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JP6842634B2 - Thermally conductive laminate and heat dissipation structure using it - Google Patents

Thermally conductive laminate and heat dissipation structure using it Download PDF

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JP6842634B2
JP6842634B2 JP2016231706A JP2016231706A JP6842634B2 JP 6842634 B2 JP6842634 B2 JP 6842634B2 JP 2016231706 A JP2016231706 A JP 2016231706A JP 2016231706 A JP2016231706 A JP 2016231706A JP 6842634 B2 JP6842634 B2 JP 6842634B2
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一成 濱田
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Description

本発明は、熱伝導積層体と、それを用いた放熱構造に関し、例えば、電子部品など局所的な発熱を吸収する構造として好適である。 The present invention relates to a heat conductive laminate and a heat radiating structure using the same, and is suitable as a structure that absorbs local heat generation such as an electronic component.

従来より、電子部品の処理速度や動作速度の向上や、高出力化に伴って、電子部品から発せられる熱量も増大してきている。電子部品は、許容される温度範囲が設定されており、耐熱温度を超える場合には、動作が不安定になってしまい想定した処理ができなくなる。 Conventionally, the amount of heat generated from electronic components has been increasing along with the improvement of processing speed and operating speed of electronic components and the increase in output. An allowable temperature range is set for electronic components, and if the temperature exceeds the heat resistant temperature, the operation becomes unstable and the expected processing cannot be performed.

このため、発熱量が多い電子部品にあっては、発熱体から熱を強制的に吸収し、発熱部から遠い部位へ速やかに拡散させる方法があり、例えば、ファンによって、熱を帯びた空気を排気したり、発熱体にヒートシンク、ヒートパイプ、放熱シート等を接触させて発熱体から離れた部位へ伝熱し放散したりする、などの方法がある。 For this reason, for electronic components that generate a large amount of heat, there is a method of forcibly absorbing heat from the heating element and quickly diffusing it to a part far from the heat generating part. For example, a fan blows hot air. There are methods such as exhausting, contacting a heat sink, a heat pipe, a heat radiating sheet, etc. with a heating element to transfer heat to a portion distant from the heating element and dissipate it.

また、発熱電子部品と放熱体との間の接触熱抵抗を低減するため、サーマルグリースや放熱ゴム、グラファイトシートなどを用いた熱伝導積層体を間に介在させる構造があり、例えば、特許文献1に開示されている。 Further, in order to reduce the contact thermal resistance between the heat generating electronic component and the heat radiating body, there is a structure in which a heat conductive laminate using thermal grease, heat radiating rubber, a graphite sheet or the like is interposed between them. For example, Patent Document 1 It is disclosed in.

特開2006−303240号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-303240

特許文献1に示す熱伝導積層体は、グラファイトシートと粘着剤層とを交互に積層し、主にグラファイトシートを伝熱させて熱移動を計ることができる。 In the heat conductive laminate shown in Patent Document 1, a graphite sheet and an adhesive layer are alternately laminated, and heat transfer can be measured mainly by transferring heat to the graphite sheet.

この熱伝導積層体を、発熱電子部品とヒートシンクとの間に設ける際には、できる限り隙間が生じないように熱伝導積層体を圧縮させながら、発熱電子部品またはヒートシンクに面接触させる必要が生じることがある。 When this heat conductive laminate is provided between the heat generating electronic component and the heat sink, it is necessary to make surface contact with the heat generating electronic component or the heat sink while compressing the heat conductive laminate so as not to create a gap as much as possible. Sometimes.

しかしながら、熱伝導積層体を圧縮させた場合には、グラファイトシートの撓みが粘着剤から剥がれる方向に作用することで、グラファイトシートと粘着剤層とが剥離し、熱伝導積層体が断裂してしまう虞れがあった。断裂した場合には、熱伝導積層体の伝熱効果が低下してしまう。 However, when the heat conductive laminate is compressed, the deflection of the graphite sheet acts in the direction of peeling from the adhesive, so that the graphite sheet and the adhesive layer are separated and the heat conductive laminate is torn. There was a fear. If it is torn, the heat transfer effect of the heat conductive laminate will be reduced.

そこで本発明の目的とするところは、上述課題に着目し、圧縮負荷による剥離が生じ難い積層構造を有する熱伝導積層体と、それを用いた放熱構造を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to focus on the above-mentioned problems and to provide a heat conductive laminate having a laminated structure in which peeling due to a compression load is unlikely to occur, and a heat radiating structure using the same.

上記目的を達成するため、本発明の熱伝導積層体は、
所定の伝熱面を有し、複数のグラファイトシートが粘着剤を介して並行に積層された熱伝導積層体であって、
前記グラファイトシートは、前記伝熱面に対して、傾いて設けられ、
前記粘着剤は、前記グラファイトシートよりも柔軟性の高い合成樹脂材が適用され、前記グラファイトシートよりも厚く積層され、
これら前記グラファイトシート及び前記粘着剤からなる積層体をさらにグラファイトシートで束ねるように囲う補強部を備える
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the heat conductive laminate of the present invention is used.
A heat conductive laminate having a predetermined heat transfer surface and having a plurality of graphite sheets laminated in parallel via an adhesive.
The graphite sheet is provided so as to be inclined with respect to the heat transfer surface.
As the pressure-sensitive adhesive, a synthetic resin material having higher flexibility than the graphite sheet is applied, and the pressure-sensitive adhesive is laminated thicker than the graphite sheet.
It is characterized by providing a reinforcing portion that further surrounds the laminate made of the graphite sheet and the pressure-sensitive adhesive so as to be bundled with the graphite sheet.

