CN102792442A - 绝热散热片及装置内结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供绝热散热片及装置内结构。在具有安装于电路基板等的发热部件的电子设备、电池组及发热性机械部件等发热部件中，同时实现高效地散发发热部件所产生的热量、通过抑制热量向与该发热部件相邻的被保护部件传导来防止被保护部件因被加热而导致性能下降等。为此，本发明是一种绝热散热片，其是按照粘接剂层或者导热性粘接剂层、导热层、粘接剂层或者绝热性粘接剂层、绝热层、粘接剂层或者绝热性粘接剂层的顺序层叠而成的，用于在上述发热部件和与该发热部件相邻的被保护部件之间连接该发热部件和该被保护部件，并且本发明是一种装置内结构，其是将该绝热散热片的导热层侧的粘接剂层粘接于发热部件侧、并将绝热层侧的粘接剂层粘接于被保护部件而成的。

Description

绝热散热片及装置内结构

技术领域

本发明涉及绝热散热片及使用了该绝热散热片的装置结构，该绝热散热片及装置结构用于在具有安装于电路基板等的发热部件的电子设备、二次电池或者具有发热部件的除电子设备以外的通常的装置中有效地散发由发热部件、二次电池产生的热量，并且抑制热量向与发热部件相邻的部件、设备及装置传导。

背景技术

在家电产品、移动电话等电子设备中，对在内部产生的热量进行散热的散热对策对于提高产品的可靠性变得越来越重要。但是，近年来，设备的小型化进步，部件被高密度地配置在狭小的空间内。因此，难以确保用于设置散热器等散热构件的空间，有时使CPU中的IC元件等发热部件所产生的热量经由导热构件直接向壳体放出。在这种情况下，存在这样的问题：由于发热部件的热量向壳体外部传导而使得壳体外部局部高温化、或者由于长时间接触人体，从而产生烧伤。并且，存在这样的问题：随着高密度安装，怕热的部件、其他系统的控制IC等在发热部件的附近，接受相邻的发热部件的热量，产生误动作、寿命下降等不良影响。

在电动汽车等装置中使用的镍氢二次电池、锂离子电池等需要较高的能量密度，并且要求极力减小安装空间。因此，在采用高电压、高容量的电池的情况下，有时将多个单电池串联连接或者并联连接，使用将数个到数十个甚至数百个单电池连接起来的电池组装置，构成这样的电池组的单电池单体由于内部反应而发热。由于这样产生的热量在相邻的电池之间互相加热，因此在相邻的电池之间成为高温。

因为电池组的性能、寿命较大程度地依赖于温度环境，所以有可能在高温时显著地劣化。

并且，除了电子设备以外，例如产生摩擦热那样的机械装置等不能将无法放置在加热环境下的设备相邻地设置的装置也存在同样的问题。

为了解决上述的问题，例如在专利文献1中公开了一种通过将设有缺口的石墨片设置在发热部件之上来避免壳体局部的高温化的方法。但是，采用该方法，在传导热量的部位不是壳体而是其他电子部件的情况下，即使未达到局部的高温化，但由于作为系统整体流入了大量的热能，因此也存在对电子部件的动作、寿命产生不良影响的危险性。

另外，在专利文献2中记载了通过在因来自发热部件的热量而高温化的壳体的外表面设置绝热层来谋求减少烧伤、不适感的方法。但是，采用该方法，由于绝热材料使发热部件所产生的热量不能有效地散发到外部空气中，所以热量蓄积在内部，其结果，有可能对其他部位、部件产生不良影响。

另一方面，在专利文献3中公开了一种通过将层叠导热片和绝热片而成的片设置在发热部件和壳体等之间而意图同时实现发热部件的散热和与壳体绝热的结构。但在专利文献3所述的内部结构中，关于导热构件仅例示了混合有导热充填材料的硅橡胶，该硅橡胶对隔振·隔音这样的振动对策也有效，并且根据附图及其说明，主旨是由硅橡胶层形成的导热片在发热元件的周围与印刷电路板相接，以便在发热元件的周围形成封闭空间，并由导热片蓄积来自发热部件的热量，并且为了散热而另外需要散热板、散热翅片、散热器、热管等。

根据这样的记载，显而易见，发热元件被印刷电路板和导热片包围，在发热元件自身及其周围会蓄积热量，因此，可以说另外需要散热板、散热翅片等。

并且，硅橡胶层以也有助于振动对策的方式形成，因此，不言而喻，需要使硅橡胶层为例如超过1mm左右的较厚的层。而且，记载了在该硅橡胶层端部安装有散热翅片、散热器等构件来进行散热，从这样的记载来看，其前提是该硅橡胶层需要具有能够在端部安装上述的构件的程度的厚度。

并且，在专利文献3中，对发热部件的热量下降到何种程度、能够将向壳体的导热抑制到何种程度没有记载，其效果不确定的方面很多。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009－094196号公报

专利文献2：日本特开2000－148306号公报

专利文献3：日本特开2000－106495号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明是鉴于上述情况而做成的，其目的在于提供一种绝热散热片，该绝热散热片用于在具有安装于电路基板等的发热部件的电子设备、相邻地设置多个二次电池的装置或者通常的装置中同时实现高效地散发发热部件所产生的热量、通过抑制热量向与该发热部件相邻的被保护部件传导来防止被保护部件因被加热而导致性能下降等。

用于解决问题的方案

本发明人们发明了一种在具有安装于电路基板等的发热部件的电子设备中用于解决上述课题的、使显示出绝热性的构件和显示出导热性的构件层叠而成的、同时发挥绝热功能和散热功能的片。

