JP7133916B2 - 放熱部材、放熱構造及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、発熱部を有する装置に用いて好適な放熱部材及び放熱構造、並びに電子機器に関する。

例えば特許文献１に記載の複合シートは、電子機器の筐体内の狭いスペースにおいても十分に断熱効果を発揮し、発熱を伴う電子部品から筐体あるいは液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等の弱耐熱モジュール部品への伝熱を効果的に低減し得る複合シートを提供することを課題としている。

当該課題を解決するため、上記複合シートは、下記構成を採用している。すなわち、複合シートは、グラファイト層と断熱層を含み、グラファイト層において厚みが１００μｍ以下、面方向の熱伝導率が１０００Ｗ／ｍ・Ｋ以上、厚み方向の熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であり、断熱層において厚みが０．０５～１ｍｍの範囲内にあって熱伝導率が０．０１～０．０５Ｗ／ｍ・Ｋの範囲内にあることを特徴としている。

特開２０１６－２８８８０号公報

しかしながら、従来の複合シートは、グラファイト層と断熱層とを積層した複合シートであることから、複合シートの両面のうち、断熱層が積層された面について断熱性が高いが、他の面については、熱伝導率の高いグラファイト層が露出しているため、熱が拡散するおそれがある。

もちろん、グラファイト層の両面に断熱層を積層することも考えられるが、発熱部とグラファイト層とを接触させることが困難になるおそれがある。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、断熱材の固定箇所を任意に設定でき、例えば発熱源や回路部品の実装形態等に応じて、厚みや重量を任意に設定することができる汎用性の高い放熱部材及び放熱構造を提供することを目的とする。

また、本発明は、本発明に係る放熱構造を具備することで、内部の各種回路部品等に対する熱対策を施すことができると共に、小型軽量化を促進することができる電子機器を提供することを目的とする。

［１］ 第１の本発明に係る放熱部材は、熱伝導シートと、前記熱伝導シートの表面に固定された複数の断熱材の小片と、前記熱伝導シートに前記小片を固定するための接着層とを有する。

［２］ 第１の本発明において、前記断熱材の小片の厚みが０．０１～２ｍｍであり、前記小片の表面の最大長が０．０５～１０ｍｍであり、前記熱伝導シートの表面に固定された複数の前記小片の間隔が１μｍ～１ｍｍであってもよい。

［３］ 第１の本発明において、前記熱伝導シートの平面形状が帯状であり、前記熱伝導シートの表面に固定された複数の前記小片は、前記熱伝導シートの長手方向に沿った最大長さをＬｘ、前記熱伝導シートの短手方向に沿った最大長さをＬｙとしたとき、１／１０≦Ｌｘ／Ｌｙ≦１０であってもよい。

［４］ 第１の本発明において、前記小片の圧縮強度が１～１００ＭＰａであってもよい。

［５］ 第１の本発明において、複数の前記小片が前記熱伝導シートの片面のみに固定されていてもよい。

［６］ 第１の本発明において、複数の前記小片が前記熱伝導シートの両面に固定されていてもよい。

［７］ 第１の本発明において、前記熱伝導シートの両面のうち、一方の面に固定された複数の前記小片の配置と、他方の面に固定された複数の前記小片の配置が異なってもよい。

［８］ 第１の本発明において、前記熱伝導シートの一方の面の面積をＡａ、前記一方の面に固定された複数の前記小片の面積の合計をＡ１としたとき、面積比Ｒ１＝（Ａ１／Ａａ）×１００が５０～９９％であってもよい。

［９］ 第１の本発明において、前記熱伝導シートの他方の面の面積をＡｂ、前記他方の面に固定された複数の前記小片の面積の合計をＡ２としたとき、面積比Ｒ２＝（Ａｂ／Ａ２）×１００が５０～９９％であって、前記面積比Ｒ１と同じあるいは異なってもよい。

