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公開番号2024062137
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-09
出願番号2022169938
出願日2022-10-24
発明の名称熱伝導部材
出願人TOPPANホールディングス株式会社
代理人
主分類F28D 15/02 20060101AFI20240430BHJP(熱交換一般)
要約【課題】ベーパーチャンバーに使用され、製造時において容器の反りや歪みが少なく、放熱の効率も良い熱伝導部材を提供する。
【解決手段】対向する第1シートおよび第2シートの外縁部を、シーラント層を介して加熱圧着して接合し、密封された内部空間を形成した容器と、前記内部空間に封入された作動液と、前記第1シートまたは前記第2シートまたはその両者の内面側に設けられ、毛細管現象によって前記作動液を移動する層であるウィックと、を有する熱伝導部材であって、前記シーラント層は、ポリオレフィン骨格を有するシーラントまたはエポキシ骨格を有するシーラントを含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
対向する第1シートおよび第2シートの外縁部を、シーラント層を介して加熱圧着して接合し、密封された内部空間を形成した容器と、
前記内部空間に封入された作動液と、
前記第1シートまたは前記第2シートまたはその両者の内面側に設けられ、毛細管現象によって前記作動液を移動する層であるウィックと、
を有する熱伝導部材であって、
前記シーラント層は、ポリオレフィン骨格を有するシーラントまたはエポキシ骨格を有するシーラントを含むことを特徴とする熱伝導部材。
続きを表示(約 570 文字)【請求項2】
前記前記第1シートおよび第2シートは金属であり、前記シーラント層はポリオレフィン骨格を有するシーラントであり、少なくとも1層以上であって、前記第1シートおよび第2シートと接する層に極性基を有するものであることを特徴とする請求項1に記載の熱伝導部材。
【請求項3】
前記シーラント層はポリオレフィン骨格を有するシーラントであり、前記第1シートおよび第2シートと接する層の融点が90℃以上、170℃以下であることを特徴とする請求項1に記載の熱伝導部材。
【請求項4】
前記シーラント層が酸変性ポリオレフィン/ポリオレフィン/酸変性ポリオレフィンからなる3層構成であり、その融点がポリオレフィン>酸変性ポリオレフィンであることを特徴とする請求項1に記載の熱伝導部材。
【請求項5】
前記ポリオレフィンのメルトフローレートが3g/10min以下であることを特徴とする請求項4に記載の熱伝導部材。
【請求項6】
前記シーラント層の厚みが20μm以上300μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の熱伝導部材。
【請求項7】
前記エポキシ骨格を有するシーラント層がキュアにより硬化するものであることを特徴とする請求項1に記載の熱伝導部材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、熱伝導部材に関する。
続きを表示(約 1,800 文字)【背景技術】
【0002】
近年、電子デバイスの高性能化、小型化、薄型化などが進み、CPUなどの素子からの発熱量が増大していることから、これを効果的に冷却するための熱輸送力の高い熱伝導部材の開発が進められている。なかでも、ヒートパイプの原理を応用した平板状のベーパーチャンバーは、優れた放熱性とスペース効率を有することから注目を集めている。
【0003】
一般的なベーパーチャンバーの動作原理を、ベーパーチャンバーの断面図である図4を参照しながら説明する。ベーパーチャンバー本体は、熱伝導性の良い金属材料、例えば銅やアルミなどの板、箔などを接合して形成され密封された容器となっている。ベーパーチャンバーの内部には、減圧された閉空間があり、熱を移動させるための液体、例えば水が、作動流体として封入されている。また、ウィックと称される多孔質状で毛細管力により作動流体を輸送することができる構造体が容器内面に沿うように設けられている。また内部の空間を確保するためにスペーサが設けられることもある。
【0004】
ベーパーチャンバーの一方の面側は吸熱部とされ、CPUやMPUなどの外部の熱源に近接または接触して装着される。熱源から発生する熱を吸熱部で吸収し、その熱で作動流体(例えば水)が吸熱部側のウィックから気化して反対側の放熱部側に移動する。気化した水蒸気が放熱部側のウィックを通過して銅容器に触れて冷却され、再凝集して水になる。この際に銅容器に移行した潜熱は、広い面積の放熱部から容器の外部へと拡散されて容器が冷却される。再凝集した水はウィック内で毛細管現象と重力により吸熱部側に移動し、再度熱源から発生する熱を吸収して気化する。このサイクルを繰り返すことで、熱源から発生した熱を広い面積の放熱部から拡散させることができ、効率的に熱源の冷却が行える。
【0005】
従来のベーパーチャンバーでは、図5に示した様に、容器が第1シートと第2シートの2枚の金属シートを外縁部で接合して構成されるのが一般的であり、第1シートと第2シートの外縁部は一般的にレーザー溶接、拡散接合、ホットプレス、ロウ接合など高温・長時間で接合・封止を行っている。その際の課題として、図6に示した様に、高温・長時間で接合を行う熱の歪みや残留応力の開放によって容器が反ってしまうという問題があった。この対策として、容器を支える支柱を形成する提案がされている(特許文献1)が、形状が複雑になり製造が煩雑になっていた。
【0006】
また容器は金属製で熱伝導性が良く、外縁部で金属同士を接合しているため、図7に示したように、熱源からの熱が外縁部を通じて放熱部側に伝導し、吸熱部でのウィックからの気化に加わる熱が少なくなってしまうという問題があった。また、放熱部側に熱が伝わりやすいことで、放熱の効率が悪くなってしまう、などの問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
特許第6923091号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
そこで本発明は、ベーパーチャンバーに使用され、製造時において容器の反りや歪みが
少なく、放熱の効率も良い熱伝導部材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するため、本発明は、
対向する第1シートおよび第2シートの外縁部を、シーラント層を介して加熱圧着して接合し、密封された内部空間を形成した容器と、
前記内部空間に封入された作動液と、
前記第1シートまたは前記第2シートまたはその両者の内面側に設けられ、毛細管現象によって前記作動液を移動する層であるウィックと、
を有する熱伝導部材であって、
前記シーラント層は、ポリオレフィン骨格を有するシーラントまたはエポキシ骨格を有するシーラントを含むことを特徴とする熱伝導部材である。
【0010】
上記熱伝導部材において、
前記前記第1シートおよび第2シートは金属であり、前記シーラント層はポリオレフィン骨格を有するシーラントであり、少なくとも1層以上であって、前記第1シートおよび第2シートと接する層に極性基を有するものであって良い。
(【0011】以降は省略されています)

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