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公開番号2021093524
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210617
出願番号2020186923
出願日20201110
発明の名称熱伝導体
出願人株式会社昭和丸筒
代理人
主分類H01L 23/36 20060101AFI20210521BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】実質的な熱伝導性に優れる熱伝導体を提供する。
【解決手段】熱伝導体は、複数の熱伝導部10と、柔軟性を有する樹脂材料を含む材料で構成され、各熱伝導部を接合する接合部20とを備える。熱伝導部には、熱伝導部と接合部との積層方向について、一方の面から他方の面に貫通する孔部11が設けられており、孔部の少なくとも一部には樹脂材料21が侵入している。単一の熱伝導部中に孔部が複数個設けられており、当該熱伝導部の面内方向での隣り合う孔部の間隔が300μm以上1000μm以下であることが好ましい。また、孔部を介して、当該孔部が設けられた熱伝導部の内部に樹脂材料が侵入していることが好ましい。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
複数の熱伝導部と、
柔軟性を有する樹脂材料を含む材料で構成され、前記各熱伝導部を接合する接合部とを備え、
前記熱伝導部には、前記熱伝導部と前記接合部との積層方向について、一方の面から他方の面に貫通する孔部が設けられており、
前記孔部の少なくとも一部には前記樹脂材料が侵入していることを特徴とする熱伝導体。
続きを表示(約 950 文字)【請求項2】
前記熱伝導部は、黒鉛を含むものである請求項1に記載の熱伝導体。
【請求項3】
前記熱伝導部は、金属材料を含むものである請求項1に記載の熱伝導体。
【請求項4】
前記金属材料は、Alを含むものである請求項3に記載の熱伝導体。
【請求項5】
前記熱伝導部は、実質的に、単一成分で構成されたものである請求項1〜4のいずれか一項に記載の熱伝導体。
【請求項6】
前記接合部は、前記樹脂材料に加えて、金属粒子を含むものである請求項1〜5のいずれか一項に記載の熱伝導体。
【請求項7】
前記孔部の直径は、30μm以上500μm以下である請求項1〜6のいずれか一項に記載の熱伝導体。
【請求項8】
単一の前記熱伝導部中に前記孔部が複数個設けられており、
当該熱伝導部の面内方向での隣り合う前記孔部の間隔が300μm以上1000μm以下である請求項1〜7のいずれか一項に記載の熱伝導体。
【請求項9】
前記孔部を介して、当該孔部が設けられた前記熱伝導部の内部に前記樹脂材料が侵入している請求項1〜8のいずれか一項に記載の熱伝導体。
【請求項10】
前記積層方向から観察した際に、複数の前記熱伝導部で、重なり合わない前記孔部が存在している請求項1〜9のいずれか一項に記載の熱伝導体。
【請求項11】
前記積層方向についての、前記熱伝導部の厚さが5μm以上500μm以下である請求項1〜10のいずれか一項に記載の熱伝導体。
【請求項12】
前記積層方向についての、前記接合部の厚さが0.1μm以上1000μm以下である請求項1〜11のいずれか一項に記載の熱伝導体。
【請求項13】
前記樹脂材料は、環状分子と、直鎖状の分子構造を有し前記環状分子を串刺し状に包接する第1のポリマーと、前記第1のポリマーの両端付近に設けられた封鎖基とを有するポリロタキサン、及び、第2のポリマーを含み、前記環状分子を介して、前記ポリロタキサンと前記第2のポリマーとが結合しているものである請求項1〜12のいずれか一項に記載の熱伝導体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、熱伝導体に関する。
続きを表示(約 4,000 文字)【背景技術】
【0002】
近年、電子機器や車両用ヘッドライト、車載電池等の発熱部材に対する放熱対策が急務となっている。例えば、コンピューターの中央演算処理装置、画像処理用演算プロセッサ、スマートフォンのSoC、組み込み機器のDSPやマイコン、あるいはトランジスタ等の半導体素子、発光ダイオードやエレクトロルミネッセンス、液晶等の発光体といった電子部品の小型化、高集積化により、発熱量が大きくなる傾向にある。これらの電子部品の発熱による装置やシステムの寿命低下、誤作動が問題となってきており、電子部品の放熱対策への要求は、年々高まってきている。