［１０］ 第１の本発明において、前記小片の熱伝導率が０．０２～０．５Ｗ／ｍＫであることが好ましい。

［１１］ 第１の本発明において、前記熱伝導シートの厚さが０．０１～１ｍｍであることが好ましい。

［１２］ 第１の本発明において、前記接着層の厚さが０．００１～０．５ｍｍであることが好ましい。

［１３］ 第１の本発明において、前記接着層は、前記小片の間から露出していてもよい。

［１４］ 第１の本発明において、前記小片は、気孔率が５０～９９％である多孔質セラミック製で、平均気孔径が５００ｎｍ以下であることが好ましい。

［１５］ 第１の本発明において、前記小片は、微粒子が三次元に繋がった構造を有し、前記微粒子の粒径が１ｎｍ～５μｍであることが好ましい。

［１６］ 第２の本発明に係る放熱構造は、上述した第１の本発明に係る放熱部材を有することを特徴とする。

［１７］ 第３の本発明に係る電子機器は、上述した第２の本発明に係る放熱構造を有することを特徴とする。

本発明に係る放熱部材及び放熱構造によれば、断熱材の固定箇所を任意に設定でき、例えば発熱源や回路部品の実装形態等に応じて、厚みや重量を任意に設定することができる汎用性の高い放熱部材及び放熱構造を提供することができる。

また、本発明は、本発明に係る放熱構造を具備することで、内部の各種回路部品等に対する熱対策を施すことができると共に、小型軽量化を促進することができる。

第１の実施の形態に係る放熱部材（第１放熱部材）を示す縦断面図である。 図２Ａは、断熱材の小片を示す斜視図であり、図２Ｂは、小片を、上方から見て示す平面図であり、図２Ｃは、図２Ａに示す小片を、下方から見て示す底面図である。 図３Ａは、小片の他の例を示す斜視図であり、図３Ｂは、小片を、上方から見て示す平面図であり、図３Ｃは、図３Ａに示す小片を、下方から見て示す底面図である。 図４Ａは、第１放熱部材の第１の例を一部省略して示す平面図であり、図４Ｂは、第１放熱部材の第２の例を一部省略して示す平面図であり、図４Ｃは第１放熱部材の第３の例を一部省略して示す平面図であり、図４Ｄは第１放熱部材の第４の例を一部省略して示す平面図である。 小片の製造方法の１つの例を示すフローチャートである。 小片の製造方法の他の例を示すフローチャートである。 図７Ａは、熱伝導シート上に接着層を塗布した状態を示す工程図であり、図７Ｂは、１つの面に複数の小片を貼り付けた転写用シートを使って、接着層上に複数の小片を転写した状態を示す工程図であり、図７Ｃは、転写用シートを剥がした状態を示す工程図である。 第１放熱部材を有する第１放熱構造を実装した第１電子機器の一例を示す断面図である。 第２の実施の形態に係る放熱部材（第２放熱部材）を示す縦断面図である。 図１０Ａは、１つの面に複数の小片を貼り付けた転写用シートを使って、熱伝導シートの一主面に形成された接着層上に複数の小片を転写した状態を示す工程図であり、図１０Ｂは、１つの面に複数の小片を貼り付けた転写用シートを使って、熱伝導シートの他主面に形成された接着層上に複数の小片を転写した状態を示す工程図であり、図１０Ｃは転写用シートを剥がした状態を示す工程図である。 第２放熱部材を有する第２放熱構造を実装した第２電子機器の一例を示す断面図である。

以下、本発明に係る放熱部材、放熱構造及び電子機器の実施の形態例を図１～図１１を参照しながら説明する。なお、本明細書において、数値範囲を示す「～」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味として使用される。

先ず、第１の実施の形態に係る放熱部材（以下、第１放熱部材１０Ａと記す）は、図１に示すように、熱伝導シート１２と、熱伝導シート１２の一方の面１２ａのみに固定された複数の断熱材の小片１４と、熱伝導シート１２の一方の面１２ａに複数の小片１４を固定するための接着層１６とを有する。

熱伝導シート１２は、例えばカーボンシート、グラファイトシート、グラフェンシート、アルミニウムシート、銅シート等が挙げられる。熱伝導シート１２の厚みｔａは０．０１～１ｍｍであり、接着層１６の厚みｔｂは０．００１～０．５ｍｍであることが好ましい。

