JP2008507594A - 樹脂内に配列した高熱伝導性材料 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2004年6月15日に提出されたスミス(Smith)らによる仮出願のUS 60/580,023に優先権を主張するものであり、これを参照して本明細書中に取入れることとする。また本出願は、2005年4月15日に提出された米国特許出願 11/106845に優先権を主張するものであり、これを参照して本明細書中に取入れることとする。さらに、本出願は、米国特許明細書"樹脂に組込まれた高熱伝導性材料"、"グラフトした表面官能基を有する高熱伝導性材料"、"高熱伝導性充填剤を有する構造化樹脂系"にも関し、全てスミスらにより本明細書と共に提出された。よって、本明細書中に全てを参照して取入れることとする。
本発明の分野は、樹脂内に組込まれた配列した高熱伝導性材料を有する樹脂に関する。
どのような形の電気器具の用途でも、電気絶縁コンダクターにニーズがある。全ての電気系と電子系の大きさを常に減少させ、かつ合理化させる後押しにより、より良好で、かつよりコンパクトな絶縁体ならびに絶縁系を相応して見出す必要がある。
上記のことを念頭において、方法と装置は、本発明と一致する。本発明は特に高熱伝導性(HTC)含浸媒体を通るフォノンの輸送を容易にして、HTC材料間の距離をフォノン平均自由行程長さの距離未満に下げる。これはフォノン散乱を減少させ、熱源から離れて、より大きなフォノンの正味の流れまたはフラックスを生じる。次に、樹脂は多層絶縁テープのようなホストマトリックス媒体に含浸される。
一例として、本発明を以下の図面について更に詳細に説明する。
高熱伝導性(HTC)コンポジットは、2相の有機−無機ハイブリッド材料である充填剤と組合わさった樹脂性ホストネットワークを有する。有機−無機ハイブリッド材料は、2相の有機−無機コンポジットから、分子合金をベースとする有機−無機連続相材料から、ならびにディスクリートな有機−デンドリマーのコンポジットから形成することができ、その際、有機−無機界面はコア−シェル型デンドリマー構造とはディスクリートではない。構造エレメントの長さスケールが熱輸送に重要なフォノン分布よりも短いか、または釣り合うことを保証することにより、フォノン輸送が増大し、フォノン散乱が減少する。
この例では、円柱状ではない充填剤30は円柱と実質的に同じ方向に配列する。樹脂を通る熱(表示無し)は、密接に詰まった円柱を好む傾向がある。これは、単に一例であることに留意されたい。他の例には、外場作用または自己凝集により、より高い粒子濃度ならびに円柱への粒子の移動が含まれる。測定した時間での外場のスイッチオンおよびオフ、または外場の緩慢な変化のような作用の組合せにより、円柱を形成することもできる。
Claims (18)
- 次のもの:
ホスト樹脂マトリックス;および
高熱伝導性充填剤;
を有する高熱伝導性樹脂であって、その際、前記高熱伝導性充填剤は前記ホスト樹脂マトリックスと一緒に連続した有機−無機コンポジットを形成し、かつ前記高熱伝導性充填剤は、3〜100の間のアスペクト比を有し、前記高熱伝導性充填剤は、前記ホスト樹脂マトリックス中に実質的に均質に分布しており、かつ前記高熱伝導性充填剤は実質的に同じ方向で配列している、高熱伝導性樹脂。 - 高熱伝導性充填剤は、1〜1000nmの長さである、請求項1に記載の高熱伝導性樹脂。
- 高熱伝導性充填剤は、少なくとも1つのダイヤモンド、Al2O3、AlN、MgO、ZnO、BeO、BN、Si3N4、SiCおよびSiO2である、請求項1に記載の高熱伝導性樹脂。
- 高熱伝導性充填剤は、高熱伝導性ではない充填剤の上に表面コーティングされている、請求項1に記載の高熱伝導性樹脂。
- 樹脂は、高度構造化樹脂である、請求項1に記載の高熱伝導性樹脂。
- 次の:
ホスト樹脂マトリックスを高熱伝導性充填剤で含浸し、
前記高熱伝導性充填剤を前記樹脂マトリックス中に均質に分布させ、
前記高熱伝導性充填剤の少なくとも75%を共通方向の15゜以内に配列させ、かつ
前記樹脂マトリックスを硬化させる
ことから成る、熱伝導性樹脂を製造する方法であって、その際、前記高熱伝導性充填剤は3〜100の間のアスペクト比を有する、熱伝導性樹脂を製造する方法。 - 高熱伝導性充填剤は、ホスト樹脂マトリックスと一緒に連続した有機−無機コンポジットを形成する、請求項6に記載の方法。
- 高熱伝導性充填剤は、1〜1000nmの長さである、請求項6に記載の方法。
- 配列は、高熱伝導性充填剤の自己配列および凝集により行われる、請求項6に記載の方法。
- 配列は、外場の適用により行われる、請求項6に記載の方法。
- 外場は、機械、電気、磁気、ソニックおよび超音波のうちの1つである、請求項10に記載の方法。
- さらに高熱伝導性充填剤を外場応答性材料で初めに表面コーティングすることから成る、請求項6に記載の方法。
- さらに外場応答性充填剤を高熱伝導性コーティング剤でコーティングすることから成る、請求項6に記載の方法。
- ホスト樹脂マトリックスは、高熱伝導性充填剤と均質に配列した高度構造化樹脂を有する、請求項6に記載の方法。
- 次のもの:
ホスト樹脂マトリックス;および
高熱伝導性充填剤;
を有する高熱伝導性樹脂であって、その際、前記高熱伝導性充填剤は前記ホスト樹脂マトリックスと一緒に連続した有機−無機コンポジットを形成し、かつ前記高熱伝導性充填剤は、3〜100の間のアスペクト比を有し、前記高熱伝導性充填剤は、前記ホスト樹脂マトリックス中に実質的に均質に分布しており、かつ前記高熱伝導性充填剤は前記ホスト樹脂マトリックス内で下位構造を形成し、前記下位構造は、少なくとも1つの円柱、層および規則格子を有する、高熱伝導性樹脂。 - 高熱伝導性充填剤は、少なくとも1つの酸化物、窒化物および炭化物である、請求項15に記載の高熱伝導性樹脂。
- 高熱伝導性充填剤は、外場に応答することができる少なくとも1つの金属および有機金属化合物を含有している、請求項15に記載の高熱伝導性樹脂。
- 次のもの:
多孔質媒体;および
高熱伝導性材料装填樹脂
を有する高熱伝導性樹脂で含浸した多孔質媒体であって、その際、前記高熱伝導性材料は前記樹脂の5〜60体積%を有し、前記高熱伝導性材料は10〜50のアスペクト比を有し、かつ前記多孔質媒体中に殆ど同じ方向で配列している、高熱伝導性樹脂で含浸した多孔質媒体。
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