また、本発明の熱伝導積層体を用いた放熱構造は、
回路基板に実装される発熱部品と、
前記回路基板の前記発熱部品実装面の反対面側に設けられるヒートシンクと、
前記回路基板の前記実装面に設けられる貫通孔を介して前記発熱部品と前記ヒートシンクとに接触する請求項1に記載の熱伝導積層体と、を備えた
ことを特徴とする。
Further, the heat dissipation structure using the heat conductive laminate of the present invention is
Heat-generating components mounted on the circuit board and
A heat sink provided on the opposite surface side of the heat generating component mounting surface of the circuit board,
The heat conductive laminate according to claim 1, which comes into contact with the heat generating component and the heat sink through a through hole provided on the mounting surface of the circuit board.

また、前記熱伝導積層体は、前記発熱部品と前記ヒートシンクとの間において、圧縮変形した状態で保持される
ことを特徴とする。
Further, the heat conductive laminate is characterized in that it is held in a compressed and deformed state between the heat generating component and the heat sink.

本発明によれば、圧縮負荷による剥離が生じ難い積層構造を有する熱伝導積層体と、それを用いた放熱構造となる。 According to the present invention, there is a heat conductive laminate having a laminated structure in which peeling due to a compression load is unlikely to occur, and a heat radiating structure using the same.

本発明の実施形態を示す概観図。The general view which shows the embodiment of this invention. 同上実施形態の表示装置の断面図。The cross-sectional view of the display device of the same embodiment. 同上実施形態の第1ユニットの断面図。The cross-sectional view of the first unit of the same embodiment. 同上実施形態の光源部の断面図。The cross-sectional view of the light source part of the same embodiment. 同上実施形態の表示器の断面図。The cross-sectional view of the display of the same embodiment. 同上実施形態の熱伝導部材を示す図。The figure which shows the heat conduction member of the said embodiment. 図6の熱伝導部材の製造過程を示す図。The figure which shows the manufacturing process of the heat conduction member of FIG. 図7の熱伝導部材を切断加工した後の図。The figure after cutting the heat conductive member of FIG. 図5のヒートシンク取り付け前の表示器の断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view of the display before mounting the heat sink in FIG. (a),(b),(c)同上実施形態の熱伝導部材の別例をそれぞれ示す図。(A), (b), (c) The figure which shows another example of the heat conduction member of the same embodiment, respectively. (a),(b)同上実施形態の熱伝導部材の別例をそれぞれ示す図。(A), (b) The figure which shows another example of the heat conduction member of the same embodiment, respectively.

以下、本発明に係る熱伝導積層体と、それを用いた放熱構造について、ヘッドアップディスプレイ装置に実装した実施形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of a heat conductive laminate according to the present invention and a heat radiating structure using the same, which are mounted on a head-up display device, will be described with reference to the accompanying drawings.

ヘッドアップディスプレイ装置は、車両のダッシュボード1に設けられた表示装置2が投射する表示光Lをフロントガラス3によって車両運転者4側に反射させ、虚像Vを表示する。車両運転者4は、虚像Vを風景と重畳させて視認できる。表示装置2は、第1ユニットA1及び第2ユニットB1を備えている。 The head-up display device displays a virtual image V by reflecting the display light L projected by the display device 2 provided on the dashboard 1 of the vehicle toward the vehicle driver 4 by the windshield 3. The vehicle driver 4 can visually recognize the virtual image V superimposed on the landscape. The display device 2 includes a first unit A1 and a second unit B1.

第1ユニットA1は、プロジェクタ10,平面鏡21,透過型スクリーン26,ヒートシンク31,ハウジング41等から構成されている。第2ユニットB1は、反射器50,60,ハウジング71等から構成されている。 The first unit A1 is composed of a projector 10, a plane mirror 21, a transmissive screen 26, a heat sink 31, a housing 41, and the like. The second unit B1 is composed of reflectors 50, 60, a housing 71, and the like.

プロジェクタ10は、フィールドシーケンシャル方式によって、透過型スクリーン26に画像を表示させる。プロジェクタ10は、光源部11,ミラー部12,プリズム13,表示器14,投射レンズ部材15を有しており、ヒートシンク31に固定されている。 The projector 10 displays an image on the transmissive screen 26 by a field sequential method. The projector 10 has a light source unit 11, a mirror unit 12, a prism 13, a display 14, and a projection lens member 15, and is fixed to a heat sink 31.

プロジェクタ10の光源部11は、青色発光ダイオード11a,赤色発光ダイオード11b,緑色発光ダイオード11c,レンズ部材11d,11e,11f,反射ミラー11g,ダイクロイックミラー11h,11i,回路基板11kを有する。レンズ部材11d,11e,11f,反射ミラー11g,ダイクロイックミラー11h,11iは、フレーム部材11mの保持部11vで保持されている。 The light source unit 11 of the projector 10 includes a blue light emitting diode 11a, a red light emitting diode 11b, a green light emitting diode 11c, a lens member 11d, 11e, 11f, a reflection mirror 11g, a dichroic mirror 11h, 11i, and a circuit board 11k. The lens members 11d, 11e, 11f, the reflection mirror 11g, and the dichroic mirrors 11h, 11i are held by the holding portion 11v of the frame member 11m.

