放熱シート、放熱筒状体およびそれらを用いた放熱構造
【課題】放熱シートによる多様な熱の伝播経路を可能にする手段を提供する。
【解決手段】熱伝導性を有する可撓性の熱伝導層のおもて面および裏面に熱放射効果を有する可撓性の熱放射層を形成した放熱シートをＵ字状または環状に設置して熱の伝播経路を多様化する。
【解決手段】熱伝導性を有する可撓性の熱伝導層のおもて面および裏面に熱放射効果を有する可撓性の熱放射層を形成した放熱シートをＵ字状または環状に設置して熱の伝播経路を多様化する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光部品やパワー半導体等の各種電子部品や電子・電気製品の冷却に用いる放熱シート、放熱筒状体およびそれらを用いた放熱構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の放熱シートは、アルミニウム等の熱伝導性を有する可撓性の薄板からなる熱伝導層のおもて面に、熱放射効果を有する可撓性の熱放射層を形成し、熱伝導層の裏面に熱伝導性接着剤からなる接着層を形成して構成し、これを電子部品等の発熱体に貼付して熱放射層からの熱放射により電子部品等の冷却を行っている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−２００１９９号公報（第３頁段落０００８−第４頁段落００１６、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来の技術においては、熱伝導層のおもて面に熱放射層を形成し、熱伝導層は発熱体からの吸熱のみに用いて熱放射層からの熱放射のみにより発熱体からの熱を放熱しているため、熱の伝播経路に指向性があり、断熱材等に熱放射層のおもて面が向いてしまうと有効に放熱ができない場合があるという問題がある。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、多様な熱の伝播経路を可能にする手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するために、熱伝導性を有する可撓性の熱伝導層のおもて面および裏面に熱放射効果を有する可撓性の熱放射層を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
このように、本発明は、熱伝導層のおもて面と裏面に熱放射層を形成するようにしたことによって、放熱シートに伝播した熱を両方の熱放射層から２方向に放射することが可能になり、放熱シートを貼付した電子部品等の発熱体を有効に冷却することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下に、図面を参照して本発明による放熱シート、放熱筒状体およびそれらを用いた放熱構造の実施例について説明する。
【実施例１】
【０００７】
図１は実施例１を示す断面図、図２は実施例１の放熱構造を示す説明図である。
１は放熱シートである。
２は図１に網掛けを付して示す（他の図において同様）熱伝導層であり、アルミニウムまたはその合金、銅またはその合金等の熱伝導性が良好な金属材料からなる薄板または箔であって、比較的小さな力で撓ませることができる可撓性を有している。
【０００８】
３は熱放射層であり、熱伝導層２のおもて面および裏面に形成され、熱を赤外線および／もしくは遠赤外線に変換して放射する熱放射効果を有すると共に比較的小さな力で撓ませることができる可撓性を有している。
このような熱放射層３は、シリコーン樹脂等のバインダに熱放射効果を有する粉体を含有させたセラックα（セラック（株）、商標登録第４５７７１６３号）をスプレー等で熱伝導層２のおもて面および裏面に塗布し、この塗膜を乾燥させて形成する。
【０００９】
または、ポリイミド等の樹脂フィルムを接着剤等により貼付して形成する。
または、熱伝導層２の材料が銅である場合にそのおもて面を黒化処理して、その材料がアルミニウムである場合にそのおもて面をアルマイト処理して熱伝導層２の表面処理により形成する。
上記例示した材料はいずれも熱放射効果を有する材料である。なお熱放射層３は上記の例に限るものではなく、熱放射効果および可撓性を有する材料であって切断可能な層を形成することができるものであればどのようなものであってもよい。
【００１０】
４は図１にハッチングを付して示す（他の図において同様）接着層であり、熱伝導性接着剤のテープまたは熱伝導性物質を混合した熱伝導性接着剤を熱伝導層２の両側の熱放射層３のいずれか一方の外側の面の一部または全部に貼付または塗布して形成する。
図２において、５は冷却する対象となる電子部品等の発熱部品（発熱体という。）であり、基板６に設置され、その表面に放熱シート１が発熱体５の周囲に張出した状態で部分的に設けた接着層４により貼付して設置されている。
【００１１】
本実施例の放熱シート１は、可撓性を有する熱伝導層２のおもて面および裏面に可撓性を有する熱放射層３を形成しているので、放熱シート１自体が可撓性を有しており、発熱体５の表面形状が凸形状や凹形状であっても、放熱シート１を容易に貼付することができる。また本実施例の放熱シート１は切断可能に構成されている。
なお、放熱シート１を発熱体５に設置する場合には、接着層４によらずに直接一方の熱放射層３を接触させて載置等により設置するようにしてもよい。
【００１２】
上記の構成の作用について説明する。
図２に示す放熱構造において、発熱体５が通電等によって発熱を開始すると、その熱は周囲の空気層への熱伝達による放熱が極めて悪いために熱伝導性の高い熱伝導性接着剤からなる接着層４へ集中して伝播し、更に発熱体５側の熱放射層３を通じて熱伝導性の良好な熱伝導層２へ伝播する。
【００１３】
このとき、熱伝導層２は熱放射層３に較べて高い熱伝導性を有しているので、熱の伝播速度が速く、熱伝導層２に流入した熱は４方に伝導して熱伝導層２において均一化し、この均一化された熱が熱伝導層２の両面に形成されている熱放射層３へ伝播し、おもて面の熱放射層３へ伝播した熱は、熱放射層３によって赤外線および／もしくは遠赤外線に変換されそのおもて面側から外部へ熱放射され、裏面の熱放射層３へ伝播した熱は前記と同様にして張出した周辺部から基板６へ向けて熱放射される。
【００１４】
このように、本実施例の放熱シート１は上記のような利用が可能になり、熱を２方向に放射して放熱シート１を設置した発熱体５を冷却し、発熱体５の温度が低下して温度依存性を有する電子部品等の性能を維持してその誤動作等を防止すると共に、その寿命を向上させることができる。
以上説明したように、本実施例では、熱伝導層のおもて面と裏面に熱放射層を形成するようにしたことによって、放熱シートに伝播した熱を両方の熱放射層から２方向に放射することが可能になり、放熱シートを貼付した電子部品等の発熱体を有効に冷却することができる。
【００１５】
また、熱伝導層をアルミニウムや銅等の電気導電性を有する材料としたことによって、放熱シートを電磁シールド部材として用いることが可能になる。
更に、一方の熱放射層の外側の一部または全部に接着層を形成したことによって、放熱シートを容易に発熱体に設置することができる。
更に、放熱シートに可撓性を備えるようにしたことによって、発熱体の表面形状が凸形状や凹形状であっても放熱シートを空気層を介さずに設置することができ、発熱体からの熱を効率よく伝播させることができる。
【００１６】
上記においては、熱の伝播に着目してその作用を説明したが、本実施例の放熱シート１は他の作用について説明する。
本実施例の放熱シート１は冷却性に優れるために各種の電子部品や電気部品に使用される。この場合に電子部品等の種類によっては端子等の電気回路が露出している部品があり、端子にはリード線等が半田付けされている場合もある。
