JP6232582B2 - 熱遮断シートおよびこれを用いた熱対策構造 - Google Patents

Description

本発明は、スマートフォン、タブレット端末等に用いられる熱遮断シートに関するものである。

近年携帯機器のさらなる高性能化に伴い、機器の中での発熱量は非常に大きくなってきている。この発熱量が大きくなると筐体の温度が上がり、使用する人に不快感を与えたり、火傷を引き起こす可能性がある。そのため、図３のように、基板４に実装した発熱部品１に熱拡散シート２を接触させ、筐体３のほうに熱を逃がすような構成が提案されている。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開平１０−２２９２８７号公報

上記従来の構成では、熱拡散シートによって熱が広げられるが、筐体側から見たときには、発熱部品を中心に周囲に広がるような温度分布となってしまう。筐体に触れたときに、全体の温度が少し高くなってもそれほど不快感を感じないが、部分的に高くなると不快感を感じやすくなる。

本発明はこの課題に対して、発熱部品で熱が発生しても、筐体上では温度分布が小さく、不快感を感じにくくするための熱遮断シートを提供することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するために、グラファイトシートの第１の面に保護膜を形成し、グラファイトシートの第１の面とは反対側の第２の面に接着層を介して赤外線反射膜を形成し、さらにその上に断熱層を形成することにより、熱遮断シートを構成したものである。

上記構成により、発熱部品で発生した熱は、グラファイトシートに伝わり、面方向に拡散される。しかしながらグラファイトシートの温度は発熱部品に対向した部分で最も高くなり、グラファイトシートからその温度に応じて赤外線が輻射されるため、その赤外線が筐体のほうに伝わり、筐体表面で温度差を感じてしまう。これに対して本発明では、グラファイトシートの発熱部品とは反対側の面に接着層を介して赤外線反射膜が形成されているため、グラファイトシートから輻射された赤外線は、グラファイトシートの方に反射されるため、この赤外線によって筐体の温度が局部的に上昇することを防ぐことができる。

本発明の一実施の形態における熱遮断シートを用いた電子機器の断面図 本発明の一実施の形態における熱遮断シートを用いた電子機器内部の上面図 従来の電子機器の断面図

以下、本発明の一実施の形態における熱遮断シートについて、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施の形態の熱遮断シートを用いた電子機器の断面図である。ＩＣ等の発熱部品を実装した基板１１を筐体１８に収納したものであって、発熱部品１２と対向する位置の筐体１８の内側に、発熱部品１２と空間を隔てて熱遮断シートが接着されている。熱遮断シートは、発熱部品側から、保護膜１３、グラファイトシート１４、接着層１５、赤外線反射膜１６、断熱層１７が積層されて構成されている。

保護膜１３はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムにアクリル系粘着剤が塗布されたもので、その厚さを約１０μｍとしている。グラファイトシート１４は熱伝導性に優れた熱分解グラファイトフィルムを用い、その厚さを約２５μｍとしている。接着層１５には厚さ約３０μｍの両面テープを用い、ＰＥＴフィルムの両面にアクリル系粘着剤が塗布されたもので構成されている。赤外線反射膜１６には厚さ約５μｍのアルミ箔が用いられている。ここで赤外線反射膜１６とは、波長１０μｍの赤外線放射率が、０．１以下となるような膜をいう。なおこの赤外線反射膜１６は、箔状あるいはテープ状のものを貼りあわせるものであっても、樹脂シートに蒸着することによって得られるものであってもかまわない。

さらに断熱層１７には厚さ約１００μｍの不織布や発泡体樹脂等を用い、保護膜１３や接着層１５よりも熱伝導性が低くなるように構成している。さらに断熱層１７の厚さを、接着層１５の厚さよりも厚くすることが望ましい。また、この断熱層１７の両面にもアクリル系粘着剤が塗布され、赤外線反射膜や筐体と接着できるようになっている。

