JP2000286370A - 電子部品の放熱部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】表面に補強層を有する取扱い性の大なる放熱部
材において、電子機器に組み込む際の発熱性電子部品へ
の負荷が小さく、高度な放熱特性を実現することのでき
る放熱部材を提供する。 【構成】アスカーＣ硬度が５０以下の高柔軟性放熱基材
の表面及び／又は裏面に、発熱性電子部品が上記高柔軟
性放熱基材と接触する領域を少なくとも残し、その領域
からその領域に対応する放熱方向側の反対面までの間に
は、いかなる補強層をも形成させないで、上記高柔軟性
放熱基材の表面、裏面及び／又は内部に補強層を設けて
なることを特徴とする電子部品の放熱部材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品の放熱部
材に関する。詳しくは、表面に補強層を有する取扱い性
の大なる放熱部材において、電子機器に組み込む際の発
熱性電子部品への負荷が小さく、高度な放熱特性を実現
することができる放熱部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】トランジスタやサイリスタ等の発熱性電
子部品を組み込んだ電子機器においては、使用時に発生
した熱を如何にして除去するかが重要な課題となってい
る。従来、その熱の除去方法として、発熱性電子部品を
電気絶縁性の熱伝導性シートを介して放熱フィンや金属
板に取り付けて熱を除去している。このような熱伝導性
シートとしては、シリコーンゴムに窒化硼素等の熱伝導
性フィラーの充填されたものが使用されている。

【０００３】一方、最近の電子機器の高密度化に伴い、
放熱フィン等を付けるスペースがない場合や、電子機器
が密閉されていてその内部にある放熱フィンから外部へ
の放熱が困難な場合などでは、発熱性電子部品から発生
した熱を電子機器のケース等に直接伝熱する方式が取ら
れる場合がある。この伝熱を行うために、発熱性電子部
品とケースとの間に、その隙間を埋めるだけの厚みを有
した高柔軟性放熱スペーサーが用いられる。

【０００４】また、ＩＣ化やＬＳＩ化された発熱性電子
部品がプリント基板に実装される際の放熱においても、
プリント基板と放熱フィンとの間に高柔軟性放熱スペー
サーが用いられる。

【０００５】このような高柔軟性放熱スペーサーは、ア
スカーＣ硬度が５０以下という極めて柔らかいものであ
るため、その装着時等における取扱い性が劣るので、そ
の表面ないしは表面内部にシート、ガラスクロス等の補
強層を設けることが提案されている。（特開平２−１９
６４５３号公報、特開平６−１５５５１７号公報、特開
平７−１４９５０号公報、特開平７−２６６３５６号公
報等）

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】これらの補強層によっ
て、取扱い性は改善された。しかし、それを電子機器に
組み込むには、発熱性電子部品と補強層とが当接させた
状態で締め付けしなければならないが、補強層が高柔軟
性放熱スペーサーよりも高硬度であるので、それを考慮
して発熱性電子部品が損傷しないように締め付け力を加
減すると、十分な接触面積を確保することができず、折
角の高柔軟性スペーサーの高熱伝導性を最大限に発現さ
せることが困難である場合が多かった。

【０００７】本発明は、上記に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、表面に補強層を有する取扱い性の大な
る放熱部材において、電子機器に組み込む際の発熱性電
子部品への負荷が小さく、高度な放熱特性を実現するこ
とができる放熱部材を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、ア
スカーＣ硬度が５０以下の高柔軟性放熱基材の表面及び
／又は裏面に、発熱性電子部品が上記高柔軟性放熱基材
と接触する領域を少なくとも残し、その領域からその領
域に対応する放熱方向側の反対面までの間には、いかな
る補強層をも形成させないで、上記高柔軟性放熱基材の
表面、裏面及び／又は内部に補強層を設けてなることを
特徴とする電子部品の放熱部材である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、更に詳しく本発明について
説明する。

【００１０】本発明の基材をなす高柔軟性放熱基材（以
下、単に「基材」ともいう。）は、アスカーＣ硬度が５
０以下の柔らかさを有するものであり、それよりも硬い
と、発熱性電子部品が損傷しないように締め付け力を加
えてもヒートシンク等との接触面積を十分に確保するこ
とができず、折角の優れた基材の高熱伝導性を高度に発
現させることが困難となる。好ましいアスカーＣ硬度
は、３０以下、特に１５以下である。