【００１７】
このような電子部品に本実施例の放熱シート１を設置する場合は、熱伝導層２の両面に形成されている熱放射層３の一方または両方を電気絶縁性を有する材料にした熱放射絶縁層とするとよい。
熱放射絶縁層を形成する材料は、例えば上記に例示した材料ではセラックαやポリイミドの樹脂フィルムが該当する。なお熱放射絶縁層は前記の例に限るものではなく、熱放射効果、可撓性および電気絶縁性を有する材料であって切断可能な層を形成することができるものであればどのようなものであってもよい。
【００１８】
そして、放熱シート１の熱放射絶縁層を電子部品の表面に接触または接着層４により貼付して設置する。
このようにすれば、例え電子部品等の電気回路が露出していたとしても短絡が生ずることがなく、電子部品等の破損を防止することができる。
なお、接着層４を電気絶縁性を有する材料とした場合には、半田付け等の際のひげ状の突起等が突き抜けてしまう虞があり、本実施例のように熱放射層３を電気絶縁性を有する材料とすれば確実に短絡を防止することができる。
【実施例２】
【００１９】
図３は実施例２の放熱構造を示す説明図である。
なお、上記実施例１と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
図３において、８は筐体であり、基板６に設置された発熱体５を収納する電子機器のシャーシ等である。
本実施例の放熱シート１は、部分的に形成された接着層４により発熱体５に貼付され、その一端を発熱体５から伸長させた伸長部９の先端部に部分的に形成された接着層４により基板６に貼付されて接続され、基板６を介して筐体８に接続されている。
【００２０】
なお、図３に示す矢印は、矢印を付した各部位における熱の移動方向を示す。
上記の構成の作用について説明する。
図３に示す放熱構造において、発熱体５が通電等によって発熱を開始すると、その熱は実施例１と同様に接着層４から集中して発熱体５側の熱放射層３を通じて熱伝導層２へ伝播する。
【００２１】
このとき、実施例１と同様に熱の伝播速度が速い熱伝導層２に流入した熱は、熱伝導層２内を伸長部９の方向に熱伝導により移動しながら両面に形成されている熱放射層３へ伝播すると共に、伸長部９の先端部に伝導した熱は熱放射層３および接着層４を通じて基板６へ伝播する。
そして、熱伝導層２のおもて面の熱放射層３へ伝播した熱は、実施例１と同様にしてそのおもて面側から筐体８に向けて熱放射され、裏面の熱放射層３へ伝播した熱は伸長部９から基板６へ向けて熱放射される。
【００２２】
基板６へ熱放射により伝播した熱および伸長部９の先端部から伝播した熱は、基板６内を熱伝導により移動して筐体８へ伝播する。
筐体８へ基板６を介して伝播した熱および熱伝導層２のおもて面の熱放射層３から熱放射により伝播した熱は、筐体８を構成する各パネル内を熱伝導により移動しながら筐体８の外側の全表面から外部へ放熱される。
【００２３】
このように、本実施例の放熱構造によれば、発熱体５の熱を熱伝導層２による熱伝導と熱放射層３による２方向への熱放射とによって多様な伝播経路により熱を周囲に伝播するので、放熱シート１を設置した発熱体５を有効に冷却することができる。
以上説明したように、本実施例では、放熱シートの一端を発熱体から伸長させた伸長部の先端部を基板を介して筐体に接続したことによって、発熱体からの熱の伝播経路を熱伝導層による熱伝導と熱放射層による２方向の熱放射とすることができ、多様な伝播経路により熱を周囲に伝播して発熱体を有効に冷却することができる放熱シートを用いた放熱構造とすることができる。
【００２４】
なお、本実施例では伸長部を放熱シートの一端を伸長させて形成するとして説明したが、両端を伸長させて両側に伸長部を形成し、それぞれの先端を基板に接続するようにしてもよい。このようにすれば、発熱体を更に有効に冷却することができる。
また、本実施例の放熱構造は、放熱シートを基板に接続するとして説明したが、接続先は基板に限らず、直接筐体の内面に接続するようにしてもよい。
【実施例３】
【００２５】
図４は実施例３の放熱構造を示す説明図である。
なお、上記実施例１および実施例２と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施例の放熱シート１は、図４に示すようにその可撓性を利用して発熱体５と筐体８との間に略Ｕ字状に配置されている。
【００２６】
すなわち、一方の熱放射層３の外側に部分的に形成した接着層４により放熱シート１の一端を発熱体５に貼付し、放熱シート１の可撓性を利用して略Ｕ字状に折り曲げ、放熱シート１の他端に部分的に形成した接着層４により筐体８の内面に貼付し、放熱シート１により発熱体５と筐体８とを接続して設置されている。
なお、図４に示す矢印は、矢印を付した各部位における熱の移動方向を示す。
【００２７】
上記の構成の作用について説明する。
図４に示す放熱構造において、発熱体５が通電等によって発熱を開始すると、その熱は実施例１と同様に接着層４から集中して発熱体５側の熱放射層３を通じて熱伝導層２へ伝播する。
このとき、実施例１と同様に熱の伝播速度が速い熱伝導層２の一端に流入した熱は、熱伝導層２を熱伝導により他端に向けて移動しながら熱伝導層２の両面に形成されている熱放射層３へ伝播すると共に、他端に伝導した熱は熱放射層３および接着層４を通じて筐体８へ伝播する。
【００２８】
そして、略Ｕ字状の外側の熱放射層３へ伝播した熱は、実施例１と同様にしてそのおもて面側から筐体８に向けて熱放射され、内側の熱放射層３へ伝播した熱は比較的温度の高い一端から比較的温度の低い他端に向けて熱放射により伝播し、他端で吸収された熱は内側の熱放射層３、熱伝導層２、外側の熱放射層３および接着層４を通じて筐体８へ伝播する。
【００２９】
筐体８へ熱伝導層２の熱伝導および内側の熱放射層３の熱放射により他端から伝播した熱、並びに外側の熱放射層３から熱放射により伝播した熱は、筐体８を構成する各パネル内を熱伝導により移動しながら筐体８の外側の全表面から外部へ放熱される。
このように、本実施例の放熱構造によれば、発熱体５の熱を熱伝導層２による熱伝導と、略Ｕ字状とした略円弧状の外側の熱放射層３による周囲への熱放射と、内側の熱放射層３による略Ｕ字状の内側の空間を介した一端から他端への熱放射とによって多様な伝播経路により熱を周囲に伝播するので、放熱シート１を設置した発熱体５を有効に冷却することができる。
【００３０】
以上説明したように、本実施例では、上記実施例２の効果に加えて、放熱シートの一端を発熱体に貼付し、他端を筐体に貼付して放熱シートを略Ｕ字状に発熱体と筐体との間に配置したことによって、発熱体からの熱の伝播経路に外側の熱放射層による周囲への熱放射と、内側の熱放射層による一端から他端に向けた熱放射とを加えることができ、発熱体を更に有効に冷却することができる放熱シートを用いた放熱構造とすることができる。
【００３１】
なお、本実施例では放熱シートの一端と他端とを接着層により貼付するとして説明したが、略Ｕ字状とした放熱シートが外部からの振動等により外れる懸念がない場合には、略Ｕ字状とした放熱シートの可撓性による外側に広がる力を利用して発熱体と筐体の内面とに直接接触させて設置するようにしてもよい。このようにしても同様の効果を得ることができる。
【実施例４】
【００３２】
図５は実施例４を示す断面図、図６は実施例４の放熱構造を示す説明図である。
なお、上記実施例１および実施例２と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
図５において、１１は放熱筒状体であり、実施例１の放熱シート１の両方の端部１２を接合して円形または楕円形とした環状部材であり、環状部材とした後のその外側に位置する熱放射層３の外周面の一部または全部に実施例１と同様の接着層４が形成されている。
