JP5114255B2

JP5114255B2 - 放熱構造体

Info

Publication number: JP5114255B2
Application number: JP2008062246A
Authority: JP
Inventors: 芳明広瀬
Original assignee: Toyo Tanso Co Ltd
Current assignee: Toyo Tanso Co Ltd
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2008-03-12
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2025-03-31
Also published as: KR20100017859A; WO2006112211A1; EP1865552A4; KR20070118099A; KR101068416B1; KR20100017858A; JP2006286684A; EP1865552A1; NO20075425L; JP2008153704A; TW200638018A; JP4299261B2; KR101061805B1; US20090301697A1; TWI320844B; KR101052752B1; EP1865552B1

Description

本発明は、放熱構造体に関する。コンピュータに使用されるＣＰＵ等の発熱体の冷却には、ヒートシンク等の放熱体が使用されるが、発熱体と放熱体との密着性が悪い場合には、両者間でも熱伝導が悪くなり、冷却性能の低下につながる。かかる冷却性能の低下を防ぐために、熱伝導性を有しかつ発熱体と放熱体との間には両者の間の密着性を高めることができるシートが配設される。
本発明は、かかる発熱体とヒートシンク等の放熱体との間に挟んで使用される伝熱シートを備えた放熱構造体に関する。

発熱体とヒートシンクとの間に挟んで使用するシートとして、グラファイトシートが使用されている。このグラファイトシートは、発熱体とヒートシンクとの間に配設され、発熱体とヒートシンクによって挟んで加圧された状態で取り付けられる。すると、発熱体やヒートシンクの表面に存在する凹凸がグラファイトシートに食い込み、発熱体とグラファイトシートの間、および、グラファイトシートとヒートシンクの間に隙間ができないようにすることができるから、接触部分の熱抵抗が小さくすることができ、冷却効率を向上させることができる。

発熱体とヒートシンクによってグラファイトシートを挟む力は、ヒートシンクを発熱体に取り付ける力に依存するが、ＣＰＵに大きな応力をかけると内部チップが変形することから、ヒートシンクを発熱体に取り付ける力は低下しており、従来、５ＭＰａ程度であったものが、一部では２ＭＰａ程度まで低下している。ヒートシンクを発熱体に取り付ける力が低下すると、発熱体やヒートシンクの表面に存在する凹凸がグラファイトシートに十分に食い込むことができなくなるため、発熱体およびヒートシンクとグラファイトシートの間に空隙が多数残された状態で取り付けられてしまい、熱抵抗が大きくなり、冷却効率が低下するという問題が生じる。

かかる問題を解決するために、常温で液体であり、かつ使用温度範囲において相変化がない物質と、グラファイトシートを備えた熱伝導性シートが開発されている（特許文献１）。この熱伝導性シートでは、グラファイトシート中に存在する液体が自由に移動できるため、取り付け時の加圧力が小さくても、微細な凹凸にはグラファイトシートを配置させることができ、５〜100μｍといった比較的大きな窪み部分には加圧力で移動した液体が溜めることができるとの記載がある。そして、熱伝導性シートと発熱体およびヒートシンクとの間に空隙が形成されることを防ぐことができるから、熱抵抗を最小限に抑えることにより良好な熱伝達が得られるという効果を奏すると記載されている。

しかるに、上記熱伝導性シートでは、グラファイトシート中に液体物質が存在することにより、発熱体とヒートシンクとの間に挟み込んだときにおけるシートの圧縮性、言い換えれば、グラファイトシートと発熱体等との密着性の向上が妨げられるため、熱伝導性シートの熱抵抗をそれほど小さくできない。
また、グラファイトシートに液体物質を含浸させるための工程が余分にかかってしまうため、生産性が悪くコストが高くなるし、また液体物質の劣化や、液体物質がグラファイトシートから放出されることにより、周辺装置の汚染の問題も生じる。

