JP2015076356A - Heat radiation structure and manufacturing method of the same - Google Patents

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孝明 岩崎
Takaaki Iwasaki
孝明 岩崎
知三 坂口
Tomozo Sakaguchi
知三 坂口
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat radiation structure which achieves high heat radiation efficiency, strength, and toughness, enables weight reduction, and is preferably used as a lamp component on which LEDs etc. are mounted.SOLUTION: In a heat radiation structure, a resin heat radiation component having heat conductivity and heating sources 3 disposed on the resin heat radiation component through a layer having heat conductivity lower than the resin heat radiation component are disposed. In the heat radiation structure, the resin heat radiation component is formed by a thermoplastic resin containing a heat conductive filler. Further, a lower heat conductivity component has a snap fit part and/or a screw hole part.

Description

本発明は、発熱体を実装または発熱体からの熱を放熱するための放熱構造体に関する。   The present invention relates to a heat dissipating structure for mounting a heat generating element or dissipating heat from the heat generating element.

ランプ部品で用いられるLED素子、コンピューターのマザーボードに搭載されるCPUは、小型化、高性能化が進んでおり、LED素子やCPUの発熱対策が重要となってきている。このような発熱対策としては、従来よりヒートシンクが用いられている。
例えばLEDランプ(LED照明)用ヒートシンクには、従来から、アルミニウム(アルミニウム合金を含む)を材料とした、アルミダイキャストや押出形材によるものが多く採用されている(例えば、特許文献1、2)。
ヒートシンクとして金属を用いた場合、放熱効率を高めるため大型化したり、フィンの数を増やす等して、部品としての重量が増す問題があった。
また、ヒートシンクとしてアルミニウムを用いた場合、放熱効率を高めるため、アルミニウムの表面にアルマイト処理を施す必要があった。
LED elements used in lamp parts and CPUs mounted on computer motherboards are becoming smaller and higher in performance, and countermeasures for heat generation of LED elements and CPUs are becoming important. As a countermeasure against such heat generation, a heat sink has been used conventionally.
For example, many heat sinks for LED lamps (LED lighting) have been conventionally employed that are made of aluminum (including an aluminum alloy) and are made of aluminum die-casting or extrusion (for example, Patent Documents 1 and 2). ).
When a metal is used as the heat sink, there is a problem that the weight as a component increases due to an increase in size or an increase in the number of fins in order to improve heat dissipation efficiency.
In addition, when aluminum is used as the heat sink, it is necessary to anodize the surface of the aluminum in order to increase heat dissipation efficiency.

特開2007−193960号公報JP 2007-193960 A 特開2013−197020号公報JP2013-197020A

ヒートシンクの放熱効率を損ねず、軽量化を図る手法として、ヒートシンクを樹脂化することが検討されている。
例えば、熱可塑性樹脂を用いて射出成形を行うことで、形状の自由度を高めたヒートシンクの作製が可能である。しかしながら、単に放熱効率を高めるため、熱可塑性樹脂にカーボン等の導電性フィラーを含有させることは、放熱効率を高めることはできるが部品の強度や靱性を低下させてしまう。
一方、強度や靱性を確保するため導電性フィラーとともにガラス繊維などの補強材を用いた場合、放熱効率を十分に高めることは難しかった。
As a technique for reducing the weight of the heat sink without impairing the heat dissipation efficiency of the heat sink, it has been studied to use a heat sink as a resin.
For example, by performing injection molding using a thermoplastic resin, it is possible to manufacture a heat sink with an increased shape flexibility. However, the inclusion of a conductive filler such as carbon in the thermoplastic resin simply to increase the heat dissipation efficiency can increase the heat dissipation efficiency but decreases the strength and toughness of the component.
On the other hand, when a reinforcing material such as glass fiber is used together with a conductive filler in order to ensure strength and toughness, it has been difficult to sufficiently increase the heat dissipation efficiency.

本発明は、上記課題を解決するもので、放熱効率と強度及び靱性を両立し、軽量化した放熱構造体を提供することを目的とする。   This invention solves the said subject, and it aims at providing the thermal radiation structure which made the heat radiation efficiency, intensity | strength, and toughness compatible, and reduced in weight.