具体地讲，是一种用于在装置内的发热部件和与该发热部件相邻的被保护部件之间连接上述发热部件和被保护部件的、按照导热层、粘接剂层或者绝热性粘接剂层、绝热层的顺序层叠而成的绝热散热片，并且，还是一种以在装置内使该绝热散热片的导热层侧朝向发热部件侧、使绝热层侧朝向被保护部件的方式连接而成的装置内结构。

并且，在上述的片及装置内结构中，绝热散热片的面积可以大于发热部件的设置面积，或者也可以不仅在被保护部件的表面设置有绝热散热片，还连续地在被保护部件的至少一个端部设置有绝热散热片。

发明的效果

采用本发明，能够在装置内的发热部件和与该发热部件相邻的被保护部件之间配置绝热散热片，因此，通过散发及隔断来自发热部件的热量，能够防止易于受到热量的影响的被保护部件接受过多的热量。其结果，作为电子设备能够稳定地发挥作用。

附图说明

图1是本发明的绝热散热片的层结构的示意图。

图2是热阻值测量装置的概略图。

图3是在实施例中使用的发热部位的结构。

图4是在实施例中使用的绝热散热片的试验装置概略图。

图5是在实施例10中使用的由被保护部件、发热部件及试验片构成的组合的图。

图6是在实施例10中使用的试验片的概略图。

图7（A）～（D）是在实施例10的模拟中使用的试验片、被保护部件、发热部件的组合的图。

附图标记说明

1、试验片；2、上部杆；3、下部杆；4、上部接头块；5、下部接头块；6、温度传感器；7、加热器；8、绝热板；9、陶瓷加热器；10、铝板；11、片型热电偶；12、聚酰亚胺胶带；13、试验片；14、亚克力（acryl）板；15、片型热电偶；16、压铁；17、被保护部件；18、发热部件；19、粘接剂层；20、绝热层；21、导热层。

具体实施方式

如上所述，本发明是如下这样的绝热散热片：在发热部件（包括不是以发热为目的、但使之通电工作或者使之工作会导致发热的部件）和与该发热部件相邻的被保护部件之间，按照粘接剂层或者导热性粘接剂层、导热层、粘接剂层或者绝热性粘接剂层、绝热层、粘接剂层或者绝热性粘接剂层的顺序层叠而成，在与上述的部件粘接时与所夹设的绝热散热片、发热部件、被保护部件不进行粘接就能够密合等的情况下，按照导热层、粘接剂层或者绝热性粘接剂层以及绝热层的顺序层叠而成。

由此，不仅使该发热部件和被保护部件一体化，而且根据需要使该发热部件所产生的热量经由粘接剂层或者导热性粘接剂层向导热层传导而从该导热层散发，并且进一步隔着设在该发热部件之上的粘接剂层或者绝热性粘接剂层而设置绝热层，并且根据需要在该绝热层之上借助粘接剂层或者绝热性粘接剂层与被保护部件粘接或者密合，由此，尽可能地减少传导到被保护部件的热量。

这样，利用绝热散热片使发热部件和被保护部件一体化，并且使发热部件所产生的热量积极地向导热层移动，使热量从导热层散发，从而来减少传导到绝热层的热量。这样一来，需要由该绝热层隔断的热量也减少，所以该绝热层所承担的用于绝热的负荷减少。由此，该绝热层能够更有效地隔断发热部件所产生的热量。

这样，由于存在导热层和绝热层，能够充分地发挥作为绝热散热片整体的散热效果及绝热效果，减少被保护部件所接受的热量，从而能够防止被保护部件的温度过度地上升。

关于本发明的绝热散热片，各层的大小及形状取决于发热部件及被保护部件的大小及形状，在为了粘接导热层和发热部件而设置粘接剂层的情况下，因为是用于发挥与发热部件粘接的作用及朝向导热层传导热的作用的层，因此，基于需要更坚固地粘接和将更多的热量向导热层传导，需要使该绝热散热片的大小及形状与发热部件的大小及形状相同。

通过使用于将该发热部件和导热层粘接起来的粘接剂含有由导热良好的材料构成的填料等，粘接剂层整体的导热率提高，能够更积极地将来自发热部件的热量朝向导热层传导。

由于导热层是吸收来自发热部件的热量并且散热的层，从而根据需要而要求经由粘接剂层充分地吸收来自发热部件的热量，并且散热，因此，要求具有与该粘接剂层相同的大小及形状、或者大于该粘接剂层的形状。特别是在导热层的形状大于粘接剂层的形状的情况下，导热层的一部分自粘接剂层伸出，该伸出的部分特别有助于散热。当然，即使在导热层是与粘接剂层相同的大小、相同的形状的情况下，也能够从导热层的端部特别有效地散热。

这点在没有粘接剂层的情况下也同样，在导热层比发热部件大的情况下，伸出的导热层的局部特别有助于散热。

并且用于使绝热层和导热层粘接的粘接剂层是用于将绝热层设置在导热层和被保护部件之间的层，是不需要从导热层向绝热层积极地传导热量的层，但是为了使绝热层和导热层坚固地粘接，在导热层及绝热层的形状或者大小不同的情况下，该粘接剂层需要按照与其中小的一方相同的大小及形状设置。

绝热层是用于对由发热部件产生的、即使利用散热构件也没完全散发的热量进行隔断而使得该热量尽量不向被保护部件传导的层，可以是如以往的绝热片的通常的技术那样具有发泡层、空气层等的绝热层。

因为绝热层形成为大小与被保护部件的大小相同或为被保护部件的大小以上，所以能够充分地隔断导热层接受的热量。

由于绝热层是以保护因被加热会受到某些不良影响的部件、即被保护部件不受热为目的的层，所以需要使绝热层的大小与导热层的大小相同或者为导热层的大小以上，并且需要使绝热层的大小与被保护部件的大小相同或者为被保护部件的大小以上，其结果，由于能够充分地隔断导热层所接受的热量，从而能够对其他被保护部件发挥的充分的绝热作用。

