(57)【要約】【課題】シリコングリースによる接着剤の硬化阻害を防止することができる基板の接着構造を提供する。【解決手段】  基板の接着構造１は、発熱部品４が実装されたセラミック基板２を常温硬化型接着剤６によりヒートシンク３に接着するための構造である。セラミック基板２とヒートシンク３の上部に形成された基板収容凹部５の底面との間には、熱伝導性の低い常温硬化型接着剤６が介在された接着剤領域７と、熱伝導性の高いシリコングリース８が介在されたグリース領域９とが形成されている。グリース領域９は、発熱部品４の直下位置に形成されている。接着剤領域７は、グリース領域９を取り囲むようにグリース領域９の外側に形成されている。基板収容凹部５の底面におけるグリース領域９と接着剤領域７との間には、シリコングリース８を溜めるためのグリース溜まり溝１１が形成されている。【選択図】図２
2011035320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱部品が実装された基板をヒートシンクに接着する基板の接着構造において、
前記基板と前記ヒートシンクとの間には、常温硬化型接着剤または紫外線硬化型接着剤が介在する接着剤領域と、シリコングリースが介在するグリース領域とが形成されており、
前記ヒートシンクには、前記常温硬化型接着剤または前記紫外線硬化型接着剤と前記シリコングリースとの接触を防ぐための接触防止部が設けられていることを特徴とする基板の接着構造。
【請求項２】
前記接触防止部は、前記ヒートシンクにおける前記接着剤領域と前記グリース領域との間に形成された溝であることを特徴とする請求項１記載の基板の接着構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱部品が実装された基板をヒートシンクに接着する基板の接着構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来における基板の接着構造としては、例えば特許文献１に記載されているように、電子部品が実装されたプリント配線基板とヒートシンクとを常温硬化型接着剤により接着したものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１１１５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
常温硬化型接着剤は、高温硬化型接着剤に比べて熱伝導率が低いため、電子部品の発熱により熱くなった基板を冷却するうえでは不利となる。基板の冷却性能を向上させるためには、熱伝導率の高いシリコングリースを基板とヒートシンクとの間に介在させることが考えられる。しかし、シリコングリースは、常温硬化型接着剤の硬化を阻害する要因となる。また、常温硬化型接着剤の代わりに紫外線硬化型接着剤を用いることも考えられるが、この場合にも、シリコングリースが紫外線硬化型接着剤の硬化を阻害するという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、シリコングリースによる接着剤の硬化阻害を防止することができる基板の接着構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、発熱部品が実装された基板をヒートシンクに接着する基板の接着構造において、基板とヒートシンクとの間には、常温硬化型接着剤または紫外線硬化型接着剤が介在する接着剤領域と、シリコングリースが介在するグリース領域とが形成されており、ヒートシンクには、常温硬化型接着剤または紫外線硬化型接着剤とシリコングリースとの接触を防ぐための接触防止部が設けられていることを特徴とするものである。
【０００７】
このように接触防止部をヒートシンクに設けることにより、基板とヒートシンクとの間に常温硬化型接着剤または紫外線硬化型接着剤及びシリコングリースが介在されたときに、シリコングリースと常温硬化型接着剤または紫外線硬化型接着剤との接触が防止されるようになる。これにより、シリコングリースによって常温硬化型接着剤または紫外線硬化型接着剤の硬化が妨げられることを防止できる。
【０００８】
