WO2015198770A1 - 電子機器 - Google Patents

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WO2015198770A1
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electronic device
cooling device
heat generating
generating member
heat
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Inventor
淳 柳原
三浦　忠将
是如 山下
Original Assignee
株式会社村田製作所
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Definitions

  • the present invention relates to an electronic apparatus provided with a cooling device.
  • a cooling device that combines a heat sink and a fan or Peltier element as described above requires a relatively large device and consumes power. Time) is disadvantageous. Therefore, an electronic device that can be used without a power source and includes a small cooling device is strongly desired.
  • an object of the present invention is to provide an electronic device that can be reduced in thickness and size and has high cooling efficiency for a heat generating member.
  • the present inventors can effectively use the space inside the electronic device by installing the cooling device in a place other than the top surface of the heating member, As a result, it has been found that a cooling device having a larger volume can be used and the cooling efficiency can be increased.
  • an electronic apparatus comprising a heat generating member and a cooling device, wherein the cooling device is installed on a surface other than the top surface of the heat generating member.
  • the cooling device by installing the cooling device in a place other than the top surface of the heat generating member, it is possible to reduce the thickness and size, and to provide an electronic apparatus having excellent heat generating member cooling efficiency.
  • FIG. 1 schematically shows a configuration of a heat generating member and a cooling device in an electronic apparatus according to an aspect of the present invention.
  • FIG. 2 schematically shows configurations of a heat generating member, a cooling device, and a heat conductive member in an electronic apparatus according to another aspect of the present invention.
  • FIG. 3 schematically shows configurations of a heat generating member, a cooling device, and a heat conductive member in an electronic apparatus according to another aspect of the present invention.
  • FIG. 4 schematically shows configurations of a heat generating member, a cooling device, and a heat conductive member in an electronic apparatus according to another aspect of the present invention.
  • FIG. 1 schematically shows a configuration of a heat generating member and a cooling device in an electronic apparatus according to an aspect of the present invention.
  • FIG. 2 schematically shows configurations of a heat generating member, a cooling device, and a heat conductive member in an electronic apparatus according to another aspect of the present invention.
  • FIG. 3 schematically shows configurations of
  • FIG. 5 schematically shows configurations of a heat generating member, a cooling device, and a heat conductive member in an electronic apparatus according to another aspect of the present invention.
  • 6A to 6C schematically show the configuration of a heat generating member, a cooling device, and a heat conductive member in an electronic apparatus according to another aspect of the present invention.
  • FIG. 7 schematically shows the configuration of the heat generating member, the cooling device, and the heat conductive member in the electronic apparatus according to another aspect of the present invention in a cross-sectional view.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the heat generating member, the cooling device, and the heat conductive member in the electronic apparatus according to another aspect of the present invention.
  • FIG. 9 schematically shows a configuration of a heat generating member, a cooling device, and a heat conductive member in an electronic apparatus according to another aspect of the present invention.
  • Fig.10 (a) shows typically the structure of the heat-emitting member in the electronic device of another aspect of this invention, a cooling device, and a heat conductive member with a side view.
  • FIG. 10B schematically shows the configuration of FIG. 10A in a plan view.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the heat generating member, the cooling device, and the heat conductive member in the electronic apparatus according to another aspect of the present invention.
  • FIG.10 (a) shows typically the structure of the heat-emitting member in the electronic device of another aspect of this invention, a cooling device, and a heat conductive member with a side view.
  • FIG. 10B schematically shows the configuration of FIG. 10A in a plan view.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the heat
  • FIG. 12 schematically shows, in a cross-sectional view, the configuration of a heat generating member, a cooling device, and a heat conductive member in an electronic apparatus according to another aspect of the present invention.
  • FIG. 13 schematically shows the arrangement of the heat generating member, the cooling device, and the heat conductive member in the electronic apparatus in the example in a plan view.
  • FIG. 14 shows the results of Test Example 1.
  • the present invention is an electronic device having a heat generating member and a cooling device, wherein the cooling device is installed on a surface other than the top surface of the heat generating member (see, for example, FIG. 1).
  • the space inside the electronic device can be used effectively. That is, it becomes possible to use a cooling device having a larger volume, and the cooling efficiency can be increased.
  • the “location other than the top surface of the heat generating member” may be any location other than the top surface of the heat generating member inside the electronic device, for example, may be a location on the side of the heat generating member, or It may be a location on the back side of the heat generating member through a substrate or the like.
  • the “top surface of the heat generating member” means the surface opposite to the surface where the heat generating member is in contact with the support (for example, the substrate), in the illustrated example, the upper surface of the drawing. Further, “installed on a surface other than the top surface of the heat generating member” does not exclude the presence on the top surface. That is, the cooling device may be installed on a surface other than the top surface of the heat generating member and may be present on the top surface of the heat generating member.
  • the cooling device may be one or two or more. When two or more cooling devices are used, they can be installed at predetermined locations independently of each other, for example, they may be installed with a heating member interposed therebetween, and one side of the heating member may be installed. And one may be installed on the back surface of the support via a support (for example, a substrate).
  • the shape of the cooling device is not particularly limited, and may be any form such as a cube, a rectangular parallelepiped, a cylinder, a prism, and a sheet. Moreover, the shape by which the center part of the cooling device was hollowed may be sufficient, and you may install a heat generating member in the hollow part hollowed out in this case. That is, a cooling device may be installed so as to surround the heat generating member.
  • the device containing the thermal storage material containing the substance which can absorb heat with 1 or more types of latent heat is mentioned.
