JP7331539B2 - Parts for heat diffusion - Google Patents

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Description

この発明は、熱拡散用複合金属板および熱拡散用部品に関し、例えば、発熱体の熱を当該発熱体の外部へ逃がすことを主目的とする用途に適用可能な熱拡散用複合金属板、特に、全体の厚さが500μm以下で、銅層とステンレス層とが交互に接合されている熱拡散用複合金属板、および、この熱拡散用複合金属板を用いた熱拡散用部品に関する。なお、この発明では、全体の厚さが小さい100μm以下の複合金属板を特に「複合金属箔」と呼び、全体の厚さがより小さい50μm以下の複合金属板を特に「複合金属薄箔」と呼ぶことがある。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a composite metal plate for heat diffusion and a component for heat diffusion, and for example, a composite metal plate for heat diffusion that can be applied to applications whose main purpose is to dissipate the heat of a heat generating element to the outside of the heat generating element. , a heat diffusion composite metal plate having a total thickness of 500 μm or less, in which copper layers and stainless steel layers are alternately bonded, and a heat diffusion component using this heat diffusion composite metal plate. In the present invention, a composite metal plate with a small overall thickness of 100 μm or less is particularly referred to as a “composite metal foil”, and a composite metal plate with a smaller overall thickness of 50 μm or less is particularly referred to as a “composite metal thin foil”. I may call

従来、発熱体の熱を当該発熱体の外部へ逃がすことを主目的とする熱拡散の用途において、銅板(銅層)とステンレス鋼板(ステンレス層)とが接合された複合金属板が用いられている。例えば、特許文献1には、連続する凹凸面を形成した伝熱板が複数枚積層された、プレート式熱交換器が開示されている。この伝熱板は、銅板がステンレス鋼板の表裏両面に接合された、3層構造の熱拡散用複合金属板(クラッド板材)である。この複合金属板を用いて構成された、伝熱板を複数枚積層した部品は、発熱源の熱を当該伝熱板への熱伝導を利用して逃がすことが可能な熱拡散用部品である。 Conventionally, a composite metal plate in which a copper plate (copper layer) and a stainless steel plate (stainless steel layer) are bonded together is used in thermal diffusion applications whose main purpose is to dissipate the heat of the heating element to the outside of the heating element. there is For example, Patent Literature 1 discloses a plate heat exchanger in which a plurality of heat transfer plates each having a continuous uneven surface are laminated. This heat transfer plate is a composite metal plate for heat diffusion (clad plate material) having a three-layer structure in which copper plates are bonded to both front and back surfaces of a stainless steel plate. A component made by laminating a plurality of heat transfer plates, which is configured using this composite metal plate, is a heat diffusion component that can dissipate heat from a heat source by utilizing heat conduction to the heat transfer plate. .

また、例えば、特許文献2には、対向する一対の板材が接合されて一体に形成された平板状の容器(筐体)により構成された、ベーパーチャンバーが開示されている。このベーパーチャンバーの筐体を構成する一対の板材は、それぞれ、銅板とステンレス鋼板とが接合された、2層構造の熱拡散用複合金属板(クラッド板材)である。このベーパーチャンバーの筐体は、その内部空間に、潜熱の形で熱を輸送可能な水、代替フロン、アルコールなどの作動流体が減圧封止(密閉)されている。このベーパーチャンバーの筐体は、発熱源の熱を当該板材および当該作動流体への熱伝導を利用して外部へ逃がすことが可能な熱拡散用部品である。この熱拡散用複合金属板は、銅板でステンレス鋼板の表裏面を挟んだ、3層構造の複合金属板(クラッド板材)でもよいとされている。 Further, for example, Patent Literature 2 discloses a vapor chamber configured by a flat plate-like container (housing) integrally formed by joining a pair of opposing plate materials. A pair of plate materials that constitute the housing of this vapor chamber are composite metal plates for heat diffusion (clad plate materials) having a two-layer structure in which a copper plate and a stainless steel plate are joined together. The casing of this vapor chamber has a pressure-reduced sealing (sealed) working fluid such as water, CFC substitute, or alcohol capable of transporting heat in the form of latent heat in its internal space. The housing of the vapor chamber is a heat diffusion component that can release the heat of the heat source to the outside using heat conduction to the plate material and the working fluid. It is said that the composite metal plate for heat diffusion may be a composite metal plate (clad plate material) having a three-layer structure in which the front and back surfaces of a stainless steel plate are sandwiched between copper plates.

特開2005-134073号公報JP-A-2005-134073 特開2016-188734号公報JP 2016-188734 A

特許文献1に開示される熱拡散用複合金属板は、凹凸面を形成するために曲げ加工されるし、電気炉でロウ付けされる。また、特許文献2に開示されるベーパーチャンバーの筐体を構成する一対の熱拡散用複合金属板は、筐体を形成するために曲げ加工されるし、作動流体のリーク防止のため互いに溶接もしくはロウ付けなどによって接合されると考えられる。いずれの熱拡散用複合金属板にも、熱拡散のための適切な熱伝導特性を有しつつ、単一の金属材料からなる金属板(単板)とは異なり、銅板(銅層)とステンレス鋼板(ステンレス層)とが剥離することのない塑性変形を可能にする、適切な機械的特性を有し、かつ、ロウ付けによる700℃以上(銀ロウなど)さらには1000℃以上(銅ロウ、ニッケルロウなど)の高温もしくは溶接による部分的な溶融に適応可能な適切な耐熱特性を有することが必要になる。 The composite metal plate for thermal diffusion disclosed in Patent Document 1 is bent to form an uneven surface and brazed in an electric furnace. In addition, a pair of heat diffusion composite metal plates that constitute the housing of the vapor chamber disclosed in Patent Document 2 are bent to form the housing, and are welded or welded together to prevent leakage of the working fluid. It is considered that they are joined by brazing or the like. Any composite metal plate for heat diffusion has appropriate heat conduction characteristics for heat diffusion, and unlike a metal plate (single plate) made of a single metal material, it consists of a copper plate (copper layer) and stainless steel. It has appropriate mechanical properties that enable plastic deformation without peeling from the steel plate (stainless steel layer), and is 700 ° C. or higher by brazing (silver brazing, etc.) or 1000 ° C. or higher (copper brazing, Nickel braze, etc.) must have suitable heat resistance properties that can be applied to high temperatures or partial melting by welding.

しかし、特許文献1および特許文献2には、熱拡散用複合金属板を構成する銅層(銅板)およびステンレス層(ステンレス鋼板)の適切な組成が開示されていないし、複合金属板の全体の厚さ、銅層およびステンレス層の厚さ、銅層とステンレス層との厚さ比率も開示されていない。こうした実用化に必要と考えられる具体的な情報開示がされていなかったため、特許文献1に開示される伝熱板を構成する熱拡散用複合金属板および特許文献2に開示されるベーパーチャンバーの筐体を構成する一対の熱拡散用複合金属板に限らず、所望の用途に適する熱拡散用複合金属板の必要特性、特に、熱拡散用複合金属板の機械的特性と熱伝導特性とのバランスおよび熱伝導特性の方向特性について、適切かつ簡易に見出すことができなかった。 However, Patent Document 1 and Patent Document 2 do not disclose an appropriate composition of the copper layer (copper plate) and stainless steel layer (stainless steel plate) that constitute the composite metal plate for heat diffusion, and the total thickness of the composite metal plate thickness, the thicknesses of the copper layer and the stainless steel layer, and the thickness ratio between the copper layer and the stainless steel layer are not disclosed. Since the specific information considered necessary for such practical use was not disclosed, the composite metal plate for heat diffusion constituting the heat transfer plate disclosed in Patent Document 1 and the vapor chamber housing disclosed in Patent Document 2 Not limited to a pair of composite metal plates for heat diffusion constituting a body, the necessary properties of the composite metal plate for heat diffusion suitable for the desired application, especially the balance between the mechanical properties and the heat conduction properties of the composite metal plate for heat diffusion And the directional characteristics of the heat conduction properties could not be found appropriately and easily.

この発明の1つの目的は、銅層とステンレス層とが交互に接合されている、全体の厚さが500μm以下の熱拡散用複合金属板に関して、例えば、発熱体の熱を当該発熱体の外部へ逃がすことを主目的とする用途に適用可能な熱拡散用複合金属板の必要特性、特に、機械的特性と熱伝導特性とのバランスおよび熱伝導特性の方向特性(熱伝導率の比率)について、適切かつ簡易に見出すことを可能とし、各種用途に適する熱拡散用複合金属板を容易に提供できるようにし、および、この熱拡散用複合金属板を用いた熱拡散用部品を容易に提供できるようにすることである。 One object of the present invention is to provide a heat diffusion composite metal plate having a total thickness of 500 μm or less, in which copper layers and stainless steel layers are alternately bonded, and for example, the heat of a heat generating element is transferred to the outside of the heat generating element. On the required characteristics of composite metal plates for heat diffusion that can be applied to applications where the main purpose is to release heat, especially the balance between mechanical characteristics and heat conduction characteristics, and the directional characteristics of heat conduction characteristics (ratio of thermal conductivity) , can be found appropriately and easily, can easily provide a composite metal plate for heat diffusion suitable for various uses, and can easily provide a heat diffusion part using this composite metal plate for heat diffusion. It is to make

本発明者は、従来の熱拡散用複合金属板(クラッド板材)において、熱拡散の所望の用途に適する必要特性を検討する中で、特に、複合金属板の機械的特性と熱伝導特性とのバランスおよび熱伝導特性の方向特性(熱伝導率の比率)について、上記した課題が解決できる手段を見出し、この発明に想到した。 In the course of studying the necessary properties of conventional composite metal plates for heat diffusion (clad plate materials) that are suitable for the desired application of heat diffusion, the present inventors have found that, in particular, the combination of mechanical properties and thermal conductivity properties of composite metal plates With regard to balance and directional characteristics of thermal conductivity characteristics (ratio of thermal conductivity), the inventors have found means for solving the above-described problems, and arrived at the present invention.

この発明に係る熱拡散用部品は、第1銅層とステンレス層と第2銅層とを有する熱拡散用複合金属板を用いた、筐体状の熱拡散用部品であって、全体の厚さが500μm以下であり、前記第1銅層と前記ステンレス層と前記第2銅層とがこの順で接合されており、前記第1銅層の厚さをTc1とし、前記ステンレス層の厚さをTsとし、前記第2銅層の厚さをTc2とするとき、Ts/(Tc1+Tc2)で求まる厚さ比率が0.2以上5以下であり、前記複合金属板の平面方向の熱伝導率をKxとし、前記複合金属板の厚さ方向の熱伝導率をKzとするとき、Kx/Kzで求まる熱伝導率の比率が4.4以上6.8以下である、前記熱拡散用複合金属板により構成された第1部材と、銅板部を有して構成された第2部材と、内部空間と、を備え、前記第1部材の一端側の曲げ部と前記第2部材の一端側の平面部とが接合されるとともに、前記第1部材の他端側の曲げ部と前記第2部材の他端側の平面部とが接合されることにより、前記内部空間が気密封止されているA heat diffusion component according to the present invention is a housing-shaped heat diffusion component using a heat diffusion composite metal plate having a first copper layer, a stainless steel layer, and a second copper layer, and has a total thickness of is 500 μm or less, the first copper layer, the stainless steel layer, and the second copper layer are bonded in this order, the thickness of the first copper layer is Tc1, and the thickness of the stainless steel layer is is Ts and the thickness of the second copper layer is Tc2, the thickness ratio determined by Ts/(Tc1+Tc2) is 0.2 or more and 5 or less, and the thermal conductivity in the plane direction of the composite metal plate is The composite metal plate for heat diffusion, wherein the ratio of the thermal conductivity obtained by Kx/Kz is 4.4 or more and 6.8 or less, where Kx is the thermal conductivity in the thickness direction of the composite metal plate, and Kz is the thermal conductivity in the thickness direction of the composite metal plate. a first member configured by, a second member configured having a copper plate portion, and an internal space, a bent portion on one end side of the first member and a plane on the one end side of the second member The internal space is airtightly sealed by joining the bent portion on the other end side of the first member and the flat portion on the other end side of the second member.