【００３３】
放熱筒状体１１を形成する場合の接合は、端部１２を接着または、樹脂部は熱圧着、金属部は溶接等の手段を用いて接合する。また端部１２を各層毎に階段状としてこれらを合わせて前記手段により接合するようにしてもよい。
このような放熱筒状体１１を用いた放熱構造は、図６に示すようにその可撓性を利用して発熱体５と筐体８との間に挟み込んで押し潰した状態で配置した挟み込み構造として形成する。
【００３４】
すなわち、環状部材とした外側の熱放射層３の外周面の発熱体５側の一部に設けた接続部１３に部分的に形成した接着層４により放熱筒状体１１の接続部１３を発熱体５に貼付し、放熱筒状体１１の可撓性を利用して押し潰しながら接続部１３の反対側の筐体８側の接続部１４に部分的に形成した接着層４により筐体８の内面に貼付し、挟み込んだ放熱筒状体１１により発熱体５と筐体８とを接続して形成する。
【００３５】
なお、図６に示す矢印は、矢印を付した各部位における熱の移動方向を示す。
上記の構成の作用について説明する。
図６に示す放熱構造において、発熱体５が通電等によって発熱を開始すると、その熱は実施例１と同様に接着層４から集中して発熱体５側の熱放射層３を通じて熱伝導層２へ伝播する。
【００３６】
このとき、実施例１と同様に熱の伝播速度が速い熱伝導層２の発熱体５側の接続部１３に流入した熱は、環状となっている熱伝導層２の接続部１３の両側から熱伝導により筐体８側の接続部１４に向けて移動しながら熱伝導層２の両面に形成されている熱放射層３へ伝播すると共に、接続部１４に伝導した熱は熱放射層３および接着層４を通じて筐体８へ伝播する。
【００３７】
そして、放熱筒状体１１の外側に位置する熱放射層３へ伝播した熱は、実施例１と同様にしてそのおもて面側から筐体８に向けて熱放射され、内側に位置するの熱放射層３へ伝播した熱は比較的温度の高い接続部１３側から比較的温度の低い接続部１４側に向けて熱放射により伝播し、接続部１４側で吸収された熱は内側に位置する熱放射層３、熱伝導層２、外側に位置するの熱放射層３および接着層４を通じて筐体８へ伝播する。
【００３８】
筐体８へ両側の熱伝導層２の熱伝導および内側に位置する熱放射層３の熱放射により接続部１４側から伝播した熱、並びに外側に位置する熱放射層３から熱放射により伝播した熱は、筐体８を構成する各パネル内を熱伝導により移動しながら筐体８の外側の全表面から外部へ放熱される。
このように、本実施例の放熱構造によれば、発熱体５の熱を環状として両側に配置された熱伝導層２による熱伝導と、略円弧状の外側に位置する両側の熱放射層３による周囲への熱放射と、内側に位置する熱放射層３による環状の内部の空間を介した発熱体５側の接続部１３から筐体８側の接続部１４への熱放射とによって多様な伝播経路により熱を周囲に伝播するので、放熱筒状体１を設置した発熱体５を有効に冷却することができる。
【００３９】
以上説明したように、本実施例では、上記実施例２の効果に加えて、放熱シートを環状とした放熱筒状体をその可撓性を利用して発熱体と筐体との間に挟み込んで設置したことによって、発熱体からの熱の伝播経路に両側に配置された熱伝導層２による熱伝導と外側に位置する熱放射層による両側からの周囲への熱放射と、内側に位置する熱放射層による発熱体側から筐体側に向けた熱放射とを加えることができ、発熱体を更に有効に冷却することができる放熱筒状体を用いた放熱構造とすることができる。
【００４０】
なお、本実施例では放熱筒状体のそれぞれの接続部を接着層により貼付するとして説明したが、環状とした放熱筒状体が外部からの振動等により外れる懸念がない場合には、押し潰した放熱シートの可撓性による外側に広がる力を利用して発熱体と筐体の内面とに直接接触させて設置するようにしてもよい。このようにしても同様の効果を得ることができる。
【００４１】
上記で説明した放熱構造を用いた場合の発熱体５の冷却効果を評価するために以下に示す評価試験を行った。
図７は評価試験に用いた試験装置を示す説明図である。
評価試験に用いた筐体８は、厚さ１ｍｍのステンレス板（ＳＵＳ３０４）を用いて製作した１００ｘ１００ｘ５０ｍｍの箱である。
【００４２】
発熱体５は、温度測定用ＩＣ（３０ｘ３０ｘ３．７５ｍｍの２４０ピンＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）、入力電力１．５Ｗ）である。
基板６は、５５ｘ６５ｘ１．５ｍｍの２層構造である。
また、発熱体５の上面と筐体８の天板の内面との間隔は１０ｍｍに設定した。
評価試験に用いた図８に示す供試品は、上記図７の試験装置のままとした基準品、図９に示す３０ｘ３０ｘ７．５ｍｍのアルミニウム板に複数のフィンを削り出したヒートシンク１６を発熱体５に設置したヒートシンク品、熱伝導層２のおもて面にセラックαからなる熱放射層３を形成し、その熱伝導層２の裏面に接着層４を形成したセラックαシート１７を図１０に示すように厚さ１ｍｍのセラックαシート１７を３０ｘ３０ｍｍに切断して発熱体５の上面に貼付し、厚さ０．３ｍｍのセラックαシート１７を９０ｘ９０ｍｍに切断して筐体８の天板の内面に発熱体５に対向させて貼付したセラックαシート品、厚さ０．０３５の銅箔からなる熱伝導層２のおもて面に厚さ０．１ｍｍのセラックα、裏面に厚さ０．０２５ｍｍのポリイミド樹脂からなる熱放射層３を形成し、ポリイミド樹脂からなる熱放射層３の外側の全面に厚さ０．０５ｍｍのエポキシ系両面テープからなる接着層４を形成した図１に示した放熱シート１（厚さ０．２１ｍｍ）を３０ｘ８０ｍｍに切断して図４に示した略Ｕ字状の放熱構造となるように発熱体５の上面と筐体８の天板の内面との間に配置した放熱シート品、放熱シート品と同様の放熱シート１（厚さ０．２１ｍｍ）を３０ｘ１００ｍｍに切断して環状とした図５に示した放熱筒状体１１を図６に示した挟み込み構造の放熱構造となるように発熱体５の上面と筐体８の天板の内面との間に設置した放熱筒状体品の５種類である。
【００４３】
上記の各供試品を、発熱体５の内部温度が電子部品や電気部品の発熱体温度帯域である１００℃程度となるようにして各供試品における発熱体５の内部温度Ｔｊを測定した評価試験の結果を図１１に示す。
なお、評価試験時の雰囲気温度Ｔｃは２５℃〜２８℃であり、その詳細は図１１に示した通りである。
【００４４】
図１１に示すように、基準品の発熱体５の内部温度Ｔｊと雰囲気温度Ｔｃとの温度差ΔＴとその他の供試品の温度差ΔＴとの差を基準品の温度差ΔＴで除した割合である温度低減効果は、本発明の放熱構造とした放熱シート品で２３．９％、放熱筒状体品で２８．３％であり、ヒートシンク品およびセラックαシート品の１６．４％より優れていることが判る。
【００４５】
また、本発明の放熱構造では、放熱筒状体品が放熱シート品より優れた温度低減効果を発揮することが判る。
このように、本発明の放熱シート１および放熱筒状体１１を用いた放熱構造は、比較的低い発熱体温度帯域である電子部品や電気部品の発熱体温度帯域おいて発熱体５の冷却に有効であることが立証された。
【００４６】
なお、上記実施例３および実施例４に示した放熱構造を以下に示す積層シートにより形成しても発熱体５の冷却を有効に行うことができる。
図１２は実施例３の放熱構造の他の形態を示す説明図、図１３は実施例３の放熱構造の他の形態を示す説明図である。
なお、上記各実施例と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。また図１２、図１３に示す矢印は、矢印を付した各部位における熱の移動方向を示す。
【００４７】
図１２において、２１は積層シートであり、実施例１と同様の熱伝導層２のおもて面に実施例１と同様の熱放射層３を形成した２層のシートである。