  • the heat storage material containing a substance that can absorb heat by latent heat include metal halides, metal nitrates, metal carbonates, metal hydrates, paraffins, fatty acids, and ceramic materials.
  • the halide of the metal is not particularly limited, for example, lithium fluoride (LiF), lithium chloride (LiCl), sodium fluoride (NaF), include magnesium fluoride (MgF 2) or the like.
  • the nitrate of the metal is not particularly limited, for example, lithium nitrate (LiNO3), sodium nitrate (NaNO 3), potassium nitrate (KNO 3), and the like.
  • carbonate of the metal is not particularly limited, for example, lithium carbonate (Li 2 CO 3), and the like potassium carbonate (K 2 CO 3) is.
  • hydrated salt of a metal is not particularly limited, for example, NaCH 3 COO ⁇ 3H 2 O , Ba (OH) 2 ⁇ 8H 2 O, Sr (OH) 2 ⁇ 8H 2 O , and the like.
  • Paraffins are not particularly limited, and examples thereof include n-docosane (C 22 H 46 ), n-tetracosane (C 24 H 50 ), and n-triacontane (C 30 H 62 ).
  • the fatty acid is not particularly limited, and examples thereof include stearic acid, polymitic acid, myristic acid and the like.
  • the ceramic material is not particularly limited, and examples thereof include vanadium oxide, particularly vanadium dioxide.
  • the other element is not particularly limited as long as it can be used as a doping element, and examples thereof include W, Ta, Mo, and Nb.
  • the vanadium oxide is an oxide containing vanadium V and M (where M is at least one selected from W, Ta, Mo and Nb), and the sum of V and M is 100.
  • the content mole part of M when it is made a mole part is about 0 to about 5 parts by mole. Note that M is not an essential component, and the content molar part of M may be 0.
  • the vanadium oxide is an oxide containing A (where A is Li or Na) and vanadium V, and the content mole part of A when V is 100 mole parts is About 50 mol part or more and about 100 mol part or less.
  • the vanadium oxide has the formula: V 1-x M x O 2 (In the formula, M is W, Ta, Mo or Nb, and x is 0 or more and 0.05 or less) Or the formula: A y VO 2 (In the formula, A is Li or Na, and y is 0.5 or more and 1.0 or less) It is an oxide represented by.
  • the vanadium oxide is Ti-doped vanadium oxide or further vanadium oxide doped with other atoms selected from the group consisting of W, Ta, Mo and Nb,
  • the other atom is W
  • the content mole part of the other atom is greater than 0 mole part and less than or equal to 5 mole part with respect to a total of 100 mole parts of vanadium, Ti, and other atoms
  • the other atom is Ta, Mo or Nb
  • the content mole part of the other atom is greater than 0 mole part and 15 mole parts or less with respect to 100 mole parts in total of vanadium, Ti and other atoms
  • the content mole part of titanium is not less than 2 mole parts and not more than 30 mole parts with respect to 100 mole parts in total of vanadium, Ti and other atoms.
  • the Ti-doped vanadium oxide may contain 5 to 10 mole parts of titanium with respect to 100 mole parts of Ti and other atoms in total.
  • the vanadium oxide is Formula: V 1-xy Ti x M y O 2 [Wherein M is W, Ta, Mo or Nb; x is 0.02 or more and 0.3 or less, y is 0 or more, When M is W, y is 0.05 or less, When M is Ta, Mo or Nb, y is 0.15 or less. ] It is vanadium oxide represented by these. By setting it as such a structure, the moisture resistance of vanadium oxide improves.
  • x may be 0.05 or more and 0.1 or less.
  • the heating member is not particularly limited.
  • an integrated circuit such as a central processing unit (CPU), a power management IC (PMIC), a power amplifier (PA), a transceiver IC, and a voltage regulator (VR), light emission
  • the light source include a diode (LED), an incandescent light bulb, and a semiconductor laser, and a component that can be a heat source such as a field effect transistor (FET).
  • IC integrated circuit
  • CPU central processing unit
  • PMIC power management IC
  • PA power amplifier
  • VR voltage regulator
  • LED diode
  • FET field effect transistor
  • the electronic device is not particularly limited, and examples thereof include mobile electronic devices such as smartphones, mobile phones, tablet terminals, laptop computers, portable game machines, portable music players, and digital cameras.
  • the heat generating member 2 and the cooling device 4 are installed on a support (for example, the substrate 6) so that their side surfaces are in contact with each other.
  • the heat generating member 2 and the cooling device 4 are thermally coupled by a heat conductive member 8.
  • the cooling device can be installed in any space of the electronic device. For example, it is advantageous when there is another electronic component immediately adjacent to the heat generating member and the cooling device cannot be installed in contact with the heat generating member.
  • the material for forming the heat conductive member is not particularly limited as long as it can conduct heat efficiently. And oxides such as Al 2 O 3 ).
  • the metal material is not particularly limited, and examples thereof include tin, nickel, copper, bismuth, silver, iron, aluminum, and alloys containing them. These metal materials may be used alone or in combination of two or more.
  • the shape and arrangement of the heat conductive member are not particularly limited as long as the heat generated by the heat generating member can be efficiently transmitted to the cooling device.
  • the top surface of the heat generating member 2 and the top surface of the cooling device 4 are thermally coupled by the heat conductive member 8 (FIG. 3).
  • the efficiency of heat radiation from the surface of the heat conductive member can be increased. Further, since the heat conductive member is installed at a position away from the support (for example, the substrate), it is advantageous in that it does not physically interfere with other electronic components on the support.
