(57)【要約】【課題】経年変化を経ても放熱体から脱落しない伝熱シートの取り付け構造及び伝熱シートを提供する。【解決手段】発熱体及び放熱体の間に設けられ、発熱体からの熱を放熱体へ伝導する伝熱シートを放熱体へ取り付ける伝熱シートの取り付け構造において、軸部５１及び軸部５１より大径の頭部５２を有し、伝熱シートを放熱体へ取り付けて固定する固定部材を備え、伝熱シート及び放熱体に、固定部材の軸部５１が挿通可能であり、かつ頭部５２が挿通不能な貫通孔３１，１２０が形成され、発熱体側における伝熱シートの貫通孔１１０は、固定部材の頭部５２を収納するために、側断面形状を台形状としてある。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体及び放熱体の間に設けられ、該発熱体からの熱を該放熱体へ伝導する伝熱シートを該放熱体へ取り付ける伝熱シートの取り付け構造において、
軸部及び該軸部より大径の頭部を有し、前記伝熱シートを放熱体へ取り付けて固定する固定部材
を備え、
前記伝熱シート及び放熱体に、前記固定部材の軸部が挿通可能であり、かつ頭部が挿通不能な貫通孔が形成され、
前記発熱体側における伝熱シートの貫通孔は、前記固定部材の頭部を収納するために、側断面形状を台形状としてある
ことを特徴とする伝熱シートの取り付け構造。
【請求項２】
前記発熱体及び伝熱シートの大きさは、略同様であり、
前記放熱体の大きさは、前記発熱体より大きく、
前記伝熱シート及び放熱体の貫通孔は、
前記発熱体の縁部に対応する位置に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の伝熱シートの取り付け構造。
【請求項３】
前記発熱体は、平板状をなし、
前記伝熱シート及び放熱体は、前記貫通孔を夫々二つ有し、
前記伝熱シート及び放熱体の各貫通孔は、
前記発熱体の対向する二つの縁部に各対応する位置に夫々形成されている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の伝熱シートの取り付け構造。
【請求項４】
前記発熱体は、高温領域及び低温領域を有し、
前記伝熱シート及び放熱体の貫通孔は、
前記発熱体の低温領域に対応する位置に形成されている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の伝熱シートの取り付け構造。
【請求項５】
前記固定部材は、リベットである
ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の伝熱シートの取り付け構造。
【請求項６】
発熱体及び放熱体の間に設けられ、該発熱体からの熱を該放熱体へ伝導する伝熱シートにおいて、
一面側における開口面積と他面側における開口面積とが異なる貫通孔
を備え、
該貫通孔は、
前記一面側における側面及び他面側における側面の間に、深さ方向に対して略直角かつ平坦な段差部
を有する
ことを特徴とする伝熱シート。
【請求項７】
発熱体及び放熱体の間に設けられ、該発熱体からの熱を該放熱体へ伝導する伝熱シートにおいて、
貫通孔が設けられた第一シートと、
前記貫通孔の開口面積と異なる開口面積を有する貫通孔が設けられた第二シートと
を備え、
前記第一シート及び第二シートを、該第一シート及び第二シートの貫通孔が重なるように接合してなる
ことを特徴とする伝熱シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱体から放熱体へ熱を伝導する伝熱シートの取り付け構造及び伝熱シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Integrated Circuit）等の電子部品の放熱を行う場合、電子部品と放熱板（ヒートシンク）との間に放熱シートを圧縮した状態で挟み、効率的な放熱が行われる。しかし、経年変化を経た放熱シートは、反発力が減少し、外部からの振動、衝撃等により放熱板から脱落する場合がある。特許文献１には、放熱板と放熱シートとの間に支持板を挟み、ねじにより放熱シートを放熱板に固定するヒートシンク構造体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２５６４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、放熱板と放熱シートとの間に支持板を挟んだ場合、支持板により放熱効果が低減する。また、特許文献１に係る放熱シートの固定方法は複雑である。