積層シート２１を用いて図４と同様の略Ｕ字状の放熱構造とする場合は、図１２に示すように熱伝導層２を略Ｕ字状の外側として積層シート２１の可撓性を利用して発熱体５と筐体８の内面との間に配置する。略Ｕ字状とした積層シート２１が外部からの振動等により外れやすい場合には積層シート２１の熱伝導層２の外側の一部または全部に接着層４を形成して発熱体５と筐体８に貼付すればよい。図１２は接着層４による貼付を用いて積層シート２１による略Ｕ字状の放熱構造を形成した例を示している。
【００４８】
このように構成すれば、発熱体５の熱を熱伝導層２による熱伝導と、略Ｕ字状とした内側の熱放射層３による略Ｕ字状の内側の空間を介した一端から他端への熱放射とによって多様な伝播経路により熱を筐体８に伝播するので、略Ｕ字状の放熱構造に積層シート２１を用いた場合においても発熱体５を有効に冷却することができる。
図１３において、２２は前記積層シート２１の両端部を実施例４と同様にして接合して環状に形成した環状部材である。
【００４９】
積層シート２１を環状とした環状部材２２を用いて図６と同様の挟み込み構造の放熱構造とする場合は、図１３に示すように熱伝導層２を環状部材２２の外側に位置させてその可撓性を利用して発熱体５と筐体８の内面との間に挟み込んで設置する。挟み込んだ環状部材２２が外部からの振動等により外れやすい場合には環状部材２２の発熱体５側の接続部１３と筐体８側の接続部１４の熱伝導層２の外周面に接着層４を形成して発熱体５と筐体８に貼付すればよい。図１３は接着層４による貼付を用いて環状部材２２による挟み込み構造の放熱構造を形成した例を示している。
【００５０】
このように構成すれば、発熱体５の熱を両側の熱伝導層２による熱伝導と、環状とした内側に位置する熱放射層３による環状の内部の空間を介した発熱体５側の接続部１３から筐体８側の接続部１４への熱放射とによって多様な伝播経路により熱を筐体８に伝播するので、挟み込み構造の放熱構造に積層シート２１を環状にした環状部材２２を用いた場合においても発熱体５を有効に冷却することができる。
【００５１】
なお、上記の積層シート２１およびこれを環状とした環状部材２２を電気回路が露出している電子部品等の放熱構造に用いる場合には、熱放射層３を上記実施例１で説明した熱放射絶縁層とし、これを外側に配置して略Ｕ字状の放熱構造または挟み込み構造の放熱構造を形成するようにするとよい。このようにすれば積層シート２１およびこれを環状とした環状部材２２を用いた放熱構造によっても電気回路に短絡が生ずることがなく、電子部品等の破損を防止することができる。
【００５２】
上述のように本発明の各実施例の放熱構造を用いれば、一般的に用いられている冷却ファンや冷却フィン付のヒートシンク、ヒートパイプ等に較べて、冷却を要する発熱体を収納した筐体の軽量化、薄型化、小型化を図ることができると共に装置の省電力化を図ることができる。また騒音を発生することがないので静粛性を確保することも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施例１を示す断面図
【図２】実施例１の放熱構造を示す説明図
【図３】実施例２の放熱構造を示す説明図
【図４】実施例３の放熱構造を示す説明図
【図５】実施例４を示す断面図
【図６】実施例４の放熱構造を示す説明図
【図７】評価試験に用いた試験装置を示す説明図
【図８】評価試験に用いた供試品を示す一覧表
【図９】評価試験のヒートシンク品を示す説明図
【図１０】評価試験のセラックαシート品を示す説明図
【図１１】評価試験結果を示す一覧表
【図１２】実施例３の放熱構造の他の形態を示す説明図
【図１３】実施例４の放熱構造の他の形態を示す説明図
【符号の説明】
【００５４】
１ 放熱シート
２ 熱伝導層
３ 熱放射層
４ 接着層
５ 発熱体
６ 基板
８ 筐体
９ 伸長部
１１ 放熱筒状体
１２ 端部
１３、１４ 接続部
２１ 積層シート
２２ 環状部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光部品やパワー半導体等の各種電子部品や電子・電気製品の冷却に用いる放熱シート、放熱筒状体およびそれらを用いた放熱構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の放熱シートは、アルミニウム等の熱伝導性を有する可撓性の薄板からなる熱伝導層のおもて面に、熱放射効果を有する可撓性の熱放射層を形成し、熱伝導層の裏面に熱伝導性接着剤からなる接着層を形成して構成し、これを電子部品等の発熱体に貼付して熱放射層からの熱放射により電子部品等の冷却を行っている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−２００１９９号公報（第３頁段落０００８−第４頁段落００１６、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来の技術においては、熱伝導層のおもて面に熱放射層を形成し、熱伝導層は発熱体からの吸熱のみに用いて熱放射層からの熱放射のみにより発熱体からの熱を放熱しているため、熱の伝播経路に指向性があり、断熱材等に熱放射層のおもて面が向いてしまうと有効に放熱ができない場合があるという問題がある。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、多様な熱の伝播経路を可能にする手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するために、熱伝導性を有する可撓性の熱伝導層のおもて面および裏面に熱放射効果を有する可撓性の熱放射層を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
このように、本発明は、熱伝導層のおもて面と裏面に熱放射層を形成するようにしたことによって、放熱シートに伝播した熱を両方の熱放射層から２方向に放射することが可能になり、放熱シートを貼付した電子部品等の発熱体を有効に冷却することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下に、図面を参照して本発明による放熱シート、放熱筒状体およびそれらを用いた放熱構造の実施例について説明する。
【実施例１】
【０００７】
図１は実施例１を示す断面図、図２は実施例１の放熱構造を示す説明図である。
１は放熱シートである。
２は図１に網掛けを付して示す（他の図において同様）熱伝導層であり、アルミニウムまたはその合金、銅またはその合金等の熱伝導性が良好な金属材料からなる薄板または箔であって、比較的小さな力で撓ませることができる可撓性を有している。
【０００８】
３は熱放射層であり、熱伝導層２のおもて面および裏面に形成され、熱を赤外線および／もしくは遠赤外線に変換して放射する熱放射効果を有すると共に比較的小さな力で撓ませることができる可撓性を有している。
このような熱放射層３は、シリコーン樹脂等のバインダに熱放射効果を有する粉体を含有させたセラックα（セラック（株）、商標登録第４５７７１６３号）をスプレー等で熱伝導層２のおもて面および裏面に塗布し、この塗膜を乾燥させて形成する。
【０００９】
または、ポリイミド等の樹脂フィルムを接着剤等により貼付して形成する。
または、熱伝導層２の材料が銅である場合にそのおもて面を黒化処理して、その材料がアルミニウムである場合にそのおもて面をアルマイト処理して熱伝導層２の表面処理により形成する。
上記例示した材料はいずれも熱放射効果を有する材料である。なお熱放射層３は上記の例に限るものではなく、熱放射効果および可撓性を有する材料であって切断可能な層を形成することができるものであればどのようなものであってもよい。
【００１０】