青色発光ダイオード11a,赤色発光ダイオード11b,緑色発光ダイオード11cは、トップビュー型LEDからなるものであり、夫々、青色光B,赤色光R,緑色光Gを発する。青色発光ダイオード11a,赤色発光ダイオード11b,緑色発光ダイオード11cは回路基板11kに搭載されている。青色発光ダイオード11a,赤色発光ダイオード11b,緑色発光ダイオード11cが搭載された回路基板11kは、図示しないボルトによってヒートシンク31に固定されている。回路基板11kはヒートシンク31に接しており、青色発光ダイオード11a,赤色発光ダイオード11b,緑色発光ダイオード11cが発した熱は、回路基板11kを介して、ヒートシンク31によって放散される。 The blue light emitting diode 11a, the red light emitting diode 11b, and the green light emitting diode 11c are composed of a top-view type LED, and emit blue light B, red light R, and green light G, respectively. The blue light emitting diode 11a, the red light emitting diode 11b, and the green light emitting diode 11c are mounted on the circuit board 11k. The circuit board 11k on which the blue light emitting diode 11a, the red light emitting diode 11b, and the green light emitting diode 11c are mounted is fixed to the heat sink 31 by bolts (not shown). The circuit board 11k is in contact with the heat sink 31, and the heat generated by the blue light emitting diode 11a, the red light emitting diode 11b, and the green light emitting diode 11c is dissipated by the heat sink 31 via the circuit board 11k.

レンズ部材11d,11e,11fは、夫々、青色発光ダイオード11a,赤色発光ダイオード11b,緑色発光ダイオード11cが発した青色光B,赤色光R,緑色光Gを集光させる。反射ミラー11gは、青色発光ダイオード11aが発してレンズ部材11dで集光された青色光Bを反射させる。ダイクロイックミラー11hは、赤色発光ダイオード11bが発してレンズ部材11eで集光された赤色光Rを反射させると共に、反射ミラー11gで反射された青色光Bを透過させる。ダイクロイックミラー11iは、緑色発光ダイオード11cが発してレンズ部材11fで集光された緑色光Gを反射させると共に、反射ミラー11gやダイクロイックミラー11hで透過または反射された青色光B,赤色光Rを透過させる。 The lens members 11d, 11e, and 11f collect the blue light B, the red light R, and the green light G emitted by the blue light emitting diode 11a, the red light emitting diode 11b, and the green light emitting diode 11c, respectively. The reflection mirror 11g reflects the blue light B emitted by the blue light emitting diode 11a and condensed by the lens member 11d. The dichroic mirror 11h reflects the red light R emitted by the red light emitting diode 11b and condensed by the lens member 11e, and transmits the blue light B reflected by the reflection mirror 11g. The dichroic mirror 11i reflects the green light G emitted by the green light emitting diode 11c and condensed by the lens member 11f, and also transmits the blue light B and the red light R transmitted or reflected by the reflection mirror 11g and the dichroic mirror 11h. Let me.

表示ユニット19は、ミラー部12,プリズム13,表示器14,投射レンズ部材15をケース体18に収容している。表示ユニット19は、光源部11とは直接的には接触していない。プリズム13は、ミラー部12からの光を透過させて表示器14に照射させる。表示器14によって生成された表示光Lは、プリズム13の傾斜面13aによって、投射レンズ部材15に向けて反射される。投射レンズ部材15は、表示光Lを拡大し、平面鏡21に投射する。投射レンズ部材15は、1枚のレンズ部材で構成しても良いし、複数のレンズ部材で構成しても良い。 The display unit 19 houses the mirror unit 12, the prism 13, the display 14, and the projection lens member 15 in the case body 18. The display unit 19 is not in direct contact with the light source unit 11. The prism 13 transmits the light from the mirror unit 12 and irradiates the display 14 with the light. The display light L generated by the display 14 is reflected toward the projection lens member 15 by the inclined surface 13a of the prism 13. The projection lens member 15 magnifies the display light L and projects it onto the plane mirror 21. The projection lens member 15 may be composed of one lens member or a plurality of lens members.

平面鏡21は、保持部材23に保持されており、プロジェクタ10からの表示光Lを透過型スクリーン26に反射させる。透過型スクリーン26は保持部材24に保持されており、プロジェクタ10からの表示光Lが透過型スクリーン26に結像される。ヒートシンク31は、アルミニウム等の金属からなるものであり、複数の放熱フィン31aを有している。平面鏡21及び透過型スクリーン26は、保持部材23,24を介して、ヒートシンク31に固定されている。ハウジング41は、不透明な樹脂(例えばポリカーボネート)や金属を組み合わせてなるものであり、プロジェクタ10,平面鏡21,透過型スクリーン26等を収容する。ハウジング41には、表示光Lが出射する窓部41aが形成されている。 The plane mirror 21 is held by the holding member 23, and reflects the display light L from the projector 10 on the transmissive screen 26. The transmissive screen 26 is held by the holding member 24, and the display light L from the projector 10 is imaged on the transmissive screen 26. The heat sink 31 is made of a metal such as aluminum and has a plurality of heat radiation fins 31a. The plane mirror 21 and the transmissive screen 26 are fixed to the heat sink 31 via the holding members 23 and 24. The housing 41 is made of a combination of an opaque resin (for example, polycarbonate) or a metal, and houses a projector 10, a plane mirror 21, a transmissive screen 26, and the like. The housing 41 is formed with a window portion 41a from which the display light L is emitted.

