(57)【要約】【課題】熱伝導部材を適正に保護する保護フィルムを備える熱伝導部材を提供する。【解決手段】発熱エレメント（Ａ）と放熱エレメント（Ｂ）との間に設定される熱伝導部材（１０）。この熱伝導部材はクッション部材（１２）と、コ字状の熱伝導シート（１４）と、  該熱伝導シートを覆う保護フィルム（１６）とを有する。保護フィルム（１６）は、熱伝導シートの周縁を越えた周縁部（１６ｃ）を有し、周縁部（１６ｃ）における内側面全体がクッション部材の表面に当接され、少なくとも部分的に該クッション部材の表面に接着されるようにされている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定間隔をあけて設けられている発熱エレメントと放熱エレメントとの間に挟着されて該発熱エレメントからの熱を該放熱エレメントに伝導するようにされている熱伝導部材であって、
該発熱エレメント及び放熱エレメントの間に挟着されたときに弾性変形するクッション部材と、
当該熱伝導部材が該発熱エレメント及び放熱エレメントの間に挟着されたときに該クッション部材と該発熱エレメントの間及び該クッション部材と放熱エレメントの間にそれぞれ挟着される一対の挟着部と、該クッションの一側面に沿って伸び該一対の挟着部を接続する接続部からなり、該クッション部材に接着された熱伝導シートと、
該熱伝導シートの外表面と接する内側面とその反対側の外側面を有し該熱伝導シートを覆う保護フィルムであって、該熱伝導シートの周縁を越えた周縁部を有し、該周縁部における該内側面全体が該クッション部材の表面に当接され、少なくとも部分的に該クッション部材の表面に接着されるようにした絶縁性の保護フィルムと
を有する熱伝導部材。
【請求項２】
該クッション部材が、矩形状の上面及び下面、該上面及び下面の周縁間の４つの側面とからなる板状の部材とされ、
該熱伝導シートの該挟着部が該上面及び該下面にそれぞれ接着され、該接続部が該４つの側面の１つに沿って延びるようにされており、該挟着部のそれぞれの周縁が対応する該上面及び該下面の周縁より内側の位置とされ、
該熱伝導シートの該接続部の両側縁が該１つの側面の両側縁より内側の位置とされ、
該保護フィルムの該周縁部が該熱伝導シートの該挟着部の周縁及び該１つの側面の両側縁を越えて延び、該クッション部材の該上面及び下面の周縁及び該１つの側面の両側縁より内側とされている請求項１に記載の熱伝導部材。
【請求項３】
該熱伝達シートがグラファイトシート又は金属のシートとされている請求項１又は２に記載の熱伝導部材。
【請求項４】
該保護フィルムが絶縁性の樹脂をコーティング又は同樹脂のフィルムを接着することにより設けられている請求項１乃至３のいずれか一項に記載の熱伝導部材。
【請求項５】
該保護フィルムがＰＥＴフィルムとされている請求項４に記載の熱伝導部材。
【請求項６】
該クッション部材がポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、発泡尿素樹脂、メラミン樹脂及びエチレン酢酸ビニル共重合体の発泡体、不織布、フェルト、グラスウール綿材、ゲルの弾性係数の低減が容易な材料のグループから選択された１つの材料により形成されている請求項１乃至５のいずれかに記載の熱伝導部材。
【請求項７】
該クッション部材がウレタンフォーム、該保護フィルムがＰＥＴフィルムを基材としその片面に接着剤の塗布された片面接着フィルムとされ、当該片面接着フィルムが該接着剤により該熱伝導シート及び該クッション部材に接着されている請求項１乃至３のいずれか一項に記載の熱伝導部材。
【請求項８】
該熱伝導シートが、該クッション部材の表面と該熱伝導シートとの間に設けられた両面接着フィルムにより該クッション部材に接着されている請求項７に記載の熱伝導部材。
【請求項９】
該両面接着フィルムが、ＰＥＴフィルムを基材としその両面に接着剤が塗布されたものとされている請求項８に記載の熱伝導部材。
【請求項１０】
該両面接着フィルムが、該熱伝導シートの周縁を越えて外側に延びた外周縁部を有し、該保護フィルムが該外周縁部によって該クッション部材に接着されている、請求項９に記載の熱伝導部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はノートＰＣ、スマートフォン、ＬＥＤ照明、車載機器、薄型TVなどにおける放熱のために用いられる熱伝導部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノートＰＣのＣＰＵなどのような発熱するエレメントを有する電子電気機器においては、ヒートシンクや当該機器の筐体（ケーシング）などの放熱体を介して放熱することが必要となる。そのような発熱エレメントと放熱体との間に空間がある場合、空気は高い断熱性を有するために当該発熱体から放熱体に熱伝導を行うための熱伝導部材が種々開発されている（特許文献１〜３参照）。