根据需要形成在绝热层和被保护部件之间的粘接剂层可以具有与被保护部件相同的大小及形状，根据情况与形成在导热层和绝热层之间的粘接剂层相同，是不需要从绝热层向被保护部件传导热量的层。因此，该绝热层和被保护物品之间的粘接剂层与导热层和绝热层之间的粘接剂层同样也可以具有发泡层、空气层。

当然，即使没有那样的粘接剂层，只要绝热散热片能够密合或者接触，就并非必须设置粘接剂层，并且，被保护部件也可以与绝热散热片分开。即，本发明用于在发热部件和与之相邻的被保护部件之间连接上述的部件，但绝热层和被保护部件之间不限于两者之间有无粘接剂层，也能够分开。本发明中的连接也包括绝热层和被保护部件直接不接触或者隔着粘接剂层而不接触的情况。

发热部件及被保护部件

作为发热部件，也可以是具有由于电子设备的运转而通电特别是发热的性质的、例如CPU、IC、晶体管、线圈、电容器、变压器、阴极管等电子部件、锂离子电池等二次电池等那样由于电子设备的运转而发热的部件。并且，也可以是由于轴承等的滑动而发热的、由于机械部件等工作而发热的部件。

作为被保护部件，是即使因电子设备的运行而通电也不发热的、而且有可能在高温下无法稳定地发挥性能的可能性的电子部件，例如，可列举出锂离子电池等二次电池、液晶、有机E L元件等的显示器部、LED、二极管、摄像元件等、或者需要管理温度的测量装置等。

作为接近地配置有上述发热部件及被保护部件的设备，例如，可列举出无线电力传送模块。在便携式设备、个人电脑等小型电子设备中设置无线电送模块时，将线圈、控制IC这样的发热部位和锂离子电池等二次电池这样的被保护部件接近地设置在狭小的空间中，因此热量对策是重要的。特别是对于为了小型化而使二次电池组和无线电送模块一体化的设备，热量对策尤其重要。

另外，对于将镍·氢电池、锂离子电池等二次电池并联或者串联地使用的电池组，所构成的电池自身是发热部件，并且也是被保护部件。

因此，本发明的绝热散热片用于上述的用途等。

粘接剂层

本发明中的粘接剂层是不属于下述的导热性粘接剂、下述的绝热粘接剂的粘接剂层，换言之，粘接剂层为了提高导热、绝热效果而或者混合有添加剂、填充剂、或者含有气泡，形成有粘接剂涂敷部的图案和粘接剂非涂敷部的图案，等等，未采用用于绝热的特定的层的结构。

对本发明所使用的粘接剂层所使用的树脂没有特别的限定，能够使用（甲基）丙烯类、天然橡胶类、合成橡胶类、硅类、尿烷类粘接剂等。在上述的粘接剂中，可以使用完全相同的，也可以根据部位选择性地使用。

在将该粘接剂层用于粘接发热部件和导热层的情况下，优选粘接剂层的厚度为0.5mm以下，更优选为0.1mm以下，进一步优选为0.050mm以下。

另外，在将该粘接剂层用于粘接导热层和绝热层以及将该粘接剂层用于粘接绝热层和被保护部件的情况下，优选粘接剂层的厚度为0.05mm以上，更优选为0.1mm以上，进一步优选为1.0mm以上。

对混合本发明所使用的粘接剂中的添加剂等没有特别的限定，在不损害本发明的效果的范围内能够适当地添加分散剂、抗老化剂、抗氧化剂、加工助剂、稳定剂、消泡剂、阻燃剂、增稠剂、颜料等这样的通常用作橡胶、塑料混合药品的添加剂。

另外，要求上述的树脂及各添加剂共同具有不会因发热部件所产生的热量而变质的这样的性质。

导热性粘接剂层

对于在需要导热性、散热的部位使用的粘接剂，优选使用薄层的粘接剂。作为此时粘接剂层的厚度，优选0.5为mm以下，更优选为0.1mm以下，进一步优选为0.050mm以下。

对于在需要导热性、散热的部位使用的粘接剂，在希望进一步提高导热性、散热性的情况下、在采用薄层的粘接剂不能填充台阶、间隙而需要将粘接剂加厚的情况下，能够使用含有导热性填料的粘接剂。

在本发明中，对于含有导热性填料的粘接剂所使用的材料没有特别的限定，但优选能够兼备导热性和粘接性的材料，例如优选使用在环氧类树脂、热塑性弹性体、硅橡胶、丙烯聚合物等聚合物成分中含有导热性填料的导热性有机树脂组合物。

对本发明所使用的导热性填料没有特别的限定，能够使用氮化硼、氮化铝、氮化硅、氮化镓、氢氧化铝、氢氧化镁、碳化硅、二氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锌、氧化锡、氧化铜、氧化镍、掺杂有锑酸的氧化锡、碳酸钙、钛酸钡、钛酸钾、铜、银、金、镍、铝、铂金、碳黑、碳管（碳纳米管）、碳纤维、钻石等粒子。上述的导热性填料既可以单独地使用也可以同时使用两种以上。

对本发明所使用的导热性填料的形状没有特别的限定，可以是块状、针状、板状、层状。块状包括例如球状、长方体状、破碎状或者上述形状的异形形状。

在本发明中，在为块状（球状）的导热性填料的情况下，导热性填料的尺寸的一次平均粒径为0.1～1000μm，优选为1～100μm，更优选为2～20μm。如果一次平均粒径超过1000μm，则存在导热性填料超过导热树脂层的厚度而成为厚度偏差的原因这种不良。

