(57)【要約】【課題】優れた変形性及び安定した伝熱特性を発揮し得る伝熱シート及び基板装置を提供する。【解決手段】伝熱シート１の内部に一又は複数の変形空間１１，１１，１１，…を設けることにより、伝熱シート１の変形を容易にする上、伝熱シート１の両面全体が、常に発熱体（又は回路素子）及び放熱体と接するようにすることにより、発熱体から放熱体への熱の伝導において伝熱シート１と、発熱体又は放熱体との接触の具合によらず安定した伝熱経路を確保する。【選択図】図２
2008034474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体及び放熱体の間に挟持され、
前記発熱体が発する熱を前記放熱体に伝導する伝熱シートにおいて、
内部に一又は複数の変形空間を設けていることを特徴とする伝熱シート。
【請求項２】
弾性を有する材料からなることを特徴とする請求項１に記載の伝熱シート。
【請求項３】
発熱体側の面の内側及び放熱体側の面の内側の略対向する位置には、複数の伝熱突起を相互接触しないように設け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。
【請求項４】
略平行する２つの側面を備え、
該２つの側面は、厚み方向に対して同一方向に傾斜していることを特徴とする請求項１乃至請求項３にいずれか一つに記載の伝熱シート。
【請求項５】
前記複数の伝熱突起の各先端面は、互いに滑動可能な面であることを特徴とする請求項３に記載の伝熱シート。
【請求項６】
弾性を有する多数の伝熱線材の両端部を、発熱体側及び放熱体側の面の内側に植設し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。
【請求項７】
発熱体及び放熱体の間に挟持され、
前記発熱体が発する熱を前記放熱体に伝導する伝熱シートにおいて、
弾性を有する伝熱線材から成る複数の伝熱束と、
何れか一つの面に前記複数の伝熱束が植設された植設シートと
を備えることを特徴とする伝熱シート。
【請求項８】
前記伝熱束は、前記植設シートの厚み方向に対して傾斜して植設していることを特徴とする請求項７に記載の伝熱シート。
【請求項９】
基板と、
該基板に設けた回路素子と、
該回路素子からの熱を伝導する請求項１乃至８のいずれか一つに記載の伝熱シートと、
該伝熱シートからの熱を放熱する放熱体とを備えることを特徴とする基板装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱体からの熱を放熱体に伝導する伝熱シート及び該伝熱シートを備える基板装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子から発生する熱を効率よく外部に放散させるために、一般的には、半導体素子（発熱体）と、アルミニウムのような材料からなるヒートシンク（放熱体）との間に、熱伝導性を有する材料からなる伝熱シートを配置することにより、半導体素子とヒートシンクとが直接に接する場合に比べ、接触面での熱抵抗を低減し、放熱特性を向上させている。
【０００３】
図９はシールド９により、放熱体が従来の伝熱シートに密着された状態を示す模式的横断面図である。図９に示すように、さらに放熱特性を向上させるために、ヒートシンク２を金属板のシールド９に固定し、該シールド９を、半導体素子３がボンディングされた基板１０にネジ１３等を用いて取り付けることにより、伝熱シート３０と、半導体素子３及びヒートシンク２とを密着させている。
【０００４】
しかしながら、半導体素子３の基板１０とのボンディング具合、ネジ１３の止め具合等により、シールド９を基板１０に取り付けた状態で、基板１０上から、シールド９に固定されたヒートシンク２の伝熱シート３０と接する面までの距離が、半導体素子３及び伝熱シート３０の厚みより短くなる場合が生じ得る。この場合、シールド９には、ヒートシンク２が固定されている部分が上側に突出する、いわゆる局所的ソリが発生する。特に複数の半導体素子３がボンディングされている場合は、このソリにより、伝熱シート３０及びヒートシンク２の間に隙間が発生する。図１０はシールド９のソリにより、伝熱シート３０と放熱体の間に隙間が発生した状態を示す模式図である。基板１０上から、ヒートシンク２，２の伝熱シート３０，３０と接する面までの距離が、半導体素子３，３及び伝熱シート３０，３０の厚みより短い場合、シールド９の、２つの半導体素子３，３に係るヒートシンク２，２が固定された部分にソリが発生する。しかしながら、ヒートシンク２，２はシールド９に固定されており、このシールド９のソリによって伝熱シート３０，３０の厚み方向に対して傾斜することになる。従って、伝熱シート３０，３０とヒートシンク２，２間には白抜き矢印で示すような隙間が生じ、半導体素子３からの熱を十分にヒートシンク２に伝導することができなくなるという問題が生じる。