小片１４は、例えば図２Ａ～図２Ｃに示すように、一主面２０ａと、該一主面２０ａと向かい合った他主面２０ｂと、複数の側面２２（例えば４つの側面）とを有する立体状であり、多角形状や円盤状等が挙げられる。図２Ａは、小片１４の外形形状を四角錐台状とした場合であって、一主面２０ａを上方に、他主面２０ｂを下方に向けて配置した例を示す。一主面２０ａと他主面２０ｂとは互いに正面同士に向き合ってもよいし、ある程度角度をもって向き合ってもよい。

また、小片１４は、図２Ａに示すように、各側面２２の傾斜角θがそれぞれ同じでもよいし、それぞれ異なっていてもよい。もちろん、少なくとも１つの側面２２の傾斜角θが他の側面２２の傾斜角θと異なっていてもよい。ここで、側面２２の傾斜角θとは、一主面２０ａに対する傾斜角をいう。

外形形状としては、図３Ａに示す小片１４のように、各側面２２がそれぞれ傾斜角θａ、θｂの異なる複数の面２２ａ及び２２ｂで構成されてもよい。

小片１４を構成する多角形状としては、上面から見た形状が図２Ａ及び図３Ａに示すような矩形状でもよいし、その他、五角形状、六角形状、八角形状等の多角形状でもよいし、トラック形状、楕円状、円形状等であってもよい。なお、外形形状の各稜線部分が湾曲面（Ｒ面）になっていてもよい。

さらに、小片１４の少なくとも他主面２０ｂが鏡面であることが好ましい。ここで、鏡面とは表面粗さＲａが１μｍ以下の面を指す。鏡面である他主面２０ｂは、対向する一主面２０ａよりも表面粗さＲａが小さいことが好ましい。他主面２０ｂが鏡面である場合、対向する一主面２０ａは表面粗さＲａが大きいことが好ましい。もちろん、他主面２０ｂと対向する一主面２０ａも鏡面であることが好ましい。一主面２０ａ及び他主面２０ｂが鏡面である場合は、他主面２０ｂの表面粗さＲａが一主面２０ａの表面粗さＲａの９０％未満であることがさらに好ましい。

小片１４の側面２２は鏡面であってもよいが、粗面（破断面を含む）であってもよい。ここで、粗面とは表面粗さＲａが１μｍを超えた面であるが、好ましくは表面粗さＲａが５μｍ以上１０μｍ以下の面を指す。

また、小片１４は、アスペクト比が５以上１０００以下であることが好ましい。さらに好ましくは１０以上８００以下、より好ましくは２０以上５００以下である。この場合、アスペクト比は、例えば図２Ａ、図２Ｃ、図３Ａ及び図３Ｃに示すように、最大長Ｌａ／最小長Ｌｂをいう。

ここで、最大長Ｌａとは、図２Ｃ及び図３Ｃに示すように、小片１４を構成する複数の面のうち、最も広い面（ここでは、他主面２０ｂ）における最大長をいう。広い面が正方形、長方形、台形、平行四辺形、多角形（五角形、六角形等）であれば、最も長い対角線の長さが該当し、円形であれば直径が該当し、楕円であれば、長軸の長さが該当する。最大長Ｌａは、０．０５～１０ｍｍであることが好ましい。一方、最小長Ｌｂとは、図２Ａ及び図３Ａに示すように、小片１４の厚みのうち、最も薄い部分の厚みをいう。最小長（厚み）Ｌｂは、０．０１～２ｍｍであることが好ましい。

また、図１に示すように、熱伝導シート１２の表面に固定された複数の小片１４の離間距離（間隔ｄ）は１μｍ～１ｍｍである。つまり、接着層１６は、小片１４の間から露出している。これにより、第１放熱部材１０Ａの全体的な可撓性が良好となり、複雑な経路でも追従して設置することができる。