本発明者等は上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、本発明に至ったものである。
すなわち本発明の要旨は、下記の通りである。
(1)熱伝導性を有する樹脂製放熱部品と、前記樹脂製放熱部品上に、前記樹脂製放熱部品よりも熱伝導率が低い層を介して、発熱源が配置された放熱構造体。
(2)前記樹脂製放熱部品が、熱伝導性充填材を含有する熱可塑性樹脂からなることを特徴とする(1)の放熱構造体。
(3)前記低熱伝導性部品がスナップフィット部および/またはネジ穴部を有することを特徴とする(1)または(2)の放熱構造体。
(4)前記スナップフィット部および/またはネジ穴部を構成する部材が、電気絶縁性熱可塑性樹脂であることを特徴とする(1)〜(3)の放熱構造体。
(5)前記放熱構造体がLEDである(1)〜(4)の放熱構造体。
(6)射出成形によってスナップフィット部および/またはネジ穴部を有する低熱伝導性部品を得た後、発熱源を配置した後、前記樹脂製放熱部品と発熱源を一体化する工程を含む(1)〜(5)の放熱構造体の製造方法。
(7)(1)〜(5)の放熱構造体を用いたランプ部品。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have arrived at the present invention.
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) A heat radiating structure in which a heat source is disposed on a resin heat radiating component having thermal conductivity and a layer having a lower thermal conductivity than the resin heat radiating component on the resin heat radiating component.
(2) The heat dissipation structure according to (1), wherein the resin heat dissipation component is made of a thermoplastic resin containing a heat conductive filler.
(3) The heat dissipation structure according to (1) or (2), wherein the low thermal conductivity component has a snap fit portion and / or a screw hole portion.
(4) The heat dissipating structure according to any one of (1) to (3), wherein the member constituting the snap fit portion and / or the screw hole portion is an electrically insulating thermoplastic resin.
(5) The heat dissipation structure according to (1) to (4), wherein the heat dissipation structure is an LED.
(6) After obtaining a low thermal conductivity part having a snap fit part and / or a threaded hole part by injection molding, a step of arranging the heat source and then integrating the resin heat radiation part and the heat source (1) )-(5) The manufacturing method of the thermal radiation structure.
(7) A lamp component using the heat dissipation structure of (1) to (5).

本発明によれば、放熱効率と強度や靱性を両立し、軽量化した放熱構造体を提供することができる。このような放熱構造体は、例えばLED等を実装したランプ部品として好適に用いることができる。   According to the present invention, it is possible to provide a heat radiating structure that achieves both heat radiating efficiency, strength, and toughness and is lightened. Such a heat dissipation structure can be suitably used, for example, as a lamp component mounted with an LED or the like.

従来の放熱構造体に関する斜視図である。It is a perspective view regarding the conventional heat dissipation structure. 本発明の実施の形態に係る放熱構造体の斜視図である。It is a perspective view of the thermal radiation structure concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態に係る放熱部品を組み合わせた放熱構造体の斜視図である。It is a perspective view of the thermal radiation structure which combined the thermal radiation component which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る放熱構造体とそれを収納するケース一体化品の斜視図である。It is a perspective view of the heat dissipation structure concerning an embodiment of the invention, and a case integrated product which stores it.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の放熱構造体は、熱伝導性を有する樹脂製放熱部品と、前記樹脂製放熱部品上に、前記樹脂製放熱部品よりも熱伝導率が低い層を介して、発熱源が配置された放熱構造体であって、前記樹脂製放熱部品が、熱伝導性充填材を含有する熱可塑性樹脂からなることを特徴とする放熱構造体である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the heat dissipating structure of the present invention, a heat radiation source is disposed on a resin heat dissipating part having thermal conductivity and a layer having a lower thermal conductivity than the resin heat dissipating part on the resin heat dissipating part. A heat dissipating structure, wherein the resin heat dissipating part is made of a thermoplastic resin containing a heat conductive filler.

熱伝導性を有する樹脂製放熱部品とは、熱伝導性を有する樹脂を成形してなる放熱部品を示す。熱伝導性を有する樹脂は、熱伝導性充填材を含有する熱可塑性樹脂である必要がある。   The resin heat radiating component having thermal conductivity refers to a heat radiating component formed by molding a resin having thermal conductivity. The resin having thermal conductivity needs to be a thermoplastic resin containing a thermal conductive filler.