この発明に係る熱拡散用部品は、第1銅層とステンレス層と第2銅層とを有する熱拡散用複合金属板を用いた、筐体状の熱拡散用部品であって、全体の厚さが500μm以下であり、前記第1銅層と前記ステンレス層と前記第2銅層とがこの順で接合されており、前記第1銅層の厚さをTc1とし、前記ステンレス層の厚さをTsとし、前記第2銅層の厚さをTc2とするとき、Ts/(Tc1+Tc2)で求まる厚さ比率が0.2以上5以下であり、前記複合金属板の平面方向の熱伝導率をKxとし、前記複合金属板の厚さ方向の熱伝導率をKzとするとき、Kx/Kzで求まる熱伝導率の比率が4.4以上6.8以下である、前記熱拡散用複合金属板により構成された第1部材と、前記熱拡散用複合金属板により構成された第2部材と、内部空間と、を備え、前記第1部材の一端側の曲げ部と前記第2部材の一端側の平面部とが接合されるとともに、前記第1部材の他端側の曲げ部と前記第2部材の他端側の平面部とが接合されることにより、前記内部空間が気密封止されているまた、第2部材の内部空間側には、銅板部に隣接するポーラス銅層を有することが好ましい。A heat diffusion component according to the present invention is a housing-shaped heat diffusion component using a heat diffusion composite metal plate having a first copper layer, a stainless steel layer, and a second copper layer, and has a total thickness of is 500 μm or less, the first copper layer, the stainless steel layer, and the second copper layer are bonded in this order, the thickness of the first copper layer is Tc1, and the thickness of the stainless steel layer is is Ts and the thickness of the second copper layer is Tc2, the thickness ratio determined by Ts/(Tc1+Tc2) is 0.2 or more and 5 or less, and the thermal conductivity in the plane direction of the composite metal plate is The composite metal plate for heat diffusion, wherein the ratio of the thermal conductivity obtained by Kx/Kz is 4.4 or more and 6.8 or less, where Kx is the thermal conductivity in the thickness direction of the composite metal plate, and Kz is the thermal conductivity in the thickness direction of the composite metal plate. , a second member made of the composite metal plate for heat diffusion, and an internal space, a bending portion on one end side of the first member and one end side of the second member and the flat portion of the first member are joined together, and the bent portion on the other end side of the first member and the flat portion on the other end side of the second member are joined to hermetically seal the internal space. Moreover, it is preferable that the second member has a porous copper layer adjacent to the copper plate portion on the inner space side.

この発明に係る熱拡散用部品は、第1銅層とステンレス層と第2銅層とを有する熱拡散用複合金属板を用いた、筐体状の熱拡散用部品であって、全体の厚さが500μm以下であり、前記第1銅層と前記ステンレス層と前記第2銅層とがこの順で接合されており、前記第1銅層の厚さをTc1とし、前記ステンレス層の厚さをTsとし、前記第2銅層の厚さをTc2とするとき、Ts/(Tc1+Tc2)で求まる厚さ比率が0.2以上5以下であり、前記複合金属板の平面方向の熱伝導率をKxとし、前記複合金属板の厚さ方向の熱伝導率をKzとするとき、Kx/Kzで求まる熱伝導率の比率が4.4以上6.8以下である、前記熱拡散用複合金属板により構成された第1部材と、銅板部を有して構成された第2部材と、内部空間と、を備え、前記第1部材の一端側の曲げ部と前記第2部材の一端側の端面部とが接合されるとともに、前記第1部材の他端側の曲げ部と前記第2部材の他端側の端面部とが接合されることにより、前記内部空間が気密封止されている。また、第2部材の内部空間側には、銅板部に隣接するポーラス銅層を有することが好ましい。A heat diffusion component according to the present invention is a housing-shaped heat diffusion component using a heat diffusion composite metal plate having a first copper layer, a stainless steel layer, and a second copper layer, and has a total thickness of is 500 μm or less, the first copper layer, the stainless steel layer, and the second copper layer are bonded in this order, the thickness of the first copper layer is Tc1, and the thickness of the stainless steel layer is is Ts and the thickness of the second copper layer is Tc2, the thickness ratio determined by Ts/(Tc1+Tc2) is 0.2 or more and 5 or less, and the thermal conductivity in the plane direction of the composite metal plate is The composite metal plate for heat diffusion, wherein the ratio of the thermal conductivity obtained by Kx/Kz is 4.4 or more and 6.8 or less, where Kx is the thermal conductivity in the thickness direction of the composite metal plate, and Kz is the thermal conductivity in the thickness direction of the composite metal plate. a first member configured by, a second member configured having a copper plate portion, and an internal space, a bent portion on one end side of the first member and an end face on the one end side of the second member The internal space is airtightly sealed by joining the bent portion on the other end side of the first member and the end face portion on the other end side of the second member. Moreover, it is preferable to have a porous copper layer adjacent to the copper plate portion on the inner space side of the second member.

この発明に係る熱拡散用部品は、第1銅層とステンレス層と第2銅層とを有する熱拡散用複合金属板を用いた、筐体状の熱拡散用部品であって、全体の厚さが500μm以下であり、前記第1銅層と前記ステンレス層と前記第2銅層とがこの順で接合されており、前記第1銅層の厚さをTc1とし、前記ステンレス層の厚さをTsとし、前記第2銅層の厚さをTc2とするとき、Ts/(Tc1+Tc2)で求まる厚さ比率が0.2以上5以下であり、前記複合金属板の平面方向の熱伝導率をKxとし、前記複合金属板の厚さ方向の熱伝導率をKzとするとき、Kx/Kzで求まる熱伝導率の比率が4.4以上6.8以下である、前記熱拡散用複合金属板により構成された第1部材と、銅板部を有して構成された第2部材と、内部空間と、を備え、前記第1部材の一端側の曲げ部と前記第2部材の一端側の平面部とが接合されるとともに、前記第1部材の他端側の曲げ部と前記第2部材の他端側の平面部とが接合されることにより、前記内部空間が気密封止されている。また、第2部材の内部空間側には、銅板部に隣接するポーラス銅層を有することが好ましい。A heat diffusion component according to the present invention is a housing-shaped heat diffusion component using a heat diffusion composite metal plate having a first copper layer, a stainless steel layer, and a second copper layer, and has a total thickness of is 500 μm or less, the first copper layer, the stainless steel layer, and the second copper layer are bonded in this order, the thickness of the first copper layer is Tc1, and the thickness of the stainless steel layer is is Ts and the thickness of the second copper layer is Tc2, the thickness ratio determined by Ts/(Tc1+Tc2) is 0.2 or more and 5 or less, and the thermal conductivity in the plane direction of the composite metal plate is The composite metal plate for heat diffusion, wherein the ratio of the thermal conductivity obtained by Kx/Kz is 4.4 or more and 6.8 or less, where Kx is the thermal conductivity in the thickness direction of the composite metal plate, and Kz is the thermal conductivity in the thickness direction of the composite metal plate. a first member configured by, a second member configured having a copper plate portion, and an internal space, a bent portion on one end side of the first member and a plane on the one end side of the second member The internal space is airtightly sealed by joining the bent portion on the other end side of the first member and the flat portion on the other end side of the second member. Moreover, it is preferable to have a porous copper layer adjacent to the copper plate portion on the inner space side of the second member.

前記Kxが340W/(m・K)以下であり、前記Kzが20W/(m・K)以上であってよい。The Kx may be 340 W/(m·K) or less, and the Kz may be 20 W/(m·K) or more.

前記第1銅層および前記第2銅層は、99質量%以上がCuからなる純銅により構成されるか、前記ステンレス層を構成するステンレス鋼よりも熱伝導率が大きい銅合金により構成されることが好ましい。The first copper layer and the second copper layer are composed of pure copper containing 99% by mass or more of Cu, or composed of a copper alloy having a higher thermal conductivity than the stainless steel that constitutes the stainless steel layer. is preferred.

前記ステンレス層は、質量%で、10.5%以上30%以下のCrと、0.6%以25%以下のNiと、0.20%以下のCと、残部Feおよび不可避不純物からなるステンレス鋼により構成されることが好ましい。The stainless steel layer is, by mass%, 10.5% or more and 30% or less of Cr, 0.6% or more and 25% or less of Ni, 0.20% or less of C, and the balance of Fe and unavoidable impurities. It is preferably made of steel.

この発明によれば、銅層とステンレス層とが交互に接合されている、全体の厚さが500μm以下の熱拡散用複合金属板に関して、例えば、発熱体の熱を当該発熱体の外部へ逃がすことを主目的とする用途に適用可能な熱拡散用複合金属板の必要特性、特に、機械的特性と熱伝導特性とのバランスおよび熱伝導特性の方向特性について、適切かつ簡易に見出すことができる。これにより、各種用途に適する熱拡散用複合金属板を容易に提供できるようになり、および、この熱拡散用複合金属板を用いた熱拡散用部品を容易に提供できるようになる。 According to the present invention, a heat diffusion composite metal plate having a total thickness of 500 μm or less, in which copper layers and stainless steel layers are alternately bonded, is configured to release the heat of a heat generating element to the outside of the heat generating element, for example. Necessary properties of a composite metal plate for heat diffusion that can be applied to applications whose main purpose is to: . As a result, it becomes possible to easily provide a composite metal plate for heat diffusion suitable for various uses, and to easily provide a heat diffusion component using this composite metal plate for heat diffusion.

この発明に係る熱拡散用複合金属板の一実施形態の層構成を模式的に示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a diagram schematically showing the layer structure of one embodiment of the composite metal plate for heat diffusion according to the present invention; この発明の第1の局面による熱拡散用部品の一実施形態の構成(第1構成例)を模式的に示す図である。1 is a diagram schematically showing the configuration (first configuration example) of an embodiment of a heat diffusion component according to the first aspect of the present invention; FIG. この発明の第2の局面による熱拡散用部品の一実施形態の構成(第2構成例)を模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing the configuration (second configuration example) of one embodiment of the heat diffusion component according to the second aspect of the present invention; この発明の第2の局面による熱拡散用部品の一実施形態の構成(第2構成例の変形例)を模式的に示す図である。FIG. 10 is a diagram schematically showing the configuration (modification of the second configuration example) of one embodiment of the heat diffusion component according to the second aspect of the present invention; この発明の第3の局面による熱拡散用部品の一実施形態の構成(第3構成例)を模式的に示す図である。FIG. 10 is a diagram schematically showing the configuration (third configuration example) of one embodiment of the heat diffusion component according to the third aspect of the present invention; この発明の第3の局面による熱拡散用部品の一実施形態の構成(第3構成例の変形例)を模式的に示す図である。FIG. 10 is a diagram schematically showing the configuration of one embodiment of the heat diffusion component (modification of the third configuration example) according to the third aspect of the present invention; この発明の第4の局面による熱拡散用部品の一実施形態の構成(第4構成例)を模式的に示す図である。FIG. 10 is a diagram schematically showing the configuration (fourth configuration example) of one embodiment of the heat diffusion component according to the fourth aspect of the present invention; この発明の第4の局面による熱拡散用部品の一実施形態の構成(第4構成例の変形例)を模式的に示す図である。FIG. 12 is a diagram schematically showing the configuration of one embodiment of the component for heat diffusion according to the fourth aspect of the present invention (modification of the fourth configuration example); この発明の第5の局面による熱拡散用部品の一実施形態の構成(第5構成例)を模式的に示す図である。FIG. 12 is a diagram schematically showing the configuration (fifth configuration example) of one embodiment of the heat diffusion component according to the fifth aspect of the present invention; この発明の第5の局面による熱拡散用部品の一実施形態の構成(第5構成例の変形例)を模式的に示す図である。FIG. 12 is a diagram schematically showing the configuration of one embodiment of the heat diffusion component (modification of the fifth configuration example) according to the fifth aspect of the present invention; この発明に係る熱拡散用複合金属板の一実施形態について、銅層の厚さ(Tc=Tc1+Tc2)とステンレス層の厚さ(TS)の厚さ比率(Ts/Tc)と、平面方向(圧延方向(X方向))の熱伝導率(Kx)との関係を示す図(グラフ)である。Regarding one embodiment of the composite metal plate for heat diffusion according to the present invention, the thickness ratio (Ts / Tc) of the thickness of the copper layer (Tc = Tc1 + Tc2) and the thickness of the stainless steel layer (TS), and the planar direction (rolling 2 is a diagram (graph) showing the relationship between the direction (X direction) and the thermal conductivity (Kx). FIG. この発明に係る熱拡散用複合金属板の一実施形態について、銅層の厚さ(Tc=Tc1+Tc2)とステンレス層の厚さ(Ts)の厚さ比率(Ts/Tc)と、断面方向(厚さ方向(Z方向))の熱伝導率(Kz)との関係を示す図(グラフ)である。Regarding one embodiment of the composite metal plate for heat diffusion according to the present invention, the thickness ratio (Ts/Tc) of the thickness of the copper layer (Tc = Tc1 + Tc2) and the thickness of the stainless steel layer (Ts), and the cross-sectional direction (thickness FIG. 10 is a diagram (graph) showing the relationship with the thermal conductivity (Kz) in the longitudinal direction (Z direction). この発明に係る熱拡散用複合金属板の一実施形態について、厚さ比率(Ts/Tc)と、熱伝導比率(Kx/Kz)との関係を示す図(グラフ)である。1 is a diagram (graph) showing a relationship between a thickness ratio (Ts/Tc) and a thermal conductivity ratio (Kx/Kz) for one embodiment of the composite metal plate for heat diffusion according to the present invention. FIG.