４は図１にハッチングを付して示す（他の図において同様）接着層であり、熱伝導性接着剤のテープまたは熱伝導性物質を混合した熱伝導性接着剤を熱伝導層２の両側の熱放射層３のいずれか一方の外側の面の一部または全部に貼付または塗布して形成する。
図２において、５は冷却する対象となる電子部品等の発熱部品（発熱体という。）であり、基板６に設置され、その表面に放熱シート１が発熱体５の周囲に張出した状態で部分的に設けた接着層４により貼付して設置されている。
【００１１】
本実施例の放熱シート１は、可撓性を有する熱伝導層２のおもて面および裏面に可撓性を有する熱放射層３を形成しているので、放熱シート１自体が可撓性を有しており、発熱体５の表面形状が凸形状や凹形状であっても、放熱シート１を容易に貼付することができる。また本実施例の放熱シート１は切断可能に構成されている。
なお、放熱シート１を発熱体５に設置する場合には、接着層４によらずに直接一方の熱放射層３を接触させて載置等により設置するようにしてもよい。
【００１２】
上記の構成の作用について説明する。
図２に示す放熱構造において、発熱体５が通電等によって発熱を開始すると、その熱は周囲の空気層への熱伝達による放熱が極めて悪いために熱伝導性の高い熱伝導性接着剤からなる接着層４へ集中して伝播し、更に発熱体５側の熱放射層３を通じて熱伝導性の良好な熱伝導層２へ伝播する。
【００１３】
このとき、熱伝導層２は熱放射層３に較べて高い熱伝導性を有しているので、熱の伝播速度が速く、熱伝導層２に流入した熱は４方に伝導して熱伝導層２において均一化し、この均一化された熱が熱伝導層２の両面に形成されている熱放射層３へ伝播し、おもて面の熱放射層３へ伝播した熱は、熱放射層３によって赤外線および／もしくは遠赤外線に変換されそのおもて面側から外部へ熱放射され、裏面の熱放射層３へ伝播した熱は前記と同様にして張出した周辺部から基板６へ向けて熱放射される。
【００１４】
このように、本実施例の放熱シート１は上記のような利用が可能になり、熱を２方向に放射して放熱シート１を設置した発熱体５を冷却し、発熱体５の温度が低下して温度依存性を有する電子部品等の性能を維持してその誤動作等を防止すると共に、その寿命を向上させることができる。
以上説明したように、本実施例では、熱伝導層のおもて面と裏面に熱放射層を形成するようにしたことによって、放熱シートに伝播した熱を両方の熱放射層から２方向に放射することが可能になり、放熱シートを貼付した電子部品等の発熱体を有効に冷却することができる。
【００１５】
また、熱伝導層をアルミニウムや銅等の電気導電性を有する材料としたことによって、放熱シートを電磁シールド部材として用いることが可能になる。
更に、一方の熱放射層の外側の一部または全部に接着層を形成したことによって、放熱シートを容易に発熱体に設置することができる。
更に、放熱シートに可撓性を備えるようにしたことによって、発熱体の表面形状が凸形状や凹形状であっても放熱シートを空気層を介さずに設置することができ、発熱体からの熱を効率よく伝播させることができる。
【００１６】
上記においては、熱の伝播に着目してその作用を説明したが、本実施例の放熱シート１は他の作用について説明する。
本実施例の放熱シート１は冷却性に優れるために各種の電子部品や電気部品に使用される。この場合に電子部品等の種類によっては端子等の電気回路が露出している部品があり、端子にはリード線等が半田付けされている場合もある。
【００１７】
このような電子部品に本実施例の放熱シート１を設置する場合は、熱伝導層２の両面に形成されている熱放射層３の一方または両方を電気絶縁性を有する材料にした熱放射絶縁層とするとよい。
熱放射絶縁層を形成する材料は、例えば上記に例示した材料ではセラックαやポリイミドの樹脂フィルムが該当する。なお熱放射絶縁層は前記の例に限るものではなく、熱放射効果、可撓性および電気絶縁性を有する材料であって切断可能な層を形成することができるものであればどのようなものであってもよい。
【００１８】
そして、放熱シート１の熱放射絶縁層を電子部品の表面に接触または接着層４により貼付して設置する。
このようにすれば、例え電子部品等の電気回路が露出していたとしても短絡が生ずることがなく、電子部品等の破損を防止することができる。
なお、接着層４を電気絶縁性を有する材料とした場合には、半田付け等の際のひげ状の突起等が突き抜けてしまう虞があり、本実施例のように熱放射層３を電気絶縁性を有する材料とすれば確実に短絡を防止することができる。
【実施例２】
【００１９】
図３は実施例２の放熱構造を示す説明図である。
なお、上記実施例１と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
図３において、８は筐体であり、基板６に設置された発熱体５を収納する電子機器のシャーシ等である。
本実施例の放熱シート１は、部分的に形成された接着層４により発熱体５に貼付され、その一端を発熱体５から伸長させた伸長部９の先端部に部分的に形成された接着層４により基板６に貼付されて接続され、基板６を介して筐体８に接続されている。
【００２０】
なお、図３に示す矢印は、矢印を付した各部位における熱の移動方向を示す。
上記の構成の作用について説明する。
図３に示す放熱構造において、発熱体５が通電等によって発熱を開始すると、その熱は実施例１と同様に接着層４から集中して発熱体５側の熱放射層３を通じて熱伝導層２へ伝播する。
【００２１】
このとき、実施例１と同様に熱の伝播速度が速い熱伝導層２に流入した熱は、熱伝導層２内を伸長部９の方向に熱伝導により移動しながら両面に形成されている熱放射層３へ伝播すると共に、伸長部９の先端部に伝導した熱は熱放射層３および接着層４を通じて基板６へ伝播する。
そして、熱伝導層２のおもて面の熱放射層３へ伝播した熱は、実施例１と同様にしてそのおもて面側から筐体８に向けて熱放射され、裏面の熱放射層３へ伝播した熱は伸長部９から基板６へ向けて熱放射される。
【００２２】
基板６へ熱放射により伝播した熱および伸長部９の先端部から伝播した熱は、基板６内を熱伝導により移動して筐体８へ伝播する。
筐体８へ基板６を介して伝播した熱および熱伝導層２のおもて面の熱放射層３から熱放射により伝播した熱は、筐体８を構成する各パネル内を熱伝導により移動しながら筐体８の外側の全表面から外部へ放熱される。
【００２３】
このように、本実施例の放熱構造によれば、発熱体５の熱を熱伝導層２による熱伝導と熱放射層３による２方向への熱放射とによって多様な伝播経路により熱を周囲に伝播するので、放熱シート１を設置した発熱体５を有効に冷却することができる。
以上説明したように、本実施例では、放熱シートの一端を発熱体から伸長させた伸長部の先端部を基板を介して筐体に接続したことによって、発熱体からの熱の伝播経路を熱伝導層による熱伝導と熱放射層による２方向の熱放射とすることができ、多様な伝播経路により熱を周囲に伝播して発熱体を有効に冷却することができる放熱シートを用いた放熱構造とすることができる。
【００２４】
なお、本実施例では伸長部を放熱シートの一端を伸長させて形成するとして説明したが、両端を伸長させて両側に伸長部を形成し、それぞれの先端を基板に接続するようにしてもよい。このようにすれば、発熱体を更に有効に冷却することができる。
また、本実施例の放熱構造は、放熱シートを基板に接続するとして説明したが、接続先は基板に限らず、直接筐体の内面に接続するようにしてもよい。
【実施例３】
【００２５】
図４は実施例３の放熱構造を示す説明図である。
なお、上記実施例１および実施例２と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施例の放熱シート１は、図４に示すようにその可撓性を利用して発熱体５と筐体８との間に略Ｕ字状に配置されている。
【００２６】