本発明に用いることができる熱可塑性樹脂としては、特に限定されるものではないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体等のエチレン−α−オレフィン共重合体、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、フッ素樹脂(ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等)、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ乳酸、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、スチレン−アクリロニトリル共重合体、ABS樹脂、ポリフェニレンエーテル(PPE)、変性PPE、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリメタクリル酸メチル等のポリメタクリル酸エステル、ポリアクリル酸類、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルニトリル、ポリエーテルケトン、ポリケトン、液晶ポリマーが挙げられる。なかでも成形性、耐薬品性、経済性の点でポリアミド樹脂が好ましく、封止性、接着性の点で、ポリブチレンテレフタレートが好ましく、耐熱性の点で、ポリフェニレンスルフィドが好ましい。   The thermoplastic resin that can be used in the present invention is not particularly limited, but ethylene-α-olefin copolymers such as polyethylene, polypropylene, and ethylene-propylene copolymer, polymethylpentene, and polyvinyl chloride. , Polyvinylidene chloride, polyvinyl acetate, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetal, fluorine resin (polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, etc.), polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polylactic acid , Polystyrene, polyacrylonitrile, styrene-acrylonitrile copolymer, ABS resin, polyphenylene ether (PPE), modified PPE, polyamide, polyimide, polyamideimide, polyether imi , Polymethacrylic acid esters of polymethyl methacrylate, polyacrylic acids, polycarbonate, polyarylate, polyphenylene sulfide, polysulfone, polyether sulfone, polyether nitrile, polyether ketone, polyketone, liquid crystal polymers. Of these, a polyamide resin is preferable in terms of moldability, chemical resistance, and economy, polybutylene terephthalate is preferable in terms of sealing properties and adhesiveness, and polyphenylene sulfide is preferable in terms of heat resistance.

本発明の樹脂組成物は、熱伝導性充填材を含有する。
本発明で用いられる熱伝導性充填材としては、熱伝導性を有するものであれば特に限定されないが、5W/(m・K)以上の熱伝導率を有するものを使用することが好ましい。なお、充填材として機械的性質を改善する目的で用いられるものや、導電性、絶縁性、磁性、圧電性、電磁波吸収の機能を付与する目的で用いられるものでも、上記熱伝導率を有するものは、本発明において充填材として用いることが可能である。
熱伝導性充填材の形態としては、球状、粉状、繊維状、針状、鱗片状、ウィスカ状、マイクロコイル状、ナノチューブ状が挙げられる。
熱伝導性充填材の熱伝導率は、その焼結品を用いて測定することができる。
The resin composition of the present invention contains a thermally conductive filler.
The heat conductive filler used in the present invention is not particularly limited as long as it has heat conductivity, but it is preferable to use a material having a heat conductivity of 5 W / (m · K) or more. In addition, those used for the purpose of improving mechanical properties as fillers, and those used for the purpose of imparting the functions of conductivity, insulation, magnetism, piezoelectricity, and electromagnetic wave absorption have the above thermal conductivity. Can be used as a filler in the present invention.
Examples of the form of the heat conductive filler include a spherical shape, a powder shape, a fiber shape, a needle shape, a scale shape, a whisker shape, a microcoil shape, and a nanotube shape.
The thermal conductivity of the thermally conductive filler can be measured using the sintered product.