  • the bottom surface of the heat generating member 2 and the bottom surface of the cooling device 4 are thermally coupled by a heat conductive member 8.
  • a thermally conductive member can be formed at the same time. Further, even when there is another electronic component on the top surface (or upper part) of the heat generating member, the heat generating member and the heat conductive member can be brought into direct contact.
  • the heat conductive member 8 is thermally coupled between the opposing side surfaces of the heat generating member 2 and the cooling device 4.
  • Such a configuration makes it possible to reduce the height, which is advantageous from the viewpoint of reducing the thickness of the electronic device.
  • the heat generating member is installed on the support, and the cooling device is installed separately from the support.
  • Such a configuration makes it difficult for the cooling device to physically interfere with other electronic components on a support (for example, a substrate).
  • the cooling device is installed on a part (for example, the inner surface) of another member 10 (for example, a casing or a shield) of the electronic device.
  • the installation location of the heat conductive member 8 that thermally couples the heat generating member 2 and the cooling device 4 is not particularly limited.
  • the heat conductive member 8 may be installed so as to connect both side surfaces (FIG. )), May be installed so as to connect the top surface of the heat generating member and the bottom surface of the cooling member (FIG. 6B), or may be installed so as to connect the top surface of the heat generating member and other members. Good (FIG. 6C).
  • produced with the heat generating member is transferred to another member (a housing
  • the other member is preferably thermally conductive, and is preferably a metal member, for example.
  • At least a part of the heat conductive member 8 is located inside the support 6.
  • Such a configuration makes it difficult for the heat conductive member to physically interfere with other electronic components on the support (for example, the substrate).
  • the heat generating member 2 and the cooling device 4 are installed to face each other via a support 6 and are installed in a via hole 12 penetrating the support.
  • the heat-sensitive member 8 is thermally coupled.
  • the heat generating member and the cooling device are placed on the same plane of a support (eg, a substrate), each in contact with a thermally conductive member exposed from the support. Are thermally coupled.
  • Such a configuration makes it possible to reduce the height, which is advantageous from the viewpoint of reducing the thickness of the electronic device.
  • the electronic device of the present invention comprises two or more thermally conductive members.
  • the heat generating member 2 and the cooling device 4 are thermally coupled to other members 10 (eg, housings or shields) by separate thermal conductive members 8, 8 ′, respectively.
  • the heat generating member 2 and the cooling device 4 are thermally coupled via the heat conductive members 8 and 8 ′ and the other member 10.
  • the heat conductive member does not have to exist above the support (for example, the substrate) other than the portion where the heat generating member and the cooling device are installed. And physical interference with the electronic components on the support surface can be eliminated.
  • one side surface of the heat generating member 2 and one side surface of the cooling device 4 are thermally coupled by a heat conductive member 8
  • Another side surface of the heat generating member 2 and another side surface of the cooling device 4 are thermally coupled by another heat conductive member 8 ′.
  • a portion of the thermally conductive member is located inside the cooling device.
  • the contact area between the heat conductive member and the cooling device can be increased, and the thermal bondability can be improved.
  • the heat conductive member 8 is penetrated to the inside of the cooling device 4.
  • the portion of the thermally conductive member located inside the cooling device has an uneven shape.
  • the contact area between the heat conductive member and the cooling device can be increased, and the thermal bondability can be further increased.
  • the uneven shape of the heat conductive member inside the cooling device is not particularly limited, but may be a comb-teeth shape.
  • the cooling device and the heat conductive member described above may be integrated.
  • the present invention provides a cooling member comprising a cooling device and a heat conductive member.
  • the cooling member can be suitably used for manufacturing the electronic device of the present invention described above. By using such a cooling member, the electronic device of the present invention can be easily manufactured.
  • Example 1 and 2 As shown in FIG. 13, one heat generating member and four cooling devices were installed on a glass epoxy substrate. This was placed in a housing to produce the electronic devices of Examples 1 and 2. The heating member and cooling device used are shown below.
  • Comparative Example 1 An electronic device of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Examples 1 and 2 except that no cooling device was used.
  • Test example 1 A thermocouple was installed on the upper surface of the heat generating member in the electronic devices of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 described above, the heat generating member was operated at a power of 1.4 W, and the temperature of the upper surface of the heat generating member was measured. The results are shown in FIG.
  • Examples 3 and 4 In the electronic device of Example 2, a heat conductive sheet was further pasted so that the entire top surface of the heat generating member and the cooling device was hidden, and the electronic devices of Examples 3 and 4 were produced.
  • the heat conductive sheet used is shown below.
  • Test example 2 A thermocouple is installed on the upper surface of the heat generating member in the electronic devices of Examples 2 to 4 and Comparative Example 1, and the heat generating member is operated with power of 2.5, 3, 3.5, and 4 W. The time until the temperature reached 90 ° C. was measured, and the delay time from the case where no cooling device was present (Comparative Example 1) was calculated. The results are shown in the table below.
  • Example 4 using a copper plate as a thermally conductive member was confirmed to have a large delay effect in order. This is considered because the heat from the heat generating member was efficiently transferred to the cooling device by the heat conductive members such as the copper plate and the graphite sheet.
  • the electronic device of the present invention can be used as, for example, a small communication terminal in which the problem of heat countermeasures has become prominent.

