JP2021093524A - Thermal conductor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱伝導体に関する。 The present invention relates to thermal conductors.
近年、電子機器や車両用ヘッドライト、車載電池等の発熱部材に対する放熱対策が急務となっている。例えば、コンピューターの中央演算処理装置、画像処理用演算プロセッサ、スマートフォンのＳｏＣ、組み込み機器のＤＳＰやマイコン、あるいはトランジスタ等の半導体素子、発光ダイオードやエレクトロルミネッセンス、液晶等の発光体といった電子部品の小型化、高集積化により、発熱量が大きくなる傾向にある。これらの電子部品の発熱による装置やシステムの寿命低下、誤作動が問題となってきており、電子部品の放熱対策への要求は、年々高まってきている。 In recent years, there has been an urgent need for heat dissipation measures for heat generating members such as electronic devices, vehicle headlights, and in-vehicle batteries. For example, miniaturization of electronic components such as central processing units of computers, arithmetic processors for image processing, SoCs of smartphones, DSPs and microcomputers of embedded devices, semiconductor elements such as transistors, light emitting diodes and electroluminescence, and light emitters such as liquid crystal. Due to the high integration, the calorific value tends to increase. The decrease in life and malfunction of devices and systems due to the heat generation of these electronic components has become a problem, and the demand for heat dissipation measures for electronic components is increasing year by year.
このような発熱部材等の高温部材に対する対策として、空冷ファンを用いた強制冷却の他、金属製の放熱フィンやペルチェ素子等の放熱部材が使用されている。このような放熱部材は、発熱体と熱的に接続する面において、界面に断熱層となる空気層が形成されるのを防ぐために、グリスが塗布されてきた。しかしながら、一般的なグリスは熱伝導性が高くない。そのため、熱伝導率が比較的高いダイヤモンドを分散させたダイヤモンドグリスも用いられている（例えば、特許文献１参照）。 As a countermeasure against such a high temperature member such as a heat generating member, in addition to forced cooling using an air cooling fan, a heat radiating member such as a metal heat radiating fin or a Peltier element is used. Such a heat radiating member has been coated with grease in order to prevent an air layer serving as a heat insulating layer from being formed at the interface on the surface that is thermally connected to the heating element. However, general grease does not have high thermal conductivity. Therefore, diamond grease in which diamond having a relatively high thermal conductivity is dispersed is also used (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、ダイヤモンドグリスは、高価である。また、ダイヤモンドグリスを用いた場合でも、十分な熱伝導性を得ることは困難であった。 However, diamond grease is expensive. Moreover, even when diamond grease was used, it was difficult to obtain sufficient thermal conductivity.
本発明の目的は、実質的な熱伝導性に優れる熱伝導体を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a heat conductor having substantially excellent heat conductivity.
本発明の熱伝導体は、複数の熱伝導部と、
柔軟性を有する樹脂材料を含む材料で構成され、前記各熱伝導部を接合する接合部とを備え、
前記熱伝導部には、前記熱伝導部と前記接合部との積層方向について、一方の面から他方の面に貫通する孔部が設けられており、
前記孔部の少なくとも一部には前記樹脂材料が侵入していることを特徴とする。
The heat conductor of the present invention has a plurality of heat conductors and
It is made of a material including a flexible resin material, and includes a joint portion for joining each of the heat conductive portions.
The heat conductive portion is provided with a hole portion that penetrates from one surface to the other surface in the stacking direction between the heat conductive portion and the joint portion.
It is characterized in that the resin material has penetrated into at least a part of the holes.
本発明では、前記熱伝導部は、黒鉛を含むものであることが好ましい。 In the present invention, the heat conductive portion preferably contains graphite.
本発明では、前記熱伝導部は、金属材料を含むものであることが好ましい。 In the present invention, the heat conductive portion preferably contains a metal material.
本発明では、前記金属材料は、Ａｌを含むものであることが好ましい。 In the present invention, the metal material preferably contains Al.
本発明では、前記熱伝導部は、実質的に、単一成分で構成されたものであることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the heat conductive portion is substantially composed of a single component.
本発明では、前記接合部は、前記樹脂材料に加えて、金属粒子を含むものであることが好ましい。 In the present invention, the joint preferably contains metal particles in addition to the resin material.
本発明では、前記孔部の直径は、３０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。 In the present invention, the diameter of the hole is preferably 30 μm or more and 500 μm or less.
本発明では、単一の前記熱伝導部中に前記孔部が複数個設けられており、
当該熱伝導部の面内方向での隣り合う前記孔部の間隔が３００μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましい。
In the present invention, a plurality of the holes are provided in the single heat conductive portion.
It is preferable that the distance between the adjacent holes in the in-plane direction of the heat conductive portion is 300 μm or more and 1000 μm or less.
本発明では、前記孔部を介して、当該孔部が設けられた前記熱伝導部の内部に前記樹脂材料が侵入していることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the resin material penetrates into the heat conductive portion provided with the hole through the hole.
本発明では、前記積層方向から観察した際に、複数の前記熱伝導部で、重なり合わない前記孔部が存在していることが好ましい。 In the present invention, when observed from the stacking direction, it is preferable that the plurality of heat conductive portions have holes that do not overlap with each other.
本発明では、前記積層方向についての、前記熱伝導部の厚さが５μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the thickness of the heat conductive portion in the stacking direction is 5 μm or more and 500 μm or less.
本発明では、前記積層方向についての、前記接合部の厚さが０．１μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the thickness of the joint portion in the stacking direction is 0.1 μm or more and 1000 μm or less.
本発明では、前記樹脂材料は、環状分子と、直鎖状の分子構造を有し前記環状分子を串刺し状に包接する第１のポリマーと、前記第１のポリマーの両端付近に設けられた封鎖基とを有するポリロタキサン、及び、第２のポリマーを含み、前記環状分子を介して、前記ポリロタキサンと前記第２のポリマーとが結合しているものであることが好ましい。 In the present invention, the resin material comprises a cyclic molecule, a first polymer having a linear molecular structure and encapsulating the cyclic molecule in a skewered manner, and a seal provided near both ends of the first polymer. It is preferable that the polyrotaxane having a group and the second polymer are contained, and the polyrotaxane and the second polymer are bonded to each other via the cyclic molecule.
本発明によれば、実質的な熱伝導性に優れる熱伝導体を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a heat conductor having substantially excellent heat conductivity.
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
［１］熱伝導体
まず、本発明の熱伝導体について説明する。
図１は、本発明の熱伝導体の一例を模式的に示す斜視図である。図２は、本発明の熱伝導体の他の一例を模式的に示す斜視図である。図３は、積層された熱伝導部及び接合部の部分を拡大して模式的に示す断面図である。図４は、本発明の熱伝導体を構成する熱伝導部の一例を模式的に示す平面図である。図５は、積層された複数の熱伝導部を分解して示す模式的な一部分解斜視図である。図６は、接合部を構成する樹脂材料の一例の概念図である。
[1] Heat Conductor First, the heat conductor of the present invention will be described.
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of the heat conductor of the present invention. FIG. 2 is a perspective view schematically showing another example of the heat conductor of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an enlarged portion of the laminated heat conductive portion and the joint portion. FIG. 4 is a plan view schematically showing an example of a heat conductive portion constituting the heat conductor of the present invention. FIG. 5 is a schematic partially disassembled perspective view showing a plurality of laminated heat conductive portions in an exploded manner. FIG. 6 is a conceptual diagram of an example of a resin material constituting a joint portion.
なお、本明細書で参照する図面においては、各部材間の関係をわかりやすくするために、一部を縮小あるいは拡大して示している場合があり、図面に示す各部材間での大きさの比率は、実際の各部材間での大きさの比率を表しているものではない。 In addition, in the drawing referred to in this specification, in order to make it easy to understand the relationship between each member, a part thereof may be reduced or enlarged, and the size between each member shown in the drawing may be shown. The ratio does not represent the actual size ratio between the members.
後に詳述するように、熱伝導体１は、所定の方向での熱伝導性に優れるものであり、例えば、熱伝導体１に冷却すべき部材等を接触させることにより用いられるものである。
As will be described in detail later, the
熱伝導体１は、複数の熱伝導部１０と、柔軟性を有する樹脂材料２１を含む材料で構成され、各熱伝導部１０を接合する接合部２０とを備える。言い換えると、熱伝導体１は、複数の熱伝導部１０と接合部２０とを有する複合積層体である。熱伝導部１０には、熱伝導部１０と接合部２０との積層方向について、一方の面から他方の面に貫通する孔部１１が設けられている。孔部１１の少なくとも一部には樹脂材料２１が侵入している。熱伝導部１０及び接合部２０は、これらの表面の少なくとも一部が、熱伝導体１の使用時において、熱伝導体１が適用される部材と接触可能な形態で配置されている。
The
これにより、熱伝導体１が適用される部材と熱伝導体１との密着性を優れたものとすることができ、前記部材と熱伝導体１との間での実質的な熱伝導性を優れたものとすることができる。特に、熱伝導部１０に設けられた孔部１１に樹脂材料２１が侵入していることにより、熱伝導部１０と接合部２０との接合をより強固にすることができ、熱伝導体１が適用される部材、例えば、冷却すべき部材等の表面形状への形状適合性や熱伝導体１の耐久性をより良好なものとすることができる。
As a result, the adhesion between the member to which the
熱伝導体１は、少なくとも１つの接合部２０を備えていればよいが、図１、図２に示す例では、複数の熱伝導部１０と複数の接合部２０とを備えており、これらの積層方向の両端には熱伝導部１０が配されている。
The
具体的には後述するが、このような熱伝導体１は、例えば、少なくとも一方の面に、接合部２０の形成に用いる接合部形成用組成物２０’が付与された、熱伝導部１０の形成に用いる熱伝導部形成用シート１０’を、巻取ロールＲ２の周面に巻回することで、熱伝導部１０と接合部２０とを交互に積層形成することで、好適に製造することができる。
Specifically, as will be described later, in such a
ここで、本明細書では、熱伝導体１において熱伝導部１０と接合部２０との積層方向を熱伝導体１の積層方向と定義するとともに、熱伝導部形成用シート１０’の面内方向を熱伝導部１０の面内方向と定義する。例えば、図１、図２に示す構成では、左右方向が熱伝導体１の積層方向であり、縦の奥行方向が熱伝導部１０の面内方向である。また、後述する図７、図８中では、横の奥行方向が、熱伝導部形成用シート１０’の面内方向、熱伝導部１０の面内方向である。
Here, in the present specification, the stacking direction of the heat
図１に示す構成では、熱伝導体１は、シート状をなしている。
このように、熱伝導体１がシート状をなすものであると、熱伝導体１全体を好適に湾曲させることができ、例えば、熱伝導体１の体積を小さいものとしつつ、平面部や曲率が比較的小さい表面を有する部材に適用した場合の実質的な熱伝導性を特に優れたものとすることができる。なお、ここでの「平面部」は、微小な凹凸を有する面も含む概念である。また、熱伝導体１が適用される部材が表面に凹凸を有するもの等であっても、熱伝導体１が適用される表面全体にわたって、ミクロ的に、熱伝導体１が適用される部材と熱伝導体１とをより好適に密着させることができる。言い換えると、熱伝導体１が適用される部材と熱伝導体１との微小領域における接触がより優れたものになる。このため、例えば、熱伝導体１が適用される部材が発熱部材である場合等における放熱性をより優れたものとすることができる。
In the configuration shown in FIG. 1, the
As described above, when the
熱伝導体１がシート状をなすものである場合、自然状態での熱伝導体１の厚さ、すなわち、図１中Ｔ１で示す長さは、０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましく、０．３ｍｍ以上４ｍｍ以下であることがより好ましく、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
When the
これにより、シート状の熱伝導体１が適用される部材の表面形状により好適に追従することができ、前述した効果がより顕著に発揮される。
As a result, the surface shape of the member to which the sheet-shaped
図２に示す構成では、熱伝導体１は、ブロック状をなしている。このようなブロック状の熱伝導体１には、図示しないスリットや凹部等が設けられていてもよい。
このように、本発明において、熱伝導体１は、シート状のものに限定されず、いかなる形状のものであってもよい。
In the configuration shown in FIG. 2, the
As described above, in the present invention, the
熱伝導体１がブロック状をなすものであると、例えば、熱伝導体１が適用される部材が複雑な表面形状を有するものである場合であっても、熱伝導体１と前記部材とを好適に密着させることができ、実質的な熱伝導性を特に優れたものとすることができる。また、熱伝導体１と熱伝導体１が適用される部材とを三次元的に好適に密着させることができるため、前記部材の熱伝導体１と接触させるべき領域が三次元方向の比較的広い領域にわたるものである場合であっても、好適に適用することができる。
When the
なお、本明細書で参照する図では、熱伝導部１０と接合部２０との界面を明確に示しているが、例えば、熱伝導部１０の一部が接合部２０に侵入していること等により、熱伝導部１０と接合部２０との界面が不明確なものとなっていても構わない。
In the figure referred to in the present specification, the interface between the heat
［１−１］熱伝導部
複数ある熱伝導部１０は、熱伝導体１の全体における熱伝導性、特に、熱伝導部１０の面内方向の熱伝導性に主に寄与する部分である。
[1-1] Thermal Conduction Unit The plurality of thermal
熱伝導部１０は、熱伝導性を有していれば、特に限定されるものではないが、熱伝導部１０を構成する材料としては、例えば、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、アルミナ等のセラミックス材料、黒鉛、金属材料等が挙げられるが、黒鉛、金属材料が好ましい。
The heat
これにより、熱伝導体１が適用される部材と熱伝導体１との間での実質的な熱伝導性をより優れたものとしつつ、熱伝導体１の製造コストを抑制することができる。
As a result, the manufacturing cost of the
また、熱伝導部１０がセラミックス材料で構成されている場合、熱伝導体１が適用される部材と熱伝導体１との間での実質的な熱伝導性をより優れたものとしつつ、熱伝導体１の発塵性をより低くすることができ、例えば、電子回路の電気的なショート等の問題の発生をより効果的に防止することができる。特に、窒化アルミニウム等の窒化物系セラミックス、アルミナ等の酸化物系セラミックスは、それら自体が絶縁性の高い材料であるため、万が一、発塵等により熱伝導部１０の一部が熱伝導体１から脱落した場合でも、上記のような問題を効果的に防止することができる。
Further, when the heat
［１−１−１］黒鉛
特に、熱伝導部１０が、黒鉛を含む熱伝導部形成用シート１０’により形成されたものであると、前述した効果に加え、さらに、以下のような効果が得られる。すなわち、熱伝導体１のしなやかさ、柔軟性をより優れたものとすることができ、例えば、熱伝導体１が折れ曲がった時の復元力、さらには内部の空隙によるクッション性、過熱部と接触したときの適度な変形による接触性の向上等をより優れたものとすることができる。
[1-1-1] Graphite In particular, when the heat
熱伝導部１０を構成する黒鉛としては、鱗片状黒鉛を用いることが好ましい。
As the graphite constituting the heat
鱗片状黒鉛を用いることで、後述するような方法により、鱗片状黒鉛を熱伝導部１０の面内方向に好適に配向させることができ、熱伝導部１０の面内方向への熱伝導性を特に優れたものとすることができる。また、鱗片状黒鉛を用いることで、熱伝導部１０の孔部１１以外の部位、特に熱伝導部１０の面内方向の法線方向である熱伝導部１０の厚さ方向の中心部付近の部位に、後述するような空隙部を好適に設けることができ、後述するような効果を得ることができる。
By using the scaly graphite, the scaly graphite can be suitably oriented in the in-plane direction of the heat
［１−１−２］金属材料
また、熱伝導部１０が金属材料で構成された熱伝導部形成用シート１０’により形成されたものであると、前述した効果に加え、さらに、以下のような効果が得られる。すなわち、金属材料内部の結合力の強さから熱伝導体１の発塵性をより低くすることができる。また、熱伝導体１に、比較的大きな荷重を加えた場合であっても、座屈等による熱伝導体１の崩壊等、熱伝導体１の不可逆的な変形がより効果的に防止される。
[1-1-2] Metallic material Further, when the heat
熱伝導部１０を構成する金属材料としては、各種の単体金属や合金等が挙げられ、これらから選択される１種又は２種以上を組み合わせて用いることができる。より具体的には、熱伝導部１０を構成する金属材料としては、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｍｇ及びＺｎよりなる群から選択される１種又は２種以上を含むもの等が挙げられるが、Ａｌを含むものであることが好ましい。
Examples of the metal material constituting the heat
これにより、熱伝導部１０の熱伝導性をさらに優れたものとすることができる。
As a result, the thermal conductivity of the heat
前記群を構成する金属元素を含む合金としては、例えば、Ａｌ、Ｃｕ及びＭｇを含むアルミニウム合金であるジュラルミン等が挙げられる。 Examples of alloys containing metal elements constituting the group include duralumin, which is an aluminum alloy containing Al, Cu, and Mg.
熱伝導部１０は、実質的に単一成分で構成されていることが好ましい。
It is preferable that the heat
これにより、熱伝導部１０の熱伝導性をさらに優れたものとすることができる。また、一般に、熱伝導体１の製造コストを抑制する上でも有利である。
As a result, the thermal conductivity of the heat
なお、「実質的に単一成分から構成される」とは、対象となる部位での主成分の割合が、９５重量％以上であることをいうものとする。主成分の割合は９７重量％以上であることが好ましく、９９重量％以上であることがより好ましい。 In addition, "substantially composed of a single component" means that the ratio of the main component at the target site is 95% by weight or more. The proportion of the main component is preferably 97% by weight or more, and more preferably 99% by weight or more.
ただし、熱伝導部１０中に、空気等のガスが含まれる場合は、当該ガスの含有量は無視することとする。また、熱伝導部１０が金属材料から構成される場合、その表面には不動態膜のような、熱伝導部１０を構成する金属の酸化被膜が形成されていても構わない。このような酸化被膜が形成されている場合も、「実質的に単一成分から構成される」ものとして取り扱うものとする。後に詳述する熱伝導部形成用シート１０’についても同様である。
However, when the heat
２０℃における熱伝導部１０の面内方向の熱伝導率は、７Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上２５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であることが好ましく、１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であることがより好ましく、１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上１８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であることがさらに好ましい。
The in-plane thermal conductivity of the heat
なお、熱伝導率の値は、レーザーフラッシュ法に準拠した、非定常熱線法により測定により求めることができる。 The value of thermal conductivity can be obtained by measurement by the transient hot wire method based on the laser flash method.
図１、図２中のｔ１０で示す熱伝導部１０の積層方向についての厚さは、５μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上２００μｍ以下であることがより好ましく、２０μｍ以上１５０μｍ以下であることがさらに好ましい。
1, the thickness of the laminating direction of the heat-conducting
これにより、熱伝導体１中に占める熱伝導部１０の割合を十分に高いものとしつつ、熱伝導体１全体としての柔軟性もより優れたものとしやすく、より確実に、上述した本発明による効果をより顕著に発揮させることができる。
ただし、ここで、熱伝導部１０の厚さとは、孔部１１が設けられていない部位における厚さのことを言う。
As a result, while the ratio of the heat
However, here, the thickness of the heat
図３に示す熱伝導体１を構成する各熱伝導部１０には、孔部１１が設けられている。
各熱伝導部１０に設けられている孔部１１の数は、熱伝導部１０の面内方向の大きさ等にもより、１個のみであってもよいが、複数個であるのが好ましい。
Each of the heat
The number of
これにより、熱伝導部１０と接合部２０との接合強度をより優れたものとすることができ、前述した効果がより顕著に発揮される。
As a result, the joint strength between the heat
単一の熱伝導部１０中に孔部１１が複数個設けられている場合、当該熱伝導部１０の面内方向での隣り合う孔部１１の間隔は、３００μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましく、４００μｍ以上８００μｍ以下であることがより好ましい。
これにより、上述した効果をより顕著なものとすることができる。
When a plurality of
Thereby, the above-mentioned effect can be made more remarkable.
ここで、本明細書において、「孔部１１の間隔」は、隣り合う孔部１１の中心間の距離のことをいう。
Here, in the present specification, the "distance between the
図４に示す構成では、単一の熱伝導部１０の設けられた複数個の孔部１１は、千鳥状に配置されているが、単一の熱伝導部１０の面内方向での複数個の孔部１１の配置パターンは、これに限定されず、いかなるものであってもよく、例えば、ランダムに設けられたものであってもよい。
In the configuration shown in FIG. 4, the plurality of
図５に示すように、熱伝導部１０を接合部２０との積層方向から観察した際に、複数の熱伝導部１０で、重なり合わない孔部１１が存在していることが好ましい。
As shown in FIG. 5, when the heat
複数の熱伝導部１０で、重なり合う孔部１１が存在していると、当該重なり合う孔部１１に侵入した接合部２０の樹脂材料２１は、複数の熱伝導部１０を貫通した串刺し状になる。このような場合、樹脂材料２１が孔部１１からすり抜けてしまい、熱伝導部１０同士の接合が不十分になる可能性がある。
When the overlapping
これに対し、熱伝導部１０を接合部２０との積層方向から観察した際に、複数の熱伝導部１０で、重なり合わない孔部１１が存在していることで、孔部１１に侵入した接合部２０の樹脂材料２１のすり抜けが防止され、熱伝導部１０同士の接合をより強固なものとすることができる。
On the other hand, when the heat
なお、図５では、熱伝導部１０の部分のみを抜き出して示しており、接合部２０は省略している。
In FIG. 5, only the portion of the heat
孔部１１の形状は、特に限定されるものではなく、熱伝導部１０を平面視した際の孔部１１の形状、熱伝導部１０についての孔部１１の横断面形状としては、例えば、円形、楕円形、多角形等が挙げられる。また、熱伝導部１０についての縦断面形状としては、例えば、孔部１１の深さ方向に一定の幅を有するものであってもよいし、孔部１１の深さ方向で幅が変化する部位を有するものであってもよい。
The shape of the
熱伝導部１０を平面視した際の孔部１１の形状、熱伝導部１０についての孔部１１の横断面形状が円形である場合、当該孔部１１の直径は、３０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましく、４０μｍ以上３００μｍ以下であることがより好ましく、５０μｍ以上２００μｍ以下であることがさらに好ましい。
これにより、上述した効果をより顕著なものとすることができる。
When the shape of the
Thereby, the above-mentioned effect can be made more remarkable.
なお、孔部１１の大きさ（直径）は、熱伝導部１０の厚さ方向で一定であってもよいし、一定でなくてもよい。熱伝導部１０の厚さ方向で孔部１１の大きさ（直径）の異なる部位を有する場合、孔部１１の直径が最大となる部位での直径の値が、前記範囲内の値であるのが好ましい。
The size (diameter) of the
熱伝導体１中に占める熱伝導部１０の割合は、３０体積％以上９０体積％以下であることが好ましく、４０体積％以上８５体積％以下であることがより好ましく、５０体積％以上８２体積％以下であることがさらに好ましい。
これにより、上述した本発明による効果がより顕著に発揮される。
The ratio of the heat
As a result, the above-mentioned effect of the present invention is more prominently exhibited.
熱伝導体１中（ただし、空隙部を除く実体部）に占める熱伝導部１０の割合は、熱伝導体１の積層方向における断面での面積比で、３０％以上９０％以下であることが好ましく、４０％以上８５％以下であることがより好ましく、５０％以上８２％以下であることがさらに好ましい。
これにより、上述した本発明による効果がより顕著に発揮される。
The ratio of the heat
As a result, the above-mentioned effect of the present invention is more prominently exhibited.
［１−２］接合部
接合部２０は、隣り合う２つの熱伝導部１０の間に配されて、熱伝導部１０同士を接合するものであり、柔軟性を有する樹脂材料２１を含んで構成される。樹脂材料２１は、後述する硬化性樹脂材料２１’の硬化物である。
[1-2] Joint portion The
接合部２０が柔軟性を有する樹脂材料２１を含むことで、熱伝導体１は、熱伝導体１が適用される部材、例えば、冷却すべき部材等の表面形状への形状適合性に優れたものとなる。
Since the
また、接合部２０が柔軟性を有する樹脂材料２１を含むことで、熱伝導体１が変形した際に、熱伝導体１が破損することを好適に防止することができる。
Further, since the
［１−２−１］樹脂材料
接合部２０を構成する樹脂材料２１としては、柔軟性を有するものであれば特に限定されず、例えば、柔軟性エポキシ樹脂、ゴム系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、アクリル系樹脂、熱可塑性エラストマー等が挙げられるが、樹脂材料２１は、図６に示すように、環状分子５１と、直鎖状の分子構造を有し環状分子５１を串刺し状に包接する第１のポリマー５２と、第１のポリマー５２の両端付近に設けられた封鎖基５３とを有するポリロタキサン５０、及び、第２のポリマー６０を含み、環状分子５１を介して、ポリロタキサン５０と第２のポリマー６０とが結合しているものであることが好ましい。
[1-2-1] Resin Material The
これにより、熱伝導体１における熱伝導部１０と接合部２０との接合強度等をより優れたものとすることができ、熱伝導体１の耐久性をより優れたものとすることができる。また、熱伝導体１の柔軟性、耐熱性等を特に優れたものとすることができる。
As a result, the joint strength between the heat
特に、図６（Ａ）に示すような状態の樹脂材料２１に、矢印方向の応力が付加された場合、樹脂材料２１は、図６（Ｂ）に示すような形態を採ることができる。すなわち、樹脂材料２１では、環状分子５１が第１のポリマー５２に沿って移動可能であるため、すなわち、第１のポリマー５２が環状分子５１内を移動可能であるため、変形の応力を樹脂材料２１中で効率よく吸収することができる。したがって、ひねり変形力等の大きな外力が加わった場合であっても、接合部２０が破壊されたり、熱伝導部１０同士の接合が破壊されてしまったりすることが効果的に防止される。
In particular, when stress in the arrow direction is applied to the
以下、ポリロタキサン５０と第２のポリマー６０とを含む樹脂材料２１について詳細に説明する。
Hereinafter, the
ポリロタキサン５０を構成する環状分子５１は、第１のポリマー５２に沿って移動可能なものであればよいが、置換されていてもよいシクロデキストリン分子であることが好ましく、該シクロデキストリン分子がα−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン及びγ−シクロデキストリン、並びにその誘導体からなる群から選択されるものであることが特に好ましい。
The
ポリロタキサン５０中の環状分子５１の少なくとも一部は、上述のように、第２のポリマー６０の少なくとも一部と結合する。
At least a portion of the
環状分子５１が有する官能基（第２のポリマー６０と結合する官能基）としては、例えば、−ＯＨ基、−ＮＨ２基、−ＣＯＯＨ基、エポキシ基、ビニル基、チオール基、及び光架橋基等が挙げられる。なお、光架橋基としては、例えば、ケイ皮酸、クマリン、カルコン、アントラセン、スチリルピリジン、スチリルピリジニウム塩、スチリルキノリウム塩等が挙げられる。
Examples of the functional group (functional group bonded to the second polymer 60) of the
環状分子５１が第１のポリマー５２により串刺し状に包接される際に環状分子５１が最大限に包接される量を１とした場合、第１のポリマー５２に串刺し状に包接されている環状分子５１の量は、０．００１以上０．６以下であることが好ましく、０．０１以上０．５以下であることがより好ましく、０．０５以上０．４以下であることがさらに好ましい。なお、異なる２種以上の環状分子５１を用いてもよい。
When the
ポリロタキサン５０を構成する第１のポリマー５２としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ（メタ）アクリル酸、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリビニルメチルエーテル、ポリアミン、ポリエチレンイミン、カゼイン、ゼラチン、でんぷん等及び／又はこれらの共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びその他オレフィン系単量体との共重合樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレンやアクリロニトリル−スチレン共重合樹脂等のポリスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレートや（メタ）アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル−メチルアクリレート共重合樹脂等のアクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、ポリビニルブチラール樹脂等；及びこれらの誘導体又は変性体、ポリイソブチレン、ポリテトラヒドロフラン、ポリアニリン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ナイロン等のポリアミド類、ポリイミド類、ポリイソプレン、ポリブタジエン等のポリジエン類、ポリジメチルシロキサン等のポリシロキサン類、ポリスルホン類、ポリイミン類、ポリ無水酢酸類、ポリ尿素類、ポリスルフィド類、ポリフォスファゼン類、ポリケトン類、ポリフェニレン類、ポリハロオレフィン類、並びにこれらの誘導体が挙げられ、特にポリエチレングリコールであることが好ましい。
Examples of the
第１のポリマー５２の重量平均分子量は、１万以上であることが好ましく、２万以上であることがより好ましく、３．５万以上であることがさらに好ましい。なお、異なる２種以上の第１のポリマー５２を用いてもよい。
The weight average molecular weight of the
環状分子５１と第１のポリマー５２との組み合わせとしては、環状分子５１が置換されていてもよいα−シクロデキストリンであり、第１のポリマー５２がポリエチレングリコールであることが好ましい。
The combination of the
ポリロタキサン５０を構成する封鎖基５３は、環状分子５１が第１のポリマー５２から脱離することを防止する機能を有する基であれば特に限定されないが、例えば、ジニトロフェニル基類、シクロデキストリン類、アダマンタン基類、トリチル基類、フルオレセイン類、ピレン類、置換ベンゼン類（置換基として、アルキル、アルキルオキシ、ヒドロキシ、ハロゲン、シアノ、スルホニル、カルボキシル、アミノ、フェニル等が挙げられる。置換基は１つ又は複数存在してもよい。）、置換されていてもよい多核芳香族類、ステロイド類等が挙げられる。
The
置換ベンゼン類、置換多核芳香族類を構成する置換基としては、アルキル、アルキルオキシ、ヒドロキシ、ハロゲン、シアノ、スルホニル、カルボキシル、アミノ、フェニル等が挙げられる。置換基は１つ又は複数存在してもよい。なお、異なる２つ以上の封鎖基５３を用いてもよい。
Examples of the substituent constituting the substituted benzenes and the substituted polynuclear aromatics include alkyl, alkyloxy, hydroxy, halogen, cyano, sulfonyl, carboxyl, amino and phenyl. There may be one or more substituents. Two or more
樹脂材料２１中において、少なくとも一部のポリロタキサン５０が、環状分子５１を介して、第２のポリマー６０と結合しているが、樹脂材料２１中には、第２のポリマー６０と結合していないポリロタキサン５０が含まれていてもよいし、ポリロタキサン５０同士が結合していてもよい。
In the
第２のポリマー６０は、環状分子５１を介して、ポリロタキサン５０と結合するものである。第２のポリマー６０が有する環状分子５１と結合する官能基としては、例えば、−ＯＨ基、−ＮＨ２基、−ＣＯＯＨ基、エポキシ基、ビニル基、チオール基、光架橋基等が挙げられる。なお、光架橋基としては、例えば、ケイ皮酸、クマリン、カルコン、アントラセン、スチリルピリジン、スチリルピリジニウム塩、スチリルキノリウム塩等が挙げられる。
The
第２のポリマー６０としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ（メタ）アクリル酸、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリビニルメチルエーテル、ポリアミン、ポリエチレンイミン、カゼイン、ゼラチン、でんぷん等及び／又はこれらの共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びその他オレフィン系単量体との共重合樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレンやアクリロニトリル−スチレン共重合樹脂等のポリスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレートや（メタ）アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル−メチルアクリレート共重合樹脂等のアクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、ポリビニルブチラール樹脂等；及びこれらの誘導体又は変性体、ポリイソブチレン、ポリテトラヒドロフラン、ポリアニリン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ナイロン等のポリアミド類、ポリイミド類、ポリイソプレン、ポリブタジエン等のポリジエン類、ポリジメチルシロキサン等のポリシロキサン類、ポリスルホン類、ポリイミン類、ポリ無水酢酸類、ポリ尿素類、ポリスルフィド類、ポリフォスファゼン類、ポリケトン類、ポリフェニレン類、ポリハロオレフィン類の各種樹脂の骨格を有し、前述した官能基を有するものが挙げられる。
Examples of the
また、第２のポリマー６０と環状分子５１とは、架橋剤により化学結合されていてもよい。
Further, the
架橋剤の分子量は、２０００未満であることが好ましく、１０００未満であることがより好ましく、６００未満であることがさらに好ましく、４００未満であることが最も好ましい。 The molecular weight of the cross-linking agent is preferably less than 2000, more preferably less than 1000, even more preferably less than 600, and most preferably less than 400.
架橋剤としては、例えば、塩化シアヌル、トリメソイルクロリド、テレフタロイルクロリド、エピクロロヒドリン、ジブロモベンゼン、グルタールアルデヒド、フェニレンジイソシアネート、ジイソシアン酸トリレイン、ジビニルスルホン、１，１’−カルボニルジイミダゾール、アルコキシシラン類等が挙げられる。なお、異なる２種以上の架橋剤を用いてもよい。 Examples of the cross-linking agent include cyanuric chloride, trimeoyl chloride, terephthaloyl chloride, epichlorohydrin, dibromobenzene, glutaraldehyde, phenylenediocyanate, trilein diisosocyanate, divinyl sulfone, 1,1'-carbonyldiimidazole, and the like. Examples thereof include alkoxysilanes. Two or more different cross-linking agents may be used.
また、第２のポリマー６０は、ホモポリマーであってもコポリマーであってもよい。樹脂材料２１中において、少なくとも一部の第２のポリマー６０が、環状分子５１を介して、ポリロタキサン５０と結合しているが、樹脂材料２１中、ポリロタキサン５０と結合していない第２のポリマー６０が含まれていてもよいし、第２のポリマー６０同士が結合していてもよい。なお、異なる２種以上の第２のポリマー６０を用いてもよい。
Further, the
樹脂材料２１中における第２のポリマー６０の含有量に対するポリロタキサン５０の含有量の比率は、重量比で、１／１０００以上であることが好ましい。
The ratio of the content of the
［１−２−２］金属粒子
接合部２０は、樹脂材料２１に加えて、図示しない金属粒子を含んでいてもよい。
[1-2-2] Metal Particles The
前述したように、熱伝導部１０の面内方向の熱伝導性に主に寄与する部分は、熱伝導部１０であるが、金属粒子は、一般に、接合部２０を構成する樹脂材料２１よりも高い熱伝導性を有しているため、接合部２０中に金属粒子が含まれることにより、接合部２０についての熱伝導性を向上させることができ、熱伝導体１全体としての熱伝導性のさらなる向上を図ることができる。
As described above, the portion of the heat
特に、接合部２０に含まれる１個又は複数個の金属粒子により、隣り合う熱伝導部１０が接続されている場合、該金属粒子が熱伝導部１０間を熱的につなぐ「熱パス」となり、熱伝導体１の全体としての熱伝導性をさらに向上させることができる。
In particular, when adjacent heat
さらに、電磁波シールド性を有する金属材料で構成された金属粒子を含むことで、熱伝導体１に電磁波シールド機能も付与することができる。特に、例えば、第５世代移動通信で用いられるような高周波の電磁波に対するシールド機能を好適に付与することができる。
Further, by including the metal particles made of a metal material having an electromagnetic wave shielding property, the
金属粒子としては、Ｆｅ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｌ及びＮｉよりなる群から選択される１種又は２種以上を含むものであることが好ましく、Ｆｅを含むものであることがより好ましい。 The metal particles preferably contain one or more selected from the group consisting of Fe, Ag, Pt, Cu, Sn, Al and Ni, and more preferably contain Fe.
金属粒子の形状は、特に限定されるものではないが、球状が好ましく、真球状がより好ましい。
これにより、上述した効果をより顕著なものとすることができる。
The shape of the metal particles is not particularly limited, but a spherical shape is preferable, and a true spherical shape is more preferable.
Thereby, the above-mentioned effect can be made more remarkable.
より具体的には、金属粒子の形状係数ＳＦ−２は、１００以上１５０以下であることが好ましく、１００以上１２５以下であることがより好ましく、１００以上１２０以下であることがさらに好ましい。 More specifically, the shape coefficient SF-2 of the metal particles is preferably 100 or more and 150 or less, more preferably 100 or more and 125 or less, and further preferably 100 or more and 120 or less.
形状係数ＳＦ−２は、粒子の投影周囲長を２乗した値を当該粒子の投影面積で割った値を４πで除し、さらに１００倍して得られる数値であり、粒子の形状が球に近いほど１００に近い値になる。 The shape coefficient SF-2 is a value obtained by dividing the squared value of the projected perimeter of a particle by the projected area of the particle by 4π and further multiplying by 100, and the shape of the particle becomes a sphere. The closer it is, the closer the value becomes to 100.
形状係数ＳＦ−２は、例えば、以下のような測定により求めることができる。
すなわち、例えば、ＦＥ−ＳＥＭを用いた観察で、金属粒子１００個について、投影面積Ｓ［μｍ２］及び投影周囲長Ｌ［μｍ］を求め、下記式より算出される値を形状係数ＳＦ−２とする。そして、各金属粒子についての形状係数ＳＦ−２の平均値を、金属粒子の形状係数ＳＦ−２として採用する。
ＳＦ−２＝（（Ｌ２／Ｓ）／４π）×１００
The shape coefficient SF-2 can be obtained by, for example, the following measurement.
That is, for example, by observing using FE-SEM, the projected area S [μm 2 ] and the projected peripheral length L [μm] are obtained for 100 metal particles, and the value calculated from the following formula is the shape coefficient SF-2. And. Then, the average value of the shape coefficient SF-2 for each metal particle is adopted as the shape coefficient SF-2 of the metal particles.
SF-2 = ((L 2 / S) / 4π) × 100
金属粒子の平均粒径は、特に限定されるものではないが、０．０１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、０．１μｍ以上３．０μｍ以下であることがより好ましい。 The average particle size of the metal particles is not particularly limited, but is preferably 0.01 μm or more and 10 μm or less, and more preferably 0.1 μm or more and 3.0 μm or less.
これにより、上述した効果をさらに顕著なものとすることができる。 Thereby, the above-mentioned effect can be made more remarkable.
なお、本明細書において、平均粒径とは、レーザー回折式粒度分布測定装置で測定される重量基準の粒度分布において、小径側から累積５０％になるときの粒径のことを言う。 In the present specification, the average particle size refers to the particle size when the cumulative particle size is 50% from the small diameter side in the weight-based particle size distribution measured by the laser diffraction type particle size distribution measuring device.
金属粒子としては、鉄粒子が好ましい。
鉄粒子としては、例えば、Ｆｅ（ＣＯ）５を熱分解することにより製造される鉄粒子が挙げられる。
このような鉄粒子は、非常に高純度であり、前述したような真球状をなすものであり、平均粒径も微細であることから、上述した効果を特に顕著なものとすることができる。
As the metal particles, iron particles are preferable.
Examples of the iron particles include iron particles produced by thermally decomposing Fe (CO) 5.
Since such iron particles have extremely high purity, form a spherical shape as described above, and have a fine average particle size, the above-mentioned effect can be particularly remarkable.
接合部２０中における金属粒子の含有率は、１体積％以上５０体積％以下であることが好ましく、１０体積％以上３０体積％以下であることがより好ましい。
The content of the metal particles in the
これにより、上述したような樹脂材料２１を含むことによる効果と金属粒子を含むことによる効果とをバランスよく発揮することができる。
As a result, the effect of containing the
［１−２−３］セラミックス粒子
接合部２０は、上記の材料に加えて、図示しないセラミックス粒子を含んでいてもよい。
[1-2-3] Ceramic particles The
これにより、接合部２０の組織を安定化、均一化させることができ、接合部２０中の空隙の割合や大きさも安定化できる。その結果、熱伝導体１の各部位での特性の不本意なばらつきをより効果的に防止することができる。
As a result, the structure of the
セラミックス粒子の構成材料としては、各種セラミックスが挙げられるが、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素等の窒化物系セラミックス、炭化ケイ素等の炭化物系セラミックス、アルミナ等の酸化物系セラミックス等のセラミックス材料を用いた場合、熱伝導体１全体としての熱伝導性のさらなる向上を図ることができる。特に、接合部２０に含まれる１個又は複数個のセラミックス粒子により、隣り合う熱伝導部１０が接続されている場合、該セラミックス粒子が熱伝導部１０間を熱的につなぐ「熱パス」となり、熱伝導体１の全体としての熱伝導性をさらに向上させることができる。
Examples of the constituent materials of the ceramic particles include various ceramics. Nitride-based ceramics such as aluminum nitride, boron nitride, and silicon nitride, carbide-based ceramics such as silicon carbide, and oxide-based ceramics such as alumina are used. When used, the thermal conductivity of the
接合部２０がセラミックス粒子に加え、前述した金属粒子を含んでいる場合、前記熱パスは、セラミックス粒子及び金属粒子で形成されていてもよい。
When the
なお、セラミックス粒子は、シリカで構成されたものであってもよい。これにより、熱伝導体１の生産コストを抑制しつつ、前述した接合部２０の組織の安定化、均一化等の効果が得られる。
The ceramic particles may be made of silica. As a result, the effects of stabilizing and homogenizing the structure of the
セラミックス粒子の形状は、特に限定されるものではないが、球状が好ましく、真球状がより好ましい。
これにより、上述した効果をより顕著なものとすることができる。
The shape of the ceramic particles is not particularly limited, but a spherical shape is preferable, and a true spherical shape is more preferable.
Thereby, the above-mentioned effect can be made more remarkable.
セラミックス粒子の平均粒径は、特に限定されるものではないが、５μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましく、２０μｍ以上７０μｍ以下であることがさらに好ましい。 The average particle size of the ceramic particles is not particularly limited, but is preferably 5 μm or more and 200 μm or less, more preferably 10 μm or more and 100 μm or less, and further preferably 20 μm or more and 70 μm or less.
これにより、上述した効果をさらに顕著なものとすることができる。 Thereby, the above-mentioned effect can be made more remarkable.
接合部２０中におけるセラミックス粒子の含有率は、１体積％以上５０体積％以下であることが好ましく、１０体積％以上３０体積％以下であることがより好ましい。
The content of the ceramic particles in the
これにより、上述したような樹脂材料２１を含むことによる効果とセラミックス粒子を含むことによる効果とをバランスよく発揮することができる。
As a result, the effect of containing the
［１−２−４］その他の成分
接合部２０は、上述した成分以外の成分を含んでいてもよい。
[1-2-4] Other Components The
このような成分としては、例えば、可塑剤、着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、軟化剤、改質剤、防錆剤、充填剤、フェライト等の電磁波吸収材、表面潤滑剤、腐食防止剤、耐熱安定剤、滑剤、プライマー、帯電防止剤、重合禁止剤、架橋剤、触媒、レベリング剤、増粘剤、分散剤、老化防止剤、難燃剤、加水分解防止剤、腐食防止剤等が挙げられる。 Examples of such components include plasticizers, colorants, antioxidants, ultraviolet absorbers, light stabilizers, softeners, modifiers, rust inhibitors, fillers, electromagnetic wave absorbers such as ferrite, and surface lubrication. Agents, corrosion inhibitors, heat stabilizers, lubricants, primers, antistatic agents, polymerization inhibitors, cross-linking agents, catalysts, leveling agents, thickeners, dispersants, anti-aging agents, flame retardants, antioxidants, corrosion Examples include preventive agents.
ただし、接合部２０中におけるこれらの成分の含有率は、５重量％以下であることが好ましく、３重量％以下であることがより好ましく、１重量％以下であることがさらに好ましい。
However, the content of these components in the
図１中、図２中、ｔ２０で示す熱伝導体１の積層方向についての接合部２０の厚さは、０．１μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましく、１．０μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましく、５．０μｍ以上１００μｍ以下であることがさらに好ましい。
これにより、上述した本発明による効果がより顕著に発揮される。
ただし、ここで、接合部２０の厚さとは、接触する熱伝導部１０に孔部１１が設けられていない部位における厚さのことを言う。
In Figure 1, in Figure 2, the thickness of the
As a result, the above-mentioned effect of the present invention is more prominently exhibited.
However, here, the thickness of the
熱伝導体１中に占める接合部２０の割合は、１０体積％以上７０体積％以下であることが好ましく、１５体積％以上６０体積％以下であることがより好ましく、１８体積％以上５０体積％以下であることがさらに好ましい。
これにより、上述した本発明による効果がより顕著に発揮される。
The ratio of the
As a result, the above-mentioned effect of the present invention is more prominently exhibited.
熱伝導体１（ただし、空隙部を除く実体部）中に占める接合部２０の割合は、熱伝導体１の積層方向における断面での面積比で、１０％以上７０％以下であることが好ましく、１５％以上６０％以下であることがより好ましく、１８％以上５０％以下であることがさらに好ましい。
これにより、上述した本発明による効果がより顕著に発揮される。
The ratio of the
As a result, the above-mentioned effect of the present invention is more prominently exhibited.
［２］熱伝導体の製造方法
次に、熱伝導体の製造方法について説明する。
[2] Method for manufacturing a heat conductor Next, a method for manufacturing a heat conductor will be described.
図７は、鱗片状黒鉛で構成された熱伝導部形成用シートを模式的に示す断面図である。図８は、孔部が設けられた熱伝導部形成用シートに、接合部形成用組成物を付与した状態を模式的に示す断面図である。図９は、接合部形成用組成物付与工程、巻回工程に用いる装置の一例を模式的に示す図である。図１０は、切開工程で得られた切開体を模式的に示す図である。図１１は、切開体を押圧して、切開体の平坦性をより高くした状態を模式的に示す図である。図１２は、スライス工程の様子を模式的に示す図である。 FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a sheet for forming a heat conductive portion made of scaly graphite. FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a state in which a composition for forming a joint portion is applied to a sheet for forming a heat conductive portion provided with a hole portion. FIG. 9 is a diagram schematically showing an example of an apparatus used in the composition applying step for forming a joint portion and the winding step. FIG. 10 is a diagram schematically showing an incised body obtained in the incision step. FIG. 11 is a diagram schematically showing a state in which the incised body is pressed to increase the flatness of the incised body. FIG. 12 is a diagram schematically showing a state of the slicing process.
本実施形態の熱伝導体の製造方法は、硬化性樹脂材料２１’を含む組成物である接合部形成用組成物２０’が付与され、孔部１１が形成された熱伝導部１０の形成に用いる熱伝導部形成用シート１０’を、巻取ロールＲ２の周面に巻回し、筒状の巻回体３０を得る巻回工程と、巻回体３０を、ロールの軸方向に対して非垂直な方向で切り開き、切開体４０を得る切開工程と、切開体４０中に含まれる硬化性樹脂材料２１’を硬化させる硬化工程とを有する。
In the method for producing a heat conductor of the present embodiment, the composition 20'for forming a joint portion, which is a composition containing a curable resin material 21', is applied to form the
接合部形成用組成物２０’が付与された熱伝導部形成用シート１０’を、ロールの周面に巻回することで、例えば、枚葉のシート状原料を用いる場合等に比べて、熱伝導体１を効率よく製造することができる。また、巻回体３０を切開した後で硬化性樹脂材料２１’を硬化させることにより、硬化性樹脂材料２１’の硬化物である樹脂材料２１を含む接合部２０に比べて、より柔らかい状態で切開することができる。このため、巻回により発生するひずみを好適に矯正することができ、巻回体３０よりも平坦性の高い切開体４０とするのに際し、熱伝導部１０に対応する部位である熱伝導部形成用シート１０’と、接合部２０に対応する部位である接合部形成用組成物２０’との間での剥離や密着性の低下等が生じることを効果的に防止することができる。その結果、最終的に得られる熱伝導体１を、ひずみが好適に除去されるとともに、熱伝導部１０と接合部２０との間での剥離や密着性の低下、接合部２０の破壊、熱伝導部１０同士の接合の破壊等が効果的に防止され、熱伝導部１０と接合部２０とが強固に密着したものとすることができる。
これにより、実質的な熱伝導性に優れる熱伝導体１を好適に製造することができる。
By winding the heat conductive portion forming sheet 10'to which the joint portion forming composition 20'is applied around the peripheral surface of the roll, heat is compared with the case where, for example, a single-wafer sheet-like raw material is used.
This makes it possible to suitably produce the
また、本実施形態の熱伝導体の製造方法は、巻回工程に先立って、孔部１１が設けられた熱伝導部形成用シート１０’に接合部形成用組成物２０’を付与する接合部形成用組成物付与工程を有している。
Further, in the method for producing a heat conductor of the present embodiment, a joint portion for imparting a joint portion forming composition 20'to a heat conductive portion forming sheet 10'provided with a
［２−１］熱伝導部形成用シート
接合部形成用組成物付与工程で用いる熱伝導部形成用シート１０’は、熱伝導体１において、熱伝導部１０となるべきものである。
[2-1] Sheet for forming a heat conductive portion The sheet for forming a heat conductive portion 10'used in the step of applying the composition for forming a joint portion should be the heat
熱伝導部形成用シート１０’としては、通常、形成すべき熱伝導部１０に対応する材料で構成されたシート材を用いる。
As the heat conductive
熱伝導部形成用シート１０’は、実質的に単一成分から構成されることが好ましい。
これにより、形成される熱伝導部１０の熱伝導性をさらに優れたものとすることができる。また、一般に、熱伝導体１の製造コストを抑制する上でも有利である。
It is preferable that the heat conductive portion forming sheet 10'is substantially composed of a single component.
As a result, the thermal conductivity of the formed thermal
熱伝導部形成用シート１０’として黒鉛を含むシート材を用いることにより、熱伝導体１が適用される部材と熱伝導体１との間での実質的な熱伝導性をより優れたものとしつつ、熱伝導体１の製造コストを抑制することができる。また、熱伝導体１のしなやかさ、柔軟性をより優れたものとすることができ、例えば、熱伝導体１が折れ曲がった時の復元力、さらには内部の空隙によるクッション性、過熱部と接触したときの適度な変形による接触性の向上等をより優れたものとすることができる。以下、黒鉛を含むシート材を「黒鉛シート材」とも言う。
By using a sheet material containing graphite as the heat conductive
また、熱伝導部形成用シート１０’として金属材料で構成されたシート材を用いることにより、熱伝導体１が適用される部材と熱伝導体１との間での実質的な熱伝導性をより優れたものとしつつ、熱伝導体１の製造コストを抑制することができる。また、金属材料内部の結合力の強さから熱伝導体１の発塵性をより低くすることができる。また、熱伝導体１に、比較的大きな荷重を加えた場合であっても、座屈等による熱伝導体１の崩壊等、熱伝導体１の不可逆的な変形がより効果的に防止される。以下、金属材料で構成されたシート材を「金属シート材」とも言う。
Further, by using a sheet material made of a metal material as the heat conductive
［２−１−１］黒鉛シート材
黒鉛シート材としては、黒鉛に加えて、黒鉛以外の成分、例えば、バインダーや樹脂繊維を含むものを用いることもできるが、実質的に黒鉛のみで構成されるもの、すなわち、実質的に単一成分から構成されるものであることが好ましい。
このような黒鉛シート材は、例えば、粉末状の黒鉛をシート状に押し固めることにより製造することができる。
[2-1-1] Graphite sheet material As the graphite sheet material, a material containing components other than graphite, for example, a binder and resin fibers, may be used in addition to graphite, but it is substantially composed of graphite only. That is, it is preferably composed of substantially a single component.
Such a graphite sheet material can be produced, for example, by compacting powdered graphite into a sheet.
黒鉛は、鱗片状黒鉛であることが好ましい。
これにより、鱗片状黒鉛を熱伝導部１０の面内方向に好適に配向させることができ、熱伝導部１０の面内方向への熱伝導性を特に優れたものとすることができる。
より具体的には、鱗片状黒鉛をシート状に押し固めた場合、図７に示すように、鱗片状黒鉛ＦＧはシートの面内方向に配向される。すなわち、鱗片状黒鉛ＦＧの厚さ方向がシートの厚さ方向に沿って、好適に配向する。そして、熱伝導体１とされた場合には熱伝導部１０の面内方向への熱伝導性を特に優れたものとすることができる。
The graphite is preferably scaly graphite.
As a result, the scaly graphite can be suitably oriented in the in-plane direction of the heat
More specifically, when the scaly graphite is compacted into a sheet, the scaly graphite FG is oriented in the in-plane direction of the sheet as shown in FIG. 7. That is, the thickness direction of the scaly graphite FG is preferably oriented along the thickness direction of the sheet. When the
黒鉛シート材は、例えば、黒鉛を加圧してシート状に成形する加圧工程と、シート状に形成した黒鉛を乾燥する乾燥工程と、シート状に形成した黒鉛を加熱加圧（熱プレス）する加熱加圧工程とを有する方法により製造されることが好ましい。 The graphite sheet material is, for example, a pressurizing step of pressurizing graphite to form a sheet, a drying step of drying the graphite formed in a sheet, and heating and pressurizing (heat pressing) the graphite formed in a sheet. It is preferably produced by a method having a heating and pressurizing step.
加圧工程では、黒鉛を加圧してシート状に成形する。加圧工程は、例えば、１０℃以上３５℃以下で好適に行うことができる。このときのプレス圧力は、例えば、１ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下とすることができる。このとき、成形に用いる組成物は、黒鉛に加えて、水分やバインダー等を含んでいてもよい。 In the pressurizing step, graphite is pressurized to form a sheet. The pressurizing step can be preferably performed at, for example, 10 ° C. or higher and 35 ° C. or lower. The press pressure at this time can be, for example, 1 MPa or more and 30 MPa or less. At this time, the composition used for molding may contain water, a binder, or the like in addition to graphite.
乾燥工程では、シート状に成形した黒鉛に乾燥処理を施す。これにより、余分な水分等の揮発成分を除去することができ、取り扱い性が向上する。また、黒鉛シート材の形状の安定性、強度が向上する。 In the drying step, graphite formed into a sheet is dried. As a result, volatile components such as excess water can be removed, and handleability is improved. In addition, the stability and strength of the shape of the graphite sheet material are improved.
乾燥工程は、減圧、加熱、自然乾燥により行うことができる。加熱により行う場合、加熱温度は、４０℃以上１００℃以下とすることができる。 The drying step can be performed by reducing pressure, heating, and natural drying. When it is carried out by heating, the heating temperature can be 40 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.
加熱加圧工程では、シート状に成形した黒鉛を、シートの厚さ方向に、加熱加圧処理を施す。これにより、鱗片状黒鉛をより好適に配向させることができる。また、黒鉛シート材の形状の安定性、強度が向上する。 In the heating and pressurizing step, graphite formed into a sheet is subjected to heat and pressurizing treatment in the thickness direction of the sheet. This makes it possible to more preferably orient the scaly graphite. In addition, the stability and strength of the shape of the graphite sheet material are improved.
加熱加圧工程における加熱温度は、例えば、１００℃以上４００℃以下とすることができる。これにより、最終的に得られる黒鉛シート材中に、水分やバインダー等が不本意に残存することをより効果的に防止することができる。また、加熱加圧工程におけるプレス圧力は、例えば、１０ＭＰａ以上４０ＭＰａ以下とすることができる。 The heating temperature in the heating and pressurizing step can be, for example, 100 ° C. or higher and 400 ° C. or lower. As a result, it is possible to more effectively prevent moisture, a binder, and the like from unintentionally remaining in the finally obtained graphite sheet material. The press pressure in the heating and pressurizing step can be, for example, 10 MPa or more and 40 MPa or less.
なお、図７に示すように、鱗片状黒鉛ＦＧを押し固めてシート状とした場合、黒鉛シート材の表面付近では、鱗片状黒鉛ＦＧが緻密に押し固められて固くなっている一方で、黒鉛シート材の厚さ方向の中心部付近では鱗片状黒鉛ＦＧは粗く固められ比較的柔らかく、空隙部を有するものとなっている。言い換えると、熱伝導部形成用シート１０’としての黒鉛シート材及び当該熱伝導部形成用シート１０’により形成される熱伝導部１０は、孔部１１のみが一方の面から他方の面に貫通しており、それ以外の部位においては、黒鉛シート材、熱伝導部１０の一方の面から他方の面に貫通する空隙部を有していない。
As shown in FIG. 7, when the scaly graphite FG is compacted into a sheet, the scaly graphite FG is densely compacted and hardened in the vicinity of the surface of the graphite sheet material, while graphite is formed. In the vicinity of the central portion in the thickness direction of the sheet material, the scaly graphite FG is coarsely hardened and relatively soft, and has voids. In other words, in the graphite sheet material as the heat conductive portion forming sheet 10'and the heat
このように、熱伝導部形成用シート１０’が内部、特に、厚さ方向の中心部付近に空隙部を有していると、孔部１１内だけでなく、熱伝導部形成用シート１０’内部の前記空隙部にも硬化性樹脂材料２１’を侵入させることができ、製造される熱伝導体１における熱伝導部１０と接合部２０との密着性、熱伝導体１の耐久性等をさらに優れたものとすることができる。
As described above, when the heat conductive portion forming sheet 10'has a gap portion inside, particularly near the central portion in the thickness direction, not only the inside of the
また、密度についても、黒鉛シート材の表面付近では密度が比較的高く、黒鉛シート材の内部では密度が比較的低いものとなっている。 Further, regarding the density, the density is relatively high near the surface of the graphite sheet material, and the density is relatively low inside the graphite sheet material.
黒鉛シート材全体としての密度は、０．３ｇ／ｃｍ３以上１．６ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましく、０．４ｇ／ｃｍ３以上１．４ｇ／ｃｍ３以下であることがより好ましく、０．５ｇ／ｃｍ３以上１．３ｇ／ｃｍ３以下であることがさらに好ましい。 The density of the graphite sheet material as a whole is preferably 0.3 g / cm 3 or more and 1.6 g / cm 3 or less, and more preferably 0.4 g / cm 3 or more and 1.4 g / cm 3 or less. It is more preferably 0.5 g / cm 3 or more and 1.3 g / cm 3 or less.
これにより、黒鉛シート材単独での面方向での熱伝導性や強度を特に優れたものとしつつ、黒鉛シート材の厚さ方向の中心部付近により好適な空隙部を有するものとすることができ、前述したような効果がより顕著に発揮される。 As a result, it is possible to make the graphite sheet material alone have particularly excellent thermal conductivity and strength in the surface direction, and to have a more suitable void portion near the central portion in the thickness direction of the graphite sheet material. , The above-mentioned effects are more prominently exhibited.
このような条件を満足する黒鉛シート材としては、例えば、グラフォイル（ＮｅｏＧｒａｆ社製）、ＰＥＲＭＡ ＦＯＩＬ（東洋炭素社製）、カーボンシート（東京窯業社製）、ＰＧＳグラファイトシート（パナソニック社製）、グラフィニティ（カネカ社製）等が挙げられる。 Examples of graphite sheet materials that satisfy such conditions include Grafoil (manufactured by NeoGraf), PERMA FOIL (manufactured by Toyo Tanso Co., Ltd.), carbon sheet (manufactured by Tokyo Ceramics Co., Ltd.), PGS graphite sheet (manufactured by Panasonic Corporation), and graphics. Niti (manufactured by Kaneka Corporation) and the like can be mentioned.
［２−１−２］金属シート材
金属シート材としては、金属材料に加えて、金属材料以外の成分、例えば、バインダーや樹脂繊維を含むものを用いることもできるが、実質的に金属材料のみで構成されるもの、すなわち、実質的に単一成分から構成されるものであることが好ましい。
[2-1-2] Metal Sheet Material As the metal sheet material, in addition to the metal material, a component other than the metal material, for example, a material containing a binder or a resin fiber may be used, but substantially only the metal material. It is preferable that the material is composed of, that is, a material composed of substantially a single component.
金属シート材としては、例えば、金属材料をシート状に圧延した金属箔を好ましく用いることができる。 As the metal sheet material, for example, a metal foil obtained by rolling a metal material into a sheet can be preferably used.
熱伝導部形成用シート１０’の厚さは、５μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上２００μｍ以下であることがより好ましく、２０μｍ以上１５０μｍ以下であることがさらに好ましい。 The thickness of the heat conductive portion forming sheet 10'is preferably 5 μm or more and 500 μm or less, more preferably 10 μm or more and 200 μm or less, and further preferably 20 μm or more and 150 μm or less.
これにより、最終的に得られる熱伝導体１における熱伝導部１０の積層方向についての厚さを、より確実に前述したような好ましい範囲内の値とすることができ、前述したような効果をより確実に得ることができる。また、熱伝導部形成用シート１０’の引張強度を十分に優れたものとすることができ、熱伝導体１の製造時における熱伝導部形成用シート１０’の不本意な破断等をより確実に防止することができ、熱伝導体１の歩留まり、生産性をより向上させることができる。
As a result, the thickness of the heat
接合部形成用組成物付与工程に供される熱伝導部形成用シート１０’は、予め、その厚さ方向に孔部１１が設けられたものであることが好ましい。
It is preferable that the heat conductive portion forming sheet 10'used in the bonding portion forming composition applying step is provided with
これにより、接合部形成用組成物付与工程において、孔部１１内に、接合部形成用組成物２０’をより好適に侵入させることができ、最終的に得られる熱伝導体１における孔部１１への樹脂材料２１の侵入形態をより好適なものとすることができる。
As a result, in the step of applying the composition for forming the joint portion, the composition 20'for forming the joint portion can be more preferably penetrated into the
熱伝導部形成用シート１０’に孔部１１を形成する方法は、特に限定されないが、例えば、周面に孔部１１に相当する突起が複数形成されたロール体を、熱伝導部形成用シート１０’の表面に所定の力で押し当てつつ回転させることにより、孔部１１を効率よく形成することができる。
The method for forming the
熱伝導部形成用シート１０’が有する孔部１１は、上記のような方法で設けられたものに限らず、他の方法で設けられたものであってもよい。例えば、孔部１１は、平板上に孔部１１に相当する突起が複数形成された部材や千枚通し等を用いて形成されたものであってもよい。また、孔部１１は、上記のように孔部１１を有さない熱伝導部形成用シート１０’を用意し、当該熱伝導部形成用シート１０’に設けられるものであってもよいが、熱伝導部形成用シート１０’の成形と同時に形成されるものであってもよい。
The
熱伝導部形成用シート１０’が有する孔部１１は、前述した熱伝導部１０が有する孔部１１の説明で記載したのと同様の条件を満足するものとすることができる。これにより、前述したのと同様の効果が得られる。
The
［２−２］接合部形成用組成物
接合部形成用組成物付与工程で用いる接合部形成用組成物２０’は、熱伝導体１において、接合部２０となるべきものであり、硬化性樹脂材料２１’を含む組成物である。
[2-2] Composition for forming a joint The composition for forming a joint 20'used in the process of applying the composition for forming a joint should be the joint 20 in the
硬化性樹脂材料２１’としては、当該硬化性樹脂材料２１’を硬化させて得られる樹脂材料２１が柔軟性を有するものであれば特に限定されず、前述した樹脂材料２１の前駆体、例えば、未硬化物、半硬化物を用いることができる。これにより、前述したのと同様の効果が得られる。
The curable resin material 21'is not particularly limited as long as the
接合部形成用組成物２０’は、硬化性樹脂材料２１’に加えて、金属粒子を含むことが好ましい。 The joint forming composition 20'preferably contains metal particles in addition to the curable resin material 21'.
これにより、金属粒子を含む接合部２０を形成することができ、前述したような接合部２０が金属粒子を含むことによる効果が効果的に発揮される。
As a result, the
接合部形成用組成物２０’中に含まれる金属粒子は、前述した接合部２０を構成する金属材料の説明で記載したのと同様の条件を満足するものとすることができる。これにより、前述したのと同様の効果が得られる。
The metal particles contained in the joint portion forming composition 20'can satisfy the same conditions as described in the above description of the metal material constituting the
接合部形成用組成物２０’は、上述した成分以外の成分を含んでいてもよい。
このような成分としては、例えば、可塑剤、着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、軟化剤、改質剤、防錆剤、充填剤、フェライト等の電磁波吸収材、表面潤滑剤、腐食防止剤、耐熱安定剤、滑剤、プライマー、帯電防止剤、重合禁止剤、架橋剤、触媒、レベリング剤、増粘剤、分散剤、老化防止剤、難燃剤、加水分解防止剤、腐食防止剤等が挙げられる。
The joint forming composition 20'may contain components other than those described above.
Examples of such components include plasticizers, colorants, antioxidants, ultraviolet absorbers, light stabilizers, softeners, modifiers, rust inhibitors, fillers, electromagnetic wave absorbers such as ferrite, and surface lubrication. Agents, corrosion inhibitors, heat stabilizers, lubricants, primers, antistatic agents, polymerization inhibitors, cross-linking agents, catalysts, leveling agents, thickeners, dispersants, anti-aging agents, flame retardants, antioxidants, corrosion Examples include preventive agents.
ただし、接合部形成用組成物２０’中におけるこれらの成分の含有率は、５重量％以下であることが好ましく、３重量％以下であることがより好ましく、１重量％以下であることがさらに好ましい。 However, the content of these components in the joint forming composition 20'is preferably 5% by weight or less, more preferably 3% by weight or less, and further preferably 1% by weight or less. preferable.
また、接合部形成用組成物２０’は、溶媒成分を含んでいないことが好ましい。これにより、最終的に得られる熱伝導体１中に、溶媒成分が不本意に残存することを防止することができ、熱伝導体１の信頼性をより優れたものとすることができる。
Moreover, it is preferable that the composition 20'for forming the joint portion does not contain a solvent component. As a result, it is possible to prevent the solvent component from unintentionally remaining in the finally obtained
［２−３］接合部形成用組成物付与工程
接合部形成用組成物付与工程では、熱伝導部形成用シート１０’の少なくとも一方の面に、硬化性樹脂材料２１’を含む接合部形成用組成物２０’を付与する。
[2-3] Composition-imparting step for forming a joint portion In the composition-imparting step for forming a joint portion, for forming a joint portion containing a curable resin material 21'on at least one surface of the heat conductive portion-forming
接合部形成用組成物２０’を熱伝導部形成用シート１０’の表面に付与する方法としては、例えば、バーコーター、ロールコーター、リバースロールコーター、グラビアコーター、ダイコーター、キスコーター、ロッドコーター、ディップコーター、スプレーコーターのいずれかを用いて塗布する方法等が挙げられる。
Examples of the method of applying the joint forming composition 20'to the surface of the heat conductive
これにより、熱伝導部形成用シート１０’の表面に、接合部形成用組成物２０’を連続的に適切に付与することができ、製造される熱伝導体１の信頼性、熱伝導体１の生産性を向上させるうえで有利である。
As a result, the joint portion forming composition 20'can be continuously and appropriately applied to the surface of the heat conductive
ここで、接合部形成用組成物２０’が付与される熱伝導部形成用シート１０’が孔部１１を有するものであることにより、本工程において、孔部１１がガス抜き手段として機能し、熱伝導部形成用シート１０’と接合部形成用組成物２０’との間に、空気等のガスが巻き込まれ、最終的に得られる熱伝導体１において、熱伝導部１０と接合部２０との密着性が低下すること等をより確実に防止することができる。
Here, since the heat conductive portion forming sheet 10'to which the joint portion forming composition 20'is applied has the
接合部形成用組成物２０’は、熱伝導部形成用シート１０’の一方の面側のみに付与してもよいし、両面に付与してもよいが、図８に示すように、接合部形成用組成物２０’は、熱伝導部形成用シート１０’の一方の面側から付与することが好ましい。
The joint portion forming composition 20'may be applied only to one surface side of the heat conductive
これにより、孔部１１の内部に、硬化性樹脂材料２１’を好適に侵入させることができる。より具体的には、熱伝導部形成用シート１０’の一方の面側から接合部形成用組成物２０’を付与することで、孔部１１に存在する空気を熱伝導部形成用シート１０’の他方の面側に押し出すことができ、孔部１１に、硬化性樹脂材料２１’をより好適に侵入させることができる。また、熱伝導部形成用シート１０’が孔部１１に加えて、前述した空隙部を有するものであると、孔部１１を介して熱伝導部形成用シート１０’の内部の空隙部にも、硬化性樹脂材料２１’を好適に侵入させることができる。
As a result, the curable resin material 21'can be suitably penetrated into the
このとき、接合部形成用組成物２０’は、キスコーターを用いて付与することが好ましい。
これにより、前述した効果がより顕著に発揮される。
At this time, it is preferable to apply the joint forming composition 20'using a kiss coater.
As a result, the above-mentioned effect is more prominently exhibited.
なお、図８では、熱伝導部形成用シート１０’として、鱗片状黒鉛ＦＧで構成された黒鉛シート材を示しているが、これ以外の熱伝導部形成用シート１０’であっても、上記のような効果が得られる。
In FIG. 8, a graphite sheet material composed of scaly graphite FG is shown as the heat conductive
ただし、熱伝導部形成用シート１０’として上記のような黒鉛シート材を用いることにより、さらに、以下のような効果も得られる。すなわち、熱伝導部形成用シート１０’が上記のような黒鉛シート材である場合、黒鉛シート材の表面付近では、鱗片状黒鉛ＦＧが緻密に押し固められて固くなっている一方で、黒鉛シート材の厚さ方向の中心部付近では鱗片状黒鉛ＦＧは粗く固められ比較的柔らかく、空隙部を有するものとなっている。このため、硬化性樹脂材料２１’は、孔部１１を介して、熱伝導部形成用シート１０’の内部の前記空隙部にも好適に侵入することができる。これにより、製造される熱伝導体１における熱伝導部１０と接合部２０との密着性、熱伝導体１の耐久性等をさらに優れたものとすることができる。
However, by using the graphite sheet material as described above as the heat conductive
本工程は、例えば、図９に示す装置を用いて行うことができる。より具体的には、予め作製された熱伝導部形成用シート１０’をロール状に巻き取った原反ロールＲ１を準備しておく。そして熱伝導部形成用シート１０’の一端を原反ロールＲ１から引き出して、キスコーターＭ１０を用いて、熱伝導部形成用シート１０’の一方の面側から、接合部形成用組成物２０’を付与する。 This step can be performed using, for example, the apparatus shown in FIG. More specifically, a raw roll R1 is prepared by winding a prefabricated heat conductive portion forming sheet 10'in a roll shape. Then, one end of the heat conductive portion forming sheet 10'is pulled out from the raw fabric roll R1, and the joint portion forming composition 20'is formed from one surface side of the heat conductive portion forming sheet 10'using the kiss coater M10. Give.
キスコーターＭ１０とは、１本又は数本のロールを用いてシートに塗工を行う装置であり、塗工ロールＭ１１とシートが接触している部分においてのみ塗工を行うことが可能である。 The kiss coater M10 is a device for coating a sheet using one or several rolls, and it is possible to apply the coating only to a portion where the coating roll M11 and the sheet are in contact with each other.
キスコーターＭ１０は、図示しないモーターにより矢印方向に回転駆動する塗工ロールＭ１１と、接合部形成用組成物２０’を溜めた液受けパンＭ１２と、塗工ロールＭ１１の表面に、先端を接触させることで、ロール表面の接合部形成用組成物２０’の膜厚を一定に保つスキージーＭ１３とを含んで構成され、塗工ロールＭ１１の略下半分が液受けパンＭ１２の接合部形成用組成物２０’中に浸漬される。また、熱伝導部形成用シート１０’は、ガイドロールＭ１４，Ｍ１４によりガイドされて搬送されることにより、接合部形成用組成物２０’の塗布時には塗工ロールＭ１１の上面に接触して搬送される。これにより、塗工ロールＭ１１が回転すると、その回転により液受けパンＭ１２内の接合部形成用組成物２０’が塗工ロールＭ１１に同伴して汲み上げられ、スキージーＭ１３により所定の塗布量に調整された後、熱伝導部形成用シート１０’の表面に塗布される。液受けパンＭ１２には、図示しない供給タンクからポンプによって接合部形成用組成物２０’が供給され、液受けパンＭ１２内の接合部形成用組成物２０’の高さが一定に保持されるように制御される。
The kiss coater M10 has a coating roll M11 that is rotationally driven in the direction of an arrow by a motor (not shown), a liquid receiving pan M12 that stores the joint forming composition 20', and a tip of the coating roll M11. A squeegee M13 that keeps the film thickness of the joint forming portion 20'on the roll surface constant is included, and substantially the lower half of the coating roll M11 is the joint forming
キスコーターＭ１０を用いることによって、熱伝導部形成用シート１０’を、接合部形成用組成物２０’に浸漬させることなく、接合部形成用組成物２０’を付与することができるため、付与する工程において、連続して一定量の接合部形成用組成物２０’を効率よく付与することが可能となる。 By using the kiss coater M10, the joint portion forming composition 20'can be applied without immersing the heat conductive portion forming sheet 10'in the joint portion forming composition 20', and thus the step of applying the joint portion forming composition 20'. In the above, it becomes possible to efficiently apply a constant amount of the composition for forming a joint portion 20'in succession.
本工程は、接合部形成用組成物２０’の粘度が、室温（２０℃）での粘度より低くなるように、加熱された接合部形成用組成物２０’を用いて行うことが好ましい。 This step is preferably performed using the heated joint forming composition 20'so that the viscosity of the joining composition 20'is lower than the viscosity at room temperature (20 ° C.).
これにより、本工程終了後、例えば、巻回工程において、熱伝導部形成用シート１０’に付与された接合部形成用組成物２０’が冷却され、接合部形成用組成物２０’の粘度を、本工程での粘度よりも低いものとすることができる。その結果、接合部形成用組成物付与工程よりも後の工程で、熱伝導部形成用シート１０’に付与された接合部形成用組成物２０’が不本意に流失することをより効果的に防止することができる。
As a result, after the completion of this step, for example, in the winding step, the joint portion forming composition 20'applied to the heat conductive
本工程での接合部形成用組成物２０’の加熱温度は、特に限定されないが、接合部形成用組成物２０’の粘度が以下の条件を満足するように設定することが好ましい。 The heating temperature of the joint-forming composition 20'in this step is not particularly limited, but it is preferable to set the viscosity of the joint-forming composition 20'to satisfy the following conditions.
熱伝導部形成用シート１０’に接合部形成用組成物２０’を付与する際の接合部形成用組成物２０’の粘度は、５００ｍＰａ・ｓ以上５００００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、１５００ｍＰａ・ｓ以上４５０００ｍＰａ・ｓ以下であることがより好ましく、２０００ｍＰａ・ｓ以上４００００ｍＰａ・ｓ以下であることがさらに好ましい。 The viscosity of the joint portion forming composition 20'when the joint portion forming composition 20'is applied to the heat conductive portion forming sheet 10'is preferably 500 mPa · s or more and 50,000 mPa · s or less, and is preferably 1500 mPa · s. It is more preferably s or more and 45,000 mPa · s or less, and further preferably 2000 mPa · s or more and 40,000 mPa · s or less.
これにより、接合部形成用組成物２０’を、熱伝導部形成用シート１０’に所定の厚さでより好適に付与することができる。特に、熱伝導部形成用シート１０’が有する孔部１１に接合部形成用組成物２０’をより好適に侵入させることができる。
As a result, the joint portion forming composition 20'can be more preferably applied to the heat conductive portion forming sheet 10'with a predetermined thickness. In particular, the joint portion forming composition 20'can be more preferably penetrated into the
なお、接合部形成用組成物２０’の粘度は、ＪＩＳ Ｚ８８０３：２０１１に準じた測定により求めることができる。 The viscosity of the joint forming composition 20'can be determined by measurement according to JIS Z8803: 2011.
［２−４］巻回工程
巻回工程では、接合部形成用組成物２０’が付与された熱伝導部形成用シート１０’を、巻取ロールＲ２の周面に巻回し、筒状の巻回体３０を得る。
[2-4] Winding Step In the winding step, the heat conductive portion forming sheet 10'to which the joint portion forming composition 20'is applied is wound around the peripheral surface of the winding roll R2, and is wound into a tubular shape. Obtain a
このようにして得られる巻回体３０は、その中心から外周方向に向かって、熱伝導部形成用シート１０’で構成された部分と、接合部形成用組成物２０’で構成された部分とが、交互に配置された構造を有する。
The
なお、図９では、熱伝導部形成用シート１０’を、ガイドロールＭ１４，Ｍ１４によりガイドして搬送する場合を示しているが、熱伝導部形成用シート１０’は、ガイドロールＭ１４，Ｍ１４以外の、図示しないガイドロールによって搬送されてもよいし、また、必要に応じて、ガイドロールによって搬送方向を変えてもよい。 Note that FIG. 9 shows a case where the heat conductive portion forming sheet 10'is guided and conveyed by the guide rolls M14 and M14, but the heat conductive portion forming sheet 10'is other than the guide rolls M14 and M14. It may be conveyed by a guide roll (not shown), or if necessary, the conveying direction may be changed by a guide roll.
接合部形成用組成物２０’が付与された熱伝導部形成用シート１０’が巻回される巻取ロールＲ２の直径は、特に限定されないが、１０ｃｍ以上１００ｃｍ以下であることが好ましく、２０ｃｍ以上６０ｃｍ以下であることがより好ましい。 The diameter of the take-up roll R2 around which the heat conductive portion forming sheet 10'to which the joint portion forming composition 20'is applied is wound is not particularly limited, but is preferably 10 cm or more and 100 cm or less, preferably 20 cm or more. It is more preferably 60 cm or less.
これにより、後工程の切開工程で巻回体３０を切り開いて切開体４０としたときに、巻回体３０の内周と外周とでの曲率の差に起因するひずみを抑制しつつ、効率よく巻回体３０を得ることができる。
As a result, when the winding
なお、図示の構成では、接合部形成用組成物２０’が付与された熱伝導部形成用シート１０’を、断面が真円状の巻取ロールＲ２の周面に巻回しているが、これに限定されず、断面が楕円状や多角形状、トラック形状等のロールの周面に巻回してもよい。 In the illustrated configuration, the heat conductive portion forming sheet 10'to which the joint portion forming composition 20'is applied is wound around the peripheral surface of the winding roll R2 having a perfect circular cross section. The cross section may be wound around the peripheral surface of a roll having an elliptical shape, a polygonal shape, a track shape, or the like.
［２−５］切開工程
切開工程では、巻回体３０を、巻取ロールＲ２の軸方向に対して非垂直な方向で切り開き、切開体４０を得る。
[2-5] Incision Step In the incision step, the winding
硬化性樹脂材料２１’を硬化させる硬化工程より前に、巻回体３０を切開することにより、硬化性樹脂材料２１’の硬化物である樹脂材料２１を含む接合部２０に比べて、より柔らかい状態で切開することができる。
By incising the winding
本工程では、円柱状の巻取ロールＲ２の軸方向に対して非垂直な方向であって、巻取ロールＲ２の軸方向の一方の端部から他方の端部にわたって、巻回体３０の積層方向に切り込みを入れ、切り込み部分で巻回体３０を開きつつ巻取ロールＲ２から取り外し、切開体４０とする。
In this step, the winding
巻回体３０を切り開く方向としては、巻取ロールＲ２の軸方向に対して非垂直な方向であれば、特に限定されず、例えば、巻取ロールＲ２の軸方向に対して略平行な方向であってもよいし、ロールの軸方向に対して斜め方向であってもよい。また、巻回体３０を切り開く方向が異なる部位を有していてもよい。例えば、巻取ロールＲ２の軸方向に対して略平行な方向で切り開く部位と、ロールの軸方向に対して斜め方向に切り開く部位とを有していてもよい。
The direction in which the winding
巻回体３０の切開方法としては特に限定されるものではないが、例えば、バンドソー、のこぎり、カッター、トリミングカッター、レーザー、超音波カッター、ウォーターカッター等を用いる方法が挙げられる。
The method of incising the winding
［２−６］硬化工程
硬化工程では、切開体４０において、接合部形成用組成物２０’に含まれる硬化性樹脂材料２１’を硬化させる。
[2-6] Curing Step In the curing step, the curable resin material 21'contained in the joint forming composition 20'is cured in the incised
図１０に示すように、巻回体３０を切り開いて切開体４０とした時点では、通常、切開体４０は湾曲した状態である。巻回体３０を切開する前に硬化性樹脂材料２１’を硬化させた場合、湾曲した切開体４０の平坦性を高めようとすると、切開体４０の内周と外周とでの曲率の差に起因するひずみが生じてしまい、熱伝導部１０と接合部２０との間での剥離や密着性の低下、接合部２０の破壊、熱伝導部１０同士の接合の破壊等が生じやすい。これに対し、巻回体３０を切開して平坦性を高めた切開体４０に対して硬化性樹脂材料２１’を硬化させる処理を施すことにより、上記のような問題の発生を効果的に防止することができる。
As shown in FIG. 10, when the winding
本工程は、例えば、切開体４０の内周側及び外周側を、それぞれ、平面に接触させた状態で、硬化性樹脂材料２１’を硬化させることにより行うことができる。
より具体的には、例えば、図１１に示すように、切開体４０を２枚の平板９０の間に挟み込み、圧力をかけることで、熱伝導部１０及び接合部２０の平坦性を高めた状態で、硬化性樹脂材料２１’を硬化させて樹脂材料２１とすることができる。
This step can be performed, for example, by curing the curable resin material 21'with the inner peripheral side and the outer peripheral side of the incised
More specifically, for example, as shown in FIG. 11, a state in which the
このときの圧力としては、特に限定されるものではないが、０ＭＰａ超１００ＭＰａ以下とすることが好ましく、１ＭＰａ以上８０ＭＰａ以下とすることがより好ましく、１０ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下とすることがさらに好ましい。 The pressure at this time is not particularly limited, but is preferably more than 0 MPa and 100 MPa or less, more preferably 1 MPa or more and 80 MPa or less, and further preferably 10 MPa or more and 50 MPa or less.
圧力が前記下限値未満であると、熱伝導部１０及び接合部２０の平坦性を十分に高めることが困難になる可能性がある。一方、圧力が前記上限値を超えると、隣り合う熱伝導部形成用シート１０’間から、硬化性樹脂材料２１’の流失が顕著となり、所望の厚さの接合部２０を形成することが困難になる可能性がある。
If the pressure is less than the lower limit, it may be difficult to sufficiently improve the flatness of the heat
また、切開体４０を押圧しつつ硬化工程を行うことで、熱伝導部１０と接合部２０との間での剥離や密着性の低下、接合部２０の破壊、熱伝導部１０同士の接合の破壊等をより効果的に防止することができ、熱伝導体１の耐久性をより優れたものとすることができる。
Further, by performing the curing step while pressing the incised
硬化性樹脂材料２１’が熱硬化性樹脂である場合、加熱温度は、硬化性樹脂材料２１’の条件等により異なるが、９０℃以上２２０℃以下であることが好ましく、１１０℃以上１９０℃以下であることがより好ましい。
これにより、硬化性樹脂材料２１’を好適に硬化させることができる。
When the curable resin material 21'is a thermosetting resin, the heating temperature varies depending on the conditions of the curable resin material 21'and the like, but is preferably 90 ° C. or higher and 220 ° C. or lower, and 110 ° C. or higher and 190 ° C. or lower. Is more preferable.
Thereby, the curable resin material 21'can be suitably cured.
以上のような各工程を経て、必要に応じて、所定の形状に加工することにより、熱伝導体１が得られる。
The
［２−７］スライス工程
製造すべき熱伝導体１が、シート状をなすものである場合、前述した硬化工程の後に、両面において、熱伝導部１０及び接合部２０が表出するシート状にスライスするスライス工程を行う。
[2-7] Slicing Step When the
これにより、例えば、所望の厚さを有するシート状の熱伝導体１を得ることができる。
Thereby, for example, a sheet-shaped
硬化工程の後に、例えば、図１２中の切断線Ａ−Ａ’及び切断線Ｂ−Ｂ’に沿ってスライスすることで、厚さＴ３のシート状の熱伝導体１を得ることができる。
After the curing step, for example, by slicing along FIG cutting lines in 12 A-A 'and the cutting line B-B', it is possible to obtain a sheet-
ここで、製造すべきシート状の熱伝導体１の厚さＴ３が比較的小さいものであっても、硬化工程を経て、硬化性樹脂材料２１’が、形状の安定性がより高い樹脂材料２１となっているため、容易に、熱伝導体１をスライスすることができる。
Here, even if the thickness T 3 of the sheet-shaped
スライス方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、カッター、トリミングカッター、レーザー、超音波カッター、ウォーターカッター等を用いる方法が挙げられる。 The slicing method is not particularly limited, and examples thereof include a method using a cutter, a trimming cutter, a laser, an ultrasonic cutter, a water cutter, and the like.
スライス方向としては、積層方向に略平行でもよいし、積層方向に対して斜め方向であってもよい。図１２では、切開体４０を積層方向に略平行にスライスする様子を示している。
The slicing direction may be substantially parallel to the stacking direction or diagonal to the stacking direction. FIG. 12 shows how the incised
熱伝導体１の表面、特に、熱伝導部１０及び接合部２０が表出している面に対して、研磨処理を施してもよい。これにより、熱伝導体１の表面粗さを好適に調整することができる。
The surface of the
自然状態、すなわち、外力を加えていない状態での、熱伝導体１の表面粗さＲａは、０．１μｍ以上８０μｍ以下であることが好ましく、０．１μｍ以上３０μｍ以下であることがより好ましく、０．１μｍ以上１０μｍ以下であることがさらに好ましい。
The surface roughness Ra of the
なお、熱伝導体１の表面粗さＲａは、例えば、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２０１３に準拠した方法により測定することができる。
The surface roughness Ra of the
これにより、熱伝導体１が適用される部材の表面形状により好適に追従することができ、前記部材と熱伝導体１との間での実質的な熱伝導性をより優れたものとすることができる。
As a result, the surface shape of the member to which the
［３］熱伝導体の使用形態
次に、熱伝導体１の使用形態について説明する。
図１３は、図１に示す熱伝導体の使用形態の一例を模式的に示す図である。図１４は、図２に示す熱伝導体の使用形態の一例を模式的に示す図である。図１５は、図２に示す熱伝導体の使用形態の一例を模式的に示す図である。
[3] Usage pattern of the heat conductor Next, a usage pattern of the
FIG. 13 is a diagram schematically showing an example of the usage pattern of the heat conductor shown in FIG. FIG. 14 is a diagram schematically showing an example of the usage pattern of the heat conductor shown in FIG. FIG. 15 is a diagram schematically showing an example of the usage pattern of the heat conductor shown in FIG.
熱伝導体１は、例えば、各種の放熱部材や、高温部材と放熱部材とに接触し、高温部材の熱を放熱部材に伝達し、放熱部材から効率よく放熱させるための伝熱部材、加熱されるべき加熱対象物と当該加熱対象物よりも温度の高い高温部材とに接触し、高温部材から熱エネルギーを加熱対象物に伝達し、加熱対象物を効率よく加熱させるための伝熱部材等として用いられる。
The
前述したように、熱伝導体１の形状は、特に限定されず、熱伝導体１の用途等に応じて、例えば、図１に示すようなシート状、図２に示すようなブロック状等にすることができる。
As described above, the shape of the
以下の説明では、熱伝導体１が、発熱体である高温部材の表面の少なくとも一部に接触して用いられる場合について、中心的に説明する。
In the following description, a case where the
高温部材としては、周囲雰囲気よりも高温になるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、コンピューターの中央演算処理装置、画像処理用演算プロセッサ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、スマートフォンのＳｏＣ、組み込み機器のＤＳＰやマイコン、あるいはトランジスタ等の半導体素子、発光ダイオードやエレクトロルミネッセンス、液晶等の発光体といった電子部品が挙げられる。 The high-temperature member is not particularly limited as long as it is hotter than the ambient atmosphere. For example, a central processing unit of a computer, an image processing arithmetic processor, an FPGA, an ASIC, a SoC of a smartphone, and an embedded device. Examples include electronic components such as DSPs, microcomputers, semiconductor elements such as transistors, light emitting diodes, electroluminescence, and light emitters such as liquid crystal.
高温部材としては、その表面の最高温度が４０℃以上２５０℃以下のものが好ましく、５０℃以上２００℃以下のものがより好ましく、６０℃以上１８０℃以下のものがさらに好ましい。 The high temperature member preferably has a maximum surface temperature of 40 ° C. or higher and 250 ° C. or lower, more preferably 50 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, and further preferably 60 ° C. or higher and 180 ° C. or lower.
熱伝導体１がこのような高温部材に適用される場合に、より好適に熱伝導、放熱することができる。
When the
図１３は、シート状の熱伝導体１を中央演算処理装置に適用した場合を示す。発熱体である高温部材としての中央演算処理装置１００と、放熱部材である冷却フィン１１０との間に、シート状の熱伝導体１が配され、熱的に結合されている。
FIG. 13 shows a case where the sheet-shaped
前述したように、熱伝導体１は、熱伝導性に優れる材料で構成されるとともに、柔軟性にも優れ、高温部材及び放熱部材の表面への形状適合性に優れている。したがって、高温部材及び放熱部材の表面に比較的大きな凹凸がある場合等であっても、熱伝導体１は、これらの部材と好適に密着することができ、界面熱抵抗を低く抑え、高温部材から放熱部材への実質的な熱伝導性を優れたものとすることができる。これにより、高温部材を効率よく冷却することができる。
As described above, the
また、熱伝導体１は、図１４に示すように、有底凹部７０を有するものであってもよく、この場合、例えば、有底凹部７０内に、図示しない高温部材を設置して用いることができる。
Further, as shown in FIG. 14, the
有底凹部７０の形成タイミングは、特に限定されない。例えば、有底凹部７０は、熱伝導体１の製造過程において形成されるものであってもよいし、熱伝導体１の製造後において、ユーザー等により形成されるものであってもよい。
The timing of forming the bottomed
図１４に示す構成では、高温部材が設置される有底凹部７０は、その深さ方向が、熱伝導体１の積層方向と一致しているが、有底凹部７０の方向は、これに限定されない。
In the configuration shown in FIG. 14, the depth direction of the bottomed
図１４に示す構成で、適用される高温部材としては、例えば、マイクロモーターや高輝度ＬＥＤユニット、センサー発熱部、ＣＣＤカメラユニット等が挙げられる。 Examples of the high-temperature member to be applied in the configuration shown in FIG. 14 include a micromotor, a high-brightness LED unit, a sensor heating unit, a CCD camera unit, and the like.
熱伝導体１の外表面、特に、熱伝導部１０と接合部２０とが表出している面において、熱伝導体１を、図示しない放熱部材と接触させてもよい。言い換えると、熱伝導体１を、放熱部材としてではなく、高温部材と放熱部材とに接触し、高温部材の熱を放熱部材に伝達し、放熱部材から効率よく放熱させるための伝熱部材として用いてもよい。
これにより、高温部材からの放熱効率をより優れたものとすることができる。
The
As a result, the heat dissipation efficiency from the high temperature member can be made more excellent.
熱伝導体１は、柔軟性に優れているため、有底凹部７０の内面が変形して、有底凹部７０内に設置された高温部材の表面形状により好適に追従し、密着性を十分に担保することができる。
Since the
有底凹部７０の大きさは、特に限定されないが、有底凹部７０に部材が設置されておらず、外力が付与されていない自然状態での有底凹部７０の幅（有底凹部７０が円形の場合にはその直径）は、有底凹部７０に設置される部材の幅よりも小さいものとすることが好ましい。
The size of the bottomed
これにより、熱伝導体１と有底凹部７０に設置される部材との密着性をより優れたものとすることができ、前述した効果がより顕著に発揮される。
As a result, the adhesion between the
なお、有底凹部７０は、スリットであってもよく、特に、有底凹部７０に部材が設置されておらず、外力が付与されていない自然状態においては、実質的に閉塞したものであってもよい。
The bottomed
また、熱伝導体１は、図１５に示すように、孔部８０を有するものであってもよく、この場合、例えば、孔部８０に、高温部材を挿入して用いることができる。図１５では、孔部８０に、高温部材としての管体１３０を挿入して用いる構成を示している。
孔部８０に、高温部材としての管体１３０を挿入して用いることにより、例えば、管体１３０の内部に、高温流体ＨＦが存在する場合、管体１３０を冷却するだけでなく、管体１３０及び熱伝導体１を介して、高温流体ＨＦも効率よく冷却することができる。すなわち、図１５に示す構成では、冷却される高温部材は、管体１３０及び高温流体ＨＦであると言うことができ、さらに言い換えると、熱伝導体１と直接接触しない高温流体ＨＦも、熱伝導体１により効率よく冷却することができる。
Further, as shown in FIG. 15, the
By inserting and using the
孔部８０の形成タイミングは、特に限定されない。例えば、孔部８０は、熱伝導体１の製造過程において形成されるものであってもよいし、熱伝導体１の製造後において、ユーザー等により形成されるものであってもよい。
The formation timing of the
図１５に示す構成では、高温部材が挿入される孔部８０は、熱伝導体１の積層方向と一致するように設けられているが、孔部８０の方向は、これに限定されない。
In the configuration shown in FIG. 15, the
熱伝導体１の外表面、特に、熱伝導部１０と接合部２０とが表出している面において、熱伝導体１を、図示しない放熱部材と接触させてもよい。言い換えると、熱伝導体１を、放熱部材としてではなく、高温部材と放熱部材とに接触し、高温部材の熱を放熱部材に伝達し、放熱部材から効率よく放熱させるための伝熱部材として用いてもよい。
これにより、高温部材からの放熱効率をより優れたものとすることができる。
The
As a result, the heat dissipation efficiency from the high temperature member can be made more excellent.
熱伝導体１は、柔軟性に優れているため、孔部８０の内周面が変形して、孔部８０に通された管体１３０の表面形状により好適に追従し、密着性を十分に担保することができる。
Since the
孔部８０の大きさは、特に限定されないが、孔部８０に部材が挿入されておらず、外力が付与されていない自然状態での孔部８０の幅（孔部８０が円形の場合にはその直径）は、孔部８０に挿入される部材の幅（当該部材が円筒形又は円柱形のものの場合にはその外径）よりも小さいものとすることが好ましい。
The size of the
これにより、熱伝導体１と孔部８０に挿入される部材との密着性をより優れたものとすることができ、前述した効果がより顕著に発揮される。
As a result, the adhesion between the
なお、孔部８０は、スリットであってもよく、特に、孔部８０に部材が挿入されておらず、外力が付与されていない自然状態においては、実質的に閉塞したものであってもよい。
The
以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は、上記のものに限定されるものではない。 Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above.