熱伝導性充填材の具体的な例としては(括弧内に熱伝導率の代表値(単位:W/(m・K)を記す。)、タルク(5〜10)、酸化アルミニウム(36)、酸化マグネシウム(60)、酸化亜鉛(25)、炭酸マグネシウム(15)、炭化ケイ素(160)、窒化アルミニウム(170)、窒化ホウ素(210)、窒化ケイ素(40)、カーボン(10〜数百)、黒鉛(10〜数百)等の無機系充填材、銀(427)、銅(398)、アルミニウム(237)、チタン(22)、ニッケル(90)、錫(68)、鉄(84)、ステンレス(15)等の金属系充填材が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記例示した熱伝導性充填材のうち、熱可塑性樹脂に配合した際の熱伝導効率が高いことから、黒鉛、窒化ホウ素を使用することが好ましい。また、経済性の点では、タルク、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化亜鉛を使用することが好ましい。また、タルクや窒化ホウ素は電気絶縁性を有しているので、これを配合することにより、樹脂組成物に電気絶縁性を付与することができる。
Specific examples of the thermally conductive filler (representative values of thermal conductivity in parentheses (unit: W / (m · K) are described), talc (5-10), aluminum oxide (36), Magnesium oxide (60), zinc oxide (25), magnesium carbonate (15), silicon carbide (160), aluminum nitride (170), boron nitride (210), silicon nitride (40), carbon (10 to several hundreds), Inorganic fillers such as graphite (10 to several hundred), silver (427), copper (398), aluminum (237), titanium (22), nickel (90), tin (68), iron (84), stainless steel (15) etc. These may be used independently and may use 2 or more types together.
Of the thermally conductive fillers exemplified above, graphite and boron nitride are preferably used because of their high thermal conductivity efficiency when blended with a thermoplastic resin. In terms of economy, it is preferable to use talc, aluminum oxide, magnesium oxide, magnesium carbonate, or zinc oxide. Moreover, since talc and boron nitride have electrical insulation, the electrical insulation can be imparted to the resin composition by blending them.

黒鉛の形態としては、例えば、球状、粉状、繊維状、針状、鱗片状、ウィスカ状、マイクロコイル状、ナノチューブ状が挙げられる。なかでも鱗片状黒鉛は、熱可塑性樹脂に配合した際に熱伝導効率を高くすることができるため、特に好ましい。鱗片状黒鉛の
平均粒径は、1〜300μmであることが好ましく、5〜150μmであることがさらに好ましい。平均粒径が1μm未満では、分散不良により凝集塊が生じやすくなり、均一な成形体が得られず、機械的物性が低下したり熱伝導性にバラツキが生じたりすることがある。平均粒径が300μmを超えると、樹脂組成物中に高濃度に充填することが難しくなったり、成形体表面が粗くなったりする場合がある。
Examples of the form of graphite include a spherical shape, a powder shape, a fiber shape, a needle shape, a scale shape, a whisker shape, a microcoil shape, and a nanotube shape. Of these, scaly graphite is particularly preferable because it can increase the heat conduction efficiency when blended with a thermoplastic resin. The average particle size of the flaky graphite is preferably 1 to 300 μm, and more preferably 5 to 150 μm. If the average particle size is less than 1 μm, agglomerates are likely to occur due to poor dispersion, a uniform molded product cannot be obtained, and mechanical properties may be deteriorated or thermal conductivity may be varied. When the average particle diameter exceeds 300 μm, it may be difficult to fill the resin composition at a high concentration, or the surface of the molded body may become rough.

タルクの形態としては、例えば、板状、鱗状、鱗片状、薄片状が挙げられる。なかでも鱗片状タルク、薄片状タルクは、成形体としたときに平面方向に配向しやすく、その結果、熱伝導率を高めることができるため、特に好ましい。鱗片状タルクの平均粒径は、上述と同様の理由から、1〜200μmであることが好ましく、5〜100μmであることがさらに好ましい。   Examples of the form of talc include a plate shape, a scale shape, a scale shape, and a flake shape. Of these, scaly talc and lamellar talc are particularly preferable because they are easily oriented in the plane direction when formed into a molded body, and as a result, the thermal conductivity can be increased. For the same reason as described above, the average particle size of the scaly talc is preferably 1 to 200 μm, and more preferably 5 to 100 μm.

