JP2016201444A - Resin structure, electronic component using the structure and electronic apparatus - Google Patents
Resin structure, electronic component using the structure and electronic apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016201444A JP2016201444A JP2015080077A JP2015080077A JP2016201444A JP 2016201444 A JP2016201444 A JP 2016201444A JP 2015080077 A JP2015080077 A JP 2015080077A JP 2015080077 A JP2015080077 A JP 2015080077A JP 2016201444 A JP2016201444 A JP 2016201444A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- filler
- resin
- heat
- resin structure
- heat dissipation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、発熱体の熱を熱放射により外部へ放熱する効果がある樹脂構造体とその構造体を用いた電子部品、電子機器に関するものである。 The present invention relates to a resin structure that has an effect of dissipating heat of a heating element to the outside by heat radiation, an electronic component using the structure, and an electronic device.
近年のスマートホンやタブレット端末に代表される携帯型電子モバイル機器は、ＣＰＵの高速化に伴い発熱し易くなっている。発熱する電子機器の冷却は、通常、ファンを廻して風を送り、ヒートシンクから熱を対流によって放出する方法が取られている。 In recent years, portable electronic mobile devices typified by smart phones and tablet terminals tend to generate heat as the CPU speed increases. In order to cool the electronic equipment that generates heat, a method is usually employed in which a fan is sent to send air and heat is released from the heat sink by convection.
その場合、発熱デバイスとヒートシンクを繋ぐ部分には熱伝導性の良いシリコーングリースなどが用いられている。しかしながら、小型軽量で薄型のスマートホンやタブレット端末では、その薄型軽量という構造のため、ファンやヒートシンクを設置することは難しいため、放熱が大きな問題として、近年、クローズアップされてきている。 In that case, silicone grease or the like having good thermal conductivity is used at the portion connecting the heat generating device and the heat sink. However, in a small, lightweight and thin smart phone or tablet terminal, since it is thin and lightweight, it is difficult to install a fan or a heat sink.
図７は、特許文献１に記載された放熱体１５と発熱デバイス５を示す断面図である（特許文献１）。放熱体１５は、発熱デバイス５の表面に塗られ、発熱デバイス５の熱を放熱する働きをするものである。放熱体１５は、樹脂１６とフィラー１７から構成される。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the
図８は、特許文献２に記載の放熱体１５である放熱シートの断面図である。放熱体１５は、樹脂１６とフィラー１７から構成される。図７と異なり、放熱体１５の表面にフィラー１７が存在する。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a heat dissipating sheet that is the
しかしながら、特許文献１の構成では、放熱体１５表面にフィラー１７が存在せず、フィラー１７からの熱放射による放熱が阻害されている。結果、フィラー１７を高充填させても、フィラー１７からの熱放射の効率は上がらない。
However, in the configuration of
一方、特許文献２の構成では、フィラー１７が放熱体１５の外部に出ている。しかし、フィラー１７が小さく、フィラー１７への熱伝達が十分でない。結果、特許文献２の構成では、放熱性が十分でない。
On the other hand, in the configuration of
本発明は、従来の課題を解決するもので、放熱性の優れた樹脂構造体を提供することと、その構造体を用いた電子部品、電子機器を提供するものである。 The present invention solves the conventional problems, and provides a resin structure excellent in heat dissipation and an electronic component and an electronic device using the structure.
上記目的を達成するために、樹脂と、錐体または多面体の形状のフィラーと、からなり、フィラーの最大辺の長さは、樹脂の厚み以上である樹脂構造体を用いる。上記フィラーの一部は、上記樹脂の厚さの１．５倍以上外部へ飛び出している樹脂構造体を用いる。発熱デバイスと、上記発熱デバイスの表面に位置する樹脂構造体と、を含む電子部品を用いる。上記電子部品を有する電子機器を用いる。 In order to achieve the above object, a resin structure including a resin and a cone or polyhedron-shaped filler and having a maximum side length equal to or greater than the thickness of the resin is used. As a part of the filler, a resin structure that protrudes to the outside by 1.5 times or more the thickness of the resin is used. An electronic component including a heat generating device and a resin structure located on the surface of the heat generating device is used. An electronic device having the electronic component is used.
本願発明の樹脂構造体は、フィラーを樹脂層の外部に吐出させるので、放熱性が高い。
また、この樹脂構造体を発熱体に設けることで、発熱体から発生した熱を効率良く、空気中に放射する。このことで、発熱体の熱エネルギーを減らし、発熱デバイスの温度上昇を抑制することが可能となる。
The resin structure of the present invention has high heat dissipation because the filler is discharged to the outside of the resin layer.
Further, by providing this resin structure on the heating element, the heat generated from the heating element is efficiently radiated into the air. As a result, the heat energy of the heating element can be reduced, and the temperature rise of the heating device can be suppressed.