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Abstract

本発明は、発熱部材（２）と、冷却デバイス（４）とを有して成る電子機器であって、冷却デバイス（４）が発熱部材（２）の天面以外に設置されていることを特徴とする電子機器を提供する。本発明の電子機器は、薄型化・小型化が可能であり、発熱部材（２）の冷却効率が高い。

Description

電子機器
　本発明は、冷却デバイスを備えた電子機器に関する。
　近年、小型通信機器の進歩により薄くて軽いスマートフォンやタブレット型端末が広く普及し始めている。このような機器においてもパーソナルコンピューターと同様に高性能化が進められ、それに伴い中央処理装置（ＣＰＵ）などの発熱に関する問題が顕著化しており、機器の内部温度を、より高度に制御することが求められている。このような課題に対しては、従来からヒートシンクとファンまたはペルチェ素子を組み合わせた冷却装置が知られている（特許文献１を参照）。
　しかしながら、上記のようなヒートシンクとファンまたはペルチェ素子を組み合わせた冷却装置は、機器が比較的大きくなり、また、電力を消費するので、機器の小型化・薄型化、および低消費電力（バッテリーの持ち時間）の観点から不利である。したがって、無電源で使用可能で、かつ小型な冷却デバイスを備えた電子機器が強く望まれている。
　無電源での冷却手段として、発熱部材上に、パラフィンワックスパウダーおよび熱伝導性フィラーが充填されたシリコーンエラストマの全周をコート材によりコーティングした熱対策部材を発熱部材上に積層することが提案されている（特許文献２）。このような熱対策部材は、発熱部材で生じた熱を放熱器（例えば、筐体）に伝達しつつ、パラフィンワックスパウダーの潜熱によって吸収することができる。
特開２０１０－２２３４９７号公報 特開２０１２－１０２２６４号公報
　しかしながら、さらなる小型化、薄型化の要求により、発熱部材と筐体の間のスペースがさらに小さくなり、特許文献２のように発熱部材上に熱対策部材を積層することが困難となっている。また、仮に発熱部材上に特許文献２のような熱対策部材を積層して設置したとしても、熱対策部材の体積が小さくなり、熱を吸収するパラフィンワックスパウダーの量が少なくなるので十分な冷却効果を得ることができない。
　したがって、本発明の目的は、薄型化・小型化が可能であり、発熱部材の冷却効率が高い電子機器を提供することにある。
　本発明者らは、上記問題を解決すべく鋭意検討した結果、冷却デバイスを発熱部材の天面以外の場所に設置することにより、電子機器内部のスペースを有効に利用することが可能になり、その結果、より大きな体積の冷却デバイスを使用することができ、冷却効率を高めることができることを見出した。
　本発明の要旨によれば、発熱部材と、冷却デバイスとを有して成る電子機器であって、冷却デバイスが発熱部材の天面以外に設置されていることを特徴とする電子機器が提供される。
　本発明によれば、冷却デバイスを発熱部材の天面以外の場所に設置することにより、薄型化・小型化が可能であり、発熱部材の冷却効率に優れた電子機器が提供される。
図１は、本発明の一の態様の電子機器における発熱部材および冷却デバイスの構成を模式的に示す。 図２は、本発明の別の態様の電子機器における発熱部材、冷却デバイスおよび熱伝導性部材の構成を模式的に示す。 図３は、本発明の別の態様の電子機器における発熱部材、冷却デバイスおよび熱伝導性部材の構成を模式的に示す。 図４は、本発明の別の態様の電子機器における発熱部材、冷却デバイスおよび熱伝導性部材の構成を模式的に示す。 図５は、本発明の別の態様の電子機器における発熱部材、冷却デバイスおよび熱伝導性部材の構成を模式的に示す。 図６（ａ）～（ｃ）は、本発明の別の態様の電子機器における発熱部材、冷却デバイスおよび熱伝導性部材の構成を模式的に示す。 図７は、本発明の別の態様の電子機器における発熱部材、冷却デバイスおよび熱伝導性部材の構成を、断面図にて模式的に示す。 図８は、本発明の別の態様の電子機器における発熱部材、冷却デバイスおよび熱伝導性部材の構成を、断面図にて模式的に示す。 図９は、本発明の別の態様の電子機器における発熱部材、冷却デバイスおよび熱伝導性部材の構成を模式的に示す。 図１０（ａ）は、本発明の別の態様の電子機器における発熱部材、冷却デバイスおよび熱伝導性部材の構成を、側面図にて模式的に示す。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の構成を、平面図にて模式的に示す。 図１１は、本発明の別の態様の電子機器における発熱部材、冷却デバイスおよび熱伝導性部材の構成を、断面図にて模式的に示す。 図１２は、本発明の別の態様の電子機器における発熱部材、冷却デバイスおよび熱伝導性部材の構成を、断面図にて模式的に示す。 図１３は、実施例における電子機器における発熱部材、冷却デバイスおよび熱伝導性部材の配置を、平面図にて模式的に示す。 図１４は、試験例１の結果を示す。
　本発明は、発熱部材と、冷却デバイスとを有して成る電子機器であって、冷却デバイスが発熱部材の天面以外に設置されていることを特徴とする（例えば、図１を参照）。
　上記構成によれば、電子機器内部のスペースを有効に利用することが可能になる。即ち、より大きな体積の冷却デバイスを使用することが可能なり、冷却効率を高めることができる。