【0003】
このような発熱部材等の高温部材に対する対策として、空冷ファンを用いた強制冷却の他、金属製の放熱フィンやペルチェ素子等の放熱部材が使用されている。このような放熱部材は、発熱体と熱的に接続する面において、界面に断熱層となる空気層が形成されるのを防ぐために、グリスが塗布されてきた。しかしながら、一般的なグリスは熱伝導性が高くない。そのため、熱伝導率が比較的高いダイヤモンドを分散させたダイヤモンドグリスも用いられている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
しかしながら、ダイヤモンドグリスは、高価である。また、ダイヤモンドグリスを用いた場合でも、十分な熱伝導性を得ることは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特表2017−530220号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の目的は、実質的な熱伝導性に優れる熱伝導体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の熱伝導体は、複数の熱伝導部と、
柔軟性を有する樹脂材料を含む材料で構成され、前記各熱伝導部を接合する接合部とを備え、
前記熱伝導部には、前記熱伝導部と前記接合部との積層方向について、一方の面から他方の面に貫通する孔部が設けられており、
前記孔部の少なくとも一部には前記樹脂材料が侵入していることを特徴とする。
【0008】
本発明では、前記熱伝導部は、黒鉛を含むものであることが好ましい。
【0009】
本発明では、前記熱伝導部は、金属材料を含むものであることが好ましい。
【0010】
本発明では、前記金属材料は、Alを含むものであることが好ましい。
【0011】
本発明では、前記熱伝導部は、実質的に、単一成分で構成されたものであることが好ましい。
【0012】
本発明では、前記接合部は、前記樹脂材料に加えて、金属粒子を含むものであることが好ましい。
【0013】
本発明では、前記孔部の直径は、30μm以上500μm以下であることが好ましい。
【0014】
本発明では、単一の前記熱伝導部中に前記孔部が複数個設けられており、
当該熱伝導部の面内方向での隣り合う前記孔部の間隔が300μm以上1000μm以下であることが好ましい。
【0015】
本発明では、前記孔部を介して、当該孔部が設けられた前記熱伝導部の内部に前記樹脂材料が侵入していることが好ましい。
【0016】
本発明では、前記積層方向から観察した際に、複数の前記熱伝導部で、重なり合わない前記孔部が存在していることが好ましい。
【0017】
本発明では、前記積層方向についての、前記熱伝導部の厚さが5μm以上500μm以下であることが好ましい。
【0018】
本発明では、前記積層方向についての、前記接合部の厚さが0.1μm以上1000μm以下であることが好ましい。
【0019】
本発明では、前記樹脂材料は、環状分子と、直鎖状の分子構造を有し前記環状分子を串刺し状に包接する第1のポリマーと、前記第1のポリマーの両端付近に設けられた封鎖基とを有するポリロタキサン、及び、第2のポリマーを含み、前記環状分子を介して、前記ポリロタキサンと前記第2のポリマーとが結合しているものであることが好ましい。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、実質的な熱伝導性に優れる熱伝導体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
本発明の熱伝導体の一例を模式的に示す斜視図である。
本発明の熱伝導体の他の一例を模式的に示す斜視図である。
積層された熱伝導部及び接合部の部分を拡大して模式的に示す断面図である。
本発明の熱伝導体を構成する熱伝導部の一例を模式的に示す平面図である。
積層された複数の熱伝導部を分解して示す模式的な一部分解斜視図である。