【０００５】
前記問題は、伝熱シートに弾性変形性を与えることにより解決できると考えられ、近年は、伝熱シートの弾性変形性を高めるための様々な工夫が施されている。例えば、特許文献１では、伝熱シートの外側に開放されている複数の空気層のスリットと、伝熱シートの厚さ方向に対し同一方向に傾斜する複数の伝熱素材のブリッジとを、交互的に配置した形状の伝熱シート（放熱シート）が提案されている。これにより、伝熱シートが発熱体及び放熱体の間に挟持される場合、スリット及びブリッジが共に変形し、弾性変形性が高められ、ブリッジの端部が変形により重なり合い、目標とする所定の放熱特性を得る。          
【特許文献１】特開２００２−２９８５７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の伝熱シートにあっては、弾性変形性は高められるものの、発熱体又は放熱体との接触具合によっては、ブリッジの重なり合いが起きない恐れがあり、この場合は、目標とする所定の放熱特性を得ることが出来ない。具体的には、特許文献１の伝熱シートは、伝熱経路のブリッジの個々が空気層のスリットによって離隔され、略独立して配設されており、所定の放熱特性を得るためには、各ブリッジの一部が相互接触するまで変形することを必要とする等、放熱特性が、発熱体又は放熱体との接触具合及び変形具合に依存するので、安定した放熱特性を得ることが出来ないと言った問題がある。
【０００７】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、目的とするところは、一又は複数の変形空間を伝熱シートの内部に設け、伝熱シートの両側全体が、常に発熱体（又は回路素子）及び放熱体と接するようにすることにより、発熱体から放熱体への熱の伝導において発熱体又は放熱体との接触の具合によらず安定した伝熱経路を確保することが出来る上、十分な変形性を有する伝熱シート及び基板装置を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、伝熱シートの材質をエラストマーのように弾性を有する材料にすることにより、伝熱シートが発熱体及び放熱体の間に挟持されて変形した場合、元の形状に戻ろうとする力が働き、伝熱シートと発熱体及び放熱体との接触をより確実に行うことが出来る伝熱シートを提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、発熱体側及び放熱体側の面の内側の対向する位置に、複数の伝熱突起を、発熱体側及び放熱体側の面に相互接触しないように設けることにより、各伝熱突起の一端部のみが発熱体側の面及び放熱体側の面に拘束されることとなり、変形自由度が高い上に、発熱体及び放熱体の間に挟持される場合は、前記伝熱突起の各先端面が当接し、伝熱経路が確保される伝熱シートを提供することにある。  
【００１０】
また、本発明の他の目的は、略平行する２つの側面が、厚み方向に対して同一方向に傾斜するように設けることにより、前記側面が倒れ込む方向、つまり、伝熱シートの厚みが縮小されながら、伝熱シートの両面が相互に対向する位置から相互に反対方向に変位するような変形を誘導することが出来る伝熱シートを提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、前記複数の伝熱突起の各先端面を、互いに滑動可能な面とすることにより、仮令、発熱体及び放熱体により伝熱シートが所定の厚み寸法以下に挟持された場合であっても前記伝熱突起の各先端面が滑りあって当接を維持し、伝熱経路が確保できる伝熱シートを提供することにある。
【００１２】
また、本発明の他の目的は、弾性を有する多数の伝熱線材の両端部を、発熱体側及び放熱体側の面に植設することにより、伝熱経路の確保ができ、安定した放熱特性を得ることが可能である上、弾性変形性の優れた伝熱シートを提供することにある。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、弾性を有する伝熱線材から成る複数の伝熱束を、植設シートの何れか一つの面に植設することにより、伝熱線材相互の接触が伝熱経路を拡大させる上、発熱体又は放熱体の伝熱シート側の面における凹凸に対応できる伝熱シートを提供することにある。
【００１４】
また、本発明の他の目的は、前記伝熱束を前記植設シートの面に対し傾斜して植設することにより、伝熱束又は伝熱線材が一方向に変形し、伝熱線材相互の接触が生じやすくなり、伝熱経路をさらに拡大できる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】
