JP2022092603A - 導電性及び熱伝導性ガスケット - Google Patents
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Abstract
Description
電子装置は、一般に構成要素の間に位置付けられた1つ又は複数のガスケットを含む。ガスケットは、フォームコアの周りに巻き付けられた導電性繊維を備えたフォームコアを含んでもよい。
導電性及び熱伝導性ガスケットは、複数の側面を含む弾性コアと、弾性コアの複数の側面の少なくとも2つの側面に沿って配置されたヒートスプレッダと、ヒートスプレッダの一部が弾性コアと導電層との間にあるように、ヒートスプレッダの少なくとも一部に沿って配置され、且つ/又は、ヒートスプレッダの少なくとも一部を覆う導電層とを含む。ガスケットは、第1の表面と第2の表面との間に位置付け可能であり且つ/又は圧縮可能であり、それによって第1の表面と第2の表面との間に導電経路及び熱伝導経路を画定する。
図面におけるいくつかの図にわたって、対応する参照番号は対応する(ただし必ずしも同一とは限らない)部分を示し得る。
本明細書に認識されたように、従来の導電性フォーム及びファブリックオーバフォーム(FOF:fabric-over-foam)ガスケットは、比較的乏しい熱転写性能を有する傾向がある。しかし多くの場合、装置構成要素の表面の間に位置付けられたガスケットは、良好な熱伝導性及び導電性の特徴を示す一方で、圧縮可能で弾性であることが望ましい。本明細書に認識されたように、これらの特徴は、ガスケットの弾性コアの一部(若しくは全て)に沿ってヒートスプレッダを置くこと(例えば巻き付けること、その他)、及び導電層又は材料をヒートスプレッダの一部(若しくは全て)に沿って置くこと(例えば巻き付けること、その他)によって達成され得る。
・図5及び11に示されたように、約40%~約70%の範囲内の最高圧縮比、及び/又は
・図6に示されたように、約0%の圧縮~約70%の圧縮の範囲内の圧縮比に対して0.04オーム未満のZ軸の電気抵抗、及び/又は
・図7に示されたように、圧縮比50%において30メガヘルツ(MHz)~18ギガヘルツの範囲内の周波数に対して60デシベルを超える遮蔽有効度(I.A.W MIL-DTL-83528C(修正版)による)、及び/又は
・図8に示されたように、圧縮比25%、幅5mmのガスケット、長さ25mmのガスケット、及び高さ10mm以下のガスケットにおいて8cm2℃/W未満の熱抵抗、及び/又は
・図9に示されたように、圧縮比25%、幅5mmのガスケット、長さ25mmのガスケット、及び高さ1mm以上のガスケットにおいて2W/mKを超える熱伝導率、及び/又は
・図10に示されたように、高さ10ミリメートル以下のガスケットに対して約15%~75%の範囲内の圧縮比において8cm2℃/W未満の熱抵抗、及び/又は
・図11に示されたように、高さ10ミリメートル以下のガスケットに対して約5%の圧縮~70%の圧縮の範囲内の圧縮比に対して0.01オーム未満のZ軸の電気抵抗。
接着剤424は、約1ミクロン~約10ミクロンの範囲内の厚さを有する感圧接着剤層を備えてもよい。例えば感圧接着剤層は約3ミクロンの厚さであってもよい。
フォームコア402は、シリコンフォームコア(例えば125℃、その他に対する)、ポリウレタンフォーム、他のフォーム、他の弾性材料、その他を備えてもよい。例えばフォームコア402は、約0.5mm~約60mmの範囲内の厚さを有するシリコン又はポリウレタンフォームを備えてもよい。
・EMI接地のための導電性
・高い偏差
・反復可能な圧縮及び回復の循環
・接合面の間の良好な熱伝導性
・軽量
・低力の熱伝導性
・耐摩耗性外部
・高容量の製造のしやすさ
・環境基準要件を満たす
・UL V0の可燃性定格
・摺動連結部に圧縮可能な熱伝導性を提供する。挿入用途に理想的
・EMI遮蔽と熱管理を1つにまとめる機能
・従来の熱パテ、ゲル、又はグリースを分離するはずである、高速運動場所への熱伝導接触を確実にする