特開２００４−３６３４３２号

本発明は上記事情に鑑み、小さい取り付け圧力でも、発熱体から放熱体までの熱抵抗を小さくすることができる放熱構造体を提供することを目的とする。

第１発明の放熱構造体は、発熱体に取り付けられ、該発熱体の熱を放熱する放熱構造体であって、放熱体と、該放熱体と前記発熱体との間に配設される、液体に浸漬させた黒鉛を熱処理して膨張させてなる膨張黒鉛を素材とする伝熱シートと、該伝熱シートと前記発熱体との間、もしくは該伝熱シートと前記放熱体との間の、すくなくとも一方に配設される樹脂フィルムとからなり、前記伝熱シートは、かさ密度が、0.1〜0.8Ｍｇ／ｍ^３であることを特徴とする。
第２発明の放熱構造体は、発熱体に取り付けられ、該発熱体の熱を放熱する放熱構造体であって、放熱体と、該放熱体と前記発熱体との間に配設される、液体に浸漬させた黒鉛を熱処理して膨張させてなる膨張黒鉛を素材とする伝熱シートと、該伝熱シートと前記発熱体との間、もしくは該伝熱シートと前記放熱体との間の、すくなくとも一方に配設される樹脂フィルムとからなり、前記伝熱シートは、厚さ方向から34.3ＭＰａの加圧力で加圧圧縮したときにおいて、圧縮率が５０％以上であり、かつ復元率が５％以上であることを特徴とする。
第３発明の放熱構造体は、第１または第２発明において、前記樹脂フィルムは、ポリエチレンテレフタラートであることを特徴とする。
第４発明の放熱構造体は、第１、第２または第３発明において、前記樹脂フィルムが、前記伝熱シートに取り付けられていることを特徴とする。

第１発明によれば、液体に浸漬させた黒鉛を熱処理して膨張させてなる膨張黒鉛を素材とする伝熱シートを採用しているので、発熱体から放熱体までの熱抵抗を小さくすることができ、発熱体を冷却する効果を高くすることができる。しかも、樹脂フィルムによって伝熱シートから離脱した膨張黒鉛等が伝熱シートの周囲に飛散したりすることを防ぐことができる。伝熱シートのかさ密度が低いので、発熱体と放熱体との間に挟んで加圧すれば、加圧力が小さくても容易に圧縮され、両者との密着性が高くなる。よって、発熱体から放熱体までの熱抵抗が小さくなるから、発熱体を冷却する効果を高くすることができる。
第２発明によれば、液体に浸漬させた黒鉛を熱処理して膨張させてなる膨張黒鉛を素材とする伝熱シートを採用しているので、発熱体から放熱体までの熱抵抗を小さくすることができ、発熱体を冷却する効果を高くすることができる。しかも、樹脂フィルムによって伝熱シートから離脱した膨張黒鉛等が伝熱シートの周囲に飛散したりすることを防ぐことができる。しかも、伝熱シートが高い圧縮復元性を有することから、複数回使用しても、かさ密度を所定の密度以下に保っておくことができ発熱体や放熱体との密着性を高く保っておくことができる。よって、複数回使用しても熱抵抗を小さく保っておくことができるから、伝熱シートの再利用性を向上させることができる。そして、伝熱シートを再利用することができるので、省資源化に寄与することができる。
第３発明によれば、厚さ方向の熱伝導率を伝熱シートと同程度とすることができる。
第４発明によれば、伝熱シートおよび樹脂フィルムを、発熱体と放熱体との間に配置することが容易になる。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明の放熱構造体は、コンピュータのＣＰＵや携帯電話の基板、ＤＶＤレコーダーやサーバーなどの発熱体を冷却するために使用されるものであり、放熱体１２と、放熱体１２と発熱体Ｈとの間に配設される伝熱シート１１および樹脂フィルム１３とから構成されている。

まず、放熱体１２について説明する。
放熱体１２は、例えば、ヒートシンクなどであり、後述する伝熱シート１１や樹脂フィルム１３の熱を吸収し、輻射や対流、熱伝導等によって気体や液体、他の部材等に対して、供給された熱を放出するものである。
なお、この放熱体１２は、上記のごとき供給された熱を放出する放熱機能を備えているものだけでなく、伝熱シート１１や樹脂フィルム１３の熱を吸収する吸熱機能も備えているもの、および、放熱機能と吸熱機能を両方備えているものでもよい。つまり、伝熱シート１１や樹脂フィルム１３の熱を外部に放出する機能を有しているものであればよい。