【００１１】このような基材の一例は、付加反応型シリ
コーンに窒化硼素粉末等の熱伝導性フィラーを１０〜７
０体積％、好ましくは２０〜６０体積％を充填し、固化
させることによって得ることができる。付加反応型シリ
コーンの具体例としては、一分子中にビニル基とＨ−Ｓ
ｉ基の両方を有する一液型のシリコーン又は末端あるい
は側鎖にビニル基を有するオルガノポリシロキサンと末
端あるいは側鎖に２個以上のＨ−Ｓｉ基を有するオルガ
ノポリシロキサンとの二液性のシリコーンなどをあげる
ことができる。この場合において、柔軟性は、シリコー
ンの架橋密度、熱伝導性フィラーの充填量によって調整
することができる。

【００１２】熱伝導性フィラーとしては、例えば窒化硼
素、窒化珪素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、
マグネシア、炭化珪素、アルミニウム、銅、銀等から選
ばれた一種又は二種以上が使用される。

【００１３】熱伝導性フィラーの形状は、破砕形状、球
状、粉状、繊維状、針状、鱗片状などの如何なるもので
もよく、その粒度は、平均粒径０．５〜１００μｍ程度
であることが好ましい。

【００１４】本発明で使用される基材の厚みとしては、
０．５〜２０ｍｍが一般適である。また、その平面形状
は、三角形、四角形、五角形等の多角形、円形、楕円形
等のいずれであってもよい。

【００１５】本発明の放熱部材は、基材の表面、裏面及
び／又は内部に、補強層を設けたことにおいては、従来
構造と同じであるが、その際、発熱性電子部品が基材と
接触する領域を少なくとも残し、しかもその領域からそ
の領域に対応する放熱方向側の反対面までの間には、い
かなる補強層をも形成させないで、補強層を設けたこと
が特徴である。

【００１６】その補強層の形成位置の例としては、
（１）基材の表面及び／又は裏面に、発熱性電子部品と
基材とが接触する領域を残し、その領域からその領域に
対応する放熱方向側の反対面までの間には、いかなる補
強層をも形成させないで、基材周囲付近の表面、裏面及
び／又は内部の全体又は部分に補強層を設ける、（２）
発熱性電子部品の平面形状とほぼ同じか又はわずかに大
きな領域を基材の表面（又は裏面、又は表面と裏面）に
残し、残りの全ての表面（又は裏面、又は表面と裏面）
に設ける、（３）基材の内部のみに設けるが、その際、
発熱性電子部品の平面形状よりもわずかに大きな領域を
内部に設け、その領域からその領域に対応する放熱方向
側の表面及び裏面までの間にはいかなる補強層をも設け
ない、等である。

【００１７】補強層の厚みと材質については、特に制限
はなく、２０〜５００μｍ程度のＰＥＴ（ポリエチレン
テレフタレート）、ＰＥ（ポリエチレン）、ポリアミ
ド、ポリイミド、フッ素樹脂、ＰＥＩ（ポリエーテルイ
ミド）等の樹脂フィルム、銅、アルミニウム等の金属
箔、更には、熱伝導性フィラーの充填されたシリコーン
樹脂等の熱伝導性樹脂シート又はゴムシートである。

【００１８】本発明の放熱部材の製造方法の一例を示す
と、一液性のシリコーン又は末端あるいは側鎖にビニル
基を有するオルガノポリシロキサンと末端あるいは側鎖
に２個以上のＨ−Ｓｉ基を有するオルガノポリシロキサ
ンとの二液性のシリコーンに、窒化硼素粉末を混合して
スラリーを調整した後、該スラリーをドクターブレード
法により塗布した後、ベルト式乾燥機で加熱・固化して
基材を作製し、次いで、その表面に、発熱性電子部品の
平面積よりもわずかに大きな開口を打ち抜いた樹脂フィ
ルムを貼り付ける方法があげられる。

【００１９】基材を作製するためのスラリ−粘度として
は、ドクターブレード法の場合は１０万ｃｐｓ以下、押
出し法の場合は１０万ｃｐｓ以上であることが望まし
い。増粘に際しては、十〜数百μｍのシリコーン微粉や
アエロジル等の超微粉や等が使用される。

