專利名稱:傳熱片及放熱結(jié)構(gòu)體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種介于作為需放熱的對象的放熱對象物和與其相對應(yīng)的配對體之
間使用、以進行該放熱對象物與該配對體之間傳熱的傳熱片及使用該傳熱片的放熱結(jié)構(gòu) 體。
背景技術(shù):
以往,在晶體管、二極管、IC等的半導(dǎo)體部件或各種加熱器、溫度傳感器等的電子 部件等放熱對象物中,作為放熱/傳熱隔板,通常使用具有高導(dǎo)熱性的薄板(例如,參照專 利文獻1 :JP特開2006-278476號公報)。 如專利文獻1的記載,例如,該薄板由含樹脂和導(dǎo)熱性填充材料的樹脂組合物構(gòu) 成。通過將該薄板介于散熱片與上述放熱對象物之間,能夠有效地進行從放熱對象物向散 熱片的傳熱,能夠防止對象物的過度升溫。 然而,專利文獻1所述的薄板,由于其厚度方向上的導(dǎo)熱系數(shù)與溫度變化無關(guān)地 保持恒定,因此,當(dāng)在溫度極低的環(huán)境下使用上述放熱對象物時,導(dǎo)致放熱對象物被過度冷 卻,根據(jù)放熱對象物的種類,放熱對象物往往不能充分發(fā)揮其性能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于,提供一種即使在從低溫至高溫的寬溫度范圍的環(huán)境下,也可 以防止過度冷卻和過度升溫的兩方面現(xiàn)象,能夠使放熱對象物保持在所希望的溫度范圍的 傳熱片,以及采用該傳熱片的放熱結(jié)構(gòu)體。 為了達到上述目的,本發(fā)明提供一種傳熱片,該傳熱片是介于作為需放熱的對象 的放熱對象物和與該放熱對象物相對應(yīng)的配對體之間使用,以進行該放熱對象物與該配對 體之間的傳熱的傳熱片,其特征在于, 具有傳熱層,所述傳熱層具有第一部分和第二部分,該第二部分設(shè)置在俯視時與 所述第一部分不同的位置上且根據(jù)溫度變化在厚度方向上以比所述第一部分更大的伸縮 率進行伸縮; 在所述使用狀態(tài)中,當(dāng)上述傳熱層的溫度處于規(guī)定溫度以下時,在上述第二部分 與上述放熱對象物和/或上述配對體之間產(chǎn)生空隙,以使上述放熱對象物與上述配對體之 間的導(dǎo)熱性降低,另一方面,當(dāng)上述傳熱層的溫度處于規(guī)定溫度以上時,實質(zhì)上消除上述空 隙,以使上述放熱對象物與上述配對體之間的導(dǎo)熱性提高。 根據(jù)上述本發(fā)明的傳熱片,即使在從低溫至高溫的寬范圍的溫度環(huán)境下,通過傳 熱層根據(jù)其溫度變化改變厚度方向上的導(dǎo)熱性,能夠防止放熱對象物的過度升溫和過度冷 卻,能夠?qū)⒎艧釋ο笪锉3衷谝?guī)定的溫度范圍內(nèi)。 另外,在本發(fā)明的傳熱片中,優(yōu)選上述第二部分的厚度方向上的熱膨脹系數(shù)比上 述第一部分的厚度方向上的熱膨脹系數(shù)大,并且,上述第二部分的厚度方向上的導(dǎo)熱系數(shù) 比上述第一部分的厚度方向上的導(dǎo)熱系數(shù)大。
由此,能夠根據(jù)溫度變化使傳熱片在厚度方向的導(dǎo)熱性發(fā)生大的變化。 另外,在本發(fā)明的傳熱片中,優(yōu)選俯視時上述第一部分和上述第二部分中的一者
以多點存在的形式形成,另一者則以填補所述多點之間的形式形成。 由此,即使在第一部分和第二部分之間不設(shè)置間隙,也可以根據(jù)溫度變化使第二部分容易地在厚度方向上進行伸縮。 另外,在本發(fā)明的傳熱片中,優(yōu)選俯視時上述多點形成的上述第一部分或上述第二部分以均勻分散的方式被配置。 由此,能夠使傳熱片的厚度方向上的剛性及導(dǎo)熱性在面方向上均勻。 另外,在本發(fā)明的傳熱片中,優(yōu)選俯視時上述多點形成的上述第一部分或上述第
二部分是以正方格子狀或犬牙格子狀有規(guī)則地被配置。 由此,能夠向傳熱片賦予必要的機械強度的同時,能夠提高第一部分或第二部分在全部傳熱片中所占的比例。 另外,在本發(fā)明的傳熱片中,優(yōu)選俯視時上述第二部分以多點存在的形式形成,上述第一部分以填補上述第二部分彼此之間的形式形成。 由此,能夠向第一部分賦予必要的機械強度的同時,提高第二部分在傳熱層中所占的比例,從而能夠使第二部分的導(dǎo)熱性優(yōu)異。 另外,在本發(fā)明的傳熱片中,優(yōu)選上述各第二部分形成為在上述傳熱層的厚度方向延伸的柱狀。 由此,即使在第一部分和第二部分之間不設(shè)置間隙,根據(jù)溫度變化能夠使第二部分容易地在厚度方向上進行伸縮。 另外,優(yōu)選本發(fā)明的傳熱片具有以固定附著在上述第二部分或與所述第二部分成為一體化的形式支承上述傳熱層的支承層。 由此,使傳熱片的機械強度特別優(yōu)異的同時,能夠有效地從支承層向傳熱層的第
二部分傳熱。另外,能夠使第二部分的與支承層相反側(cè)端根據(jù)溫度變化的變位量加大。因
此,在低溫時,能夠使第二部分與放熱對象物和/或配對體之間形成的空隙在厚度方向的
尺寸加大,由此能夠大幅降低傳熱片在厚度方向上的導(dǎo)熱性(使隔熱性優(yōu)異)。 另外,在本發(fā)明的傳熱片中,優(yōu)選上述支承層由與上述第二部分的構(gòu)成材料同種
類的材料構(gòu)成。
由此,能夠使支承層的導(dǎo)熱性及機械強度優(yōu)異。 另外,在本發(fā)明的傳熱片中,優(yōu)選上述第一部分是使含有固化性樹脂和無機填充材料的樹脂組合物浸漬纖維基材而成。 由此,能夠使第一部分實質(zhì)上不會因溫度變化而在厚度方向發(fā)生伸縮,并且,能夠使其具有較低的導(dǎo)熱性。 另外,在本發(fā)明的傳熱片中,優(yōu)選上述固化性樹脂為氰酸酯樹脂。
由此,能夠使第一部分的熱膨脹系數(shù)小。另外,當(dāng)具有支承層時,即使不另外采用
螺絲或栓銷等機械固定的方法,通過固化性樹脂本身具有的粘接性/固定附著性,也能夠
簡單而可靠地將第一部分粘接/固定附著在支承層上,另外,當(dāng)省略支承層時,能夠使第一
部分也可粘接/固定附著在配對體或放熱對象物上。 另外,在本發(fā)明的傳熱片中,優(yōu)選構(gòu)成上述纖維基材的主纖維為玻璃纖維。
由此,能夠降低玻璃纖維基材的熱膨脹系數(shù),從而能夠降低第一部分的熱膨脹系數(shù)。 另外,在本發(fā)明的傳熱片中,優(yōu)選上述第二部分是以金屬作為主材料而構(gòu)成。