この構造により、ファンやヒートシンクを設置することなく、優れた昇温抑制効果が得られた。 With this structure, an excellent temperature rise suppression effect was obtained without installing a fan or a heat sink.
以下、本発明の実施の形態に係る構造体について説明する。図１（ａ）に、樹脂構造体１および電子部品２の断面図を示す。樹脂構造体１には、樹脂層３とフィラー４とが含まれる。電子部品２は樹脂構造体１と発熱デバイス５から構成される。点線矢印は、フィラー４の向いている方向を示す。
Hereinafter, the structure according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 1A shows a cross-sectional view of the
樹脂構造体１の基本構成として、熱硬化性樹脂からなる樹脂層３と、遠赤外線放射率０．９以上、粒径４０μｍ以上１０００μｍ以下で、アスペクト比１．２以上１２未満の錐体または多面体の形状を有するフィラー４と、を有する。さらに、フィラー４を整列させ搭載させることにより、熱放射性の高い放熱樹脂の樹脂構造体１となる。
The basic structure of the
＜樹脂層３＞
実施の形態において使用され得る樹脂層３については、外部からの機械的刺激（突く、削る、裂く等）が及ぶ場合がある。そのため、樹脂がゴムのような柔らかい場合は、薄い膜が壊れる等の問題が発生するため、強固な硬化物であることが望ましい。そのため、樹脂層３は剛性の高く、熱硬化性である樹脂、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコント樹脂などから選ばれる一種または複数が望ましい。特に、液状エポキシ樹脂とイミダゾール硬化系は、薄い膜状の硬化物でも、高い剛性を有しているため、より好ましい。ただし、樹脂層３は、熱硬化性樹脂に限定されない。
<Resin
The
＜樹脂層３とフィラー４の量＞
以下の実施例のところでさらに説明するが、樹脂層３の樹脂量は、樹脂層３の全体に対しての１５〜３５体積％の範囲とすることが好ましい。
その理由は以下である。この時、フィラー量は、８５〜６５体積％となる。
<Amount of
As will be further described in the following examples, the resin amount of the
The reason is as follows. At this time, the amount of filler is 85 to 65% by volume.
樹脂層３の量とフィラー４の量との合計を１００体積％とした際に、樹脂層３の量が１５体積％以下となると、フィラー４の量は８５体積％より大きくなり、樹脂層３にフィラー４を搭載することが困難となる。つまり、取り扱い性が悪くなる。
When the sum of the amount of the
逆に、樹脂層３の量が、樹脂層３の６５体積％以上の場合、フィラー４の量が３５体積％より小さくなり、樹脂層３の厚みより突出するフィラー４の表面積が小さくなり、熱放射の効率が不十分となる。よって、フィラー４の量は、６５〜８５体積％がよい。
On the contrary, when the amount of the
樹脂層３は、フィラー４の底面を満たす以上の厚みがあればよい。
The
＜フィラー４＞
以下の実施例のところでさらに説明するが、フィラー４としては、遠赤外線放射率０．９以上で、粒径は４０μｍ以上１０００μｍ以下で、かつ、アスペクト比１．２以上１２未満であり、錐体または多面体の形状を形成するものを用いることが好ましい。
<Filler 4>
As will be further described in the following examples, the
フィラー４としては、遠赤外線放射率が０．９以上であるフィラーであれば、フィラー組成について特に限定することなく用いることができる。樹脂の遠赤外線放射率は０．６〜０．８であり、樹脂層３とフィラー４の混合物では樹脂層３の遠赤外線放射率が大きく影響するため、フィラー４の遠赤外線放射率は０．９以上であることが好ましい。０．９未満の場合、樹脂層３の遠赤外線放射率の影響を受け、樹脂層３の表面にフィラー４を搭載させても、組成物の遠赤外線放射率は０．９未満となり、熱放射の効率が不十分となる。
As the
好ましくは、窒化アルミニウム、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタンなど酸化物系フィラーや、シリカを主成分としたタルクやカオリン、コージェライトなど鉱物系フィラーを使用することが望ましい。 It is preferable to use oxide fillers such as aluminum nitride, alumina, magnesium oxide, zinc oxide and titanium oxide, and mineral fillers such as talc, kaolin and cordierite mainly composed of silica.
＜フィラー４の粒径＞
フィラー４の粒径が、１０００μｍより大きい場合、整列し搭載する場合に、フィラー４の間に隙間ができてしまい、高充填化できない。
<Particle size of
When the particle size of the
ここで粒径は、球状に近似した場合（同じ体積の球体）の直径である。 Here, the particle diameter is a diameter when approximating a sphere (a sphere having the same volume).