窒化ホウ素の形態としては、例えば、板状、鱗片状、薄片状が挙げられる。なかでも鱗片状窒化ホウ素、薄片状窒化ホウ素は、成形体としたときに平面方向に配向しやすく、その結果、熱伝導率を高めることができるため、特に好ましい。鱗片状窒化ホウ素の平均粒径は、上述と同様の理由から、1〜200μmであることが好ましく、5〜100μmであることがさらに好ましい。窒化ホウ素の結晶系は、特に限定されるものではなく、六方晶系、立方晶系、その他いずれの結晶構造の窒化ホウ素であっても適用可能である。なかでも、六方晶系結晶構造を有する窒化ホウ素は、熱伝導率が大きいので好ましい。   Examples of the form of boron nitride include a plate shape, a scale shape, and a flake shape. Among these, scaly boron nitride and flaky boron nitride are particularly preferable because they are easily oriented in the planar direction when formed into a molded body, and as a result, the thermal conductivity can be increased. For the same reason as described above, the average particle size of the flaky boron nitride is preferably 1 to 200 μm, and more preferably 5 to 100 μm. The crystal system of boron nitride is not particularly limited, and boron nitride having any crystal structure such as hexagonal system, cubic system, and the like is applicable. Of these, boron nitride having a hexagonal crystal structure is preferable because of its high thermal conductivity.

酸化マグネシウムの形態としては、例えば、球状、繊維状、紡錘状、棒状、針状、筒状、柱状が挙げられる。なかでも球状酸化マグネシウムは、熱可塑性樹脂に配合したときに樹脂の流動性の低下を抑えることができるため、特に好ましい。酸化マグネシウムを含有することにより、樹脂組成物の絶縁性を低下させずに熱伝導性を向上させることができる。球状酸化マグネシウムの平均粒径は、上述と同様の理由から、0.5〜150μmであることが好ましく、1〜100μmであることがさらに好ましい。   Examples of the form of magnesium oxide include a spherical shape, a fiber shape, a spindle shape, a rod shape, a needle shape, a cylindrical shape, and a column shape. Among these, spherical magnesium oxide is particularly preferable because it can suppress a decrease in fluidity of the resin when blended with a thermoplastic resin. By containing magnesium oxide, thermal conductivity can be improved without reducing the insulating properties of the resin composition. For the same reason as described above, the average particle diameter of the spherical magnesium oxide is preferably 0.5 to 150 μm, and more preferably 1 to 100 μm.

本発明の樹脂組成物において、熱可塑性樹脂と熱伝導性充填材との容量比は、熱可塑性樹脂と熱伝導性充填材が20/80〜95/5であることが好ましく、30/70〜90/10であることがより好ましい。熱伝導性充填材の配合量が5容量%未満では十分な熱伝導性を得ることができなくなる場合があり、配合量が80容量%を超えると、流動性が著しく低下するため成形加工時の負荷が高くなりすぎ操業性が低下する場合がある。   In the resin composition of the present invention, the volume ratio of the thermoplastic resin to the thermally conductive filler is preferably 20/80 to 95/5 for the thermoplastic resin and the thermally conductive filler, and 30/70 to More preferably, it is 90/10. If the blending amount of the heat conductive filler is less than 5% by volume, sufficient thermal conductivity may not be obtained, and if the blending amount exceeds 80% by volume, the fluidity is remarkably deteriorated, so The load may become too high and the operability may decrease.

前記樹脂組成物は、公知の方法で樹脂製放熱部品としての形状に成形することができる。中でも、成形の自由度が高く、精度の高い加工が可能な点で、射出成形法が好ましい。   The said resin composition can be shape | molded in the shape as a resin-made heat radiating component by a well-known method. Among these, the injection molding method is preferable because it has a high degree of freedom in molding and enables high-precision processing.

低熱伝導性部品は、必要に応じてスナップフィット部および/またはネジ穴部を形成することができる。スナップフィット部は、例えば基板に実装した発熱体を覆うようなカバー材を嵌合させるために、基板の要部に設けた薄片状の凸部で、例えばカバー材等を嵌合させる場合、スナップフィット部を若干押し広げ、スナップフィット部の内側にカバー材を押し込み、所定の嵌め合せを行うためのものである。したがって、スナップフィット部自体が、熱伝導性を有するものであって構わないが、前記スナップフィット部を押し広げる際、樹脂組成物の靭性が不足し、割れや欠けが生じる場合には熱伝導性充填材の含有量を下げたり、熱伝導性充填材を含有しない組成とすることもできる。   The low thermal conductivity component can form a snap fit portion and / or a screw hole portion as required. The snap-fit part is a flaky convex part provided in the main part of the board, for example, to fit a cover material that covers the heating element mounted on the board, for example, when fitting a cover material etc. The fitting part is slightly expanded and the cover material is pushed inside the snap fitting part to perform a predetermined fitting. Accordingly, the snap fit part itself may have thermal conductivity, but when the snap fit part is expanded, the toughness of the resin composition is insufficient, and thermal cracking occurs when cracking or chipping occurs. The content of the filler can be lowered or the composition can be made to contain no thermally conductive filler.