【０００３】
特許文献１及び２は、板状とされたグラファイトシートと、該グラファイトシートの上面及び下面をそれぞれ覆うようにされ、該グラファイトシートの周縁を越えて伸びた周縁部分を互いに貼り合わせた被覆シートとからなる熱放散シートであって、上述の発熱エレメントと放熱体との間に挟着するようにした熱放散シートを開示している。
【０００４】
特許文献３は、伸縮性のある薄い板状の弾性体の周囲にコ字状としたグラファイトシートを張り付け、該グラファイトシートの外側表面を樹脂でコーティングしてなる熱伝導部材を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１６５４８２号
【特許文献２】特開２００６−１８８０２２号
【特許文献３】特開２００７−１８４３９２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献３の熱伝達部材はグラファイトシートによる高熱伝導機能に加え、アクリル系樹脂やシリコーンゴム、ウレタン発泡体などの弾性体による高圧縮機能を備えたものであるが、グラファイトシートは板状の弾性体の上面、下面及び一側面の全面を覆い、当該グラファイトシートの周縁がこれら上面、下面及び一側面の縁と面一となるようにされ、該グラファイトシートの端面が露出されるようになっている。このためグラファイトシートが隣接する他の電子エレメントに接触して不正導通が生じたり、グラファイトシートからのグラファイト粉が飛散してしまう虞がある。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑み、特許文献３に開示の熱伝導部材の機能特性を生かしながら、上記の問題を解消したものを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明は、
一定間隔をあけて設けられている発熱エレメントと放熱エレメントとの間に挟着されて該発熱エレメントからの熱を該放熱エレメントに伝導するようにされている熱伝導部材であって、
該発熱エレメント及び放熱エレメントの間に挟着されたときに弾性変形するクッション部材と、
当該熱伝導部材が該発熱エレメント及び放熱エレメントの間に挟着されたときに該クッション部材と該発熱エレメントの間及び該クッション部材と該放熱エレメントの間にそれぞれ挟着される一対の挟着部と、該クッションの一側面に沿って延び該一対の挟着部を接続する接続部とからなり、該クッション部材に接着された熱伝導シートと、
該熱伝導シートの外表面と接する内側面とその反対側の外側面を有し該熱伝導シートを覆う保護フィルムであって、該熱伝導シートの周縁を越えた周縁部を有し、該周縁部における該内側面全体が該クッション部材の表面に当接され、少なくとも部分的に該クッション部材の表面に接着されるようにした保護フィルムと
を有する熱伝導部材を提供する。
【０００９】
ここで発熱体とはＣＰＵのように自ら発熱するものに限定されるものではなく、ＣＰＵなどからの熱を受けて加熱されるエレメントも含まれるものとする。また、ここで「内側面全体がクッション部材１２の表面に当接」とは実質的にクッション部材１２の表面に対する接着を行うための実質的当接である。換言すれば、周縁部１６ｃはクッション部材の上面１２ａ及び下面１２ｂの周縁１２ａ−１，１２ｂ−１及び１つの側面１２ｃの両側縁１２ｃ−１よりも内側とされていることを意味する。
【００１０】
本発明に係るこの熱伝導部材においては、熱伝導シートがその全体を絶縁性の保護フィルムによって覆われる。このため、熱伝導シートが隣接する他の電子エレメント等に接触し導通が生じたりすることを阻止することができる。また、保護フィルムはその内側面全体がクッション部材の表面に当接するようにされており、クッション部材から突出することがなく、剥がされにくい構造となっている。
【００１１】
具体的には、
該クッション部材が、矩形状の上面及び下面、該上面及び下面の周縁間の４つの側面とからなる板状の部材とされ、