フィラー４の粒径が、４０μｍより小さい場合、寸法が小さいため、樹脂層３にフィラー４を整列し搭載することが困難である。そのため、フィラー４の搭載時の作業性が悪くなる。
When the particle size of the
特に、粒径が４０μｍ以上１０００μｍ以下の範囲である場合では、放熱性が良くなり、構造体として取り扱い性が良くなる。 In particular, when the particle size is in the range of 40 μm or more and 1000 μm or less, the heat dissipation is improved, and the handleability is improved as a structure.
また、フィラー４の粒径（最大辺）は、樹脂層３の厚み以上がよい。なぜなら、フィラー４が、樹脂層３の上面と下面を繋ぎ、発熱デバイス５の熱を樹脂層３を介さず、直接受け、放熱できるためである。同時に、樹脂層３へも熱を伝達できる。
＜フィラー４のアスペクト比＞
例えば、アスペクト比が１２以上で、樹脂層３中に存在する粒子の長さが同じ場合、樹脂層３から突出しているフィラー４の表面積は大きくなる。この場合、フィラー４同士の距離が小さいと、フィラー４の突出部間で温度差がないため、熱放射としての効果は相殺され、放熱性は低下する。
The particle size (maximum side) of the
<Aspect ratio of
For example, when the aspect ratio is 12 or more and the lengths of the particles present in the
ここでアスペクト比は、粒子を直方体で近似した場合に、一番長い辺（最大辺）の長さを一番短い辺（最小辺）で割った値である。 Here, the aspect ratio is a value obtained by dividing the length of the longest side (maximum side) by the shortest side (minimum side) when the particle is approximated by a rectangular parallelepiped.
アスペクト比が１．２より小さい場合で、樹脂層３中に存在する粒子の長さが同じ場合、樹脂層３から突出しているフィラー４の表面積は小さくなる。さらに、フィラー４の形状は球状に近くなり、樹脂層３にフィラー４を整列し搭載することが困難である。
When the aspect ratio is smaller than 1.2 and the lengths of the particles existing in the
形状に関しては、錐体であれば、円錐体、三角錐体、四角錐体、多角錐体を使用することが好ましい。底面を樹脂層３中になるように配置できる。多面体としては、正四面体、正方面体、正１４面体を使用することが好ましい。
Regarding the shape, if it is a cone, it is preferable to use a cone, a triangular pyramid, a quadrangular pyramid, or a polygonal pyramid. The bottom surface can be disposed in the
本実施の形態において、フィラー４が球状の場合は、アスペクト比１．０以上１．１未満が必要である。フィラー４が錐体および多面体の場合は、アスペクト比１．１以上１２未満である。まとめると、アスペクト比は、１．０以上、１２未満である。
In the present embodiment, when the
上記形状を有するフィラー４は、通常のフィラーよりも粒径が大きいものを含むため、フィラー４を製造する場合に、上記粒径の条件を満たすフィラー４を選択的に採取するか、もしくは下記のような製法で製造される。円錐体または角錐体などの錐状のフィラー４および多面体のフィラー４は、原料混合物を射出成形し、得られた成形体を焼結して製造される。
Since the
＜フィラーの整列＞
フィラー４を搭載する際、フィラー４のうち７０％以上同じ方向を向いており、且つ、フィラー４の隣り合うフィラー４との距離（フィラーの中心間距離）がフィラー４の平均粒径未満となるように整列することが好ましい。この場合、フィラー４が密に配列され、かつ、フィラー４間の距離が確保できるので、放熱性が確保できる。
<Filler alignment>
When the
ここで、フィラー４の方向を図１（ａ）〜図１（ｄ）の点線矢印で示す。方向とは中心軸の方向であり、先端が細くなっている方向である。フィラー４が、推体の場合、底面から先端の尖った部分へのベクトルである。フィラー４が、円錐台などの錐台の場合は、底面から上面の中心へのベクトルである。フィラー４の方向は、真上方向、つまり、電子部品２の上面に垂直の方向がよい。
Here, the direction of the
逆に、搭載したフィラー４のうち７０％以上同じ方向を向いていない場合、もしくは、フィラー４同士の距離がフィラー４の粒径よりも大きい場合、フィラー４が密に配列されず、放熱性が悪くなる。また、樹脂層３の表面が樹脂である割合が大きくなり、樹脂構造体１の遠赤外線放射率は０．９未満になり熱放射の効率が不十分となる。
ここで、７０％の根拠は、下記の表１のところでも説明する。
Conversely, when 70% or more of the loaded
Here, the reason for 70% is also explained in Table 1 below.
