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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen wärmeleitenden Körper und
ein Verfahren zur Herstellung desselben. Ein derartiger wärmeleitender
Körper
ist in einer elektronischen Vorrichtung zwischen einem elektronischen
Teil und einem Kühlelement,
wie einem Radiator oder einer metallischen Wärmeübertragungsplatte, angeordnet
und überträgt von dem
elektronischen Teil generierte Wärme.
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In
den letzten Jahren stieg der Energieverbrauch von elektronischen
Elementen mit der steigenden Leistungsfähigkeit von elektronischen
Elementen, welche durch einen Prozessor eines Computers repräsentiert
werden, wobei gleichzeitig auch die durch elektronische Elemente
generierte Wärmemenge
anstieg. Da die Verarbeitungsfähigkeit
elektronischer Elemente aufgrund von Wärme sinkt, ist es notwendig
Wärmestaus in
elektronischen Elementen zu vermeiden. Das Kühlen von elektronischen Elementen
wird daher zu einem entscheidenden Problem zur Aufrechterhaltung
der Leistungsfähigkeit
von elektronischen Elementen.
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Deswegen
ist für
einen derartigen wärmeleitenden
Körper,
der zwischen einem elektronischen Teil und einem Kühlelement
(einer Kühlrippe
oder ähnlichem)
angeordnet ist und der von dem elektronischen Teil generierte Wärme an das
Kühlelement überträgt, eine
hohe Wärmeleitfähigkeit
erforderlich. Beispielsweise offenbart die japanische Offenlegungsschrift
Nr. 63-20340 einen wärmeleitenden
Körper,
der aus einer Zusammensetzung, in der ein wärmeleitender Füllstoff
in ein polymeres Matrixmaterial integriert ist, ausgebildet ist. Es
ist bekannt, dass herkömmlicherweise
bei einem derartigen wärmeleitenden
Körper,
der wärmeleitende Körper eine
desto höhere
Wärmeleitfähigkeit
aufweisen wird, je höher
der Gehalt an einem wärmeleitenden Füllstoff
in dem wärmeleitenden
Körper
ist. Jedoch steigt die Viskosität
einer solchen Zusammensetzung im Allgemeinen an, wenn die Menge
an wärmeleitendem
Füllstoff
steigt. Demzufolge verschlechtert sich die Bearbeitbarkeit und Verarbeitbarkeit,
wie die Formbarkeit, der Zusammensetzung. Aus diesem Grund sollte
der Gehalt des wärmeleitenden
Füllstoffs
in der Zusammensetzung eine bestimmte Höhe unterschreiten. Daher kann
eine hohe Wärmeleitfähigkeit
eines aus einer derartigen Zusammensetzung ausgebildeten wärmeleitenden
Körpers
nicht erzielt werden.
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In
den japanischen Offenlegungsschriften Nr. 9-283955, 11-279406, 2002-97372
und 11-302545 werden wärmeleitende
Zusammensetzungen und Körper
offenbart, in die Kohlenstofffasern als wärmeleitender Füllstoff
integriert sind. In den in diesen Veröffentlichungen beschriebenen
wärmeleitenden
Zusammensetzungen und Körper
steigt die Viskosität
der Zusammensetzung auf Grund der Integration von Kohlenstofffasern an,
wobei die Fluidität
der Zusammensetzung sinkt. Deswegen setzt das Einmischen von Luft
in die Zusammensetzungen die Verarbeitbarkeit der Zusammensetzungen
herab. Wenn Kohlenstofffasern in eine Richtung orientiert werden
um die Wärmeleitfähigkeit
in diese Richtung zu erhöhen,
verhindert eine derartig hohe Viskosität und niedrige Fluidität der Zusammensetzungen,
dass die Kohlenstofffasern hochgradig ausgerichtet werden. Dementsprechend
kann ein resultierender wärmeleitender
Körper
keine ausreichend hohe Wärmeleitfähigkeit
erlangen.
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Die
vorliegende Erfindung geht die oben genannten herkömmlichen
Probleme an. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, einen
wärmeleitenden
Körper,
der im Stande ist eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufzuweisen,
und ein Verfahren zu dessen Herstellung zur Verfügung zu stellen.
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Die
vorliegende Erfindung stellt einen aus einer wärmeleitenden Zusammensetzung
ausgebildeten wärmeleitenden
Körper
zu Verfügung.
Die wärmeleitende
Zusammensetzung umfasst ein polymeres Matrixmaterial; wärmeleitende
Fasern, wobei der durchschnittliche Faserdurchmesser der wärmeleitenden
Fasern in einem Bereich von 5 bis 15 μm liegt und die durchschnittliche
Faserlänge
der wärmeleitenden
Fasern in einem Bereich von 70 bis 130 μm liegt, und wobei die wärmeleitenden
Fasern nicht mehr als 20 Prozent der Gesamtmenge der wärmeleitenden
Fasern an feinen Fasern, die eine Länge von 20 μm oder weniger aufweisen, umfassen;
und einen nicht-faserförmigen
wärmeleitenden
Füllstoff.
Darüber
hinaus weisen die wärmeleitenden Fasern
diamagnetische Eigenschaften auf und die wärmeleitenden Fasern sind in
dem wärmeleitenden
Körper richtungsorientiert.
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung
eines wärmeleitenden
Körpers
umfassend ein polymeres Matrixmaterial, wärmeleitende Fasern und einen
nicht-faserförmigen
wärmeleitenden Füllstoff,
zur Verfügung.
Der durchschnittliche Faserdurchmesser der wärmeleitenden Fasern liegt in
einem Bereich von 5 bis 15 μm
und die durchschnittliche Faserlänge
der wärmeleitenden
Fasern liegt in einem Bereich von 70 bis 130 μm. Die wärmeleitenden Fasern umfassen
nicht mehr als 20 Prozent der Gesamtmenge der wärmeleitenden Fasern an feinen
Fasern, die eine Länge
von 20 μm
oder weniger aufweisen. Die wärmeleitenden
Fasern weisen darüber
hinaus diamagnetische Eigenschaften auf. Das Verfahren ist durch
die Schritte: Bereitstellen einer wärmeleitenden Zusammensetzung
durch Verteilen der wärmeleitenden
Fasern und des nicht-faserförmigen
wärmeleitenden
Füllstoffs
in dem polymeren Matrixmaterial, Anwenden einer magnetischen Kraft
auf die wärmeleitende
Zusammensetzung, und Verfestigen oder Härten des polymeren Matrixmaterials,
gekennzeichnet.
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Weitere
Aspekte und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung
deutlich werden.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden näher erläutert.
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In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein wärmeleitender Körper aus
einer wärmeleitenden
Zusammensetzung ausgebildet, die ein polymeres Matrixmaterial, wärmeleitende
Fasern und einen nicht-faserförmigen
wärmeleitenden
Füllstoff
umfasst.
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Der
durchschnittliche Faserdurchmesser der wärmeleitenden Fasern liegt in
einem Bereich von 5 bis 15 μm,
während
die durchschnittliche Faserlänge
der wärmeleitenden
Fasern in einem Bereich von 70 bis 130 μm liegt.
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Die
wärmeleitenden
Fasern umfassen nicht mehr als 20 Prozent der Gesamtmenge (Anzahl)
der wärmeleitenden
Fasern an feine Fasern, die eine Faserlänge von 25 μm oder weniger aufweisen. Darüber hinaus weisen
die wärmeleitenden
Fasern diamagnetische Eigenschaften auf und derartige wärmeleitende
Fasern sind in dem wärmeleitenden
Körper
in einer festgelegten Richtung ausgerichtet.
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Das
polymere Matrixmaterial kann entsprechend der benötigten Funktion,
wie mechanische Stärke, Wärmebeständigkeit
und Haltbarkeit, ausgewählt
werden und dessen chemische Zusammensetzung und Verfestigungsverfahren
sind nicht speziell eingeschränkt.
Beispiele für
die polymeren Matrixmaterialien umfassen thermoplastische Harze
oder Reaktionsharze, wie Epoxyharze und Urethanharze, Gummimaterialien
umfassend synthetische Gummis, wie Silikonkautschuk und Fluorkohlenwasserstoffgummis,
und verschiedene Arten von thermoplastischen Elastomeren. Das polymere
Matrixmaterial kann auch nicht-ausgehärtete Materialien umfassen,
die eine Polymermatrix durch eine Aushärtungsreaktion erzeugen können. Diese
polymeren Matrixmaterialien können
in die Zusammensetzung allein oder als eine Kombination von zwei
oder mehr gemischt werden.
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Unter
den polymeren Matrixmaterialien wird ein Silikonkautschuk bevorzugt,
da dieser eine hervorragende Wärmebeständigkeit
und eine gute Adhäsion
und Konformität
mit elektronischen Teilen aufweist. Der Silikonkautschuk kann durch
Aushärten
von Polyorganosiloxan, das dessen Rohmaterial ist, erhalten werden. Physikalische
Zustände
von Silikonkautschuk umfassen einen gelatinösen Zustand und geschäumte Zustände sowie
einen elastomeren Zustand. Das Verfahren zum Aushärten des
Silikonkautschuks ist nicht speziell eingeschränkt und kann eine Radikalreaktion
eines organischen Peroxids, eine Additionsreaktion in der ein eine Vinylgruppe
umfassendes Polydimethylsiloxan und ein Polyorganosiloxan mit einem
an ein Silikonatom gebunden Wasserstoffatom in Gegenwart eines Katalysators
auf Platinbasis umgesetzt werden, und einer Kondensationsreaktion,
die ein Kondensationsprodukt während
des Aushärtens
erzeugt, verwenden. Der Einkomponententyp und der Zweikomponententyp
können
als die Arten von Silikonkautschuk genannt werden.
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Unter
den Silikonkautschuken wird ein Silikonkautschuk, der durch Aushärten eines
flüssigen
Polyorganosiloxans des Additionsreaktionstyps erzeugt wird, als
polymeres Matrixmaterial bevorzugt. Da flüssiges Polyorganosiloxan des
Additionsreaktionstyps eine niedrige Viskosität aufweist, weist es hervorragende
Beladungseigenschaften für
wärmeleitende
Fasern und einen nicht-faserförmigen
wärmeleitenden
Füllstoff
auf. Das heißt,
die Verwendung von flüssigem
Polyorganosiloxan des Additionsreaktionstyps kann die Menge an wärmeleitenden
Fasern und nicht-faserförmigem
wärmeleitendem
Füllstoff,
die in die Zusammensetzung gemischt werden sollen, erhöhen. Flüssiges Polyorganosiloxan
des Additionsreaktionstyps, das einen Polymerisationsgrad von um
100 bis 2000 und eine niedrige Viskosität aufweist, weist eine hervorragende
Formbarkeit auf und kann einem resultierenden wärmeleitenden Körper eine
hervorragende Flexibilität
verleihen.
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Vom
Standpunkt einer guten Formbarkeit aus, beträgt die Viskosität eines
Silikonkautschukmaterials (bei 25 °C) vorzugsweise 1000 mPa·s oder
weniger, und besonders bevorzugt 500 mPa·s oder weniger. Wenn diese
Viskosität
1000 mPa·s überschreitet,
können
leicht Luftblasen in eine wärmeleitende
Zusammensetzung gemischt werden, wobei das Entfernen derartiger
Blasen schwierig ist.
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Wärmeleitende
Fasern haben diamagnetische Eigenschaften. Wenn eine magnetische
Kraft auf derartige wärmeleitende
Fasern angewendet wird, können
die wärmeleitenden
Fasern parallel zu der Linie der magnetischen Kraft oder senkrecht
dazu ausgerichtet werden. Beispiele für wärmeleitende Fasern umfassen eine
Polyethylenfaser, eine Polypropylenfaser, eine Polyesterfaser, eine
Polyallylsulfidfaser, eine Aramidfaser, eine Polyamidfaser, und
eine Kohlenstofffaser. Die wärmeleitenden
Fasern können
als ein Whisker, eine Spirale oder ein Rohr ausgebildet sein. Diese
wärmeleitenden
Fasern können
allein oder als eine Kombination von zwei oder mehr Arten verwendet
werden. Unter den wärmeleitenden
Fasern werden eine Kohlenstofffaser, insbesondere eine Kohlenstofffaser
mit einer Wärmeleitfähigkeit
von 100 W/m·K
oder mehr in mindestens eine Richtung (vorzugsweise in der Richtung
der Faserachse), aufgrund ihrer hervorragenden Wärmeleitfähigkeit als wärmeleitende
Fasern bevorzugt. Konkrete Beispiele von Kohlenstofffasern umfassen
eine Pech-basierte Kohlenstofffaser, eine Polyacrylonitrile-basierte
Kohlenstofffaser, und eine Reyon(Kunstseide)-basierte Kohlenstofffaser.