由此,能夠使第二部分的導(dǎo)熱性優(yōu)異。 另外,在本發(fā)明的傳熱片中,優(yōu)選構(gòu)成上述第二部分的上述金屬為鋁或含鋁的合金。
由此,能夠使第二部分的導(dǎo)熱性優(yōu)異的同時,使第二部分與放熱對象物和/或配對體之間形成的空隙在厚度方向上的尺寸加大,從而能夠使因該空隙的隔熱性優(yōu)異。
另外,在本發(fā)明的傳熱片中,優(yōu)選俯視時上述第二部分的面積在上述傳熱層總面積中的所占比例為50 85 % 。 由此,對傳熱片賦予必要的機械強度的同時,能夠提高第二部分在上述傳熱片整體中所占的比例、 另外,為了達到本發(fā)明的上述目的,本發(fā)明提供一種放熱結(jié)構(gòu)體,其特征在于,具有 作為必須放熱的對象的放熱對象物;
配對體;以及
上述傳熱片, 并且具有從上述放熱對象物通過上述傳熱片向上述配對體進行傳熱/放熱的結(jié)構(gòu)。 根據(jù)上述本發(fā)明的放熱結(jié)構(gòu)體,即使在從低溫至高溫的寬溫度范圍的環(huán)境下,也可以防止過度冷卻和過度升溫的兩方面,能夠使放熱對象物保持在所希望的溫度范圍內(nèi)。
另外,在本發(fā)明的放熱結(jié)構(gòu)體中,優(yōu)選上述傳熱片具有以固定附著在上述第二部分或與第二部分一體化的形式支承上述傳熱層的支承層,且設(shè)置成上述支承層成為上述放熱對象物側(cè)。 由此,能夠使傳熱片厚度方向上的剛性和導(dǎo)熱性在面方向達到均勻。
圖1是表示本發(fā)明傳熱片優(yōu)選實施方式的概要結(jié)構(gòu)的立體圖。 圖2是圖1中A-A線剖視圖。 圖3是用于說明圖1所示傳熱片作用的圖。 圖4是用于說明本發(fā)明放熱結(jié)構(gòu)體具體例的圖。 圖5是表示圖4所示放熱結(jié)構(gòu)體要部的立體圖。
具體實施例方式
下面,基于圖1 圖5對本發(fā)明傳熱片的實施方式加以詳細(xì)的說明。
圖1是表示本發(fā)明傳熱片優(yōu)選實施方式的概要結(jié)構(gòu)的立體圖,圖2是圖1中A-A線剖視圖,圖3是用于說明圖1所示傳熱片作用的圖,圖4是用于說明本發(fā)明放熱結(jié)構(gòu)體的具體例的圖,圖5是表示圖4所示放熱結(jié)構(gòu)體要部的立體圖。 如圖l和圖2所示,并且,如后面敘述,本發(fā)明的傳熱片l是介于作為必須放熱的對象的放熱對象體和配對體之間而使用,以用于進行該放熱對象體與配對體之間傳熱的傳熱片。對放熱對象物與配對體,則在后面敘述。 該傳熱片1具有支承層2傳熱層3,所述傳熱層3被接合/支承在該支承層2上、且可根據(jù)溫度變化改變厚度方向上的導(dǎo)熱性。 放熱對象物是根據(jù)外部氣溫或放熱對象物本身的發(fā)熱等產(chǎn)生溫度變化,但在該傳熱片1中,傳熱層3根據(jù)其溫度變化改變厚度方向上的導(dǎo)熱性,由此防止放熱對象物的過度升溫和過度冷卻,能夠?qū)⒎艧釋ο笪锉3衷谝?guī)定的溫度范圍。
下面,依次說明構(gòu)成該傳熱片1的各個部分。 支承層2具有支承傳熱層3的功能。另外,如后面敘述,支承層2還具有使用時接受放熱對象物的熱并向傳熱層3傳熱的功能。進而,支承層2還具有在接受放熱對象物的熱并向傳熱層3傳熱時,向其面方向擴散的同時進行傳熱,從而使傳送至傳熱層3的熱均勻化的功能。通過如此地向面方向擴散的同時進行傳熱,能夠提高傳熱效率。還有,根據(jù)傳熱層3的結(jié)構(gòu),且根據(jù)需要,可以省略支承層2。 作為該支承層2的構(gòu)成材料,只要能夠使支承層2具有上述功能即可而未作特別限定,可以采用各種有機材料或各種無機材料,但優(yōu)選采用導(dǎo)熱性優(yōu)良的材料,特別優(yōu)選采用與后述的傳熱層3的第二部分32的構(gòu)成材料同種類的材料。 當(dāng)支承層2的構(gòu)成材料與第二部分32的構(gòu)成材料同種類時,除賦予上述功能外,能夠使支承層2的導(dǎo)熱性及機械強度優(yōu)異。另外,通過使第二部分32固定附著在支承層2或與支承層2 —體化,能夠使傳熱片1的機械強度特別優(yōu)良的同時,能夠有效地從支承層2向傳熱層3的第二部分32進行傳熱。 支承層2的平均厚度只要能夠使支承層2具有上述功能即可而未作特別限定,但優(yōu)選為0. 01 5mm、更優(yōu)選為0. 1 3mm。由此,能夠在抑制傳熱片1的厚度的情況下向支承層2賦予上述功能,同時能夠向支承層2賦予適度的撓性和機械強度。
與此相對,當(dāng)支承層2的平均厚度低于上述下限值時,根據(jù)支承層2的構(gòu)成材料,有時支承層2本身的機械強度不足。另一方面,當(dāng)支承層2的平均厚度大于上述上限值時,根據(jù)支承層2的構(gòu)成材料,支承層2的導(dǎo)熱性降低,從而存在從放熱對象物通過傳熱片1向配對體進行傳熱/放熱困難的傾向。 在該支承層2的一側(cè)表面(圖l及圖2中的上側(cè)表面)上接合/支承有傳熱層3。
傳熱層3是可根據(jù)溫度變化改變其厚度方向上的導(dǎo)熱性的層。
如圖1及圖2所示,該傳熱層3具有俯視時設(shè)置在互相不同的位置上的第一部分31及多個第二部分32。換言之,第一部分31形成為具有多個貫通于厚度方向的圓筒狀孔的異形,并插入在各孔的形式而設(shè)置第二部分32。 特別是,在本實施方式中,俯視時多個第二部分32配置成正方格子狀(換言之為行列狀),而第一部分31則以填補第二部分32的彼此之間而被形成。 這種傳熱層3,當(dāng)傳熱層3的溫度處于規(guī)定溫度以下時,使第二部分32與配對體(和/或放熱對象物)之間產(chǎn)生空隙,從而使放熱對象物與配對體之間的導(dǎo)熱性降低,另一方面,當(dāng)傳熱層3的溫度處于規(guī)定溫度以上時,實質(zhì)上無空隙,從而提高放熱對象物與配對體之間的導(dǎo)熱性。 特別是,由于俯視時第二部分32以多點形式存在,第一部分31則以填補第二部分32彼此之間而被設(shè)置,因此,向第一部分31賦予必要的機械強度的同時,提高第二部分32在傳熱層3中所占的比例,由此能夠使第二部分32的導(dǎo)熱性優(yōu)良。另外,通過如此地配置/形成第一部分31和第二部分32,即使在第一部分31及第二部分32之間不設(shè)置間隙,也能夠使第二部分32根據(jù)溫度變化容易地在厚度方向進行伸縮。因此,當(dāng)形成有空隙33時,能夠使傳熱片1的隔熱性優(yōu)良(能夠進一步降低導(dǎo)熱性)。
下面,依次詳細(xì)說明第一部分31及第二部分32。