なお、フィラー４の方向が異なる方向のものがある状態を図１（ｅ）に示す。フィラー４間が、狭くなる部分が生じる。この結果、その部分から放熱がされにくくなる。放熱性が悪くなる。
FIG. 1E shows a state in which the
＜他のフィラー＞
なお、樹脂層３を作製する際に、フィラー４として使用するフィラー４以外に熱伝導性の高いフィラーを樹脂層３に含有させることで樹脂層３の熱伝導率を上げ、熱伝導性および熱放射性の優れた放熱樹脂を構成することもできる。
<Other fillers>
In addition, when producing the
以下に本発明について、実施例によりさらに具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例により何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. In addition, this invention is not limited at all by the following examples.
（実施例）
表１に、以下の実施例および比較例で使用した樹脂構造体１の組成を示す。
(Example)
Table 1 shows the composition of the
樹脂構造体１の放熱性を評価するために、図２に示す放熱性評価素子７を作製する。
放熱性評価素子７は樹脂構造体１と金属基板６とからなる。
In order to evaluate the heat dissipation of the
The heat
樹脂構造体１は、表１に示す実施例１の成分からなる樹脂層３を、メタルマスクを用いて、金属基板６に膜厚２０μｍに塗布し、１２０℃１５分で半硬化する。
In the
半硬化させた樹脂層３にフィラー４を搭載する際に、図３（ａ）に示すフィラー吸引用金属板８が装着された吸引機を使用する。図３（ａ）は、フィラー吸引用金属板８の斜視図を示す。フィラー吸引用金属板８は、フィラー４の底面部の径の２分の１に相当する複数の穴を有する板からなる。フィラー吸引用金属板８の上方へフィラー４を配置し、下方から吸引することで、フィラー４が穴に固定される。その状態を図３（ｂ）に示す。フィラー吸引用金属板８により、フィラー４の先端部が複数の穴に吸引され、フィラー４が同方向に整列にした状態をつくる。この時、フィラー４の底面は金属基板６の上方へ向いている。
When the
そして、半硬化させた樹脂層３の真上からフィラー４を、フィラー吸引用金属板８を用いて、搭載した後、１２０℃３０分で再硬化する。結果、以下で使用する放熱性評価素子７が作製される。フィラー４の底面は、一部、金属基板６の表面に接している。
And after mounting the
＜放熱性評価ジグ＞
放熱性を評価するために、上記放熱性評価素子７を用いて、図４に示す放熱性評価ジグ７１を作製した。図４は、放熱性評価ジグ７１の断面図である。放熱性評価ジグ７１は、放熱性評価素子７と、熱電対埋め込み型発熱体９と、熱放射吸収部１０とからなる。放熱性評価素子７は、上記方法により金属基板６に樹脂構造体１を塗布し作製したものである。
<Heat dissipation evaluation jig>
In order to evaluate heat dissipation, the heat
金属基板６として、６０×６０×１ｍｍ厚みのアルミニウム基板を用意した。放熱性評価素子７の裏面に熱電対埋め込み型発熱体９として６０×６０×１０ｍｍ厚みのヒーターをシリコーン放熱グリースにより接着させ搭載した。
As the
熱放射吸収部１０は、放熱性評価素子７と、水冷ヒートシンク１１とからなる。熱放射吸収部１０は放熱性評価素子７の裏面に水冷ヒートシンク１１として６０×６０×１０ｍｍ厚みの水冷ヒートシンク１１をシリコーン放熱グリースにより接着させ作製した。水冷ヒートシンク１１にチラーを装着させ、２５℃の水を循環させることにより、熱放射吸収部１０は常時２５℃一定とした。
The thermal
（実施例１〜３）
上記の表１の条件で、放熱性評価素子７、放熱性評価ジグ７１を作製した。上記評価をした。
(Examples 1-3)
Under the conditions shown in Table 1, a heat
（比較例１）
比較例１については、樹脂構造体１のない放熱性評価素子７を作製した。この場合、放熱性評価ジグ７１は、図５のようになる。図５は、比較例１の時の放熱性評価ジグ７１の断面図である。
（比較例２、３）
比較例２、３に係る放熱性評価素子７、放熱性評価ジグ７１の作製は、実施例と同様、表１の条件下で、作製した。
(Comparative Example 1)
For Comparative Example 1, a heat
(Comparative Examples 2 and 3)
The heat
つぎに、表１に示す成分から構成される放熱性評価素子７の遠赤外線放射率および昇温抑制温度変化の測定を行った。それぞれの評価方法は下記の通りである。
Next, the far-infrared emissivity and temperature rise suppression temperature change of the heat
＜遠赤外線放射率測定＞
比較例１を除く上記の実施例および比較例の工程で得られた放熱性評価素子７に簡易型放射率測定装置（ＴＳＳ−５Ｘ、ジャパンセンサー）を用いて、各サンプルの遠赤外線放射率を測定する。ここでの遠赤外線放射率は、波長域２〜２２μｍでの分光遠赤外線放射率を平均化した値である。
<Far infrared emissivity measurement>
The far-infrared emissivity of each sample was measured using a simple emissivity measuring device (TSS-5X, Japan sensor) for the heat
サンプルの遠赤外線放射率が０．９以上を満たすものは○、満たさないものは×とし、表１に示した。ただし、以下の昇温抑制率が１０％以上のものであれば、総合判定として合格とする。 Samples that satisfy the far-infrared emissivity of 0.9 or more are indicated by ○, and those that do not satisfy are indicated by ×. However, if the following temperature rise suppression rate is 10% or more, it is determined to be acceptable as a comprehensive judgment.