以上のように構成することにより、発熱部品１２により発生した熱は、空気を介しての熱伝導、および発熱部品表面から輻射される赤外線により、筐体１８側に伝わる。空気を介して伝わった熱は、保護膜１３を通してグラファイトシート１４に伝わる。グラファイトシート１４に伝わった熱は、グラファイトシート１４の面方向に広がる。一方発熱部品１２表面から輻射される赤外線は、保護膜１３およびグラファイトシート１４に吸収され熱に変わる。グラファイトシート１４に伝わった熱は、その面方向に拡散されるものの、グラファイトシート１４にも発熱部品１２に対向している部分を中心に熱分布が生じてしまう。グラファイトシート１４に熱分布があると、その熱分布に応じてグラファイトシート１４から赤外線が輻射される。その結果としてその熱分布が筐体１８の方にも残ってしまう。

これに対して本実施の形態では、グラファイトシート１４の上に接着層１５を介して赤外線反射膜１６を設けているため、グラファイトシート１４から輻射された赤外線は発熱部品１２側に反射される。そのためグラファイトシート１４の熱分布のうち熱伝導によるものは残るものの、赤外線輻射によるものは影響を避けることができる。さらに赤外線反射膜１６の上には断熱層１７が形成されているため、筐体１８での熱分布を小さいものとすることができる。

なお、接着層１５の熱伝導率が良すぎると、赤外線の輻射よりも接着層１５の熱伝導によってより多くの熱が伝わるため、赤外線反射膜１６による効果が出にくくなる。そのため接着層１５の熱伝導率を０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以下とすることが望ましい。

また接着層１５が薄くなりすぎても赤外線反射膜１６による効果が出にくくなるため、その厚さを１０μｍ以上とすることが望ましい。但し一定の厚さより厚くしても効果は変わらず、全体の厚さが厚くなりすぎるだけであるため、５０μｍ以下とすることが望ましい。なおここで接着層１５の厚さとは、グラファイトシート１４と赤外線反射膜１６とにより挟まれた全ての厚さを意味している。

以上のように構成しても、まだ少し発熱部品の上方を中心に温度分布が残る場合がある。図２は、本発明の一実施の形態における熱遮断シートを用いた電子機器内部の上面図である。ここで発熱部品１２の大きさは約５ｍｍ×５ｍｍであり、グラファイトシート１４の大きさは約３０ｍｍ×３０ｍｍとなっており、赤外線反射膜１６の大きさは約１０ｍｍ×１０ｍｍで、上方から見たときに発熱部品１２を完全に覆うようになっている。また赤外線反射膜１６は上方から見たときに、グラファイトシート１４の内側に完全に重なるように配置されている。このように赤外線反射膜１６の大きさを、発熱部品１２の大きさよりも大きく、かつグラファイトシート１４の大きさよりも小さくし、それぞれが重なるように構成することにより、最も温度が高くなる発熱部品１２の上方の筐体１８では、赤外線反射膜１６により赤外線が反射され温度上昇が抑えられ、その周辺では赤外線反射膜１６のない部分では少し温度が上がるため、全体としての温度分布をより小さくすることができる。

以上の効果を得るためには、赤外線反射膜１６の一辺あたりの大きさを、発熱部品１２の大きさの２倍から４倍にすることが望ましい。

なお、断熱層１７の上にさらに両面テープ等を形成し、これを筐体の内側に貼りあわせするようにすることにより、機器の組み立てを簡略化することができるため、より好ましい。

本発明に係る熱遮断シートは、発熱部品で熱が発生しても、筐体上では温度分布が小さく、不快感を感じにくくすることができ、産業上有用である。

１１ 基板
１２ 発熱部品
１３ 保護膜
１４ グラファイトシート
１５ 接着層
１６ 赤外線反射膜
１７ 断熱層
１８ 筐体

Claims (3)

1. グラファイトシートの第１の面に保護膜を形成し、前記グラファイトシートの前記第１の面とは反対側の第２の面に接着層を介して赤外線反射膜を形成し、さらにその上に断熱層を形成し、前記赤外線反射膜の大きさを、前記グラファイトシートの大きさよりも小さくしたことを特徴とする熱遮断シート。
2. 請求項１の熱遮断シートの前記第１の面側を発熱部品に対向させ、前記第２の面側を筐体に貼りあわせたことを特徴とする熱対策構造。
3. 前記赤外線反射膜の大きさを、前記発熱部品の大きさよりも大きく、かつ前記グラファイトシートの大きさよりも小さくしたことを特徴とする請求項２記載の熱対策構造。
   

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