すなわち、一方の熱放射層３の外側に部分的に形成した接着層４により放熱シート１の一端を発熱体５に貼付し、放熱シート１の可撓性を利用して略Ｕ字状に折り曲げ、放熱シート１の他端に部分的に形成した接着層４により筐体８の内面に貼付し、放熱シート１により発熱体５と筐体８とを接続して設置されている。
なお、図４に示す矢印は、矢印を付した各部位における熱の移動方向を示す。
【００２７】
上記の構成の作用について説明する。
図４に示す放熱構造において、発熱体５が通電等によって発熱を開始すると、その熱は実施例１と同様に接着層４から集中して発熱体５側の熱放射層３を通じて熱伝導層２へ伝播する。
このとき、実施例１と同様に熱の伝播速度が速い熱伝導層２の一端に流入した熱は、熱伝導層２を熱伝導により他端に向けて移動しながら熱伝導層２の両面に形成されている熱放射層３へ伝播すると共に、他端に伝導した熱は熱放射層３および接着層４を通じて筐体８へ伝播する。
【００２８】
そして、略Ｕ字状の外側の熱放射層３へ伝播した熱は、実施例１と同様にしてそのおもて面側から筐体８に向けて熱放射され、内側の熱放射層３へ伝播した熱は比較的温度の高い一端から比較的温度の低い他端に向けて熱放射により伝播し、他端で吸収された熱は内側の熱放射層３、熱伝導層２、外側の熱放射層３および接着層４を通じて筐体８へ伝播する。
【００２９】
筐体８へ熱伝導層２の熱伝導および内側の熱放射層３の熱放射により他端から伝播した熱、並びに外側の熱放射層３から熱放射により伝播した熱は、筐体８を構成する各パネル内を熱伝導により移動しながら筐体８の外側の全表面から外部へ放熱される。
このように、本実施例の放熱構造によれば、発熱体５の熱を熱伝導層２による熱伝導と、略Ｕ字状とした略円弧状の外側の熱放射層３による周囲への熱放射と、内側の熱放射層３による略Ｕ字状の内側の空間を介した一端から他端への熱放射とによって多様な伝播経路により熱を周囲に伝播するので、放熱シート１を設置した発熱体５を有効に冷却することができる。
【００３０】
以上説明したように、本実施例では、上記実施例２の効果に加えて、放熱シートの一端を発熱体に貼付し、他端を筐体に貼付して放熱シートを略Ｕ字状に発熱体と筐体との間に配置したことによって、発熱体からの熱の伝播経路に外側の熱放射層による周囲への熱放射と、内側の熱放射層による一端から他端に向けた熱放射とを加えることができ、発熱体を更に有効に冷却することができる放熱シートを用いた放熱構造とすることができる。
【００３１】
なお、本実施例では放熱シートの一端と他端とを接着層により貼付するとして説明したが、略Ｕ字状とした放熱シートが外部からの振動等により外れる懸念がない場合には、略Ｕ字状とした放熱シートの可撓性による外側に広がる力を利用して発熱体と筐体の内面とに直接接触させて設置するようにしてもよい。このようにしても同様の効果を得ることができる。
【実施例４】
【００３２】
図５は実施例４を示す断面図、図６は実施例４の放熱構造を示す説明図である。
なお、上記実施例１および実施例２と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
図５において、１１は放熱筒状体であり、実施例１の放熱シート１の両方の端部１２を接合して円形または楕円形とした環状部材であり、環状部材とした後のその外側に位置する熱放射層３の外周面の一部または全部に実施例１と同様の接着層４が形成されている。
【００３３】
放熱筒状体１１を形成する場合の接合は、端部１２を接着または、樹脂部は熱圧着、金属部は溶接等の手段を用いて接合する。また端部１２を各層毎に階段状としてこれらを合わせて前記手段により接合するようにしてもよい。
このような放熱筒状体１１を用いた放熱構造は、図６に示すようにその可撓性を利用して発熱体５と筐体８との間に挟み込んで押し潰した状態で配置した挟み込み構造として形成する。
【００３４】
すなわち、環状部材とした外側の熱放射層３の外周面の発熱体５側の一部に設けた接続部１３に部分的に形成した接着層４により放熱筒状体１１の接続部１３を発熱体５に貼付し、放熱筒状体１１の可撓性を利用して押し潰しながら接続部１３の反対側の筐体８側の接続部１４に部分的に形成した接着層４により筐体８の内面に貼付し、挟み込んだ放熱筒状体１１により発熱体５と筐体８とを接続して形成する。
【００３５】
なお、図６に示す矢印は、矢印を付した各部位における熱の移動方向を示す。
上記の構成の作用について説明する。
図６に示す放熱構造において、発熱体５が通電等によって発熱を開始すると、その熱は実施例１と同様に接着層４から集中して発熱体５側の熱放射層３を通じて熱伝導層２へ伝播する。
【００３６】
このとき、実施例１と同様に熱の伝播速度が速い熱伝導層２の発熱体５側の接続部１３に流入した熱は、環状となっている熱伝導層２の接続部１３の両側から熱伝導により筐体８側の接続部１４に向けて移動しながら熱伝導層２の両面に形成されている熱放射層３へ伝播すると共に、接続部１４に伝導した熱は熱放射層３および接着層４を通じて筐体８へ伝播する。
【００３７】
そして、放熱筒状体１１の外側に位置する熱放射層３へ伝播した熱は、実施例１と同様にしてそのおもて面側から筐体８に向けて熱放射され、内側に位置するの熱放射層３へ伝播した熱は比較的温度の高い接続部１３側から比較的温度の低い接続部１４側に向けて熱放射により伝播し、接続部１４側で吸収された熱は内側に位置する熱放射層３、熱伝導層２、外側に位置するの熱放射層３および接着層４を通じて筐体８へ伝播する。
【００３８】
筐体８へ両側の熱伝導層２の熱伝導および内側に位置する熱放射層３の熱放射により接続部１４側から伝播した熱、並びに外側に位置する熱放射層３から熱放射により伝播した熱は、筐体８を構成する各パネル内を熱伝導により移動しながら筐体８の外側の全表面から外部へ放熱される。
このように、本実施例の放熱構造によれば、発熱体５の熱を環状として両側に配置された熱伝導層２による熱伝導と、略円弧状の外側に位置する両側の熱放射層３による周囲への熱放射と、内側に位置する熱放射層３による環状の内部の空間を介した発熱体５側の接続部１３から筐体８側の接続部１４への熱放射とによって多様な伝播経路により熱を周囲に伝播するので、放熱筒状体１を設置した発熱体５を有効に冷却することができる。
【００３９】
以上説明したように、本実施例では、上記実施例２の効果に加えて、放熱シートを環状とした放熱筒状体をその可撓性を利用して発熱体と筐体との間に挟み込んで設置したことによって、発熱体からの熱の伝播経路に両側に配置された熱伝導層２による熱伝導と外側に位置する熱放射層による両側からの周囲への熱放射と、内側に位置する熱放射層による発熱体側から筐体側に向けた熱放射とを加えることができ、発熱体を更に有効に冷却することができる放熱筒状体を用いた放熱構造とすることができる。
【００４０】
なお、本実施例では放熱筒状体のそれぞれの接続部を接着層により貼付するとして説明したが、環状とした放熱筒状体が外部からの振動等により外れる懸念がない場合には、押し潰した放熱シートの可撓性による外側に広がる力を利用して発熱体と筐体の内面とに直接接触させて設置するようにしてもよい。このようにしても同様の効果を得ることができる。
【００４１】
上記で説明した放熱構造を用いた場合の発熱体５の冷却効果を評価するために以下に示す評価試験を行った。
図７は評価試験に用いた試験装置を示す説明図である。
評価試験に用いた筐体８は、厚さ１ｍｍのステンレス板（ＳＵＳ３０４）を用いて製作した１００ｘ１００ｘ５０ｍｍの箱である。
【００４２】
発熱体５は、温度測定用ＩＣ（３０ｘ３０ｘ３．７５ｍｍの２４０ピンＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）、入力電力１．５Ｗ）である。