＜昇温抑制温度変化測定＞
上記の実施例および比較例の工程で得られた放熱性評価素子７を含む図４の放熱性評価ジグ７１を２５℃に保った恒温槽に設置し、無風状態で、ヒーターに電流を流す。
<Measurement of temperature rise suppression temperature change>
The heat
電圧を上げていき、比較例１に示した熱電対埋め込み型発熱体９の温度が８５℃に達した条件で、他の例でも、ヒーターに電流を流す。この時、比較例１と他の例との熱電対埋め込み型発熱体９の温度差ΔＴを以下の式１で求めた。
In the other examples, current is passed through the heater under the condition that the voltage is increased and the temperature of the thermocouple-embedded heating element 9 shown in Comparative Example 1 reaches 85 ° C. At this time, the temperature difference ΔT of the thermocouple-embedded heating element 9 between the comparative example 1 and the other examples was obtained by the following
ΔＴ＝〔８５℃−他の例の熱電対埋め込み型発熱体９の温度〕・・・・（式１）
実施例１に示した樹脂構造体１で、昇温抑制の効果は、温度差（ΔＴ）１１．９℃となる。
ΔT = [85 ° C.—Temperature of embedded thermocouple heating element 9 in another example] (Equation 1)
In the
ここで、昇温抑制率を以下の式２とした。
Here, the temperature rise suppression rate was set to the following
昇温抑制率＝（ΔＴ）÷８５℃・・・・（式２）
○△×の判断基準としては、放熱塗料の多くが昇温抑制率１０％前後であるため、昇温抑制率が、１０％より小さいものを×、１０％以上１５％未満を△、１５％以上を○とした。
Temperature rise inhibition rate = (ΔT) ÷ 85 ° C. (Equation 2)
As a criterion for △ ××, since most of the heat-dissipating paints have a temperature rise suppression rate of around 10%, those with a temperature rise suppression rate of less than 10% ×× 10% to less than 15% are Δ, 15% The above was marked as ○.
昇温抑制率は、より大きいほうが好ましいが、１０％以上を合格範囲とした。また使う用途にもよるが、昇温抑制率が、１０％より小さい場合は、ペースト塗布等のコストを考慮すると、有効な手段とはいえない。 The temperature rise suppression rate is preferably larger, but 10% or more was set as an acceptable range. Although it depends on the application used, when the temperature rise suppression rate is smaller than 10%, it cannot be said that it is an effective means in consideration of the cost of paste application and the like.
＜放熱性の総合判定＞
放熱性の合格基準として、遠赤外線放射率測定、昇温抑制温度変化測定のそれぞれで、両方○は、◎とした。×がどちらかにある場合、×とした。それ以外は○とした。
＜フィラーの整列＞
実施例および比較例に係る樹脂構造体１について、フィラー４が同方向に整列している割合（％）を表１に示す。ここで割合（％）とは放熱性評価素子７について断面観察を行った際、断面に存在するフィラー全てのうち金属基板６に対して垂直方向に整列しているフィラーの割合のことである。
<Overall judgment of heat dissipation>
As the acceptance criteria for heat dissipation, in each of the far-infrared emissivity measurement and the temperature rise suppression temperature change measurement, both ○ are ◎. When x was in either, it was set as x. Other than that, it was marked as “Good”.
<Filler alignment>
Table 1 shows the ratio (%) of the
垂直方向に整列とは、垂直方向に対して、±２０度以内をいう。つまり、９０度±２０度以内あれば、整列しているとする。別の表現として、フィラー４の平均方向に対して、±２０度以内である。
“Alignment in the vertical direction” means within ± 20 degrees with respect to the vertical direction. That is, if it is within 90 ± 20 degrees, it is assumed that they are aligned. As another expression, it is within ± 20 degrees with respect to the average direction of the
＜表１の考察＞
表１からの結果からも明らかなように、実施例に係る樹脂構造体１は、比較例に係るそれらよりも遠赤外線放射率が高く、放熱性（昇温抑制率）に優れている。
<Consideration of Table 1>
As is clear from the results from Table 1, the
＜フィラー濃度＞
実施例１〜２のフィラー濃度から、フィラー濃度は６５体積％以上８５体積％以下がよい。
<Filler concentration>
From the filler concentration of Examples 1 and 2, the filler concentration is preferably 65% by volume or more and 85% by volume or less.