在导热性填料是针状或者是板状的导热性填料的情况下，最大长度为0.1～1000μm，优选为1～100μm，更优选为2～20μm。如果最大长度超过1000μm，则存在导热性填料变得容易彼此聚集而变得难以处理这种不良。

并且上述导热性填料的长宽比（在针状结晶的情况下，用长轴长度／短轴长度、或者长轴长度／厚度来表示。另外，在板状结晶的情况下，用对角线长度／厚度或者长边长度／厚度来表示）为1～10000，优选为10～1000。

作为这样的导热性填料，能够使用通常的市场销售产品，例如，作为氮化硼，可列举出水岛合金铁公司制造的“HP-40”、Momentive公司制造的“PT620”等，作为氢氧化铝，可列举出昭和电工公司制造的“HIGILITE HS-32”、“HIGILITEH-42”等，作为氧化铝，可列举出昭和电工公司制造的“AS-50”等，作为氢氧化镁，可列举出协和化学工业公司制造的“KISUMA 5A”等，作为掺杂有锑酸的氧化锡，可列举出石原产业公司制造的“SN-100S”、“SN-100P”、“SN-100D（水分散产品）”等，作为氧化钛，可列举出石原产业公司制造的“TTO系列”等，作为氧化锌，可列举出住友大阪水泥公司制造的“SnO-310”、“SnO-350”、“SnO-410”等。

在本发明中，相对于聚合物成分100质量份，导热性填料的使用量为10质量份～1000质量份，优选为50质量份～500质量份，更优选为100质量份～400质量份。如果导热性填料的使用量超过1000质量份，则存在挠性下降、粘接力下降这样的不良，如果不满10质量份，则有时不能给予充分的导热性。

另外，在本发明的导热性有机树脂组合物中，为了进一步提高粘接力、耐力、导热性填料粒子与丙烯聚合物等聚合物等聚合物成分之间的亲和性，能够使用硅烷偶联剂。作为硅烷偶联剂，没有特殊限制，可适当地使用公知的硅烷偶联剂。

具体而言，可列举出例如3－缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3－缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、3－缩水甘油醚氧丙基甲基二乙氧基硅烷、2－（3，4－环氧环己基）乙基三甲氧基硅烷等含环氧基的硅烷偶联剂、3－氨基丙基三甲氧基硅烷、N－2－（氨基乙基）－3－氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3－三乙氧基甲硅烷基－N－（1，3－二甲基亚丁基）丙基胺等含氨基的硅烷偶联剂、3－丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、3－甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷等含（甲基）丙烯酰基的硅烷偶联剂、3－异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷等含异氰酸酯基的硅烷偶联剂等。优选使用这样的硅烷偶联剂来提高耐久性。

上述硅烷偶联剂既可以单独使用，也可以两种以上混合使用，该硅烷偶联剂整体的含有量为：相对于上述丙烯聚合物100质量份，优选含有上述硅烷偶联剂0.01质量份～10质量份，更优选含有上述硅烷偶联剂0.02质量份～5质量份，进一步优选含有上述硅烷偶联剂0.05质量份～2质量份。通过在上述范围内使用上述硅烷偶联剂，能够更可靠地使导热性有机树脂组合物提高聚合力、耐久性，但一方面，如果不满0.01质量份，有时不能覆盖导热性有机树脂组合物所含的导热性填料的粒子表面而不能提高亲和性，另一方面，如果超过10质量份，有时使导热性降低。

绝热性粘接剂层

对于在需要绝热性的部位使用的粘接剂，优选使用厚的粘接剂。作为此时的粘接剂层的厚度，优选为0.05mm以上，更优选为0.1mm以上，进一步优选为1.0mm以上。绝热性粘接剂层可以设为一层的粘接剂层，也可以是由在树脂等基材膜的两面设有绝热性粘接剂层而成的双面粘接带构成的层。

对于在需要绝热性的部位使用的粘接剂，在希望进一步提高绝热性的情况下、在采用厚的粘接剂不能确保充分的空间而需要减薄粘接剂的情况下，能够使用含有空气、气体的粘接剂。

对本发明所使用的含有空气、气体的粘接剂没有特别的限定，可例举出例如含有空气的气泡、气体的气泡的发泡性粘接剂、含有内含空气、气体的微胶囊的粘接剂、通过利用喷雾器、喷嘴随机地吹送而形成为网状的粘接剂、形成有被形成为条纹、交错格纹、网格线状等的粘接剂涂敷部的图案和粘接剂非涂敷部的图案的粘接剂层等。任何一种粘接剂都在层内含有空气、气体以及／或者减少绝热性粘接剂层与导热层的接触面积，从而由空气、气体提高绝热性，能够期待其导热性低于以实心形成的粘接剂的导热性的效果。

导热层

对本发明所使用的导热层没有特别的限定，可列举出铜、铝这样的金属片、石墨片、含有导热性填料的橡胶片、树脂片。其中，更优选导热率较高的作为基材的金属片、石墨片。

绝热层

对本发明所使用的绝热层没有特别的限定，能够使用聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫、硅胶泡沫、聚苯乙烯泡沫、苯酚泡沫等发泡片、玻璃棉片、石棉片、陶瓷纤维片、玻璃纤维片、毡片、无纺布片、含有玻璃珠等内含空气的微胶囊的树脂片等。其中，优选作为低导热率的材料的聚乙烯泡沫等的发泡片。

绝热散热片的层结构

本发明的绝热散热片及装置内结构是通过使上述的各材料层叠而构成的。

在将本发明的绝热散热片用于发热部件和被保护部件的情况下，构成下述的装置内结构。

图1中是不使用粘接剂19的情况，是这样构成的结构：使由导热层21构成的层接触发热部件18之上，在导热层21之上隔着由粘接剂19或者绝热粘接剂构成的层设有由绝热层20构成的层，该绝热层20与被保护部件17接触或者不接触地朝向被保护部件17，其中，除发热部件18和被保护部件17以外所构成的层结构是本发明的绝热散热片。

