(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体部と、
粘着性を有する熱伝導性シートとその片面に積層された剥離シートよりなる熱伝導性シート複合体が巻回され、該熱伝導性シート複合体の使用時に熱伝導性シート複合体を送り出すようにされた送り出し用ロール部と、
前記送り出し用ロール部を本体部に回動可能に軸支する送り出し用軸部と、
前記本体部に設けられ、前記送り出し用ロール部から送り出された熱伝導性シート複合体の剥離シート側を支持して熱伝導性シート側を対象物に押圧粘着可能とし、該対象物に粘着した熱伝導性シートから剥離シートを剥がす貼付剥離部と、
前記剥がされた剥離シートを巻き取る巻き取り用ロール部と、
前記巻き取り用ロール部を本体部に回転可能に軸支する巻き取り用軸部とよりなる熱伝導性シート貼付装置であって、
前記送り出し用軸部と巻き取り用軸部のそれぞれには、前記送り出し用ロール部と巻き取り用ロール部の回転方向及び回転速度を調節するギヤ部が互いに噛み合って設けられ、 前記熱伝導性シートにはその切断を容易にする切断用スリットが、熱伝導性シートの長さ方向に所定間隔で形成されていることを特徴とする熱伝導性シート貼付装置。
【請求項２】
巻き取り用軸部に所定以上の負荷が加わった際に該巻き取り用軸部を巻き取り用ロール部に対して空転させる空転機構が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導性シート貼付装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の熱伝導性シート貼付装置を用い、前記熱伝導性シートを発熱部品及び放熱部品に貼り付けることを特徴とする熱伝導性シート貼付方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、熱伝導性シートを対象物に貼り付ける際に使用する熱伝導性シート貼付装置及び熱伝導性シートを発熱部品及び放熱部品に貼り付ける熱伝導性シート貼付方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＰＵやパワートランジスタ、あるいは液晶等のように、使用によって発熱する発熱部品（電子部品）は、温度上昇によって性能が低下する性質を有するため、ヒートシンク等の放熱部品が表面に装着されて冷却されることが多い。その場合、発熱部品の表面に放熱部品を直接装着すると、発熱部品と放熱部品間に隙間を生じて放熱部品への熱伝導が損なわれたり、放熱部品の導電性によって発熱部品の性能（ＣＰＵ等）に不具合を生じたりする。
【０００３】
そこで、前記不具合をなくすため、発熱部品と放熱部品との間に絶縁性の熱伝導性シートを介在させることが広く行われている。前記熱伝導性シートの材質は、シリコーンゴム等に熱伝導性充填剤を配合したものが用いられている。
【０００４】
従来、前記熱伝導性シートの発熱部品及び放熱部品間への装着は、まず、熱伝導性シートとその片面に剥離可能に積層された剥離シートとよりなる熱伝導性シート複合体を所定サイズに裁断し、その熱伝導性シート複合体を熱伝導性シートが発熱部品と接するように当該発熱部品に載置し、次いで、前記熱伝導性シートを剥離シート上からロール等により押圧して当該熱伝導性シートを発熱部品に粘着した後、前記剥離シートを熱伝導性シートから剥がし、該剥離により露出した熱伝導シート表面に放熱部品を圧着することによってなされている。
【０００５】
しかしながら、上記従来の方法では、作業効率が悪いとともに、作業の際に発熱部品や放熱部品と熱伝導性シートとの間に空気が閉じこめられ易く、それにより発熱部品から熱伝導性シートを介して放熱部品へ熱が伝わり難くなって、所期の放熱効果が得られない問題や、放熱部品が液晶板の場合には残像や変色等の性能低下を生じる問題が発生する。特に、前記発熱部品及び放熱部品の変形等に起因する熱伝導性シートの破断を防止するために当該熱伝導性シートの硬度をある程度低硬度にする場合には、前記のように、発熱部品や放熱部品と熱伝導性シートとの間に空気が閉じこめられ易い。