〈第一部分> 第一部分31具有通過第二部分32的收縮在第二部分32與配對體之間形成空隙33的隔板的功能。該第一部分31是根據(jù)溫度變化在厚度方向上以比第二部分32更小的伸縮率進行伸縮的部分。即,第一部分31在厚度方向的熱膨脹系數(shù)比第二部分32在厚度方向的熱膨脹系數(shù)更小。因此,第一部分31實質(zhì)上不會因溫度變化在厚度方向上進行伸縮,從而能夠使放熱對象物與配對體之間的距離幾乎保持恒定。 另外,可通過有無上述空隙33來改變傳熱片1的導(dǎo)熱性,但優(yōu)選第一部分31在厚度方向的熱膨脹系數(shù)比后述的第二部分32在厚度方向的熱膨脹系數(shù)低,并且,優(yōu)選第一部分31的導(dǎo)熱性比第二部分32的導(dǎo)熱性低。由此,能夠根據(jù)溫度變化使傳熱片1在厚度方向上的導(dǎo)熱性發(fā)生大的變化。 另外,只要第一部分31在厚度方向的熱膨脹系數(shù)比第二部分32在厚度方向的熱膨脹系數(shù)更小即可而未作特別的限定,但優(yōu)選為3 20ppm左右。 還有,上述熱膨脹系數(shù)可采用熱機械分析(TMA)裝置,并按照J(rèn)IS K-7197中記載的方法進行測定。具體地講,將測定試樣固定在試驗臺上,于施加一定荷重的負(fù)荷的情況下等速升溫,通過差動變壓器,并作為電輸出功率而檢測出所測定試樣中產(chǎn)生的膨脹量,調(diào)查其檢測結(jié)果與溫度的關(guān)系。 另外,第一部分31的平均厚度只要能夠使第一部分31具有上述功能即可而未作特別的限定,但優(yōu)選1 5mm,更優(yōu)選1 2mm。由此,在抑制傳熱片1的總厚度的同時,能夠向第一部分31賦予上述功能。還有,通過調(diào)整后述的纖維基材、附著在該纖維基材上的樹脂組合物的量、干燥條件等,能夠使第一部分31達到所希望的厚度。
該第一部分31是使含有固化性樹脂和無機填充材料的樹脂組合物浸漬纖維基材而成。由此,能夠使第一部分31實質(zhì)上不會因溫度變化而在厚度方向上進行伸縮,并且,能夠使其具有較低的導(dǎo)熱性。在這里,上述樹脂組合物可根據(jù)需要含有固化劑或固化促進劑等的固化助劑、各種添加劑等。 下面,依次說明構(gòu)成第一部分31的各材料。
(固化性樹脂) 作為構(gòu)成第一部分31的樹脂組合物中含有的固化性樹脂,例如,優(yōu)選采用脲醛(尿素)樹脂、蜜胺樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、聚氨酯樹脂、具有苯并噁嗪環(huán)的樹脂、氰酸酯樹脂、雙酚S型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂以及雙酚S與雙酚F的共聚合環(huán)氧樹脂等的熱固性樹脂。其中,氰酸酯樹脂是特別優(yōu)選的。通過采用熱固性樹脂(特別是氰酸酯樹脂),能夠使第一部分31的熱膨脹系數(shù)小。另外,當(dāng)?shù)谝徊糠?1含有該固化性樹脂時,即使不另外采用螺絲或栓銷等機械固定的方法,也可以通過固化性樹脂本身具有的粘接性/固定附著性,將第一部分31簡單且可靠地粘接/固定在支承層2上,而且,當(dāng)省略支承層2時,也能夠?qū)⒌谝徊糠?1粘接/固定在配對體或放熱對象物上。 上述氰酸酯樹脂,例如,可通過使鹵代氰化合物與酚類反應(yīng)而得到。 例如,作為上述氰酸酯樹脂,可以舉出酚醛清漆型氰酸酯樹脂、雙酚A型氰酸酯樹
脂、雙酚E型氰酸酯樹脂、四甲基雙酚F型氰酸酯樹脂等的雙酚型氰酸酯樹脂等。其中,作
為上述氰酸酯樹脂優(yōu)選酚醛清漆型氰酸酯樹脂。由此,能夠使氰酸酯樹脂的交聯(lián)密度達到
較高,能夠提高第一部分31的耐熱性及阻燃性。進而,即使第一部分31為薄膜時,也能夠
向傳熱層3賦予優(yōu)良的剛性。 作為上述酚醛清漆型氰酸酯樹脂,例如,可以采用下式(1)所示的化合物,
式(I)<formula>formula see original document page 9</formula>
n為任意的整數(shù) 對上式(1)所示的酚醛清漆型氰酸酯樹脂的平均重復(fù)單元n未作特別的限定,但 優(yōu)選為1 IO,特別優(yōu)選為2 7。當(dāng)該平均重復(fù)單元n低于上述下限值時,酚醛清漆型氰 酸酯樹脂顯示易產(chǎn)生結(jié)晶的傾向,對通用溶劑的溶解性較低。因此,根據(jù)樹脂組合物中酚醛 清漆型氰酸酯樹脂的含量等,在制造第一部分31時,含樹脂組合物的樹脂清漆(用于形成 第一部分31的材料,下同)操作性有時會變得困難。另外,在傳熱片1中產(chǎn)生粘性,在傳熱 片1彼此接觸時,有時會引起互相粘合,或樹脂組合物附著在傳熱片1的不需要的部位上。 另一方面,若該平均重復(fù)單元n超過上述上限值,則在制造第一部分31時,根據(jù)溶劑的種類 等,含樹脂組合物的樹脂清漆的熔融粘度變得過高,有時傳熱片1的成型降低。
對上述氰酸酯樹脂的重均分子量未作特別的限定,但優(yōu)選500 4500,特別優(yōu)選 為600 3000。當(dāng)上述氰酸酯樹脂的重均分子量低于上述下限值時,傳熱片1中產(chǎn)生粘性, 從而在傳熱片l彼此接觸時,有時會引起互相粘合,或樹脂組合物附著在傳熱片1的不需要 的部位上。另一方面,若上述氰酸酯樹脂的重均分子量超過上述上限值,則在制造第一部分 31時,氰酸酯樹脂的固化反應(yīng)變得過快,往往發(fā)生所得傳熱片1的成型不良。
還有,上述氰酸酯樹脂等固化性樹脂的重均分子量,例如,可用GPC來測定。
作為上述固化性樹脂相對于上述樹脂組合物總量的含量,未作特別的限定,但優(yōu) 選為5 50重量%,特別優(yōu)選為10 40重量%。當(dāng)該含量低于上述下限值時,根據(jù)樹脂 組合物的粘度等,有時傳熱片1的形成變得困難。另一方面,當(dāng)該含量大于上述上限值時, 根據(jù)固化性樹脂的種類或重均分子量等,有時會降低傳熱片1的強度。 [OOSS](環(huán)氧樹脂) 另外,采用氰酸酯樹脂(特別是酚醛清漆型氰酸酯樹脂)作為上述固化性樹脂時, 優(yōu)選并用環(huán)氧樹脂(實質(zhì)上不含鹵原子)。 作為上述環(huán)氧樹脂,例如,可以舉出苯酚酚醛清漆型環(huán)氧樹脂、雙酚型環(huán)氧樹脂、 萘型環(huán)氧樹脂、芳基亞烷基型環(huán)氧樹脂等。其中,作為上述環(huán)氧樹脂,芳基亞烷基型環(huán)氧樹 脂是優(yōu)選的。由此,能夠使固化后的第一部分31(所得到的傳熱片1)的耐熱性及阻燃性提高。