　上記「発熱部材の天面以外の場所」とは、電子機器内部の発熱部材の天面以外のいずれの場所であってもよく、例えば、発熱部材の側方の箇所であってもよく、または基板等を介する発熱部材の裏側の箇所であってもよい。なお、「発熱部材の天面」とは、発熱部材が支持体（例えば、基板）に接する面と反対の面、図示する例では、図面の上側の面を意味する。また、「発熱部材の天面以外に設置されている」は、天面に存在することを排除するものではない。即ち、冷却デバイスは、発熱部材の天面以外に設置され、かつ、発熱部材の天面に存在してもよい。
　冷却デバイスは、１つであってもよく、２つ以上であってもよい。２つ以上の冷却デイバスを用いる場合、それらは、互いに独立して所定の箇所に設置することができ、例えば、発熱部材を挟んで設置してもよく、また、１つを発熱部材の側方に設置し、１つを支持体（例えば、基板）を介してその裏面に設置してもよい。
　冷却デバイスの形状は、特に限定されず、例えば、立方体、直方体、円柱、角柱、シート状等のいずれの形態であってもよい。また、冷却デバイスの中央部がくり抜かれた形状であってもよく、この場合、くり抜かれた中空部に発熱部材を設置してもよい。即ち、発熱部材を取り囲むように冷却デバイスを設置してもよい。
　冷却デバイスとしては、特に限定されないが、１種またはそれ以上の潜熱により熱を吸収できる物質を含む蓄熱材を含むデバイスが挙げられる。潜熱により熱を吸収できる物質を含む蓄熱材としては、例えば、金属のハロゲン化物、金属の硝酸塩、金属の炭酸塩、金属の水和塩、パラフィン類、脂肪酸およびセラミック材料が挙げられる。
　上記金属のハロゲン化物としては、特に限定されないが、例えば、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）等が挙げられる。
　上記金属の硝酸塩としては、特に限定されないが、例えば、硝酸リチウム（ＬｉＮＯ３）、硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）、硝酸カリウム（ＫＮＯ３）等が挙げられる。
　金属の炭酸塩としては、特に限定されないが、例えば、炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）等が挙げられる。
　金属の水和塩としては、特に限定されないが、例えば、ＮａＣＨ３ＣＯＯ・３Ｈ２Ｏ、Ｂａ（ＯＨ）２・８Ｈ２Ｏ、Ｓｒ（ＯＨ）２・８Ｈ２Ｏ等が挙げられる。
　パラフィン類としては、特に限定されないが、例えば、ｎ－ドコサン（Ｃ２２Ｈ４６）、ｎ－テトラコサン（Ｃ２４Ｈ５０）、ｎ－トリアコンタン（Ｃ３０Ｈ６２）等が挙げられる。
　脂肪酸としては、特に限定されないが、例えば、ステアリン酸、ポリミチン酸、ミリスチン酸等が挙げられる。
　セラミック材料としては、特に限定されないが、例えば、酸化バナジウム、特に二酸化バナジウムが挙げられる。
　これらは、他の元素がドープされていてもよい。他の元素としては、ドープ元素として利用できるものであれば特に限定されず、例えばＷ、Ｔａ、ＭｏおよびＮｂが挙げられる。
　好ましい態様において、上記酸化バナジウムは、バナジウムＶおよびＭ（ここに、Ｍは、Ｗ、Ｔａ、ＭｏおよびＮｂから選ばれる少なくとも一種である）を含む酸化物であって、ＶとＭの合計を１００モル部としたときのＭの含有モル部が約０モル部以上約５モル部以下である。なお、Ｍは必須成分ではなく、Ｍの含有モル部は０であってもよい。
　別の好ましい態様において、上記酸化バナジウムは、Ａ（ここに、ＡはＬｉまたはＮａである）およびバナジウムＶを含む酸化物であって、Ｖを１００モル部としたときのＡの含有モル部が約５０モル部以上約１００モル部以下である。
　別の好ましい態様において、上記酸化バナジウムは、式：
　　　Ｖ１－ｘＭｘＯ２
（式中、Ｍは、Ｗ、Ｔａ、ＭｏまたはＮｂであり、ｘは、０以上０．０５以下である）
または、式：
　　　ＡｙＶＯ２
（式中、Ａは、ＬｉまたはＮａであり、ｙは、０．５以上１．０以下である）
で表される酸化物である。
　別の好ましい態様において、上記酸化バナジウムは、Ｔｉがドープされた酸化バナジウムまたはさらにＷ、Ｔａ、ＭｏおよびＮｂからなる群から選択される他の原子がドープされた酸化バナジウムであって、
　他の原子がＷである場合、バナジウム、Ｔｉおよび他の原子の合計１００モル部に対して、他の原子の含有モル部が、０モル部より大きく５モル部以下であり、
　他の原子がＴａ、ＭｏまたはＮｂである場合、バナジウム、Ｔｉおよび他の原子の合計１００モル部に対して、他の原子の含有モル部が、０モル部より大きく１５モル部以下であり、
　バナジウム、Ｔｉおよび他の原子の合計１００モル部に対して、チタンの含有モル部は、２モル部以上３０モル部以下である。このような構成とすることにより、酸化バナジウムの耐湿性が向上する。
　好ましい態様において、上記のＴｉがドープされた酸化バナジウムは、Ｔｉおよび他の原子の合計１００モル部に対して、チタンの含有モル部が、５モル部以上１０モル部以下であり得る。
　別の好ましい態様において、上記酸化バナジウムは、
　式：Ｖ１－ｘ－ｙＴｉｘＭｙＯ２
［式中、Ｍは、Ｗ、Ｔａ、ＭｏまたはＮｂであり、
　ｘは０．０２以上０．３以下であり、
　ｙは０以上であって、
　ＭがＷである場合、ｙは０．０５以下であり、
　ＭがＴａ、ＭｏまたはＮｂである場合、ｙは０．１５以下である。］
で表される酸化バナジウムである。このような構成とすることにより、酸化バナジウムの耐湿性が向上する。
　好ましくは、上記式中、ｘは、０．０５以上０．１以下であり得る。