該熱伝導シートの該挟着部が該上面及び該下面にそれぞれ接着され、該接続部が該４つの側面の１つに沿って延びるようにされており、該挟着部のそれぞれの周縁が対応する該上面及び該下面の周縁より内側の位置とされ、
該熱伝導シートの該接続部の両側縁が該１つの側面の両側縁より内側の位置とされ、
該保護フィルムの該周縁部が該熱伝導シートの該挟着部の周縁及び該１つの側面の両側縁を越えて延び、該クッション部材の該上面及び下面の周縁及び該１つの側面の両側縁の内側とされるようにすることができる。
【００１２】
より具体的には熱伝導シートをグラファイトシートとすることできる。この場合、グラファイトシートは、保護フィルムによって完全に覆われるので、当該熱伝達部材に隣接する電子エレメントに接触したり、当該グラファイトシートからのグラファイト粉が散逸したりすることがない。熱伝導シートはまた、銅などの熱伝導性の高い金属シートとすることもできる。
【００１３】
また、該保護フィルムをＰＥＴフィルムなどの絶縁樹脂とすることができる。
【００１４】
該クッション材は、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、発泡尿素樹脂、メラミン樹脂及びエチレン酢酸ビニル共重合体の発泡体、不織布、フェルト、グラスウール綿材、並びに、ゲルの弾性係数の低減が容易な材料のグループから選択された１つの材料からなるものとすることができる。
【００１５】
上記熱伝導部材は、より具体的には、該クッション材がウレタンフォーム、該保護フィルムがＰＥＴフィルムを基材としその片面に接着剤の塗布された片面接着フィルムとされ、当該片面接着フィルムが該接着剤により該熱伝導シート及び該クッション材に接着されるようにすることができる。
【００１６】
この場合、該熱伝導シートが、該クッション材の表面と該熱伝導シートとの間に設けられた両面接着フィルムにより該クッション材に接着されるようにすることができる。該両面接着フィルムは、具体的には、ＰＥＴフィルムを基材としその両面に接着剤が塗布されたものとすることができる。
【００１７】
１つの実施形態としては、該両面接着フィルムが、該熱伝導シートの周縁を越えて外側に延びた外周縁部を有し、該保護フィルムが該外周縁部によって該クッション部材に接着されるようにすることができる。
【００１８】
以下、本発明を添付図面に基づき説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る熱伝導部材の断面側面図である。
【図２】図１の熱伝導部材の断面正面図である。
【図３】図１の熱伝導部材の平面図である。
【図４】図１の熱伝導部材のクッション部材、熱伝導部材及び保護フィルムとそれらを接着するための接着フィルムとの関係を明瞭に示すため模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図示のように、本発明に係る熱伝導部材１０は、直方体状のクッション部材１２と、該クッション部材１２に接着されたコ字状の熱伝導シート１４と、熱伝導シート１４を覆う絶縁性の保護フィルム１６とからなる。
【００２１】
この熱伝導部材１０は、図１に示すように、例えばスマートフォンの基板上のＣＰＵなどの発熱エレメントＡと、発熱エレメントＡから一定間隔離れた筐体壁などの放熱エレメントＢとの間にクッション部材１２がわずかに圧縮されるような状態で設定され、熱伝導シート１４を介して発熱エレメントＡの熱を放熱エレメントＢに伝熱し、発熱エレメントＡの冷却を図るものである。
【００２２】
クッション部材１２は、図で見て矩形状の上面１２ａ及び下面１２ｂ並びにこれら上面及び下面の周縁１２ａ−１、１２ｂ−１の間に延びる４つの側面１２ｃからなる直方体状のものとされており、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、発泡尿素樹脂、メラミン樹脂及びエチレン酢酸ビニル共重合体の発泡体、不織布、フェルト、グラスウール綿材、並びに、ゲルの弾性係数の低減が容易な材料のグループから選択された１つの材料で作ることができる。本発明に係る熱伝導部材１０における熱伝導は主に熱伝導シート１４を介して行うものであり、このような熱伝導シートが無くシリコーンゴムからなるクッション部材が直接発熱エレメントＡ及び放熱エレメントＢによって挟着されて該クッション部材を介して熱伝導するようにした熱伝導部材の場合のように当該熱伝導部材の発熱エレメント及び放熱エレメントとの接触圧力を大きくする必要がない。