上述芳基亞烷基型環(huán)氧樹脂是指重復(fù)單元中具有1個以上芳基亞烷基的環(huán)氧樹 脂。例如,作為上述芳基亞烷基型環(huán)氧樹脂,可以舉出苯二甲基型環(huán)氧樹脂、聯(lián)苯基二亞甲 基型環(huán)氧樹脂等。其中,作為上述芳基亞烷基型環(huán)氧樹脂,聯(lián)苯基二亞甲基型環(huán)氧樹脂是優(yōu) 選的。聯(lián)苯基二亞甲基型環(huán)氧樹脂,例如,可用下式(II)表示
<formula>formula see original document page 10</formula>
n為任意的整數(shù) 對用上式(II)表示的聯(lián)苯基二亞甲基型環(huán)氧樹脂的平均重復(fù)單元n未作特別的 限定,但優(yōu)選為1 IO,特別優(yōu)選為2 5。當(dāng)該平均重復(fù)單元n低于上述下限值時,聯(lián)苯 基二亞甲基型環(huán)氧樹脂顯示易結(jié)晶化的傾向。因此,聯(lián)苯基二亞甲基型環(huán)氧樹脂對通用溶 劑的溶解性較低,作為其結(jié)果,樹脂組合物的操作性往往變得困難。另一方面,當(dāng)該平均重 復(fù)單元n高于上述上限值時,樹脂組合物的流動性降低,往往成為傳熱片1成型不良等的原 因。 當(dāng)并用上述環(huán)氧樹脂時,對該環(huán)氧樹脂相對于上述樹脂組合物總量的含量未作特 別限定,但優(yōu)選為1 55重量%,特別優(yōu)選為2 40重量%。當(dāng)該含量低于上述下限值時, 有時氰酸酯樹脂的反應(yīng)性降低,或所得到的第一部分31的耐濕性降低。另一方面,當(dāng)該含 量高于上述上限值時,根據(jù)環(huán)氧樹脂的種類等,第一部分31的耐濕性往往會下降。
對上述環(huán)氧樹脂的重均分子量未作特別的限定,但重均分子量優(yōu)選為300 20000,特別優(yōu)選為500 5000。當(dāng)上述環(huán)氧樹脂的重均分子量低于上述下限值時,根據(jù)環(huán) 境溫度等,傳熱片1中往往會產(chǎn)生粘性。另一方面,當(dāng)上述環(huán)氧樹脂的重均分子量超過上述 上限值時,根據(jù)環(huán)氧樹脂的種類等,在制造第一部分31時,樹脂組合物對纖維基材的浸漬 性降低,往往得不到厚度均勻且均質(zhì)的傳熱片1。
(酚醛樹脂) 另外,當(dāng)作為上述固化性樹脂采用氰酸酯樹脂(特別是酚醛清漆型氰酸酯樹脂) 時,優(yōu)選與酚醛樹脂并用。通過如此地將氰酸酯樹脂(特別是酚醛清漆型氰酸酯樹脂)與 芳基亞烷基型酚醛樹脂加以組合,可控制第一部分31的交聯(lián)密度,提高支承層2與第一部 分31的粘合性。 作為上述酚醛樹脂,例如,可以舉出酚醛清漆型酚醛樹脂、可溶酚醛樹脂型酚醛樹 脂(^ '/一A型7 - 7 —A樹脂)、芳基亞烷基型酚醛樹脂等。其中,作為上述酚醛樹脂,芳 基亞烷基型酚醛樹脂是優(yōu)選的。由此,能夠提高吸濕處理后的耐熱性。 作為上述芳基亞烷基型酚醛樹脂,例如,可以舉出苯二甲基型酚醛樹脂、聯(lián)苯基二 亞甲基型酚醛樹脂等。聯(lián)苯基二亞甲基型酚醛樹脂,例如,可用式(III)表示,
<formula>formula see original document page 10</formula>
n為任意的整數(shù) 對用上式(III)表示的聯(lián)苯基二亞甲基型酚醛樹脂的重復(fù)單元n未作特別的限 定,但優(yōu)選為1 12,特別優(yōu)選為2 8。當(dāng)該重復(fù)單元n低于上述下限值時,第一部分31 的耐熱性往往會降低。另一方面,若該重復(fù)單元n高于上述上限值,則在制造第一部分31 時,樹脂組合物中與其他樹脂的相溶性降低,有時作業(yè)性會變差。 當(dāng)并用上述酚醛樹脂時,對該酚醛樹脂相對于樹脂組合物總量的含量未作特別的 限定,但優(yōu)選為1 55重量%,特別優(yōu)選為5 40重量%。當(dāng)該含量低于上述下限值時, 第一部分31的耐熱性往往會下降。另一方面,當(dāng)該含量高于上述上限值時,顯示第一部分 31的熱膨脹系數(shù)變大的傾向。 對上述酚醛樹脂的重均分子量未作特別的限定,但優(yōu)選為400 18000,特別優(yōu)選 為500 15000。當(dāng)上述酚醛樹脂的重均分子量低于上述下限值時,傳熱片1中往往會產(chǎn)生 粘性。另一方面,若上述酚醛樹脂的重均分子量超過上述上限值,則在制造第一部分31時, 樹脂組合物基材對纖維基材的浸漬性降低,難以得到均勻的傳熱片1。 [owe](其他固化性樹脂) 另外,作為構(gòu)成樹脂組合物的固化性樹脂,除了上述的固化性樹脂外,例如,還可 以并用苯酚酚醛清漆樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、雙酚A酚醛清漆樹脂等的酚醛清漆型酚醛 樹脂,未改性的可溶酚醛樹脂,用桐油、亞麻仁油、核桃油等加以改性的油改性可溶酚醛樹 脂等可溶酚醛樹脂型酚醛樹脂等酚醛樹脂,雙酚A環(huán)氧樹脂、雙酚F環(huán)氧樹脂等的雙酚型環(huán) 氧樹脂,酚醛清漆環(huán)氧樹脂、甲酚酚醛清漆環(huán)氧樹脂等酚醛清漆型環(huán)氧樹脂,聯(lián)苯基型環(huán)氧 樹脂等的環(huán)氧樹脂,不飽和聚酯樹脂,二烯丙基鄰苯二甲酸酯樹脂、硅樹脂等的其他固化性 樹脂。此時,樹脂組合物中含有固化劑或固化促進劑等固化助劑。 進而,作為固化性樹脂,除熱固性樹脂外,例如,還可以并用紫外線固化性樹脂、厭
氧固化性樹脂等。(固化助劑) 作為固化助劑(例如固化劑、固化促進劑等),例如可以舉出三乙胺、三丁胺、二氮 雜雙環(huán)[2, 2, 2]辛烷等叔胺類;2-乙基-4-乙基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2_苯基-4-甲 基-5-羥基甲基咪唑、2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑、2,4-二氨基-6-[2'-甲基咪唑 基-(l')]-乙基-s-三嗪、2, 4- 二氨基-6-(2'- i^—烷基咪唑基)-乙基-s-三嗪、2, 4- 二 氨基-6-[2'-乙基-4-甲基咪唑基-(l')]-乙基-s-三嗪、l-節(jié)基-2-苯基咪唑等咪唑化 合物。 其中,作為固化助劑,優(yōu)選具有兩個以上選自脂肪族烴基、芳香族烴基、羥基烷基 及氰基烷基中的官能團的咪唑化合物,特別優(yōu)選2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑是的。當(dāng)采 用這種咪唑化合物時,能夠提高第一部分31的耐熱性的同時,能夠向第一部分31賦予低熱 膨脹性(受熱膨脹系數(shù)低的性質(zhì))或低吸水性。 另外,除上述固化助劑以外,作為固化助劑,例如還可以采用環(huán)烷酸鋅、環(huán)烷酸鈷、 辛酸錫、辛酸鈷、雙乙酰丙酮鈷(II)、三乙酰丙酮鈷(III)等的有機金屬鹽;苯酚、雙酚A、壬 基苯酚等苯酚化合物;醋酸、安息香酸、水楊酸、對甲苯磺酸等的有機酸等。