この発明に係る熱拡散用複合金属板は、全体の厚さが500μm以下の複合金属板であって、第1銅層とステンレス層と第2銅層とがこの順で接合されており、第1銅層の厚さをTc1とし、ステンレス層の厚さをTsとし、第2銅層の厚さをTc2とするとき、Ts/(Tc1+Tc2)で求まる厚さ比率が0.2以上5以下であり、複合金属板の平面方向の熱伝導率をKxとし、複合金属板の厚さ方向の熱伝導率をKzとするとき、Kx/Kzで求まる熱伝導率の比率が4.4以上6.8以下である。これにより、熱拡散の所望の用途に適する熱拡散用複合金属板の必要特性、特に、熱拡散用複合金属板の機械的特性と熱伝導特性とのバランス、および熱伝導特性の方向特性(熱伝導率の比率)すなわち熱伝導特性の異方性について、適切かつ簡易に見出すことが可能な構成を有する、熱拡散用複合金属板となる。 A composite metal plate for heat diffusion according to the present invention is a composite metal plate having an overall thickness of 500 μm or less, in which a first copper layer, a stainless steel layer, and a second copper layer are joined in this order, When the thickness of the first copper layer is Tc1, the thickness of the stainless steel layer is Ts, and the thickness of the second copper layer is Tc2, the thickness ratio obtained by Ts/(Tc1+Tc2) is 0.2 or more and 5 or less. 6. Where Kx is the thermal conductivity in the plane direction of the composite metal plate and Kz is the thermal conductivity in the thickness direction of the composite metal plate, the ratio of the thermal conductivity obtained by Kx/Kz is 4.4 or more. 8 or less. As a result, the necessary properties of the composite metal plate for heat diffusion suitable for the desired application of heat diffusion, particularly the balance between the mechanical properties and the heat conduction properties of the composite metal plate for heat diffusion, and the directional property of the heat conduction property (heat The composite metal plate for heat diffusion has a structure that can be found appropriately and easily with respect to the conductivity ratio), that is, the anisotropy of the thermal conductivity characteristics.

以下、この発明に係る熱拡散用複合金属板の一実施形態について、および、この発明に係る熱拡散用複合金属板を用いた熱拡散用部品の構成例について、適宜図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, one embodiment of the composite metal plate for heat diffusion according to the present invention and an example of the configuration of a heat diffusion component using the composite metal plate for heat diffusion according to the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. .

この発明に係る熱拡散用複合金属板および熱拡散用部品について説明するに際して、以下の通りの表記を用いる。
・熱拡散用複合金属板 :複合金属板
・第1銅層および/または第2銅層 :銅層(第1銅層と第2銅層を区別しない場合)
・層間の接合 :/
・複合金属板の層構造 :銅層/ステンレス層/銅層
・複合金属板の全体の厚さ :T
・第1銅層の厚さ :Tc1
・第2銅層の厚さ :Tc2
・第1銅層と第2銅層の合計の厚さ :Tc(=Tc1+Tc2)
・ステンレス層の厚さ :Ts
・複合金属板の平面方向(代表) :X方向(圧延方向に対応する)
・複合金属板の平面方向 :Y方向(圧延幅方向に対応する)
・複合金属板の厚さ方向 :Z方向(圧延板厚方向に対応する)
・複合金属板のX方向の熱伝導率 :Kx
・複合金属板のY方向の熱伝導率 :Ky
・複合金属板のZ方向の熱伝導率 :Kz
・複合金属板の熱伝導率の比率 :AIS(=Kx/Kz)
In describing the composite metal plate for heat diffusion and the component for heat diffusion according to the present invention, the following notations are used.
・Composite metal plate for heat diffusion: Composite metal plate ・First copper layer and/or second copper layer: Copper layer (when the first copper layer and the second copper layer are not distinguished)
・Joining between layers :/
・Layer structure of composite metal plate: copper layer/stainless steel layer/copper layer ・Overall thickness of composite metal plate: T
・Thickness of first copper layer: Tc1
・Thickness of second copper layer: Tc2
・Total thickness of the first copper layer and the second copper layer: Tc (=Tc1+Tc2)
・Thickness of stainless steel layer: Ts
・Planar direction of composite metal plate (representative): X direction (corresponding to rolling direction)
・Planar direction of composite metal plate: Y direction (corresponding to rolling width direction)
・Thickness direction of composite metal sheet: Z direction (corresponding to rolled sheet thickness direction)
・Thermal conductivity of the composite metal plate in the X direction: Kx
・Thermal conductivity of the composite metal plate in the Y direction: Ky
・Thermal conductivity of the composite metal plate in the Z direction: Kz
・Ratio of thermal conductivity of composite metal plate: AIS (= Kx/Kz)

この発明において、上記「AIS」を、熱拡散用複合金属板のX方向とZ方向とにおける熱伝導特性の異方性を表す指標として導入する。このAISは、所定の温度範囲において測定された複合金属板のKx(W/(m・K))を、同じ温度範囲において測定されたKz(W/(m・K))で除して求める。なお、複合金属板が、X方向とY方向とにおいて等方性を有する場合は、KxとKyとが略同等の値になる。例えば、単一の材質からなる金属板の場合は一般的に等方性であるため、AISが約1である。これに対して、熱伝導率が大きい金属(例えば、約370W/(m・K)の純銅)からなる表裏一対の金属層の間に熱伝導率が小さい金属(例えば、約16W/(m・K)のSUS304およびSUS630、約26W/(m・K)のSUS430、などのステンレス鋼)からなる中間層が存在する複合金属板の場合は、KxがKzよりも極めて大きくなるため熱伝導特性に異方性が生じて、AISが極めて大きな値になる。 In the present invention, the "AIS" is introduced as an index representing the anisotropy of thermal conductivity in the X direction and Z direction of the composite metal plate for heat diffusion. This AIS is obtained by dividing Kx (W/(mK)) of the composite metal plate measured in a predetermined temperature range by Kz (W/(mK)) measured in the same temperature range. . In addition, when the composite metal plate has isotropy in the X direction and the Y direction, Kx and Ky have approximately the same value. For example, in the case of a metal plate made of a single material, the AIS is about 1 because it is generally isotropic. On the other hand, a metal with a low thermal conductivity (for example, about 16 W/(m K) is placed between a pair of metal layers made of a metal with a high thermal conductivity (for example, pure copper of about 370 W/(m·K)). K) of SUS304 and SUS630, about 26 W/(m K) of stainless steel such as SUS430, etc.) In the case of a composite metal plate having an intermediate layer, Kx is much larger than Kz, so the heat conduction characteristics are affected. Anisotropy occurs and the AIS becomes a very large value.

図1は、この発明に係る熱拡散用複合金属板の一実施形態について、その層構成を模式的に示す図である。図1に示す複合金属板1は、Tが500μm以下である。この複合金属板1は、3層構造(銅層/ステンレス層/銅層)のクラッド板材である。こうした熱拡散用複合金属板は、例えば、発熱体の熱を当該発熱体の外部へ逃がすことを主目的とする用途に適用可能な熱伝導特性を有するとともに、当該用途に適する機械的特性を有するべきである。この観点では、当該用途の熱伝導特性および機械的特性などの必要特性を満たす限り、複合金属板1は、Tが200μm以下であることが好ましく、Tが100μm以下であることがより好ましく、Tが50μm以下であることがより一層好ましい。なお、複合金属板1のTの下限は、その用途に応じて異なると考えるべきであり、特に限定されない。例えば、複合金属板1のTは100μm以上500μm以下であってよく、50μm以上100μm以下であってよく、10μm以上50μm以下であってよい。 FIG. 1 is a diagram schematically showing the layer structure of one embodiment of the composite metal plate for heat diffusion according to the present invention. The composite metal plate 1 shown in FIG. 1 has T of 500 μm or less. This composite metal plate 1 is a clad plate material having a three-layer structure (copper layer/stainless steel layer/copper layer). Such a composite metal plate for heat diffusion has, for example, heat conduction properties applicable to applications whose main purpose is to dissipate the heat of the heat generating element to the outside of the heat generating element, and also has mechanical properties suitable for the use. should. From this point of view, the composite metal plate 1 preferably has T of 200 μm or less, more preferably 100 μm or less, as long as it satisfies the required properties such as thermal conductivity and mechanical properties for the application. is more preferably 50 μm or less. It should be noted that the lower limit of T of the composite metal plate 1 should be considered different depending on its application, and is not particularly limited. For example, T of the composite metal plate 1 may be 100 μm or more and 500 μm or less, 50 μm or more and 100 μm or less, or 10 μm or more and 50 μm or less.

この複合金属板1は、Tがより小さい程、例えば、モバイルパソコン、携帯電話などの小型の機器および装置に搭載する放熱部材、伝熱部材などの熱拡散用部材として、あるいは熱拡散用部品として用いることにより、小型の機器および装置のさらなる軽量化およびコンパクト化により寄与することができる。なお、この発明に係る熱拡散用複合金属板は、熱拡散の用途に好適であるが、熱拡散以外の用途、例えば、導電部材、シャーシ、ケースまたはフレームなどの構成部材として用いることも可能である。 This composite metal plate 1 can be used as a thermal diffusion member such as a heat radiating member or a heat transfer member mounted in small devices and devices such as mobile personal computers and mobile phones, or as a thermal diffusion component, as T becomes smaller. By using it, it is possible to contribute to further weight reduction and compactness of small equipment and devices. Although the composite metal plate for heat diffusion according to the present invention is suitable for heat diffusion, it can also be used for purposes other than heat diffusion, such as a conductive member, a chassis, a case, a frame, or the like. be.

この複合金属板1は、第1銅層2とステンレス層3と第2銅層4とが、この順で接合されている。つまり、この複合金属板1は、銅層(第1銅層2、第2銅層4)がステンレス層3の表裏面に接合されている。このように構成すれば、銅層の材質を考慮し、濡れ性が良い銅層によって濡れ性が好ましくないステンレス層3の表裏面が覆われているため、めっき処理による上地層の追加や、半田付けなどを容易に行うことができる。また、銅層の材質を考慮し、大きな熱伝導率を有する銅層によって、銅層よりも熱伝導率が小さいステンレス層3の表裏面が覆われているため、単一のステンレス鋼からなるステンレス板と比べて、あるいはTcが過度に小さい複合金属板(銅層/ステンレス層/銅層)と比べて、X方向、Y方向およびZ方向のいずれにおいても好ましい熱伝導特性を有することができるし、特に、X方向およびY方向においてより好ましい熱伝導特性を有することができる。また、ステンレス層3の材質を考慮し、大きな機械的強さを有するステンレス層3によって、ステンレス層3よりも機械的強さが小さい銅層の中心部分(第1銅層2と第2銅層4の間)が補強されているため、単一の純銅からなる銅板に比べて、あるいはTsが過度に小さい複合金属板(銅層/ステンレス層/銅層)と比べて、X方向、Y方向およびZ方向のいずれにおいても好ましい機械的特性を有することができる。 In this composite metal plate 1, a first copper layer 2, a stainless steel layer 3 and a second copper layer 4 are joined in this order. That is, in this composite metal plate 1 , the copper layers (the first copper layer 2 and the second copper layer 4 ) are joined to the front and back surfaces of the stainless steel layer 3 . With this configuration, considering the material of the copper layer, the front and back surfaces of the stainless steel layer 3 with poor wettability are covered with the copper layer with good wettability. It can be easily attached. In consideration of the material of the copper layer, the copper layer having a high thermal conductivity covers the front and back surfaces of the stainless steel layer 3, which has a lower thermal conductivity than the copper layer. Compared to a plate or a composite metal plate (copper layer/stainless steel layer/copper layer) with an excessively small Tc, it can have favorable thermal conductivity properties in all of the X, Y and Z directions. , especially in the X and Y directions, it can have more favorable heat conduction properties. In addition, considering the material of the stainless steel layer 3, the stainless steel layer 3 having a large mechanical strength is used to form the central portion of the copper layer (the first copper layer 2 and the second copper layer), which has a lower mechanical strength than the stainless steel layer 3. 4) is reinforced. and Z-direction can have favorable mechanical properties.

この複合金属板1は、Ts/(Tc1+Tc2)すなわちTs/Tcで求まる比率(厚さ比率)が0.2以上5以下である。この複合金属板1は、Ts/Tcをより小さく構成することにより、Ts/Tcがより大きい構成と比べて、Z方向において好ましい熱伝導特性を有することができるし、全体の熱伝導特性も好ましい水準にすることができる。また、この複合金属板1は、Ts/Tcをより大きく構成することにより、好ましい機械的特性を有することができる。この観点から、Ts/Tcが0.2以上に構成された複合金属板1は、単一の純銅からなる銅板と比べて、あるいはTsが過度に小さい複合金属板(銅層/ステンレス層/銅層)と比べて、好ましい機械的特性を有することができる。一方、Ts/Tcが5以下に構成された複合金属板1は、単一のステンレス鋼板からなるステンレス板と比べて、あるいはTcが過度に小さい複合金属板(銅層/ステンレス層/銅層)と比べて、好ましい熱伝導特性を有することができる。なお、Ts/Tcが0.2未満になると複合金属板の機械的特性が不十分になるし、Ts/Tcが5.0を超えると複合金属板の熱伝導特性が不十分になる。 In this composite metal plate 1, the ratio (thickness ratio) determined by Ts/(Tc1+Tc2), that is, Ts/Tc, is 0.2 or more and 5 or less. By configuring the composite metal plate 1 to have a smaller Ts/Tc, compared to a configuration having a larger Ts/Tc, the composite metal plate 1 can have preferable heat conduction characteristics in the Z direction, and the overall heat conduction characteristics are also preferable. can be leveled. Moreover, this composite metal plate 1 can have favorable mechanical properties by configuring Ts/Tc to be larger. From this point of view, the composite metal plate 1 in which Ts/Tc is 0.2 or more is a composite metal plate (copper layer/stainless steel layer/copper layer) can have favorable mechanical properties. On the other hand, the composite metal plate 1 having a Ts/Tc of 5 or less is a composite metal plate (copper layer/stainless steel layer/copper layer) having an excessively small Tc compared to a stainless steel plate made of a single stainless steel plate. can have favorable heat transfer properties compared to If Ts/Tc is less than 0.2, the mechanical properties of the composite metal plate become insufficient, and if Ts/Tc exceeds 5.0, the thermal conductivity properties of the composite metal plate become insufficient.

この複合金属板1のTs/(Tc1+Tc2)すなわちTs/Tcについて一例を挙げると、銅層/ステンレス層/銅層を構成する各層の厚さ比(Tc1:Ts:Tc2)が1:3:1の場合のTs/Tcは、3/(1+1)=1.5となる。銅層:ステンレス層:銅層が2:1:2の場合のTs/Tcは、1/(2+2)=0.25となる。銅層:ステンレス層:銅層が1:6:1の場合のTs/Tcは、6/(1+1)=3となる。銅層:ステンレス層:銅層が1:8:1の場合のTs/Tcは、8/(1+1)=4となる。 To give an example of Ts/(Tc1+Tc2), that is, Ts/Tc, of the composite metal plate 1, the thickness ratio (Tc1:Ts:Tc2) of each layer constituting the copper layer/stainless steel layer/copper layer is 1:3:1. Ts/Tc in the case is 3/(1+1)=1.5. When the ratio of copper layer:stainless steel layer:copper layer is 2:1:2, Ts/Tc is 1/(2+2)=0.25. When the ratio of copper layer:stainless steel layer:copper layer is 1:6:1, Ts/Tc is 6/(1+1)=3. When the ratio of copper layer:stainless steel layer:copper layer is 1:8:1, Ts/Tc is 8/(1+1)=4.

この複合金属板1は、X方向とZ方向について、Kx/Kzで求まる熱伝導率の比率が、4.4以上6.8以下である。これにより、複合金属板1は、熱拡散の所望の用途に適する熱伝導特性を有することができるとともに、当該用途に適する機械的特性を有することができるため、熱伝導特性と機械的特性とのバランスが好ましいものとなる。また、Kx/KzすなわちAISが4.4以上6.8以下である複合金属板1は、熱伝導特性の方向特性すなわち異方性を有してはいるが、一般的な熱拡散の用途においては適用可能な水準であるし、当該用途に適する熱伝導特性の異方性を選定しやすい。 The composite metal plate 1 has a thermal conductivity ratio of 4.4 or more and 6.8 or less, which is determined by Kx/Kz in the X direction and the Z direction. As a result, the composite metal plate 1 can have heat conduction properties suitable for the desired application of heat diffusion and mechanical properties suitable for the intended use. Balance is preferred. In addition, the composite metal plate 1 with Kx/Kz, that is, AIS of 4.4 or more and 6.8 or less has directional characteristics of heat conduction characteristics, that is, anisotropy, but in general heat diffusion applications is an applicable level, and it is easy to select the anisotropy of the thermal conductivity properties suitable for the application.

以上述べたように、熱拡散の所望の用途、例えば、モバイルパソコン、携帯電話などの小型の機器および装置に搭載する放熱部材、伝熱部材などの熱拡散用部材として、あるいは熱拡散用部品として用いる場合に適する、熱拡散用複合金属板を適切かつ簡易に選定するには、上記した構成を有する複合金属板1は好ましいものとなる。 As described above, the desired application of heat diffusion, for example, as a heat diffusion member such as a heat dissipation member or a heat transfer member mounted in a small device or device such as a mobile personal computer or a mobile phone, or as a heat diffusion part Composite metal plate 1 having the above-described configuration is preferable for appropriately and simply selecting a composite metal plate for heat diffusion that is suitable for use.

Ts/Tcを利用した複合金属板1の1つの選定方法としては、まず、Ts/Tcを選定し、次いで、後述する図11から図13に示すグラフに照らすことにより、その用途に応じた必要特性すなわち熱伝導特性(Kx、Kz)および熱伝導特性の異方性の程度(AIS)などを満たす、複合金属板1を選定する方法が簡便である。あるいは、まず、必要特性(Kx、Kz、AISなど)を選定し、次いで、後述する図11から図13に示すグラフに照らすことにより、その用途に応じたTs/Tcを満たす複合金属板1を選定する方法が簡便である。こうしたTs/Tcを利用した複合金属板1の選定方法により、熱拡散の各種用途に応じた複合金属板1の構成を適切かつ簡易に見出すことができる。 As one method of selecting the composite metal plate 1 using Ts/Tc, first, Ts/Tc is selected, and then, by referring to the graphs shown in FIGS. A simple method is to select the composite metal plate 1 that satisfies the properties, that is, the thermal conductivity characteristics (Kx, Kz) and the degree of anisotropy of the thermal conductivity characteristics (AIS). Alternatively, first, the required characteristics (Kx, Kz, AIS, etc.) are selected, and then the composite metal plate 1 that satisfies Ts/Tc according to the application is selected by referring to the graphs shown in FIGS. 11 to 13 described later. The selection method is simple. By the selection method of the composite metal plate 1 using such Ts/Tc, it is possible to appropriately and easily find the configuration of the composite metal plate 1 according to various uses of heat diffusion.

複合金属板1は、Kxが340W/(m・K)以下であり、Kzが20W/(m・K)以上であってよい。Kxが340W/(m・K)を超えるような複合金属板は、複合金属板を構成する第1銅層2とステンレス層3と第2銅層4のそれぞれの材質を実用に照らして考慮すると、Ts/Tcが0.2未満になってステンレス層の効能が実質的に失われ、熱拡散の所望の用途に適する機械的特性を有することができない可能性がある。同様に、Kzが20W/(m・K)未満であるような複合金属板は、Ts/Tcが5.0を超えて第1銅層および第2銅層の効能が実質的に失われ、熱拡散の所望の用途に適する熱伝導特性を有することができない可能性がある。 The composite metal plate 1 may have Kx of 340 W/(m·K) or less and Kz of 20 W/(m·K) or more. A composite metal plate having Kx exceeding 340 W/(m·K) is considered to be , Ts/Tc of less than 0.2, the effectiveness of the stainless steel layer is substantially lost and may not have suitable mechanical properties for the desired application of heat diffusion. Similarly, a composite metal plate having a Kz of less than 20 W/(m·K) has a Ts/Tc of more than 5.0 and substantially loses the effectiveness of the first copper layer and the second copper layer, It may not have suitable heat transfer properties for the desired application of heat spreading.

複合金属板1を構成する第1銅層2および第2銅層4は、99質量%以上がCu(元素)からなる純銅により構成されるか、ステンレス層3を構成するステンレス鋼よりも熱伝導率が大きい銅合金により構成されていることが好ましい。この場合、純銅に含まれるCu以外の元素は、不可避的不純物である。具体的には、銅層に純銅を用いる場合、熱伝導率が大きい、例えば、無酸素銅、りん脱酸銅、タフピッチ銅などのC1000系(JIS規格)の範疇に属するものが好ましい。また、銅層に銅合金を用いる場合は、熱伝導率が比較的大きいC2000系(JIS規格)の範疇に属するものが好ましい。また、その他の銅合金としては、銅層の結晶の粗大化を抑制するために、C1510(JIS規格)の0.05質量%以上0.15質量%以下のZr(ジルコニウム)を含むもの、質量比で、4ppm以上55ppm以下のTi(チタン)と、2ppm以上12ppm以下のS(硫黄)と、2ppm以上30ppm以下のO(酸素)を含むものなどを用いることもできる。Zrを含む上記銅合金は、相応の熱伝導率および機械的強さを有するため、複合金属板を構成する銅層の薄肉化が期待できる。微量のTiなどを含む上記銅合金は、相応の熱伝導特性を有するとともに、TiO、TiO、TiS、Ti-O-Sなどが化合物または凝集物の形で存在し、TiやSなどが固溶体の形でそんざいするため、銅層の機械的特性の向上が期待できる。 The first copper layer 2 and the second copper layer 4 forming the composite metal plate 1 are made of pure copper containing Cu (element) in an amount of 99% by mass or more, or have a higher thermal conductivity than the stainless steel forming the stainless steel layer 3. It is preferably made of a copper alloy with a high modulus. In this case, elements other than Cu contained in pure copper are unavoidable impurities. Specifically, when pure copper is used for the copper layer, a material having high thermal conductivity, such as oxygen-free copper, phosphorus-deoxidized copper, and tough-pitch copper, which belongs to the category of C1000 series (JIS standard), is preferable. When a copper alloy is used for the copper layer, it preferably belongs to the C2000 series (JIS standard), which has relatively high thermal conductivity. In addition, as other copper alloys, in order to suppress the coarsening of the crystals of the copper layer, those containing 0.05% by mass or more and 0.15% by mass or less of Zr (zirconium) of C1510 (JIS standard), mass A material containing Ti (titanium) at a ratio of 4 ppm to 55 ppm, S (sulfur) at 2 ppm to 12 ppm, and O (oxygen) at 2 ppm to 30 ppm can also be used. Since the copper alloy containing Zr has a suitable thermal conductivity and mechanical strength, it can be expected to reduce the thickness of the copper layer that constitutes the composite metal plate. The copper alloy containing a small amount of Ti and the like has a corresponding thermal conductivity property, and TiO, TiO 2 , TiS, Ti—O—S, etc. exist in the form of compounds or aggregates, and Ti, S, etc., form a solid solution. Therefore, the mechanical properties of the copper layer can be expected to be improved.

ここで、第1銅層2と第2銅層4とは、同じ材質で構成されている必要はないが、同じ材質で構成されていることが好ましい。同じ材質とは、第1銅層2の組成と第2銅層4の組成とが実質的に同じ材料(たとえばJIS規格における種類の記号が同じ)である場合と、第1銅層2の性質と第2銅層4の性質とが実質的に同じ(たとえば圧延時の伸び率などが同値または所定範囲(ばらつき)にある)である場合と、その両方の場合とを含む意味である。例えば、複合金属板1をクラッド圧延によって作製する場合は、圧延の安定性などを考慮し、第1銅層2と第2銅層4とが同じ組成であることが好ましい。 Here, although the first copper layer 2 and the second copper layer 4 do not have to be made of the same material, they are preferably made of the same material. The same material means that the composition of the first copper layer 2 and the composition of the second copper layer 4 are substantially the same material (for example, the type symbol in the JIS standard is the same), and the property of the first copper layer 2 and the properties of the second copper layer 4 are substantially the same (for example, the elongation during rolling is the same value or within a predetermined range (variation)), and both cases. For example, when the composite metal plate 1 is produced by clad rolling, it is preferable that the first copper layer 2 and the second copper layer 4 have the same composition in consideration of rolling stability.

複合金属板1を構成するステンレス層3は、質量%で、10.5%以上30%以下のCr(クロム)と、0.6%以25%以下のNi(ニッケル)と、0.20%以下のC(炭素)と、残部Fe(鉄)および不可避不純物からなるステンレス鋼により構成されることが好ましい。ステンレス層3に上記ステンレス鋼を用いれば、0.6%以上25%以下のNiと0.20%以下のCを含むことによって、ステンレス層3を構成するステンレス鋼がオーステナイト系ステンレス鋼または析出硬化系ステンレス鋼に特徴的な特性(材質)を有することができる。なお、ステンレス層3を構成するステンレス鋼は、ISO規格またはJIS規格にあるような一般的なステンレス鋼であってよく、オーステナイト系、フェライト系、マルテンサイト系または析出硬化系など、特定の系列に限定されない。ISO規格(ISO-15510)では、1.2質量%以下のCおよび10.5質量%以上のCrを含む鋼をステンレス鋼と定義している。JIS規格(JIS―G0203)では、ISO規格と同量のCおよびCrを含み、耐食性を向上させた合金鋼をステンレス鋼と定義している。 The stainless steel layer 3 constituting the composite metal plate 1 is composed of Cr (chromium) of 10.5% or more and 30% or less, Ni (nickel) of 0.6% or more and 25% or less, and 0.20% by mass. It is preferably made of stainless steel composed of C (carbon) and the balance Fe (iron) and unavoidable impurities. When the above stainless steel is used for the stainless steel layer 3, the stainless steel constituting the stainless steel layer 3 is austenitic stainless steel or precipitation hardening by containing 0.6% or more and 25% or less of Ni and 0.20% or less of C. It can have properties (materials) characteristic of stainless steels. The stainless steel that constitutes the stainless steel layer 3 may be a general stainless steel that conforms to the ISO standard or JIS standard, and may be austenitic, ferritic, martensitic, or precipitation hardened stainless steel. Not limited. The ISO standard (ISO-15510) defines stainless steel as steel containing 1.2% by mass or less of C and 10.5% by mass or more of Cr. The JIS standard (JIS-G0203) defines stainless steel as an alloy steel containing the same amount of C and Cr as the ISO standard and having improved corrosion resistance.

ステンレス層3を構成するステンレス鋼は、質量%で、10.5%以上30%以下のCrと、0.6%以25%以下のNiと、0.20%以下のCとを含む組成からなるステンレス鋼のうち、例えば、15%以上27%以下のCrと、5%以上23%以下のNiと、0.20%以下のCとを含む組成からなるステンレス鋼から選定することができる。こうしたステンレス鋼により構成されるSUS層は、SUS301、SUS304、SUS305、SUS310S、SUS316およびSUS316L(以上、JIS規格)のいずれかのオーステナイト系ステンレス鋼に特徴的な各種特性を有することができる。例えば、複合金属板1を、半導体素子などの電子部品を備える機器や装置の熱拡散用部品に適用する場合、熱拡散用部品が磁性を帯びるのは好ましくない場合がある。そのような場合にステンレス層3を構成するステンレス鋼は、好ましくは、オーステナイト系ステンレス鋼であり、より好ましくは、SUS300系(JIS規格)のオーステナイト系ステンレス鋼であり、より一層好ましくは、Cの含有量が少なく、磁性をより帯びにくい、SUS316L(JIS規格)である。なお、SUS316Lとは、質量%で、16%以上18%以下のCrと、12%以上15%以下のNiと、2%以上3%以下のMoと、0.03%以下のCと、残部Feおよび不可避不純物からなるオーステナイト系ステンレス鋼である。 The stainless steel constituting the stainless steel layer 3 has a composition containing, by mass %, 10.5% or more and 30% or less of Cr, 0.6% or more and 25% or less of Ni, and 0.20% or less of C. For example, it can be selected from stainless steels having a composition containing 15% or more and 27% or less of Cr, 5% or more and 23% or less of Ni, and 0.20% or less of C. A SUS layer composed of such stainless steel can have various characteristics characteristic of any of austenitic stainless steels such as SUS301, SUS304, SUS305, SUS310S, SUS316 and SUS316L (these are JIS standards). For example, when the composite metal plate 1 is applied to a heat diffusion component of a device or apparatus having an electronic component such as a semiconductor element, it may not be preferable for the heat diffusion component to be magnetized. In such a case, the stainless steel constituting the stainless steel layer 3 is preferably austenitic stainless steel, more preferably SUS300 series (JIS standard) austenitic stainless steel, and still more preferably C It is SUS316L (JIS standard), which has a low content and is less likely to be magnetized. In addition, SUS316L is, in mass%, 16% or more and 18% or less of Cr, 12% or more and 15% or less of Ni, 2% or more and 3% or less of Mo, 0.03% or less of C, and the balance It is an austenitic stainless steel composed of Fe and inevitable impurities.

また、ステンレス層3を構成するステンレス鋼は、質量%で、10.5%以上30%以下のCrと、0.6%以上25%以下のNiと、0.20%以下のCとを含む組成からなるステンレス鋼のうち、例えば、14%以上19%以下のCrと、2%以上8.5%以下のNiと、0.10%以下のCとを含む組成からなるステンレス鋼から選定することができる。こうしたステンレス鋼により構成されるステンレス層3は、2%以上5%以下(好ましくは3%以上5%以下)のCuおよび0.1%以上0.5%以下(好ましくは0.15%以上0.45%以下)のNb(ニオブ)をさらに含むことにより析出硬化系ステンレス鋼のSUS630(JIS規格)に特徴的な特性(材質)を有することができるし、あるいは0.5%以上2%以下(好ましくは0.75%以上1.5%以下)のAlをさらに含むことにより析出硬化系ステンレス鋼のSUS631(JIS規格)に特徴的な特性(材質)を有することができる。 In addition, the stainless steel constituting the stainless steel layer 3 contains 10.5% or more and 30% or less of Cr, 0.6% or more and 25% or less of Ni, and 0.20% or less of C by mass %. Among the stainless steels having a composition, for example, a stainless steel having a composition containing 14% or more and 19% or less of Cr, 2% or more and 8.5% or less of Ni, and 0.10% or less of C is selected. be able to. The stainless layer 3 made of such stainless steel contains 2% or more and 5% or less (preferably 3% or more and 5% or less) of Cu and 0.1% or more and 0.5% or less (preferably 0.15% or more and 0.15% or more) of Cu. .45% or less) of Nb (niobium), it is possible to have characteristics (material) characteristic of SUS630 (JIS standard) of precipitation hardening stainless steel, or 0.5% or more and 2% or less By further containing Al (preferably 0.75% or more and 1.5% or less), it is possible to have characteristics (material properties) characteristic of precipitation hardened stainless steel SUS631 (JIS standard).

こうした複合金属板1(第1銅層2/ステンレス層3/第2銅層4)は、例えば、純銅または銅合金により構成される第1銅板と、ステンレス鋼により構成されるステンレス鋼板と、純銅または銅合金により構成される第2銅板とを、この順に積層した状態で圧延して層間を接合するクラッド圧延工程と、クラッド圧延の後に拡散焼鈍を行う工程とを含む、クラッド圧延に係る技術者がよく知る、クラッド板材の製造方法によって作製することができる。なお、上記したクラッド板材(複合金属板1)の製造方法では、クラッド圧延工程において被圧延材(板材)の軟化工程(軟化焼鈍)を含んでよいし、拡散焼鈍を行う工程の後に所定の厚さ(板厚)の複合金属板1に形成する圧延(仕上げ圧延)を行う工程を含んでよい。 Such a composite metal plate 1 (first copper layer 2/stainless steel layer 3/second copper layer 4) includes, for example, a first copper plate made of pure copper or a copper alloy, a stainless steel plate made of stainless steel, and a pure copper Alternatively, an engineer involved in clad rolling, including a clad rolling step of rolling the second copper plate composed of a copper alloy in this order to join the layers, and a step of performing diffusion annealing after clad rolling. can be produced by a clad plate manufacturing method well known to In the method for manufacturing the clad plate material (composite metal plate 1) described above, the clad rolling step may include a softening step (softening annealing) of the material to be rolled (plate material). It may include a step of performing rolling (finish rolling) to form a composite metal sheet 1 having a large thickness (thickness).

次に、上記した複合金属板1(熱拡散用複合金属板)を用いた、この発明に係る熱拡散用部品の実施形態について、具体的な構成例を挙げて、適宜図面を参照して説明する。 Next, an embodiment of a heat diffusion component according to the present invention using the composite metal plate 1 (composite metal plate for heat diffusion) described above will be described with specific configuration examples and with appropriate reference to the drawings. do.

(第1構成例)
図2は、第1構成例として示す、この発明に係る熱拡散用部品の一実施形態となる、平板状の熱拡散用部品10の層構成である。なお、図2に示す各部材の形状、寸法、比率、倍率などは、明確化のために誇張および模式化している。
(First configuration example)
FIG. 2 shows a layer configuration of a flat plate-shaped heat diffusion component 10, which is an embodiment of the heat diffusion component according to the present invention, shown as a first configuration example. Note that the shape, size, ratio, magnification, etc. of each member shown in FIG. 2 are exaggerated and modeled for clarity.

第1構成例として図2に示す平板状の熱拡散用部品10は、第1部材11から成る。第1部材11は、Tが500μm以下、Ts/Tcが0.2以上5以下、および、Kx/Kzが4.4以上6.8以下である上記した複合金属板1(第1銅層2/ステンレス層3/第2銅層4)から切り出された個片から成る。 A flat plate-like heat diffusion component 10 shown in FIG. 2 as a first configuration example is composed of a first member 11 . The first member 11 has a T of 500 µm or less, a Ts/Tc of 0.2 or more and 5 or less, and a Kx/Kz of 4.4 or more and 6.8 or less. /stainless steel layer 3/second copper layer 4).

平板状の熱拡散用部品10は、第1部材11の上側の表面、すなわち、第1銅層2の露出表面における平面部2a、2bに、発熱源5a、5bを直接的または間接的に接合可能な発熱源接合領域2A、2Bを備えている。発熱源5a、5bは、いずれか1つであってもよく、3つ以上であってもよく、例えば、半導体素子などの電子部品であってよい。 The flat plate-like heat diffusion component 10 directly or indirectly joins the heat sources 5a and 5b to the upper surface of the first member 11, that is, the flat portions 2a and 2b on the exposed surface of the first copper layer 2. It has possible heat source junction areas 2A, 2B. The heat sources 5a and 5b may be one, or three or more, and may be electronic components such as semiconductor elements, for example.

平板状の熱拡散用部品10を用いた場合、発熱源5a、5bが発する熱は、発熱源5a、5bに接する第1部材11に伝導し、平面部2a、2bから第1銅層2の内部に伝導する。第1銅層2に伝導した熱は、第1銅層2内部においてX方向、Y方向およびZ方向に伝導する。第1銅層2の内部においてX方向およびY方向に伝導した熱は、第1部材11の端部などに設けられる放熱端子(図示略)などを介して外部へ放出されるか、第1銅層2の露出表面から空中(例えば大気中)放出されて拡散する。同時に、第1銅層2の内部においてZ方向に伝導した熱は、ステンレス層3の内部に伝導する。ステンレス層3に伝導した熱は、ステンレス層3の内部において、熱エネルギーの水準が低く熱伝導しやすい方向、すなわち、伝導距離が相対的に小さいZ方向に隣接する第2銅層4に向かって優先的に伝導する。第2銅層4に伝導した熱は、第2銅層4の内部においてX方向、Y方向およびZ方向に伝導する。第2銅層4の内部においてX方向およびY方向に伝導した熱は、第1部材11の端部などに設けられる放熱端子(図示略)などを介して外部へ放出されるか、第2銅層4の露出表面から空中(例えば大気中)に放出されて拡散する。 When the plate-shaped heat diffusion component 10 is used, the heat generated by the heat sources 5a and 5b is conducted to the first member 11 in contact with the heat sources 5a and 5b, and spreads from the flat portions 2a and 2b to the first copper layer 2. Conduct inside. The heat conducted to the first copper layer 2 is conducted in the X, Y and Z directions inside the first copper layer 2 . The heat conducted in the X direction and the Y direction inside the first copper layer 2 is released to the outside through a heat radiation terminal (not shown) provided at the end of the first member 11 or the like, or It is released into the air (eg, into the atmosphere) from the exposed surface of layer 2 and diffuses. At the same time, the heat conducted in the Z direction inside the first copper layer 2 is conducted inside the stainless steel layer 3 . The heat conducted to the stainless steel layer 3 is directed toward the second copper layer 4 adjacent to the direction in which the level of thermal energy is low and heat is easily conducted, that is, the Z direction in which the conduction distance is relatively small. Conduct preferentially. The heat conducted to the second copper layer 4 is conducted inside the second copper layer 4 in the X, Y and Z directions. The heat conducted in the X direction and the Y direction inside the second copper layer 4 is released to the outside via a heat radiation terminal (not shown) provided at the end of the first member 11 or the like, or It is released into the air (eg, the atmosphere) from the exposed surface of layer 4 and diffuses.

平板状の熱拡散用部品10は、第1部材11を構成する、銅層(第1銅層2、第2銅層4)による適度な熱伝導特性およびステンレス層3による適度な機械的特性を有する。これにより、こうした平板状の熱拡散用部品10は、例えば、モバイルパソコン、携帯電話などの小型の機器および装置に搭載する放熱部材、伝熱部材などの熱拡散用部品として搭載することができるし、必要に応じて導電部材、シャーシ、ケースまたはフレームの機能を兼ね備えることができる。これにより、上記した機器および装置の薄型化、コンパクト化および軽量化などへの貢献が期待できる。 The flat plate-like heat diffusion component 10 has appropriate heat conduction characteristics due to the copper layers (the first copper layer 2 and the second copper layer 4) and appropriate mechanical characteristics due to the stainless steel layer 3, which constitute the first member 11. have. As a result, such a plate-like heat diffusion component 10 can be mounted as a heat diffusion component such as a heat radiating member or a heat transfer member mounted on small devices and devices such as mobile personal computers and mobile phones. , can also function as a conductive member, chassis, case or frame as required. This can be expected to contribute to making the devices and devices thinner, more compact, and lighter.

(第2構成例)
図3は、第2構成例として示す、この発明に係る熱拡散用部品の一実施形態となる、筐体状の熱拡散用部品20の断面構成である。なお、図3に示す各部材の形状、寸法、比率、倍率などは、明確化のために誇張および模式化し、断面を表す斜線は簡略化のために略している。
(Second configuration example)
FIG. 3 is a cross-sectional configuration of a housing-like heat diffusion component 20, which is an embodiment of the heat diffusion component according to the present invention, shown as a second configuration example. Note that the shape, size, ratio, magnification, etc. of each member shown in FIG. 3 are exaggerated and schematic for clarity, and oblique lines representing cross sections are omitted for simplification.

第2構成例として図3に示す筐体状の熱拡散用部品20は、第1部材21と、第2部材22と、内部空間24とを備える。すなわち、第1部材と第2部材とで構成された内部空間を備えている。第1部材21および第2部材22は、ともに、Tが500μm以下、Ts/Tcが0.2以上5以下、および、Kx/Kzが4.4以上6.8以下である上記した複合金属板1(第1銅層2/ステンレス層3/第2銅層4)から切り出された個片から成る。第1部材21は、一端側(X方向の右方側)に曲げ部21aが形成され、他端側(X方向の左方側)に曲げ部21bが形成されている。第2部材22は、一端側(X方向の右方側)に曲げ部22aが形成され、他端側(X方向の左方側)に曲げ部22bが形成されている。第1部材21と第2部材22とは、内部空間24が気密封止(好ましくは減圧封止)されるように、互いの曲げ部21a、22aの端面部21c、22cが突き合わされるとともに、互いの曲げ部21b、22bの端面部21d、22dが突き合わされて、接合されている。 A housing-shaped heat diffusion component 20 shown in FIG. 3 as a second configuration example includes a first member 21 , a second member 22 , and an internal space 24 . That is, it has an internal space composed of the first member and the second member. Both the first member 21 and the second member 22 have a T of 500 µm or less, a Ts/Tc of 0.2 or more and 5 or less, and a Kx/Kz of 4.4 or more and 6.8 or less. 1 (first copper layer 2/stainless steel layer 3/second copper layer 4). The first member 21 has a bent portion 21a at one end (right side in the X direction) and a bent portion 21b at the other end (left side in the X direction). The second member 22 has a bent portion 22a at one end (right side in the X direction) and a bent portion 22b at the other end (left side in the X direction). The first member 21 and the second member 22 are such that the end surfaces 21c and 22c of the bent portions 21a and 22a are butted against each other so that the internal space 24 is airtightly sealed (preferably vacuum sealed). The end face portions 21d and 22d of the bent portions 21b and 22b are butted and joined.

ここで、第1部材21と第2部材22との接合は、半田または銀ろうなどの接合材料を用いる方法でもよいが、接合材料による筐体内部の汚染防止、接合強度の向上および内部空間24の封止の信頼性向上などの観点で、熱拡散を利用した方法(加圧拡散接合)が好ましい。加圧拡散接合は、被接合面が互いに加圧し合うように荷重を加えた状態で加熱(熱処理)して生じさせた熱拡散を利用して、被接合面同士(端面部21cと端面部22c、および、端面部21dと端面部22d)を接合する方法である。この場合の加熱(熱処理)は、例えば、窒素ガス、アルゴンガスまたは窒素とアルゴンとの混合ガスなどを用いた非酸化性雰囲気において行うのがよく、被接合面の材質にもよるが、一般的に、600℃以上1000℃以下の温度で保持することが必要とされている。 Here, the first member 21 and the second member 22 may be joined by a method using a joining material such as solder or silver solder. A method using thermal diffusion (pressure diffusion bonding) is preferable from the viewpoint of improving reliability of sealing. Pressure diffusion bonding utilizes heat diffusion generated by heating (heating) the surfaces to be bonded under a load so that the surfaces to be bonded are pressed against each other, and bonds the surfaces to be bonded (the end surface portion 21c and the end surface portion 22c) to each other. , and a method of joining the end face portion 21d and the end face portion 22d). The heating (heat treatment) in this case is preferably performed in a non-oxidizing atmosphere using, for example, nitrogen gas, argon gas, or a mixed gas of nitrogen and argon. Furthermore, it is required to maintain the temperature at 600° C. or higher and 1000° C. or lower.

筐体状の熱拡散用部品20の内部空間24は、第1部材21および第2部材22により、気密封止(好ましくは減圧封止)されている。なお、内部空間24の気密封止に係る部材は、第1部材21および第2部材22に制限されず、それ以外の例えば放熱端子(図示略)などの部材が関わっていてもよい。このように気密封止(好ましくは減圧封止)された内部空間24は、その内部に、蒸発と凝縮による熱輸送を可能とする作動流体(冷媒)を封止することにより、熱流路として使用することができる。作動流体(冷媒)には、例えば、水、代替フロン、アルコール、またはアセトンなどの有機化合物などを用いることができるが、安全、低コスト、取扱い容易などの観点で、純水を用いるのが好ましい。 The internal space 24 of the housing-like heat diffusion component 20 is hermetically sealed (preferably vacuum sealed) by the first member 21 and the second member 22 . The members involved in hermetic sealing of the internal space 24 are not limited to the first member 21 and the second member 22, and other members such as heat dissipation terminals (not shown) may be involved. The internal space 24 that is hermetically sealed (preferably decompressed) is used as a heat flow path by sealing a working fluid (refrigerant) therein that enables heat transport by evaporation and condensation. can do. As the working fluid (refrigerant), for example, water, CFC substitute, alcohol, or organic compounds such as acetone can be used, but from the viewpoint of safety, low cost, ease of handling, etc., it is preferable to use pure water. .

筐体状の熱拡散用部品20は、第1部材21の上側の表面、すなわち、第1銅層2の露出表面における平面部2a、2bに、発熱源5a、5bを直接的または間接的に接合可能な発熱源接合領域2A、2Bを備えることができる。なお、発熱源接合領域2A、2Bを設ける部位は、必要に応じて設定すればよく、第1部材21の表面に制限されない。また、発熱源5a、5bは、いずれか1つであってもよく、3つ以上であってもよく、例えば、半導体素子などの電子部品であってよい。 The housing-shaped heat diffusion component 20 has the heat sources 5a and 5b directly or indirectly attached to the upper surface of the first member 21, that is, the flat portions 2a and 2b on the exposed surface of the first copper layer 2. Bondable heat source bond regions 2A, 2B may be provided. Note that the sites where the heat source bonding regions 2A and 2B are provided may be set as necessary, and are not limited to the surface of the first member 21 . Also, the number of heat sources 5a and 5b may be one, or three or more, and may be, for example, electronic components such as semiconductor elements.

筐体状の熱拡散用部品20を用いた場合、発熱源5a、5bが発する熱は、発熱源5a、5bに接する第1部材21に伝導し、平面部2a、2bから第1銅層2の内部に伝導する。第1銅層2に伝導した熱は、第1銅層2の内部においてX方向、Y方向およびZ方向に伝導する。第1銅層2の内部においてX方向およびY方向に伝導した熱は、接合部23a、23bから第2部材22へ伝導するとともに、第1部材21の端部などに放熱端子(図示略)などが設けられている場合はそれを介して外部へ放出されて拡散し、一部が第1銅層2の露出表面から空中(例えば大気中)放出されて拡散する。同時に、第1銅層2の内部においてZ方向に伝導した熱は、ステンレス層3の内部に伝導する。ステンレス層3に伝導した熱は、ステンレス層3の内部において、熱エネルギーの水準が低く熱伝導しやすい方向、すなわち、伝導距離が相対的に小さいZ方向に隣接する第2銅層4に向かって優先的に伝導する。第2銅層4に伝導した熱は、第2銅層4の内部においてエネルギーの水準が低く熱伝導しやすい作動流体(冷媒)が存在する内部空間24の方向、すなわちZ方向に向かって優先的に伝導する。第1部材21を構成する第2銅層4の表面から内部空間24の作動流体(冷媒)に伝導した熱は、作動流体(冷媒)よって輸送され、内部空間24の端部などに設けられる放熱端子(図示略)などを介して外部へ放出される。なお、第1部材21から第2部材22へ伝導した熱は、第1部材21における挙動と同様な経路を通って外部へ放熱されて拡散する。 When the housing-shaped heat diffusion component 20 is used, the heat generated by the heat sources 5a and 5b is conducted to the first member 21 in contact with the heat sources 5a and 5b, and the first copper layer 2 is transferred from the flat portions 2a and 2b. conducts to the inside of the The heat conducted to the first copper layer 2 is conducted inside the first copper layer 2 in the X, Y and Z directions. The heat conducted in the X direction and the Y direction inside the first copper layer 2 is conducted from the joints 23a and 23b to the second member 22, and is connected to the end portion of the first member 21 by a heat dissipation terminal (not shown) or the like. is provided, it is released to the outside through it and diffuses, and part of it is released into the air (for example, the atmosphere) from the exposed surface of the first copper layer 2 and diffuses. At the same time, the heat conducted in the Z direction inside the first copper layer 2 is conducted inside the stainless steel layer 3 . The heat conducted to the stainless steel layer 3 is directed toward the second copper layer 4 adjacent to the direction in which the level of thermal energy is low and heat is easily conducted, that is, the Z direction in which the conduction distance is relatively small. Conduct preferentially. The heat conducted to the second copper layer 4 is preferentially directed toward the inner space 24 in which the working fluid (refrigerant), which has a low energy level and is easy to conduct heat, exists inside the second copper layer 4, that is, toward the Z direction. conducts to The heat conducted from the surface of the second copper layer 4 constituting the first member 21 to the working fluid (refrigerant) in the internal space 24 is transported by the working fluid (refrigerant), and the heat dissipation provided at the end of the internal space 24, etc. It is discharged to the outside through a terminal (not shown) or the like. The heat conducted from the first member 21 to the second member 22 is dissipated and diffused to the outside through a path similar to the behavior of the first member 21 .

筐体状の熱拡散用部品20は、第1部材21および第2部材22を構成する、銅層(第1銅層2、第2銅層4)による適度な熱伝導特性およびステンレス層3による適度な機械的特性を有する。これにより、筐体状の熱拡散用部品20は、筐体の厚さ(Z方向の長さ)を小さくして薄肉化することができる。こうした筐体状の熱拡散用部品20は、放熱効果(熱拡散効果)の高い平板状のヒートパイプといえ、上記したベーパーチャンバーの筐体として用いるのに好適である。また、筐体状の熱拡散用部品20は、例えば、モバイルパソコン、携帯電話などの小型の機器および装置に搭載する放熱部材、伝熱部材などの熱拡散用部品として搭載することができるし、必要に応じて導電部材、シャーシ、ケースまたはフレームの機能を兼ね備えることができる。これにより、上記した機器および装置の薄型化、コンパクト化および軽量化などへの貢献が期待できる。 The housing-like heat diffusion component 20 has appropriate heat conduction characteristics due to the copper layers (first copper layer 2, second copper layer 4) and the stainless steel layer 3, which constitute the first member 21 and the second member 22. It has moderate mechanical properties. As a result, the housing-like heat diffusion component 20 can be made thinner by reducing the thickness of the housing (the length in the Z direction). Such a housing-shaped heat diffusion component 20 can be said to be a flat plate-shaped heat pipe with a high heat radiation effect (thermal diffusion effect), and is suitable for use as the housing of the above-described vapor chamber. In addition, the housing-shaped heat diffusion component 20 can be mounted as a heat diffusion component such as a heat dissipation member or a heat transfer member to be mounted on small devices and devices such as mobile personal computers and mobile phones. It can also function as a conductive member, chassis, case or frame as required. This can be expected to contribute to making the devices and devices thinner, more compact, and lighter.

(第2構成例の変形例)
図4は、第2構成例の変形例として示す、この発明に係る熱拡散用部品の一実施形態となる、筐体状の熱拡散用部品20Aの断面構成である。なお、図4に示す各部材の形状、寸法、比率、倍率などは、明確化のために誇張および模式化し、断面を表す斜線は簡略化のために略している。
(Modification of Second Configuration Example)
FIG. 4 is a cross-sectional configuration of a housing-like heat diffusion component 20A, which is an embodiment of the heat diffusion component according to the present invention, shown as a modification of the second configuration example. The shape, size, ratio, magnification, etc. of each member shown in FIG. 4 are exaggerated and schematic for clarity, and oblique lines representing cross sections are omitted for simplification.

第2構成例の変形例として図4に示す筐体状の熱拡散用部品20Aは、上記した熱拡散用部品20と同様に、第1部材21と、第2部材22と、内部空間とを備え、さらに支持部25を備える。支持部25は、内部空間に配置され、第1部材21を構成する第2銅層4および第2部材22を構成する第2銅層4に対して接合されている。これにより、筐体状の熱拡散用部品20Aの機械的強さが高まるため、筐体状の熱拡散用部品20Aをより薄肉化することができる。また、支持部25により内部空間が2つの内部空間24a、24bに区分されるが、支持部25に連絡路25aを設けることにより2つの内部空間24a、24bを繋ぐことができる。この場合、支持部25に設ける連絡路25aは、1つに制限されず、必要に応じて複数設けることができる。なお、熱拡散用部品20Aを構成する第1部材21および第2部材22、第1部材21と第2部材22との接合方法、発熱源5a、5bおよび発熱源接合領域2A、2B、並びに、内部空間24a、24bに気密封止(好ましくは減圧封止)される作動流体(冷媒)などについての説明は、ここでは略し、上記した熱拡散用部品20についての説明を参照する。 As a modification of the second configuration example, a housing-shaped heat diffusion component 20A shown in FIG. and a support portion 25 . The support portion 25 is arranged in the internal space and joined to the second copper layer 4 forming the first member 21 and the second copper layer 4 forming the second member 22 . As a result, the mechanical strength of the housing-shaped heat diffusion component 20A is increased, so that the housing-shaped heat diffusion component 20A can be made thinner. Further, the internal space is partitioned into two internal spaces 24a and 24b by the support portion 25, and the two internal spaces 24a and 24b can be connected by providing the communication path 25a in the support portion 25. FIG. In this case, the number of connecting paths 25a provided in the support portion 25 is not limited to one, and a plurality of connecting paths can be provided as necessary. In addition, the first member 21 and the second member 22 constituting the heat diffusion component 20A, the method of joining the first member 21 and the second member 22, the heat sources 5a and 5b and the heat source joining regions 2A and 2B, and The description of the working fluid (refrigerant) hermetically sealed (preferably decompression sealed) in the internal spaces 24a and 24b will be omitted here, and the description of the heat diffusion component 20 described above will be referred to.

筐体状の熱拡散用部品20Aを用いた場合、上記した筐体状の熱拡散部品20と同様に、発熱源5a、5bが発した熱は、発熱源5a、5bに接する第1部材21の平面部2a、2bから第1銅層2、ステンレス層3および第2銅層4を経由して、その大部分が第2銅層4の露出表面から内部空間24a、25bの熱エネルギーの水準が低い作動流体(冷媒)に伝導し、作動流体(冷媒)によって輸送され、内部空間24a、24bの端部などに設けられる放熱端子(図示略)などを介して外部へ放出される。このとき、内部空間24aの作動流体(冷媒)に伝導した熱量と、内部空間24bの作動流体(冷媒)に伝導した熱量とが、異なった場合であっても、内部空間24a、25nの作動流体(冷媒)のもつ熱エネルギーの水準が平衡になるように、作動流体(冷媒)が支持部25の連絡路25aを移動することができる。なお、第1部材21から第2部材22へ伝導した熱は、第1部材21における挙動と同様な経路を通って外部へ放熱されて拡散する。 When the case-shaped heat diffusion component 20A is used, heat generated by the heat sources 5a and 5b is transferred to the first member 21 in contact with the heat sources 5a and 5b, as in the case of the case-shaped heat diffusion component 20 described above. from the planar portions 2a, 2b of the first copper layer 2, the stainless steel layer 3 and the second copper layer 4, most of which is from the exposed surface of the second copper layer 4 to the level of the thermal energy in the internal spaces 24a, 25b It conducts to a working fluid (refrigerant) with a low energy, is transported by the working fluid (refrigerant), and is discharged to the outside through heat radiation terminals (not shown) provided at the ends of the internal spaces 24a and 24b. At this time, even if the amount of heat conducted to the working fluid (refrigerant) in the internal space 24a differs from the amount of heat conducted to the working fluid (refrigerant) in the internal space 24b, the working fluid in the internal spaces 24a and 25n The working fluid (refrigerant) can move through the communication channel 25a of the support 25 so that the level of thermal energy of the (refrigerant) is balanced. The heat conducted from the first member 21 to the second member 22 is dissipated and diffused to the outside through a path similar to the behavior of the first member 21 .

筐体状の熱拡散用部品20Aは、第1部材21および第2部材22を構成する、銅層(第1銅層2、第2銅層4)による適度な熱伝導特性およびステンレス層3による適度な機械的特性を有する。さらに、筐体状の熱拡散用部品20Aは、第1部材21および第2部材22に対して接合されている支持部25を有する。これにより、筐体状の熱拡散用部品20Aは補強され、筐体の厚さ(Z方向の長さ)をさらに小さくすることができるので、さらなる薄肉化が可能である。こうした筐体状の熱拡散用部品20Aは、上記したベーパーチャンバーの筐体として用いるのに好適である。また、筐体状の熱拡散用部品20Aは、例えば、モバイルパソコン、携帯電話などの小型の機器および装置に搭載する放熱部材、伝熱部材などの熱拡散用部品として搭載することができるし、必要に応じて導電部材、シャーシ、ケースまたはフレームの機能を兼ね備えることができる。これにより、上記した機器および装置のさらなる薄型化、コンパクト化および軽量化などへの貢献が期待できる。 The housing-shaped heat diffusion component 20A has moderate heat conduction characteristics due to the copper layers (the first copper layer 2 and the second copper layer 4) and the stainless steel layer 3, which constitute the first member 21 and the second member 22. It has moderate mechanical properties. Furthermore, the housing-shaped heat diffusion component 20A has a support portion 25 joined to the first member 21 and the second member 22 . As a result, the housing-like heat diffusion component 20A is reinforced, and the thickness of the housing (the length in the Z direction) can be further reduced, so that the thickness can be further reduced. Such a case-shaped heat diffusion component 20A is suitable for use as the case of the above-described vapor chamber. Further, the housing-shaped heat diffusion component 20A can be mounted as a heat diffusion component such as a heat dissipation member or a heat transfer member to be mounted on small devices and devices such as mobile personal computers and mobile phones. It can also function as a conductive member, chassis, case or frame as required. This can be expected to contribute to further thinning, compactness, and weight reduction of the devices and devices described above.

(第3構成例)
図5は、第3構成例として示す、この発明に係る熱拡散用部品の一実施形態となる、筐体状の熱拡散用部品30の断面構成である。なお、図5に示す各部材の形状、寸法、比率、倍率などは、明確化のために誇張および模式化し、断面を表す斜線は簡略化のために略している。
(Third configuration example)
FIG. 5 is a cross-sectional configuration of a housing-like heat diffusion component 30, which is an embodiment of the heat diffusion component according to the present invention, shown as a third configuration example. Note that the shape, size, ratio, magnification, etc. of each member shown in FIG. 5 are exaggerated and schematic for clarity, and oblique lines representing cross sections are omitted for simplification.

第3構成例として図5に示す筐体状の熱拡散用部品30は、第1部材31と、第2部材32と、内部空間34とを備える。すなわち、第1部材と第2部材とで構成された内部空間を備えている。第1部材31および第2部材32は、ともに、Tが500μm以下、Ts/Tcが0.2以上5以下、および、Kx/Kzが4.4以上6.8以下である上記した複合金属板1(第1銅層2/ステンレス層3/第2銅層4)から切り出された個片から成る。第1部材31は、一端側(X方向の右方側)に曲げ部31aが形成され、他端側(X方向の左方側)に曲げ部31bが形成されている。第2部材32は、平板状に形成されている。第1部材31と第2部材32とは、内部空間34が気密封止(好ましくは減圧封止)されるように、第1部材31の曲げ部31aの端面部31cが第2部材32の平面部32aに突き合わされるとともに、第1部材31の曲げ部31bの端面部31dが第2部材32の平面部32bに突き合わされて、接合されている。 A housing-shaped heat diffusion component 30 shown in FIG. 5 as a third configuration example includes a first member 31 , a second member 32 , and an internal space 34 . That is, it has an internal space composed of the first member and the second member. Both the first member 31 and the second member 32 have a T of 500 μm or less, a Ts/Tc of 0.2 or more and 5 or less, and a Kx/Kz of 4.4 or more and 6.8 or less. 1 (first copper layer 2/stainless steel layer 3/second copper layer 4). The first member 31 has a bent portion 31a at one end (right side in the X direction) and a bent portion 31b at the other end (left side in the X direction). The second member 32 is formed in a flat plate shape. The first member 31 and the second member 32 are arranged such that the end surface portion 31c of the bent portion 31a of the first member 31 is the flat surface of the second member 32 so that the internal space 34 is airtightly sealed (preferably vacuum sealed). The end surface portion 31d of the bent portion 31b of the first member 31 is abutted against the flat portion 32b of the second member 32 and joined to the portion 32a.

ここで、第1部材31と第2部材32との接合は、半田または銀ろうなどの接合材料を用いる方法でもよいが、接合材料による筐体内部の汚染防止、接合強度の向上および内部空間34の封止の信頼性向上などの観点で、熱拡散を利用した方法(加圧拡散接合)が好ましい。加圧拡散接合は、被接合面が互いに加圧し合うように荷重を加えた状態で加熱(熱処理)して生じさせた熱拡散を利用して、被接合面同士(端面部31cと平面部32a、および、端面部31dと平面部32b)を接合する方法である。この場合の加熱(熱処理)は、例えば、窒素ガス、アルゴンガスまたは窒素とアルゴンとの混合ガスなどを用いた非酸化性雰囲気において行うのがよく、被接合面の材質にもよるが、一般的に、600℃以上1000℃以下の温度で保持することが必要とされている。 Here, the first member 31 and the second member 32 may be joined by a method using a joining material such as solder or silver solder. A method using thermal diffusion (pressure diffusion bonding) is preferable from the viewpoint of improving reliability of sealing. In pressure diffusion bonding, the surfaces to be bonded (the end surface portion 31c and the flat portion 32a) are bonded together by utilizing thermal diffusion generated by heating (heating) the surfaces to be bonded under a load so that they are pressed against each other. , and a method of joining the end surface portion 31d and the plane portion 32b). The heating (heat treatment) in this case is preferably performed in a non-oxidizing atmosphere using, for example, nitrogen gas, argon gas, or a mixed gas of nitrogen and argon. Furthermore, it is required to maintain the temperature at 600° C. or higher and 1000° C. or lower.