基板６は、５５ｘ６５ｘ１．５ｍｍの２層構造である。
また、発熱体５の上面と筐体８の天板の内面との間隔は１０ｍｍに設定した。
評価試験に用いた図８に示す供試品は、上記図７の試験装置のままとした基準品、図９に示す３０ｘ３０ｘ７．５ｍｍのアルミニウム板に複数のフィンを削り出したヒートシンク１６を発熱体５に設置したヒートシンク品、熱伝導層２のおもて面にセラックαからなる熱放射層３を形成し、その熱伝導層２の裏面に接着層４を形成したセラックαシート１７を図１０に示すように厚さ１ｍｍのセラックαシート１７を３０ｘ３０ｍｍに切断して発熱体５の上面に貼付し、厚さ０．３ｍｍのセラックαシート１７を９０ｘ９０ｍｍに切断して筐体８の天板の内面に発熱体５に対向させて貼付したセラックαシート品、厚さ０．０３５の銅箔からなる熱伝導層２のおもて面に厚さ０．１ｍｍのセラックα、裏面に厚さ０．０２５ｍｍのポリイミド樹脂からなる熱放射層３を形成し、ポリイミド樹脂からなる熱放射層３の外側の全面に厚さ０．０５ｍｍのエポキシ系両面テープからなる接着層４を形成した図１に示した放熱シート１（厚さ０．２１ｍｍ）を３０ｘ８０ｍｍに切断して図４に示した略Ｕ字状の放熱構造となるように発熱体５の上面と筐体８の天板の内面との間に配置した放熱シート品、放熱シート品と同様の放熱シート１（厚さ０．２１ｍｍ）を３０ｘ１００ｍｍに切断して環状とした図５に示した放熱筒状体１１を図６に示した挟み込み構造の放熱構造となるように発熱体５の上面と筐体８の天板の内面との間に設置した放熱筒状体品の５種類である。
【００４３】
上記の各供試品を、発熱体５の内部温度が電子部品や電気部品の発熱体温度帯域である１００℃程度となるようにして各供試品における発熱体５の内部温度Ｔｊを測定した評価試験の結果を図１１に示す。
なお、評価試験時の雰囲気温度Ｔｃは２５℃〜２８℃であり、その詳細は図１１に示した通りである。
【００４４】
図１１に示すように、基準品の発熱体５の内部温度Ｔｊと雰囲気温度Ｔｃとの温度差ΔＴとその他の供試品の温度差ΔＴとの差を基準品の温度差ΔＴで除した割合である温度低減効果は、本発明の放熱構造とした放熱シート品で２３．９％、放熱筒状体品で２８．３％であり、ヒートシンク品およびセラックαシート品の１６．４％より優れていることが判る。
【００４５】
また、本発明の放熱構造では、放熱筒状体品が放熱シート品より優れた温度低減効果を発揮することが判る。
このように、本発明の放熱シート１および放熱筒状体１１を用いた放熱構造は、比較的低い発熱体温度帯域である電子部品や電気部品の発熱体温度帯域おいて発熱体５の冷却に有効であることが立証された。
【００４６】
なお、上記実施例３および実施例４に示した放熱構造を以下に示す積層シートにより形成しても発熱体５の冷却を有効に行うことができる。
図１２は実施例３の放熱構造の他の形態を示す説明図、図１３は実施例３の放熱構造の他の形態を示す説明図である。
なお、上記各実施例と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。また図１２、図１３に示す矢印は、矢印を付した各部位における熱の移動方向を示す。
【００４７】
図１２において、２１は積層シートであり、実施例１と同様の熱伝導層２のおもて面に実施例１と同様の熱放射層３を形成した２層のシートである。
積層シート２１を用いて図４と同様の略Ｕ字状の放熱構造とする場合は、図１２に示すように熱伝導層２を略Ｕ字状の外側として積層シート２１の可撓性を利用して発熱体５と筐体８の内面との間に配置する。略Ｕ字状とした積層シート２１が外部からの振動等により外れやすい場合には積層シート２１の熱伝導層２の外側の一部または全部に接着層４を形成して発熱体５と筐体８に貼付すればよい。図１２は接着層４による貼付を用いて積層シート２１による略Ｕ字状の放熱構造を形成した例を示している。
【００４８】
このように構成すれば、発熱体５の熱を熱伝導層２による熱伝導と、略Ｕ字状とした内側の熱放射層３による略Ｕ字状の内側の空間を介した一端から他端への熱放射とによって多様な伝播経路により熱を筐体８に伝播するので、略Ｕ字状の放熱構造に積層シート２１を用いた場合においても発熱体５を有効に冷却することができる。
図１３において、２２は前記積層シート２１の両端部を実施例４と同様にして接合して環状に形成した環状部材である。
【００４９】
積層シート２１を環状とした環状部材２２を用いて図６と同様の挟み込み構造の放熱構造とする場合は、図１３に示すように熱伝導層２を環状部材２２の外側に位置させてその可撓性を利用して発熱体５と筐体８の内面との間に挟み込んで設置する。挟み込んだ環状部材２２が外部からの振動等により外れやすい場合には環状部材２２の発熱体５側の接続部１３と筐体８側の接続部１４の熱伝導層２の外周面に接着層４を形成して発熱体５と筐体８に貼付すればよい。図１３は接着層４による貼付を用いて環状部材２２による挟み込み構造の放熱構造を形成した例を示している。
【００５０】
このように構成すれば、発熱体５の熱を両側の熱伝導層２による熱伝導と、環状とした内側に位置する熱放射層３による環状の内部の空間を介した発熱体５側の接続部１３から筐体８側の接続部１４への熱放射とによって多様な伝播経路により熱を筐体８に伝播するので、挟み込み構造の放熱構造に積層シート２１を環状にした環状部材２２を用いた場合においても発熱体５を有効に冷却することができる。
【００５１】
なお、上記の積層シート２１およびこれを環状とした環状部材２２を電気回路が露出している電子部品等の放熱構造に用いる場合には、熱放射層３を上記実施例１で説明した熱放射絶縁層とし、これを外側に配置して略Ｕ字状の放熱構造または挟み込み構造の放熱構造を形成するようにするとよい。このようにすれば積層シート２１およびこれを環状とした環状部材２２を用いた放熱構造によっても電気回路に短絡が生ずることがなく、電子部品等の破損を防止することができる。
【００５２】
上述のように本発明の各実施例の放熱構造を用いれば、一般的に用いられている冷却ファンや冷却フィン付のヒートシンク、ヒートパイプ等に較べて、冷却を要する発熱体を収納した筐体の軽量化、薄型化、小型化を図ることができると共に装置の省電力化を図ることができる。また騒音を発生することがないので静粛性を確保することも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施例１を示す断面図
【図２】実施例１の放熱構造を示す説明図
【図３】実施例２の放熱構造を示す説明図
【図４】実施例３の放熱構造を示す説明図
【図５】実施例４を示す断面図
【図６】実施例４の放熱構造を示す説明図
【図７】評価試験に用いた試験装置を示す説明図
【図８】評価試験に用いた供試品を示す一覧表
【図９】評価試験のヒートシンク品を示す説明図
【図１０】評価試験のセラックαシート品を示す説明図
【図１１】評価試験結果を示す一覧表
【図１２】実施例３の放熱構造の他の形態を示す説明図
【図１３】実施例４の放熱構造の他の形態を示す説明図
【符号の説明】
【００５４】
１ 放熱シート
２ 熱伝導層
３ 熱放射層
４ 接着層
５ 発熱体
６ 基板
８ 筐体
９ 伸長部
１１ 放熱筒状体
１２ 端部
１３、１４ 接続部
２１ 積層シート
２２ 環状部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導性を有する可撓性の熱伝導層のおもて面および裏面に、熱放射効果を有する可撓性の熱放射層を形成したことを特徴とする放熱シート。
【請求項２】
請求項１において、
前記熱伝導層が、電気導電性を有することを特徴とする放熱シート。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記熱放射層の少なくとも一方が、電気絶縁性を有することを特徴とする放熱シート。