＜フィラーの整列＞
実施例１〜３と比較例３を比較すると、実施例１〜３についてはフィラーが７０％以上同方向を向いているのに対し、比較例２では７０％未満であるため、樹脂構造体１の遠赤外線放射率は０．９未満になり熱放射の効率が不十分となった。結果、フィラー４は７０％以上同方向を向いていることが好ましい。
<Filler alignment>
When Examples 1 to 3 are compared with Comparative Example 3, the fillers in Examples 1 to 3 are directed in the same direction by 70% or more, whereas in Comparative Example 2 is less than 70%, the
なお、比較例２では、フィラー４のアスペクト比１．０であり、球状である。フィラー４の整列性は評価できない。
In Comparative Example 2, the
＜アスペクト比＞
実施例２と比較例２を比較すると、比較例２で使用したアルミナは球状のものでありアスペクト比が１．２より小さい。実施例２では、１．２である。この差異によって、比較例２では、樹脂層３形成時にフィラー４が沈降してしまい、熱放射に寄与するフィラー４の面積が小さくなった。このため、比較例２でが、遠赤外線放射率、放熱性ともに悪くなった。結果、フィラー４のアスペクト比は、１．２以上がよい。
<Aspect ratio>
When Example 2 and Comparative Example 2 are compared, the alumina used in Comparative Example 2 is spherical and has an aspect ratio of less than 1.2. In Example 2, it is 1.2. Due to this difference, in Comparative Example 2, the
実施例２、３と比較例３を比較すると、比較例３で使用したグラファイトは板状のものでありアスペクト比が１２より大きくなる。アスペクト比が大きすぎるため、樹脂層３から突出する量が増える。フィラー４突出部間で温度差がなくなるため、熱放射としての効果は小さくなり、放熱性は低下する。結果、フィラーのアスペクト比は、１．２以上１２未満がよい。
When Examples 2 and 3 are compared with Comparative Example 3, the graphite used in Comparative Example 3 is plate-shaped and has an aspect ratio greater than 12. Since the aspect ratio is too large, the amount protruding from the
＜フィラー４の突出高さ＞
また、フィラー４の突出部の高さについて、樹脂層３の膜厚２０μｍに対して、実施例２で使用するフィラー４の径は、５０μｍである。このため、フィラー４が金属基板６と接触し搭載されている場合は、フィラー４は樹脂層３よりも３０μｍ突出している。結果、フィラー４の突出部の高さは樹脂膜厚に対して１．５倍となる。フィラー４が樹脂表面と接触し搭載されている場合は、フィラーは樹脂層３よりも５０μｍ突出しているため、フィラー突起部の高さは樹脂膜厚に対して２．５倍となる。
<Projection height of
Moreover, about the height of the protrusion part of the
したがって、実施例２ではフィラーの突出部の高さは樹脂層３の膜厚に対して１．５倍以上２．５倍以下となる。
Therefore, in Example 2, the height of the protruding portion of the filler is 1.5 to 2.5 times the film thickness of the
実施例３の場合、フィラー４の粒径は１００μｍであるため、フィラー４の突出部の高さは樹脂層３の厚みに対して４．０以上５．０倍以下となる。
In the case of Example 3, since the particle size of the
一方、比較例３で使用したフィラー粒径は１５０μｍであり、フィラー突出部の高さは６．５倍以上となる。 On the other hand, the filler particle size used in Comparative Example 3 is 150 μm, and the height of the filler protrusion is 6.5 times or more.
上記フィラーのアスペクト比とフィラー突出部の高さの関係から、比較例３ではフィラー同士の距離が小さくなり、フィラーの突出部で温度差がなくなったため、熱放射としての効果は相殺され、放熱性が悪くなった。 From the relationship between the aspect ratio of the filler and the height of the filler protrusion, the distance between the fillers was reduced in Comparative Example 3, and the temperature difference was eliminated at the protrusion of the filler. Became worse.
以上の理由から、フィラー突出部の高さは前記樹脂から成る樹脂部３の厚みに比べて少なくとも１．５倍以上５．０倍以下が好ましい。
For the above reasons, the height of the filler protrusion is preferably at least 1.5 times and not more than 5.0 times the thickness of the
＜全体のまとめ＞
以上、説明したように本実施の形態の樹脂構造体は、熱硬化性樹脂と、放射率０．９以上で粒径４０μｍ以上１０００μｍ以下でアスペクト比１．２以上１２未満の錐体または多面体の形状を形成するフィラーを用いる。そして、フィラーの突出部の高さが、樹脂から成る樹脂部の厚みに比べて１．５倍以上５倍以下となるように、フィラーを樹脂部表面に整列させ、搭載した構造を有する樹脂構造体とする。
<Overall summary>
As described above, the resin structure according to the present embodiment includes a thermosetting resin, a cone or a polyhedron having an emissivity of 0.9 or more, a particle size of 40 μm or more and 1000 μm or less, and an aspect ratio of 1.2 or more and less than 12. The filler that forms the shape is used. A resin structure having a structure in which the filler is aligned and mounted on the surface of the resin portion so that the height of the protruding portion of the filler is 1.5 to 5 times the thickness of the resin portion made of resin. Let it be the body.