反射器50は、平面鏡51及び支持部材52を有している。平面鏡51は、第1ユニットA1からの表示光Lを凹面鏡61に反射させる。支持部材52は、ハウジング71に固定されており、平面鏡35を保持する。反射器60は、凹面鏡61,ミラーホルダー62,ステッピングモータ63,支持部材64を有している。凹面鏡61は、樹脂(例えばポリカーボネート)に金属(例えばアルミニウム)を蒸着させ反射面61aを形成している。反射面61aは凹面となっており、平面鏡51にて反射された表示光Lが拡大されて虚像Vが表示される。凹面鏡61はミラーホルダー62に両面粘着テープにより接着されている。ミラーホルダー62は樹脂(例えばABS)からなるものであり、歯車部65及び軸部66が一体に形成されている。 The reflector 50 has a plane mirror 51 and a support member 52. The plane mirror 51 reflects the display light L from the first unit A1 on the concave mirror 61. The support member 52 is fixed to the housing 71 and holds the plane mirror 35. The reflector 60 includes a concave mirror 61, a mirror holder 62, a stepping motor 63, and a support member 64. The concave mirror 61 is formed by depositing a metal (for example, aluminum) on a resin (for example, polycarbonate) to form a reflective surface 61a. The reflecting surface 61a is concave, and the display light L reflected by the plane mirror 51 is magnified to display the virtual image V. The concave mirror 61 is adhered to the mirror holder 62 with double-sided adhesive tape. The mirror holder 62 is made of resin (for example, ABS), and the gear portion 65 and the shaft portion 66 are integrally formed.

ステッピングモータ63の回動軸には歯車67が取付けられており、この歯車67は、ミラーホルダー62の歯車部65と噛合されている。凹面鏡61はミラーホルダー62と共に回動可能な状態で支持されており、ステッピングモータ63により凹面鏡61を回動させ、表示光Lの投射方向を調整できる。車両運転者4は、押しボタンスイッチ(図示しない)を操作し表示光Lが目の位置に反射されるように(即ち、虚像Vを視認できるように)凹面鏡61の角度を調整する。 A gear 67 is attached to the rotating shaft of the stepping motor 63, and the gear 67 is meshed with the gear portion 65 of the mirror holder 62. The concave mirror 61 is supported in a rotatable state together with the mirror holder 62, and the concave mirror 61 can be rotated by the stepping motor 63 to adjust the projection direction of the display light L. The vehicle driver 4 operates a push button switch (not shown) to adjust the angle of the concave mirror 61 so that the display light L is reflected at the eye position (that is, the virtual image V can be visually recognized).

ハウジング71は、不透明な樹脂(例えばポリプロピレン)からなり、反射器50,60が収容される。ハウジング71には遮光壁71aが設けられており、太陽光等の外光が透過型スクリーン26に入射し虚像Vが見えにくくなる現象(ウォッシュアウト)を防止している。遮光壁71aは平板形状になっており、ハウジング71の上部から斜めに垂下するように形成されている。ハウジング71の上面には、表示光Lが出射する開口部71bが形成されており、この開口部71bには、透光性カバー72が貼着されている。透光性カバー72は、ポリカーボネート等の透明樹脂からなるものであり、湾曲形状になっている。 The housing 71 is made of an opaque resin (eg polypropylene) and houses the reflectors 50 and 60. The housing 71 is provided with a light-shielding wall 71a to prevent a phenomenon (washout) in which external light such as sunlight is incident on the transmissive screen 26 and the virtual image V becomes difficult to see. The light-shielding wall 71a has a flat plate shape, and is formed so as to hang diagonally from the upper part of the housing 71. An opening 71b from which the display light L is emitted is formed on the upper surface of the housing 71, and a translucent cover 72 is attached to the opening 71b. The translucent cover 72 is made of a transparent resin such as polycarbonate and has a curved shape.

次に、図5に基づいて、表示器14について詳述する。 Next, the display 14 will be described in detail with reference to FIG.

表示器14は、反射型表示素子141と、回路基板142と、ヒートシンク143と、熱伝導積層体144と、スペーサ145とを備えている。 The display 14 includes a reflective display element 141, a circuit board 142, a heat sink 143, a heat conductive laminate 144, and a spacer 145.

反射型表示素子141は、DMD(Digital Micromirror Device)141aとソケット141bとからなるものであり、回路基板142に搭載されている。DMD141aは、多数の微小な鏡面を平面に配列したものであり、ソケット141bに保持されている。 The reflective display element 141 includes a DMD (Digital Micromirror Device) 141a and a socket 141b, and is mounted on a circuit board 142. The DMD 141a is a plane in which a large number of minute mirror surfaces are arranged, and is held in the socket 141b.