【０００６】
なお、前記発熱部品や放熱部品と熱伝導性シートとの間に空気が閉じ込められるのを防ぐために、熱伝導性シートに貫通孔やエンボスや溝等を形成し、それらを利用して発熱部品や放熱部品と熱伝導性シートとの間の空気を放出することも提案されているが、その場合には、良好な空気の放出効果を得るには熱伝導性シートに形成する貫通孔等の数を多くしなければならず、その結果、全貫通孔等の合計面積が大きくなって、その面積分だけ発熱部品と熱伝導性シートの接触面積が減少し、熱伝導性が低下してしまう問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は前記の問題を解決するためになされたもので、熱伝導性シートを発熱部品及び放熱部品等の対象物に、該対象物との間に空気を閉じ込めることなく、密着して貼り付けることができる熱伝導性シート貼付装置及び熱伝導性シート貼付方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、本体部と、粘着性を有する熱伝導性シートとその片面に積層された剥離シートよりなる熱伝導性シート複合体が巻回され、該熱伝導性シート複合体の使用時に熱伝導性シート複合体を送り出すようにされた送り出し用ロール部と、前記送り出し用ロール部を本体部に回動可能に軸支する送り出し用軸部と、前記本体部に設けられ、前記送り出し用ロール部から送り出された熱伝導性シート複合体の剥離シート側を支持して熱伝導性シート側を対象物に押圧粘着可能とし、該対象物に粘着した熱伝導性シートから剥離シートを剥がす貼付剥離部と、前記剥がされた剥離シートを巻き取る巻き取り用ロール部と、前記巻き取り用ロール部を本体部に回転可能に軸支する巻き取り用軸部とよりなる熱伝導性シート貼付装置であって、前記送り出し用軸部と巻き取り用軸部のそれぞれには、前記送り出し用ロール部と巻き取り用ロール部の回転方向及び回転速度を調節するギヤ部が互いに噛み合って設けられ、前記熱伝導性シートにはその切断を容易にする切断用スリットが、熱伝導性シートの長さ方向に所定間隔で形成されていることを特徴とする熱伝導性シート貼付装置に係る。
【０００９】
また、請求項２の発明は、請求項１において、巻き取り用軸部に所定以上の負荷が加わった際に該巻き取り用軸部を巻き取り用ロール部に対して空転させる空転機構が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
またさらに、請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の熱伝導性シート貼付装置を用い、前記熱伝導性シートを発熱部品及び放熱部品に貼り付けることを特徴とする熱伝導性シート貼付方法に係る。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施形態について説明する。図１はこの発明の一実施例に係る熱伝導性シート貼付装置の送り出し用ロール部側を示す側面図、図２は同熱伝導性シート貼付装置の巻き取り用ロール部側を示す側面図、図３は同熱伝導性シート貼付装置の正面図、図４は同熱伝導性シート貼付装置の上面図、図５は同熱伝導性シート貼付装置に用いる熱伝導性シート複合体を示す部分斜視図、図６は同熱伝導性シート貼付装置の空転機構を示す断面図、図７は同熱伝導性シート貼付装置を用いて熱伝導性シートを対象物に貼り付ける方法の一例を示す図である。
【００１２】