好ましくは、接触防止部は、ヒートシンクにおける接着剤領域とグリース領域との間に形成された溝である。この場合には、基板とヒートシンクとの間に常温硬化型接着剤または紫外線硬化型接着剤及びシリコングリースが介在されたときに、接着剤及びシリコングリースの一方が他方に向けて流れようとしても、接着剤及びシリコングリースの一方が溝内に入り込んで溜まるようになる。従って、シリコングリースと常温硬化型接着剤または紫外線硬化型接着剤との接触が簡単且つ確実に防止される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、シリコングリースによる常温硬化型接着剤や紫外線硬化型接着剤の硬化阻害を防止することができる。これにより、常温硬化型接着剤や紫外線硬化型接着剤により基板をヒートシンクに確実に接着することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係わる基板の接着構造の一実施形態を示す平面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】比較例として従来一般における基板の接着構造の一例を示す断面図である。
【図４】図２に示した基板の接着構造の変形例を示す断面図である。
【図５】本発明に係わる基板の接着構造の他の実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係わる基板の接着構造の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１２】
図１は、本発明に係わる基板の接着構造の一実施形態を示す平面図であり、図２は、図１のII−II線断面図である。同図において、本実施形態に係わる基板の接着構造１は、セラミック基板２をヒートシンク３に接着するための構造である。セラミック基板２の表面には、発熱量の大きい電子部品（発熱部品）４が実装されている。
【００１３】
ヒートシンク３は、熱伝導性の良いアルミニウムや鉄等の金属からなっている。ヒートシンク３の上部には、セラミック基板２を収容するための基板収容凹部５が形成されている。セラミック基板２は、基板収容凹部５に収容された状態で、常温硬化型接着剤６によりヒートシンク３に接着されている。
【００１４】
具体的には、セラミック基板２と基板収容凹部５の底面との間には、熱伝導性の低い常温硬化型接着剤６が介在された接着剤領域７と、熱伝導性の高いシリコングリース８が介在されたグリース領域９とが形成されている。グリース領域９は、セラミック基板２に実装された発熱部品４の直下位置に形成されている。接着剤領域７は、グリース領域９を取り囲むようにグリース領域９の外側に形成されている。
【００１５】
基板収容凹部５の底面におけるグリース領域９と接着剤領域７との間には、常温硬化型接着剤６及びシリコングリース８の高さ（厚さ）を均一に制御するための高さ決めポスト１０が略矩形状に立設されている。
【００１６】
また、基板収容凹部５の底面におけるグリース領域９と高さ決めポスト１０との間には、シリコングリース８を溜めるためのグリース溜まり溝１１が高さ決めポスト１０に沿って略矩形状に形成されている。
【００１７】
セラミック基板２をヒートシンク３に接着するときは、基板収容凹部５のグリース領域９にシリコングリース８を塗布すると共に、基板収容凹部５の接着剤領域７に常温硬化型接着剤６を塗布する。このとき、基板収容凹部５の底面上を外側に向かって流れるシリコングリース８は、グリース溜まり溝１１内に入り込んで溜まるようになる。その後、発熱部品４が実装されたセラミック基板２をシリコングリース８及び常温硬化型接着剤６の上に載せる。これにより、常温硬化型接着剤６が硬化されることで、セラミック基板２がヒートシンク３に固着されることとなる。
【００１８】
このような基板の接着構造１においては、発熱部品４の熱がセラミック基板２、熱伝導性の高いシリコングリース８及びヒートシンク３を介して効果的に外部に放出（放熱）されるようになる。従って、セラミック基板２の冷却性能を高めることができる。
【００１９】
ここで、比較例として従来一般における基板の接着構造の一例を図３に示す。図３において、発熱部品４が実装されたセラミック基板２とヒートシンク３とは、高温硬化型の高熱伝導接着剤５０により接着される。これにより、セラミック基板２とヒートシンク３との接着と、発熱部品４の放熱の確保との両立を図ることができる。