　上記発熱部材としては、特に限定されないが、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）、パワーマネージメントＩＣ（ＰＭＩＣ）、パワーアンプ（ＰＡ）、トランシーバーＩＣ、ボルテージレギュレータ（ＶＲ）などの集積回路（ＩＣ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、白熱電球、半導体レーザーなどの発光素子、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）などの熱源となり得る部品が挙げられる。
　電子機器としては、特に限定されないが、例えば、スマートフォン、携帯電話、タブレット型端末、ラップトップ型パソコン、携帯型ゲーム機、携帯型音楽プレーヤー、デジタルカメラ等のモバイル型電子機器等が挙げられる。
　一の態様において、図２に示されるように、発熱部材２および冷却デバイス４は、支持体（例えば、基板６）上に、それらの側面が接触するように設置されている。
　このような構成とすることにより、発熱部材で生じた熱を効率良く冷却デバイスに伝えることが可能になる。
　別の態様において、図３に示されるように、発熱部材２および冷却デバイス４は、熱伝導性部材８により熱結合されている。
　このような構成とすることにより、発熱部材で生じた熱を効率良く冷却デバイスに伝えることが可能になる。また、発熱部材と冷却デバイスが離隔している場合であっても効率良く熱を移送できるので、冷却デバイスを、電子機器のいずれのスペースにも設置させることが可能になる。例えば、発熱部材のすぐ隣に他の電子部品等が存在して、冷却デバイスを発熱部材に接触させて設置できない場合に有利である。
　上記熱伝導性部材を形成する材料は、熱を効率良く伝えることができるものであれば特に限定されないが、例えば、金属材料、樹脂、カーボン、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの窒化物および酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）などの酸化物が挙げられる。
　上記金属材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、スズ、ニッケル、銅、ビスマス、銀、鉄およびアルミニウムまたはそれらを含む合金等が挙げられる。これらの金属材料は、単独で用いてもよく、または２種以上を組み合わせて用いてもよい。
　上記熱伝導性部材は、発熱部材で生じた熱を効率的に冷却デバイスに伝えることが可能であれば、その形状および配置は特に限定されない。
　一の好ましい態様において、発熱部材２の天面と冷却デバイス４の天面とは、熱伝導性部材８により熱結合されている（図３）。
　発熱部材と冷却デバイスの天面側に熱伝導性部材を設置することにより、熱伝導性部材の表面からの放熱の効率を高めることができる。また、熱伝導性部材は支持体（例えば、基板）から離れた位置に設置されることになるので、支持体上の他の電子部品と物理的に干渉しにくい点でも有利である。
　別の好ましい態様において、図４に示されるように、発熱部材２の底面と冷却デバイス４の底面とは、熱伝導性部材８により熱結合されている。
　このような構成とすることにより、基板上に回路をプリントする際に、同時に熱伝導性部材を形成することができる。また、発熱部材の天面（または上部）に他の電子部品がある場合にも、発熱部材と熱伝導性部材を直接接触させることが可能になる。
　別の態様において、図５に示されるように、発熱部材２と冷却デバイス４の対向する側面間が、熱伝導性部材８により熱結合されている。
　このような構成とすることにより、高さを軽減することが可能になり、電子機器の薄型化の観点から有利である。
　別の態様において、発熱部材は支持体上に設置され、冷却デバイスは前記支持体から離隔して設置されている。
　このような構成とすることにより、冷却デバイスが、支持体（例えば、基板）上の他の電子部品と物理的な干渉をしにくくなる。
　一の好ましい態様において、冷却デバイスは、電子機器の他の部材１０（例えば、筐体またはシールド）の一部（例えば、内面）に設置されている。
　この態様において、発熱部材２と冷却デバイス４とを熱結合する熱伝導性部材８の設置箇所は特に限定されず、例えば、両者の側面部を繋ぐように設置してもよく（図６（ａ））、発熱部材の天面と冷却部材の底面を繋ぐように設置してもよく（図６（ｂ））、あるいは、発熱部材の天面と他の部材とを繋ぐように設置してもよい（図６（ｃ））。発熱部材の天面と他の部材とを繋ぐように設置する場合、発熱部材で生じた熱は、熱伝導性部材から他の部材（筐体またはシールド）に移送され、ついで、他の部材（筐体またはシールドから冷却デバイス）に移送される。従って、この場合、他の部材は、熱伝導性であることが好ましく、例えば金属製部材であることが好ましい。
　別の態様において、熱伝導性部材８の少なくとも一部は、支持体６の内部に位置する。
　このような構成とすることにより、熱伝導性部材が、支持体（例えば、基板）上の他の電子部品と物理的な干渉をしにくくなる。
　一の好ましい態様において、図７に示されるように、発熱部材２および冷却デバイス４は、支持体６を介して対向して設置され、該支持体を貫通するビアホール１２内に設置された熱伝導性部材８により熱結合されている。
　このような構成とすることにより、熱伝導性部材と、発熱部材側の支持体（例えば、基板）上の電子部品との物理的な干渉をなくすことができる。
　別の好ましい態様において、図８に示されるように、発熱部材および冷却デバイスは、支持体（例えば、基板）の同一平面上に設置され、それぞれ、支持体から露出した熱伝導性部材と接触することにより熱結合されている。