Eine Kohlenstofffaser wird durch Carbonisierung oder Graphitierung
von geschmolzenem gesponnenem Faserpech hergestellt. Unter den Kohlenstofffasern
wird eine Kohlenstofffaser, die ein Mesophasenpech als deren Rohmaterial
verwendet, als wärmeleitende
Faser bevorzugt, da diese eine hohe Wärmeleitfähigkeit in der Richtung der
Faserlänge
aufweist. Darüber
hinaus wird, auf Grund der hohen Wärmeleitfähigkeiten, bevorzugt eine Kohlenstofffaser
verwendet, die einer Carbonisierungsbehandlung bei nicht weniger als
1000 °C,
besonderes bevorzugt einer Graphitierungsbehandlung bei nicht weniger
als 2000 °C,
unterworfen wurde.
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Der
durchschnittliche Durchmesser der wärmeleitenden Fasern liegt in
einem Bereich von 5 bis 15 μm, und
vorzugsweise von 7 bis 12 μm.
Wenn dieser durchschnittliche Durchmesser der Fasern weniger als
5 μm beträgt, wird
die Stärke
der wärmeleitenden
Fasern unzureichend. Demzufolge können wärmeleitende Fasern, wenn die
Fasern in dem polymeren Matrixmaterial dispergiert werden, leicht
in feine Pulver zerbrochen werden, wobei die Viskosität der wärmeleitenden
Zusammensetzung steigt. Andererseits, wird es, wenn der durchschnittliche
Durchmesser der wärmeleitenden
Fasern 15 μm übersteigt,
schwierig derartige Fasern in eine Richtung in der Zusammensetzung
auszurichten. Die durchschnittliche Länge der wärmeleitenden Fasern liegt in
einem Bereich von 70 bis 130 μm,
vorzugsweise von 80 bis 120 μm,
und besonders bevorzugt von 83 bis 110 μm. Wenn diese durchschnittliche
Länge der
Fasern geringer als 70 μm
ist, kann die Viskosität
einer wärmeleitenden
Zusammensetzung steigen. Andererseits, wenn die durchschnittliche
Länge der
wärmeleitenden
Fasern 130 μm übersteigt,
kann eine Verflechtung der Fasern die Viskosität einer wärmeleitenden Zusammensetzung
steigern und das Ausrichten der wärmeleitenden Fasern erschweren.
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Die
Gegenwart von pulvrigen feinen Fasern in den wärmeleitenden Fasern bewirkt,
dass eine wärmeleitende
Zusammensetzung eine hohe Viskosität hat. Eine geeignete wärmeleitende
Zusammensetzung weist wärmeleitenden
Fasern auf, die nicht mehr als 20 Prozent, vorzugsweise nicht mehr
als 15 Prozent, und besonders bevorzugt nicht mehr als 12 Prozent,
der Gesamtmenge (Anzahl) der wärmeleitenden
Fasern an feinen Fasern mit einer Faserlänge von 25 μm oder weniger umfassen. Wenn
die Menge dieser feinen Fasern 20 Prozent der Gesamtmenge der wärmeleitenden
Fasern übersteigt,
kann dies die Viskosität
der wärmeleitenden
Zusammensetzung steigern. Dementsprechend wird es schwierig die wärmeleitenden
Fasern in der Zusammensetzung auszurichten, und der resultierende
wärmeleitende
Körper
kann daher keine hohe Wärmeleitfähigkeit
zeigen. Die Faserlänge
und der Prozentsatz der Menge an feinen Fasern kann beispielsweise
unter Verwendung eines Bildanalysators (LUZEX®, hergestellt
von der NIREKO Corporation) bestimmt werden.
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Wärmeleitende
Fasern können
durch das Zermahlen von Fasern unter Anwendung von verschiedenen
Verfahren während
oder nach der Herstellung der wärmeleitenden
Fasern erhalten werden. Als Mahlverfahren können eine Hammermühle, eine
Kugelmühle,
eine Vibrationskugelmühle,
eine Schneidmühle,
eine Strahlmühle,
eine Luftwirbelmühle,
eine Mischmühle,
und ein Henschelmischer verwendet werden. Kohlenstofffasern werden
als wärmeleitende
Fasern bevorzugt, da die gewünschten
wärmeleitenden
Fasern wie bereits erläutert
leicht, vornehmlich durch Zermahlen von Fasern in zerkleinerte Fasern
mit einer Schneidemaschine während
oder nach der Herstellung der wärmeleitenden
Fasern, und durch zusätzliches
Zermahlen der zerkleinerten Fasern unter Anwendung der genannten
Mahlverfahren, erhalten werden können.
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Die
Menge an wärmeleitenden
Fasern in einer wärmeleitenden
Zusammensetzung liegt vorzugsweise in einem Bereich von 50 bis 150
Gewichtsteilen, und besonders bevorzugt von 60 bis 140 Gewichtsteilen,
bezogen auf 100 Gewichtsteile eines polymeren Matrixmaterials. Wenn
die Menge an wärmeleitenden
Fasern in der wärmeleitenden
Zusammensetzung weniger als 50 Gewichtsteile beträgt, kann
keine hervorragende Wärmeleitfähigkeit
in einem resultierenden wärmeleitenden
Körper
erzielt werden. Andererseits steigt die Viskosität der wärmeleitenden Zusammensetzung übermäßig an,
wenn die Menge an wärmeleitenden
Fasern 150 Gewichtsteile überschreitet.
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Der
nicht-faserförmige
wärmeleitende
Füllstoff
ist kein durch das Zermahlen von Fasern erhaltener Füllstoff
und weist Partikel sphärischer
und anderer unregelmäßiger Gestalt
auf. Vorzugsweise ist die Form des nicht-faserförmigen wärmeleitenden Füllstoffs
sphärisch, da
sekundär
Aggregation mit den daraus resultierenden Mängeln, wie Unregelmäßigkeiten
auf der Oberfläche
eines wärmeleitenden
Körpers,
selten auftreten. Auf Grund seiner hervorragenden Wärmeleitfähigkeit,
wird der nicht-faserförmige
wärmeleitende
Füllstoff vorzugsweise
ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumoxid, Bornitrid, Aluminiumnitrid,
Siliciumcarbid und Siliciumdioxid. Die durchschnittliche Partikelgröße des nicht-faserförmigen wärmeleitenden
Füllstoffs
liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 bis 100 μm, besonders
bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 50 μm. Wenn diese durchschnittliche
Partikelgröße weniger
als 0,1 μm
beträgt,
steigt die spezifische Oberfläche
des nicht-faserförmigen
wärmeleitenden
Füllstoffs.
Dies kann die Viskosität
der wärmeleitenden
Zusammensetzung übermäßig erhöhen. Andererseits,
wenn die durchschnittliche Partikelgröße des nicht-faserförmigen wärmeleitenden
Füllstoffs
100 μm überschreitet,
kann sich der Zustand der Oberfläche
eines wärmeleitenden
Körpers,
beispielsweise auf Grund der Bildung von Unregelmäßigkeiten
auf der Oberfläche
des wärmeleitenden
Körpers,
verschlechtern.
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Die
Menge des nicht-faserförmigen
wärmeleitenden
Füllstoffs
in einer wärmeleitenden
Zusammensetzung liegt vorzugsweise in einem Bereich von 300 bis
600 Gewichtsteilen, besonders bevorzugt von 400 bis 600 Gewichtsteilen,
bezogen auf 100 Gewichtsteile eines polymeren Matrixmaterials. Wenn
diese Menge weniger als 300 Gewichtsteile beträgt, kann der wärmeleitenden
Körper
nicht mit einer ausreichenden Wärmeleitfähigkeit
ausgestattet werden. Andererseits, wenn die Menge 600 Gewichtsteile überschreitet,
kann dies die Viskosität
der wärmeleitenden
Zusammensetzung übermäßig steigern.
Aus diesem Grund umfasst die wärmeleitende
Zusammensetzung vorzugsweise 50 bis 150 Gewichtsteile an wärmeleitenden
Fasern und 300 bis 600 Gewichtsteile an nicht-faserförmigen wärmeleitendem Füllstoff,
bezogen auf 100 Gewichtsteile eines polymeren Matrixmaterials.
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Die
wärmeleitende
Zusammensetzung kann weiterhin andere Zusatzstoffe, wie einen Weichmacher, ein
Klebemittel, ein Verstärkungsmittel,
ein Färbemittel,
ein Mittel zur Verbesserung der Wärmebeständigkeit und dergleichen, umfassen.
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Die
Viskosität
der wärmeleitenden
Zusammensetzung (bei 25 °C)
beträgt
vorzugsweise 80000 mPa·s oder
weniger, und besonders bevorzugt 75000 mPa·s oder weniger. Wenn die
Viskosität
80000 mPa·s übersteigt,
wird es schwierig die wärmeleitenden
Fasern in eine Richtung in der wärmeleitenden
Zusammensetzung auszurichten. Darüber hinaus kann das Einstellen
der Viskosität
der wärmeleitenden
Zusammensetzung, welche die wärmeleitenden
Fasern und den nicht-faserförmigen
wärmeleitenden
Füllstoff
umfasst, auf 80000 mPa·s
oder weniger Luftblasen, die durch das Hineinmischen in die wärmeleitende
Zusammensetzung entstehen, verhindern und dafür sorgen, dass die wärmeleitenden
Faser in der Zusammensetzung hochgradig ausgerichtet sind.
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Die
Form des wärmeleitenden
Körpers
ist beispielsweise ein Block oder eine Platte. Vorzugsweise ist die
Form eines wärmeleitenden
Körpers
eine Platte, da derartige als Platte ausgebildete Körper zwischen
einem elektronischen Teil und einem Kühlelement angeordnet werden
können
und die von dem elektronischen Teil generierte Wärme effizient abführen können. Wenn
ein wärmeleitender
Körper
in Form einer Platte ausgebildet ist, beträgt die Dicke der Platte vorzugsweise
0,1 bis 5 mm. Wenn die Plattendicke weniger als 0,1 mm beträgt, kann
sich die Leistungsfähigkeit
und Verarbeitbarkeit während
des Befestigens verschlechtern. Andererseits, wenn die Plattendicke
5 mm übersteigt,
kann die Wärmebeständigkeit
der Platte steigen, wobei sich deren Kosten erhöhen können.
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Die
Wärmeleitfähigkeit
des wärmeleitenden
Körpers
beträgt
vorzugsweise 14 W/m·K
oder mehr, und besonders bevorzugt 15 W/m·K oder mehr. Wenn diese Wärmeleitfähigkeit
weniger als 14 W/m·K
beträgt, kann
der wärmeleitende
Körper
keine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit
zeigen. Vorzugsweise beträgt
die Härte
eines wärmeleitenden
Körpers
50 oder weniger, gemessen mit einem Typ E Härtemesser (in Übereinstimmung
mit ISO 7619). Wenn diese Härte
50 übersteigt,
ist ein wärmeleitender
Körper
in der Formkonformität
mit einem elektronischen Teil minderwertig und kann untauglich sein
elektronische Teile ausreichend zu schützen.
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Wärmeleitende
Fasern sind entlang einer Richtung in einem wärmeleitenden Körper ausgerichtet. Dies
verbessert die Wärmeleitfähigkeit
des wärmeleitenden
Körpers
in diese Richtung. Beispielsweise sind im Fall eines in Form einer
Platte ausgebildeten wärmeleitenden
Körpers
die wärmeleitenden
Fasern in eine Richtung, wie die Richtung entlang der Oberfläche der
Platte oder der Richtung der Dicke der Platte, ausgerichtet. Dadurch
kann die Wärmeleitfähigkeit
des wärmeleitenden
Körpers
in der Richtung entlang der Oberfläche oder der Richtung der Dicke
verbessert werden.
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Um
eine wärmeleitende
Zusammensetzung herzustellen werden wärmeleitende Fasern und ein nicht-faserförmiger wärmeleitender
Füllstoff
in ein polymeres Matrixmaterial gemischt. Anschließend wird
die Mischung gerührt
oder geknetet bis die wärmeleitenden
Fasern und der nicht-faserförmige
wärmeleitende
Füllstoff
fast gleichmäßig verteilt
sind. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Anstieg der Viskosität der wärmeleitenden
Zusammensetzung infolge der feinen Fasern, durch Regulieren Prozentsatzes
der Menge an in den wärmeleitenden
Fasern, innerhalb des oben genannten Bereiches, enthaltenen feinen
Fasern mit einer Faserlänge
von 25 μm
oder weniger, unterdrückt.
Folglich ist es möglich
die Menge an wärmeleitenden
Fasern und nicht-faserförmigem
wärmeleitendem
Füllstoff,
die in die Zusammensetzung gemischt werden kann, im Bezug auf das
polymere Matrixmaterial zu steigern.
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Ein
Verfahren zur Herstellung eines wärmeleitenden Körpers umfasst
einen Schritt des Bereitstellens einer wärmeleitenden Zusammensetzung
durch bereits erläutertes
Verteilen von wärmeleitenden
Fasern und eines nicht-faserförmigen
wärmeleitenden
Füllstoffs
in einem polymeren Matrixmaterial, einen Schritt des Formens der
wärmeleitenden
Zusammensetzung durch verschiedene Formverfahren, einen Schritt
des Anwendens einer magnetischen Kraft auf die wärmeleitende Zusammensetzung
um die wärmeleitenden
Fasern in der wärmeleitenden
Zusammensetzung in eine bestimmte Richtung auszurichten, und einen
Schritt des Verfestigens oder Härtens
des polymeren Matrixmaterials, während
die Ausrichtung der wärmeleitenden
Fasern aufrechterhalten wird.
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Wenn
eine wärmeleitende
Zusammensetzung eine hohe Viskosität in dem Schritt des Anwendens
der magnetischen Kraft zum Ausrichten der wärmeleitenden Fasern aufweist,
wird die Bewegung der wärmeleitenden
Fasern erschwert. Dementsprechend fällt es schwer die wärmeleitenden
Fasern in eine bestimmt Richtung hochgradig auszurichten. Da die
wärmeleitende
Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung wie bereits erläutert die
wärmeleitenden
Fasern und der nicht-faserförmige
wärmeleitende
Füllstoff
umfasst, wird ein Anstieg der Viskosität der wärmeleitenden Zusammensetzung
unterdrückt.
Deshalb wird die Bewegung der wärmeleitenden
Fasern in der wärmeleitenden
Zusammensetzung nicht behindert. Darüber hinaus tritt die Verflechtung
der wärmeleitenden
Fasern in der wärmeleitenden
Zusammensetzung nicht einfach auf, da der durchschnittliche Faserdurchmesser
und die durchschnittliche Faserlänge
der wärmeleitenden
Fasern auf bestimmte, bereits erläuterte Bereiche eingestellt
werden. Infolgedessen, kann dadurch ein Anstieg der Viskosität der Zusammensetzung
und eine Abnahme des Ausrichtungsgrads der wärmeleitenden Fasern infolge
von Faserverflechtung verhindert werden.
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Bei
dem Herstellungsverfahren umfasst eine Magnetkraftquelle zum Anwenden
einer magnetischen Kraft einen supraleitenden Magneten, einen Permanentmagneten,
einen Elektromagneten, eine Spule und dergleichen. Unter den Magnetkraftquellen
wird ein supraleitender Magnet bevorzugt, da dieser magnetische Felder
mit einer hohen magnetischen Flussdichte generieren kann. Die magnetische
Flussdichte des von diesen Magnetkraftquellen generierten magnetischen
Feldes liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1 bis 30 Tesla.
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Wenn
diese magnetische Flussdichte weniger als 1 Tesla beträgt, kann
es schwer fallen die wärmeleitenden
Fasern in der wärmeleitenden
Zusammensetzung hochgradig auszurichten. Andererseits ist es praktisch
schwierig Flussdichten, die 30 Tesla überschreiten, zu erzielen.
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Ein
Verfahren des Formens der wärmeleitenden
Zusammensetzung umfasst ein Stabrakelstreichmaschinenverfahren,
ein Streichmesserverfahren, ein Strangpressenverfahren (T-Pressformverfahren
und so weiter), ein Kalandrierverfahren, ein Formpressverfahren
und ein Gießformverfahren.
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Bei
der Verwendung wird der erhaltene wärmeleitende Körper beispielsweise
zwischen einem elektronischen Teil und einem Wärmeabgabeelement angeordnet.
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Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden beschreiben.
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In
einem wärmeleitenden
Körper
dieser Ausführungsform,
sind wie bereits erläutert
wärmeleitende
Fasern und ein nicht-faserförmiger
wärmeleitender
Füllstoff
in ein polymeres Matrixmaterial integriert. Diese Konfiguration
kann verhindern, dass die Viskosität einer wärmeleitenden Zusammensetzung
steigt. Aus diesem Grund ist es möglich die Menge an wärmeleitenden
Faser und einem nicht-faserförmigen
wärmeleitenden
Füllstoff
in einer wärmeleitenden
Zusammensetzung zu erhöhen.
Gleichzeitig ist es möglich
die wärmeleitenden Fasern
in der Zusammensetzung hochgradig auszurichten. Darüber hinaus
wird das Einmischen von Luftblasen in die wärmeleitende Zusammensetzung
verringert; und selbst wenn Luftblasen in die Zusammensetzung eingemischt
sind, können
diese leicht entfernt werden. Dementsprechend ist es möglich die
Verschlechterung der Wärmeleitfähigkeit
eines wärmeleitenden
Körpers
infolge der Anwesenheit von Luftblasen in dem Körper zu minimieren. Folglich
ist es möglich
einen wärmeleitenden
Körper
zu erhalten, der im Stande ist eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufzuweisen. Auch haben
die wärmeleitenden
Fasern diamagnetische Eigenschaften und sind in dem Körper richtungsorientiert.
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Demzufolge
kann der wärmeleitende
Körper
mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit
ausgestattet sein.
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Darüber hinaus
ist es nicht notwendig spezielle Materialien als die wärmeleitenden
Fasern und den nicht-faserförmigen
wärmeleitenden
Füllstoff
zu verwenden. Daher ist es möglich
einen wärmeleitenden
Körper
mit einer hohen praktischen Anwendbarkeit zur Verfügung zu
stellen. Ferner erlaubt das Verhindern einer gesteigerten Viskosität der wärmeleitenden
Zusammensetzung eine bessere Formbarkeit der wärmeleitenden Zusammensetzung,
die eine einfache Herstellung eines wärmeleitenden Körpers zur
Folge hat. Darüber
hinaus ist es möglich
die wärmeleitenden
Fasern durch Anwenden einer magnetischen Kraft in der wärmeleitenden
Zusammensetzung in eine Richtung zu orientieren, da die wärmeleitenden
Fasern diamagnetische Eigenschaften aufweisen.
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In
einem wärmeleitenden
Körper
dieser Ausführungsform
werden die Kohlenstofffasern, die in mindestens eine Richtung eine
Wärmeleitfähigkeit
auf von 100 W/m·K
oder mehr aufweisen, vorzugsweise als wärmeleitende Fasern integriert.
Dies erlaubt es einem wärmeleitenden
Körper
eine höhere
Wärmeleitfähigkeit aufzuweisen.
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In
einem wärmeleitenden
Körper
dieser Ausführungsform
werden vorzugsweise 50 bis 150 Gewichtsteile an wärmeleitenden
Fasern und 300 bis 600 Gewichtsteile eines nicht-faserförmigen wärmeleitenden Füllstoffs,
bezogen auf 100 Gewichtsteile eines polymeren Matrixmaterials, integriert.
Wenn ein wärmeleitender Körper derart
gestaltet ist, ist es möglich
einen Anstieg der Viskosität
einer wärmeleitenden
Zusammensetzung zu verhindern und einen wärmeleitenden Körper mit
einer ausgezeichneten Wärmeleitfähigkeit
zu erhalten.
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In
einem Verfahren zur Herstellung eines wärmeleitenden Körpers dieser
Ausführungsform
werden die wärmeleitenden
Faser in einer festgelegten Richtung durch Anwenden einer magnetischen
Kraft auf die wärmeleitende
Zusammensetzung ausgerichtet.
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Dieses
Herstellungsverfahren kann die wärmeleitenden
Fasern, durch Nutzen der diamagnetischen Eigenschaften der wärmeleitenden
Fasern, hochgradig ausrichten.
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Es
sollte für
den Fachmann offensichtlich sein, dass die vorliegende Erfindung
in vielen anderen speziellen Ausgestaltungen verkörpert werden
kann, ohne dabei vom Sinn und Umfang der Erfindung abzuweichen.
Insbesondere soll verstanden werden, dass die Erfindung in den folgenden
Ausgestaltungen verkörpert werden
kann.
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Die
wärmeleitenden
Fasern und der nicht-faserförmige
wärmeleitender
Füllstoff
können
verschiedenen Oberflächenbehandlungen
unterworfen werden. Beispielsweise, wenn die wärmeleitenden Fasern und/oder
der nicht-faserförmige
wärmeleitende
Füllstoff
einer Oberflächenbehandlung
durch ein Kopplungsmittel, wie ein Silane-Kopplungsmittel oder ein
Titanat-Kopplungsmittel, unterworfen wird, ist es möglich deren Adhäsion an
der Polymermatrix zu verbessern. Außerdem ist es durch Auftragen
einer isolierenden Beschichtung auf die wärmeleitenden Fasern und/oder
den nicht-faserförmigen
Füllstoff
möglich
eine Isolierung zwischen einem wärmeleitenden
Körper
und einem elektronischen Teil zu gewährleisten.
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Ein
Film, eine Platte, ein nicht-gewobener Stoff oder ein Gewebe können auf
den wärmeleitenden
Körper
laminiert oder in das Innere davon eingebettet werden. In diesem
Fall ist es möglich
die Verarbeitungseigenschaften während
der Montage zu verbessern oder den wärmeleitenden Körper zu
verstärken.
Außerdem kann
eine isolierende Schicht auf die Oberfläche des wärmeleitenden Körpers laminiert
werden um die Isolierung zwischen dem wärmeleitenden Körper und
einem elektronischen Teil zu gewährleisten.
Darüber
hinaus kann eine selbstklebende Schicht oder ein Haftvermittler
auf die Oberfläche
des wärmeleitenden
Körpers
laminiert werden, um Selbstklebkraft oder Haftfähigkeit an einem elektronischen
Teil oder einem Wärmeabgabeelement
zu verleihen.
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[Beispiele]
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Als
nächstes
werden die bereits erläuterten
Ausführungsformen
konkreter durch die angegebenen Beispiele und Vergleichsbeispiele
beschrieben.
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(Beispiel 1)
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Ein
Polyorganosiloxan des Additionsreaktionstypen (flüssiges Silikon,
Viskosität
[bei 25 °C]:
400 mPa·s,
spezifisches Gewicht: 1,0, WACKER ASAHIKASEI SILICONE CO., LTD.)
wurde als ein polymeres Matrixmaterial mit Kohlenstofffasern (durchschnittlicher
Faserdurchmesser: 10 μm,
durchschnittliche Faserlänge: 110 μm, Prozentsatz
der Menge an feinen Fasern mit einer Faserlänge von ≤ 25 μm: 9,3 %) als wärmeleitende Fasern
und sphärischem
Aluminiumoxid (durchschnittliche Partikelgröße: 3,2 μm) als nicht-faserförmiger wärmeleitender Füllstoff
in den in Tabelle 1 angegebenen Verhältnissen gemischt. Diese Mischung
wurde solange gerührt
bis sie nahezu einheitlich wurde. Die Mischung wurde dann entschäumt um eine
wärmeleitende
Zusammensetzung herzustellen. Anschließend wurde diese wärmeleitende
Zusammensetzung in eine Platte geformt. Dann wurde die geformte
wärmeleitende
Zusammensetzung in einem magnetischen Feld eines supraleitenden
Magneten von 8 Tesla für
10 Minuten stehen gelassen. Zu diesem Zeitpunkt waren der supraleitende Magnet
und die wärmeleitende
Zusammensetzung derart angeordnet, dass die Linien der magnetischen
Kraft des supraleitenden Magneten parallel zu der Richtung der Dicke
der wärmeleitenden
Zusammensetzung verliefen. Dann wurde die wärmeleitende Zusammensetzung
für 30
Minuten auf 120 °C
erhitzt um eine wärmeleitende
Platte (Dicke 0,5 mm) zu erhalten. Als diese wärmeleitende Platte unter einem
Mikroskop untersucht wurde, stellte sich heraus, dass die Kohlenstofffasern
in Richtung der Dicke der Platte ausgerichtet waren.
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(Beispiel 2)
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Eine
wärmeleitende
Platte (Dicke: 0,5 mm) wurde unter Verwendung der gleichen Zusammensetzung und
des gleichen Verfahrens wie in Beispiel 1, mit der Ausnahme, dass
andere Kohlenstofffasern (durchschnittlicher Faserdurchmesser: 10 μm, durchschnittliche
Faserlänge:
83 μm, Prozentsatz
der Menge an feinen Fasern mit einer Faserlänge von ≤ 25 μm: 20,0 %) als wärmeleitende
Fasern verwendet wurden, erhalten. Als diese wärmeleitende Platte unter einem
Mikroskop untersucht wurde, stellte sich heraus, dass die Kohlenstofffasern
in der Richtung der Dicke der Platte ausgerichtet waren.