DMD141aは、可動式のミラー素子を複数備え、このミラー素子の下部に設けた電極を非常に短い時間で駆動することにより、各ミラー素子の鏡面を、ヒンジを支点に傾斜させる。例えば、ミラー素子がオンのときは、ヒンジを支点に+12度傾斜し、表示ユニット19から出射された表示光Lを反射し、プリズム13等を介してスクリーン26へ届ける。オフのときは、ヒンジを支点に−12度傾斜し、表示光Lはプリズム13方向に反射しない。このように、表示画像を表す表示画像データに基づき各ミラー素子を個別に駆動することにより、表示光Lを選択的にスクリーン26へ投射することで、所望の輝度、所望の色の表示画像を後述するスクリーン26に生成する。また、電力を用いてミラー素子を高速に切り替えるために、発熱電子部品(発熱部品)となる。 The DMD 141a includes a plurality of movable mirror elements, and by driving the electrodes provided under the mirror elements in a very short time, the mirror surface of each mirror element is tilted with the hinge as a fulcrum. For example, when the mirror element is on, it is tilted by +12 degrees with the hinge as a fulcrum, reflects the display light L emitted from the display unit 19, and delivers it to the screen 26 via a prism 13 or the like. When it is off, it is tilted by -12 degrees with the hinge as the fulcrum, and the display light L is not reflected in the direction of the prism 13. In this way, by individually driving each mirror element based on the display image data representing the display image, the display light L is selectively projected onto the screen 26 to obtain a display image having a desired brightness and a desired color. It is generated on the screen 26 described later. Further, in order to switch the mirror element at high speed by using electric power, it becomes a heat generating electronic component (heat generating component).

回路基板142は、硬質配線基板を適用でき、ソケット141bを介してDMD141aへの駆動信号を供給する配線パターンが形成される。回路基板142は、DMD141aの実装面側の一部がヒートシンク143側から臨めるように開口する貫通孔142aを有する。 A hard wiring board can be applied to the circuit board 142, and a wiring pattern for supplying a drive signal to the DMD 141a via the socket 141b is formed. The circuit board 142 has a through hole 142a that opens so that a part of the mounting surface side of the DMD 141a faces from the heat sink 143 side.

ヒートシンク143は、アルミニウム等の金属材が好適である。この場合、ヒートシンク143は、熱伝導積層体144に対向する面を平滑な面とし、この面の反対側には、大きな表面積によって空気中への放熱を計るフィン形状が形成されている。ヒートシンク143は、ハウジング41と一体に設けることもでき、ハウジング41の外側に前記フィン形状を形成することで、効率のよい放熱が期待できる。 The heat sink 143 is preferably made of a metal material such as aluminum. In this case, the heat sink 143 has a smooth surface facing the heat conductive laminate 144, and a fin shape for measuring heat dissipation into the air is formed on the opposite side of this surface with a large surface area. The heat sink 143 can be provided integrally with the housing 41, and by forming the fin shape on the outside of the housing 41, efficient heat dissipation can be expected.

熱伝導積層体144は、図6に示すように、複数のグラファイトシート144aが粘着剤144bを介して並行に積層して形成される。また、熱伝導積層体144は、他の部材に接触する伝熱面144cを対向して一対有しており、一方を発熱部品、他方を放熱部品が接触するように用いられる。 As shown in FIG. 6, the heat conductive laminate 144 is formed by laminating a plurality of graphite sheets 144a in parallel via an adhesive 144b. Further, the heat conductive laminate 144 has a pair of heat transfer surfaces 144c that come into contact with other members, and is used so that one is in contact with a heat generating component and the other is in contact with a heat radiating component.

グラファイトシート144aは、熱伝導積層体144がDMD141aとヒートシンク143に接する伝熱面144c間を繋ぐように積層される。また、グラファイトシート144aは、グラファイト結晶のa−b面方向ABが、グラファイトシート144aの面に沿って形成されており、この面方向での熱伝導を特に良好にしている。グラファイトシート144aは、厚さが0.1ミリメートル以下で、グラファイト粒子が安定した人工グラファイトシートが好適である。 The graphite sheet 144a is laminated so that the heat conductive laminate 144 connects between the DMD 141a and the heat transfer surface 144c in contact with the heat sink 143. Further, in the graphite sheet 144a, the ab plane direction AB of the graphite crystal is formed along the plane of the graphite sheet 144a, and the heat conduction in this plane direction is particularly good. As the graphite sheet 144a, an artificial graphite sheet having a thickness of 0.1 mm or less and stable graphite particles is suitable.

粘着剤144bは、比較的熱伝導率の高い硬化型の合成樹脂材が好適であり、この場合、シリコーンゴムに熱伝導を高めるフィラー材を混ぜたものをグラファイトシート144a面に塗布して層状にしている。粘着剤144bは、硬化した後でも、グラファイトシート144aよりも柔軟性の高い材質が選定され、グラファイトシート144aよりも厚くなるように積層される。粘着剤144bの厚み設定によって、熱伝導積層体144の柔軟性をコントロールできる。 The pressure-sensitive adhesive 144b is preferably a curable synthetic resin material having a relatively high thermal conductivity. In this case, a mixture of silicone rubber and a filler material that enhances thermal conductivity is applied to the surface of the graphite sheet 144a to form a layer. ing. The pressure-sensitive adhesive 144b is selected from a material having higher flexibility than the graphite sheet 144a even after being cured, and is laminated so as to be thicker than the graphite sheet 144a. The flexibility of the heat conductive laminate 144 can be controlled by setting the thickness of the pressure-sensitive adhesive 144b.