・感圧適用に対して従来の熱伝導性パッドより低い力を供給する
・電子機器の改善した信頼性能
・RoHS及びREACHを含む環境に優しい解決策を満たす
・7日で125℃における2%未満の圧縮歪
・23℃で60%の相対湿度における12ヶ月の品質保持期間
例示的な実施形態は、本開示が十分であり、当業者に範囲を完全に伝えるように提供される。本開示の実施形態の完全な理解を提供するために、特定の構成要素、デバイス、及び方法の例など、多数の特定の詳細が示されている。特定の詳細を使用する必要がないこと、例示的な実施形態は多くの異なる形態で具体化することができること、及びどちらも本開示の範囲を制限すると解釈されるべきではないことは当業者には明らかであろう。いくつかの例示的な実施形態では、周知のプロセス、周知のデバイス構造、及び周知の技術は詳細に説明されていない。さらに、本開示の1つ又は複数の例示的な実施形態で達成され得る利点及び改善は、例示のみを目的として提供され、本開示の例示的な実施形態は、上記の利点及び改善のすべてを提供するか、又はまったく提供せず、かつ依然として本開示の範囲内にあるため、本開示の範囲を限定しない。
102 弾性コア
104 ヒートスプレッダ
106 導電層
108 側面
110 側面
112 側面
114 側面
116 側面
118 側面
200 装置
202 構成要素
204 構成要素
206 隙間
300 ガスケット
302 弾性コア
304 ヒートスプレッダ
306 導電層
324 接着剤
328 テープ
332 接着剤
336 接着剤
400 ガスケット
402 シリコンフォームコア
404 黒鉛層
406 銅層
424 接着剤
428 PETテープ
432 接着剤
436 導電性PSA
Claims (23)
- 複数の側面を含む弾性コアと、
前記弾性コアの前記複数の側面の少なくとも2つの側面に沿って配置されたヒートスプレッダと、
導電層であって、前記ヒートスプレッダの一部が前記弾性コアと前記導電層との間にあるように、前記ヒートスプレッダの少なくとも一部の上に配置され、且つ、前記ヒートスプレッダの前記少なくとも一部を覆う、導電層と、
を備え、
第1の表面と第2の表面との間に位置付けることができ且つ/又は圧縮可能であり、それによって前記第1の表面と前記第2の表面との間に導電経路及び熱伝導経路を画定する、
導電性及び熱伝導性ガスケット。 - 前記ヒートスプレッダは、前記弾性コアの周囲を画定する前記弾性コアの前記複数の側面の周りに巻き付けられた可撓性黒鉛シートを備え、
前記導電層は、前記可撓性黒鉛シートの周囲を画定する前記可撓性黒鉛シートの複数の側面の周りに巻き付けられた銅箔を備え、それによって前記銅箔は前記可撓性黒鉛シートを覆う、
請求項1に記載の導電性及び熱伝導性ガスケット。 - 前記ヒートスプレッダは、前記弾性コアの周囲を画定する前記弾性コアの前記複数の側面の周りに配置された黒鉛シートを備え、
前記導電層は、前記黒鉛シートの周囲を画定する前記黒鉛シートの複数の側面の周りに配置された銅箔を備える、
請求項1に記載の導電性及び熱伝導性ガスケット。 - 前記ヒートスプレッダは黒鉛を備え、
前記導電層は銅を備える、
請求項1に記載の導電性及び熱伝導性ガスケット。 - 前記ガスケットは、前記導電層で積層された前記ヒートスプレッダを含む積層を備え、
前記弾性コアの前記複数の側面の周りに巻き付けられた前記積層は、前記弾性コアの周囲を画定する、
請求項1~4のいずれか一項に記載の導電性及び熱伝導性ガスケット。 - 前記ヒートスプレッダは黒鉛シートを備え、
前記導電層は銅箔を備え、
前記ガスケットは、前記銅箔で積層された前記黒鉛シートを含む積層を備え、
前記弾性コアの前記複数の側面の周りに巻き付けられた前記積層は、前記弾性コアの周囲を画定する、
請求項1に記載の導電性及び熱伝導性ガスケット。 - 前記積層は、前記ヒートスプレッダと前記導電層との間に、及び/又は、前記ヒートスプレッダと前記導電層を接着結合する、感圧接着剤を含み、