ネジ穴部は、円柱状に設けられた凹部であり、ネジをねじ込ませながら締め付ける際にネジ穴部が破断しないような靭性を有することを必要とする。したがって、ネジ穴部自体が、熱伝導性を有するものであって構わないが、前記ネジ穴部にネジをねじ込ませる際、樹脂組成物の靭性が不足し、ネジ穴部に破断が生じる場合には熱伝導性充填材の含有量を下げたり、熱伝導性充填材を含有しない組成とすることもできる。   The screw hole portion is a concave portion provided in a columnar shape, and needs to have toughness so that the screw hole portion does not break when tightening while screwing in the screw. Therefore, the screw hole part itself may have thermal conductivity, but when the screw is screwed into the screw hole part, the toughness of the resin composition is insufficient and the screw hole part is broken. Can reduce the content of the heat conductive filler, or can have a composition not containing the heat conductive filler.

また、低熱伝導性部品は、熱可塑性樹脂に対し電気導電性の熱伝導性フィラーを含有したもの、あるいは電気絶縁性の熱伝導性フィラーを含有させたもので形成することができる。発熱源と放熱部品との間が電気的に絶縁化されていれば、一般に熱伝導率が高い電気導電性の熱伝導性フィラーを用いることができる。
しかし、発熱源と放熱部品の間が電気的に絶縁化されていない場合は、電気絶縁性の熱伝導性フィラーを用いることが好ましい。また、電気的に問題のない程度に電気絶縁性の熱伝導性フィラーと電気絶縁性の熱伝導性フィラーを混ぜたものを用いても良い。
低熱伝導性部品を形成した後、LED等の発熱源が実装された基板等に組み付けすることができるが、例えば、基板所定部に射出成形によって、直接タルクや窒化ホウ素を含有させた低熱伝導性部品を成形することもできる。その場合、基板と絶縁性を有する層を一体化することができるので、発熱源が発する熱を、絶縁性を有する層を経由し樹脂製放熱部品を通して効率的に放熱することができる。例えば、シート状に成形した絶縁性を有する層を用いる場合は、基板の所定部に配置しているだけであるので、間に空気層を含み伝熱ロスを生じる。放熱構造体の放熱効率を高めるためには、基板上に直接絶縁性を有する層を形成することが特に好ましい。
なお、基板上に直接絶縁性を有する層を一体成形することで、放熱効率を高めることできるが、他方でLED等の発熱源における電気回路と樹脂製放熱部品との間を絶縁性を有する層を介して電気的に遮断できるため、電気的な信頼性を高めることもできる。
The low thermal conductivity component can be formed of a thermoplastic resin containing an electrically conductive thermal conductive filler, or an electrical insulating thermal conductive filler. If the heat source and the heat radiating component are electrically insulated, generally an electrically conductive thermally conductive filler having a high thermal conductivity can be used.
However, when the heat source and the heat dissipation component are not electrically insulated, it is preferable to use an electrically insulating thermally conductive filler. Moreover, you may use what mixed the electrically insulating heat conductive filler and the electrically insulating heat conductive filler to such an extent that there is no electrical problem.
After forming a low thermal conductivity component, it can be assembled to a substrate on which a heat source such as an LED is mounted. For example, a low thermal conductivity containing talc or boron nitride directly on a predetermined portion of the substrate by injection molding Parts can also be molded. In that case, since the insulating layer can be integrated with the substrate, the heat generated by the heat generation source can be efficiently radiated through the resin heat dissipation component via the insulating layer. For example, when an insulating layer formed in a sheet shape is used, it is only disposed at a predetermined portion of the substrate, and therefore an air layer is included between the layers and heat transfer loss occurs. In order to increase the heat dissipation efficiency of the heat dissipation structure, it is particularly preferable to form an insulating layer directly on the substrate.
In addition, heat dissipation efficiency can be improved by integrally forming a layer having insulating properties directly on the substrate. On the other hand, a layer having insulating properties between an electric circuit in a heat source such as an LED and a resin heat radiating component. Therefore, electrical reliability can be improved.