熱伝導シート１２の一方の面１２ａに固定される複数の小片１４の固定状態は、例えば図４Ａに示すように、熱伝導シート１２の長手方向に沿って、１列に配列されてもよいし、図４Ｂに示すように、２列以上に配列されてもよい。この場合、熱伝導シート１２に固定された全ての小片１４が同じ形状であってもよいし、図４Ｃ及び図４Ｄに示すように、複数の小片１４のうち、一部の小片１４が異なった形状であってもよい。もちろん、全ての小片１４が異なった形状でもよい。

例えば図４Ａに示すように、熱伝導シート１２の平面形状が帯状の場合、熱伝導シート１２の表面に固定された複数の小片１４は、熱伝導シート１２の長手方向に沿った最大長さをＬｘ、熱伝導シート１２の短手方向に沿った最大長さをＬｙとしたとき、１／１０≦Ｌｘ／Ｌｙ≦１０である。

また、熱伝導シート１２の一方の面１２ａの面積をＡａ、一方の面１２ａに配置された複数の小片１４の面積の合計をＡ１としたとき、面積比Ｒ１＝（Ａ１／Ａａ）×１００が５０～９９％であることが好ましい。

小片１４は、気孔率が５０～９９％の多孔質セラミック製であることが好ましい。気孔とは、閉気孔、開気孔の少なくとも１つのことであり、両方を含んでもよい。また、気孔の形状、すなわち、開口の面形状としては、正方形、四角形、三角形、六角形、円形等のほか、不定形のいずれの形状であってもよい。

平均気孔径は５００ｎｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは１０～５００ｎｍである。この寸法は、熱伝導の主因である格子振動（フォノン）の発生を阻害するのに有効である。

小片１４は、微粒子が三次元に繋がった構造を有する。微粒子の粒径は１ｎｍ～５μｍであることが好ましい。さらに好ましくは５０ｎｍ～１μｍである。このような範囲の粒径の微粒子で構成された小片１４は、熱伝導の主因である格子振動（フォノン）の発生が阻害されるため、低熱伝導率を図る上で有効となる。微粒子とは、一つの結晶粒からなる粒子（単結晶粒子）であってもよいし、多数の結晶粒からなる粒子（多結晶粒子）であってもよい。つまり、小片１４がこの範囲の粒径の微粒子の集まりであることが好ましい。なお、微粒子の粒径は、小片１４の骨格を構成する粒子群のうちの１つの微粒子の大きさ（球状であれば直径、そうでなければ最大径）を、電子顕微鏡観察の画像から計測したものである。

小片１４の圧縮強度は１～１００ＭＰａであることが好ましく、さらに好ましくは１．５ＭＰａ以上であり、より好ましくは２ＭＰａ以上であり、特に好ましくは３ＭＰａ以上である。これにより、小片１４をハンドリングし易く、加工性も向上する。小片１４の熱伝導率は０．０２～０．５Ｗ／ｍＫであることが好ましく、さらに好ましくは０．４Ｗ／ｍＫ以下であり、より好ましくは０．２Ｗ／ｍＫ以下、特に好ましくは０．１Ｗ／ｍＫ以下である。

小片１４の熱容量は１０００ｋＪ／ｍ^３Ｋ以下であることが好ましく、さらに好ましくは９００ｋＪ／ｍ^３Ｋ以下であり、より好ましくは８００ｋＪ／ｍ^３Ｋ以下、特に好ましくは５００ｋＪ／ｍ^３Ｋ以下である。

小片１４の構成材料としては、金属酸化物を含むことが好ましく、金属酸化物のみからなることがさらに好ましい。金属酸化物を含むと、金属の非酸化物（例えば、炭化物や窒化物）に比べて金属と酸素の間のイオン結合性が強いために熱伝導率が低くなりやすいためである。

金属酸化物がＺｒ、Ｙ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｓｒ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｓｍ、Ｍｎ、Ｙｂ、Ｅｒ、及びＴａからなる群から選ばれる１の元素の酸化物あるいは２以上の元素の複合酸化物であることが好ましい。金属酸化物がこれらの元素の酸化物、複合酸化物であると、格子振動（フォノン）による熱伝導が起こりにくくなるためである。

