求項３に記載の放
熱板によれば、発熱体との接触面が絶縁性を有するの
で、発熱体や被加熱体側の接触面に配線がされていて
も、これを短絡してしまうことがない。その結果、発熱
体や被加熱体において、放熱板との接触面上の配線に絶
縁を施したり、接触面を迂回させて配線したりする必要
がなく、接触面での配線を自由に行うことができるた
め、当該放熱板を用いた装置の構成を簡易かつ小型化で
きる。

【００１７】なお、熱を効率よく電導する熱伝導性のセ
ラミック材料としては、例えば、窒化アルミニウム，酸
化ベリリウム，炭化ケイ素，フェライト等を用いること
ができる。

【００１８】

【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は、第１実施例の放熱板付き印刷配線
基板を表す全体構成図である。図１に示すように、本実
施例の放熱板付き印刷配線基板１０は、一方の面（以
下、部品載置面１２ａという）に配線パタンが印刷され
ると共に各種電子部品が取り付けられた基板１２と、基
板１２の他方の面（以下、接着面１２ｂという）に、熱
伝導性のよい周知の熱伝導性接着剤によって接着された
放熱板１４とにより構成されている。

【００１９】ここで放熱板１４は、遠赤外線の放射率の
高いコージライト粉粒体を焼結させたセラミック板から
なる放熱層１６を備え、その一方の面に無電解メッキ又
は蒸着によって銅薄膜からなる導電層１８を形成するこ
とにより構成されたもので、導電層１８が形成された側
の面が基板１２への接着面とされている。なお、導電層
１８は、銅に限らず、例えばニッケル，金，銀等、高熱
伝導率と高導電率とを兼ね備えたものであればよい。

【００２０】なお、本実施例では、基板１２の接着面１
２ｂでは、放熱板１４の導電層１８を介して配線パタン
が短絡してしまうおそれがあるため、グランドパタン以
外の配線パタンは印刷されていない。このように構成さ
れた放熱板付き印刷配線基板１０では、基板１２の部品
載置面１２ａに取り付けれた各種電子部品にて発生する
熱は、基板１２を介して放熱板１４に伝導される。

【００２１】そして、基板１２を介して伝導された熱に
より加熱された放熱板１４では、外気との温度差によっ
て放熱層１６の表面から放熱が行われるだけでなく、コ
ージライトの粉粒体からなる放熱層１６は、熱を遠赤外
線に変換して放射することにより放熱層１６の内部から
も積極的に放熱を行う。

【００２２】また銅薄膜からなり高熱伝導率と高導電率
とを兼ね備えた導電層１８は、基板１２の熱を効率よく
放熱層１６に伝えると共に、放熱板１４を通過しようと
する電磁波をシールドする。なお、放熱層１６が放射す
る遠赤外線も電磁波の一種であるため、導電層１８は、
放熱層１６から基板１２側に向けて放射された遠赤外線
もシールドする。

【００２３】以上説明したように、本実施例の放熱板付
き印刷配線基板１０によれば、放熱板１４は、セラミッ
ク材料を主成分とし、その表面に金属薄膜を形成するこ
とで構成されているので、金属材料だけからなる放熱板
を使用する場合に比べて軽量化することができる。

【００２４】しかも、放熱板１４には、導電層１８が形
成されているので、放熱だけでなく電磁波シールドを行
うことができ、電磁波シールドを行うために、他の部材
を必要としないので、装置を小型化できる。また、本実
施例の放熱板付き印刷配線基板１０によれば、放熱層１
６は、その表面からだけでなく、内部からも放熱を行
い、しかも、導電層１８が基板１２側に向けて放射され
た遠赤外線をシールドすることにより、基板１２及び基
板１２に取り付けられた電子部品が、遠赤外線によって
加熱されてしまうことがないため、きわめて効率よく放
熱を行うことができる。

【００２５】次に、第２実施例について説明する。図２
は、第２実施例の放熱板付き印刷配線基板を表す全体構
成図である。図２に示すように、本実施例の印刷配線基
板２０は、第１実施例と同様に、一方の面（以下、部品
載置面２２ａという）に部品が取り付けられた基板２２
と、基板２２の他方の面（以下、接着面２２ｂという）
に熱伝導性接着剤により接着された放熱板２４とからな
る。

【００２６】そして、放熱板２４は、窒化アルミニウム
を成分としたセラミック板からなる放熱層２６の片側表
面に、無電解メッキ，蒸着等によって銀薄膜からなる導
電層２８を形成することにより構成され、第１実施例と
は反対に、放熱層２６が露出された側が基板２２への接
着面とされている。