【０００５】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、経年変化を経ても放熱体から脱落しない伝熱シートの取り付け構造及び伝熱シートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願に係る伝熱シートの取り付け構造は、発熱体及び放熱体の間に設けられ、該発熱体からの熱を該放熱体へ伝導する伝熱シートを該放熱体へ取り付ける伝熱シートの取り付け構造において、軸部及び該軸部より大径の頭部を有し、前記伝熱シートを放熱体へ取り付けて固定する固定部材を備え、前記伝熱シート及び放熱体に、前記固定部材の軸部が挿通可能であり、かつ頭部が挿通不能な貫通孔が形成され、前記発熱体側における伝熱シートの貫通孔は、前記固定部材の頭部を収納するために、側断面形状を台形状としてあることを特徴とする。
【０００７】
本願に係る伝熱シートの取り付け構造は、前記発熱体及び伝熱シートの大きさは、略同様であり、前記放熱体の大きさは、前記発熱体より大きく、前記伝熱シート及び放熱体の貫通孔は、前記発熱体の縁部に対応する位置に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本願に係る伝熱シートの取り付け構造は、前記発熱体は、平板状をなし、前記伝熱シート及び放熱体は、前記貫通孔を夫々二つ有し、前記伝熱シート及び放熱体の各貫通孔は、前記発熱体の対向する二つの縁部に各対応する位置に夫々形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本願に係る伝熱シートの取り付け構造は、前記発熱体は、高温領域及び低温領域を有し、前記伝熱シート及び放熱体の貫通孔は、前記発熱体の低温領域に対応する位置に形成されていることを特徴とする。
【００１０】
本願に係る伝熱シートの取り付け構造は、前記固定部材は、リベットであることを特徴とする。
【００１１】
本願に係る伝熱シートは、発熱体及び放熱体の間に設けられ、該発熱体からの熱を該放熱体へ伝導する伝熱シートにおいて、一面側における開口面積と他面側における開口面積とが異なる貫通孔を備え、該貫通孔は、前記一面側における側面及び他面側における側面の間に、深さ方向に対して略直角かつ平坦な段差部を有することを特徴とする。
【００１２】
本願に係る伝熱シートは、発熱体及び放熱体の間に設けられ、該発熱体からの熱を該放熱体へ伝導する伝熱シートにおいて、貫通孔が設けられた第一シートと、前記貫通孔の開口面積と異なる開口面積を有する貫通孔が設けられた第二シートとを備え、前記第一シート及び第二シートを、該第一シート及び第二シートの貫通孔が重なるように接合してなることを特徴とする。
【００１３】
本願に係る伝熱シートの取り付け構造では、軸部及び軸部より大径の頭部を有し、伝熱シートと放熱体とを固定する固定部材を備えている。伝熱シートと放熱体とには、固定部材の軸部が挿通可能であり、かつ固定部材の頭部が挿通不能な貫通孔が形成されている。発熱体側における伝熱シートの貫通孔は、固定部材の頭部を収納するために、側断面形状を台形状にしてある。
【００１４】
本願に係る伝熱シートの取り付け構造では、発熱体と伝熱シートとの大きさは、略同様であり、放熱体の大きさは発熱体より大きい。伝熱シートと放熱体との貫通孔は、発熱体の縁部に対応する位置に形成されている。
【００１５】
本願に係る伝熱シートの取り付け構造では、発熱体は平板状をなす。伝熱シートと放熱体とには、貫通孔が二つ形成されている。伝熱シートと放熱体との各貫通孔は、発熱体の対向する二つの縁部に各々対応する位置に夫々形成されている。
【００１６】
本願に係る伝熱シートの取り付け構造では、発熱体は高温領域と低温領域とを有する。伝熱シートと放熱体との貫通孔は、発熱体の低温領域に対応する位置に形成されている。
【００１７】