具体的な材料としては、ＺｒＯ_２－Ｙ_２Ｏ_３にＧｄ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３、Ｅｒ_２Ｏ_３等を添加したものが挙げられる。さらに具体的には、ＺｒＯ_２－ＨｆＯ_２－Ｙ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２－Ｙ_２Ｏ_３－Ｌａ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２－ＨｆＯ_２－Ｙ_２Ｏ_３－Ｌａ_２Ｏ_３、ＨｆＯ_２－Ｙ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２－Ｙ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｚｒ_２Ｏ_７、Ｓｍ_２Ｚｒ_２Ｏ_７、ＬａＭｎＡｌ_１１Ｏ_１９、ＹＴａ_３Ｏ_９、Ｙ_０．７Ｌａ_０．３Ｔａ_３Ｏ_９、Ｙ_１．０８Ｔａ_２．７６Ｚｒ_０．２４Ｏ_９、Ｙ_２Ｔｉ_２Ｏ_７、ＬａＴａ_３Ｏ_９、Ｙｂ_２Ｓｉ_２Ｏ_７、Ｙ_２Ｓｉ_２Ｏ_７、Ｔｉ_３Ｏ_５等が挙げられる。

ここで、小片１４の製造方法について、図５及び図６を参照しながら説明する。

先ず、図５のステップＳ１において、上述した小片１４の構成材料の粉末に、造孔材、バインダー、可塑剤、溶剤を加えて混合し、成形用スラリーを調製する。

その後、ステップＳ２において、スラリーに、真空脱泡処理を施すことにより、粘度を調整した後、例えばドクターブレード装置によって、焼成後の厚さが最小長となるように成形体（グリーンシート）を作製する。

その後、ステップＳ３において、成形体（グリーンシート）を焼成してシート状の焼結体を得る。

そして、ステップＳ４において、焼結体をレーザーで加工することで、小片１４を得る。このレーザー加工においては、焼結体に対してレーザー光を貫通させることで、焼結体を複数の小片に分離してもよい。この場合、図２Ａ～図２Ｃに示すような小片１４が得られる。あるいは、焼結体に対してレーザー光をその厚み方向途中まで到達させた後、焼結体を折り曲げることで、焼結体を複数の小片に分離してもよい。この場合、図３Ａ～図３Ｃに示すような小片１４が得られる。

その他の製造方法としては、例えば図６に示すように、ステップＳ１０１及びＳ１０２において、図５のステップＳ１及びＳ２と同様に、成形用スラリーを調製した後、焼成後の厚さが最小長となるように成形体（グリーンシート）を作製する。

その後、ステップＳ１０３において、成形体（グリーンシート）をレーザーで加工することで、複数の小片１４の前駆体あるいは複数の凹凸を有する成形体（グリーンシート）を作製する。

その後、ステップＳ１０４ａにおいて、複数の小片１４の前駆体を焼成することで、例えば図２Ａ～図２Ｃに示すような複数の小片１４を得る。

あるいは、ステップＳ１０４ｂにおいて、複数の凹凸を有する成形体を焼成することで、複数の凹凸を有する焼結体を得る。この場合、次のステップＳ１０５において、複数の凹凸を有する焼結体を複数の小片１４に分離する。

次に、代表的に複数の小片１４を熱伝導シート１２の一方の面１２ａに固定する方法について図７Ａ～図７Ｃを参照しながら説明する。

先ず、図７Ａに示すように、熱伝導シート１２の一方の面１２ａに熱伝導率の高い接着層１６を塗布する。図７Ｂに示すように、例えば１つの面に複数の小片１４を貼り付けた転写用シート３２を使って、熱伝導シート１２の接着層１６上に複数の小片１４を転写する。転写用シート３２に貼り付けられた複数の小片１４の離間距離（間隔ｄ）は、１μｍ～１ｍｍに設定されている。転写用シート３２は、粘着力があるシートもしくはフィルムであり、熱、電気等の外的要因で剥離することが可能なものが好ましい。

図７Ｃに示すように、転写用シート３２を加熱して、転写用シート３２を剥がすことで、熱伝導シート１２の一方の面１２ａに複数の小片１４が固定され、熱伝導シート１２と複数の小片１４による第１放熱部材１０Ａが構成される。

次に、上述した第１放熱部材１０Ａを有する第１放熱構造４０Ａを実装した第１電子機器５０Ａについて、図８を参照しながら説明する。

図８に示すように、第１電子機器５０Ａは、電池やＣＰＵ等の発熱源５２や、熱の影響を受け易い部品５４（回路や樹脂部材等）が混在している。そこで、この第１電子機器５０Ａでは、発熱源５２の表面に、第１放熱構造４０Ａを固定する。具体的には、発熱源５２の表面に、第１放熱部材１０Ａの構成部材の１つである熱伝導シート１２の他方の面１２ｂを接触させて固定し、さらに、熱伝導シート１２の例えば終端部にヒートシンク５６を接触させて固定する。

これにより、発熱源５２からの熱が熱伝導シート１２を通じてヒートシンク５６に逃がすことができる。このとき、熱伝導シート１２を伝達する熱の周囲への発散、特に、熱伝導シート１２の一方の面１２ａからの熱の発散は、該一方の面１２ａに固定された複数の小片１４によって抑制され、結果的に熱伝導シート１２を通じて逃がすことができる。

もちろん、熱伝導シート１２の一方の面１２ａのうち、熱の影響を受け難い部品５８（回路や部材等）と対向する部分に小片１４を固定せずに、接着層１６又は熱伝導シート１２を露出させてもよい。この場合、場所に応じて、第１放熱部材１０Ａの厚みを小さくすることができる。すなわち、熱の影響を受け易い部品５４が実装されている箇所では、小片１４を固定する。熱の影響を受け易い部品５４が実装されていない箇所や、熱の影響を受け難い部品５８が実装されている箇所では、小片１４を固定しないことが可能で、設計の自由度が高くなる。しかも、一方の面１２ａに小片１４を敷き詰める場合よりも重量が低くなるので、従来の複合シート、すなわち、グラファイト層の一方の面に断熱層が積層された複合シートよりも重量を低減することが可能となる。

次に、第２の実施の形態に係る放熱部材（以下、第２放熱部材１０Ｂと記す）について図９を参照しながら説明する。

第２放熱部材１０Ｂは、上述した第１放熱部材１０Ａとほぼ同様の構成を有するが、熱伝導シート１２の他方の面１２ｂにも複数の小片１４が固定されている点で異なる。

次に、代表的に複数の小片１４を熱伝導シート１２の両面（１２ａ、１２ｂ）に固定する方法について図１０Ａ～図１０Ｃを参照しながら説明する。

先ず、図１０Ａに示すように、上述した図７Ａ及び図７Ｂと同様に、熱伝導シート１２の一方の面１２ａに接着層１６を塗布した後、例えば１つの面に複数の小片１４を貼り付けた転写用シート３２を使って、熱伝導シート１２の接着層１６上に複数の小片１４を転写する。その後、図１０Ｂに示すように、熱伝導シート１２の他方の面１２ｂに接着層１６を塗布した後、例えば１つの面に複数の小片１４を貼り付けた転写用シート３２を使って、熱伝導シート１２の接着層１６上に複数の小片１４を転写する。

図１０Ｃに示すように、転写用シート３２を加熱して、転写用シート３２を剥がすことで、熱伝導シート１２の両面（１２ａ、１２ｂ）にそれぞれ複数の小片１４が固定され、熱伝導シート１２と複数の小片１４による第２放熱部材１０Ｂが構成される。

この場合、熱伝導シート１２の両面（１２ａ、１２ｂ）のうち、一方の面１２ａに固定された複数の小片１４の配置と、他方の面１２ｂに固定された複数の小片１４の配置が異なっていてもよい。