當(dāng)采用上述固化助劑時,對該固化助劑相對于上述樹脂組合物總量的含量未作特 別限定,但優(yōu)選為0. 01 3重量%,特別優(yōu)選為0. 1 1重量%。當(dāng)該含量低于上述下限值時,根據(jù)固化助劑的種類,往往不能充分表現(xiàn)促進固化性樹脂(第一部分31)的固化效果。 另一方面,當(dāng)該含量高于上述上限值時,傳熱片1的保存穩(wěn)定性往往會降低。
(無機填充材料) 另外,作為上述樹脂組合物中含有的無機填充材料,例如,可以舉出滑石、氧化鋁、 玻璃、硅石、云母、氫氧化鋁、氫氧化鎂等。由于樹脂組合物中含有這種無機填充材料,即使 將第一部分31做成薄膜,也能夠使第一部分31的機械強度(特別是剛性)優(yōu)異,同時能夠 使第一部分31的熱膨脹系數(shù)極低。 作為上述無機填充材料,在上述無機填充材料中,優(yōu)選硅石,且從低熱膨脹性優(yōu)異 的方面考慮,優(yōu)選熔融硅石(特別是球狀熔融硅石)。無機填充材料的形狀有破碎狀、球狀 等,可根據(jù)其使用目的,適當(dāng)選擇其形狀。例如,為了使樹脂組合物可靠地浸漬纖維基材中, 最好降低樹脂組合物的熔融粘度,此時,作為無機填充材料,優(yōu)選使用球狀硅石。
對上述無機填充材料的平均粒徑未作特別限定,但優(yōu)選為0. 01 5. 0 ii m,特別優(yōu) 選為0. 2 2. 0 ii m。當(dāng)無機填充材料的平均粒徑低于上述下限值時,根據(jù)無機填充材料的 含量等,由于含樹脂組合物的樹脂清漆的粘度升高,因此在制造傳熱片1時,作業(yè)性往往會 變差。另一方面,當(dāng)無機填充材料的平均粒徑高于上述上限值時,樹脂清漆中往往發(fā)生無機 填充材料的沉降等現(xiàn)象。與此相對,通過使無機填充材料的平均粒徑處于上述范圍內(nèi),無機 填充材料的使用效果可以取得兩者優(yōu)異的平衡。 特別是作為無機填充材料采用球狀硅石(特別是熔融球狀硅石)時,作為其平均 粒徑,優(yōu)選為5. 0 ii m以下,更優(yōu)選為0. 01 2. 0 ii m,尤其優(yōu)選為0. 1 0. 5 y m。由此,能
夠提高第一部分31中的無機填充材料的填充性(填充密度)。 還有,該平均粒徑,例如,可采用粒度分布計(HORIBA制造,LA-500)進行測定。
上述無機填充材料相對于上述樹脂組合物總量的含量未作特別限定,但優(yōu)選為 20 70重量%,特別優(yōu)選為30 60重量%。當(dāng)該含量低于上述下限值時,根據(jù)無機填充 材料的種類等,由無機填充材料賦予第一部分31的低熱膨脹性、低吸水性效果會降低。另 一方面,當(dāng)該含量高于上述上限值時,由于樹脂組合物的流動性降低,第一部分31 (傳熱片 1)的成型性往往會下降。與此相對,通過使該含量處于上述范圍內(nèi),無機填充材料的使用效 果可以取得兩者優(yōu)異的平衡。
(樹脂組合物中的其他成分) 另外,在上述樹脂組合物中,除上述成分外,例如還可以含有苯氧基樹脂、聚乙烯 醇類樹脂、偶合劑等成分。當(dāng)樹脂組合物中含有上述成分時,能夠提高第一部分31與支承 層2的附著性。 作為上述苯氧基樹脂,例如,可以舉出具有雙酚骨架的苯氧基樹脂、具有萘骨架的 苯氧基樹脂、具有聯(lián)苯基骨架的苯氧基樹脂等。另外,還可以采用具有這些骨架中的多種類 的結(jié)構(gòu)的苯氧基樹脂。 其中,作為上述苯氧基樹脂,優(yōu)選采用具有聯(lián)苯基骨架和雙酚S骨架的苯氧基樹 脂。由此,通過聯(lián)苯基骨架具有剛直性,能夠提高苯氧基樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的同時,通 過雙酚S骨架,能夠提高第一部分31與支承層2的附著性。 另外,作為苯氧基樹脂,也優(yōu)選采用具有雙酚A骨架和雙酚F骨架的苯氧基樹脂。 由此,能夠進一步提高第一部分31與支承層2的附著性。
此時,也優(yōu)選并用上述具有聯(lián)苯基骨架和雙酚S骨架的苯氧基樹脂以及具有雙酚 A骨架和雙酚F骨架的苯氧基樹脂。由此,能夠使上述效果更加顯著。 另外,此時,對上述具有雙酚A骨架和雙酚F骨架的苯氧基樹脂的重量(l),與上述 具有聯(lián)苯基骨架和雙酚S骨架的苯氧基樹脂的重量(2)之比,未作特別的限定,例如,可以
為(i) : (2) = 2 : 8 9 : i。 對上述苯氧基樹脂的重均分子量未作特別限定,但優(yōu)選為5000 70000,特別優(yōu) 選為10000 60000。當(dāng)上述苯氧基樹脂的重均分子量低于上述下限值時,根據(jù)苯氧基樹脂 的種類,有時得不到提高第一部分31與支承層2的附著性的效果。另一方面,若上述苯氧 基樹脂的重均分子量超過上述上限值,則在制造第一部分31時,根據(jù)樹脂清漆中使用的溶 劑種類,苯氧基樹脂的溶解性往往會降低。與此相對,通過使苯氧基樹脂的重均分子量處于 上述范圍,能夠得到這些特性優(yōu)異的平衡。 當(dāng)采用苯氧基樹脂時,該苯氧基樹脂相對于上述樹脂組合物總量的含量未作特別 的限定,但優(yōu)選為1 40重量%,特別優(yōu)選為5 30重量%。當(dāng)該苯氧基樹脂的含量低 于上述下限值時,根據(jù)苯氧基樹脂的種類等,有時得不到提高第一部分31與支承層2的附 著性的效果。另一方面,當(dāng)高于上述上限值時,由于樹脂組合物中的固化性樹脂含量相對變 少,因此,當(dāng)作為固化性樹脂采用氰酸酯樹脂時,根據(jù)氰酸酯樹脂或苯氧基樹脂的種類等, 表示第一部分31的熱膨脹系數(shù)變大的傾向。與此相對,通過使苯氧基樹脂含量處于上述范 圍內(nèi),能夠得到這些特性優(yōu)異的平衡。 上述偶合劑具有提高上述固化性樹脂與上述無機填充材料之間界面的潤濕性的 功能。因此,通過向樹脂組合物添加偶合劑,能夠使固化性樹脂和無機填充材料均勻地固定 附著在纖維基材上,從而能夠使第一部分31的耐熱性、特別是第一部分31中吸濕處理后的 耐熱性優(yōu)良。 