このため、上記材料からなるクッション部材１２はその弾性係数を小さくすることができる。すなわち、クッション部材１２は当該熱伝達部材１０が発熱エレメントＡと放熱エレメントＢとの間に挟着されて変形（圧縮）しても、上述したシリコーンゴムからなるクッション部材に比べて生じる応力は小さいものとすることができ、たとえばＢＧＡパッケージのＩＣチップなどの放熱のために本発明に係る熱伝導部材１０が使われる場合には、同ＩＣチップの潰れやすいボール状の電極に余り大きな圧力が加わるのを避けることができ、その圧壊を防ぐことが可能となる。従ってまた、放熱エレメントとして機能する電子機器のケーシング等からＣＰＵ等の基盤への振動伝達が低減され、同基盤の耐久性を向上することが可能となる。
【００２３】
熱伝導シート１４は本実施形態においてはグラファイトシートとされるが、熱導電性の高いアルミニウムや銅などの金属シートとすることもできる。図示のように熱伝導シート１４は、クッション部材１２の上面１２ａ及び下面１２ｂに接して保護フィルム１６との間に挟着される一対の挟着部１４ａ、１４ｂとクッション材１２の１つの側面１２ｃに沿って延び挟着部１４ａ、１４ｂをつなぐ接続部１４ｃとからなるコ字状とされており、挟着部１４ａ、１４ｂのそれぞれの周縁１４ａ−１、１４ｂ−１が対応するクッション部材１２の上面１２ａ及び下面１２ｂの周縁１２ａ−１，１２ｂ−１より内側の位置とされ、接続部１４ｃの両側縁１４ｃ−１がクッション部材１２の１つの側面１２ｃの両側縁１２ｃ−１より内側の位置とされている。熱伝導シート１４は、例えばクッション部材１２と当該熱伝導シート１４との間に挟着される両面接着フィルム１８（図４）によりクッション部材１２に接着することができる。両面接着フィルム１８としてはＰＥＴフィルムを基材としその両面に接着剤が塗布されたものが好ましい。
【００２４】
保護フィルム１６は、熱伝導シート１４の外表面と接する内側面１６ａとその反対側の外側面１６ｂを有し、熱伝導シート１４を覆い、熱伝導シート１４の周縁１４ａ−１、１４ｂ−１、１４ｃ−１を越えた周縁部１６ｃを有し、周縁部１６ｃにおける内側面全体がクッション部材１２の表面に当接されるようになっている。ここで「内側面全体がクッション部材１２の表面に当接」とは実質的にクッション部材１２の表面に対する接着を行うための実質的当接である。換言すれば、周縁部１６ｃはクッション部材の上面１２ａ及び下面１２ｂの周縁１２ａ−１，１２ｂ−１及び１つの側面１２ｃの両側縁１２ｃ−１よりも内側とされていることを意味する。この場合の内側とは、周縁１２ａ−１，１２ｂ−１及び両側縁１２ｃ−１に至り、それらから外側に突出しない状態も含むものとする。
【００２５】
保護フィルム１６は、ＰＥＴフィルムを基材としその内側面１６ａに接着剤の塗布された片面接着フィルムとし、当該片面接着フィルムを接着剤により熱伝導シート１４及びクッション部材１２に接着して取り付けることができる。他の実施形態としては、周縁部１６ｃは両面接着フィルム１８（図４）の熱伝導シート１４から外側に延びる外周縁部によってクッション部材１２に接着したり、当該周縁部１６ｃとクッション部材１２との間に上記両面接着フィルム１８とは異なる別の両面接着フィルムを設けて接着したりすることができる。
【００２６】
図４に示す例では、保護フィルム１６のクッション部材１２の下面１２ｂに対応する部分の外側面１６ｂに両面接着フィルム２０がつけられており、その外側のセパレータフィルム２２を剥がして当該熱伝導部材１０を発熱エレメントＡに接着するようになっている。
【００２７】
以上、本発明に係る熱伝達部材の実施形態につき説明したが、本願発明はこれに限定されるものではない。例えばクッション部材１４は直方体のものに限らず、上面、底面、側面などを曲面とすることができる。また、保護フィルムは熱伝導シート１４及びクッション部材１２を覆うように樹脂コーティングして形成することもできる。
【符号の説明】
【００２８】
熱伝導部材１０
クッション部材１２
上面１２ａ
下面１２ｂ
側面１２ｃ
周縁１２ａ−１，１２ｂ−１
熱伝導シート１４
挟着部１４ａ、１４ｂ
接続部１４ｃ
周縁１４ａ−１、１４ｂ−１、１４ｃ−１
保護フィルム１６
内側面１６ａ
外側面１６ｂ
周縁部１６ｃ
両面接着フィルム１８
両面接着フィルム２０
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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