本願に係る伝熱シートの取り付け構造では、固定部材は、リベットである。
【００１８】
本願に係る伝熱シートでは、一面側における開口面積と他面側における開口面積とが異なる貫通孔を備えている。一面側における貫通孔の側面と、他面側における貫通孔の側面との間には、貫通孔の深さ方向に対して略直角かつ平坦な段差部が形成されている。
【００１９】
本願に係る伝熱シートでは、貫通孔が設けられた第一シートと、第一シートの貫通孔の開口面積と異なる開口面積を有する貫通孔が設けられた第二シートとを備えている。第一シートと第二シートとは、第一シートの貫通孔と第二シートの貫通孔とが重なるように接合されている。
【発明の効果】
【００２０】
本願に係る発明によれば、伝熱シートは経年変化を経ても放熱体から脱落しない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】放熱シートの一例の平面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】シートを接合した状態の放熱シートの説明図である。
【図４】放熱シートを電子部品と放熱板との間に取り付けた状態を示す断面図である。
【図５】電子部品の高温領域及び低温領域と、放熱シートの窪み及びリベットとの位置関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施例における放熱シート（伝熱シート）を、実施の形態を示す図面に基づいて説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００２３】
本実施の形態は、放熱シートを放熱板（放熱体）にリベット（固定部材）で固定する形態に関する。
放熱シートは、発熱する電子部品（発熱体）と放熱板との間に密着した状態で挟まれ、電子部品の熱を放熱板に伝導する。放熱シートは、例えば熱伝導フィラー入りのシリコン樹脂、エストラマー樹脂等の電気絶縁性を有する材質を用いて形成される
【００２４】
図１は、放熱シート１の一例の平面図である。図１Ａは、放熱板が配置する側から見た平面図である。図１Ｂは、電子部品が配置する側から見た平面図である。
図２は、図１のII−II線断面図である。放熱シート１の下側に電子部品が、放熱シート１の上側に放熱板が配置される。
【００２５】
放熱シート１は、矩形状をなす２枚のシート１１、１２を接着剤により接合した二重構造をなす。放熱シート１の大きさは、放熱シート１が密接する電子部品の大きさと略同様である。
発熱する電子部品側のシート１１には貫通孔１１０を設け、放熱板側のシート１１には貫通孔１１０よりも小口径の貫通孔１２０を設けている。大口径の貫通孔１１０の中心軸と小口径の貫通孔１２０の中心軸とが略一致するように、２枚のシート１１、１２は接合される。
【００２６】
図３は、シート１１、１２を接合した状態の放熱シート１の説明図である。図３では、側断面方向から見た放熱シート１を示している。
電子部品側のシート１１に設けられた大口径の貫通孔１１０は、接合後の放熱シート１においては、電子部品と対向する面に対して窪み１１１を形成している。貫通孔１２０の側面１２ａと貫通孔１１０の側面１１ａとの間には、深さ方向に対して略直角かつ平坦な段差部１１ｂが生じており、段差部１１ｂは窪み１１１の内奥面に該当する。窪み１１１の開口面１１ｃと段差部１１ｂとは略平行であり、その側断面形状は台形状をなす。
なお、放熱シート１は、貫通孔１２０及び窪み１１１を有していれば、一体成形されてもよい。
【００２７】
図４は、放熱シート１を電子部品２と放熱板３との間に取り付けた状態を示す断面図である。図４は、放熱シート１の取り付け構造を側方から示している。放熱シート１と放熱板３とは、リベット５により締結されている。
リベット５は、軸部５１及び頭部５２を含み、頭部５２の径は軸部５１の径より大きい。リベット５は、例えば頭部５２側からの打設により軸部５１の先端５１ａが開き、締結が得られるブラインドリベットである。
【００２８】
発熱する電子部品２は、例えば抵抗器、コンデンサ、トランジスタ、ダイオード又は集積回路（ＩＣ、ＬＳＩ、ウルトラＬＳＩ等）等である。集積回路の電子部品２は、平板状をなす。電子部品２は、電子部品２から延びるピン２ａと回路基板４とがハンダ付けされることにより、回路基板４に固定されている。