【００２０】

【実施例】以下、実施例と比較例をあげて更に具体的に
本発明を説明する。

【００２１】実施例１〜２ Ａ液（ビニル基を有するオルガノポリシロキサン）とＢ
液（Ｈ−Ｓｉ基を有するオルガノポリシロキサン）の二
液性の付加反応型シリコーン（東レダウコーニング
（株）社製「商品名］ＳＥ−１８８５）をＡ液対Ｂ液の
混合比を表１に示す配合（体積％）で混合し、これに平
均粒子径１４μｍのアルミナ（住友化学（株））社製
「商品名ＡＳ−４０」）及び平均粒子径２８μｍの窒化
珪素粉（電気化学工業（株）製「商品名Ｆ−２」）を表
１に示す割合にて混合し、スラリーを調製した。

【００２２】スラリーをドクターブレード法により、表
１に示す厚みに成形後、遠赤外乾燥機に入れ、１５０℃
で５分間加熱し、更に熱風乾燥機で１５０℃で２２時間
加熱してシリコーンを固化させた。

【００２３】次いで、中央部に発熱性電子部品の平面積
（１０×１０ｍｍ）よりも大きな開口（１５×１５ｍ
ｍ）を設けたＰＥＴフィルム（厚み０．１ｍｍ、外寸３
０×３０ｍｍ）に、上記固化物から打ち抜いて得られた
基材（外寸２５×２５ｍｍ）をアクリル系粘着材を用い
て貼り付け、本発明の電子部品の放熱部材を製造した。

【００２４】比較例１ 実施例１で得られた基材そのものを放熱部材とした。

【００２５】比較例２ 開口部を有さないＰＥＴフィルムを貼り付けたこと以外
は、実施例１と同様にして放熱部材を製造した。

【００２６】実施例３ 補強層として、ＰＥＴフィルムの代わりに、シリコーン
ゴムに窒化硼素粉末の充填された市販の放熱シート（電
気化学工業社製、商品名「Ｍ−２０」 厚み０．２ｍ
ｍ）に開口を設けたものを用いたこと以外は、実施例１
と同様にして放熱部材を製造した。

【００２７】上記で得られた放熱部材について、以下に
従う、圧縮率、熱伝導率、取扱い性を測定した。それら
の結果を表１に示す。

【００２８】（１）圧縮率 放熱部材の中央部１ｃｍ²の部分（実施例においては補
強層のない部分）に、精密万能試験機（島津製作所社製
商品名「オートグラフ」）により、厚さ方向に１００ｇ
の荷重をかけ、（１）式により算出した。

【００２９】

【数１】

【００３０】（２）熱伝導率 放熱部材の中央部（実施例においては補強層のない部
分）を、１２×１２×０．５ｍｍの突起を有する銅製ヒ
ーターケースと銅板とで挟み、放熱部材厚みの１０％を
圧縮した後、銅製ヒーターケースに電力５Ｗをかけて４
分間保持し、銅製ヒーターケースと銅板との温度差
（℃）を測定し、（２）式にて熱抵抗（℃／Ｗ）を算出
し、この熱抵抗値を用いて、（３）式にて熱伝導率（Ｗ
／ｍ・Ｋ）を算出した。

【００３１】

【数２】

【００３２】

【数３】

【００３３】（３）取扱い性 放熱部材を手で持ち上げて判定した。 ○：手で持ち上げても変形しない。 ×：手で持ち上げると変形する。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、表面に補強層を有する
取扱い性の大なる放熱部材において、電子機器に組み込
む際の発熱性電子部品への負荷が小さく、高度な放熱特
性を実現することができる放熱部材が提供される。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アスカーＣ硬度が５０以下の高柔軟性放
   熱基材の表面及び／又は裏面に、発熱性電子部品が上記
   高柔軟性放熱基材と接触する領域を少なくとも残し、そ
   の領域からその領域に対応する放熱方向側の反対面まで
   の間には、いかなる補強層をも形成させないで、上記高
   柔軟性放熱基材の表面、裏面及び／又は内部に補強層を
   設けてなることを特徴とする電子部品の放熱部材。