　このような構成とすることにより、高さを軽減することが可能になり、電子機器の薄型化の観点から有利である。
　別の態様において、本発明の電子機器は、２つ以上の熱伝導性部材を有して成る。
　一の好ましい態様において、図９に示されるように、発熱部材２および冷却デバイス４が、それぞれ別個の熱伝導性部材８，８’により他の部材１０（例えば、筐体またはシールド）と熱結合されており、これら熱伝導性部材８，８’および他の部材１０を介して、発熱部材２と冷却デバイス４とが熱結合されている。
　このような構成とすることにより、熱伝導性部材は、発熱部材および冷却デバイスが設置されている部分以外の支持体（例えば、基板）の上方に存在しなくてもよいので、熱伝導性部材と支持体面上の電子部品との物理的な干渉をなくすことができる。
　別の好ましい態様において、図１０（ａ）および（ｂ）に示されるように、発熱部材２の１つの側面と、冷却デバイス４の１つの側面とが、熱伝導性部材８により熱結合され、発熱部材２の別の側面と、冷却デバイス４の別の側面とが、別の熱伝導性部材８’により熱結合されている。
　このような構成とすることにより、発熱部材で生じた熱を効率良く冷却デバイスに伝えることが可能になる。
　別の態様において、熱伝導性部材の一部は、冷却デバイスの内部に位置する。
　このような構成とすることにより、熱伝導性部材と冷却デバイスとの接触面積を大きくすることができ、熱結合性を高めることができる。
　例えば、図１１に示されるように、図７の態様において、熱伝導性部材８を冷却デバイス４の内部にまで貫通させる。
　一の好ましい態様において、熱伝導性部材の冷却デバイスの内部に位置する部分は、凹凸形状を有する。
　このような構成とすることにより、熱伝導性部材と冷却デバイスとの接触面積をより大きくすることができ、熱結合性をより高めることができる。
　例えば、図１２に示されるように、冷却デバイス内部の熱伝導性部材の凹凸形状は、特に限定されないが、櫛歯型とすることができる。
　上記した冷却デバイスおよび熱伝導性部材は、一体化されていてもよい。
　従って、本発明は、冷却デバイスおよび熱伝導性部材を有して成る冷却用部材を提供する。
　上記冷却用部材は、上記した本発明の電子機器の製造に好適に用いることができる。このような冷却用部材を用いることにより、本発明の電子機器の製造が容易になる。
　以上、本発明について説明したが、本発明は上記の態様に限定されるものではなく、種々の改変を行うことができる。
　実施例１および２
　図１３に示すように、ガラスエポキシ製の基板上に１つの発熱部材および４つの冷却デバイスを設置した。これを筐体内に配置して、実施例１および２の電子機器を作製した。用いた発熱部材および冷却デバイスを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　比較例１
　冷却デバイスを用いないこと以外は、実施例１および２と同様にして、比較例１の電子機器を作製した。
　試験例１
　上記の実施例１および２ならびに比較例１の電子機器内の発熱部材の上面に熱電対を設置し、発熱部材を１．４Ｗの電力で動作させ、発熱部材の上面の温度を測定した。結果を図１４に示す。
　図１４の結果から、冷却デバイスを有する実施例１および２の電子機器における発熱部材は、冷却を有しない比較例１と比較して、表面温度の上昇が遅延することが確認された。特に、二酸化バナジウムを用いた実施例２は、表面温度の上昇をより遅延することが確認された。これは、基板などを通じて、発熱部材で発生した熱が、冷却デバイスに吸収されたためと考えられる。
　実施例３および４
　実施例２の電子機器において、さらに、発熱部材および冷却デバイスの天面全体が隠れるように熱伝導性シートを貼り付け、実施例３および４の電子機器を作製した。用いた熱伝導性シートを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　試験例２
　実施例２～４および比較例１の電子機器内の発熱部材の上面に熱電対を設置し、発熱部材を２．５、３、３．５および４Ｗの電力で動作させ、発熱部材の上面の温度が、９０℃に達するまでの時間を測定し、冷却デバイスが存在しない場合（比較例１）からの遅延時間を計算した。結果を下記表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　上記の結果から、発熱部材と冷却デバイスを熱伝導性部材で熱結合させることにより、より優れた冷却効果が得られることが確認された。特に、銅板を熱伝導性部材として用いた実施例４は順に遅延効果が大きいことが確認された。これは、銅板およびグラファイトシートなどの熱伝導性部材によって発熱部材からの熱が冷却デバイスに効率的に移送されたためと考えられる。
　本発明の電子機器は、例えば、熱対策問題が顕著化している小型通信端末として利用することができる。
　２…発熱部材
　４…冷却デバイス
　６…支持体（基板）
　８…熱伝導性部材
　１０…他の部材
　１２…ビアホール

Claims (27)

  1. 　発熱部材と、冷却デバイスとを有して成る電子機器であって、冷却デバイスが発熱部材の天面以外に設置されていることを特徴とする電子機器。
  2. 　発熱部材および冷却デバイスが、それらの側面が接触するように設置されていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
  3. 　発熱部材と冷却デバイスとが、熱伝導性部材により熱結合されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の電子機器。