電子部品２内部の温度分布は均一ではなく、電子部品２は温度の高い高温領域及びより温度の低い低温領域を有する。
【００２９】
電子部品２側のシート１１の貫通孔１１０は、リベット５の頭部５２が収納可能な大きさである。また、放熱板３側のシート１１の貫通孔１２０はリベット５の軸部５１が挿通可能であるが、リベット５の頭部５２が挿通不能な大きさである。
【００３０】
貫通孔１２０の開口面形状は、リベット５の軸部５１の形状に合わせて形成される。例えば図１、図２及び図３では、円柱状の軸部５１を有すリベット５が挿通可能であるように、貫通孔１２０の開口面の形状は略円形である。
【００３１】
放熱板３には、リベット５の軸部５１が挿通可能であるが、頭部５２は挿通不能な貫通孔３１が形成されている。
放熱板３の貫通孔３１と、放熱シート１の貫通孔１２０とが重なるように、放熱板３に対して放熱シート１の位置決めを行い、放熱シート１の窪み１１１から貫通孔１２０及び貫通孔３１にリベット５の軸部５１を挿通する。その後、リベット５の頭部５２に対してリベット打ちを行い、放熱シート１を放熱板３と締結する。かかる場合、放熱シート１と放熱板３との間に接着剤を塗布してもよい。
放熱シート１と電子部品２とは、接着剤により接合される。
【００３２】
放熱板３には、図示しないシールドが接合されており、当該シールドは回路基板４とネジ、ハンダ付け等の固定手段により固定される。その際、電子部品２と放熱板３とが放熱シート１を挟持し、放熱シート１が圧縮され、変形した状態を保持するように、シールドと回路基板４とは固定される。
【００３３】
図４に示すように、放熱シート１を電子部品２及び放熱板３の間に取り付けた場合、放熱シート１が有する窪み１１１は、電子部品２の上面により密閉された中空部を形成する。当該中空部は、放熱シート１の部材と電子部品２との接触を妨げるため、放熱特性を悪くする。そのため、リベット５による放熱シート１と放熱板３との固定箇所は１箇所が好ましい。また、放熱シート１と放熱板３との固定をより安定したものとするためには、リベット５による放熱シート１と放熱板３との固定箇所は、図４に示すように電子部品２の対向する２つの縁部に夫々対応する２箇所に設置することが好ましい。
【００３４】
図５は、電子部品２の高温領域２ａ及び低温領域２ｂと、放熱シート１の窪み１１１及びリベット５との位置関係を示す説明図である。図５において、高温領域２ａは破線で、低温領域２ｂは一点鎖線で示されている。図５では、リベット５の位置をリベット５の頭部５２で代表させている。図５Ａは、高温領域２ａが電子部品２の略中央に、低温領域２ｂが高温領域２ａを挟んだ電子部品２の対向する２つの縁部に分布する例を示している。図５Ｂは、高温領域２ａが電子部品２の１つの縁部に分布する例を示している。図５Ｂでは、低温領域２ｂが高温領域２ａの縁部及び高温領域２ａと対向する縁部を除いた、対向する２つの縁部（角部）に分布している。
放熱シート１の窪み１１１部分が高温領域２ａを避けて分布するように、リベット５による放熱シート１と放熱板３との固定箇所は、図５に示すように電子部品２の低温領域２ｂであって、対向する２つの縁部に対応する２箇所に設置することが好ましい。
【００３５】
電子部品２から発生した熱は、放熱シート１を介して放熱板３に伝導される。放熱板３に伝導された熱の一部は、放熱板３から空気中に放熱される。他の熱の一部はシールドに伝導され、空気中に放熱される。
時間が経過し、放熱シート１が経年変化を被った場合であっても、リベット５による締結力により、放熱シート１は放熱板３から離反しない。
【００３６】
ＩＣ、ＬＳＩ等の電子部品は、自身の発熱のために誤動作する可能性がある。そのため、電子部品からの熱を効率よく外部へ放散する必要があり、この熱を放熱板（ヒートシンク）に伝えて放熱する手法が一般的に取られている。その際に、電子部品と放熱板との間に熱伝導性を有する材料からなる放熱シートを介在させることにより、電子部品と放熱板とが直接接する場合に比べ、接触面での熱抵抗を低減し、放熱特性を向上させている。
【００３７】