【請求項４】
請求項１、請求項２または請求項３において、
前記一方の熱放射層の外側の少なくとも一部に、熱伝導性接着剤からなる接着層を形成したことを特徴とする放熱シート。
【請求項５】
請求項１、請求項２または請求項３に記載の放熱シートの端部を接合して環状部材としたことを特徴とする放熱筒状体。
【請求項６】
熱伝導性を有する可撓性の熱伝導層のおもて面に、熱放射効果を有する可撓性の熱放射層を積層して積層シートを形成し、該積層シートの端部を接合して環状部材としたことを特徴とする放熱筒状体。
【請求項７】
請求項６において、
前記熱放射層が、電気絶縁性を有することを特徴とする放熱筒状体。
【請求項８】
請求項６または請求項７において、
前記熱伝導層が、電気導電性を有することを特徴とする放熱筒状体。
【請求項９】
請求項５から請求項７または請求項８において、
前記環状部材の外周面の少なくとも一部に、熱伝導性接着剤からなる接着層を形成したことを特徴とする放熱筒状体。
【請求項１０】
請求項１、請求項２または請求項３に記載の放熱シートを用いて、発熱体と、該発熱体を収納する筐体との間を接続したことを特徴とする放熱構造。
【請求項１１】
請求項４に記載の放熱シートを用いて、発熱体と、該発熱体を収納する筐体との間を前記接着層により接着して接続したことを特徴とする放熱構造。
【請求項１２】
請求項１０または請求項１１において、
前記放熱シートを、その可撓性を利用して前記発熱体と筐体との間に略Ｕ字状に配置したことを特徴とする放熱構造。
【請求項１３】
請求項１０または請求項１１において、
前記放熱シートの少なくとも一端を前記発熱体から伸長させて伸長部を形成し、該伸長部の先端部を前記発熱体を設置している基板を介して前記筐体に接続したことを特徴とする放熱構造。
【請求項１４】
熱伝導性を有する可撓性の熱伝導層のおもて面に、熱放射効果を有する可撓性の熱放射層を積層して積層シートを形成し、該積層シートを用いて、発熱体と、該発熱体を収納する筐体との間を接続したことを特徴とする放熱構造。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記熱伝導層の裏面の少なくとも一部に、熱伝導性接着剤からなる接着層を形成し、該接着層により前記発熱体と筐体との間を接着して接続したことを特徴とする放熱構造。
【請求項１６】
請求項１４または請求項１５において、
前記積層シートを、その可撓性を利用して前記発熱体と筐体との間に略Ｕ字状に配置したことを特徴とする放熱構造。
【請求項１７】
請求項１４または請求項１５において、
前記積層シートの少なくとも一端を前記発熱体から伸長させて伸長部を形成し、該伸長部の先端部を前記発熱体を設置している基板を介して前記筐体に接続したことを特徴とする放熱構造。
【請求項１８】
請求項５から請求項８または請求項９に記載の放熱筒状体を用いて、発熱体と、該発熱体を収納する筐体との間を接続したことを特徴とする放熱構造。
【請求項１９】
請求項１８において、
前記放熱筒状体を、その可撓性を利用して前記発熱体と筐体との間に挟み込んだことを特徴とする放熱構造。
【請求項１】
熱伝導性を有する可撓性の熱伝導層のおもて面および裏面に、熱放射効果を有する可撓性の熱放射層を形成したことを特徴とする放熱シート。
【請求項２】
請求項１において、
前記熱伝導層が、電気導電性を有することを特徴とする放熱シート。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記熱放射層の少なくとも一方が、電気絶縁性を有することを特徴とする放熱シート。
【請求項４】
請求項１、請求項２または請求項３において、
前記一方の熱放射層の外側の少なくとも一部に、熱伝導性接着剤からなる接着層を形成したことを特徴とする放熱シート。
【請求項５】
請求項１、請求項２または請求項３に記載の放熱シートの端部を接合して環状部材としたことを特徴とする放熱筒状体。
【請求項６】
熱伝導性を有する可撓性の熱伝導層のおもて面に、熱放射効果を有する可撓性の熱放射層を積層して積層シートを形成し、該積層シートの端部を接合して環状部材としたことを特徴とする放熱筒状体。
【請求項７】
請求項６において、
前記熱放射層が、電気絶縁性を有することを特徴とする放熱筒状体。
【請求項８】
請求項６または請求項７において、
前記熱伝導層が、電気導電性を有することを特徴とする放熱筒状体。
【請求項９】
請求項５から請求項７または請求項８において、
前記環状部材の外周面の少なくとも一部に、熱伝導性接着剤からなる接着層を形成したことを特徴とする放熱筒状体。
【請求項１０】
請求項１、請求項２または請求項３に記載の放熱シートを用いて、発熱体と、該発熱体を収納する筐体との間を接続したことを特徴とする放熱構造。
【請求項１１】
請求項４に記載の放熱シートを用いて、発熱体と、該発熱体を収納する筐体との間を前記接着層により接着して接続したことを特徴とする放熱構造。
【請求項１２】
請求項１０または請求項１１において、
前記放熱シートを、その可撓性を利用して前記発熱体と筐体との間に略Ｕ字状に配置したことを特徴とする放熱構造。
【請求項１３】
請求項１０または請求項１１において、
前記放熱シートの少なくとも一端を前記発熱体から伸長させて伸長部を形成し、該伸長部の先端部を前記発熱体を設置している基板を介して前記筐体に接続したことを特徴とする放熱構造。
【請求項１４】
熱伝導性を有する可撓性の熱伝導層のおもて面に、熱放射効果を有する可撓性の熱放射層を積層して積層シートを形成し、該積層シートを用いて、発熱体と、該発熱体を収納する筐体との間を接続したことを特徴とする放熱構造。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記熱伝導層の裏面の少なくとも一部に、熱伝導性接着剤からなる接着層を形成し、該接着層により前記発熱体と筐体との間を接着して接続したことを特徴とする放熱構造。
【請求項１６】
請求項１４または請求項１５において、
前記積層シートを、その可撓性を利用して前記発熱体と筐体との間に略Ｕ字状に配置したことを特徴とする放熱構造。
【請求項１７】
請求項１４または請求項１５において、
前記積層シートの少なくとも一端を前記発熱体から伸長させて伸長部を形成し、該伸長部の先端部を前記発熱体を設置している基板を介して前記筐体に接続したことを特徴とする放熱構造。
【請求項１８】
請求項５から請求項８または請求項９に記載の放熱筒状体を用いて、発熱体と、該発熱体を収納する筐体との間を接続したことを特徴とする放熱構造。
【請求項１９】
請求項１８において、
前記放熱筒状体を、その可撓性を利用して前記発熱体と筐体との間に挟み込んだことを特徴とする放熱構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−９３５４６（Ｐ２００６−９３５４６Ａ）
【公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２７９２８７（Ｐ２００４−２７９２８７）
【出願日】平成１６年９月２７日（２００４．９．２７）
【出願人】（００００００２９５）沖電気工業株式会社 (6,645)
【出願人】（３９０００２５９８）沖電線株式会社 (45)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月２７日（２００４．９．２７）
【出願人】（００００００２９５）沖電気工業株式会社 (6,645)
【出願人】（３９０００２５９８）沖電線株式会社 (45)
【Ｆターム（参考）】
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