つぎに、伝熱シート１１について説明する。
伝熱シート１１は、天然黒鉛やキャッシュ黒鉛等を硫酸や硝酸等の液体に浸漬させた後、400℃以上で熱処理を行うことによって形成された膨張黒鉛をシート状に形成したものであり、その厚さが0.05〜5.0ｍｍ、かさ密度が1.0Ｍｇ/ｍ^３よりも小さくなるように形成されたものである。
膨張黒鉛は、芋虫状または繊維状をしたもの、つまり、その軸方向の長さが半径方向の長さよりも長いものであり、例えば、その軸方向の長さが１ｍｍ程度、かつ、半径方向の長さが300μｍ程度のものである。そして、伝熱シート内部では、上記のごとき膨張黒鉛同士が絡みあっているのである。

なお、伝熱シート１１は上記のごとき膨張黒鉛だけで形成してもよいが、フェノール樹脂やゴム成分等のバインダーが若干（例えば５％程度）の混合されていてもよい。
さらになお、上記のごとき膨張黒鉛から伝熱シート１１を形成する方法は、とくに限定されない。

ここで、上記のごとき膨張黒鉛から形成されたシート（膨張黒鉛シート）は、かさ密度の増加とともに面方向の熱伝導率は向上する一方、柔軟性は低下する。このため、膨張黒鉛シートは、その用途に応じてそのかさ密度が調整され、通常、伝熱シートとして使用するものは熱伝導性を重視しかさ密度が高くなる（例えば、1.3Ｍｇ/ｍ^３以上）ように構成するのに対し、壁等の断熱材や電磁波遮蔽材として使用するものはかさ密度が低くなる（例えば、1.0Ｍｇ/ｍ^３以下）ように構成される。
本発明の放熱構造体１０に使用する伝熱シート１１は、熱伝導性よりも柔軟性を重視して構成されたものであり、通常、断熱材や電磁波遮蔽材として使用される、1.0Ｍｇ／ｍ^３よりかさ密度の小さい膨張黒鉛シートであることに特徴がある。そして、かさ密度が1.0Ｍｇ／ｍ^３以上の膨張黒鉛シートは柔軟性が低下し発熱体と放熱体との密着性が悪くなるのであるが、かさ密度を1.0Ｍｇ／ｍ^３より小さくしたことによって、後述するように、発熱体や放熱体との密着性が向上するのである。とくに、かさ密度を0.9Ｍｇ／ｍ^３以下とすることが好ましいが、その理由は後述する。

つぎに、樹脂フィルム１３について説明する。
樹脂フィルム１３は、伝熱シート１１と発熱体Ｈとの間、または、伝熱シート１１と放熱体１２との間に配置されるものである。この樹脂フィルム１３は、厚さ方向の熱伝導率が伝熱シート１１と同程度であり、100℃程度の耐熱性を有している素材からなるフィルム、例えば、ポリエチレンテレフタラート等を素材をするフィルムである。
この樹脂フィルム１３を設ければ、伝熱シート１１から離脱した膨張黒鉛等が伝熱シート１１の周囲に飛散したりすることを防ぐことができる。
なお、図１では樹脂フィルム１３は、伝熱シート１１と発熱体Ｈとの間に設けられているが、伝熱シート１１と放熱体１２との間に設けてもよいし、伝熱シート１１と発熱体Ｈとの間および伝熱シート１１と放熱体１２との間の両方の間に設けてもよい。

つぎに、本発明の放熱構造体１０の使用方法を説明する。
図１（Ａ）は本発明の放熱構造体１０の使用状態の一例を示した図であり、（Ｂ）は実施例において本発明の放熱構造体に使用する伝熱シートの温度測定を行った位置を示した図である。図１において、符号ＨはコンピュータのＣＰＵ等の発熱体を示しており、符号Ｆは放熱構造体１０の放熱体１２に取り付けられた放熱ファンを示している。
また、図１に示すように、本発明の放熱構造体１０は、発熱体Ｈが設置されている部材、例えば、ＣＰＵであれば基盤に対して、クランプ等の固定部材Ｓによって固定される。すると、伝熱シート１１および樹脂フィルム１３は、発熱体Ｈと放熱体１２に挟まれた状態で加圧される。