上記構成により、きわめて高い遠赤外線放射率を有し、かつ取り扱い性に優れた放熱性樹脂を得ることができる。 With the above configuration, a heat dissipating resin having an extremely high far-infrared emissivity and excellent handleability can be obtained.
本実施の形態の高熱放射性放熱樹脂は、きわめて高い遠赤外線放射率を有し、かつ取り扱い性に優れた放熱性を有し、発熱体の熱を熱放射により外部へ放熱し、温度上昇を抑制することができる。 The high thermal radiation heat dissipation resin of this embodiment has a very high far infrared emissivity and excellent heat dissipation, and dissipates the heat of the heating element to the outside by thermal radiation to suppress temperature rise. can do.
本実施の形態の適用例を図６に示す。図６は、樹脂構造体１と、発熱体１２と、基板１３と、タブレット筐体１４とからなる。このように、タブレット筐体１４の内側で、ファンやヒートシンクを設置することができない小型軽量で薄型のスマートホンやタブレット端末の放熱用途にも適用できる。
An application example of this embodiment is shown in FIG. FIG. 6 includes a
本発明の樹脂構造体は、発熱部品・発熱部材の放熱として利用できる。パソコンなどの情報機器、携帯電話などの携帯機器中の発熱部品・発熱部材の放熱に利用できる。その他、家電、自動車で使用される発熱部品・発熱部材の放熱に利用できる。 The resin structure of the present invention can be used for heat dissipation of the heat generating component / heat generating member. It can be used for heat dissipation of heat-generating parts and heat-generating members in information devices such as personal computers and portable devices such as mobile phones. In addition, it can be used for heat dissipation of heat-generating parts and heat-generating members used in home appliances and automobiles.
１ 樹脂構造体
２ 電子部品
３ 樹脂層
４ フィラー
５ 発熱デバイス
６ 金属基板
７ 放熱性評価素子
８ フィラー吸引用金属板
９ 熱電対埋め込み型発熱体
１０ 熱放射吸収部
１１ 水冷ヒートシンク
１２ 発熱体
１３ 基板
１４ タブレット筐体
１５ 放熱体
１６ 樹脂
１７ フィラー
７１ 放熱性評価ジグ
DESCRIPTION OF
Claims (11)
錐体または多面体の形状のフィラーと、からなり、
前記フィラーの最大辺の長さは、前記樹脂の厚み以上である樹脂構造体。 Resin,
A filler in the shape of a cone or polyhedron,
The length of the maximum side of the filler is a resin structure that is equal to or greater than the thickness of the resin.
遠赤外線放射率０．９以上、粒径４０μｍ以上１０００μｍ以下、アスペクト比１．２以上１２未満である請求項１または２記載の樹脂構造体。 The filler is
The resin structure according to claim 1 or 2, wherein the far-infrared emissivity is 0.9 or more, the particle size is 40 µm or more and 1000 µm or less, and the aspect ratio is 1.2 or more and less than 12.
前記発熱デバイスの表面に位置する請求項１〜８のいずれか１項に記載の樹脂構造体と、
を含む電子部品。 A heating device;
The resin structure according to any one of claims 1 to 8, which is located on a surface of the heat generating device,
Including electronic components.