前記ガスケットは、前記積層と前記弾性コアとの間に、及び/又は、前記積層と前記弾性コアを結合する、接着剤を含む、
請求項5又は6に記載の導電性及び熱伝導性ガスケット。 - 前記ガスケットは、
前記導電層と前記ヒートスプレッダとの間に、及び/又は、前記導電層と前記ヒートスプレッダを接着結合する、感圧接着剤と、
前記ヒートスプレッダに沿った、ポリエチレンテレフタレートフィルム及び接着剤と、
前記ポリエチレンテレフタレートフィルムと前記弾性コアとの間に、及び/又は、前記ポリエチレンテレフタレートフィルムと前記弾性コアを接着結合する、接着剤とを含む、
請求項1~7のいずれか一項に記載の導電性及び熱伝導性ガスケット。 - 前記ガスケットは、前記ガスケットを前記第2の表面に接着結合するために、前記ガスケットの外部に沿って導電性及び熱伝導性感圧接着剤を含む、
請求項1~8のいずれか一項に記載の導電性及び熱伝導性ガスケット。 - 前記ヒートスプレッダは、天然黒鉛シート及び/又は合成黒鉛シートを備え、
前記導電層は銅箔を備え、
前記弾性コアは、シリコンフォーム又はポリウレタンフォームを備える、
請求項1~9のいずれか一項に記載の導電性及び熱伝導性ガスケット。 - 前記ヒートスプレッダは、前記弾性コアの周囲を画定する前記弾性コアの前記複数の側面の周りに配置され、
前記導電層は、前記ヒートスプレッダの周囲を画定する前記ヒートスプレッダの複数の側面の周りに配置される、
請求項1~10のいずれか一項に記載の導電性及び熱伝導性ガスケット。 - 前記導電層は、前記ヒートスプレッダより高い熱伝導性を有し、
前記導電層は、板厚方向に前記ヒートスプレッダより高い熱伝導性を有し、
前記ヒートスプレッダは、前記導電層より高い面内熱伝導性を有する、
請求項1~11のいずれか一項に記載の導電性及び熱伝導性ガスケット。 - 前記導電層は、機械的強度、耐摩耗性、及び、前記導電層によって覆われた前記ヒートスプレッダの前記一部の保護、を提供するように構成される、
請求項1~12のいずれか一項に記載の導電性及び熱伝導性ガスケット。 - 前記導電層は銅層を備え、
前記ヒートスプレッダは黒鉛を備え、
前記銅層は、黒鉛が前記銅層によって覆われた前記ヒートスプレッダの前記一部から剥がれる又は折れるのを抑制するように構成される、
請求項13に記載の導電性及び熱伝導性ガスケット。 - 組み合わせられた前記弾性コア、前記ヒートスプレッダ、及び前記導電層は、最高900百万分率以下の塩素、最高900百万分率以下の臭素、及び、前記ガスケットがハロゲンフリーとして画定されるように最高1,500百万分率以下の総ハロゲンを有し、
前記ガスケットは、米国保険業者安全試験所(UL:Underwriter’s Laboratories)の規格第94号に基づいてV-0の可燃性定格を有する、
請求項1~14のいずれか一項に記載の導電性及び熱伝導性ガスケット。 - 前記ガスケットは、
約40%~約70%の範囲内の最高圧縮比と、
50%の圧縮比において30メガヘルツ~18ギガヘルツの範囲内の周波数に対して60デシベルを超える遮蔽有効度と、
25%の圧縮比及び高さ1ミリメートル以上のガスケットにおいて2W/mKを超える熱伝導率と、
を有するように構成される、
請求項1~15のいずれか一項に記載の導電性及び熱伝導性ガスケット。 - 前記ガスケットは、
約0%の圧縮~約70%の圧縮の範囲内の圧縮比に対して0.04オーム未満のZ軸の電気抵抗と、
高さ10ミリメートル以下のガスケットに対して約5%の圧縮~約70%の圧縮の範囲内の圧縮比に対して0.01オーム未満のZ軸の電気抵抗と、
圧縮比25%及び高さ10ミリメートル以下のガスケットにおける8cm2℃/W未満の熱抵抗と、
高さ10ミリメートル以下のガスケットに対して約15%~75%の範囲内の圧縮比における8cm2℃/W未満の熱抵抗と、
を有するように構成される、
請求項1~16のいずれか一項に記載の導電性及び熱伝導性ガスケット。 - 前記ガスケットは、その元の(圧縮されていない)状態の約15%~60%に圧縮可能に構成され、 及び/又は