作為上述偶合劑,例如,優(yōu)選采用選自環(huán)氧硅烷偶合劑、鈦酸酯類偶合劑、氨基硅 烷偶合劑、以及硅油型偶合劑中的至少一種以上偶合劑。由此,特別能夠提高固化性樹脂與 無機填充材料界面的潤濕性,能夠進一步提高第一部分31的耐熱性。 當(dāng)采用上述偶合劑時,對其含量未作特別限定,但相對于無機填充材料100重量 份優(yōu)選為0. 05 3重量份,特別優(yōu)選為0. 1 2重量份。當(dāng)該含量低于上述下限值時,根 據(jù)偶合劑的種類或無機填充材料的種類、形狀、尺寸等,有時偶合劑不能充分覆蓋無機填充 材料的表面,降低第一部分31的耐熱性。另一方面,當(dāng)該含量高于上述上限值時,根據(jù)固化 性樹脂的種類等,影響固化性樹脂的固化反應(yīng),在固化后的第一部分31(所得到的傳熱片 1)中,有時彎曲強度等會降低。與此相對,通過使偶合劑含量處于上述范圍內(nèi),使用偶合劑 的效果能夠得到兩者優(yōu)異的平衡。 另外,除上述成分外,上述樹脂組合物可根據(jù)需要含有消泡劑、流平劑、顏料、抗氧
化劑等添加劑。(纖維基材) 作為使上述樹脂組合物浸漬的纖維基材,例如,可以舉出玻璃織布、玻璃無紡布等 的玻璃纖維基材,或以玻璃以外的無機化合物作為成分的織布或無紡布等的無機纖維基 材,芳香族聚酰胺樹脂、聚酰胺樹脂、芳香族聚酯樹脂、聚酯樹脂、聚酰亞胺樹脂、氟樹脂等 有機纖維構(gòu)成的有機纖維基材等。這些纖維基材中,從強度、吸水率方面考慮,優(yōu)選以玻璃布為代表的玻璃纖維基材。 作為構(gòu)成上述玻璃纖維基材的玻璃,例如,可以舉出E玻璃、C玻璃、A玻璃、S玻 璃、D玻璃、NE玻璃、T玻璃、H玻璃等。其中,作為構(gòu)成上述玻璃纖維基材的玻璃,T玻璃是 優(yōu)選的。由此,能夠減小玻璃纖維基材的熱膨脹系數(shù),從而能夠減小第一部分31的熱膨脹 系數(shù)。 作為上述纖維基材,可大致區(qū)分為織布、無紡布,其中,優(yōu)選織布,特別優(yōu)選由縱線 和橫線均被平織的織布構(gòu)成的基材(特別是玻璃纖維基材)。由此,當(dāng)在上述纖維基材的面 上設(shè)定互相垂直的X、Y方向時,能夠減少各X、Y方向上的熱膨脹系數(shù),從而能夠使第一部分 31在厚度方向上的熱膨脹系數(shù)變小。 上述玻璃纖維基材優(yōu)選的平織的玻璃纖維基材,但此時,優(yōu)選構(gòu)成玻璃纖維基材
的縱線的編織密度和橫線的編織密度幾乎相同。具體地說,縱線的編織密度與橫線的編織
密度之差在20根/英寸以下,特別優(yōu)選為15根/英寸以下。由此,X、Y方向的熱膨脹系數(shù)
之差特別小,從而能夠使第一部分31在厚度方向的熱膨脹系數(shù)也極小。 對上述纖維基材在30 150°C的熱膨脹系數(shù)未作特別限定,但優(yōu)選10ppm以下,特
別優(yōu)選O. 1 5ppm。當(dāng)該熱膨脹系數(shù)處于上述范圍內(nèi)時,能夠減小第一部分31的熱膨脹系數(shù)?!吹诙糠帧?另一方面,各第二部分32是以插入在上述具有異形的第一部分31的各孔而形成。 在這里,各第二部分32形成為向傳熱層3的厚度方向延伸的圓柱狀,另外,俯視時多個第二 部分32配置成正方格子狀(行列狀)。 這種各第二部分32,具有根據(jù)溫度變化在厚度方向上以比第一部分31更大的伸 縮率進行伸縮的功能。S卩,各第二部分32在厚度方向的熱膨脹系數(shù)比上述第一部分31在 厚度方向的熱膨脹系數(shù)更大。 在該各第二部分32中,優(yōu)選各第二部分32在厚度方向的熱膨脹系數(shù)比上述第一 部分31在厚度方向的熱膨脹系數(shù)更大,且第二部分32在厚度方向的導(dǎo)熱系數(shù)比第一部分 31在厚度方向的導(dǎo)熱系數(shù)更大。由此,能夠使傳熱片1在厚度方向上的導(dǎo)熱性根據(jù)溫度變 化發(fā)生大的變化。 另外,只要第二部分32在厚度方向的熱膨脹系數(shù)比第一部分31在厚度方向的熱 膨脹系數(shù)大即可,而未作特別的限定,但優(yōu)選為20 40ppm左右。 作為這種各第二部分32的構(gòu)成材料,只要能夠使第二部分32發(fā)揮上述功能的即 可而未作特別的限定,可以采用各種有機材料及各種無機材料,但優(yōu)選采用Al、Cu、Al含金 等的金屬。當(dāng)各第二部分32以金屬作為主材料時,能夠使各第二部分32的導(dǎo)熱性優(yōu)良。
特別是,優(yōu)選構(gòu)成第二部分32的上述金屬為鋁或含鋁的合金。由此,能夠使各第 二部分32的導(dǎo)熱性優(yōu)良的同時,使空隙33在厚度方向的尺寸加大,從而使因空隙33帶來 的隔熱性優(yōu)良。 另外,優(yōu)選第二部分32固定附著在支承層2上或與支承層2成為一體化。由此, 能夠使傳熱片1的機械強度特別優(yōu)良,同時,能夠有效地從支承層2向傳熱層3的第二部分 32進行傳熱。另外,能夠加大第二部分32的與支承層2相反側(cè)端因溫度變化引起的變位 量。因此,在低溫時,使空隙33在厚度方向的尺寸加大,由此能夠大幅降低傳熱片l在厚度方向的導(dǎo)熱性(使隔熱性優(yōu)良)。 另外,俯視時多個第二部分32的面積在傳熱層3的總面積中所占的比例優(yōu)選為 50 85%,更優(yōu)選為55 80%。由此,向傳熱片1賦予必要的機械強度的同時,能夠提高 第二部分32在傳熱片l整體中所占的比例。 另外,第二部分32的厚度(與傳熱層3的表面成直角的方向上的厚度)是根據(jù)溫 度變化而發(fā)生變化,但設(shè)計成在后述的高溫時具有與第一部分31的厚度幾乎相等的厚度。
(傳熱片的制造) 具有上述構(gòu)成的傳熱片1 ,例如,可采用下述第一制造方法或第二制造方法制造。
-第一制造方法- 傳熱片1的第一制造方法如下。即,在使上述樹脂組合物浸漬纖維基材而成的基 板上形成多個貫通孔,從而形成第一部分31后,在該第一部分31的各貫通孔中填埋棒狀或 線狀的金屬而形成多個第二部分32,由此得到傳熱層3,然后,通過各種成膜法在傳熱層3 的一側(cè)表面形成金屬膜而形成支承層2。由此能夠制造出傳熱片1。 在這里,作為使上述樹脂組合物浸漬上述纖維基材的方法,例如,可以舉出將上述 樹脂組合物溶解在溶劑而得到的樹脂清漆中浸漬上述纖維基材的方法、用各種涂布機進行 涂布的方法、將上述樹脂清漆采用噴霧法噴涂的方法等。其中,優(yōu)選樹脂清漆中浸漬上述纖 維基材的方法。由此,能夠提高上述樹脂組合物對上述纖維基材的浸漬性。還有,當(dāng)將上述 纖維基材在樹脂清漆中浸漬時,可以使用通常的浸漬涂布設(shè)備。 還有,作為上述樹脂組合物中含有的氰酸酯樹脂,還可以采用使上述氰酸酯樹脂 預(yù)聚化的樹脂。即,既可以單獨使用上述氰酸酯樹脂,也可以并用重均分子量不同的氰酸酯 樹脂,還可以將上述氰酸酯樹脂與其預(yù)聚物并用。 通常,上述預(yù)聚物是指通過對上述氰酸酯樹脂進行加熱反應(yīng)等,例如,通過進行三