【００２０】
ところで、高温硬化型接着剤は、１５０℃程度の温度で硬化する接着剤である。このため、高温硬化型接着剤を使用する際には、恒温槽が必要となる。ただし、恒温槽は、生産設備の中でもエネルギー消費が著しく、昨今のＣＯ２削減の気運の中では設置を避ける傾向にある。よって、特に恒温槽を必要としない常温硬化型接着剤の使用が望まれる。しかし、常温硬化型接着剤は、高温硬化型接着剤に比べて熱伝導特性が劣るため、これだけでは発熱部品４の放熱の確保という性能を満足することが困難である。
【００２１】
これに対し本実施形態では、セラミック基板２と基板収容凹部５の底面との間における発熱部品４の直下位置に、高温硬化型接着剤よりも熱伝導率が高いシリコングリース８を介在すると共に、セラミック基板２と基板収容凹部５の底面との間におけるシリコングリース８の外側に常温硬化型接着剤６を介在する。このため、高温硬化型接着剤よりも熱伝導率の低い常温硬化型接着剤６によりセラミック基板２とヒートシンク３とを接着しても、発熱部品４の良好な放熱を確保することができる。
【００２２】
このとき、シリコングリース８が常温硬化型接着剤６に接すると、常温硬化型接着剤６の硬化が阻害されてしまう。しかし、本実施形態では、基板収容凹部５の底面にグリース溜まり溝１１が設けられているので、基板収容凹部５のグリース領域９に塗布されたシリコングリース８が外側に向かって流れても、そのシリコングリース８はグリース溜まり溝１１に落ちて溜まるようになる。また、基板収容凹部５の底面には高さ決めポスト１０が設けられているので、基板収容凹部５の接着剤領域７に塗布された常温硬化型接着剤６が内側に向かって流れても、その常温硬化型接着剤６の流れは高さ決めポスト１０で止められる。
【００２３】
これにより、シリコングリース８と常温硬化型接着剤６との接触が回避されるため、シリコングリース８による常温硬化型接着剤６の硬化阻害を引き起こすことが防止される。従って、常温硬化型接着剤６によりセラミック基板２とヒートシンク３とを確実に接着することができる。
【００２４】
その結果、特に高温硬化型接着剤を使用しなくても、セラミック基板２とヒートシンク３との接着と、発熱部品４の放熱の確保との両立を図ることができる。
【００２５】
図４は、図２に示した基板の接着構造１の変形例を示す断面図である。同図において、高さ決めポスト１０は、基板収容凹部５の底面の縁部近傍、つまり基板収容凹部５の底面における接着剤領域７の外側にも立設されている。
【００２６】
また、基板収容凹部５の底面における接着剤領域７と各高さ決めポスト１０との間には、常温硬化型接着剤６を溜めるための接着剤溜まり溝１２がそれぞれ形成されている。つまり、接着剤溜まり溝１２は、接着剤領域７の内側及び外側にそれぞれ形成されている。
【００２７】
このような構成では、基板収容凹部５の底面にシリコングリース８及び常温硬化型接着剤６が塗布されると、基板収容凹部５の底面上を外側に向かって流れるシリコングリース８がグリース溜まり溝１１内に入り込んで溜まるだけでなく、基板収容凹部５の底面上を内側及び外側に向かって流れる常温硬化型接着剤６が接着剤溜まり溝１２内に入り込んで溜まるようになる。このため、常温硬化型接着剤６が高さ決めポスト１０を乗り越えることは無い。
【００２８】
このとき、シリコングリース８及び常温硬化型接着剤６を、グリース溜まり溝１１及び接着剤溜まり溝１２の容量を超えない程度に若干多めに塗布することで、均一でボイドの少ない膜を形成することができる。
【００２９】
本変形例によれば、基板収容凹部５の底面にグリース溜まり溝１１に加えて接着剤溜まり溝１２を設けたので、シリコングリース８と常温硬化型接着剤６との接触が一層回避される。従って、シリコングリース８による常温硬化型接着剤６の硬化阻害を引き起こすことが確実に防止されるようになる。
【００３０】
図５は、本発明に係わる基板の接着構造の他の実施形態を示す断面図である。同図において、本実施形態の基板の接着構造１は、複数（ここでは２つ）の発熱部品４が実装されたセラミック基板２をヒートシンク３に接着するための構造である。