図１ないし図４に示す熱伝導性シート貼付装置１０は、この発明の一実施例に係るものであり、粘着性を有する熱伝導性シートを対象物に貼り付けるのに用いられるものである。以下の説明では、熱伝導性シートを、対象物であるＣＰＵやパワートランジスタや液晶板等の発熱部品やヒートシンク等の放熱部品に貼り付ける際に使用する例について説明する。この熱伝導性シート貼付装置１０は、本体部１１と、送り出し用ロール部２０と、送り出し用軸部３０と、貼付剥離部４０と、巻き取り用ロール部５０と、巻き取り用軸部６０とを備えている。
【００１３】
本体部１１は、当該熱伝導性シート貼付装置１０の本体部分となるもので、この実施例の本体部１１は、一対の板状体１２，１３からなっている。なお、図示の例では、後述する巻き取り用ロール部５０による剥離シート７５の巻き取りを阻害しないようにするため、巻き取り用ロール部５０側となる板状体１３の前端に、剥離シート７５の通過を可能とする剥離シート誘導用切り欠き部１４が形成されている。
【００１４】
送り出し用ロール部２０は、熱伝導性シート複合体７０が所定回数巻回され、該熱伝導性シート複合体７０の使用時に熱伝導性シート複合体７０を送り出すものである。実施例の送り出し用ロール部２０は、一側の板状体１２側に外向きフランジ部２１を有する筒状体或いは円柱状体からなって、前記本体部１１の板状体１２に回転可能に取り付けられている。
【００１５】
前記熱伝導性シート複合体７０は、図５から理解されるように、熱伝導性シート７１とその片面に剥離可能に積層された剥離シート７５とよりなり、該熱伝導性シート複合体７０の一端を前記送り出し用ロール部２０の外周面に固定するようにして送り出し用ロール部２０に巻回されている。この実施例における熱伝導性シート複合体７０は、液晶板やＣＰＵ等の発熱部品に放熱部品等を取り付ける際に用いられる熱伝導性シートの複合体とされている。
【００１６】
前記熱伝導性シートは、粘着性を有し、熱伝導性に優れる材質、さらに好ましくは電気絶縁性があり、発熱部品の凹凸に密着する柔軟な粘着性材質で構成される。例えば、熱伝導性充填剤が充填されたアクリル樹脂、シリコーンゴム、フルオロシリコーンゴム、あるいは種々のポリウレタンエラストマー等を挙げることができる。特に好ましくは、シリコーンゲル剤と酸化アルミニウム等の熱伝導性充填剤とから形成されたものであり、公知の材料を用いることができる。
【００１７】
前記熱伝導性シート７１には、その切断を容易にする切断用スリット７２が、熱伝導性シート７１の長さ方向Ｘに所定間隔で形成されている。これによって、後述する熱伝導性シート７１を対象物に貼り付ける際に、貼り付け長さが所定長さとなる位置の切断用スリット７２を用いて熱伝導性シート７１を極めて容易に切断することができる。なお、この切断用スリット７２は熱伝導性シート７１に対してカッター等で形成されている。
【００１８】
剥離シート７５は、前記熱伝導性シート７１を対象物に取り付けるまでの間保持するとともに、熱伝導性シート７１を対象物に貼り付けるための作業を容易にするためのもので、前記熱伝導性シート７１の接着性により該熱伝導性シート７１の片面に剥離可能に積層されている。この剥離シート７５の材質としては、可撓性があって、前記熱伝導性シート７１に対して剥離性のある紙、箔、プラスチックフィルム等で形成される。また、剥離シート７５のサイズは、前記熱伝導性シート７１と同じあるいはそれより大きくされるのが望ましい。
【００１９】
送り出し用軸部３０は、前記送り出し用ロール部２０を本体部１１、図示の例では板状体１２に回転可能に軸支するものである。この送り出し用軸部３０には、前記送り出し用ロール部２０の回転方向及び回転速度を調節するギヤ部３５が設けられている。なお、当該送り出し用軸部３０は、その一端部（前記ギヤ部３５とは反対側の端部）３１が、前記送り出し用ロール部２０の軸孔２２に固定されている。
【００２０】