低熱伝導性部品を形成し、LED等の発熱源が実装された基板等に組み付けた後、射出成形により樹脂製放熱部品と1体化する。つまり、樹脂製放熱部品はできるかぎり熱伝導性の高い樹脂にして、放熱性を高めたいが、熱伝導性フィラーを高充填すると、強度であったり、靱性が低下してしまう。そのため、他の構成部品と固定するためのネジ部を形成してもねじ止めしようとすると、クラックが生じてしまう。また、スナップフィットなどの構造を形成しても、固定する際に、応力のかかった根元が折れてしまったりする。そこで、樹脂製放熱部品よりも熱伝導性が低い樹脂でできた部品を間にはさみ、そこに強度や靱性が必要なネジ部であったりスナップフィット等の構造を形成する。
発熱源が実装された基板等を、低熱伝導性部品に組み付けた後、金型内にインサートし低熱伝導性樹脂と金型との隙間に熱伝導率の高い樹脂を流し込み、低熱伝導性部品と高熱伝導性部品を一体化する。低熱伝導性部品と高熱伝導性部品の界面はお互いに溶着していることが好ましい。そのためには低熱伝導性部品のマトリックス樹脂と、高熱伝導性部品のマトリックス樹脂が同材量であるか、接着性の良い組み合わせを適宜選択することが好ましい。
さらに、熱を放出する面積を多くするために、熱伝導性樹脂で形成されたケース等と一体化することが好ましい。ケースに用いられる熱伝導性樹脂は、強度、成形性、放熱性の観点から、熱伝導性フィラーの添加量を適宜選択することができる。つまり、あまり機械的強度が必要でない場合は、できるだけ熱伝導性フィラーの充填量を多くして、ケースの熱伝導率を高くすることが好ましい。逆にケースの機械的強度が必要であったり、成形性が必要であったりする場合は、熱伝導性フィラーの充填量を少なくして、ケースの機械的強度を高くしたり、成形性を良くしたりすることが好ましい。放熱部品とケースは1体化することで界面の熱抵抗を下げることが好ましい。発熱源と低熱伝導性部品及び放熱部品が1体化された部品を金型内にインサートし、ケースを射出成形することで界面を溶着または接着することが好ましい。
After forming a low thermal conductivity component and assembling it on a substrate or the like on which a heat source such as an LED is mounted, it is combined with a resin heat radiation component by injection molding. In other words, the resin heat dissipating part should be made of a resin having a high thermal conductivity as much as possible to improve the heat dissipating property. Therefore, even if a screw part for fixing to other components is formed, if it is to be screwed, a crack will occur. Moreover, even if a structure such as a snap fit is formed, a stressed root may be broken when it is fixed. Therefore, a part made of a resin having lower thermal conductivity than that of a resin heat radiating part is sandwiched, and a screw part or a snap fit structure that requires strength and toughness is formed there.
After assembling a substrate with a heat source mounted on a low thermal conductivity component, insert it into the mold and pour a resin with high thermal conductivity into the gap between the low thermal conductivity resin and the mold. Integrate high thermal conductivity parts. The interface between the low thermal conductivity component and the high thermal conductivity component is preferably welded together. For this purpose, it is preferable that the matrix resin of the low thermal conductivity component and the matrix resin of the high thermal conductivity component have the same material amount or a combination having good adhesiveness is appropriately selected.
Furthermore, in order to increase the area for releasing heat, it is preferable to integrate with a case or the like formed of a heat conductive resin. The heat conductive resin used for the case can be appropriately selected from the viewpoints of strength, moldability, and heat dissipation. That is, when not much mechanical strength is required, it is preferable to increase the heat conductivity of the case by increasing the filling amount of the heat conductive filler as much as possible. On the contrary, when the mechanical strength of the case is necessary or the moldability is necessary, the filling amount of the heat conductive filler is decreased to increase the mechanical strength of the case or improve the moldability. It is preferable to do. It is preferable to reduce the thermal resistance of the interface by integrating the heat dissipation component and the case. It is preferable that a part in which a heat source, a low thermal conductivity part and a heat dissipation part are integrated is inserted into a mold and the case is injection-molded to weld or bond the interface.