在使本发明的绝热散热片与发热部件及被保护部件粘接的情况下，构成下述的装置内结构。

如图1所示，装置构造包括这样构成的结构：在发热部件18之上隔着由粘接剂19或者导热性粘接剂构成的层设有由导热层21构成的层，并在其上隔着由粘接剂19或者绝热粘接剂构成的层设有由绝热层20构成的层，进而在其上隔着由粘接剂19或者绝热粘接剂构成的层粘接被保护部件17。

在上述的结构中，导热层及绝热层分别由一层构成，但作为由导热层构成的层，也能够采用利用导热性粘接剂层使两层以上的导热层层叠而构成的层，作为由绝热层构成的层，也能够采用利用粘接剂层以及／或者绝热性粘接剂层使两层以上的绝热层层叠而构成的层，或者，也能够使绝热层和一层或者两层绝热性粘接剂层由相同的材料构成。

绝热散热片的制造方法

制造本发明的绝热散热片的方法能够采用通常的层叠体的制造方法的一般方法。

例如在设有粘接剂层或者导热性粘接剂层以及粘接剂层或者绝热性粘接剂层的情况下，预先剥离片的剥离性表面之上形成粘接剂层或者导热性粘接剂层，并在其上粘贴导热层。另外，准备在绝热层的两面形成粘接剂层或者绝热性粘接剂层、并在一面的粘接剂层或者绝热性粘接剂层之上层叠剥离片而成的片。

通过将另外准备好的片的未层叠剥离片那一侧的粘接剂层或者绝热性粘接剂层粘贴在上述导热层表面之上并加压，能够制造本发明的绝热散热片。

当然，本发明的绝热散热片的各层的层叠方法并不限定于此例。

实施例

热阻值的测量

使用热特性评价设备(ESPEC Corp.制造，TCS-200)、并利用热流量法测量了绝热层的热阻值。图2表示简易图。将试验片1切断成20mm×20mm的大小，并利用上部接头块4和下部接头块5将试验片1以不夹入气泡的方式夹在上部杆2和下部杆3之间。将五个温度传感器6在上部杆2和下部杆3中各埋入两个，在加热器7中也埋入一个温度传感器6之后，从加热器7上部施加100N的负荷而固定试验片。每单位面积的压接负荷是25N/cm²。之后，将加热器7加热到80℃，以5秒的间隔测量了各点的温度。将热流量稳定后的状态判断为稳定状态，算出此时的100秒内的测量值的平均值，将该平均值作为热阻值((cm²·K)/W)。

散热及绝热评价

使用图3及图4所示的装置评价了散热性及绝热性。

首先，如图3所示，在绝热板8(长30mm×宽30mm×厚度10mm，Misumi股份有限公司制造，HIPAL-30-30-10)之上使用导热性粘接剂(信越Silicone制造，KE-3493)设置了面状陶瓷加热器9(长20mm×宽15mm×厚度1.27mm，Misumi股份有限公司制造，MMCPH-20-15)。陶瓷加热器9以作为非加热部的端子部分5mm伸出到绝热板8的外侧的状态粘接在绝热板8之上。(粘接面是15mm×15mm)。接着，利用聚酰亚胺胶带12(基材厚度25μm，粘接剂厚度10μm)以夹持的方式将厚度为0.07mm的片型热电偶11(CHINOCORPORATION制造，Sheet Couple(日文：シ一トカツプル)C060-K)固定在铝板10(长15mm×宽25mm×厚度1mm)的平面中心部分。

如图4所示，使用合成油（信越Silicone制造，G－746）将该铝板10和面状陶瓷加热器9以从铝板看来固定有片型热电偶11的面成为靠陶瓷加热器9那一侧的方式固定。之后，利用上述铝板10（厚度1mm）（未固定有热电偶的面）和亚克力板14（厚度2mm，三菱丽阳股份有限公司制造，聚丙烯酸脂塑料（acrylite））夹着下述实施例所示的试验片13而设置该试验片13。此时，将片型热电偶15设置在试验片13和亚克力板14之间，以便能够测量试验片的温度。之后，将绝热板8和压铁16设置在亚克力板14之上，对试验片13施加负荷。（绝热板8和压铁16的合计重量是190.78g）。在25℃的环境温度下，对陶瓷加热器9施加电流0.14A、电压7.0V而进行加热，达到稳定状态之后（30分钟后），分别用热电偶11及热电偶15测量并记录了铝板10的温度和试验片13的表面温度。

在该评价方法中，铝板10相当于本发明中的发热部件，亚克力板14相当于本发明中的被保护部件。在表1中显示下述实施例及比较例的结果

实施例1

使用厚度1.0mm、热阻值20.26cm²·K／W的聚乙烯发泡体片（积水化学工业股份有限公司制造，SOFTLON S（日文：ソフトロンS）#1001）作为绝热层，在其两面形成厚度为0.10mm的合成橡胶类粘接剂层。在形成于绝热层的一个粘接剂面之上粘贴作为导热层的厚度为0.040mm、热阻值为1.13cm²·K／W的铝箔（住轻铝箔股份有限公司制造，BESPA（日文：べスパー））。之后，为了实施散热及绝热评价，将形成于绝热层的另一个粘接剂面粘贴于尺寸为长30mm×宽30mm的亚克力板。此时，在样本和亚克力板之间设置片型热电偶，以便能够测量试验片温度。之后，利用厚度为0.05mm、热阻值为3.99cm²·K／W的丙烯类粘接剂（长15mm×宽25mm）固定铝箔面和具有陶瓷加热器的发热铝板（长15mm×宽25mm），采用上述方法评价了散热及绝热性。