【００１５】
本発明に係る伝熱シートは、発熱体及び放熱体の間に挟持され、前記発熱体が発する熱を前記放熱体に伝導する伝熱シートにおいて、内部に一又は複数の変形空間を設けていることを特徴とする。
【００１６】
本発明にあっては、伝熱シートが発熱体及び放熱体の間に挟持されて変形した場合、前記変形空間の復元性により伝熱シートの発熱体側の面及び放熱体側の面が発熱体及び放熱体と密接し、前記変形空間以外の部分を介して発熱体からの熱が放熱体へ伝導される。
【００１７】
本発明に係る伝熱シートは、弾性を有する材料からなることを特徴とする。
【００１８】
本発明にあっては、伝熱シートが発熱体及び放熱体の間に挟持されて変形した場合、弾性を有する材料からなることにより、元の形状に戻ろうとする復元力が働く。該復元力の一部は伝熱シートの厚み方向に働き、伝熱シートの両面を夫々発熱体及び放熱体にさらに密接させる。
【００１９】
本発明に係る伝熱シートは、発熱体側の面の内側及び放熱体側の面の内側の略対向する位置には、複数の伝熱突起を相互接触しないように設けていることを特徴とする。
【００２０】
本発明にあっては、伝熱シートが発熱体及び放熱体の間に挟持されて変形した場合、発熱体側及び放熱体側の各伝熱突起の各先端面が当接され、発熱体からの熱が当接された面を介して放熱体へ伝導される。
【００２１】
本発明に係る伝熱シートは、略平行する２つの側面を備え、該２つの側面は、厚み方向に対して同一方向に傾斜していることを特徴とする。
【００２２】
本発明にあっては、伝熱シートが発熱体及び放熱体により挟持される際に、伝熱シートの厚みが縮小されながら、伝熱シートの両面が相互に対向する位置から相互反対方向に変位するような変形を起こす。各伝熱突起は、夫々発熱体側の面及び放熱体側の面の動きに伴って移動し、各先端面が当接され、発熱体から放熱体へ熱の伝導を行う。
【００２３】
本発明に係る伝熱シートは、前記複数の伝熱突起の各先端面は、互いに滑動可能な面であることを特徴とする。
【００２４】
本発明にあっては、例えば、発熱体及び放熱体により伝熱シートが所定の厚み寸法以下に挟持される際に、前記伝熱突起の各先端面が滑りあって当接を維持し、発熱体からの熱が該当接の面を介して放熱体へ伝導される。
【００２５】
本発明に係る伝熱シートは、弾性を有する多数の伝熱線材の両端部を、発熱体側及び放熱体側の面の内側に植設してあることを特徴とする。
【００２６】
本発明にあっては、伝熱シートが発熱体及び放熱体の間に挟持されて変形した場合、前記伝熱線材の弾性が伝熱線材に復元力として働く。該復元力の一部は伝熱シートの両内側面を夫々発熱体側及び放熱体側へ押し付ける方向に働き、伝熱シートの発熱体側の面及び放熱体側の面を夫々発熱体及び放熱体に密接させる。また、発熱体からの熱が伝熱線材を介して放熱体へ伝導される。
【００２７】
本発明に係る伝熱シートは、発熱体及び放熱体の間に挟持され、前記発熱体が発する熱を前記放熱体に伝導する伝熱シートにおいて、弾性を有する伝熱線材から成る複数の伝熱束と、何れか一つの面に前記複数の伝熱束が植設された植設シートとを備えることを特徴とする。
【００２８】
本発明にあっては、前記伝熱線材の端部が発熱体又は放熱体の一面と接する際、個々の伝熱線材が発熱体又は放熱体表面の凹凸に対応して弾性変形し、発熱体からの熱が該伝熱線材を介して放熱体へ伝導される。
【００２９】
本発明に係る伝熱シートは、前記伝熱束は、前記植設シートの厚み方向に対して傾斜して植設していることを特徴とする。
【００３０】
本発明にあっては、伝熱シートが発熱体及び放熱体により挟持されて変形した場合、前記伝熱束が一方向に弾性変形し、伝熱線材相互の接触が生じやすくなり、発熱体からの熱の伝導経路が拡大される。
【００３１】
本発明に係る基板装置は、基板と、該基板に設けた回路素子と、該回路素子からの熱を伝導する前述の本発明のいずれか一つの伝熱シートと、該伝熱シートからの熱を放熱する放熱体とを備えることを特徴とする。
【００３２】
本発明にあっては、伝熱シートが回路素子及び放熱体の間に挟持されて変形した場合、前記変形空間の復元性により伝熱シートの回路素子側の面及び放熱体側の面が回路素子及び放熱体と密接し、前記変形空間以外の部分を介して前記回路素子からの熱が放熱体へ伝導される。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、伝熱シートの内部に一又は複数の変形空間を設け、伝熱シートの両側全体は、常に発熱体及び放熱体と接する。従って、伝熱シートの発熱体又は放熱体との接触による変形の具合によらず伝熱経路の確保及び安定した放熱特性を得ることができる。
【００３４】