前記ガスケットは、前記ガスケットがその元の(圧縮されていない)状態の25%未満に圧縮されると、前記ガスケットがその元の(圧縮されていない)状態の90%~100%に回復するように圧縮可能に構成される、
請求項1~17のいずれか一項に記載の導電性及び熱伝導性ガスケット。 - 前記ヒートスプレッダは、前記弾性コアの周囲を画定する前記弾性コアの前記複数の側面の周りに配置された天然及び/又は合成黒鉛シートを備え、
前記導電層は、前記黒鉛シートの周囲を画定する前記黒鉛シートの複数の側面の周りに配置された銅箔を備え、前記銅箔は、黒鉛が前記銅箔によって覆われた前記天然及び/又は合成黒鉛シートの前記一部から剥がれる又は折れるのを抑制するように構成され、
前記弾性コアは、シリコンフォーム又はポリウレタンフォームを備え、
感圧接着剤は、前記導電層と前記ヒートスプレッダとの間にあり、及び/又は、前記導電層と前記ヒートスプレッダを接着結合し、
ポリウレタンテレフタレートフィルム及び接着剤は、前記ヒートスプレッダに沿い、
接着剤は、前記ポリウレタンテレフタレートフィルムと前記弾性コアとの間にあり、及び/又は、前記ポリウレタンテレフタレートフィルムと前記弾性コアを接着結合し、
導電性及び熱伝導性感圧接着剤は、前記ガスケットを前記第2の表面に接着結合するために前記ガスケットの外部に沿い、
組み合わせられた前記弾性コア、前記ヒートスプレッダ、及び前記導電層は、最高900百万分率以下の塩素、最高900百万分率以下の臭素、及び、前記ガスケットがハロゲンフリーとして画定されるように最高1,500百万分率以下の総ハロゲンを有し、
前記ガスケットは、米国保険業者安全試験所(UL:Underwriter’s Laboratories)の規格第94号に基づいてV-0の可燃性定格を有する、
請求項1に記載の導電性及び熱伝導性ガスケット。 - 前記ガスケットは、
約40%~約70%の範囲内の最高圧縮比と、
圧縮比50%において30メガヘルツ~18ギガヘルツの範囲内の周波数に対して60デシベルを超える遮蔽有効度と、
圧縮比25%及び高さ1ミリメートル以上のガスケットにおいて2W/mKを超える熱伝導率と、
約0%の圧縮~約70%の圧縮の範囲内の圧縮比に対して0.04オーム未満のZ軸の電気抵抗と、
高さ10ミリメートル以下のガスケットに対して約5%の圧縮~約70%の圧縮の範囲内の圧縮比に対して0.01オーム未満のZ軸の電気抵抗と、
圧縮比25%及び高さ10ミリメートル以下のガスケットにおける8cm2℃/W未満の熱抵抗と、
高さ10ミリメートル以下のガスケットに対して約15%~75%の範囲内の圧縮比における8cm2℃/W未満の熱抵抗と、
を有するように構成され、
前記ガスケットは、前記ガスケットがその元の(圧縮されていない)状態の25%未満に圧縮されると、前記ガスケットがその元の(圧縮されていない)状態の90%~100%に回復するように、その元の(圧縮されていない)状態の約15%~60%に圧縮可能に構成される、
請求項19に記載の導電性及び熱伝導性ガスケット。 - 前記導電層が、導電性箔、金属化プラスチック、及び/又は導電性繊維を含む、
請求項1に記載の導電性及び熱伝導性ガスケット。 - 前記導電層が、
ニッケル銅メッキナイロン、又は、金属メッキ及び/又は金属メッキポリイミド繊維を含む、金属化及び/又は金属メッキ繊維、
及び/又は、
高分子に積層した金属箔を含むポリ箔、
を含む、請求項1に記載の導電性及び熱伝導性ガスケット。 - 前記第1の表面及び前記第2の表面を含む装置であって、
前記第1の表面と前記第2の表面とは、請求項1~11,19~22のいずれか一項に記載の前記ガスケットが位置付けられる隙間分ほど離間しており、それによって電気接地を提供し、前記第1の表面と前記第2の表面との間に熱伝導経路を画定する、装置。
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