本発明の放熱構造体１０に使用する伝熱シート１１は、かさ密度が1.0Ｍｇ/ｍ^３よりも小さいため、発熱体Ｈと放熱体１２に挟まれた状態で加圧されることによって圧縮される。すると、伝熱シート１１はその厚さが薄くなるが、厚さが薄くなるにつれ、伝熱シート１１と、発熱体Ｈや放熱体１２との密着性が向上する。その理由は、伝熱シート１１のかさ密度が小さく、伝熱シート１１を構成する膨張黒鉛同士の間に空間を有しているため、圧縮される過程において、伝熱シート１１の表面に位置する膨張黒鉛が、発熱体Ｈの表面や放熱体１２の表面に存在する凹凸内に侵入するからである。
すると、発熱体Ｈと伝熱シート１１との間の熱抵抗や、伝熱シート１とヒートシンク２との間の熱抵抗が小さくなる。そして、伝熱シート１１は、かさ密度が1.0Ｍｇ/ｍ^３よりも小さく、しかも、厚さ方向の熱伝導率が５Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度は確保できている。そして、樹脂フィルム１３も厚さ方向の熱伝導率が伝熱シート１と同程度であるから、発熱体Ｈから放熱体１２までの熱抵抗を小さくすることができ、伝熱性が向上する。
よって、放熱構造体１０による、発熱体Ｈを冷却する効率を高くすることができる。

しかも、伝熱シート１１は、面方向の熱伝導率が５０〜200Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度であり、厚さ方向の熱伝導率よりも大きくなっているから、伝熱シート１１の面方向における温度分布をほぼ均一に保つことができる。よって、伝熱シート１１や発熱体Ｈ、放熱体１２にヒートスポットが形成されることも防ぐことが可能となる。

そして、伝熱シート１１は発熱体Ｈと放熱体１２との間に挟まれた状態で配置されているだけであるから、伝熱シート１１の交換が必要となった場合、容易に交換することができ、作業性も向上する。
なお、伝熱シート１１を発熱体Ｈと放熱体１２との間に挟まれた状態で配置できるのであれば、伝熱シート１１と放熱体１２が別体になっていなくてもよく、例えば、接着剤等によって伝熱シート１１を放熱体１２に貼り付けておいてもよい。
また、伝熱シート１１と樹脂フィルム１３とを予め取り付けておけば、伝熱シート１１および樹脂フィルム１３を発熱体Ｈと放熱体１２との間に容易に配置することができるので、より好ましい。

図１に示すような状態で放熱構造体１０を発熱体Ｈに取り付ける具体的な手順は、以下のようになる。
まず、発熱体Ｈの上に伝熱シート１を載せてから、この伝熱シート１１の上に樹脂フィルム１３を載せて、その上に放熱体１２を載せる。そして、発熱体Ｈが設置されている部材、例えば、ＣＰＵであれば基盤と固定部材Ｓによって、発熱体Ｈ、伝熱シート１１、樹脂フィルム１３、放熱体１２を挟んで固定すれば、放熱構造体１０を発熱体Ｈに取り付けることができる。
また、放熱構造体１０の放熱性能を高めたい場合には、放熱体１２の上面にファンＦを取り付ければよく、伝熱シート１１、樹脂フィルム１３、放熱体１２およびファンＦによって放熱構造体を構成してもよい。
さらに、放熱構造体１０の放熱体１２として、放熱機能と吸熱機能の両方を備えたものに代えて、ファンＦ等のように放熱機能しか有しないもの、また、冷水ジャケットなどのように吸熱機能しか有しないものとしてもよい。