The electronic device which has an electronic component of Claim 9 or 10.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015080077A JP6589124B2 (en) | 2015-04-09 | 2015-04-09 | Resin structure and electronic components and electronic equipment using the structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015080077A JP6589124B2 (en) | 2015-04-09 | 2015-04-09 | Resin structure and electronic components and electronic equipment using the structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016201444A true JP2016201444A (en) | 2016-12-01 |
| JP6589124B2 JP6589124B2 (en) | 2019-10-16 |
Family
ID=57422780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015080077A Active JP6589124B2 (en) | 2015-04-09 | 2015-04-09 | Resin structure and electronic components and electronic equipment using the structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6589124B2 (en) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05259671A (en) * | 1992-01-07 | 1993-10-08 | Toshiba Corp | Heat radiating sheet and manufacture thereof |
| JPH07162177A (en) * | 1993-12-09 | 1995-06-23 | Toshiba Electron Eng Corp | Radiator |
| JPH07303709A (en) * | 1994-05-12 | 1995-11-21 | Yoshiaki Seki | Far ir heater |
| JP2001294676A (en) * | 2000-04-13 | 2001-10-23 | Jsr Corp | Heat-conductive sheet, method for producing heat- conductive sheet and radiating structure using heat- conductive sheet |
| JP2007284679A (en) * | 2006-04-14 | 2007-11-01 | Kofukin Seimitsu Kogyo (Shenzhen) Yugenkoshi | Composite material containing carbon nanotubes and process for its production |
| JP2007326976A (en) * | 2006-06-08 | 2007-12-20 | Polymatech Co Ltd | Thermally conductive molded article and its manufacturing method |
| JP2013168665A (en) * | 2008-07-11 | 2013-08-29 | Qinghua Univ | Heat dissipation structure |
| WO2014007353A1 (en) * | 2012-07-05 | 2014-01-09 | リンテック株式会社 | Pressure-sensitive adhesive sheet |
| JP2014500593A (en) * | 2010-12-01 | 2014-01-09 | エスエヌ ディスプレイ カンパニー リミテッド | Field emission display device and manufacturing method thereof |
-
2015
- 2015-04-09 JP JP2015080077A patent/JP6589124B2/en active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05259671A (en) * | 1992-01-07 | 1993-10-08 | Toshiba Corp | Heat radiating sheet and manufacture thereof |
| JPH07162177A (en) * | 1993-12-09 | 1995-06-23 | Toshiba Electron Eng Corp | Radiator |
| JPH07303709A (en) * | 1994-05-12 | 1995-11-21 | Yoshiaki Seki | Far ir heater |
| JP2001294676A (en) * | 2000-04-13 | 2001-10-23 | Jsr Corp | Heat-conductive sheet, method for producing heat- conductive sheet and radiating structure using heat- conductive sheet |
| JP2007284679A (en) * | 2006-04-14 | 2007-11-01 | Kofukin Seimitsu Kogyo (Shenzhen) Yugenkoshi | Composite material containing carbon nanotubes and process for its production |
| JP2007326976A (en) * | 2006-06-08 | 2007-12-20 | Polymatech Co Ltd | Thermally conductive molded article and its manufacturing method |
| JP2013168665A (en) * | 2008-07-11 | 2013-08-29 | Qinghua Univ | Heat dissipation structure |
| JP2014500593A (en) * | 2010-12-01 | 2014-01-09 | エスエヌ ディスプレイ カンパニー リミテッド | Field emission display device and manufacturing method thereof |
| WO2014007353A1 (en) * | 2012-07-05 | 2014-01-09 | リンテック株式会社 | Pressure-sensitive adhesive sheet |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6589124B2 (en) | 2019-10-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6349543B2 (en) | COOLING STRUCTURE AND METHOD FOR MANUFACTURING COOLING STRUCTURE | |
| JP5752299B2 (en) | Method for manufacturing heat conductive sheet, heat conductive sheet, and heat dissipation member | |
| US20170338166A1 (en) | Structure, and electronic component and electronic device including the structure | |
| JP2008251747A (en) | Heat transfer sheet | |
| JP2002542626A (en) | Dissipation of heat from circuit boards with bare silicon chips | |
| JP2007311770A (en) | Semiconductor device | |
| JPWO2017086241A1 (en) | Radiator, electronic device, lighting device and method of manufacturing radiator | |
| WO2014155977A1 (en) | Heat dissipating sheet and heat dissipating structural body using same | |
| US20210345518A1 (en) | Device and heat radiation method | |
| CN106133900B (en) | Thermally conductive sheet and semiconductor device | |
| JP6589124B2 (en) | Resin structure and electronic components and electronic equipment using the structure | |
| JP6501075B2 (en) | Resin structure and electronic component and electronic device using the structure | |
| KR20190016417A (en) | Thermally conductive Sheet and Method for making the same | |
| JP6364614B2 (en) | High thermal radiation resin composition | |
| WO2016170777A1 (en) | Heat dissipation mechanism and device provided with same | |
| JP2004363310A (en) | Heat dissipater for cpu | |
| JP2018101768A (en) | Composite member | |
| JP2000286370A (en) | Heat radiation member of electronic component | |
| JP7330419B1 (en) | Heat-dissipating member, heat-dissipating member with base material, and power module | |
| KR101378500B1 (en) | Heatsink device coated with radiating plastic compositions | |
| JP2019092337A (en) | Heat sink and power conversion equipment | |
| JP2017212254A (en) | Semiconductor device | |
| JPS6018942A (en) | Heat radiating member for electronic part | |
| KR101137957B1 (en) | Radiation sheet having micro unevenness | |
| JP6941810B2 (en) | Resin composition and electronic components and electronic devices using it |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20160523 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180214 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20181023 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181030 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20181227 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20190116 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190226 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190604 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190624 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190806 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190819 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6589124 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |