CN105706541A - 充液散热构件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有反复承载小型电子设备时也不会破损的耐久性、且具有追随该电子设备外形的柔软性的冷却效率高的充液散热构件。该充液散热构件是在密闭容器(12)内封入有导热性流体(13)，对与该密闭容器(12)接触的电子设备传导出的热进行散热的充液散热构件(11a)，该密闭容器(12)具有构成与电子设备的接触面且由追随该电子设备形状的薄的橡胶状弹性体形成的弹性部(14)、及由对热进行散热的硬质材料形成的散热部(15)，导热性流体(13)含有导热性粉末，粘度为20万mPa·s～300万mPa·s。

Description

充液散热构件

技术领域

本发明涉及一种对于电子设备产生的热有效地进行散热的充液散热构件，特别是，涉及一种放置了小型的电子设备后也可以进行散热的充液散热构件。

背景技术

在笔记本电脑等电子设备中，随着机器性能的提高，内部部件产生的发热量不断增大。使用这类电子设备时，若外界气温高或机器设置场所的条件差，就会出现无法充分散热、机器的运转变不稳定的问题。为了这类电子设备的冷却，日本特开2004-179271号公报(专利文献1)中公开了在树脂薄膜或铝箔等偏平的袋内装入了吸热剂的冷却垫。将该冷却垫铺垫在电脑等电子设备的下面来进行使用时，可以使电子设备的运转变稳定。并且，日本特开2002-138205号公报(专利文献2)中记载了用于散热用途的一个板状的柔软的导热片。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-179271号公报

专利文献2：日本特开2002-138205号公报

发明内容

发明要解决的问题

上述日本特开2004-179271号公报(专利文献1)记载的发明中，在树脂薄膜或铝箔的表里两面层压合成树脂膜后形成了袋，因而存在着有弹性但缺乏柔软性的缺点。因此，对于笔记本电脑等比较重的电子设备来说，通过放置在冷却垫上即可以使该电子设备紧贴在冷却垫上。然而，近年来更加小型的电子设备的发热量在增大，另一方面，机器自身不断轻量化，因而只是放置电子设备时，现有的冷却垫变形不充分，不会追随电子设备的外形而变形，存在着散热不充分的问题。进而，该冷却垫是在袋内封入了吸热剂，但由于热容量的缘故存在着吸收了一定量的热后散热效率变差、长时间使用时温度上升的问题。

另一方面，就日本特开2002-138205号公报(专利文献2)记载的柔软的导热片而言，在构成粘合剂的胶体中掺混了大量的导热性粉末，因而存在着诸如强度弱、薄片容易撕裂的缺点。因此，反复承载电子设备时会很快破损，从而无法继续使用。并且，在与发热体相反一侧的面上需配置散热体，使用方式上有一定的限制。

本发明是为了解决上述问题而提出的。即，本发明的目的是提供一种具有反复承载小型电子设备时也不会破损的耐久性，并具有承载小型电子设备时可以追随其外形的柔软性的冷却效率高的充液散热构件。

解决问题的方法

为了实现上述目的，本发明提供一种在密闭容器内封入有导热性流体，对在该密闭容器上放置的电子设备的发热进行散热的充液散热构件，其中，密闭容器具有构成与电子设备的接触面且由橡胶状弹性体形成的弹性部，及由对电子设备传导出的热进行散热的硬质材料形成的散热部，导热性流体含有导热性粉末，粘度为20万mPa·s～300万mPa·s。

弹性部由橡胶状弹性体形成，且无需掺混大量的导热性粉末，因而耐久性优异。并且，弹性部易于追随所接触的电子设备的表面(外形面)形状而产生变形。进而，密闭容器内封入的导热性流体的粘度为20万mPa·s～300万mPa·s，因而可以使混入在导热性流体中的导热性粉末快速流动。因此，在充液散热构件的上面放置电子设备时，柔软的弹性部易于沿着电子设备的外形面而产生变形，内部的导热性流体也相继产生变形，从而使导热性流体移动。进而，热传导至散热部后可以向外部散热。

作为散热部，其中一部分由与其他部分不同的材料形成，从而在散热部的一部分与其他部分可以设置散热程度上的差异。即，通过在散热部的一部分采用比其他部分导热率高的材质，在该部位可以有效地进行散热，并可以抑制其他部位的散热。

上述散热部可以是由一面与导热性流体接触、而另一面向外部露出的金属材料形成的散热部。由于设置了由一面与导热性流体接触、另一面向外部露出的金属材料形成的散热部，通过该散热部可以有效地散放热。因此，可以提高充液散热构件的冷却性能。

作为充液散热构件，可以在密闭容器中具有散热弹性部，该散热弹性部构成与作为散热对象的构件的接触面、且由追随该构件形状的薄的橡胶状弹性体形成。在密闭容器中具有构成与作为散热对象的构件的接触面、且由追随该构件形状的薄的橡胶状弹性体形成的散热弹性部，因而可以使充液散热构件紧贴在作为充液散热构件承载对象的构件的表面，便于散热对象构件的散热。

发明的效果

根据本发明的充液散热构件，可以提供一种具有反复承载小型电子设备时也不会破损的耐久性，并具有承载小型电子设备时可以追随其外形的柔软性的冷却效率高的充液散热构件。

附图说明

图1是表示要在充液散热构件上放置电子设备时的状态的立体图。

图2是图1的侧视图。

图3是表示在充液散热构件上放置了电子设备时的状态的侧视图。

图4是第一实施方式的充液散热构件的示意图。

图5是第一实施方式的第一变形例的充液散热构件的示意图。

图6是第一实施方式的第二变形例的充液散热构件的示意图。

图7是第二实施方式的充液散热构件的示意图。

图8是第二实施方式的第一变形例的充液散热构件的示意图。

图9是第二实施方式的第二变形例的充液散热构件的示意图。

图10是第三实施方式的充液散热构件的示意图。

图11是共同的变形例的充液散热构件的剖面图。

图12是共同的其他变形例的充液散热构件的剖面图。

图13是模拟电子设备的试验仪的剖面图。

图14是表示冷却性试验时的试验仪的配置的说明图。

符号的说明

1充液散热构件、2电子设备、3表面、11充液散热构件、11a,11b,11c,11d,11e充液散热构件、12密闭容器、12a上面、12b底面、12c,12d,12e,12f侧面、13导热性流体、14弹性部、15散热部、15a高散热部、15b低散热部、17散热弹性部、18突起、21a,21b,21c充液散热构件、31a充液散热构件、51试验仪、52上壳体、53下壳体、53a弯曲部、54发热体、55热电偶

具体实施方式

基于实施方式对本发明做进一步的详细说明。对于以下各实施方式中共同的构成，赋予同一符号并省略重复说明。并且，对于共同的材质、制造方法、作用效果等也省略重复说明。作为本发明的充液散热构件1，如图1或图2所示，通过承载小型电子设备2，如图3所示，表面3沿着电子设备2的形状呈紧贴并弯曲的状态，从而对电子设备2散发的热进行散热。

第一实施方式(图4)

本实施方式的充液散热构件11a由密闭容器12、和在该密闭容器内12中封入的导热性流体13构成，且如图4的示意图所示，密闭容器12形成为具有上面12a和底面12b、及4个侧面12c,12d,12e,12f的近似长方体形状。

密闭容器12的上面12a为放置电子设备并构成与电子设备的接触面的弹性部14，由薄的橡胶状弹性体形成。底面12b为对电子设备传导出的热进行散热的散热部15，由硬质材料形成。散热部15在其内侧面与导热性流体13接触，外侧面向外部露出。4个侧面12c,12d,12e,12f由从上面12a连续的橡胶状弹性体形成，弹性部14上放置的电子设备轻时不变形而维持密闭容器12的长方体形状，电子设备大且重时，随着变形的程度形成厚壁。以下，对于这些各部位做进一步的详细说明。

在密闭容器12中封入的导热性流体13是将电子设备放出并经由弹性部14传导的热传导至散热部15的构件，通过在密闭容器12内流动，使得弹性部14易于变形，进而也影响充液散热构件11a的柔软性。作为导热性流体13，可以使用油与导热性粉末的混合物。作为油，可以列举矿物油、烃类基油、酯类基油、醚类基油、磷酸酯类基油、硅油、含氟油等。在这些油中，优选耐热性高、长期使用时难以劣化、惰性的难以侵蚀弹性部或散热部的硅油。

作为导热性粉末，可以是金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、碳类、金属等，具体地说，可以列举氧化锌、氧化铝、氧化钛、氧化镁、氧化硅、氮化铝、氮化硼、氮化硅、碳化硅、石墨、金刚石、铝、银、铜等。导热性流体中优选含有导热性粉末95～45重量％。低于45重量％时，得不到充分的导热性，超过95重量％时，导热性流体13的粘度变得过高。

导热性粉末的平均粒径优选在20μm以下，更优选在5μm以下。平均粒径大于20μm时，导热性流体13的压缩性变差，会对弹性部14的变形产生阻碍。

作为导热性流体13的粘度，可以是20万mPa·s～300万mPa·s的范围。并且，优选为42万mPa·s～201万1mPa·s，更优选为83万mPa·s～136万mPa·s。粘度低于20万mPa·s时，导热性粉末的充填量少，会导致导热性低、冷却性能变差的问题。另一方面，粘度超过300万mPa·s时，流动性差，变硬后会导致电子设备无法紧贴在充液散热构件11a上的问题。并且，粘度在42万mPa·s以上时，尤其易于提高导热性，因而是优选的。粘度在201万mPa·s以下时，尤其易于紧贴在电子设备上，从而可以提高冷却性能。进而，在83万mPa·s以上时可以抑制导热性粉末的沉降，而通过控制在136万mPa·s以下，可以在高层次上兼具有电子设备的追随性和导热性。

导热性流体13的导热率优选在0.5W/mK以上。这是由于，导热率低于0.5W/mK时难以将热传导至密闭容器12的散热部15的缘故。另一方面，对于导热率的上限没有特别的限定，但就在油中分散导热性粉末来维持流动性的导热性流体13而言，实质上很难获得20W/mK以上的特性。

导热性流体13中，除了导热性粉末以外，根据需要可以含有分散剂、抗氧化剂、阻燃剂等各种添加材料。

作为这种充液散热构件11a的利用方式，可以列举充电中的电子设备的散热促进。近年来，可以非接触充电的电子设备得到了普及，因而优选也可以应对该方式的构成。用在该用途时，优选采用不阻碍在非接触充电中利用的电磁波、不导致充电效率降低的导热性粉末。

更具体地说，导热性流体13不显示导电性即可，不含有实质上显示导电性的导热性粉末时就不会阻碍电磁波。并且，在表面形成了绝缘膜时，导电性的导热性粉末也很难导致充电效率的降低。因此，基于该理由，优选采用没有导电性的导热性粉末。并且，导热性粉末中含有软磁性体时可以提高导热性流体的透磁率，使电磁波有效地传导至电子设备，因而基于提高充电效率的观点，优选含有软磁性体。

构成密闭容器12的散热部15由硬质材料构成，例如，可以列举硬质树脂、金属、金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、石墨化物或它们的复合物等导热性高的刚性物质。基于加工性的观点，在其中优选使用硬质树脂，但基于冷却性能的观点，优选使用金属、金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、石墨化物。作为硬质树脂，可以采用比弹性部硬的树脂，更优选的是JISK6253规定的D硬度为D60以上的树脂。具体地说，基于加工性或易于与弹性构件一体化的观点，优选聚丙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯。金属中优选导热性高、耐腐蚀性优异、易于获得的不锈钢或铝等，尤其需要提高冷却性能时，优选导热性高的铜。导热性优选在15W/mK以上。

弹性部14由柔软的橡胶或弹性体形成，并由放置电子设备后追随其外形弯曲，从而紧贴在电子设备上的材质形成。尤其是，优选电子设备存在凹凸时也追随其凹凸并紧贴。并且，优选反复使用时也难以破损的材质。作为具有这种性能的弹性部14的材质，可以列举天然橡胶、丙烯酸橡胶、丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯共聚橡胶、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、氯丁橡胶、乙烯-丙烯共聚橡胶、氯化聚乙烯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、丁基橡胶、卤化丁基橡胶、含氟橡胶、氨酯橡胶、及硅橡胶等交联橡胶，或苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物及其氢化聚合物、苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物及其氢化聚合物、苯乙烯类热塑性弹性体、烯烃类热塑性弹性体、氯乙烯类热塑性弹性体、聚酯类热塑性弹性体、聚氨酯类热塑性弹性体、及聚酰胺类热塑性弹性体等热塑性弹性体。基于耐热性、耐候性的观点，在其中优选硅橡胶。并且，基于耐久性和柔软性的观点，也优选聚氨酯树脂。

并且，弹性部14具有可以追随电子设备的外形的柔软性，因而需具有一定程度的延展性，就硬度而言，优选JISK6253规定的A硬度为A30～A60的范围。硬度低于A30时，强度会变弱，会导致耐久性降低的问题。另一方面，硬度超过A60时变得过硬，会导致与电子设备的紧贴性降低的问题。

弹性部14也优选具有高导热性，并反复承载电子设备来使用，因而优选高耐久性。基于提高导热性的观点，可以考虑在弹性部14中掺混导热性粉末。但大量掺混时耐久性会降低，因而掺混导热性粉末时也需控制在少量的程度。因此，弹性部14往往比导热性流体13导热率低，弹性部14的厚度厚时会阻碍导热性。因此，弹性部14优选采用耐久性高的材质，并使厚度变薄来兼顾耐久性和导热性。此外，掺混导热性粉末时，可以使用与导热性流体中含有的相同的导热性粉末，并将混合量控制在低于45重量％。更优选的是，控制在20重量％以下。例如，作为导热性粉末的氧化钛也可以用作为着色用添加剂，但该情形中掺混5～15重量％的程度时几乎不会导致耐久性的降低。

弹性部14的厚度优选为0.1mm～5.0mm，更优选为0.5mm～2.0mm。低于0.1mm时，过薄后导致耐久性不够的问题。超过5.0mm时，会导致从发热的电子设备至导热性流体13的传热受到阻碍的问题。

其中，弹性部14的厚度无需均匀，至少与电子设备的发热部接触的部分在所述厚度的范围内时，其他部分也可以加厚。这是由于，与电子设备接触的部分以外的部分比所述厚度的上限厚时，对导热性也几乎不会产生影响的缘故。然而，所述厚度优选在比电子设备的外形宽的范围。这是由于，基于柔软性的观点，所述指定的厚度在比电子设备的外形宽的范围时可以提高弹性部14整体的柔软性的缘故。

弹性部14可以是包含网状构件的构成。作为具体的一个例子，可以列举在弹性部14的壁内埋入网状树脂膜。具备网状构件时，可以提高尺寸稳定性。并且，根据导热性流体13的油品的种类，有时会导致弹性部14溶胀，出现该状况时可以抑制其溶胀。作为网状构件，可以列举弹性高的树脂网。尤其是，采用聚酯网或尼龙网时，可以在几乎不导致追随性降低的前提下提高尺寸稳定性。

此外，密闭容器12可以具有弹性部14或散热部15以外的构成要素。充液散热构件11a中，由橡胶状弹性体形成的侧壁12c,12d,12e,12f即与此相当。除此之外，可以设置用于设置充液散热构件11a的安装部、或用于在充液散热构件11a上固定电子设备的固定部等。

制造充液散热构件11a时，用橡胶状弹性体成形作为弹性部14的上面12a和4个侧面12c,12d,12e,12f后，形成没有底面12b的密闭容器12，将导热性流体13放入其中后，用粘合胶带等将密闭容器12的上面12a用金属板或硬质树脂板密封。由此来制造充液散热构件11a。

就形成弹性部14或侧面12c,12d,12e,12f的橡胶状弹性体而言，可以用模子来固化未固化的液状树脂，也可以预先制得板状或薄膜状后进行固定并使用。

在由橡胶状弹性体形成的部位与由硬质材料形成的部位的交界处，在硬质材料的背面或表面可以设置自橡胶状弹性体的端部延伸出的薄壁部，从而可以提高两个部位的固定性，且可以抑制两个部位发生剥離后导热性流体13泄漏等的问题。但过度设置薄壁部时，对导热性的影响加剧，因而基于冷却性能的观点，需对此加以注意。作为设置薄壁部时的具体形式，可以列举在板状的散热部15的外周附近设置薄壁部，在中央使散热部15露出的形式。

根据充液散热构件11a，将电子设备放置在弹性部14上后，弹性部14沿着电子设备的外形弯曲，从而可以使弹性部14紧贴在电子设备上。进而，电子设备产生的热经由薄的弹性部14传导至导热性流体13、散热部15后放出到外部，由此冷却效率变高。弹性部14在经历反复承载电子设备等的接触时也不会破损，耐久性优异。

变形例1-1(图5)

作为本实施方式的第一变形例，图5中示出了充液散热构件11b。就充液散热构件11b而言，除了底面12b以外，彼此相向的一组侧面12c,12d也为由硬质材料形成的散热部15。其余的一组侧面12e,12f与充液散热构件11a同样由自上面12a连续的橡胶状弹性体形成。充液散热构件11b在密闭容器12的彼此相向的2个侧面12c,12d也可以促进散热，因而可以提高冷却性能。

变形例1-2(图6)

图6中示出了作为第二变形例的充液散热构件11c。就充液散热构件11c而言，将密闭容器12的底面12b和全部4个侧面12c,12d,12e,12f作为散热部15，换而言之，上面12a的弹性部14以外的部分为由硬质材料形成的散热部15。该构成中，在密闭容器12的侧面12c,12d,12e,12f全部可以促进散热，因而可以进一步提高冷却性能。

第二实施方式(图7)

本实施方式的充液散热构件21a与第一实施方式的充液散热构件11c等不同，散热部15的一部分由与其余部分不同的材料形成，从而在散热部15的一部分和其余部分设置了散热程度上的差异。充液散热构件21a中，底面12b与4个侧面12c,12d,12e,12f均为由硬质材料形成的散热部15，但密闭容器12的底面12b为由金属材料形成的高散热部15a，4个侧面12c,12d,12e,12f为由硬质树脂材料形成的低散热部15b。

充液散热构件21a中，可以使由比硬质树脂导热性高的金属形成的底面12b的散热变得容易，从而抑制侧面12c,12d,12e,12f的散热，并促进底面12b的散热。可以促进充液散热构件21a在所承载的构件侧的散热，并抑制向在充液散热构件21a的侧方放置的部件等的热传导。

变形例2-1(图8)

图8中示出了作为本实施方式的第一变形例的充液散热构件21b。充液散热构件21b与充液散热构件21a相反，密闭容器12的底面12b为由硬质树脂材料形成的低散热部15b，4个侧面12c,12d,12e,12f为由金属材料形成的高散热部15a。

就充液散热构件21b而言，可以抑制由比金属导热性低的硬质树脂形成的底面12b的散热，并促进侧面12c,12d,12e,12f的散热。适于在不宜受热的构件上放置充液散热构件21b的情形等。

变形例2-2(图9)

图9中示出了作为第二变形例的充液散热构件21c。就充液散热构件21c而言，密闭容器12的底面12b的中央圆形部分由硬质树脂材料形成，其周围由金属材料形成。即，在底面12b设置由硬质树脂材料形成的低散热部15b和由金属材料形成的高散热部15a。此外，出于便于理解底面12b结构的目的，图9的图面中仅提取并示出了底面12b。

充液散热构件用于进行非接触充电的电子设备时，充液散热构件需不阻断电磁波。因此，优选底面12b不采用金属制的散热部15，而是设置由绝缘性的硬质树脂形成的散热部15。但在与非接触充电器的线圈不重叠的前提下也可以形成导电性的散热部15，可以形成如同本变形例的组合了硬质树脂材料与金属材料的散热部15。采用这种散热部15时，在不阻断电磁波的同时可以在底面12b设置金属材料，从而可以确保高的冷却性能。

第三实施方式(图10)

本实施方式的充液散热构件31与第一实施方式的充液散热构件11不同，密闭容器12中具备由构成与作为散热对象的构件的接触面、且追随该构件形状的薄的橡胶状弹性体形成的散热弹性部17。就充液散热构件31a而言，如图10所示，密闭容器12不只是上面12a，底面12b也由与上面12a相同的材质、厚度的橡胶状弹性体形成，且将该下面12b作为了散热弹性部17。并且，4个侧面12c,12d,12e,12f全部为散热部15。

充液散热构件31a中，密闭容器12的底面12b也由追随所承载的构件的表面形状的薄的橡胶状弹性体形成，因而即使是表面存在凹凸的构件，散热弹性部17也可以追随其形状而将热有效地散出。并且，诸如在金属制的架子上设置充液散热构件11d的情形，与该架子的紧贴性提高，因而可以使热易于放出并提高冷却性能。对于散热弹性部17的厚度，与弹性部同样也优选为0.1mm～5.0mm，更优选为0.5mm～2.0mm。低于0.1mm时，过薄后导致耐久性不充分的问题。超过5.0mm时，会导致阻碍自发热的电子设备向导热性流体13的传热的问题。

各实施方式共同的变形例(图11、12)

就散热部15而言，其表面形状可以是平坦的，但也可以是设置了柱状或板状等突起18的构成。例如，就图11所示的充液散热构件11d而言，在散热部15设置有突起18，从而增加了散热部15的表面积，提高了冷却性能。图12所示的充液散热构件11e即为在侧面12c,12d设置的散热部15设置了突起18的例子。

上述实施方式说明的例子仅为本发明的一个例子，对于密闭容器的形状、材质、制造方法等可以做适当的变更。例如，在不脱离本发明主旨的范围内也可以考虑上述以外的公知原料的使用、或在各实施方式示出的构成的组合等，这些变更也包含在本发明技术思想的范围内。例如，以上是以密闭容器12为近似长方体的情况为前提进行说明的，但并不限定于该形状。并且，散热部15的材质也可以是两种以上材质的组合。

实施例

以下，示出更具体的实施例来说明本发明。

试样1：

制作了作为试样1的充液散热构件，该试样1为图4所示的长方体形状的密闭容器，上面和侧面用橡胶状弹性体形成，底面用铝板形成。试样1的外形为110mm×75mm×5.6mm，无变形时的密闭容器内的厚度(导热性流体部分所占的厚度)为4.0mm。

底面是厚度1mm的铝板，上面作为弹性部用厚度0.6mm、硬度A50的硅橡胶形成。侧面用自上面连续的硅橡胶形成，厚度为5.0mm、高度为4.6mm。此外，上面的硅橡胶中埋入了聚酯网(丝径0.1mm、密度40条/英寸、平纹、已热熔接)。作为导热性流体，在硅油100重量份中混合氧化铝(粉碎状、粒径70μm)740重量份和氧化铝(粉碎状、粒径4μm)450重量份来制造。导热性流体的导热率为2.44W/m·K，粘度为136万mPa·s[混合3]。

试样2：

制作了作为试样2的充液散热构件，该试样2为图5所示的长方体形状的密闭容器。一对侧面用橡胶状弹性体形成，其余一对侧面为用铝板形成的散热部。橡胶状弹性体形成的侧面和铝形成的侧面的厚度均为5mm。其余与试样1相同。

试样3：

制作了作为试样3的充液散热构件，该试样3为图6所示的长方体形状的密闭容器。侧面全部用厚度5mm、底面用厚度1mm的铝板形成。其余与试样1相同。

试样4：

试样4具有图8所示的形状，侧面全部用厚度5mm的铝板形成，底面用厚度50μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜形成。其余与试样1相同。

试样5：

试样5的外形与此前的试样不同，制作了不使用导热性流体而只在散热片上层压了铝板的散热构件。

散热片是在液状硅橡胶100重量份中混合氢氧化铝(粉碎状、粒径50μm)180重量份和氢氧化铝(粉碎状、粒径8μm)180重量份后加热固化来得到的。外形为110mm×75mm×5.0mm。并且，散热片的导热率为2.0W/m·K。铝板的厚度为1mm。

试样6：

试样6与试样4相同，侧面全部用厚度5mm的铝板形成，底面用厚度50μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜形成，但上面的弹性部为厚度0.1mm的聚乙烯薄膜(PE薄膜)。其余与试样4相同。

试样7：

试样7也与试样4相同，侧面全部用厚度5mm、底面用厚度1mm的铝板形成，但上面的弹性部为厚度0.2mm的氨酯薄膜。其余与试样4相同。

试样8：

作为试样8，除了侧面采用聚碳酸酯树脂之外，其余与试样4相同。

试样9～试样15：

试样9～试样15的各试样为与试样4相同的密闭容器，但对所封入的导热性流体做了如下变更。其余与试样4相同。

试样9的导热性流体是在硅油100重量份中添加了氧化铝(粉碎状、粒径70μm)650重量份和氧化铝(粉碎状、粒径4μm)400重量份，导热率为2.21W/m·K，粘度为83万mPa·s[混合1]。

试样10的导热性流体是在硅油100重量份中添加了氧化铝(粉碎状、粒径70μm)800重量份和氧化铝(粉碎状、粒径4μm)490重量份，导热率为2.64W/m·K，粘度为201万mPa·s[混合4]。

试样11的导热性流体是在硅油100重量份中添加了氧化铝(粉碎状、粒径70μm)690重量份和氧化铝(粉碎状、粒径4μm)420重量份，导热率为2.53W/m·K，粘度为87万mPa·s[混合2]。

试样12用硅油替代了导热性流体，导热率为0.16W/m·K，粘度为10万mPa·s[混合5]。

试样13的导热性流体是在硅油100重量份中添加了氧化铝(粉碎状、粒径70μm)636重量份和氧化铝(粉碎状、粒径4μm)162重量份，导热率为2.73W/m·K，粘度为42万mPa·s[混合6]。

试样14的导热性流体是在硅油100重量份中添加了氧化铝(粉碎状、粒径70μm)545重量份和氧化铝(粉碎状、粒径4μm)364重量份，导热率为1.63W/m·K，粘度为20万mPa·s[混合7]。

试样15的导热性流体是在硅油100重量份中添加了氧化铝(粉碎状、粒径4μm)568重量份，导热率为1.31W/m·K，粘度为297万mPa·s[混合8]。

试样16：

作为试样16，除了没有在弹性部中埋入聚酯网以外，其余与试样4相同。

各试样的性能评价

上述各试样进行了以下说明的各种实验，从而评价了其性能。这些实验中采用了模拟发热的电子设备的试验仪51。

试验仪51具有图13所示的形状，具体地说，用由上壳体52和下壳体53组成的丙烯酸树脂形成，外形为70mm×130mm×5mm。下壳体53的表面具有R＝160mm的弯曲面53a，相对于端部的中央部的凹陷深度为约2mm。并且，在被上壳体52和下壳体53分割的中央部分设置了凹部，在其中埋入了发热量为45W的发热体(加热子)54。该凹部以外的其他部分为实心结构。进而，在上壳体52的与所述凹部相反的面的表面中央温度最高的部分接触并固定了热电偶55。此外，弯曲面53a采用逆R是由于，对于弹性部的追随性差的试样可以在底面与试样之间生成间隙的缘故。

1、耐久性试验

对于各试样的弹性部，试验仪的设置/拿起操作进行了10次后，观察了弹性部的表面状态。

其结果，依据没有变化的情况为“○”、表面有磨损但导热性能没有受到影响的情况为“△”、生成裂纹或断裂的情况为“×”分别进行了评价。

2、冷却性试验

如图14所示，在各试样的上面(弹性部)放置所述试验仪，以45°的角度倚靠在恒温槽内壁上来进行配置。用热电偶测定在各试样上放置试验仪120分钟后的试验仪的温度，从而算出了与此时的恒温槽内环境温度(40℃)的差(℃)。随后，将与环境温度的温度差小的情形评价为冷却性能高，温度差大的情形评价为冷却性能低。

此外，作为对照，与各试样无关地将试验仪依靠在恒温槽的壁上来进行配置后，在试验仪的外面暴露在空气中的状态下，计算该试验仪的表面与测定环境温度的温度差时为12.1℃。

3、追随性试验

对于在弹性部上放置试验仪时的弹性部沿着试验仪的表面形状变形的程度(追随性)，用针入度进行了评价。

对于追随性，考虑到受弹性部与导热性流体的性质的影响大，因而用以下所示的指定夹具进行了试验。

夹具为SUS制，在外形为80mm×80mm×11.6mm的长方体形状的内部设置了上下贯通的空洞，该空洞在上面和底面各自的中央形成了直径44mm的开口。底面的开口用PET薄膜封住，空洞内注入了在上述各试样中使用的导热性流体，开口的上面也用在各试样中使用的材料做了覆盖。

随后，用JISK2220记载的装置测定了对于在上面覆盖的硅橡胶等的表面的针入度。针的形状采用了JISK2207中规定的形状，针与针固定具整体的重量(即，封入有导热性流体的硅橡胶等的弹性部所承载的重量)为50g。

各试样的评价结果

以下表1中示出了上述各试验的评价结果。

表1

此外，追随性试验中，没有进行针对试样1～试样16的试验，但用与在试样1中使用的相同的弹性部、导热性流体做了上述追随性试验后，将试验结果记入到了试样1的评价栏中。对于试样5～试样7、试样9～试样16也是同样的情况。

各试验结果的讨论

1、耐久性

就弹性部采用硅橡胶的试样1～试样4、试样7～试样16而言，试验前后在表面没有观察到变化，但采用散热片的试样5在表面出现了裂纹。试样5采用在硅橡胶中添加了大量的充填材料的材质，因而强度差。并且，就与试验仪接触的面采用聚乙烯薄膜的试样6而言，表面出现了擦伤。

2、冷却性及追随性

比较散热部不同的试样1～试样4时可知，在侧面整体与底面设置了金属制散热部的试样3的冷却性的数值变最低、散热效果高，底面采用了PET的试样4的冷却性的数值变最高、散热效果低。