本発明によれば、伝熱シートの材質を、弾性を有する材料とし、伝熱シートが発熱体及び放熱体の間に挟持されて変形した場合、元の形状に戻ろうとする復元力が働き、伝熱シートと発熱体及び放熱体との接触がより確実に行われる。
【００３５】
本発明によれば、前記発熱体側の面及び放熱体側の面の内側に、複数の伝熱突起を、相互接触しないように設けているので、各伝熱突起は一端部のみが発熱体側の面又は放熱体側の面に拘束されることとなり、変形自由度が高くなると共に、発熱体及び放熱体の間に挟持される際、前記伝熱突起の各先端面が当接するので、伝熱経路が確保できる。
【００３６】
本発明によれば、略平行する２つの側面が、伝熱シートの厚み方向に対して同一方向に傾斜するように設けているので、伝熱シートが発熱体及び放熱体により挟持される際に、伝熱シートの厚みが縮小されながら、伝熱シートの両面が相互に対向する位置から相互反対方向に変位するような変形を誘導することが出来る。
【００３７】
本発明によれば、前記複数の伝熱突起の各先端面が、互いに滑動可能な面であるので、例えば、発熱体及び放熱体により伝熱シートが所定の厚み寸法以下に挟持された場合であっても前記伝熱突起の各先端面が滑りあって当接を維持し、伝熱経路が確保できる。
【００３８】
本発明によれば、弾性を有する多数の伝熱線材の両端部を、発熱体側の面及び放熱体側の面に植設しているので、伝熱経路が確保される上、前記伝熱線材の弾性により伝熱シートの弾性変形も可能となる。
【００３９】
本発明によれば、弾力性を有する伝熱線材から成る複数の伝熱束を、植設シートの何れか一つの面に植設しているので、伝熱線材相互の接触が容易になって伝熱経路を拡大させる上、発熱体又は放熱体の伝熱シート側の面における凹凸に対応できる。
【００４０】
本発明によれば、前記伝熱束を前記植設シートの面に対し傾斜して植設しているので、伝熱束及び伝熱線材が一方向に変形して伝熱線材相互の接触が生じやすくなり、伝熱経路をさらに拡大できる。
【００４１】
本発明によれば、伝熱シートの内部に一又は複数の変形空間を設け、回路素子から放熱体への熱の伝導が常に該変形空間以外の部分を介して行われる。従って、伝熱シートの回路素子又は放熱体との接触による変形の具合によらず伝熱経路の確保及び安定した放熱特性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
（実施の形態１）
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係る基板装置の一例を示す模式図であり、（ａ）は構成部材を示す分解模式図であり、（ｂ）は、組み立てた状態を示す模式図である。
【００４３】
基板１０の一側面には、発熱体である半導体素子３、ダイオード、コンデンサなどが半田付けされており、前記半導体素子３上面には本発明に係る伝熱シート１がヒートシンク２により圧接され、半導体素子３から発生する熱をヒートシンク２に伝導する。該ヒートシンク２は、凸形状の金属板のシールド９に固定され、該シールド９は基板１０にネジ１３でネジ止めされている。
【００４４】
アルミニウムのように熱伝導性の良い金属板から成る前記ヒートシンク２は、伝熱シート１と同様の矩形であって伝熱シート１と接する接触面を有し、該接触面の対向する何れか２つの両端部には、前記シールド９に固定するための固定脚を前記接触面に対して略垂直に設けている。前記シールド９は、基板１０と略同形状であって前記ヒートシンク２の固定脚が固定されている固定面を有し、前記接触面の対向する何れか２つの両端部には、基板１０に固定するための固定部を前記固定面に対して略垂直に設けている。
【００４５】
図２は本発明の実施の形態１に係る伝熱シートの模式図であり、（ａ）は、半導体素子及びヒートシンクに挟持される前の斜視図、（ｂ）は、横断した状態を示す斜視図、（ｃ）は、半導体素子及びヒートシンクに挟持された状態の模式的縦断面図である。
【００４６】
伝熱シート１は、エラストマー製又はシリコン系の樹脂製である。また、内部には、直径が伝熱シート１の厚みの略半分である５つの円柱状の変形空間１１，１１，１１，…を、伝熱シート１の対向する２つの側面間を貫通するように並設している。前記変形空間１１，１１，１１，…は伝熱シート１の厚み方向の中央付近に設けている。従って伝熱シート１の両面全体が半導体素子３及びヒートシンク２と接することが出来る。
【００４７】
前記変形空間１１，１１，１１，…は、半導体素子３及びヒートシンク２の間に前記伝熱シート１が挟持されて変形する前は、完全な円形断面を維持している。
【００４８】
一方、伝熱シート１は、ヒートシンク２が固定されたシールド９を、半導体素子３が半田付けされた基板１０にネジ１３でネジ止めすることにより挟持される。該挟持により伝熱シート１が変形した場合は、図２（ｃ）に示すように、伝熱シート１の厚みが縮小し、変形空間１１，１１，１１，…の断面形状は楕円形状に変形する。この場合、変形空間１１，１１，１１，…には、変形後の楕円断面形状を元の円形断面形状に戻そうとする復元力が働く。該復元力は、伝熱シート１の半導体素子３側の面及びヒートシンク２側の面を夫々半導体素子３側及びヒートシンク２側に押し付ける方向に働き、伝熱シート１の半導体素子３側の面及びヒートシンク２側の面を半導体素子３及びヒートシンク２に密接させる。
【００４９】
半導体素子３から熱が発生する場合、熱は図中に白抜き矢符にて示すように前記変形空間１１，１１，１１，…以外の部分（ハッチングを付された部分）の伝熱経路を介して伝熱シート１の半導体素子３側の面からヒートシンク２に伝導される。伝熱シート１からヒートシンク２の外面に伝導された熱の一部は、空気中に放熱される。他の一部はシールド９に伝導され、空気中に放熱される。
【００５０】
実施の形態１においては、円柱状の変形空間１１，１１，１１，…を５つ設けた場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば横断面が楕円状の柱形状であって長直径が伝熱シート１の厚みより少し小さい変形空間を１つ設けるようにしても良い。
【００５１】
実施の形態１においては、変形空間１１，１１，１１，…が円柱状である場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば六角柱状のように変形に対して元の形に戻ろうとする復元性の良い形状であればよい。
【００５２】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２に係る伝熱シートの模式図であり、（ａ）は、半導体素子及びヒートシンクに挟持される前の斜視図、（ｂ）は、半導体素子及びヒートシンクに挟持された状態の模式的縦断面図である。
【００５３】
伝熱シート１は、エラストマー製又はシリコン系の樹脂製である。また、伝熱シート１は内部に、伝熱シート１と相似形であって少し小さい寸法の変形空間１１を設け、伝熱シート１の長辺側は開口している。短辺側の２つの側面１４，１４は、伝熱シート１の厚み方向に対して同一方向に傾斜している。
【００５４】
半導体素子３側の内面及びヒートシンク２側の内面には、フィン形状の夫々複数のヒートシンク２側の伝熱突起４，４，４，…と、半導体素子３側の伝熱突起５，５，５，…とを一体成形して設けている。伝熱突起４，４，４，…、５，５，５，…は、伝熱シート１の幅と略等しい長さを有しており、伝熱シート１の長手方向に等間隔に設けている。また、伝熱突起４，４，４，…及び伝熱突起５，５，５，…は、等しい高さを有し、ヒートシンク２及び半導体素子３に挟持される前は、各先端面が互いに離隔している。
【００５５】
半導体素子３側の面及びヒートシンク２側の面は、傾斜している側面１４，１４にのみ夫々隣り合っている。従って、前記傾斜によって厚みを小さくしながら半導体素子３側の面及びヒートシンク２側の面が相互反対方向に移動する変形を誘導する。伝熱突起５，５，５，…に対して伝熱突起４，４，４，…は、正対する位置から、ヒートシンク２側の面の前記移動の方向の上流側に偏位して設けている。伝熱突起４，４，４，…及び伝熱突起５，５，５，…の先端面は、当接面積を広くして当接が容易になるように伝熱シート１の厚み方向に対して前記側面１４，１４と略等しい方向に傾斜している。該伝熱突起４，４，４，…、５，５，５，…の厚みｂは、伝熱シート１の厚みａの１／１０であり、各伝熱突起４，４，４，…、５，５，５，…間の寸法ｃは、厚みｂの１／２である。
【００５６】
一方、伝熱シート１は、ヒートシンク２が固定されたシールド９を、半導体素子３が半田付けされた基板１０にネジ１３でネジ止めすることにより挟持される。該挟持により伝熱シート１が変形した場合、伝熱シート１は、伝熱突起４，４，４，…及び伝熱突起５，５，５，…が当接するまで側面１４，１４により誘導される変形を起こす。伝熱突起４，４，４，…及び伝熱突起５，５，５，…は、ヒートシンク２側の面又は半導体素子３側の面の移動に伴って各先端面が略斜め方向、つまり互いに近づく方向に移動して当接を行い、伝熱突起４，４，４，…及び伝熱突起５，５，５，…に変形が起きる。この場合、伝熱突起４，４，４，…５，５，５，…には、変形後の形状を元の形状に戻そうとする復元力が働く。該復元力は、伝熱シート１の半導体素子３側の面及びヒートシンク２側の面を、夫々半導体素子３側及びヒートシンク２側に押し付ける方向に働き、半導体素子３側の面及びヒートシンク２側の面を半導体素子３及びヒートシンク２に密接させる。
【００５７】
ところで、製造の誤差によって、組み立て後の半導体素子３からヒートシンク２までの寸法が設計寸法より小さいと言う場合が生じ得る。図３（ｃ）は、半導体素子からヒートシンクまでの寸法が設計寸法より小さい場合において半導体素子３及びヒートシンク２に挟持された状態の模式的縦断面図である。伝熱シート１の厚みはさらに縮小し、ヒートシンク２側の面及び半導体素子３側の面は相互反対方向にさらに移動する。この場合、伝熱突起４，４，４，…及び伝熱突起５，５，５，…は、各先端面が滑り合って当接状態を維持する。
【００５８】
半導体素子３から熱が発生する場合、熱は、図３（ｂ）及び図３（ｃ）中に白抜き矢符にて示すように、ハッチングを付された部分と、伝熱突起５，５，５，…及び伝熱突起４，４，４，…の当接面との伝熱経路を介して伝熱シート１の半導体素子３側の面からヒートシンク２に伝導される。伝熱シート１からヒートシンク２に伝導された熱の一部は、空気中に放熱され、他の一部は、シールド９に伝導され、空気中に放熱される。
【００５９】
フィン形状を有する伝熱突起４，４，４，…及び伝熱突起５，５，５，…は、先端面の面積が狭いので、伝熱突起４，４，４，…及び伝熱突起５，５，５，…が相互直線方向に移動するよりは、斜め方向に移動することによって少なくとも伝熱突起４，４，４，…及び伝熱突起５，５，５，…の側面同士の当接を図ることができる上、各先端面の当接も容易になる。
【００６０】
実施の形態２においては、伝熱突起４，４，４，…及び伝熱突起５，５，５，…がフィン形状である場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば蒲鉾形状であってもよく、半導体素子３及びヒートシンク２に挟持され、各伝熱突起が当接して変形した場合、半導体素子３側及びヒートシンク２側に復元力が発生する形状であれば良い。
【００６１】
また、実施の形態２においては、伝熱突起４，４，４，…、５，５，５，…の各先端面が所定の傾斜を有する場合について説明したが、これに限るものではない。平坦面であっても良く滑動可能な面であれば足りる。
【００６２】
実施の形態１と同様の部分については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６３】
（実施の形態３）
図４は本発明の実施の形態３に係る伝熱シートの模式図であり、（ａ）は、半導体素子及びヒートシンクに挟持される前の模式的縦断面図、（ｂ）は、半導体素子及びヒートシンクに挟持された状態の模式的縦断面図である。
【００６４】
伝熱シート１は、エラストマー製又はシリコン系の樹脂製である。また、伝熱シート１は内部に、伝熱シート１と相似形であって少し小さい寸法の変形空間１１を設け、伝熱シート１の長辺側は開口している。また、伝熱シート１の内部には、例えばアルミニウム−炭素系複合材料からなる多数の伝熱線材６，６，６，…を、伝熱シート１の厚み方向であって半導体素子３側の内面及びヒートシンク２側の内面に対して均一に分布させている。伝熱線材６，６，６，…は、例えば樹脂モールドのような手法により、両端部を伝熱シート１の半導体素子３側の内面及びヒートシンク２側の内面に植設している。
【００６５】
半導体素子３及びヒートシンク２の間に前記伝熱シート１が挟持されて変形する前は、前記伝熱線材６，６，６，…は、半導体素子３側の面又はヒートシンク２側の面に対して垂直な直線形状を有している。
【００６６】
一方、伝熱シート１は、ヒートシンク２が固定されたシールド９を、半導体素子３が半田付けされた基板１０にネジ１３でネジ止めすることにより挟持される。該挟持により伝熱シート１が変形した場合は、図４（ｂ）に示すように、伝熱シート１の厚みが縮小し、前記伝熱線材６，６，６，…は、夫々ある方向へ屈曲する変形を起こす。この場合、伝熱線材６，６，６，…には、変形後の形状を元の直線形状に戻そうとする復元力が働く。該復元力は、伝熱シート１の半導体素子３側の面及びヒートシンク２側の面を、夫々半導体素子３側及びヒートシンク２側に押し付ける方向に働き、半導体素子３側の面及びヒートシンク２側の面を半導体素子３及びヒートシンク２に密接させる。
【００６７】
半導体素子３から熱が発生する場合、熱は、図４（ｂ）中に白抜き矢符にて示すように、ハッチングを付された部分と、伝熱線材６，６，６，…との伝熱経路を介して伝熱シート１の半導体素子３側の面からヒートシンク２に伝導される。伝熱シート１からヒートシンク２に伝導された熱の一部は、空気中に放熱され、他の一部は、シールド９に伝導され、空気中に放熱される。
【００６８】
実施の形態３においては、前記伝熱線材６，６，６，…がアルミニウム−炭素系複合材料である場合について説明したが、これに限るものでなく、弾性及び高熱伝導性を有する線状のものであれば良い。
【００６９】
実施の形態１及び２と同様の部分については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７０】
（実施の形態４）
図５は本発明の実施の形態４に係る伝熱シートの模式図であり、（ａ）は、半導体素子及びヒートシンクに挟持される前の模式的縦断面図、（ｂ）は、半導体素子及びヒートシンクに挟持された状態の模式的縦断面図である。
【００７１】
伝熱シート１は、エラストマー製又はシリコン系の樹脂製であって、ヒートシンク２の凹部の前記端面より広い面積を有する植設シート８の上に、例えばアルミニウム−炭素系複合材料の複数の伝熱線材６，６，６，…から成る複数の伝熱束７，７，７，…を、植設シート８の横縦方向であって等間隔にて植設している。前記伝熱束７，７，７，…は所定高さを有し、前記植設シート８の厚み方向に対して傾斜している。植設シート８での前記伝熱束７，７，７，…の植設面積はヒートシンク２の凹部の前記端面より広い。
【００７２】
半導体素子３及びヒートシンク２の間に前記伝熱シート１が挟持されて変形する前は、各伝熱束７，７，７，…の伝熱線材６，６，６，…同士の間隔が、伝熱束７，７，７，…の植設シート８側の基部より端部にて広く、該伝熱束７，７，７，…の端部の一部は、隣り合う伝熱束７，７，７，…の一部と接触している。
【００７３】
一方、伝熱シート１は、ヒートシンク２が固定されたシールド９を、半導体素子３が半田付けされた基板１０にネジ１３でネジ止めすることにより挟持される。該挟持により伝熱シート１が変形した場合は、図５（ｂ）に示すように、前記伝熱束７，７，７，…及び伝熱線材６，６，６，…の端部は、ヒートシンク２に押さえられ、それぞれある方向へ屈曲する変形を起こす。この場合、各伝熱束７，７，７，…の各伝熱線材６，６，６，…の端部の一部はヒートシンク２の凹部の前記端面と接触する。また、各伝熱束７，７，７，…の各伝熱線材６，６，６，…同士の接触と、隣り合う伝熱束７，７，７，…同士の接触とがさらに起きることになり、伝熱経路が拡大される。
【００７４】
また、この際、伝熱束７，７，７，…及び伝熱線材６，６，６，…には、変形後の形状を元の形状に戻そうとする復元力が働く。該復元力は、伝熱シート１の植設シート８を半導体素子３側に、伝熱束７，７，７，…及び伝熱線材６，６，６，…の端部をヒートシンク２側に押し付ける方向に働き、植設シート８及び伝熱束７，７，７，…の端部を半導体素子３及びヒートシンク２に密接させる。
【００７５】
半導体素子３から熱が発生する場合、熱は、図５（ｂ）中に白抜き矢符にて示すように、植設シート８及び各伝熱束７，７，７，…並びに隣り合う各伝熱束７，７，７，…との接触部分の伝熱経路を介して伝熱シート１の半導体素子３側の面からヒートシンク２に伝導される。伝熱シート１からヒートシンク２に伝導された熱の一部は、空気中に放熱され、他の一部は、シールド９に伝導され、空気中に放熱される。
【００７６】
また、実施の形態４においては、無数の伝熱線材６，６，６，…が空気と直接接するように設けているので、伝熱シート１の比表面積が大きくなり、伝熱シート１自体による空気中への放熱効果も期待し得る。
【００７７】
実施の形態１乃至３と同様の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７８】
次いで、伝熱シートとシールドにおけるソリの発生との関係について実験を行った。実験結果を図６乃至図８に基づいて説明する。実験には、３つの伝熱シート１、２０、３０を用い、伝熱シート３０は従来の弾性変形性が略無い無変形の伝熱シートであり、伝熱シート２０は先行技術にて提案されたスリット状の伝熱シートである。スリット状の伝熱シート２０は、空気層であるスリット２０１，２０１，２０１…と、伝熱素材のブリッジ２０２，２０２，２０２…とが厚み方向に対して傾斜しており、交互的に配置した形状を有する。各スリット２０１，２０１，２０１…間の間隔は１ｍｍ、各ブリッジ２０２，２０２，２０２…間の間隔は１．３ｍｍである。伝熱シート１は本発明の実施の形態１に係る伝熱シート１の変形例である。断面視六角形の六角柱からなる変形空間１１，１１，１１…が、伝熱シート１の対向する２つの側面間を貫通するように並設されている。変形空間１１，１１，１１…は伝熱シート１の厚み方向に１．６ｍｍの高さを有する。何れの伝熱シート１、２０、３０も厚みは２ｍｍである。
【００７９】
実験は、基板１０にボンディングされた半導体素子３とヒートシンク２との間に伝熱シート１、２０、３０を挟持し、半導体素子３の伝熱シート１、２０、３０側面からヒートシンク２の伝熱シート１、２０、３０側面までの寸法Ｈを変化させながら行った。なお、ヒートシンク２はシールド９に固定され、基板１０に取り付けられている。寸法Ｈは、２ｍｍ、１．６ｍｍ及び１．４ｍｍに変化させてある。
【００８０】
図６は、Ｈが２ｍｍである場合における実験結果を示す模式的縦断面図である。図６（ａ）、図６（ｂ）及び図６（ｃ）は夫々伝熱シート３０、伝熱シート２０及び伝熱シート１を備えた基板装置における実験結果を示す。Ｈが２ｍｍである場合は、何れの基板装置においてもシールド９のソリは観察されなかった。
【００８１】
図７は、Ｈが１．６ｍｍである場合における実験結果を示す模式的縦断面図である。図７（ａ）、図７（ｂ）及び図７（ｃ）は夫々伝熱シート３０、伝熱シート２０及び伝熱シート１を備えた基板装置における実験結果を示す。Ｈが１．６ｍｍである場合は、弾性変形性が略無い無変形の伝熱シート３０を備えた基板装置の場合のみ、シールド９にソリが発生した（図７（ａ））。一方、スリット状の伝熱シート２０及び本発明に係る伝熱シート１を備えた基板装置では、シールド９のソリは観察されなかった。しかしながら、スリット状の伝熱シート２０を備えた基板装置では、ブリッジ２０２，２０２，２０２…が互いに重なる方向に変形し、シールド９のソリ発生は防止できたものの、各ブリッジ２０２，２０２，２０２…の変形により、伝熱シート２０及びヒートシンク２の間、並びに伝熱シート２０及び半導体素子３の間に隙間が発生した（図７（ｂ））。従って、伝熱シート２０はヒートシンク２及び半導体素子３と密着を維持できなくなり、放熱特性が悪くなる問題が生じた。一方、本発明に係る伝熱シート１を備えた基板装置の場合は、変形空間１１，１１，１１…が伝熱シート１の厚み方向に変形及び収縮することにより、ヒートシンク２及び半導体素子３との密着を維持していた（図７（ｃ））。
【００８２】
Ｈが１．４ｍｍである場合は、シールド９にソリが観察された無変形の伝熱シート３０を備えた基板装置を除外し、スリット状の伝熱シート２０及び本発明に係る伝熱シート１を備えた基板装置を用いて実験を行った。図８は、Ｈが１．４ｍｍである場合における実験結果を示す模式的縦断面図であり、図８（ａ）及び図８（ｂ）は、夫々伝熱シート２０及び伝熱シート１を備えた基板装置における実験結果を示す。スリット状の伝熱シート２０を備えた基板装置の場合においては、ヒートシンク２及び半導体素子３との間に隙間が発生して放熱特性が劣った。また、スリット状の伝熱シート２０の各ブリッジ２０２，２０２，２０２…が隣のブリッジ２０２，２０２，２０２…と折り重なることによって十分な変形が出来なくなり、厚み方向へ０．６ｍｍ収縮することができず、シールド９にソリが発生した（図８（ａ））。一方、本発明に係る伝熱シート１を備えた基板装置では、変形空間１１，１１，１１…が伝熱シート１の厚み方向に十分に変形及び収縮することによって伝熱シート１が厚み方向に０．６ｍｍ収縮し、シールド９のソリ発生が防止できた（図８（ｂ））。また、本発明に係る伝熱シート１は、該伝熱シート１の変形及び収縮にも関わらず、ヒートシンク２と、半導体素子３との間に隙間が発生せず、ヒートシンク２及び半導体素子３との密着をそのまま維持しており、放熱特性を保持することが出来た。
【００８３】
なお、本発明に係る伝熱シート１は、該伝熱シート１の厚みが２ｍｍであるのに対し、変形空間１１，１１，１１…の伝熱シート１の厚み方向の高さが１．６ｍｍであるので、伝熱シート１の厚みの半分以下の収縮も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明に係る基板装置の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る伝熱シートの模式図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る伝熱シートの模式図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係る伝熱シートの模式図である。
【図５】本発明の実施の形態４に係る伝熱シートの模式図である。
【図６】Ｈが２ｍｍである場合における実験結果を示す模式的縦断面図である。
【図７】Ｈが１．６ｍｍである場合における実験結果を示す模式的縦断面図である。
【図８】Ｈが１．４ｍｍである場合における実験結果を示す模式的縦断面図である。
【図９】シールドにより、放熱体が従来の伝熱シートに密着された状態を示す模式的横断面図である。
【図１０】シールドのソリにより、伝熱シートと放熱体の間に隙間が発生した状態を示す模式図である
【符号の説明】
【００８５】
１、２０、３０  伝熱シート
２  ヒートシンク
３  半導体素子
４、５  伝熱突起
６  伝熱線材
７  伝熱束
８  植設シート
９  シールド
１０  基板
１１  変形空間
１３  ネジ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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