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(Beispiel 3)
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Eine
wärmeleitende
Platte (Dicke: 0,5 mm) wurde unter Verwendung der gleichen Zusammensetzung und
des gleichen Verfahrens wie in Beispiel 1, mit der Ausnahme, dass
andere Kohlenstofffasern (durchschnittlicher Faserdurchmesser: 10 μm, durchschnittliche
Faserlänge:
103 μm,
Prozentsatz der Menge an feinen Fasern mit einer Faserlänge von ≤ 25 μm: 15,0 %)
als wärmeleitende
Fasern verwendet wurden, erhalten. Als diese wärmeleitende Platte unter einem
Mikroskop untersucht wurde, stellte sich heraus, dass die Kohlenstofffasern
in der Richtung der Dicke der Platte ausgerichtet waren.
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(Beispiel 4)
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Eine
wärmeleitende
Platte (Dicke: 0,5 mm) wurde unter Verwendung des gleichen Polyorganosiloxans des
Additionsreaktionstypen (flüssiges
Silikon, Viskosität
[bei 25 °C]:
400 mPa·s,
spezifisches Gewicht: 1,0, WACKER ASAHIKASEI SILICONE CO., LTD.)
und sphärischen
Aluminiumoxids (durchschnittliche Partikelgröße: 3,2 μm) wie in Beispiel 1 und anderer
Kohlenstofffasern (durchschnittlicher Faserdurchmesser: 7 μm, durchschnittliche
Faserlänge:
80 μm, Prozentsatz
der Menge an feinen Fasern mit einer Faserlänge von ≤ μm: 20,0 %) als wärmeleitende
Fasern in den in Tabelle 1 gezeigten Verhältnissen auf die gleiche Weise
wie in Beispiel 1 erhalten. Als diese wärmeleitende Platte unter einem
Mikroskop untersucht wurde, stellte sich heraus, dass die Kohlenstofffasern
in der Richtung der Dicke der Platte ausgerichtet waren.
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(Beispiel 5)
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Eine
wärmeleitende
Platte (Dicke: 0,5 mm) wurde unter Verwendung des gleichen Polyorganosiloxans des
Additionsreaktionstypen (flüssiges
Silikon, Viskosität
[bei 25 °C]:
400 mPa·s,
spezifisches Gewicht: 1,0, WACKER ASAHIKASEI SILICONE CO., LTD.)
und sphärischen
Aluminiumoxids (durchschnittliche Partikelgröße: 3,2 μm) wie in Beispiel 1 und anderer
Kohlenstofffasern (durchschnittlicher Faserdurchmesser: 7 μm, durchschnittliche
Faserlänge:
120 μm,
Prozentsatz der Menge an feinen Fasern mit einer Faserlänge von ≤ 25 μm: 9,0 %)
als wärmeleitende
Fasern in den in Tabelle 1 gezeigten Verhältnissen auf die gleiche Weise
wie in Beispiel 1 erhalten. Als diese wärmeleitende Platte unter einem
Mikroskop untersucht wurde, stellte sich heraus, dass die Kohlenstofffasern
in der Richtung der Dicke der Platte ausgerichtet waren.
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(Beispiel 6)
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Eine
wärmeleitende
Platte (Dicke: 0,5 mm) wurde unter Verwendung des gleichen Polyorganosiloxans des
Additionsreaktionstypen (flüssiges
Silikon, Viskosität
[bei 25 °C]:
400 mPa·s,
spezifisches Gewicht: 1,0, WACKER ASAHIKASEI SILICONE CO., LTD.)
und sphärischen
Aluminiumoxids (durchschnittliche Partikelgröße: 3,2 μm) wie in Beispiel 1 und anderer
Kohlenstofffasern (durchschnittlicher Faserdurchmesser: 12 μm, durchschnittliche
Faserlänge:
120 μm,
Prozentsatz der Menge an feinen Fasern mit einer Faserlänge von ≤ 25 μm: 9,5 %)
als wärmeleitende
Fasern in den in Tabelle 1 gezeigten Verhältnissen auf die gleiche Weise
wie in Beispiel 1 erhalten. Als diese wärmeleitende Platte unter einem
Mikroskop untersucht wurde, stellte sich heraus, dass die Kohlenstofffasern
in der Richtung der Dicke der Platte ausgerichtet waren.
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(Vergleichsbeispiel 1)
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Eine
wärmeleitende
Platte (Dicke: 0,5 mm) wurde aus der gleichen Zusammensetzung wie
in Beispiel 1 durch Erhitzen auf 120 °C für 30 Minuten ohne Anwenden
eines magnetischen Feldes erhalten. Als diese wärmeleitende Platte unter einem
Mikroskop untersucht wurde, stellte sich heraus, dass die Kohlenstofffasern in
der Platte in zufällige
Richtungen verteilt vorlagen.
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(Vergleichsbeispiel 2)
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Eine
wärmeleitende
Zusammensetzung wurde unter Verwendung der gleichen Zusammensetzung und
des gleichen Verfahrens wie in Beispiel 1, mit der Ausnahme, dass
andere Kohlenstofffasern (durchschnittlicher Faserdurchmesser: 10 μm, durchschnittliche
Faserlänge:
75 μm, Menge
an feinen Fasern mit einer Faserlänge von ≤ 25 μm: 29,3 %) als wärmeleitende
Fasern verwendet wurden, hergestellt. Die erhaltene Zusammensetzung
wies jedoch eine sehr hohe Viskosität auf und konnte nicht geformt
werden.
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(Vergleichsbeispiel 3)
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Eine
wärmeleitende
Platte (Dicke: 0,5 mm) wurde unter Verwendung der gleichen Zusammensetzung und
des gleichen Verfahrens wie in Beispiel 1, mit der Ausnahme, dass
andere Kohlenstofffasern (durchschnittlicher Faserdurchmesser: 10 μm, durchschnittliche
Faserlänge:
138 μm,
Prozentsatz der Anzahl an feinen Fasern: 15,0 %) als wärmeleitende
Fasern verwendet wurden, erhalten. Als diese wärmeleitende Platte unter einem
Mikroskop untersucht wurde, stellte sich heraus, dass die Kohlenstofffasern
in der Platte in unbestimmte Richtungen verteilt vorlagen.
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(Vergleichsbeispiel 4)
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Eine
wärmeleitende
Platte (Dicke: 0,5 mm) wurde unter Verwendung der gleichen Zusammensetzung und
des gleichen Verfahrens wie in Beispiel 3, mit der Ausnahme, dass
die Menge an Fasern reduziert wurde, erhalten. Als diese wärmeleitende
Platte unter einem Mikroskop untersucht wurde, stellte sich heraus,
dass die Ausrichtung der Kohlenstofffasern teilweise erzielt wurde,
der Grad der Ausrichtung war jedoch, verglichen mit den Beispielen
1 bis 3, infolge der Verflechtung von Kohlenstofffasern, niedriger.