【００２７】なお、本実施例では、放熱板２４の接着面
が絶縁性を有しており、基板２２の接着面２２ｂに印刷
された配線パタンが放熱板２４を介して短絡してしまう
ことがないため、基板２２の接着面２２ｂにも配線パタ
ンが印刷されている。このように構成された放熱板付き
印刷配線基板２０では、基板２２の部品載置面２２ａに
取り付けられた各種電子部品にて発生する熱は、基板２
２を介して放熱板２４に伝導される。

【００２８】そして、基板２２を介して伝導された熱に
より加熱された放熱板２４は、外気との温度差によっ
て、その表面から放熱を行う。また、銀薄膜からなり高
熱伝導率と高導電率とを有する導電層２８は、放熱層２
６からの熱を、外気と接触する放熱板２４の表面に伝え
ると共に、基板２２の接着面２２ｂ側から基板２２の部
品載置面２２ａ側に侵入しようとする電磁波をシールド
する。

【００２９】以上説明したように、本実施例の放熱板付
き印刷配線基板２０によれば、第１実施例と同様に、放
熱板２４がセラミックからなる放熱層２６と、金属薄膜
からなる導電層２８とにより構成されているので、放熱
と電磁波シールドとを同時に行うことができ、しかも金
属材料からなる放熱板を使用する場合に比べて軽量化で
きる。

【００３０】また本実施例の放熱板付き印刷配線基板２
０によれば、表面の絶縁性が高い放熱層２６側を基板２
２への接着面としているので、基板２２の接着面２２ｂ
に自由に配線パターンを印刷することができる。その結
果、基板上に同じ回路を構成する場合、第１実施例に比
べて、小型の基板２２を用いることができ、当該放熱板
付き印刷配線基板２０を用いて構成される装置を小型化
できる。

【００３１】次に、第３実施例について説明する。図３
は、放熱板を蓋体として用いて構成された第３実施例の
電子部品シールドパッケージを表しており、（ａ）は全
体構成を表す斜視図、（ｂ）は蓋体を閉じた状態での断
面図である。

【００３２】図３に示すように、本実施例の電子部品シ
ールドパッケージ（以下、単にパッケージという）３０
は、ＩＣチップ等の電子部品を収納可能なパッケージ本
体３２と、放熱板にて構成されたパッケージ蓋体３４と
から構成されている。パッケージ本体３２は、印刷配線
基板４０を成形して構成されているが、この印刷配線基
板４０は、超薄型フィルムのポリイミド（ＰＩ）樹脂層
４２を中央に挟んで、一方の面には配線回路パターン４
４が設けられ、他方の面は銅板４６で覆われている。そ
して、このような構成の印刷配線基板４０を、いわゆる
深絞り成形（deep drawing）によって、銅板４６を外側
に露出させた箱状にくぼませてパッケージ本体３２を成
形している。なお、ここでは、２段に深絞り成形するこ
とにより開口部分が２段にされており、最内部の収納部
４８の周囲には棚状部５０が形成されている。

【００３３】一方、パッケージ蓋体３４は、炭化ケイ素
を成分としたセラミック板からなる放熱層３６の片側表
面に無電解メッキ，蒸着等によって銅薄膜からなる導電
層３８を形成することにより構成されている。そして、
パッケージ蓋体３４は、パッケージ本体３２の棚状部５
０に載置され収納部４８の開口部分を完全に閉じること
のできる形状にされていると共に、その厚さは、棚状部
５０からパッケージ本体３２の上面５２までの高さに等
しくされている。

【００３４】このように構成された本実施例のパッケー
ジ３０では、パッケージ本体３２の内側に配線回路パタ
ーン４４が印刷されており、収納部４８には、ＩＣチッ
プ５４等の電子部品が収納される。そして、パッケージ
本体３２の棚状部５０に、パッケージ蓋体３４が、放熱
層３６を内側（従って導電層３８を外側）にして取り付
けられることにより、収納部４８は密閉される。

【００３５】なお、パッケージ本体３２の収納部４８の
深さは、ＩＣチップ５４の高さと等しくされており、パ
ッケージ蓋体３４がパッケージ本体３２の開口に取り付
けられると、パッケージ蓋体３４の放熱層３６がＩＣチ
ップ５４の上面に接触するようにされている。また、パ
ッケージ蓋体３４は、周知の熱伝導性接着剤により、棚
状部５０及びＩＣチップ５４の上面に接着されること
で、パッケージ本体３２に固定される。

【００３６】そして、パッケージ本体３２を構成する銅
板４６、及びパッケージ蓋体３４に形成された導電層３
８が電磁波をシールドして、外部から収納部４８への電
磁波の侵入、及び収納部４８から外部への電磁波の漏洩
を防止する。また、ＩＣチップ５４にて発生した熱は、
放熱板であるパッケージ蓋体３４に伝導され、パッケー
ジ蓋体３４の表面（導電層３８）から外部に放熱される
と共に、パッケージ本体３２に伝導され、パッケージ本
体３２の表面（銅板４６）からも放熱される。

【００３７】以上説明したように、本実施例のパッケー
ジ３０によれば、パッケージ本体３２自身が印刷配線基
板４０を成形したものであるため、パッケージ部品以外
に別の基板等を用意する必要がなく、小型化を実現でき
る。また、本実施例のパッケージ３０によれば、パッケ
ージ蓋体３４が、セラミック板の片側表面に銅薄膜を形
成してなる放熱板からなり、絶縁性を有する放熱層３６
の側が、パッケージ本体３２の棚状部５０及びＩＣチッ
プ５４の上面に接触するようにされているので、棚状部
５０に印刷された配線パタンやＩＣチップ５４の上面に
設けられた端子等を短絡してしまうことがなく、従っ
て、電磁波シールドが可能なパッケージ蓋体３４と配線
パタン等との間を絶縁するために特別な構成を必要とし
ないため、装置構成を簡単にできる。

【００３８】次に、図４を参照して、上述した第３実施
例の電子部品シールドパッケージ３０の変形例について
説明する。なお図４では、パッケージ蓋体３４をパッケ
ージ本体３２に取り付けた状態での断面図を示す。即
ち、図４（ａ）は、パッケージ蓋体３４を、棚状部５０
だけでなく、パッケージ本体の上面５２をも被覆する形
状に構成したものであり、図４（ｂ）は、棚状部５０に
は、熱伝導性に優れた黄銅等からなる金属性の中蓋３５
を載置し、更に、この中蓋３５及びパッケージ本体３２
の上面５２、及び上面５２の外周部を放熱板からなるパ
ッケージ蓋体３４にて被覆するように構成したものであ
る。これらは、いずれの場合も、パッケージ本体３２と
パッケージ蓋体３４（及び中蓋３５）とに形成された導
電部位間の隙間が小さくなるため、パッケージ３０の電
磁波シールド性をより向上させることができる。

【００３９】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明は上記実施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において、様々な態様で実
施することができる。例えば、上記実施例では、セラミ
ック板を加工することなく、そのまま放熱層１６，２
６，３６として用いているが、セラミック板の割れを防
止するために、例えばジメチルシリコーン等、熱伝導性
に優れた樹脂による保護膜を表面全体に形成したセラミ
ック板を用いてもよい。

【００４０】また、放熱層１６，２６，３６を、フェラ
イト等の磁性材料からなるセラミック板にて構成しても
よい。この場合、放熱層も電磁波をシールドするため、
電磁波シールド性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の放熱板付き印刷配線基板を表す全
体構成図である。

【図２】第２実施例の放熱板付き印刷配線基板を表す全
体構成図である。

【図３】蓋体を放熱板にて構成した第３実施例の電子部
品シールドパッケージの全体構成を表す斜視図及び断面
図である。

【図４】第３実施例の電子部品シールドパッケージの変
形例を表す断面図である。

【符号の説明】

１０，２０…放熱板付き印刷配線基板１２，２２…
基板１４，２４…放熱板１６，２６，３６…
放熱層１８，２８，３８…導電層３０…電子部品シー
ルドパッケージ３２…パッケージ本体３４…パッケージ蓋体３
５…中蓋４０…印刷配線基板４２…樹脂層４４…配
線回路パターン４６…銅板４８…収納部５０…棚状部５２…上面５４…ＩＣチップ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発熱体又は該発熱体によって加熱される
被加熱体の放熱を行う放熱板であって、セラミック材料からなる放熱層と、該放熱層の片側表面に形成された金属薄膜からなる導電
層と、により構成されていることを特徴とする放熱板。
【請求項２】上記放熱層は、熱を遠赤外線に変換して
放射する熱放射性のセラミック材料からなり、上記導電層は、上記発熱体又は上記被加熱体との接触面
に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の放
熱板。
【請求項３】上記放熱層は、熱を効率よく伝導する熱
伝導性のセラミック材料からなり、上記導電層は、上記発熱体又は上記被加熱体との接触面
とは反対側の面に形成されていることを特徴とする請求
項１に記載の放熱板。