そして、伝熱シート１１を、厚さ方向から34.3ＭＰａの加圧力で初めて加圧圧縮したときにおいて、圧縮率が５０％以上であり、かつ、復元率が５％以上となるように調整しておけば、複数回加圧圧縮されても、圧力が除去されたあとにおけるかさ密度は1.0Ｍｇ/ｍ^３より小さい状態に保たれる。すると、複数回使用したあとでも、伝熱シート１１が発熱体Ｈと放熱体１２に挟まれた状態で加圧されたときにおける発熱体Ｈや放熱体１２との密着性が高く保たれるから、複数回使用しても熱抵抗を小さく保っておくことができ、再利用性を向上させることができる。
とくに、厚さ方向から34.3ＭＰａの加圧力で初めて加圧圧縮したときにおける圧縮率が５５％以上であり、かつ、復元率が６％以上となるように調整しておけば、より確実に圧力が除去されたあとにおけるかさ密度を1.0Ｍｇ/ｍ^３より小さい状態、例えば、0.9Ｍｇ/ｍ^３より小さい状態に保つことができ、再利用性をより一層向上させることができる。

なお、伝熱シート１１を、厚さ方向から34.3ＭＰａの加圧力で初めて加圧圧縮したときにおいて、圧縮率が５０％未満であれば、発熱体Ｈや放熱体１２との密着性が悪くなるため好ましくなく、また、復元率が５％未満であれば、再利用したときにおける発熱体Ｈや放熱体１２との密着性を高く保つことができず、再利用に対応できないので好ましくない。

また、伝熱シート１１のかさ密度が1.0Ｍｇ/ｍ^３よりも小さくても、固定部材Ｓによって放熱体１２を発熱体Ｈに固定したときに伝熱シート１１に加わる圧力が大きすぎれば、圧力が除去されたあとにおける伝熱シート１１のかさ密度が1.0Ｍｇ/ｍ^３以上になってしまう可能性があり、伝熱シート１１に加わる圧力が2.0ＭＰａを超えると、伝熱シート１１を挟んでいる発熱体Ｈにかかる応力の負荷が大きくなるとともに伝熱シート１１の再利用性が低下してしまう。
したがって、伝熱シート１１に加わる圧力が2.0ＭＰａ以下、好ましくは1.5ＭＰａ以下となるように放熱構造体１０を発熱体Ｈに固定するようにすれば、圧力が除去されたあとにおける伝熱シート１１のかさ密度を1.0Ｍｇ/ｍ^３よりも小さいままで保っておくことができるので、伝熱シート１１の再利用性を向上させることができ、発熱体Ｈの損傷を抑えることができる。

そして、かさ密度が0.9Ｍｇ/ｍ^３以下の伝熱シート１１を使用し、かつ、伝熱シート１１に加わる圧力が1.5ＭＰａ以下となるように放熱構造体１０を発熱体Ｈに固定するようにすれば、圧力が除去されたあとにおけるかさ密度を0.9Ｍｇ/ｍ^３以下の状態に保つことができ、伝熱シート１１と発熱体Ｈおよび放熱体１２との密着性が向上し、かつ、復元性も維持することができる。よって、伝熱シート１１の再利用性を保持しつつ、伝熱シート１１と、発熱体Ｈおよび放熱体１２との密着性をさらに高くすることができ、熱抵抗を低下させることができる。
とくに、かさ密度が0.8Ｍｇ/ｍ^３以下の伝熱シート１１を使用し、かつ、伝熱シート１１に加わる圧力が1.0ＭＰａ以下となるように固定部材Ｓによって放熱構造体１０を発熱体Ｈに固定するようにすれば、圧力が除去されたあとにおけるかさ密度を0.8Ｍｇ/ｍ^３以下に状態に保つことができ、伝熱シート１１と発熱体Ｈおよび放熱体１２との密着性をさらに向上することができ、かつ、復元性も維持することができる。

なお、伝熱シート１１を、含有する硫黄や鉄分等の不純物の総量が１０ppm以下、とくに、硫黄が１ppm以下となるように処理しておけば、伝熱シート１１を取り付けた部材や装置の劣化をより確実に防ぐことができる。

本発明の放熱構造体に使用する伝熱シートを、厚さ方向から34.3ＭＰａの加圧力で加圧圧縮したときにおける圧縮率および復元率を調べた。
測定は、厚さ0.5ｍｍの伝熱シートにおいて、かさ密度を0.1，0.5，0.8，1.0，1.2，1.5，1.8Ｍｇ/ｍ^３としたときにおける、かさ密度と圧縮率、復元率の関係を確認した。圧縮率は、加圧圧縮前の厚さに対する加圧圧縮中における厚さの割合で評価し、復元率は、加圧圧縮前の厚さに対する、加圧圧縮後加圧力が除去されたときにおける厚さの割合で評価した。
図２（Ａ）に示すように、かさ密度が大きくなるにつれ、圧縮率が低下し、復元率が高くなることが確認できる。
圧縮率と復元率との関係を確認すると、全体として、圧縮率が大きくなるほど復元率が低下していることが確認できるが、圧縮率が５０％以上となると復元率の変化割合が小さくなり、とくに、圧縮率が５５〜７５％までの間では、圧縮率の変化にかかわらず、復元率がほぼ一定に保たれている。
したがって、伝熱シートを、圧縮率が５０％以下、とくに５５〜７５％までの間となるかさ密度、つまり、伝熱シートのかさ密度1.0Ｍｇ/ｍ^３より小さくすれば（図２（Ａ）参照）、圧縮率を高くしつつ、復元率はある一定の範囲に保つことができる考えられる。

本発明の放熱構造体に使用する伝熱シートの伝熱性と加圧力との関係を確認するために、伝熱シートを、ＣＰＵ（Intel社製CeleronProssessor ２GHｚ）とヒートシンク（Intel社製Celeron用純正品、アルミニウム製）との間に挟んだ状態において、ＣＰＵによって情報処理量（発熱量）を一定とし運転させた場合におけるＣＰＵ内部温度とヒートシンクの温度の温度差を測定した。
図１（Ｂ）に示すように、ＣＰＵ内部温度と、ヒートシンクにおける温度は２０ｍｍ離れた位置において測定した。
測定に使用した伝熱シートは、かさ密度が、0.1，0.5，0.8，1.0Ｍｇ/ｍ^３厚さ0.5ｍｍのものであり、各かさ密度の伝熱シートにおいて、加わる加圧力（ＣＰＵにヒートシンクを取り付ける圧力）を、0.1，0.5，1.0，2.0，5.0ＭＰａと変化させて、温度差の変化を調べた。
なお、温度差が小さいほど伝熱シートの伝熱性が良い、言い換えれば、熱抵抗が小さいことを意味しており、温度差が大きいほど伝熱シートの伝熱性が悪い、言い換えれば、熱抵抗が大きいことを意味している。

図３に示すように、どのかさ密度においても、加圧力が大きくなるほど温度差が小さくなる傾向を有しており、また、ある一定の加圧力以上になると温度差がほぼ一定になることが確認できる。つまり、温度差がほぼ一定となる加圧力以上に加圧力を強くしても、温度差を小さくできないことが確認できる。
そして、温度差がほぼ一定となる加圧力は、かさ密度が小さくなるほど低くなっており、2.0ＭＰａ以上であれば、すべてのかさ密度において温度差がほぼ一定となることが確認できる。
そして、かさ密度が0.8Ｍｇ/ｍ^３以下の場合、加圧力1.0ＭＰａ以上、とくに、1.5ＭＰａ以上とすれば、すべて温度差がほぼ一定とすることができると考えられる。

加圧力を一定にした場合において、本発明の放熱構造体に使用する伝熱シートのかさ密度と伝熱性との関係を確認した。伝熱性の評価は、ＣＰＵ内部温度と、ヒートシンクにおける温度を２０ｍｍ離れた位置において測定し（図１（Ｂ）参照）、実施例２と同様に、その温度差によって評価した。
測定は、厚さ0.5ｍｍの伝熱シートをＣＰＵとヒートシンクとの間に挟み、伝熱シートに対して1.0ＭＰａの加圧力が加わるように取り付けた場合において、伝熱シートのかさ密度を、0.1，0.5，0.8，1.0，1.2，1.8，2.0Ｍｇ/ｍ^３としときにおける温度差を測定した。