なお、グラファイトシート144aと粘着剤144bとの厚さの比率は、伝熱面144c,144c間の熱抵抗R1が所定の値になるように設定されるが、熱伝導積層体144の伝熱方向Xに垂直な断面積をS、厚さをT、伝熱方向の等価熱伝導率λとしたとき、「R1=T/λS」で示される。 The thickness ratio of the graphite sheet 144a and the pressure-sensitive adhesive 144b is set so that the thermal resistance R1 between the heat transfer surfaces 144c and 144c becomes a predetermined value, but the heat transfer direction of the heat transfer laminate 144. When the cross-sectional area perpendicular to X is S, the thickness is T, and the equivalent thermal conductivity λ in the heat transfer direction is λ, it is represented by “R1 = T / λS”.

等価熱伝導率λは、グラファイトシート144aの厚さや、結晶のa−b面方向ABの熱伝導率、c軸の熱伝導率、粘着剤144bの厚さなどによって、決定されるが、シミュレーションや経験的に求めることもできる。 The equivalent thermal conductivity λ is determined by the thickness of the graphite sheet 144a, the thermal conductivity of the crystal in the ab plane direction AB, the thermal conductivity of the c-axis, the thickness of the adhesive 144b, etc. It can also be empirically requested.

熱伝導積層体144は、液状の粘着剤144bをスキージを用いて平らに延ばした上にグラファイトシート144aを重ね、さらに粘着剤144bを重ねて延ばす工程を所定回数繰り返し、粘着剤144bが硬化させて、図7に示すように、グラファイトシート144aが並行に設けられた積層母材144dを作製する。なお、図6乃至図8におけるHは高さ、LとWは、伝熱面144cの幅と奥行寸法を示す。 In the heat conductive laminate 144, the liquid pressure-sensitive adhesive 144b was flattened using a squeegee, the graphite sheet 144a was laminated, and the process of further stacking and stretching the pressure-sensitive adhesive 144b was repeated a predetermined number of times to cure the pressure-sensitive adhesive 144b. , As shown in FIG. 7, a laminated base material 144d in which graphite sheets 144a are provided in parallel is produced. In FIGS. 6 to 8, H indicates the height, and L and W indicate the width and depth of the heat transfer surface 144c.

次に、この積層母材144dを図7の二点鎖線に示すように、積層面の垂直よりも少し傾斜した面で、ワイヤーソーを用いて切り分けられ、図8に示す断面の積層体144eが得られる。この積層体144eを、さらに高さH方向(二点鎖線)に沿って切り分けることによって、伝熱方向Xとなる高さ(厚さ)H方向において、グラファイトシート144aのシート面、即ちグラファイト結晶のa−b面が傾斜状態で積層される熱伝導積層体144が得られる。 Next, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 7, the laminated base material 144d is cut by a wire saw on a surface slightly inclined from the vertical of the laminated surface, and the laminated body 144e having a cross section shown in FIG. 8 is formed. can get. By further cutting the laminated body 144e along the height H direction (dashed line), the sheet surface of the graphite sheet 144a, that is, the graphite crystal, is formed in the height (thickness) H direction which is the heat transfer direction X. A heat transfer laminate 144 in which the ab planes are laminated in an inclined state is obtained.

スペーサ145は、回路基板142とヒートシンク143との間の距離を設定するもので、熱変形量が少なく熱伝導率の高い部材が好適であり、例えば合成樹脂や金属を適用できる。スペーサ145は、図9に示すように、DMD141aの実装面からソケット141b,回路基板142,スペーサ145のそれぞれの公差を含む寸法Dが、熱伝導積層体144の高さ寸法Hよりも若干小さくなるように該距離が設定される。 The spacer 145 sets the distance between the circuit board 142 and the heat sink 143, and a member having a small amount of thermal deformation and high thermal conductivity is suitable, and for example, synthetic resin or metal can be applied. As shown in FIG. 9, the spacer 145 has a dimension D including the tolerances of the socket 141b, the circuit board 142, and the spacer 145 from the mounting surface of the DMD 141a, which is slightly smaller than the height dimension H of the heat conductive laminate 144. The distance is set as such.

即ち、ヒートシンク143を組み付けることによって、前記寸法Dと高さ寸法Hとの差分だけ、ヒートシンク143とDMD141aとが熱伝導積層体144を圧縮して挟み込むことができる。また、垂直に圧縮される伝熱面144cとグラファイトシート144a面とが垂直でないため、該圧縮によって熱伝導積層体144が変形し易くなる。さらに、この際、グラファイトシート144aが圧縮される方向に対して同じ向きに傾いて配置されるため、撓み方向も一定になる。このため。グラファイトシート144a同士の間隔が変化し難くなるため、粘着剤144bとの剥離が生じ難くなる。 That is, by assembling the heat sink 143, the heat sink 143 and the DMD 141a can compress and sandwich the heat conductive laminate 144 by the difference between the dimension D and the height dimension H. Further, since the heat transfer surface 144c that is vertically compressed and the graphite sheet 144a surface are not vertical, the heat conduction laminate 144 is easily deformed by the compression. Further, at this time, since the graphite sheet 144a is arranged so as to be inclined in the same direction with respect to the compression direction, the bending direction is also constant. For this reason. Since the distance between the graphite sheets 144a is less likely to change, peeling from the adhesive 144b is less likely to occur.