实施例2

除了将实施例1中的导热层变更为厚度为0.025mm、热阻值为0.35cm²·K／W的石墨片（Panasonic电工股份有限公司制造，EYGS182303）之外，其他与实施例1相同，进行了评价。

实施例3

除了将实施例1中的导热层变更为厚度为0.035mm、热阻值为1.46cm²·K／W的铜箔之外，其他与实施例1相同，进行了评价。

实施例4

使用具有冷却管、氮导入管、温度计及搅拌机的反应容器，加入70质量份的丙烯酸丁酯（Butyl acrylate）、30质量份的2－乙基丙烯酸己酯（2－ethyl hexyl acrylate）、3质量份的丙烯酸、0.05质量份的4－羟基丁基丙烯酸酯（4－hydroxybutylacrylate）、0.1质量份的2，2’－偶氮二异丁腈（2，2’－azobisisobutyronitrile）（引发剂）、155质量份的甲苯（toluene）（溶剂），用氮气充分地置换系统内部之后，以80℃加热三小时得到了固形成分占40.0质量％的丙烯聚合物溶液。

在上述丙烯聚合物溶液100质量份（固形分）中混合作为增粘树脂的30质量份的荒川化学工业公司制造的、商品名为“PENSEL（日文：ペンセル）D－125”的松香类树脂、100质量份的昭和电工公司制造的、商品名为“HIGILITE（日文：ハイジライト)HS-32”(形状：破碎状、粒径：8μm)的导热性氢氧化铝粉末、作为分散剂的1质量份的第一工业制药公司制造的、商品名为“PLYSURF(日文：プライサ一フ)A212E”的分散剂、作为交联剂的2质量份的日本Polyurethane工业公司制造的、商品名为“CORONATE L(日文：コロネ一トL)”的多官能异氰酸酯化合物，用分散机(disper)搅拌15分钟，调整成导热性有机树脂组合物。

将所得到的导热性有机树脂组合物以干燥后的厚度为0.050mm的方式涂敷在利用硅剥离剂处理聚对苯二甲酸乙二醇酯的一个面而成的剥离薄膜的剥离处理面，以70℃干燥15分钟，作为导热性粘接剂层。该导热性粘接剂层的热阻值是3.99cm²·K/W。

除了使用该导热性粘接剂层粘贴实施例1中的具有陶瓷加热器的发热铝板(长15mm×宽25mm)和铝箔面之外，其他与实施例1相同，进行了评价。

实施例15

将在实施例1中使用的丙烯类粘接剂(粘接剂层)、聚乙烯发泡体片(绝热层)、铝箔(导热层)按照粘接剂层、绝热层、粘接剂层、绝热层、粘接剂层、导热层的川页序粘贴，使之层叠。之后，将第一粘接剂面粘贴于尺寸为长30mm×宽30mm的亚克力板。此时，在样本和亚克力板之间设置片型热电偶，以便能够测量试验片的温度。之后，与实施例1同样，利用丙烯类粘接剂固定铝箔面和具有陶瓷加热器的发热铝板，采用上述方法评价了散热及绝热性。

实施例16

与实施例1同样，  使用厚度为1.0mm、热阻值为20.26cm²·K/W的聚乙烯发泡体片(积水化学工业股份有限公司制造，SOFTLON S#1001）作为绝热层，在其两面形成厚度为0.10mm的合成橡胶类粘接剂层。在形成于绝热层的一个粘接剂面之上粘贴作为导热层的厚度为0.025mm、热阻值为0.35cm²·K／W的石墨片（Panasonic电工股份有限公司制造，EYGS182303）。使用实施例4所述的厚度为0.050mm的导热性粘接剂在该石墨片之上粘贴厚度为0.070mm的石墨片（Pana sonic电工股份有限公司制造，EYG182307）。之后，与实施例1同样，利用丙烯类粘接剂固定铝箔面和具有陶瓷加热器的发热铝板，采用上述方法评价了散热及绝热性。

实施例7

以热熔的方式在厚度为0.025mm的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜之上涂敷厚度为0.030mm的SIS（苯乙烯·异戊二烯类热塑性弹性体）类粘接剂。之后，在聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜的反面使厚度为0.030mm的SIS类粘接剂以涂敷宽度为2mm、无涂敷宽度为2mm的图案间隔形成为条纹状，从而制成在一个面具有实心涂层而在另一个面具有条纹涂层的双面粘接带。

除了在实施例1中的聚乙烯发泡体片的两面使用上述双面粘接带来代替合成橡胶类粘接剂层之外，其他与实施例1相同，进行了评价。

此时，在亚克力板和聚乙烯发泡体片之间，以使条纹涂面在聚乙烯发泡片侧的方式配置了上述双面胶带，在聚乙烯片和铝箔之间，以条纹涂面在铝箔侧的方式配置了上述双面胶带。

实施例8

采用例如日本特开平09－048460所述的方法等，按照每1m²涂敷4g的涂敷量在利用硅剥离剂处理聚对苯二甲酸乙二醇酯的一个面而成的剥离薄膜的剥离处理面之上喷涂SIS（苯乙烯·异戊二烯类热塑性弹性体）类粘接剂，形成了含有空气层且具有透气性的粘接剂层。

除了在实施例1的聚乙烯发泡体片的两面使用含有上述空气层且具有透气性的粘接剂层来代替合成橡胶类粘接剂层之外，其他与实施例1相同，进行了评价。

实施例9

在实施例7中，作为导热层，使用厚度为0.025mm、热阻值为0.35cm²·K／W的石墨片（Panasonic电工股份有限公司制造、EYGS182303）来代替铝箔，制作了试验片。此时，使用于粘贴试验片的亚克力板的尺寸、试验片自身的尺寸与具有陶瓷加热器的发热铝板的尺寸相同，为长15mm×宽25mm的尺寸，评价了散热性及绝热性。