并且，比较试样4与试样8时，两个试样的底面均为硬质树脂，但与侧面用聚碳酸酯树脂形成的试样8相比，侧面设置了金属制散热部的试样4更具有冷却效果，在侧面设置金属制散热部时也可以提高冷却效果。由这些结果可知，散热部的面积大时冷却性能高。

比较试样1与试样5时，在具有同样大小的金属板这一点上两者相同，但与具有导热性流体的构成的试样1相比，不具有导热性流体的构成的试样5的冷却性能要低。

比较只是上面(弹性部)的材质彼此不同的试样4、试样6、试样7时，采用PE薄膜的试样6的冷却性能极低。可以认为，这是由于PE薄膜对于试验仪的追随性低、没有紧贴在试验仪上的缘故。另一方面，采用氨酯薄膜的试样7显示了比试样3的冷却性能低、但比试样6好的结果。可以认为，氨酯薄膜的厚度为0.2mm，是比硅橡胶薄的薄膜，因而在导热性方面更为有利，但硅橡胶的硬度为A50，而氨酯薄膜为A60，因而在追随性方面变差。

比较只是导热性流体的种类不同的试样4、试样9～试样12时，就改变了导热性粉末的掺混情况后具有高粘度、高导热性的试样10而言，追随性略微显低，但冷却性能高。可以认为，这是由于提高了导热性流体的导热性的缘故。并且，与试样4相比略为低粘度、导热性也高的试样11显示了优异的冷却性能。另一方面，与试样4相比为低粘度、导热性低的试样9具有优异的追随性，但冷却性能略显低。并且，没有掺混导热性粉末的试样12为低粘度，但冷却性能极低。

就在上面的橡胶状弹性体中没有埋入网的试样16而言，与埋入了网的试样4相比，冷却性能略显高一些。可以认为，这是由于试样16中没有埋入网，追随性相应变优异的缘故。

3、其他

制作试样并放置一周后，比较该阶段的试样的状态与初始状态时，试样16的弹性部的表面出现了一些波纹。可以认为，这是由于弹性部吸收了导热性流体中含有的油或增塑剂后发生了溶胀的缘故。另一方面，试样1～试样15没有发生变化。

并且，对于非接触充电，用松下公司制的非接触式充电垫QE-TM101与非接触式对应USB移动电源QE-PL101评价了是否可以充电的情况。更具体地说，在非接触式充电垫与非接触式对应USB移动电源之间配置试样1～试样4后，确认了是否可以充电的情况。其结果，试样1～试样3没有充电，试样4可以进行充电。可以认为，这是由于试样1～试样3中底面的放电部由铝构成，在与充电器重合的位置配置的铝板阻断了电磁波的缘故。

对于具有粘度不同的导热性流体、其余构成相同的试样4、试样9、试样10、试样11、试样13、试样14、试样15，作为导热性流体长期稳定性的评价，确认了放置24小时后的导热性流体的状态。

其结果，就低粘度的试样13和试样14而言，可以观察到掺混的氧化铝稍有沉淀的情况。并且，比较试样13与试样14时，试样14的沉淀略显少。此外，使密闭容器数次变形来进行搅拌时，可以轻易地使这些沉淀再次分散。基于这些结果，粘度为87万mPa·s以上的导热性流体在长期稳定性方面显示了良好的结果。

Claims (4)

1.一种充液散热构件，该充液散热构件是在密闭容器内封入有导热性流体，对与该密闭容器接触的电子设备传导出的热进行散热的充液散热构件，其中，

密闭容器具有构成与电子设备的接触面且由追随该电子设备形状的薄的橡胶状弹性体形成的弹性部、及由对热进行散热的硬质材料形成的散热部，

导热性流体含有导热性粉末，粘度为20万Pa·s～300万Pa·s。

2.如权利要求1所述的充液散热构件，其中，散热部的一部分用与散热部的其余部分不同的材料形成，从而在散热部的一部分和其余部分的散热程度上设置了差异。

3.如权利要求1或2所述的充液散热构件，其中，具有由一面与导热性流体接触而另一面向外部露出的金属材料形成的散热部。

4.如权利要求1～3中任意一项所述的充液散热构件，其中，在密闭容器中具有构成与作为散热对象的构件的接触面且由追随该构件形状的薄的橡胶状弹性体形成的散热弹性部。