接合部を構成する樹脂材料の一例の概念図である。
鱗片状黒鉛で構成された熱伝導部形成用シートを模式的に示す断面図である。
孔部が設けられた熱伝導部形成用シートに、接合部形成用組成物を付与した状態を模式的に示す断面図である。
接合部形成用組成物付与工程、巻回工程に用いる装置の一例を模式的に示す図である。
切開工程で得られた切開体を模式的に示す図である。
切開体を押圧して、切開体の平坦性をより高くした状態を模式的に示す図である。
スライス工程の様子を模式的に示す図である。
図1に示す熱伝導体の使用形態の一例を模式的に示す図である。
図2に示す熱伝導体の使用形態の一例を模式的に示す図である。
図2に示す熱伝導体の使用形態の一例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【0023】
[1]熱伝導体
まず、本発明の熱伝導体について説明する。
図1は、本発明の熱伝導体の一例を模式的に示す斜視図である。図2は、本発明の熱伝導体の他の一例を模式的に示す斜視図である。図3は、積層された熱伝導部及び接合部の部分を拡大して模式的に示す断面図である。図4は、本発明の熱伝導体を構成する熱伝導部の一例を模式的に示す平面図である。図5は、積層された複数の熱伝導部を分解して示す模式的な一部分解斜視図である。図6は、接合部を構成する樹脂材料の一例の概念図である。
【0024】
なお、本明細書で参照する図面においては、各部材間の関係をわかりやすくするために、一部を縮小あるいは拡大して示している場合があり、図面に示す各部材間での大きさの比率は、実際の各部材間での大きさの比率を表しているものではない。
【0025】
後に詳述するように、熱伝導体1は、所定の方向での熱伝導性に優れるものであり、例えば、熱伝導体1に冷却すべき部材等を接触させることにより用いられるものである。
【0026】
熱伝導体1は、複数の熱伝導部10と、柔軟性を有する樹脂材料21を含む材料で構成され、各熱伝導部10を接合する接合部20とを備える。言い換えると、熱伝導体1は、複数の熱伝導部10と接合部20とを有する複合積層体である。熱伝導部10には、熱伝導部10と接合部20との積層方向について、一方の面から他方の面に貫通する孔部11が設けられている。孔部11の少なくとも一部には樹脂材料21が侵入している。熱伝導部10及び接合部20は、これらの表面の少なくとも一部が、熱伝導体1の使用時において、熱伝導体1が適用される部材と接触可能な形態で配置されている。
【0027】
これにより、熱伝導体1が適用される部材と熱伝導体1との密着性を優れたものとすることができ、前記部材と熱伝導体1との間での実質的な熱伝導性を優れたものとすることができる。特に、熱伝導部10に設けられた孔部11に樹脂材料21が侵入していることにより、熱伝導部10と接合部20との接合をより強固にすることができ、熱伝導体1が適用される部材、例えば、冷却すべき部材等の表面形状への形状適合性や熱伝導体1の耐久性をより良好なものとすることができる。
【0028】
熱伝導体1は、少なくとも1つの接合部20を備えていればよいが、図1、図2に示す例では、複数の熱伝導部10と複数の接合部20とを備えており、これらの積層方向の両端には熱伝導部10が配されている。
【0029】
具体的には後述するが、このような熱伝導体1は、例えば、少なくとも一方の面に、接合部20の形成に用いる接合部形成用組成物20’が付与された、熱伝導部10の形成に用いる熱伝導部形成用シート10’を、巻取ロールR2の周面に巻回することで、熱伝導部10と接合部20とを交互に積層形成することで、好適に製造することができる。
【0030】
ここで、本明細書では、熱伝導体1において熱伝導部10と接合部20との積層方向を熱伝導体1の積層方向と定義するとともに、熱伝導部形成用シート10’の面内方向を熱伝導部10の面内方向と定義する。例えば、図1、図2に示す構成では、左右方向が熱伝導体1の積層方向であり、縦の奥行方向が熱伝導部10の面内方向である。また、後述する図7、図8中では、横の奥行方向が、熱伝導部形成用シート10’の面内方向、熱伝導部10の面内方向である。
(【0031】以降は省略されています)

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