聚化而得到的物質(zhì),是為了調(diào)整樹脂組合物的成型性、流動性而優(yōu)選使用的物質(zhì)。 作為上述預(yù)聚物未作特別的限定,例如,可以使用三聚化率為20 50重量%的預(yù)
聚物。該三聚化率,例如,可采用紅外分光分析裝置而求出。 另外,上述樹脂清漆中使用的溶劑優(yōu)選對上述樹脂組合物顯示出良好的溶解性, 但在無不良影響的范圍內(nèi)也可使用弱溶劑。作為顯示良好的溶解性的溶劑,例如,可以舉出
丙酮、甲乙酮、甲基異丁酮、環(huán)戊酮、環(huán)己酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺^-甲基吡咯烷酮 等。 對上述樹脂清漆中的固體成分未作特別的限定,但上述樹脂清漆的固體成分優(yōu)選 為30 80重量% ,特別優(yōu)選為40 70重量% 。由此,能夠提高樹脂清漆對纖維基材的浸 漬性。 通過使上述樹脂組合物浸漬上述纖維基材,并例如在80 20(TC下進行干燥,由
此能夠得到上述基板。-第二制造方法- 傳熱片1的第二制造方法如下。即,通過蝕刻對金屬制基板進行加工,從而一體地 形成支承層2與多個第二部分32后,將上述樹脂清漆填充在第二部分32的彼此之間并使 之固化,從而形成第一部分31。由此,能夠制造出傳熱片1。
在這里,參照圖3 圖5,對上述傳熱片1的使用方法及作用加以說明。
如圖3(a) 、 (b)所示,傳熱片l,傳熱片1是介于放熱對象物4與配對體5之間使 用。即,使傳熱片1的支承層2側(cè)表面與放熱對象物4接觸,使傳熱片1的傳熱層3側(cè)表面 與配對體5接觸。在這里,由傳熱片1、放熱對象物4和配對體5構(gòu)成放熱結(jié)構(gòu)體10。
作為放熱對象物4未作特別的限定,例如,可以舉出晶體管、二極管、IC等的半導(dǎo) 體部件,或各種加熱器、溫度傳感器等得電子部件,或鋰離子二次電池、鎳/氫蓄電池等得 電池等。 這種放熱對象物4是根據(jù)其種類等,在特定的溫度范圍(下面稱作"適宜溫度") 的基礎(chǔ)上能夠充分發(fā)揮其性能。即,當(dāng)放熱對象物4的溫度低于上述溫度范圍的下限值(下 面稱作"低溫")時,或當(dāng)放熱對象物4的溫度高于上述溫度范圍的上限值(下面稱作"高 溫")時,放熱對象物4往往不能充分發(fā)揮性能。 這種放熱對象物4是根據(jù)其周邊的熱源、外部氣溫、放熱對象物4本身發(fā)熱等而產(chǎn) 生溫度變化。 另外,作為配對體5未作特別限定,但優(yōu)選與外部大氣接觸的同時導(dǎo)熱性優(yōu)良的 配對體,例如,可以舉出由金屬或碳等構(gòu)成的葉片狀構(gòu)件(散熱葉片)或片狀構(gòu)件(放熱 片)等。 當(dāng)放熱對象物4處于高溫時,如圖3(a)所示,第一部分31的厚度與第二部分32 的厚度幾乎相等,第二部分32與配對體5接觸。由此,能夠有效地從放熱對象物4通過第 二部分32向配對體5進行傳熱(放熱)。即,當(dāng)放熱對象物4處于高溫時,傳熱片l在其厚 度方向的導(dǎo)熱性優(yōu)良(即為放熱狀態(tài))。 另一方面,當(dāng)放熱對象物4處于適宜溫度或低溫時,如圖3(b)所示,第二部分32 的厚度比第一部分31的厚度小,在第二部分32與配對體5之間形成空隙33。由此,空隙 33阻止從配對體5向第二部分32的傳熱。即,當(dāng)放熱對象物4處于適宜溫度或低溫時,傳 熱片l在其厚度方向的隔熱性優(yōu)良(即為隔熱狀態(tài))。 如上所述,傳熱片l在其使用狀態(tài)下,當(dāng)傳熱層3的溫度處于規(guī)定溫度以下時,在 第二部分32與配對體5之間產(chǎn)生空隙33,從而降低放熱對象物4與配對體5之間的導(dǎo)熱 性,另一方面,當(dāng)傳熱層3的溫度處于規(guī)定溫度以上時,實質(zhì)上無空隙33,從而使放熱對象 物4與配對體5之間的導(dǎo)熱性提高。 由此,即使從低溫至高溫的寬溫度范圍的環(huán)境下,也可以防止過度冷卻及過度升 溫的兩方面現(xiàn)象,從而能夠使放熱對象物4保持在所希望的溫度范圍內(nèi)。
特別是,由于俯視時多個第二部分32以均勻分散的方式而被配置,因此,能夠使 傳熱片1的厚度方向上的剛性及導(dǎo)熱性在面向達到均勻。 而且,由于俯視時多個第二部分32有規(guī)則地被配置(正方格子狀),因此,向傳熱 片l賦予必要的機械強度的同時,能夠使第二部分32在整個傳熱片1中的比例提高。
另外,由于各第二部分32形成為向傳熱層3的厚度方向延伸的柱狀,因此,即使在 第一部分31與第二部分32之間不設(shè)置空隙,也能夠根據(jù)溫度變化使第二部分32容易地在 厚度方向上進行伸縮。特別是,當(dāng)形成有空隙33時,防止第一部分31與第二部分32之間 產(chǎn)生空隙33以外的空隙,由此使傳熱片1的隔熱性更加優(yōu)良。 另外,由于以支承層2成為放熱對象物4側(cè)而設(shè)置傳熱片1,因此,能夠使傳熱片1 的隔熱狀態(tài)及放熱狀態(tài)的各特性均為優(yōu)異。
在這里,如圖4及圖5所示,對放熱對象物4為汽車100的電池,而配對體5為汽 車100的車身或底盤的情況加以說明。 當(dāng)溫度偏離適宜溫度區(qū)域而處于低溫或高溫時,電池性能的降低比較顯著。因此, 電池必需防止過度冷卻和過度升溫,通過采用本發(fā)明得到顯著的效果。 特別是,由于安裝在汽車上的電池在寬溫度范圍的環(huán)境下使用,因此,通過采用本 發(fā)明得到特別顯著的效果。 另外,當(dāng)配對體5為汽車100的車身或底盤時,車身或底盤作為釋放來自放熱對象 物4的熱量的放熱體而作用。而且,由于在不另外設(shè)置放熱體而有效利用車身或底盤,因 此,既可以實現(xiàn)低成本,又能夠防止電池的過度冷卻及過度升溫。 另外,如圖5所示,即使將傳熱片1介于作為具有較大重量的電池的放熱對象物4 和從下方支承該放熱對象物4的配對體5之間時,由于上述結(jié)構(gòu)的傳熱片1 (特別是第一部 分31)具有比較高的剛性,因此,能夠長期發(fā)揮上述效果。 以上,根據(jù)圖示的實施方式說明了本發(fā)明的傳熱片l及放熱結(jié)構(gòu)體,但本發(fā)明并 不限于這些。 例如,俯視時第一部分31及第二部分32的各自形狀不限于上述實施方式。例如, 也可以俯視時第一部分31以多點存在的形式形成,而第二部分以填補第一部分彼此之間 的形式形成。 另外,多點存在的第一部分或第二部分的配置并不限于上述實施方式,也可以以 犬牙格子狀等其他規(guī)則的形狀配置,另外,也可是不規(guī)則的配置。 另外,俯視時的第二部分的形狀并不限于上述實施方式,既可以是橢圓形狀,也可 以是三角形、方形等的多角形,還可以是異形。 另外,在上述實施方式中,說明了第二部分的截面積為一定的具體例,但也可以具