また、熱伝導シート１２の他方の面１２ｂの面積をＡｂ、他方の面１２ｂに固定された複数の小片１４の面積の合計をＡ２としたとき、面積比Ｒ２＝（Ａｂ／Ａ２）×１００が５０～９９％であって、上述した面積比Ｒ１と同じあるいは異なってもよい。

次に、上述した第２放熱部材１０Ｂを有する第２放熱構造４０Ｂを実装した第２電子機器５０Ｂについて、図１１を参照しながら説明する。

第２電子機器５０Ｂは、発熱源５２である電池やＣＰＵ等や、熱の影響を受け易い部品５４（コンデンサ、高周波の発振回路等）や、熱に弱い部材（樹脂部材等）が混在している。そこで、この第２電子機器５０Ｂでは、発熱源５２の表面に、第２放熱構造４０Ｂを固定する。具体的には、発熱源５２の表面に、第２放熱部材１０Ｂの構成部材の１つである熱伝導シート１２の他方の面１２ｂを接触させて固定する。この場合、例えば熱伝導シート１２の他方の面１２ｂに固定された複数の小片１４のうち、発熱源５２が接触される面に固定された小片１４を取り除く。あるいは、熱伝導シート１２の他方の面１２ｂに複数の小片１４を固定する際に、発熱源５２が接触される面には、小片１４を固定しない等を好ましく採用することができる。

さらに、上述した第１電子機器５０Ａと同様に、熱伝導シート１２の例えば終端部にヒートシンク５６を接触させて固定する。

これにより、発熱源５２からの熱が熱伝導シート１２を通じてヒートシンク５６に逃がすことができる。このとき、熱伝導シート１２を伝達する熱の周囲への発散、特に、熱伝導シート１２の一方の面１２ａからの熱の発散は、熱伝導シート１２の一方の面１２ａ及び他方の面１２ｂに固定された複数の小片１４によって抑制され、結果的に熱伝導シート１２を通じて逃がすことができる。

もちろん、熱伝導シート１２の例えば一方の面１２ａのうち、熱の影響を受け難い部品５８等と対向する部分に小片１４を固定せずに、接着層１６又は熱伝導シート１２を露出させてもよい。この場合、場所に応じて、第２放熱部材１０Ｂの厚みを小さくすることができる。すなわち、熱の影響を受け易い部品５４等が実装されている箇所では、小片１４を固定し、熱の影響を受け易い部品５４等が実装されていない箇所では、小片１４を固定しないことも可能で、設計の自由度が高くなる。しかも、一方の面１２ａに小片１４を敷き詰める場合よりも重量が低くなるので、従来のように、グラファイト層の一方の面に断熱層が積層された複合シートよりも重量を低減することが可能となる。

なお、本発明に係る放熱部材、放熱構造及び電子機器は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０Ａ…第１放熱部材 １０Ｂ…第２放熱部材
１２…熱伝導シート １２ａ…一方の面
１２ｂ…他方の面 １４…小片
１６…接着層 ２０ａ…一主面
２０ｂ…他主面 ２２…側面
４０Ａ…第１放熱構造 ４０Ｂ…第２放熱構造
５０Ａ…第１電子機器 ５０Ｂ…第２電子機器
５２…発熱源 ５４…熱の影響を受け易い部品
５６…ヒートシンク ５８…熱の影響を受け難い部品

Claims (19)