図４（Ａ）に示すように、伝熱シートのかさ密度が上昇しても、かさ密度が0.8Ｍｇ/ｍ^３となるまでは温度差はそれほど変化せず、かさ密度が0.8Ｍｇ/ｍ^３から1.0Ｍｇ/ｍ^３に変化するときに、急激に温度差が大きくなっている。つまり、加圧力を1.0ＭＰａ程度とすれば、かさ密度が0.8Ｍｇ/ｍ^３から1.0Ｍｇ/ｍ^３の間で熱伝導の効率が急激に変化していることが確認できる。
なお、実施例２の結果と比較すれば、加圧力が1.0ＭＰａから小さくなれば、上記の熱効率が急激に変化するかさ密度も小さくなることが予想できる一方、加圧力が1.0ＭＰａより大きくなっても熱効率が急激に変化するかさ密度はそれほど変化しないと考えらえれる。

加圧力を一定にした場合において、本発明の放熱構造体に使用する伝熱シートのかさ密度と伝熱性との関係が、加圧する回数によって変化するか否かを確認した。伝熱性の評価は、ＣＰＵ内部温度と、ヒートシンクにおける温度を２０ｍｍ離れた位置において測定し（図１（Ｂ）参照）、実施例２と同様に、その温度差によって評価した。
測定は、厚さ0.5ｍｍ、かさ密度0.1，0.5，0.8，1.0Ｍｇ/ｍ^３の伝熱シートを、ＣＰＵとヒートシンクとの間に挟んだのち取り外すことを４回繰り返し、各回ににおける温度差を測定した。
図４（Ｂ）に示すように、かさ密度にかかわらず、温度差は毎回ほぼ同じ値を示していることが確認できる。つまり、伝熱シートの伝熱性は、最初にＣＰＵとヒートシンクとの間に取り付ける前のかさ密度、および、ＣＰＵとヒートシンクとの間に取り付けたときにおける加圧力によって影響されることが確認できる。

本発明の放熱構造体は、コンピュータや携帯電話などのＣＰＵや、ＤＶＤレコーダー等から発生する熱を放熱する部材として適している。

（Ａ）は本発明の放熱構造体１０の使用状態の一例を示した図であり、（Ｂ）は実施例において本発明の放熱構造体に使用する伝熱シートの温度測定を行った位置を示した図である。（Ａ）は本発明の放熱構造体に使用する伝熱シートにおいて、厚さ方向から34.3ＭＰａの加圧力で加圧圧縮したときにおける圧縮率および復元率とかさ密度の関係を示した図であり、（Ｂ）は圧縮率および復元率の関係を示した図である。本発明の放熱構造体に使用する伝熱シートの伝熱性と加圧力との関係を、かさ密度ごとに示した図である。本発明の放熱構造体に使用する伝熱シートに一定の加圧力を加えた場合において、（Ａ）はかさ密度と伝熱性との関係を示した図であり、（Ｂ）は加圧する回数と伝熱性との関係を示した図である。

１０放熱構造体
１１伝熱シート
１２放熱体
１３樹脂フィルム
Ｈ発熱体

Claims

発熱体に取り付けられ、該発熱体の熱を放熱する放熱構造体であって、
放熱体と、
該放熱体と前記発熱体との間に配設される、液体に浸漬させた黒鉛を熱処理して膨張させてなる膨張黒鉛を素材とする伝熱シートと、
該伝熱シートと前記発熱体との間、もしくは該伝熱シートと前記放熱体との間の、すくなくとも一方に配設される樹脂フィルムとからなり、
前記伝熱シートは、かさ密度が、0.1〜0.8Ｍｇ／ｍ^３である
ことを特徴とする放熱構造体。
発熱体に取り付けられ、該発熱体の熱を放熱する放熱構造体であって、
放熱体と、
該放熱体と前記発熱体との間に配設される、液体に浸漬させた黒鉛を熱処理して膨張させてなる膨張黒鉛を素材とする伝熱シートと、
該伝熱シートと前記発熱体との間、もしくは該伝熱シートと前記放熱体との間の、すくなくとも一方に配設される樹脂フィルムとからなり、
前記伝熱シートは、
厚さ方向から34.3ＭＰａの加圧力で加圧圧縮したときにおいて、
圧縮率が５０％以上であり、かつ復元率が５％以上である
ことを特徴とする放熱構造体。
前記樹脂フィルムは、ポリエチレンテレフタラートである
ことを特徴とする請求項１または２記載の放熱構造体。
前記樹脂フィルムが、前記伝熱シートに取り付けられている
ことを特徴とする請求項１、２または３記載の放熱構造体。