例えば、上述した説明では、熱伝導体を構成する熱伝導部及び接合部が平面状のものである場合について代表的に説明したが、熱伝導体を構成する熱伝導部、接合部のうちの少なくとも一部は、非平面状をなすもの、例えば、湾曲面状のもの、屈曲面状のもの等であってもよい。 For example, in the above description, the case where the heat conductive portion and the joint portion constituting the heat conductor are planar is typically described, but among the heat conductor portion and the joint portion constituting the heat conductor. At least a part of the surface may be non-planar, for example, a curved surface, a curved surface, or the like.
また、上述した説明では、熱伝導体を平面矩形状とした場合を例に挙げて説明したが、熱伝導体と接触する部材の形状等に応じて、熱伝導体の形状を適宜設定することができる。 Further, in the above description, the case where the heat conductor has a planar rectangular shape has been described as an example, but the shape of the heat conductor should be appropriately set according to the shape of the member in contact with the heat conductor and the like. Can be done.
また、前述した説明では、熱伝導体を構成する各熱伝導部に、孔部が設けられている場合について代表的に説明したが、熱伝導体を構成する複数の熱伝導部のうちの一部については、孔部が設けられていなくてもよい。 Further, in the above description, a case where a hole portion is provided in each heat conductive portion constituting the heat conductor has been typically described, but one of a plurality of heat conductive portions constituting the heat conductor. As for the portion, the hole portion may not be provided.
また、熱伝導部には、前述した孔部に加えて、さらに、熱伝導部の厚さ方向に貫通しない凹部、すなわち、有底凹部が設けられていてもよい。 Further, in addition to the above-mentioned hole portion, the heat conductive portion may be further provided with a recess that does not penetrate in the thickness direction of the heat conductive portion, that is, a bottomed recess.
また、前述した実施形態では、熱伝導体の形状として、表面の平坦性が比較的高いシート状、ブロック状について、代表的に説明したが、熱伝導体は、例えば、表面に段差加工が施されたシート状のものであってもよい。このような熱伝導体は、例えば、複雑な表面形状を有している部材、例えば、ＣＣＤ、ＬＥＤ、小型センサーモジュール等の冷却に適用されるＴＩＭシートとして好適に用いることができる。 Further, in the above-described embodiment, as the shape of the heat conductor, a sheet shape or a block shape having a relatively high surface flatness has been typically described, but the heat conductor has, for example, a stepped surface. It may be in the form of a sheet. Such a heat conductor can be suitably used as, for example, a TIM sheet applied to cooling a member having a complicated surface shape, for example, a CCD, an LED, a small sensor module, or the like.
また、熱伝導体は、前述した熱伝導部、接合部以外の構成を有するものであってもよい。 Further, the heat conductor may have a configuration other than the above-mentioned heat conduction portion and joint portion.
また、本発明の熱伝導体は、上記のような方法で製造されたものに限定されない、例えば、熱伝導体の製造方法においては、前述した工程に加え、他の工程（前処理工程、中間処理工程、後処理工程等）をさらに有していてもよい。 Further, the heat conductor of the present invention is not limited to the one manufactured by the above method. For example, in the method for manufacturing a heat conductor, in addition to the above-mentioned steps, other steps (pretreatment step, intermediate). It may further have a treatment step, a post-treatment step, etc.).
また、熱伝導部形成用シートへの孔部の形成は、熱伝導部形成用シートを原反ロールから引き出した後に行ってもよい。より具体的には、例えば、孔部が形成されていない熱伝導部形成用シートを、原反ロールから引き出した後であって接合部形成用組成物を付与する前のタイミングで、熱伝導部形成用シートに孔部を形成してもよいし、孔部が形成されていない熱伝導部形成用シートに接合部形成用組成物を付与するのと同じタイミングで、熱伝導部形成用シートに孔部を形成してもよい。 Further, the formation of the holes in the heat conductive portion forming sheet may be performed after the heat conductive portion forming sheet is pulled out from the raw fabric roll. More specifically, for example, at the timing after the heat conductive portion forming sheet having no pores formed is pulled out from the raw fabric roll and before the joint portion forming composition is applied, the heat conductive portion is formed. A hole may be formed in the forming sheet, or the heat conductive portion forming sheet may be provided with the joint forming composition at the same timing as the joint forming composition is applied to the heat conductive portion forming sheet in which the hole is not formed. A hole may be formed.
また、上述した説明では、巻回工程と、切開工程と、硬化工程とをこの順で有する方法を用いて熱伝導体を製造する方法について説明したが、例えば、これらの順番を入れ替えた方法や、これらの工程のうち一部を有さない方法、他の工程で置換した方法等により、熱伝導体を製造してもよい。より具体的には、例えば、本発明の熱伝導体は、巻回工程及び切開工程を有する方法の代わりに、接合部形成用組成物が付与された複数枚の熱伝導部形成用シートを重ね合わせて、その後、硬化工程を行う方法を用いて製造されたものであってもよい。 Further, in the above description, a method of manufacturing a thermal conductor by using a method having a winding step, an incision step, and a curing step in this order has been described. , The thermal conductor may be produced by a method having no part of these steps, a method of substituting in another step, or the like. More specifically, for example, in the heat conductor of the present invention, instead of the method having a winding step and an incision step, a plurality of heat conductive portion forming sheets to which a joint forming composition is applied are stacked. In addition, it may be manufactured by using a method of performing a curing step thereafter.
以下、本発明を実施例及び比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、特に温度条件を示していない処理については、２０℃で行った。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.
In addition, the treatment which did not show the temperature condition was performed at 20 degreeC.
各実施例及び各比較例の熱伝導体を以下のようにして製造した。
（実施例１）
まず、熱伝導部形成用シート及び接合部形成用組成物を用意した。
The heat conductors of each Example and each Comparative Example were produced as follows.
(Example 1)
First, a sheet for forming a heat conductive portion and a composition for forming a joint were prepared.
熱伝導部形成用シートとしては、市販の黒鉛シート材に孔部を形成したものを用意した。
本実施例で用いた黒鉛シート材は、厚さが１２７μｍであり、鱗片状黒鉛が、当該黒鉛シート材の厚さ方向に沿うように配向したものであった。また、黒鉛シート材の表面付近では、鱗片状黒鉛が緻密に押し固められた状態となっており、黒鉛シート材の厚さ方向の中心部付近には、比較的多くの空隙部を有するものとなっていた。また、黒鉛シート材の厚さ方向に貫通する空隙部は存在していなかった。また、黒鉛シート材の密度は、１．１ｇ／ｃｍ３であった。また、ＪＩＳ Ｒ ２６１６−２０００に準拠した非定常熱線法により測定された２０℃における黒鉛シート材の面内方向の熱伝導率は、１４０Ｗ／（ｍ・Ｋ）であった。
As the heat conductive portion forming sheet, a commercially available graphite sheet material having holes formed therein was prepared.
The graphite sheet material used in this example had a thickness of 127 μm, and scaly graphite was oriented along the thickness direction of the graphite sheet material. Further, in the vicinity of the surface of the graphite sheet material, the scaly graphite is in a state of being densely compacted, and it is assumed that the graphite sheet material has a relatively large number of voids in the vicinity of the central portion in the thickness direction. It was. In addition, there were no voids penetrating the graphite sheet material in the thickness direction. The density of the graphite sheet material was 1.1 g / cm 3 . The in-plane thermal conductivity of the graphite sheet material at 20 ° C. measured by the transient hot wire method according to JIS R 2616-2000 was 140 W / (m · K).
黒鉛シート材への孔部の形成は以下のようにして行った。すなわち、孔部に相当する複数個の突起が千鳥状の配置で形成されたロール体を、黒鉛シート材の表面に押し当てることにより、黒鉛シート材に複数の孔部を形成した。このようにして形成された孔部は、直径２００μｍの円形状をなすものであり、黒鉛シート材の厚さ方向に貫通していた。隣り合う孔部の中心間距離は７００μｍであった。 The pores were formed in the graphite sheet material as follows. That is, a plurality of pores were formed in the graphite sheet material by pressing a roll body in which a plurality of protrusions corresponding to the holes were formed in a staggered arrangement against the surface of the graphite sheet material. The holes formed in this way have a circular shape with a diameter of 200 μm and penetrate in the thickness direction of the graphite sheet material. The distance between the centers of the adjacent holes was 700 μm.
また、本実施例では、接合部形成用組成物として、無溶媒一液型のエラストマー生地であるセルム・エラストマー（アドバンスト・ソフトマテリアルズ株式会社）を用いた。
本実施例で用いた接合部形成用組成物としてのセルム・エラストマーは、環状分子と、直鎖状の分子構造を有し環状分子を串刺し状に包接する第１のポリマーと、第１のポリマーの両端付近に設けられた封鎖基とを有するポリロタキサン、及び、第２のポリマーを含み、環状分子を介して、ポリロタキサンと第２のポリマーとが結合しているものである。
Further, in this example, CELM Elastomer (Advanced Soft Materials Co., Ltd.), which is a solvent-free one-component elastomer dough, was used as the composition for forming the joint.
The selm elastomer as the bonding portion forming composition used in this example includes a cyclic molecule, a first polymer having a linear molecular structure and encapsulating the cyclic molecule in a skewered manner, and a first polymer. It contains a polyrotaxane having a blocking group provided near both ends of the above and a second polymer, and the polyrotaxane and the second polymer are bonded to each other via a cyclic molecule.
次に、図９に示すような装置を用いて、キスコーターにより、接合部形成用組成物を熱伝導部形成用シートの一方の面側から付与し、その後、接合部形成用組成物が付与された熱伝導部形成用シートを、直径２０ｃｍの巻取りロールに、２ｍ／分の速度で巻き取ることにより、巻回体を得た。熱伝導部形成用シートに付与する接合部形成用組成物は、８０℃に加温した状態とし、粘度が１００００ｍＰａ・ｓとなるように調整した。 Next, using an apparatus as shown in FIG. 9, the joint portion forming composition is applied from one surface side of the heat conductive portion forming sheet by a kiss coater, and then the joint portion forming composition is applied. A wound body was obtained by winding the heat conductive portion forming sheet on a winding roll having a diameter of 20 cm at a speed of 2 m / min. The composition for forming the joint portion to be applied to the sheet for forming the heat conductive portion was heated to 80 ° C. and adjusted to have a viscosity of 10000 mPa · s.
熱伝導部形成用シートに接合部形成用組成物を付与した際に、当該接合部形成用組成物は、孔部の内部に侵入するとともに、孔部を通じて熱伝導部形成用シートの厚さ方向の中心部付近に設けられた空隙部内にも侵入した。 When the composition for forming the joint portion is applied to the sheet for forming the heat conductive portion, the composition for forming the joint portion penetrates into the hole and passes through the hole in the thickness direction of the sheet for forming the heat conductive portion. It also invaded the void provided near the center of the.
また、本実施例で得られた熱伝導体では、熱伝導部と接合部との積層方向から観察した際に、複数の熱伝導部で孔部が重なり合わないように存在していた。 Further, in the heat conductor obtained in this example, when observed from the stacking direction of the heat conductive portion and the joint portion, the pore portions were present so as not to overlap in the plurality of heat conductive portions.
次に、カッターを用いて、巻取りロールの軸方向と平行に切り込みを入れて巻回体を切り開くとともに、巻取りロールから取り外すことにより、切開体を得た。得られた切開体は、自然状態では湾曲している状態であったが、切開体の内周面、すなわち、巻取りロールと接触していた面の曲率は、巻取りロールと接触していたときよりも小さく、切開体は、巻回体よりも平坦性の高いものであった。 Next, using a cutter, a notch was made in parallel with the axial direction of the take-up roll to open the winding body, and the wound body was removed from the take-up roll to obtain an incised body. The obtained incision was in a curved state in the natural state, but the curvature of the inner peripheral surface of the incision, that is, the surface that was in contact with the take-up roll, was in contact with the take-up roll. Smaller than usual, the incision was flatter than the wound body.
次に、得られた切開体を２枚の平板の間に挟み、２０ＭＰａで押圧した。このとき、巻回体の外周面に相当する部位全体が一方の平板に接触するようにして、巻回体の内周面に相当する部位全体が他方の平板に接触するようにした。 Next, the obtained incised body was sandwiched between two flat plates and pressed at 20 MPa. At this time, the entire portion corresponding to the outer peripheral surface of the wound body was brought into contact with one flat plate, and the entire portion corresponding to the inner peripheral surface of the wound body was brought into contact with the other flat plate.
次に、この状態で、切開体を押圧した状態で、１７０℃で３時間の加熱処理を行い、接合部形成用組成物を構成する硬化性樹脂材料を硬化させて、熱伝導体を得た。このようにして得られた熱伝導体は、加圧状態から解放した後も、平板と接触していた２つの面は、いずれも平坦面で、これらの面は平行になっていた。 Next, in this state, while the incised body was pressed, heat treatment was performed at 170 ° C. for 3 hours to cure the curable resin material constituting the joint forming composition to obtain a thermal conductor. .. Even after the heat conductor thus obtained was released from the pressurized state, the two surfaces that were in contact with the flat plate were both flat surfaces, and these surfaces were parallel to each other.
次に、熱伝導体を積層方向に沿って１．０ｍｍの厚さに切断した後、４．０ｃｍ角の正方形状に切断し、さらに両主面を紙やすりで研磨することにより、図１に示すようなシート状の熱伝導体を得た。 Next, the heat conductor was cut to a thickness of 1.0 mm along the stacking direction, then cut into a square shape of 4.0 cm square, and both main surfaces were sanded to obtain FIG. A sheet-shaped thermal conductor as shown was obtained.
このようにして得られたシート状の熱伝導体は、図１に示すように、複数の熱伝導部と接合部とが交互に配置されたものであり、両主面において、熱伝導部及び接合部が表出したものであった。そして、熱伝導部は、鱗片状をなす黒鉛で構成され、接合部は、柔軟性を有する樹脂材料で構成されたものであった。熱伝導部において、黒鉛はその厚さ方向が、前記熱伝導部の厚さ方向に沿うように配向していた。 As shown in FIG. 1, the sheet-shaped heat conductor thus obtained has a plurality of heat conductive parts and joints arranged alternately, and the heat conductive parts and the heat conductive parts are arranged on both main surfaces. The joint was exposed. The heat conductive portion was made of scaly graphite, and the joint part was made of a flexible resin material. In the heat conductive portion, the thickness direction of graphite was oriented along the thickness direction of the heat conductive portion.
熱伝導体において、熱伝導部形成用シートにより得られた熱伝導部の厚さは１２７μｍであり、樹脂材料で構成された接合部の厚さは３０μｍであった。また、熱伝導体の両主面の表面粗さＲａは１．５μｍであった。 In the heat conductor, the thickness of the heat conductive portion obtained by the sheet for forming the heat conductive portion was 127 μm, and the thickness of the joint made of the resin material was 30 μm. The surface roughness Ra of both main surfaces of the heat conductor was 1.5 μm.
（実施例２）
接合部形成用組成物として、前述したセルム・エラストマーと金属粒子である鉄粒子との混合物を用いた以外は、前記実施例１と同様にしてシート状の熱伝導体を製造した。接合部形成用組成物としては、接合部中における金属粒子の含有率が２０体積％となるように、セルム・エラストマーと鉄粒子とを混合した混合物を用いた。
(Example 2)
A sheet-shaped thermal conductor was produced in the same manner as in Example 1 except that a mixture of the above-mentioned CELM elastomer and iron particles which are metal particles was used as the composition for forming the joint. As the composition for forming the joint, a mixture of CELM elastomer and iron particles was used so that the content of the metal particles in the joint was 20% by volume.
金属粒子としては、Ｆｅ（ＣＯ）５を熱分解することにより製造された鉄粒子を用いた。この鉄粒子は、形状係数ＳＦ−２が１１０である真球状をなすものであり、その平均粒子径は３μｍであった。 As the metal particles, iron particles produced by thermally decomposing Fe (CO) 5 were used. The iron particles had a spherical shape with a shape coefficient SF-2 of 110, and the average particle size was 3 μm.
（実施例３〜８）
熱伝導部及び接合部の条件を表１に示すように変更した以外は、前記実施例１と同様にしてシート状の熱伝導体を製造した。
(Examples 3 to 8)
A sheet-shaped heat conductor was produced in the same manner as in Example 1 except that the conditions of the heat conductor and the joint were changed as shown in Table 1.
（実施例９）
黒鉛シートの代わりに、金属材料からなる金属シート材を用いた以外は、前記実施例１と同様にしてシート状の熱伝導体を製造した。
(Example 9)
A sheet-shaped thermal conductor was produced in the same manner as in Example 1 above, except that a metal sheet material made of a metal material was used instead of the graphite sheet.
前記金属シート材としては、厚さ６０μｍのアルミニウム箔を用いた。また、ＪＩＳ Ｒ ２６１６−２０００に準拠した非定常熱線法により測定された２０℃における熱アルミニウム箔の面内方向の熱伝導率は、２０４Ｗ／（ｍ・Ｋ）であった。 As the metal sheet material, an aluminum foil having a thickness of 60 μm was used. The in-plane thermal conductivity of the thermal aluminum foil at 20 ° C. measured by the transient hot wire method according to JIS R 2616-2000 was 204 W / (m · K).
（実施例１０）
接合部形成用組成物として、前述したセルム・エラストマーと金属粒子である鉄粒子との混合物を用いた以外は、前記実施例９と同様にしてシート状の熱伝導体を製造した。接合部形成用組成物としては、接合部中における金属粒子の含有率が２０体積％となるように、セルム・エラストマーと鉄粒子とを混合した混合物を用いた。
(Example 10)
A sheet-shaped thermal conductor was produced in the same manner as in Example 9 except that a mixture of the above-mentioned CELM elastomer and iron particles which are metal particles was used as the composition for forming the joint. As the composition for forming the joint, a mixture of CELM elastomer and iron particles was used so that the content of the metal particles in the joint was 20% by volume.
金属粒子としては、Ｆｅ（ＣＯ）５を熱分解することにより製造された鉄粒子を用いた。この鉄粒子は、形状係数ＳＦ−２が１１０である真球状をなすものであり、その平均粒子径は３μｍであった。 As the metal particles, iron particles produced by thermally decomposing Fe (CO) 5 were used. The iron particles had a spherical shape with a shape coefficient SF-2 of 110, and the average particle size was 3 μm.
（実施例１１、１２）
熱伝導部及び接合部の条件を表１に示すように変更した以外は、前記実施例９と同様にしてシート状の熱伝導体を製造した。
(Examples 11 and 12)
A sheet-shaped heat conductor was produced in the same manner as in Example 9 except that the conditions of the heat conductor and the joint were changed as shown in Table 1.
（比較例１）
熱伝導部形成用シートとして、孔部が形成されていない市販の黒鉛シート材をそのまま用いた以外は、前記実施例１と同様にしてシート状の熱伝導体を製造した。
このようにして製造された熱伝導体は、熱伝導部に孔部を有さないものであった。
(Comparative Example 1)
A sheet-shaped heat conductor was produced in the same manner as in Example 1 above, except that a commercially available graphite sheet material having no pores formed was used as it was as the heat conductor forming sheet.
The heat conductor produced in this way did not have a hole in the heat conductive portion.
（比較例２）
熱伝導部形成用シートとして、孔部が形成されていない市販の黒鉛シート材をそのまま用い、切開工程の前に硬化工程を行った以外は、前記実施例２と同様にしてシート状の熱伝導体を製造した。
すなわち、巻回体を切開して巻取りロールから取り外す前に、巻回体に対し１７０℃で３時間の加熱処理を行い、接合部形成用組成物を構成する硬化性樹脂材料を硬化させ、その後、カッターを用いて、硬化性樹脂材料が硬化した巻回体に対し、巻取りロールの軸方向と平行に切り込みを入れて、当該巻回体を切り開くとともに、巻取りロールから取り外して、熱伝導体としての切開体を得た。
(Comparative Example 2)
As the heat conduction portion forming sheet, a commercially available graphite sheet material having no pores formed is used as it is, and a sheet-like heat conduction is carried out in the same manner as in Example 2 except that the curing step is performed before the incision step. Manufactured the body.
That is, before the wound body is cut open and removed from the winding roll, the wound body is heat-treated at 170 ° C. for 3 hours to cure the curable resin material constituting the joint forming composition. Then, using a cutter, a notch is made in the winding body in which the curable resin material is cured in parallel with the axial direction of the winding roll, the winding body is cut open, and the winding body is removed from the winding roll to heat. An incision was obtained as a conductor.
次に、得られた切開体を２枚の平板の間に挟み、４０ＭＰａで押圧して、切開体の平坦化を試みたところ、熱伝導部形成用シートで構成された部位と接合部形成用組成物の硬化物で構成された部位との間での剥離や、接合部形成用組成物の硬化物で構成された部位の内部破壊が生じ、接合部を介した隣り合う熱伝導部同士の密着状態を維持することができなかった。 Next, when the obtained incised body was sandwiched between two flat plates and pressed at 40 MPa to try to flatten the incised body, a portion composed of a heat conductive portion forming sheet and a joint portion were formed. Peeling from the part composed of the cured product of the composition and internal destruction of the part composed of the cured product of the composition for forming the joint occur, and the adjacent heat conductive parts are connected to each other via the joint. The close contact state could not be maintained.
このような熱伝導体では、加圧状態から解放すると、平板と接触していた２つの面は、平坦状態を維持することができず、比較的大きな曲率で湾曲してしまった。 In such a heat conductor, when released from the pressurized state, the two surfaces in contact with the flat plate could not maintain the flat state and were curved with a relatively large curvature.
（比較例３）
本比較例では、前記実施例１で用いた熱伝導部形成用シートを、そのままシート状の熱伝導体とした。
すなわち、本比較例の熱伝導体は、接合部を有さないものであった。
(Comparative Example 3)
In this comparative example, the heat conductive portion forming sheet used in Example 1 was used as it is as a sheet-shaped heat conductor.
That is, the heat conductor of this comparative example did not have a joint.
前記各実施例及び各比較例の熱伝導体の構成を表１にまとめて示す。 Table 1 summarizes the configurations of the heat conductors of each of the above-mentioned Examples and Comparative Examples.
上記のようにして得られたシート状の熱伝導体を用いて以下の評価を行った。
まず、市販のパーソナルコンピューター（富士通社製、ＦＭＶＤ１３００２）のマザーボード上の中央演算処理装置上に、グリスを介して固定された冷却フィンを取り外し、中央演算処理装置上のグリスを丁寧に拭き取った。
The following evaluation was performed using the sheet-shaped heat conductor obtained as described above.
First, the cooling fins fixed via grease were removed from the central processing unit on the motherboard of a commercially available personal computer (FMVD1302 manufactured by Fujitsu Limited), and the grease on the central processing unit was carefully wiped off.
次に、中央演算処理装置上に、その大きさに切り取った前記実施例１に係るシート状の熱伝導体を設置し、当該熱伝導体に冷却フィンを固定し直した。 Next, the sheet-shaped heat conductor according to the first embodiment cut out to the size was installed on the central processing unit, and the cooling fins were refixed to the heat conductor.
その後、２０℃に温度管理された室内で、パーソナルコンピューターを起動し、所定の処理を行わせた際の中央演算処理装置の温度を、Ｓｐｅｃｃｙ（Ｐｉｒｉｆｏｒｍ Ｌｔｄ社製）により測定した。 Then, in a room whose temperature was controlled to 20 ° C., a personal computer was started, and the temperature of the central processing unit when a predetermined process was performed was measured by Speccy (manufactured by Piriform Ltd).
前記実施例２〜１２及び各比較例に係るシート状の熱伝導体についても同様の測定を行った。
上記測定を行った際の、前記所定の処理を開始してから３０分後の中央演算処理装置の温度を、以下の基準に従い評価した。ＣＰＵコアの温度が低いほど、熱伝導体の実質的な熱伝導性に優れていると言える。
Ａ：中央演算処理装置の温度が３５℃未満である。
Ｂ：中央演算処理装置の温度が３５℃以上４５℃未満である。
Ｃ：中央演算処理装置の温度が４５℃以上５５℃未満である。
Ｄ：中央演算処理装置の温度が５５℃以上６５℃未満である。
Ｅ：中央演算処理装置の温度が６５℃以上７５℃未満である。
Ｆ：中央演算処理装置の温度が７５℃以上である。
Similar measurements were performed on the sheet-shaped thermal conductors according to Examples 2 to 12 and each Comparative Example.
When the above measurement was performed, the temperature of the
A: The temperature of the central processing unit is less than 35 ° C.
B: The temperature of the central processing unit is 35 ° C. or higher and lower than 45 ° C.
C: The temperature of the central processing unit is 45 ° C. or higher and lower than 55 ° C.
D: The temperature of the central processing unit is 55 ° C. or higher and lower than 65 ° C.
E: The temperature of the central processing unit is 65 ° C. or higher and lower than 75 ° C.
F: The temperature of the central processing unit is 75 ° C. or higher.
これらの結果を表２に示す。 These results are shown in Table 2.
表２から明らかなように、各実施例に係る熱伝導体、すなわち、本発明に係る熱伝導体は、いずれも、実質的な熱伝導性に優れていた。これに対し、各比較例に係る熱伝導体では満足のいく結果が得られなかった。これは、以下のような理由によると考えられる。 As is clear from Table 2, the heat conductors according to each example, that is, the heat conductors according to the present invention, were all excellent in substantial heat conductivity. On the other hand, satisfactory results were not obtained with the heat conductors according to each comparative example. This is considered to be due to the following reasons.
すなわち、各実施例に係る熱伝導体、すなわち、本発明に係る熱伝導体では、熱伝導性が比較的低い成分である樹脂材料を含んでいるものの、熱伝導性に優れた材料で構成された複数の熱伝導部とともに、各熱伝導部を接合する柔軟性に優れ、熱伝導部との密着性に優れた接合部を有しているため、熱伝導体が適用される高温部材等の部材に対する密着性を非常に優れたものとすることができ、熱伝導体全体としての実質的な熱伝導性を優れたものとすることができている。特に、熱伝導部には、熱伝導部と接合部との積層方向について、一方の面から他方の面に貫通する孔部が設けられており、孔部内に接合部を構成する樹脂材料が侵入していることにより、熱伝導部と接合部との間での剥離や密着性の低下等が効果的に防止されており、熱伝導部と接合部との密着性、接合部を介した隣り合う熱伝導部の密着性を優れたものとすることができ、確実に、実質的な熱伝導性を優れたものとすることができている。これに対し、比較例１、２に係る熱伝導体は、本発明に係る熱伝導体と同様に、複数の熱伝導部とともに、各熱伝導部を接合する接合部を有しているものの、熱伝導部に上記のような孔部が設けられていないため、熱伝導部と接合部との間での剥離や密着性の低下等により、前述したような優れた効果が得られていない。また、比較例３に係る熱伝導体は、非常に熱伝導性が高い材料のみで構成されたものであり、理論的な熱伝導率は高いものであるが、柔軟性に優れた接合部を有していないため、熱伝導体が適用される高温部材等の部材に対する密着性が低く、界面熱抵抗が大きくなり、熱伝導体全体としての実質的な熱伝導性を十分に優れたものとすることができていない。 That is, the thermal conductor according to each embodiment, that is, the thermal conductor according to the present invention, is composed of a material having excellent thermal conductivity, although it contains a resin material which is a component having relatively low thermal conductivity. In addition to the plurality of heat conductive parts, it has excellent flexibility to join each heat conductive part and has excellent adhesion to the heat conductive part, so that the high temperature member to which the heat conductor is applied, etc. The adhesion to the member can be made very excellent, and the substantial thermal conductivity of the heat conductor as a whole can be made excellent. In particular, the heat conductive portion is provided with a hole portion penetrating from one surface to the other surface in the stacking direction between the heat conductive portion and the joint portion, and the resin material constituting the joint portion penetrates into the hole portion. By doing so, peeling and deterioration of adhesion between the heat conductive portion and the joint portion are effectively prevented, and the adhesiveness between the heat conductive portion and the joint portion and the adjacent portion via the joint portion are effectively prevented. The adhesion of the matching heat conductive portions can be made excellent, and the substantial heat conductivity can be surely made excellent. On the other hand, although the heat conductors according to Comparative Examples 1 and 2 have a plurality of heat conductors and a joint for joining the heat conductors, like the heat conductor according to the present invention, Since the heat conductive portion is not provided with the above-mentioned holes, the above-mentioned excellent effects are not obtained due to peeling between the heat conductive portion and the joint portion, deterioration of adhesion, and the like. Further, the thermal conductor according to Comparative Example 3 is composed of only a material having extremely high thermal conductivity, and has a high theoretical thermal conductivity, but has a joint portion having excellent flexibility. Since it does not have, the adhesion to members such as high temperature members to which the thermal conductor is applied is low, the interfacial thermal resistance is large, and the substantial thermal conductivity of the entire thermal conductor is sufficiently excellent. I haven't been able to.
１ ：熱伝導体
１０ ：熱伝導部
１０’ ：熱伝導部形成用シート
１１ ：孔部
２０ ：接合部
２０’ ：接合部形成用組成物
２１ ：樹脂材料
２１’ ：硬化性樹脂材料
３０ ：巻回体
４０ ：切開体
５０ ：ポリロタキサン
５１ ：環状分子
５２ ：第１のポリマー
５３ ：封鎖基
６０ ：第２のポリマー
７０ ：有底凹部
８０ ：孔部
９０ ：平板
１００ ：中央演算処理装置
１１０ ：冷却フィン
１３０ ：管体
ＦＧ ：鱗片状黒鉛
ＨＦ ：高温流体
Ｍ１０ ：キスコーター
Ｍ１１ ：塗工ロール
Ｍ１２ ：液受けパン
Ｍ１３ ：スキージー
Ｍ１４ ：ガイドロール
Ｒ１ ：原反ロール
Ｒ２ ：巻取ロール
ｔ１０ ：厚さ
ｔ２０ ：厚さ
Ｔ１ ：厚さ
Ｔ３ ：厚さ
1: Thermal conductor 10: Thermal
Claims (13)
柔軟性を有する樹脂材料を含む材料で構成され、前記各熱伝導部を接合する接合部とを備え、
前記熱伝導部には、前記熱伝導部と前記接合部との積層方向について、一方の面から他方の面に貫通する孔部が設けられており、
前記孔部の少なくとも一部には前記樹脂材料が侵入していることを特徴とする熱伝導体。 With multiple heat conductors
It is made of a material including a flexible resin material, and includes a joint portion for joining each of the heat conductive portions.
The heat conductive portion is provided with a hole portion that penetrates from one surface to the other surface in the stacking direction between the heat conductive portion and the joint portion.
A thermal conductor characterized in that the resin material has penetrated into at least a part of the pores.
当該熱伝導部の面内方向での隣り合う前記孔部の間隔が３００μｍ以上１０００μｍ以下である請求項１〜７のいずれか一項に記載の熱伝導体。 A plurality of the holes are provided in the single heat conductive portion, and the holes are provided.
The heat conductor according to any one of claims 1 to 7, wherein the distance between the adjacent holes in the in-plane direction of the heat conductive portion is 300 μm or more and 1000 μm or less.
The resin material has a cyclic molecule, a first polymer having a linear molecular structure and encapsulating the cyclic molecule in a skewered manner, and a sealing group provided near both ends of the first polymer. The heat conduction according to any one of claims 1 to 12, which comprises a polyrotaxane and a second polymer, and the polyrotaxane and the second polymer are bonded to each other via the cyclic molecule. body.
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