比较例1

作为导热层，在厚度为0.040mm、热阻值为1.13cm²·K／W的铝箔（住轻铝箔公司制造，BESPA）之上粘贴了厚度为0.05mm、热阻值为3.99cm²·K／W的丙烯类粘接剂之后，粘贴于长30mm×宽30mm的亚克力板。此时，在样本和亚克力板之间设置片型热电偶，以便能够测量试验片的温度。之后，利用厚度为0.05mm、热阻值为3.99cm²·K／W的丙烯类粘接剂（长15mm×宽25mm）固定铝箔面和具有陶瓷加热器的发热铝板（长15mm×宽25mm），采用上述方法评价了散热及绝热性。

比较例2

除了在比较例1中使用厚度1.0mm、热阻值为20.26cm²·K／W的聚乙烯发泡体片（积水化学工业股份有限公司制造，SOFTLON S#1001）来代替导热基材作为绝热层之外，其他与比较例1相同，进行了评价。

比较例3

使用厚度为0.05mm、热阻值为3.99cm²·K／W的丙烯类粘接剂（长15mm×宽25mm），将亚克力板和具有陶瓷加热器的发热铝板固定，评价了散热性及绝热性。此时，使用于粘贴试验片的亚克力板的尺寸、试验片自身的尺寸与具有陶瓷加热器的发热铝板相同，为长15mm×宽25mm的尺寸，进行了评价。

比较例4

除了使比较例2中的用于粘贴试验片的亚克力板的尺寸、试验片自身的尺寸与具有陶瓷加热器的发热铝板同样为长15mm×宽25mm的尺寸之外，其他与比较例2相同，进行了评价。

比较例5

比较例5是附加测试专利文献3所述的发明的例子，是这样的结构：在发热部件之上设置导热性硅片，并在其上设置绝热层而构成的，并且，该导热性硅片的边缘在发热部件的周围与用于支承发热部件的基板面接触。除了层的结构和使铝板为15mm×15mm并使导热性硅片与铝板周边的构件接触之外，按照与实施例及其他比较例相同的条件进行了评价。

表1

实施例1～实施例3是除了导热层的材质及厚度不同而其他相同的例子，根据上述实施例1～实施例3能够理解：在将石墨片用作导热层的情况下，铝板的温度最低，更有效地进行了散热。

实施例4将实施例1中的用于粘接导热层和铝板的粘接剂层变更为导热性粘接剂层，在该例子中，相对实施例1的结果，铝板的温度几乎没有变化，但是被粘物温度明显下降。由此可以说：在从铝板向导热性粘接剂层以及作为导热层的铝箔传导的热量之中，进一步向绝热层传导的热量更少，从导热性粘接剂层及铝箔有效地进行了散热。

实施例5是对实施例1中的绝热层再增加一层聚乙烯发泡片的例子，其结果，能够明确：相对实施例1，虽然铝板的温度变高一些，但是被粘物温度下降了很多。这反映了：由于两层聚乙烯发泡片强化了绝热效果，所以从铝板向导热层传导的热量被绝热层遮蔽，只有很少的热量传导到了被粘物。

实施例6是将实施例2中的由一层石墨片构成的导热层变更为使两张石墨片经由导热性粘接剂层层叠而成的导热层的例子。其结果，能够理解：铝板温度和被粘物温度共同进一步下降，由于石墨片层数增加，再加上导热性粘接剂层，所以由两张石墨片和导热性粘接剂层构成的导热层吸收了更多的来自作为发热物的铝板的热量，并且有效地散发了所吸收的热量。

实施例7将实施例1中的形成在聚乙烯发泡片的两面的合成橡胶粘接剂层置换为在PET薄膜的一个面设置SIS类粘接剂层、并在另一个面条纹涂敷SIS类粘接剂而成的条纹涂敷粘接带，其结果，被粘物的温度比实施例1的结果降低了很多。这表明：由于条纹涂敷粘接带的特别是条纹涂敷的面形成有空间而具有抑制热量传导的效果，所以传导到铝箔的热量被两张条纹涂敷粘接带和聚乙烯发泡片绝热。

实施例8是将实施例1的合成橡胶粘接剂层设成网格涂敷的SIS类粘接剂的例子。根据其结果可明确：被粘物的温度比实施例1的温度下降得多，这也是由于网格涂敷而在内部含有气泡的两层的粘接剂层的存在，从而防止了传导到铝箔的热量传导到被粘物。

实施例9是将实施例7中的铝箔设成厚度为0.025mm的石墨片、并将发热铝板（长15mm×宽25mm）和试验片设成相同的尺寸的例子。

其结果，成为这样的结构：石墨片不大于发热铝板（铝板），石墨片整体被发热铝板和PET薄膜夹持。即，是除了作为导热层的石墨片的极小的端面以外、较大的面不接触外部空气的状态。

该结果表明：与作为导热基材的铝箔的面接触外部空气的实施例7的试验片相比，发热铝板的温度及被粘物的温度变高，试验片蓄积来自发热铝板的热量。

尽管如此，如果与在发热铝板和试验片是相同的大小这点上相同的比较例4比较，应该被保护的被粘物的温度低于比较例的60.0℃，保持在58.5℃，能够发挥更能保护被粘物的这种效果。

相对上述的实施例，比较例1是仅限于利用丙烯类粘接剂将发热部件、铝箔及作为被粘物的亚克力板层叠起来的例子，其结果，发热部件所产生的热量通过铝箔传导到被粘物，所以发热部件的温度下降，但被粘物的温度上升，看不到绝热效果。