斯かる熱伝導積層体144は、所定の伝熱面144cを有し、複数のグラファイトシート144aが粘着剤144bを介して並行に積層され、グラファイトシート144aは、伝熱面144cに対して、傾いて設けられる。従って、圧縮負荷による剥離が生じ難い積層構造を有する熱伝導積層体となる。 Such a heat conductive laminate 144 has a predetermined heat transfer surface 144c, a plurality of graphite sheets 144a are laminated in parallel via an adhesive 144b, and the graphite sheet 144a is inclined with respect to the heat transfer surface 144c. Is provided. Therefore, the heat conductive laminated body has a laminated structure in which peeling due to a compression load is unlikely to occur.

また、粘着剤144bは、グラファイトシート144aよりも柔軟性の高い合成樹脂材が適用され、グラファイトシート144aよりも厚く積層されることによって、圧縮負荷により変形できる。このため、関連する部品の寸法公差や、経年変化や熱による変形により寸法が変化しても、熱伝導積層体144の弾性変形によって公差や寸法変化を吸収し、ヒートシンク143や発熱部品(反射型表示素子141)との接触状態を良好に維持できる。 Further, the pressure-sensitive adhesive 144b can be deformed by a compression load by applying a synthetic resin material having higher flexibility than the graphite sheet 144a and laminating it thicker than the graphite sheet 144a. Therefore, even if the dimensional tolerance of related parts changes due to aging or deformation due to heat, the elastic deformation of the heat conductive laminate 144 absorbs the tolerance and dimensional change, and the heat sink 143 and heat generating parts (reflective type) A good contact state with the display element 141) can be maintained.

また、回路基板142に実装される発熱部品(反射型表示素子141)と、回路基板142の前記発熱部品実装面の反対面側に設けられるヒートシンク143と、回路基板142の前記実装面に設けられる貫通孔142aを介して前記発熱部品とヒートシンク143とに接触する。また、熱伝導積層体144は、前記発熱部品とヒートシンク143との間において、圧縮変形した状態で保持される。これにより、熱伝導積層体144が変形しながら伝熱のための接触状態を維持できる。また、圧縮負荷による剥離が生じ難い積層構造を有する熱伝導積層体を用いた放熱構造となる。 Further, the heat generating component (reflective display element 141) mounted on the circuit board 142, the heat sink 143 provided on the opposite surface side of the heat generating component mounting surface of the circuit board 142, and the mounting surface of the circuit board 142 are provided. The heat generating component and the heat sink 143 come into contact with each other through the through hole 142a. Further, the heat conductive laminate 144 is held in a state of being compressed and deformed between the heat generating component and the heat sink 143. As a result, the heat conductive laminate 144 can be deformed while maintaining a contact state for heat transfer. Further, the heat dissipation structure uses a heat conductive laminated body having a laminated structure in which peeling due to a compression load is unlikely to occur.

なお、本発明を上述した実施の形態の構成にて例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の構成においても、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良、並びに表示の変更が可能なことは勿論である。例えば、上述実施の形態にあっては、グラファイトシート144aが平板状に積層されるものを示したが、上述したように圧縮方向(伝熱方向X)に対して一部傾斜形状を有していれば作用を得ることができ、例えば、図10(a)(b)(c)にそれぞれ示すように、予め湾曲、または屈曲形状としたグラファイトシート1441aを粘着層1441bを介在させて積層することで形成するものであってもよい。これら熱伝導積層体1441〜1443が圧縮荷重を受けた際に、上述した実施形態と同様の作用を得ることができる。 Although the present invention has been described by way of examples in the configuration of the above-described embodiment, the present invention is not limited to this, and other configurations may vary as long as the gist of the present invention is not deviated. Of course, it is possible to improve and change the display. For example, in the above-described embodiment, the graphite sheets 144a are laminated in a flat plate shape, but as described above, they have a partially inclined shape with respect to the compression direction (heat transfer direction X). For example, as shown in FIGS. 10A, 10B, and 10C, a graphite sheet 1441a having a curved or bent shape in advance is laminated with an adhesive layer 1441b interposed therebetween. It may be formed by. When these heat conductive laminates 1441 to 1443 are subjected to a compressive load, the same operation as that of the above-described embodiment can be obtained.

また、熱伝導積層体は、図11に示すように、その表面に、グラファイトシート、または熱伝導率の高い合成樹脂材にて覆う補強部144f,144gを設けて熱伝導積層体1444,1445として適用することもでき、補強部144f,144gに囲われて、束ねられたように内在するグラファイトシート144aと粘着剤144bとがさらに剥離し難い構造となる。 Further, as shown in FIG. 11, the heat conductive laminate is provided with reinforcing portions 144f, 144 g covered with a graphite sheet or a synthetic resin material having high thermal conductivity on the surface thereof to form the heat conductive laminates 1444, 1445. It can also be applied, and the graphite sheet 144a and the pressure-sensitive adhesive 144b, which are surrounded by the reinforcing portions 144f and 144g and are contained as if they are bundled, have a structure that is more difficult to peel off.