貼付剥離部４０は、前記本体部１１の前側下部に設けられており、前記送り出し用ロール部２０から送り出された熱伝導性シート複合体７０の剥離シート７５側を支持して熱伝導性シート７１側を対象物に押圧粘着可能とし、該対象物に粘着した熱伝導性シート７１から剥離シート７５を剥がす部分である。実施例においては、前記本体部１１の板状体１２，１３の前端下部に取付用切り欠き部１５，１６がぞれぞれ形成され、該取付用切り欠き部１５，１６に薄板状の貼付剥離部４０を嵌め込むようにして固定している。
【００２１】
巻き取り用ロール部５０は、前記熱伝導性シート複合体７０の剥がされた剥離シート７５を巻き取るためのものである。実施例の巻き取り用ロール部５０は、一側の板状体１３側に前記送り出し用ロール部２０と同様に、外向きフランジ部５１を有する筒状体或いは円柱状体からなって、当該巻き取り用ロール部５０は、前記本体部１１、図示の例では板状体１３に回転可能に取り付けられている。なお、前記熱伝導性シート複合体７０の剥離シート７５の一端側は、巻き取り用ロール部５０の外周面に固定されている。
【００２２】
ここで、前記送り出し用ロール部２０及び巻き取り用ロール部５０には、次のようにして熱伝導性シート複合体７０及び剥離シート７５が架設（巻回）される。すなわち、前記のように長尺な熱伝導性シート複合体７０の一端を送り出し用ロール部２０の外周面に固定（この例では接着）し、前記熱伝導性シート複合体７０を所定回数巻回し、その熱伝導性シート複合体７０を、前記貼付剥離部４０の一方の面（図では下面）側に、剥離シート７５が内側となるように配し、貼付剥離部４０の先端４１を経由して、熱伝導性シート複合体７０（剥離シート７５）の他端を前記巻き取り用ロール部５０の外周面に固定することによって、送り出し用ロール部２０及び巻き取り用ロール部５０の回転により熱伝導性シート複合体７０の送り出し及び剥離シート７５の巻き取りが行われるようになっている。
【００２３】
巻き取り用軸部６０は、前記巻き取り用ロール部５０を本体部１１、図示の例では板状体１３に回転可能に軸支するものである。この巻き取り用軸部６０には、前記巻き取り用ロール部５０の回転方向及び回転速度を調節するギヤ部６５が、前記送り出し用軸部３０のギヤ部３５と噛み合うように設けられている。
【００２４】
この実施例では、互いに噛み合う前記送り出し用軸部３０のギヤ部３５と巻き取り用軸部６０のギヤ部６５のギヤ比を２：１とするとともに、送り出し用ロール部２０の外径Ｌ１を２５ｍｍ、巻き取り用ロール部５０の外径Ｌ２を５０ｍｍとした。このように設定することによって、効率的に前記熱伝導性シート複合体７０の送り出し及び剥がされた剥離シート７５の巻き取りを連続して行うことができる。
【００２５】
なお、上記のように各ギヤ部３５，６５のギヤ比及び各ロール部２０，５０の外径Ｌ１，Ｌ２を設定すると、送り出し用ロール部２０に巻回された熱伝導性シート複合体７０の量（長さ）が多く、巻き取り用ロール部５０に巻回された剥離シート７５の量が少ないとき、すなわち、熱伝導性シート複合体７０の使用初期には、単位時間当たりの送り出し用ロール部２０の送り出し量と単位時間当たりの巻き取り用ロール部５０の巻き取り量とがほぼ同量となる。しかし、熱伝導性シート複合体７０の使用の進行に従って、送り出し用ロール部２０における熱伝導性シート複合体７０の巻回量（残量）が減少し、巻き取り用ロール部５０における剥離シート７５の巻回量が増加すると、送り出し用ロール部２０における熱伝導性シート複合体７０の巻回物の外径が巻き取り用ロール部５０における剥離シート７５の巻回物の外径よりも大になることに起因して、前記単位時間当たりの巻き取り量が単位時間当たりの送り出し量よりも大になって、巻き取り用軸部６０に多大な負荷が加わってしまう。このように巻き取り用軸部６０に多大な負荷が加わると、場合によっては、熱伝導性シート複合体７０或いは剥離シート７５が切れてしまったり、熱伝導性シート複合体７０或いは剥離シート７５が弛む等の不具合が発生してしまう。
【００２６】