另外，比较例2是利用丙烯类粘接剂将发热部件、聚乙烯发泡片及作为被粘物的亚克力板层叠起来的例子，利用聚乙烯发泡片来隔断发热部件所产生的热量，因此，发热部件自身的温度变得极高，并且可能由于利用聚乙烯发泡片不能充分地隔断变高的发热部件的温度，从而被粘物的温度也上升。

比较例3是利用丙烯类粘接剂粘接发热部件和亚克力板、且该发热部件和亚克力板的层的大小相同的例子，在该情况下，发热部件所产生的热量只经由丙烯类粘接剂层向亚克力板传导，所以发热部件及被粘物的温度共同上升。

比较例4是使比较例2的各层大小相同的例子，聚乙烯发泡片的大小小于比较例2的聚乙烯发泡片的大小，因此，发热部件所产生的热量不会蓄积，虽然发热部件的温度比比较例2的温度略低，但发热部件及被粘物同为高温。

比较例5是专门使该导热性硅片的边缘在发热部件的周围与用于支承发热部件的基板面接触的结构的例子，尽管导热性硅片比发热元件更大，但是发热部件及被粘物的温度同为高温。

可以认为：这是由于导热性硅片的边缘在发热部件的周围与用于支承发热部件的基板面接触，因此热量蓄积在发热部件及其周围，利用导热性硅片也不能完全散发所蓄积的热量，所以被粘物的温度也上升。

实施例10是对本发明的绝热散热效果通过模拟进行实验的例子。

在进行该实验时，使用长37mm、宽35mm、厚5mm的、导热率为0.67W／mk的被保护部件17、长20mm、宽15mm、厚1mm的、导热率为137W／mk的、发热量为1.345MW／m³的发热部件18，将该被保护部件17及发热部件18与试验片1层叠起来，以外部气温25℃作为条件，组合成了如图5所示的结构。

并且，改变所使用的试验片1的形状及使用部位而进行了模拟实验。使用通用有限元分析软件“MSC MArC“实施了模拟（导热解析）。

另外，作为上述的发热部件18的发热量的1.345MW／m³是在下述形状1中、在被保护部件17及试验片1的导热率为0.2W／mk的情况下、发热部件18的中心温度为约70℃时的发热量。

在所使用的试验片1为具有图6所示的结构的本发明的绝热散热片这点上是相同的，改变该试验片1相对于被保护部件17和发热部件18的大小，制成了由形状1～形状4所示的被保护部件17、发热部件18及试验片1的组合构成的解析模型。图6所示的试验片是从上开始依次层叠粘接剂层19、绝热层20、粘接剂层19、导热层21、粘接剂层19而成的。

与上述试验片1通用的各层的性质如以下的表2所示。

表2

使用由具有这样的性质的各层构成的试验片，如图7（A）～图7（D）所示的形状那样组合被保护部件、试验片和发热部件，使其分别为形状1～形状4。

下述表3表示对于上述的形状的模拟结果。

表3

根据上述的表3的结果，存在这样的倾向：从形状3到形状1，若试验片粘贴面积、即试验片1的面积增加，则（a）发热部件中心温度以及（i）被保护部件最大温度下降，该（a）和（i）的差、即发热部件18的中心温度和被保护部件17的最大温度之间的差缩小。

该倾向表明：若试验片1的面积增加，则能够用于使从发热部件18传导来的热量散发的面积也会增加，所以试验片1自身的温度下降，因此从发热部件18进一步传导的热量增加。并且表明：若试验片1自身的温度下降，则从试验片1向被保护部件17传导的热量会减少，因此能够抑制被保护部件17的温度上升。

此时可知：发热部件18的温度下降的程度大于被保护部件17的温度下降的程度，因此，发热部件18和被保护部件17之间的温度差缩小，即试验片1充分地接受来自发热部件18的热量并散热的作用变大。

特别是如形状1所示，在试验片1与被保护部件17大小相同的情况下，发热部件中心温度和被保护部件的最大温度之间的温度差较小，为5.22℃。

并且，如形状4所示，若使形状1的试验片的形状变形成不仅覆盖被保护部件17的表面还覆盖被保护部件的端部、即侧面，其结果，试验片1的粘贴面积会进一步增大，所以能够更多地传导来自发热部件18的热量而进一步散发该热量。因此，发热部件中心温度和被保护部件最大温度共同下降，发热部件中心温度和被保护部件最大温度的温度差只有3.74℃。

并且显而易见：能够考虑发热部件18的发热量及被保护部件17的耐热性来决定本发明的绝热散热片的形状、粘贴于被保护部件17的粘贴部位。

根据这样的结果，在本发明的绝热散热片中，即使使用将多个由导热层、绝热层构成的层层叠而成的组合，也能够发挥散热效果、绝热效果。并且，被粘物的温度下降不仅取决于绝热效果，还取决于减少应该绝热的热量，即与利用导热层、导热性粘接剂层进行的散热一起来对被粘物的温度下降作出贡献，本发明的效果是综合了构成绝热散热片的各层的特性而发挥出来的。

Claims (4)

1.一种绝热散热片，其中，

该绝热散热片是按照导热层、粘接剂层或者绝热性粘接剂层及绝热层的顺序层叠而成的，其用于在发热部件和与该发热部件相邻的被保护部件之间连接上述发热部件和被保护部件。

2.一种装置内结构，其中，

该装置内结构是以在装置内使权利要求1所述的绝热散热片的导热层侧朝向发热部件侧、并使绝热层侧朝向被保护部件的方式连接而成的。

3.根据权利要求1～2中任一项所述的绝热散热片及装置内结构，其特征在于，

绝热散热片的面积大于发热部件的设置面积。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的绝热散热片及装置内结构，其特征在于，

不仅在被保护部件的表面设置有权利要求1所述的绝热散热片，还连续地在被保护部件的至少一个端部设置有权利要求1所述的绝热散热片。

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