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(Vergleichsbeispiel 5)
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Eine
wärmeleitende
Zusammensetzung wurde unter Verwendung des gleichen Polyorganosiloxans des
Additionsreaktionstypen (flüssiges
Silikon, Viskosität
[bei 25 °C]:
400 mPa·s,
spezifisches Gewicht: 1,0, WACKER ASAHIKASEI SILICONE CO., LTD.)
und sphärischen
Aluminiumoxids (durchschnittliche Partikelgröße: 3,2 μm) wie in Beispiel 1 und anderer
Kohlenstofffasern (durchschnittlicher Faserdurchmesser: 3 μm, durchschnittliche
Faserlänge:
50 μm, Prozentsatz
der Menge an feinen Fasern mit einer Faserlänge von ≤ 25 μm: 80,5 %) als wärmeleitende
Fasern in den in Tabelle 1 gezeigten Verhältnissen auf die gleiche Weise
wie in Beispiel 1 erhalten. Die erhaltene Zusammensetzung wies jedoch
eine sehr hohe Viskosität
auf und konnte nicht geformt werden.
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(Vergleichsbeispiel 6)
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Eine
wärmeleitende
Platte (Dicke: 0,5 mm) wurde unter Verwendung des gleichen Polyorganosiloxans des
Additionsreaktionstypen (flüssiges
Silikon, Viskosität
[bei 25 °C]: 400
mPa·s,
spezifisches Gewicht: 1,0, WACKER ASAHIKASEI SILICONE CO., LTD.)
und sphärischen
Aluminiumoxids (durchschnittliche Partikelgröße: 3,2 μm) wie in Beispiel 1 und anderer
Kohlenstofffasern (durchschnittlicher Faserdurchmesser: 20 μm, durchschnittliche
Faserlänge:
150 μm,
Prozentsatz der Menge an feinen Fasern mit einer Faserlänge von ≤ 25 μm: 8,0 %)
als wärmeleitende
Fasern in den in Tabelle 1 gezeigten Verhältnissen auf die gleiche Weise
wie in Beispiel 1 erhalten. Als diese wärmeleitende Platte unter einem
Mikroskop untersucht wurde, stellte sich heraus, dass Ausrichtung
der Kohlenstofffasern teilweise erzielt wurde, der Grad der Ausrichtung
war jedoch, verglichen mit den Beispielen 1 bis 6, infolge der Verflechtung
von Kohlenstofffasern, niedriger.
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(Auswertung)
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Die
Viskosität
der wärmeleitenden
Zusammensetzung jedes Beispiels und Vergleichsbeispiels wurde bei
25 °C mit
einem Drehviskosimeter gemessen. Außerdem wurde die Wärmeleitfähigkeit
der in jedem Beispiel und Vergleichsbeispiel erhaltenen wärmeleitenden
Platten gemäß ASTM D5470
(Probengröße: 10 × 10 × 2 mm,
angewendete Wärmemenge:
4 W) gemessen. Es sei angemerkt, dass die Wärmeleitfähigkeit jeder wärmeleitenden
Platte um die Streuung der Messungen zu verringern in Richtung der
Dicke gemessen wurde, während
die Platte um 50 % in ihrer Dicke komprimiert war. Die Ergebnisse
der Auswertung der Beispiele und Vergleichsbeispiele werden auch
durch Tabelle 1 wiedergegeben.
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Wie
Tabelle 1 zeigt, weist die Viskosität der wärmeleitenden Zusammensetzungen
in den Beispielen 1 bis 6 Werte von 80000 Pa·s oder weniger auf. Es ist
daher offensichtlich, dass ein Anstieg der Viskosität infolge
des Vermischens mit wärmeleitenden
Fasern unterdrückt
wird. Die wärmeleitenden
Platten der Beispiele 1 bis 6 haben, wie in Tabelle 1 gezeigt, eine
hohe Wärmeleitfähigkeit
von 14 W/m·K
oder mehr. Entsprechend können
diese wärmeleitenden
Platten eine hohe Wärmeleitfähigkeit
zeigen.
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Im
Gegensatz dazu hat die wärmeleitende
Platte des Vergleichsbeispiels 1 einen niedrigeren Wärmeleitfähigkeitswert
als diejenige von Beispiel 1. da die wärmeleitenden Fasern in Vergleichsbeispiel
1 nicht in der Richtung der Plattendicke ausgerichtet sind. In Vergleichsbeispiel
2 ist die Viskosität
der Zusammensetzung verglichen mit den Beispielen und den anderen
Vergleichsbeispielen sehr hoch, da die Menge an feinen Fasern in
den verwendeten wärmeleitenden
Fasern 20 Prozent der Menge überschreitet.
Daher konnte die Zusammensetzung des Vergleichsbeispiels 2 nicht
geformt werden. Selbst wenn die Zusammensetzung von Vergleichsbeispiel
2 zum Aushärten
erhitzt wird, kann die Aushärtungsreaktion
des flüssigen
Silikons durch die feinen Fasern gehemmt werden, so dass diese Zusammensetzung
nicht aushärten
wird. Daher ist diese Zusammensetzung nicht praktikabel. In den
Vergleichsbeispielen 3 und 4 überschreitet
die durchschnittliche Faserlänge
der Kohlenstofffasern 130 μm
und infolgedessen verringert sich der Grad der Ausrichtung der Kohlenstofffasern
infolge von Faserverflechtung. Dementsprechend weisen die Wärmeleitfähigkeiten
der Platten der Vergleichsbeispiele 3 und 4 niedrigere Werte als
die in Beispiel 3 auf. In Vergleichsbeispiel 5 steigert die Verwendung
von kurzen Kohlenstofffasern (durchschnittliche Faserlänge: 50 μm) die Viskosität der wärmeleitenden
Zusammensetzung deutlich. Die resultierende Zusammensetzung konnte
daher nicht geformt werden. In Vergleichsbeispiel 6 wurden dickere
und längere
Kohlenstofffasern (durchschnittlicher Faserdurchmesser: 20 μm, durchschnittliche
Faserlänge:
150 μm)
als wärmeleitenden
Fasern verwendet. Derartige Fasern können nicht leicht ausgerichtet
werden, daher war die Wärmeleitfähigkeit
der Platte niedriger als in den Beispielen.