そこで、この熱伝導性シート貼付装置１０においては、前記巻き取り用軸部６０に所定以上の負荷が加わった際に、該巻き取り用軸部６０を巻き取り用ロール部５０に対して空転させる空転機構が設けられている。実施例では、巻き取り用ロール部５０の軸孔５２に巻き取り用軸部６０の一端部（前記ギヤ部６５とは反対側の端部）６１が、所定圧力で空転可能に圧入されることによって、前記空転機構が構成されている。より具体的には、図６からより容易に理解されるように、前記巻き取り用軸部６０の一側端部６１を屈曲（歪曲）させて、該端部６１を巻き取り用ロール部５０の軸孔５２に圧入している。なお、空転機構としては上記例示のものに限定されず、巻き取り用ロール部５０の軸孔５２と巻き取り用軸部６０の一側端部６１との間にゴム等の摩擦部材を介在させて、巻き取り用軸部６０に所定以上の負荷が加わった際に、該巻き取り用軸部６０を空転させるようにしてもよい。
【００２７】
上記したように空転機構を設けて、前記巻き取り用軸部６０に所定以上の負荷が加わった際に、該巻き取り用軸部６０を巻き取り用ロール部５０に対して空転させることによって、常時、単位時間当たりの送り出し量と単位時間当たりの巻き取り量のバランスを保つことができ、送り出し及び巻き取りの効率が向上するとともに、熱伝導性シート複合体７０或いは剥離シート７５が切れたり、熱伝導性シート複合体７０或いは剥離シート７５が弛む等の不具合が発生するのを防止することができる。
【００２８】
次に、上記構造からなる熱伝導性シート貼付装置１０の使用方法の一例について説明する。この例では、上記熱伝導性シート貼付装置１０を用い、該熱伝導性シートを発熱部品及び放熱部品に貼り付ける場合について説明する。
【００２９】
まず、図７の（Ａ）に示すように、ＣＰＵや液晶板等の対象物（発熱部品）８０に熱伝導性シート貼付装置１０の貼付剥離部４０を近づけて、当該貼付剥離部４０でシート複合体７０の熱伝導性シート７１を対象物８０に押圧粘着する。次いで、前記押圧状態の下で、同図の（Ｂ）のように、前記熱伝導性シート貼付装置１０を対象物８０に対して引くようにして相対的に移動させることによって、前記シート複合体７０の引き出し及び送り出し用ロール部２０の回転を行い、それによって送り出されたシート複合体７０の熱伝導性シート７１を対象物８０に連続的に粘着する。
【００３０】
また、前記送り出し用ロール部２０の回転時、前記ギヤ部３５，６５を介して巻き取り用ロール部５０が回転して剥離シート７５を巻き取るため、前記対象物８０に粘着した熱伝導性シート７１から剥離シート７５を剥がし、その剥がした剥離シート７５を前記巻き取り用ロール部５０に連続的に巻き取って回収する。
【００３１】
なお、前記熱伝導性シート貼付装置１０の相対的移動は、スライド装置等の適宜移動装置により熱伝導性シート貼付装置１０を機械的に移動させるようにしても良いし、当該熱伝導性シート貼付装置１０を手動で移動させるようにしても良い。さらに、この例では熱伝導性シート貼付装置１０を移動させているが、対象物８０をコンベア等に載置して、該コンベアの作動により対象物８０を移動させるようにしてもよい。
【００３２】
前記熱伝導性シート７１の対象物８０への粘着時、送り出されたシート複合体７０の熱伝導性シート７１を対象物８０に対して貼付剥離部４０で押圧しながら粘着させるため、熱伝導性シート７１を対象物８０に隙間無く粘着させることができ、当該熱伝導性シート７１と対象物８０の間に空気が閉じこめられるといった不具合を解消することができる。その結果、従来技術の欄で述べたような前記閉じこめられた空気によって生じる、発熱部品の性能低下や熱伝導性阻害を防止することができる。
【００３３】
前記熱伝導性シート７１の対象物８０の貼付予定箇所への貼付が完了したら、前記熱伝導性シート貼付装置１０の相対的移動を終了し、熱伝導性シート７１を切断する。この例では、熱伝導性シート貼付装置１０の貼付剥離部４０を対象物８０から離すことによって、前記熱伝導性シート７１の切断用スリット７２で当該熱伝導性シート７１が容易に切断される。