【００３１】
シリコングリース８は、上述した実施形態のようにセラミック基板２と基板収容凹部５の底面との間における発熱部品４の直下位置に介在される。このため、セラミック基板２に複数の発熱部品４が実装されていると、グリース領域９の面積が大きくなるため、セラミック基板２と基板収容凹部５の底面との間において接着剤領域を確保することが難しくなる。従って、本実施形態では、セラミック基板２と基板収容凹部５の側面との間に、高温硬化型接着剤よりも熱伝導性の低い紫外線硬化型接着剤（ＣＩＰＧ）２０が介在された接着剤領域２１がグリース領域９を取り囲むように形成されている。
【００３２】
基板収容凹部５の底面におけるグリース領域９と接着剤領域２１との間には、シリコングリース８の高さ（厚さ）を均一に制御するための高さ決めポスト２２が略矩形状に立設されている。高さ決めポスト２２は、接着剤領域２１に隣接して配置されている。
【００３３】
また、基板収容凹部５の底面におけるグリース領域９と高さ決めポスト２２との間には、シリコングリース８を溜めるためのグリース溜まり溝２３と、紫外線硬化型接着剤２０を溜めるための接着剤溜まり溝２４とがそれぞれ略矩形状に形成されている。接着剤溜まり溝２４は、グリース溜まり溝２３の外側に配置されている。
【００３４】
セラミック基板２をヒートシンク３に接着するときは、基板収容凹部５の底面におけるグリース領域９にシリコングリース８を塗布する。このとき、基板収容凹部５の底面上を外側に向かって流れるシリコングリース８は、グリース溜まり溝２３内に入り込んで溜まるようになる。その後、複数の発熱部品４が実装されたセラミック基板２をシリコングリース８の上に載せる。
【００３５】
そして、セラミック基板２と基板収容凹部５の側面との間に紫外線硬化型接着剤２０を上から塗布する。このとき、基板収容凹部５の底面上を紫外線硬化型接着剤２０が内側に流れようとしても、その紫外線硬化型接着剤２０の流れは高さ決めポスト２２で止められる。また、紫外線硬化型接着剤２０の一部が万が一高さ決めポスト２２を乗り越えても、その紫外線硬化型接着剤２０は、接着剤溜まり溝２４内に入り込んで溜まるようになる。その後、紫外線硬化型接着剤２０が硬化されることで、セラミック基板２がヒートシンク３に固着されることとなる。
【００３６】
このように本実施形態においては、基板収容凹部５の底面にグリース溜まり溝２３及び接着剤溜まり溝２４を設け、基板収容凹部５の底面上を流れるシリコングリース８及び紫外線硬化型接着剤２０をグリース溜まり溝２３及び接着剤溜まり溝２４にそれぞれ溜めるようにしたので、シリコングリース８と紫外線硬化型接着剤２０との接触が回避される。従って、シリコングリース８による紫外線硬化型接着剤２０の硬化阻害を引き起こすことが防止される。その結果、特に高温硬化型接着剤を使用しなくても、セラミック基板２とヒートシンク３との接着と、発熱部品４の放熱の確保との両立を図ることができる。
【００３７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、接着剤領域がグリース領域を取り囲むように形成され、これに伴って高さ決めポスト、グリース溜まり溝及び接着剤溜まり溝が略矩形状に延びるように形成されているが、特にそのような形態には限られない。例えば、接着剤領域がグリース領域を挟むようにグリース領域の両側に形成され、これに伴って高さ決めポスト、グリース溜まり溝及び接着剤溜まり溝がグリース領域を挟むようにグリース領域の両側に直線状に延びるように形成されていても良い。
【符号の説明】
【００３８】
１…基板の接着構造、２…セラミック基板、３…ヒートシンク、４…電子部品（発熱部品）、６…常温硬化型接着剤、７…接着剤領域、８…シリコングリース、９…グリース領域、１１…グリース溜まり溝（接触防止部）、１２…接着剤溜まり溝（接触防止部）、２０…紫外線硬化型接着剤、２１…接着剤領域、２３…グリース溜まり溝（接触防止部）、２４…接着剤溜まり溝（接触防止部）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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