本発明の放熱構造体を製造する方法は、特に制限はないが、例えば、射出成形によってネジ部やスナップフィットを備えた低熱伝導性部品を得る工程と、発熱源を組み付ける工程と、前記組み付けられた発熱源と樹脂製放熱部品を一体化する工程と、含む製造方法を用いて効率よく製造ができる。   The method for manufacturing the heat dissipation structure of the present invention is not particularly limited. For example, the step of obtaining a low thermal conductive part having a screw part and a snap fit by injection molding, the step of assembling a heat source, and the assembly are performed. It is possible to efficiently manufacture using a manufacturing method including a step of integrating the heat generation source and the resin heat radiation component.

本発明の放熱構造体は、発熱源を実装した場合に、放熱効率が良く、軽量化した放熱構造体とすることができるので、例えば、LEDや電球バルブを実装したランプ部品、CPUを実装したコンピューターの基板部品、LSI等のIC素子を実装した各種電気・電子部品等で好適に使用ができる。   The heat dissipating structure of the present invention can provide a heat dissipating structure with good heat dissipating efficiency and light weight when a heat source is mounted. For example, a lamp component mounted with an LED or a bulb bulb, or a CPU is mounted. It can be suitably used for various types of electrical and electronic components mounted with computer circuit board components and IC elements such as LSI.

1 基板
2 ケーブル
3 発熱源
4 発熱部材
5 ネジ部
6 スナップフィット部
7 低熱伝導性部品
8 発熱源と低熱伝導性部品の一体品
9 放熱部品
10 発熱源と放熱部品の一体品
11 ケース
12 発熱源とケース一体化品
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Board | substrate 2 Cable 3 Heat generating source 4 Heat generating member 5 Screw part 6 Snap fitting part 7 Low heat conductive component 8 Integrated product of heat generating source and low heat conductive component 9 Heat radiating component 10 Integrated component of heat generating source and heat radiating component 11 Case 12 Heat generating source And case integrated product

Claims (7)

熱伝導性を有する樹脂製放熱部品と、前記樹脂製放熱部品上に、前記樹脂製放熱部品よりも熱伝導率が低い層を介して、発熱源が配置された放熱構造体。   A heat radiating structure in which a heat source is disposed on a resin heat radiating component having thermal conductivity and a layer having a lower thermal conductivity than the resin heat radiating component on the resin heat radiating component. 前記樹脂製放熱部品が、熱伝導性充填材を含有する熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項1記載の放熱構造体。   2. The heat dissipation structure according to claim 1, wherein the resin heat dissipation component is made of a thermoplastic resin containing a heat conductive filler. 前記低熱伝導性部品がスナップフィット部および/またはネジ穴部を有することを特徴とする請求項1または2記載の放熱構造体。   The heat dissipation structure according to claim 1, wherein the low thermal conductivity component has a snap fit portion and / or a screw hole portion. 前記スナップフィット部および/またはネジ穴部を構成する部材が、電気絶縁性熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載の放熱構造体。   The member which comprises the said snap fit part and / or a screw hole part is an electrically insulating thermoplastic resin, The heat radiating structure in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 前記放熱構造体がLEDである請求項1〜4いずれかに記載の放熱構造体。   The heat dissipation structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the heat dissipation structure is an LED. 射出成形によってスナップフィット部および/またはネジ穴部を有する低熱伝導性部品を得た後、発熱源を配置した後、前記樹脂製放熱部品と発熱源を一体化する工程を含む請求項1〜5いずれかに記載の放熱構造体の製造方法。   6. After obtaining a low thermal conductivity part having a snap fit part and / or a threaded hole part by injection molding, after disposing the heat source, the resin heat radiating part and the heat source are integrated. The manufacturing method of the heat dissipation structure in any one. 請求項1〜5いずれか記載の放熱構造体を用いたランプ部品。













A lamp part using the heat dissipating structure according to claim 1.













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