1. 少なくとも発熱源の表面に固定された第１放熱構造を有する放熱部材であって、
   前記第１放熱構造は、
   一方の面に少なくとも前記発熱源とヒートシンクとが固定され、他方の面に少なくとも熱の影響を受け易い部品と熱の影響を受け難い部品とが対向する熱伝導シートと、
   前記熱伝導シートと前記熱の影響を受け難い部品との間に介在することなく、前記熱伝導シートと前記熱の影響を受け易い部品との間に介在する複数の断熱材の小片と、
   前記熱伝導シートに前記断熱材の小片を固定するための接着層と、を有する放熱部材。
2. 少なくとも発熱源の表面に固定された第２放熱構造を有する放熱部材であって、
   前記第２放熱構造は、
   一方の面に、少なくとも前記発熱源とヒートシンクとが固定され、且つ、少なくとも熱の影響を受け易い部品が対向する熱伝導シートと、
   前記熱伝導シートと前記熱の影響を受け難い部品との間に介在することなく、前記熱伝導シートと前記熱の影響を受け易い部品との間に介在する複数の断熱材の小片と、
   前記熱伝導シートに前記小片を固定するための接着層と、を有する放熱部材。
3. 請求項１又は２記載の放熱部材であって、
   前記熱伝導シートの終端部に前記ヒートシンクが固定されている放熱部材。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の放熱部材において、
   前記断熱材の小片の厚みが０．０１～２ｍｍであり、
   前記小片の表面の最大長が０．０５～１０ｍｍであり、
   前記熱伝導シートの表面に固定された複数の前記小片の間隔が１μｍ～１ｍｍであることを特徴とする放熱部材。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の放熱部材において、
   前記熱伝導シートの平面形状が帯状であり、
   前記熱伝導シートの表面に固定された複数の前記小片は、前記熱伝導シートの長手方向に沿った最大長さをＬｘ、前記熱伝導シートの短手方向に沿った最大長さをＬｙとしたとき、１／１０≦Ｌｘ／Ｌｙ≦１０であることを特徴とする放熱部材。
6. 請求項１～５のいずれか１項に記載の放熱部材において、
   前記小片の圧縮強度が１～１００ＭＰａであることを特徴とする放熱部材。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載の放熱部材において、
   複数の前記小片が前記熱伝導シートの片面のみに固定されていることを特徴とする放熱部材。
8. 請求項１～６のいずれか１項に記載の放熱部材において、
   複数の前記小片が前記熱伝導シートの両面に固定されていることを特徴とする放熱部材。
9. 請求項８記載の放熱部材において、
   前記熱伝導シートの両面のうち、一方の面に固定された複数の前記小片の配置と、他方の面に固定された複数の前記小片の配置が異なることを特徴とする放熱部材。
10. 請求項１～６のいずれか１項に記載の放熱部材において、
    前記熱伝導シートの一方の面の面積をＡａ、前記一方の面に固定された複数の前記小片の面積の合計をＡ１としたとき、面積比Ｒ１＝（Ａ１／Ａａ）×１００が５０～９９％であることを特徴とする放熱部材。
11. 請求項１０記載の放熱部材において、
    前記熱伝導シートの他方の面の面積をＡｂ、前記他方の面に固定された複数の前記小片の面積の合計をＡ２としたとき、面積比Ｒ２＝（Ａｂ／Ａ２）×１００が５０～９９％であって、前記面積比Ｒ１と同じあるいは異なることを特徴とする放熱部材。
12. 請求項１～１１のいずれか１項に記載の放熱部材において、
    前記小片の熱伝導率が０．０２～０．５Ｗ／ｍＫであることを特徴とする放熱部材。
13. 請求項１～１２のいずれか１項に記載の放熱部材において、
    前記熱伝導シートの厚みが０．０１～１ｍｍであることを特徴とする放熱部材。
14. 請求項１～１３のいずれか１項に記載の放熱部材において、
    前記接着層の厚みが０．００１～０．５ｍｍであることを特徴とする放熱部材。
15. 請求項１～１４のいずれか１項に記載の放熱部材において、
    前記接着層は、前記小片の間から露出していることを特徴とする放熱部材。
16. 請求項１～１５のいずれか１項に記載の放熱部材において、
    前記小片は、気孔率が５０～９９％である多孔質セラミック製で、平均気孔径が５００ｎｍ以下であることを特徴とする放熱部材。
17. 請求項１６記載の放熱部材において、
    前記小片は、微粒子が三次元に繋がった構造を有し、前記微粒子の粒径が１ｎｍ～５μｍであることを特徴とする放熱部材。
18. 請求項１～１７のいずれか１項に記載の放熱部材を有することを特徴とする放熱構造。
19. 請求項１８記載の放熱構造を有することを特徴とする電子機器。

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