有從厚度方向的一端向另 一端逐漸減少的部分。
工業(yè)實用性 本發(fā)明的傳熱片,具有傳熱層,所述傳熱層具有第一部分和第二部分,該第二部分 在俯視時設(shè)置在與所述第一部分不同的位置上且根據(jù)溫度變化在厚度方向上以比所述第 一部分更大的伸縮率進行伸縮,在所述使用狀態(tài)中,當(dāng)上述傳熱層的溫度處于規(guī)定溫度以 下時,在第二部分與配對體之間產(chǎn)生空隙,以使上述放熱對象物與上述配對體之間的導(dǎo)熱 性降低,另一方面,當(dāng)傳熱層的溫度處于規(guī)定溫度以上時,實質(zhì)上消除上述空隙,以使放熱 對象物與配對體之間的導(dǎo)熱性提高。按照這種本發(fā)明的傳熱片,即使從低溫到高溫的寬溫 度范圍的環(huán)境下,可防止過度冷卻及過度升溫兩者,能夠使放熱對象物保持在所希望的溫 度范圍內(nèi)。因此,本發(fā)明的傳熱片及具有該傳熱片的放熱結(jié)構(gòu)體具有工業(yè)實用性。
權(quán)利要求
一種傳熱片,該傳熱片是介于作為需放熱的對象的放熱對象物和配對體之間使用,以進行該放熱對象物與該配對體之間的傳熱,其特征在于,具有傳熱層,所述傳熱層具有第一部分和第二部分,該第二部分設(shè)置在俯視時與所述第一部分不同的位置上且根據(jù)溫度變化在厚度方向上以比所述第一部分更大的伸縮率進行伸縮;在所述使用狀態(tài)中,當(dāng)上述傳熱層的溫度處于規(guī)定溫度以下時,在上述第二部分與上述放熱對象物和/或上述配對體之間產(chǎn)生空隙,以使上述放熱對象物與上述配對體之間的導(dǎo)熱性降低,另一方面,當(dāng)上述傳熱層的溫度處于規(guī)定溫度以上時,實質(zhì)上消除上述空隙,以使上述放熱對象物與上述配對體之間的導(dǎo)熱性提高。
2. 按照權(quán)利要求1所述的傳熱片,其中,上述第二部分的厚度方向上的熱膨脹系數(shù)比上述第一部分的厚度方向上的熱膨脹系數(shù)大,并且,上述第二部分的厚度方向上的導(dǎo)熱系數(shù)比上述第一部分的厚度方向上的導(dǎo)熱系數(shù)大。
3. 按照權(quán)利要求1或2所述的傳熱片,其中,俯視時上述第一部分和上述第二部分中的一者以多點存在的形式形成,另一者則以填補所述多點之間的形式形成。
4. 按照權(quán)利要求3所述的傳熱片,其中,俯視時上述多點存在的上述第一部分或上述第二部分以均勻分散的方式被配置。
5. 按照權(quán)利要求4所述的傳熱片,其中,俯視時上述多點存在的上述第一部分或上述第二部分是以正方格子狀或犬牙格子狀有規(guī)則地被配置。
6. 按照權(quán)利要求3 5中任一項所述的傳熱片,其中,俯視時上述第二部分以多點存在的形式形成,上述第一部分以填補上述第二部分彼此之間的形式形成。
7. 按照權(quán)利要求6所述的傳熱片,其中,上述各第二部分形成為在上述傳熱層的厚度方向延伸的柱狀。
8. 按照權(quán)利要求1 7中任一項所述的傳熱片,其中,具有以固定附著在上述第二部分或與上述第二部分成為一體化的形式支承上述傳熱層的支承層。
9. 按照權(quán)利要求8所述的傳熱片,其中,上述支承層由與上述第二部分的構(gòu)成材料同種類的材料構(gòu)成。
10. 按照權(quán)利要求1 9中任一項所述的傳熱片,其中,上述第一部分是使含有固化性樹脂和無機填充材料的樹脂組合物浸漬纖維基材而成。
11. 按照權(quán)利要求10所述的傳熱片,其中,上述固化性樹脂為氰酸酯樹脂。
12. 按照權(quán)利要求11所述的傳熱片,其中,構(gòu)成上述纖維基材的主纖維為玻璃纖維。
13. 按照權(quán)利要求1 12中任一項所述的傳熱片,其中,上述第二部分是以金屬作為主材料而構(gòu)成。
14. 按照權(quán)利要求13所述的傳熱片,其中,構(gòu)成上述第二部分的上述金屬為鋁或含鋁的合金。
15. 按照權(quán)利要求1 14中任一項所述的傳熱片,其中,俯視時上述第二部分的面積在上述傳熱層的總面積中所占的比例為50 85%。
16. —種放熱結(jié)構(gòu)體,其特征在于,具有作為必須放熱的對象的放熱對象物;配對體;以及權(quán)利要求1 15中任一項所述的傳熱片,并且具有從上述放熱對象物通過上述傳熱片向上述配對體進行傳熱/放熱的結(jié)構(gòu)。
17.按照權(quán)利要求16所述的放熱結(jié)構(gòu)體,其中,上述傳熱片具有以固定附著在上述第二部分或與上述第二部分成為一體化的形式支承上述傳熱層的支承層,且設(shè)置成上述支承層成為上述放熱對象物側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明的傳熱片具有傳熱層,所述傳熱層具有第一部分和第二部分,該第二部分在俯視時設(shè)置在與所述第一部分不同的位置上且根據(jù)溫度變化在厚度方向上以比所述第一部分更大的伸縮率進行伸縮;在使用狀態(tài)中,當(dāng)傳熱層的溫度處于規(guī)定溫度以下時,在第二部分與放熱對象物和/或配對體之間產(chǎn)生空隙,以使放熱對象物與上述配對體之間的導(dǎo)熱性降低,另一方面,當(dāng)傳熱層的溫度處于規(guī)定溫度以上時,實質(zhì)上消除上述空隙,以使放熱對象物與配對體之間的導(dǎo)熱性提高。
文檔編號H05K7/20GK101730936SQ20088001078
公開日2010年6月9日 申請日期2008年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月30日
發(fā)明者中村好志, 伊藤真一郎, 川口均, 新居良英, 杉野光生, 村田崇, 清水一基, 荘肇博, 高橋泉 申請人:住友電木株式會社;豊田通商株式會社;豐田自動車株式會社