【００３４】
その後、図７の（Ｃ）のように、対象物８０に粘着された熱伝導性シート７１の露出した表面７３に、放熱部品等の他の対象物８５を押し付けて圧着する。この圧着により、他の対象物８５が熱伝導性シート７１に粘着固定される。
【００３５】
【発明の効果】
以上図示し説明したように、この発明に係る熱伝導性シート貼付装置を用いれば、極めて容易かつ連続的に対象物と熱伝導性シート間に空気を閉じ込めることなく、密着して熱伝導性シートを対象物に貼り付けることができる。しかも、その貼り付け作業の効率は、従来に比べて大幅に向上される。
【００３６】
さらに、熱伝導性シートに切断用スリットを所定間隔で形成すれば、該切断用スリットで熱伝導性シートを容易に切断でき、熱伝導性シートの貼り付け作業をより一層スムーズに行うことができる。
【００３７】
また、請求項２の発明のように、巻き取り用軸部に所定以上の負荷が加わった際に該巻き取り用軸部を巻き取り用ロール部に対して空転させる空転機構を設けるようにすれば、常時、単位時間当たりの送り出し量と単位時間当たりの巻き取り量のバランスを保つことができ、送り出し及び巻き取りの効率が向上するとともに、熱伝導性シート複合体或いは剥離シートが切れたり、熱伝導性シート複合体或いは剥離シートが弛む等の不具合を解消できる。
【００３８】
また、請求項３の前記熱伝導性シート貼付装置を用いる熱伝導性シート貼付方法によれば、発熱部品及び放熱部品等と熱伝導性シート間に空気を閉じ込めることなく、熱伝導性シートを発熱部品及び放熱部品等に極めて簡単に貼り付けることができる。したがって、前記閉じ込められた空気によって生じる、発熱部品の性能低下や熱伝導性阻害を防止することができ、発熱部品の性能を最大限に発揮できるようになる。また、前記熱伝導性シートの硬度を低くして、該熱伝導性シートを破損し難くすることも可能である。
【００３９】
さらに、この熱伝導性シート貼付方法においては、熱伝導性シートの厚みに関係なく、熱伝導性シートを発熱部品及び放熱部品等に隙間無く密着させることができるので、極薄或いは極厚の熱伝導性シートの使用が可能となる。加えて、前記熱伝導性シート貼付装置を、電子部品の組み付けライン内に導入し、該熱伝導性シート貼付装置の作動を自動化することもでき、その場合には貼付工数を大幅に低減できる利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の一実施例に係る熱伝導性シート貼付装置の送り出し用ロール部側を示す側面図である。
【図２】  同熱伝導性シート貼付装置の巻き取り用ロール部側を示す側面図である。
【図３】  同熱伝導性シート貼付装置の正面図である。
【図４】  同熱伝導性シート貼付装置の上面図である。
【図５】  同熱伝導性シート貼付装置に用いる熱伝導性シート複合体を示す部分斜視図である。
【図６】  同熱伝導性シート貼付装置の空転機構を示す断面図である。
【図７】  同熱伝導性シート貼付装置を用いて熱伝導性シートを対象物に貼り付ける方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０  熱伝導性シート貼付装置
１１  本体部
２０  送り出し用ロール部
３０  送り出し用軸部
３５  送り出し用軸部のギヤ部
４０  貼付剥離部
５０  巻き取り用ロール部
６０  巻き取り用軸部
６５  巻き取り用軸部のギヤ部
７０  熱伝導性シート複合体
７１  熱伝導性シート
７５  剥離シート
８０  対象物（発熱部品）
８５  他の対象物（放熱部品）
【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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