  4. 　発熱部材の天面と冷却デバイスの天面とが、熱伝導性部材により熱結合されていることを特徴とする、請求項３に記載の電子機器。
  5. 　発熱部材の底面と冷却デバイスの底面とが、熱伝導性部材により熱結合されていることを特徴とする、請求項３に記載の電子機器。
  6. 　発熱部材と冷却デバイスの対向する側面間が、熱伝導性部材により熱結合されていることを特徴とする、請求項３に記載の電子機器。
  7. 　発熱部材が支持体上に設置され、冷却デバイスが前記支持体から離隔して設置されていることを特徴とする、請求項３～６のいずれかに記載の電子機器。
  8. 　冷却デバイスが、電子機器の筐体の内面またはシールドの内面に設置されていることを特徴とする、請求項７に記載の電子機器。
  9. 　熱伝導性部材の少なくとも一部が、支持体内部に位置することを特徴とする、請求項３に記載の電子機器。
  10. 　発熱部材および冷却デバイスが、支持体を介して対向して設置され、該支持体を貫通するビアホール内に設置された熱伝導性部材により熱結合されていることを特徴とする、請求項９に記載の電子機器。
  11. 　発熱部材および冷却デバイスが、支持体の同一平面上に設置され、それぞれ、支持体から露出した熱伝導性部材と接触することにより熱結合されていることを特徴とする、請求項９に記載の電子機器。
  12. 　２つ以上の熱伝導性部材を有して成る、請求項３～１１のいずれかに記載の電子機器。
  13. 　発熱部材および冷却デバイスが、それぞれ別個の熱伝導性部材により他の部材と熱結合されており、これら熱伝導性部材および他の部材を介して、発熱部材と冷却デバイスとが熱結合されていることを特徴とする、請求項１２に記載の電子機器。
  14. 　発熱部材の１つの側面と、冷却デバイスの１つの側面とが、熱伝導性部材により熱結合され、発熱部材の別の側面と、冷却デバイスの別の側面とが、別の熱伝導性部材により熱結合されていることを特徴とする、請求項１２に記載の電子機器。
  15. 　熱伝導性部材の一部が、冷却デバイスの内部に位置することを特徴とする、請求項３～１４のいずれかに記載の電子機器。
  16. 　冷却デバイスの内部に位置する熱伝導性部材が、凹凸形状を有することを特徴とする、請求項１５に記載の電子機器。
  17. 　冷却デバイスが、金属のハロゲン化物、金属の硝酸塩、金属の炭酸塩、金属の水和塩、パラフィン類、脂肪酸およびセラミック材料から成る群から選択される１種またはそれ以上の蓄熱材を含むことを特徴とする、請求項１～１６のいずれかに記載の電子機器。
  18. 　蓄熱材が、酸化バナジウムであることを特徴とする、請求項１７に記載の電子機器。
  19. 　酸化バナジウムが、バナジウムＶおよびＭ（ここに、Ｍは、Ｗ、Ｔａ、ＭｏおよびＮｂから選ばれる少なくとも一種である）を含む酸化物であって、ＶとＭの合計を１００モル部としたときのＭの含有モル部が約０モル部以上約５モル部以下であることを特徴とする、請求項１８に記載の電子機器。
  20. 　酸化バナジウムが、Ａ（ここに、ＡはＬｉまたはＮａである）およびバナジウムＶを含む酸化物であって、Ｖを１００モル部としたときのＡの含有モル部が約５０モル部以上約１００モル部以下であることを特徴とする、請求項１８に記載の電子機器。
  21. 　酸化バナジウムが、式：
    　　　Ｖ１－ｘＭｘＯ２
    （式中、Ｍは、Ｗ、Ｔａ、ＭｏまたはＮｂであり、ｘは、０以上０．０５以下である）
    または、式：
    　　　ＡｙＶＯ２
    （式中、Ａは、ＬｉまたはＮａであり、ｙは、０．５以上１．０以下である）
    で表される酸化物であることを特徴とする、請求項１８に記載の電子機器。
  22. 　酸化バナジウムが、Ｔｉがドープされた酸化バナジウムまたはさらにＷ、Ｔａ、ＭｏおよびＮｂからなる群から選択される他の原子がドープされた酸化バナジウムであって、
    　他の原子がＷである場合、バナジウム、Ｔｉおよび他の原子の合計１００モル部に対して、他の原子の含有モル部が、０モル部より大きく５モル部以下であり、
    　他の原子がＴａ、ＭｏまたはＮｂである場合、バナジウム、Ｔｉおよび他の原子の合計１００モル部に対して、他の原子の含有モル部が、０モル部より大きく１５モル部以下であり、
    　バナジウム、Ｔｉおよび他の原子の合計１００モル部に対して、チタンの含有モル部は、２モル部以上３０モル部以下であることを特徴とする、請求項１８に記載の電子機器。
  23. 　バナジウム、Ｔｉおよび他の原子の合計１００モル部に対して、チタンの含有モル部が、５モル部以上１０モル部以下であることを特徴とする、請求項２２に記載の電子機器。
  24. 　酸化バナジウムが、式：
    Ｖ１－ｘ－ｙＴｉｘＭｙＯ２
    ［式中、Ｍは、Ｗ、Ｔａ、ＭｏまたはＮｂであり、
    　ｘは０．０２以上０．３以下であり、
    　ｙは０以上であって、
    　ＭがＷである場合、ｙは０．０５以下であり、
    　ＭがＴａ、ＭｏまたはＮｂである場合、ｙは０．１５以下である。］
    で表される酸化バナジウムであることを特徴とする、請求項１８に記載の電子機器。
  25. 　ｘが０．０５以上０．１以下であることを特徴とする、特徴とする、請求項２４に記載の電子機器。
  26. 　冷却デバイスおよび熱伝導性部材を有して成る冷却用部材。
  27. 　請求項１～２５のいずれかに記載の電子機器の製造に用いられる請求項２６に記載の冷却用部材。
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