また、発熱部品としてDMD141aを適用した実施形態について説明したが、光源部11や他の電子部品を発熱部品として適用し、この発熱部品の熱を離れた位置へ伝熱するために上述の熱伝導積層体144を用いることができ、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。 Further, although the embodiment in which the DMD 141a is applied as the heat generating component has been described, the above-mentioned heat conduction is performed in order to apply the light source unit 11 and other electronic components as the heat generating component and transfer the heat of the heat generating component to a distant position. The laminated body 144 can be used, and the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained.

本発明は、熱伝導積層体と、熱伝導積層体を用いた放熱構造に関して、例えば、自動車やオートバイ、あるいは農業機械や建設機械を備えた移動体に搭載され、車両情報やターンバイターン表示等の道路情報などを投影表示する車載ヘッドアップディスプレイとして好適である。 The present invention relates to a heat conductive laminate and a heat dissipation structure using the heat conductive laminate, and is mounted on, for example, an automobile, a motorcycle, or a moving body equipped with an agricultural machine or a construction machine, and exhibits vehicle information, turn-by-turn display, etc. It is suitable as an in-vehicle head-up display that projects and displays road information and the like.

11 光源部
21 平面鏡
141 反射型表示素子
141a DMD(発熱部品)
142 回路基板
143 ヒートシンク
144 熱伝導積層体
144a グラファイトシート
144b 粘着剤
144c 伝熱面
L 表示光
X 伝熱方向(圧縮方向)
11 Light source unit 21 Plane mirror 141 Reflective display element 141a DMD (heat generating component)
142 Circuit board 143 Heat sink 144 Heat transfer laminate 144a Graphite sheet 144b Adhesive 144c Heat transfer surface L Display light X Heat transfer direction (compression direction)

Claims (3)

所定の伝熱面を有し、複数のグラファイトシートが粘着剤を介して並行に積層された熱伝導積層体であって、
前記グラファイトシートは、前記伝熱面に対して、傾いて設けられ、
前記粘着剤は、前記グラファイトシートよりも柔軟性の高い合成樹脂材が適用され、前記グラファイトシートよりも厚く積層され、
これら前記グラファイトシート及び前記粘着剤からなる積層体をさらにグラファイトシートで束ねるように囲う補強部を備える
ことを特徴とする熱伝導積層体。
A heat conductive laminate having a predetermined heat transfer surface and having a plurality of graphite sheets laminated in parallel via an adhesive.
The graphite sheet is provided so as to be inclined with respect to the heat transfer surface.
As the pressure-sensitive adhesive, a synthetic resin material having higher flexibility than the graphite sheet is applied, and the pressure-sensitive adhesive is laminated thicker than the graphite sheet.
A heat conductive laminate comprising a reinforcing portion that further surrounds the laminate made of the graphite sheet and the pressure-sensitive adhesive so as to be bundled with the graphite sheet.
回路基板に実装される発熱部品と、
前記回路基板の前記発熱部品実装面の反対面側に設けられるヒートシンクと、
前記回路基板の前記実装面に設けられる貫通孔を介して前記発熱部品と前記ヒートシンクとに接触する請求項1に記載の熱伝導積層体と、を備えた
ことを特徴とする熱伝導積層体を用いた放熱構造。
Heat-generating components mounted on the circuit board and
A heat sink provided on the opposite surface side of the heat generating component mounting surface of the circuit board,
The heat conductive laminate according to claim 1, wherein the heat conductive component and the heat sink come into contact with each other through a through hole provided on the mounting surface of the circuit board. The heat dissipation structure used.
前記熱伝導積層体は、前記発熱部品と前記ヒートシンクとの間において、圧縮変形した状態で保持される
ことを特徴とする請求項2に記載の熱伝導積層体を用いた放熱構造。
The heat-dissipating structure using the heat-conducting laminate according to claim 2, wherein the heat-conducting laminate is held in a compression-deformed state between the heat-generating component and the heat sink.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2961094B2 (en) * 1997-12-08 1999-10-12 住友商事株式会社 Heat-dissipating molded plate covering the semiconductor substrate on which the integrated circuit chip is mounted
JP2001237355A (en) * 2000-02-23 2001-08-31 Norio Watanabe Heat transmitting method, heat sink and manufacturing method therefor
JP4868547B2 (en) * 2006-06-08 2012-02-01 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション HEAT CONDUCTIVE MODULE, ITS MANUFACTURING METHOD, AND HIGHLY HEAT CONDUCTIVE AND FLEXIBLE SEAT
JP2008199039A (en) * 2008-03-12 2008-08-28 Toyo Tanso Kk Heat dissipation structure and method for using heat conduction sheet
JP2010003981A (en) * 2008-06-23 2010-01-07 Kaneka Corp Heat-conducting sheet with graphite oriented in thickness direction
JP2015087508A (en) * 2013-10-30 2015-05-07 三菱電機株式会社 Projection type display device
WO2016166959A1 (en) * 2015-04-13 2016-10-20 パナソニックIpマネジメント株式会社 Heat conduction sheet and manufacturing method for same

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