放熱シートは、電子部品と放熱板との間に挟まれ、圧縮された状態で固定される。例えば、放熱シートは電子部品と放熱板との間に取り付けられる場合、８０％程度に圧縮される。しかし、放熱シートの復元力又は反発力は、経年変化により減少する。また、放熱シートと電子部品及び放熱板との間に塗布された接着剤も経年変化により劣化する。そのため、放熱シートの設置される体勢が略水平ではない場合、放熱シートは電子部品と放熱板との間から脱落することがある。
【００３８】
放熱シート１の取り付け構造によれば、放熱シート１は経年変化を経ても、リベット５を用いて放熱板３と締結されることにより、発熱する電子部品２と放熱板３との間から脱落しない。これにより、電子部品２を搭載した電子製品の信頼性を長期間に渡って向上させることができる。
【００３９】
放熱シート１の取り付け構造によれば、リベット５の頭部５２は、放熱シート１の窪み１１１内部に収納される。そのため、リベット５の頭部５２が放熱シート１と接する電子部品２の表面に突出することはない。つまり、窪み１１１周辺の放熱シート１表面と電子部品２の表面とは、密着した略平面状態で接することができるため、熱を伝導するという放熱シート１本来の機能を損ねることはない。
【００４０】
放熱シート１の取り付け構造によれば、リベット５により放熱シート１と放熱板３とが固定される。かかる固定方法は、１回のリベット打ちにより行われ、例えばネジにより放熱シート１と放熱板３とを固定する方法よりも、単純である。そのため、リベット５による固定方法は製造工程に組み込みやすい利点がある。
【００４１】
放熱シート１の取り付け構造によれば、リベット５による取り付け箇所は電子部品２の対向する２つの縁部に対応する位置に設置される。そのため、放熱シート１を放熱板３により安定した状態で固定することができる。
【００４２】
放熱シート１の取り付け構造によれば、放熱シート１の窪み１１１部分が電子部品２の高温領域２ａを避けて低温領域２ｂに対応する位置に分布するように、リベット５による取り付け箇所は設置される。そのため、放熱特性は低下しない。
【００４３】
放熱シート１によれば、径の異なる貫通孔１１０、１２０を開設した２枚のシート１１、１２を接着剤により接合することにより、形成される。これにより、貫通孔１２０と窪み１１１とを有する放熱シート１を一体成形する場合よりも、低コストを実現することが      
【００４４】
リベット５は、ブラインドリベットに限らず、チューブラリベット、足割りリベット、管リベット等であってもよい。リベット５の軸部５１の形状は、限定されず、柱状、角柱状のいずれでもよい。リベット５の頭部５２の形状は、限定されず、半球形、平たい円錐形、円盤状等のいずれでもよい。リベット５の材質は、限定されず、金属、プラスチック等のいずれでもよい。
【００４５】
貫通孔１１０の開口面形状は、略円形に限らない。リベット５の頭部５２が収納可能であれば、貫通孔１１０の開口面形状は、略楕円形、略長方形、略三角形又はその他の多角形等であってもよい。
【００４６】
リベット５の軸部５１の形状が角柱状である場合、貫通孔１２０及び貫通孔３１の開口面の形状は略長方形にすればよい。
【００４７】
高温領域２ａが電子部品２の略中央以外に偏在する場合、放熱シート１の窪み１１１部分が高温領域を避けて分布するように、リベット５による放熱シート１と放熱板３との固定箇所を適宜変更する。
【符号の説明】
【００４８】
１          放熱シート
１１、１２  シート
１１０      貫通孔
１１１      窪み
１１ａ      側面
１１ｂ      段差部
１１ｃ      開口面
１２０      貫通孔
１２ａ      側面
２          電子部品
２ａ        高温領域
２ｂ        低温領域
３          放熱板
３１        貫通孔
５          リベット
５１        軸部
５２        頭部
【図１】
2011249683.tif 000003
【図２】
2011249683.tif 000004
【図３】
2011249683.tif 000005
【図４】
2011249683.tif 000006
【図５】
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