筐体状の熱拡散用部品30の内部空間34は、第1部材31および第2部材32により、気密封止(好ましくは減圧封止)されている。なお、内部空間34の気密封止に係る部材は、第1部材31および第2部材32に制限されず、それ以外の例えば放熱端子(図示略)などの部材が関わっていてもよい。このように気密封止(好ましくは減圧封止)された内部空間34は、その内部に、蒸発と凝縮による熱輸送を可能とする作動流体(冷媒)を封止することにより、熱流路として使用することができる。作動流体(冷媒)には、例えば、水、代替フロン、アルコール、またはアセトンなどの有機化合物などを用いることができるが、安全、低コスト、取扱い容易などの観点で、純水を用いるのが好ましい。 An internal space 34 of the housing-like heat diffusion component 30 is hermetically sealed (preferably vacuum sealed) by the first member 31 and the second member 32 . It should be noted that the members involved in hermetic sealing of the internal space 34 are not limited to the first member 31 and the second member 32, and other members such as heat dissipation terminals (not shown) may be involved. The internal space 34 that is hermetically sealed (preferably decompressed) is used as a heat flow path by sealing a working fluid (refrigerant) therein that enables heat transport by evaporation and condensation. can do. As the working fluid (refrigerant), for example, water, CFC alternative, alcohol, or organic compounds such as acetone can be used. From the viewpoint of safety, low cost, ease of handling, etc., it is preferable to use pure water. .

筐体状の熱拡散用部品30は、第1部材31の上側の表面、すなわち、第1銅層2の露出表面における平面部2a、2bに、発熱源5a、5bを直接的または間接的に接合可能な発熱源接合領域2A、2Bを備えることができる。なお、発熱源接合領域2A、2Bを設ける部位は、必要に応じて設定すればよく、第1部材31の表面に制限されない。また、発熱源5a、5bは、いずれか1つであってもよく、3つ以上であってもよく、例えば、半導体素子などの電子部品であってよい。 The housing-like heat diffusion component 30 has the heat sources 5a and 5b directly or indirectly attached to the upper surface of the first member 31, that is, the flat portions 2a and 2b on the exposed surface of the first copper layer 2. Bondable heat source bond regions 2A, 2B may be provided. Note that the sites where the heat source bonding regions 2A and 2B are provided may be set according to need, and are not limited to the surface of the first member 31 . Also, the number of heat sources 5a and 5b may be one, or three or more, and may be, for example, electronic components such as semiconductor elements.

筐体状の熱拡散用部品30を用いた場合、発熱源5a、5bが発する熱は、発熱源5a、5bに接する第1部材31に伝導し、平面部2a、2bから第1銅層2の内部に伝導する。第1銅層2に伝導した熱は、第1銅層2の内部においてX方向、Y方向およびZ方向に伝導する。第1銅層2の内部においてX方向およびY方向に伝導した熱は、接合部33a、33bから第2部材32へ伝導するとともに、第1部材31の端部などに放熱端子(図示略)などが設けられている場合はそれを介して外部へ放出されて拡散し、一部が第1銅層2の露出表面から空中(例えば大気中)放出されて拡散する。同時に、第1銅層2の内部においてZ方向に伝導した熱は、ステンレス層3の内部に伝導する。ステンレス層3に伝導した熱は、ステンレス層3の内部において、熱エネルギーの水準が低く熱伝導しやすい方向、すなわち、伝導距離が相対的に小さいZ方向に隣接する第2銅層4に向かって優先的に伝導する。第2銅層4に伝導した熱は、第2銅層4の内部においてエネルギーの水準が低く熱伝導しやすい作動流体(冷媒)が存在する内部空間34の方向、すなわちZ方向に向かって優先的に伝導する。第1部材31を構成する第2銅層4の表面から内部空間34の作動流体(冷媒)に伝導した熱は、作動流体(冷媒)よって輸送され、内部空間34の端部などに設けられる放熱端子(図示略)などを介して外部へ放出される。なお、第1部材31から第2部材32へ伝導した熱は、第1部材31における挙動と同様な経路を通って外部へ放熱されて拡散する。 When the housing-shaped heat diffusion component 30 is used, the heat generated by the heat sources 5a and 5b is conducted to the first member 31 in contact with the heat sources 5a and 5b, and spreads from the flat portions 2a and 2b to the first copper layer 2. conducts to the inside of the The heat conducted to the first copper layer 2 is conducted inside the first copper layer 2 in the X, Y and Z directions. The heat conducted in the X direction and the Y direction inside the first copper layer 2 is conducted from the joints 33a and 33b to the second member 32, and is connected to the end portion of the first member 31 by a heat dissipation terminal (not shown) or the like. is provided, it is released to the outside through it and diffuses, and part of it is released into the air (for example, the atmosphere) from the exposed surface of the first copper layer 2 and diffuses. At the same time, the heat conducted in the Z direction inside the first copper layer 2 is conducted inside the stainless steel layer 3 . The heat conducted to the stainless steel layer 3 is directed toward the second copper layer 4 adjacent to the direction in which the level of thermal energy is low and heat is easily conducted, that is, the Z direction in which the conduction distance is relatively small. Conduct preferentially. The heat conducted to the second copper layer 4 is preferentially directed toward the inner space 34 where the working fluid (refrigerant), which has a low energy level and is easy to conduct heat, exists inside the second copper layer 4, that is, toward the Z direction. conducts to The heat conducted from the surface of the second copper layer 4 constituting the first member 31 to the working fluid (refrigerant) in the internal space 34 is transported by the working fluid (refrigerant), and the heat dissipation provided at the end of the internal space 34, etc. It is discharged to the outside through a terminal (not shown) or the like. The heat conducted from the first member 31 to the second member 32 is dissipated and diffused to the outside through a path similar to the behavior of the first member 31 .

筐体状の熱拡散用部品30は、第1部材31および第2部材32を構成する、銅層(第1銅層2、第2銅層4)による適度な熱伝導特性およびステンレス層3による適度な機械的特性を有する。これにより、筐体状の熱拡散用部品30は、筐体の厚さ(Z方向の長さ)を小さくして薄肉化することができる。こうした筐体状の熱拡散用部品30は、放熱効果(熱拡散効果)の高い平板状のヒートパイプといえ、上記したベーパーチャンバーの筐体として用いるのに好適である。また、筐体状の熱拡散用部品30は、例えば、モバイルパソコン、携帯電話などの小型の機器および装置に搭載する放熱部材、伝熱部材などの熱拡散用部品として搭載することができるし、必要に応じて導電部材、シャーシ、ケースまたはフレームの機能を兼ね備えることができる。これにより、上記した機器および装置の薄型化、コンパクト化および軽量化などへの貢献が期待できる。 The housing-shaped heat diffusion component 30 has appropriate heat conduction characteristics due to the copper layers (first copper layer 2, second copper layer 4) and the stainless steel layer 3, which constitute the first member 31 and the second member 32. It has moderate mechanical properties. As a result, the housing-shaped heat diffusion component 30 can be made thinner by reducing the thickness of the housing (the length in the Z direction). Such a housing-shaped heat diffusion component 30 can be said to be a flat plate-shaped heat pipe with a high heat radiation effect (thermal diffusion effect), and is suitable for use as the housing of the above-described vapor chamber. In addition, the housing-shaped heat diffusion component 30 can be mounted as a heat diffusion component such as a heat dissipation member or a heat transfer member to be mounted on small devices and devices such as mobile personal computers and mobile phones. It can also function as a conductive member, chassis, case or frame as required. This can be expected to contribute to making the devices and devices thinner, more compact, and lighter.

(第3構成例の変形例)
図6は、第3構成例の変形例として示す、この発明に係る熱拡散用部品の一実施形態となる、筐体状の熱拡散用部品30Aの断面構成である。なお、図6に示す各部材の形状、寸法、比率、倍率などは、明確化のために誇張および模式化し、断面を表す斜線は簡略化のために略している。
(Modification of the third configuration example)
FIG. 6 is a cross-sectional configuration of a housing-like heat diffusion component 30A, which is an embodiment of the heat diffusion component according to the present invention, shown as a modification of the third configuration example. The shape, size, ratio, magnification, etc. of each member shown in FIG. 6 are exaggerated and schematic for clarity, and oblique lines representing cross sections are omitted for simplification.

第3構成例の変形例として図6に示す筐体状の熱拡散用部品30Aは、上記した熱拡散用部品30と同様に、第1部材31と、第2部材32と、内部空間とを備え、さらに支持部35を備える。支持部35は、内部空間に配置され、第1部材31を構成する第2銅層4および第2部材32を構成する第2銅層4に対して接合されている。これにより、筐体状の熱拡散用部品30Aの機械的強さが高まるため、筐体状の熱拡散用部品30Aをより薄肉化することができる。また、支持部35により内部空間が2つの内部空間34a、34bに区分されるが、支持部35に連絡路35aを設けることにより2つの内部空間34a、34bを繋ぐことができる。この場合、支持部35に設ける連絡路35aは、1つに制限されず、必要に応じて複数設けることができる。なお、熱拡散用部品30Aを構成する第1部材31および第2部材32、第1部材31と第2部材32との接合方法、発熱源5a、5bおよび発熱源接合領域2A、2B、並びに、2つの内部空間34a、34bに気密封止(好ましくは減圧封止)される作動流体(冷媒)などについての説明は、ここでは略し、上記した熱拡散用部品30についての説明を参照する。 As a modification of the third configuration example, a housing-shaped heat diffusion component 30A shown in FIG. and further includes a support portion 35 . The support portion 35 is arranged in the internal space and joined to the second copper layer 4 forming the first member 31 and the second copper layer 4 forming the second member 32 . As a result, the mechanical strength of the housing-shaped heat diffusion component 30A is increased, so that the housing-shaped heat diffusion component 30A can be made thinner. Moreover, although the internal space is divided into two internal spaces 34a and 34b by the support portion 35, the two internal spaces 34a and 34b can be connected by providing the communication path 35a in the support portion 35. FIG. In this case, the number of connecting passages 35a provided in the support portion 35 is not limited to one, and a plurality of connecting passages 35a may be provided as necessary. In addition, the first member 31 and the second member 32 constituting the heat diffusion component 30A, the method of joining the first member 31 and the second member 32, the heat sources 5a and 5b and the heat source joining regions 2A and 2B, and The description of the working fluid (refrigerant) hermetically sealed (preferably decompression sealed) in the two internal spaces 34a and 34b is omitted here, and the description of the heat diffusion component 30 described above is referred to.

筐体状の熱拡散用部品30Aを用いた場合、上記した筐体状の熱拡散部品30と同様に、発熱源5a、5bが発した熱は、発熱源5a、5bに接する第1部材31の平面部2a、2bから第1銅層2、ステンレス層3および第2銅層4を経由して、その大部分が第2銅層4の露出表面から内部空間34a、35bの熱エネルギーの水準が低い作動流体(冷媒)に伝導し、作動流体(冷媒)によって輸送され、内部空間34a、34bの端部などに設けられる放熱端子(図示略)などを介して外部へ放出される。このとき、内部空間34aの作動流体(冷媒)に伝導した熱量と、内部空間34bの作動流体(冷媒)に伝導した熱量とが、異なった場合であっても、内部空間34a、35nの作動流体(冷媒)のもつ熱エネルギーの水準が平衡になるように、作動流体(冷媒)が支持部35の連絡路35aを移動することができる。なお、第1部材31から第2部材32へ伝導した熱は、第1部材31における挙動と同様な経路を通って外部へ放熱されて拡散する。 When the housing-shaped heat diffusion component 30A is used, as with the housing-shaped heat diffusion component 30 described above, the heat generated by the heat sources 5a and 5b is transferred to the first member 31 in contact with the heat sources 5a and 5b. from the flat portions 2a, 2b of the first copper layer 2, the stainless steel layer 3 and the second copper layer 4, most of which is from the exposed surface of the second copper layer 4 to the level of the thermal energy in the internal spaces 34a, 35b It conducts to a working fluid (refrigerant) with a low energy, is transported by the working fluid (refrigerant), and is discharged to the outside through heat radiation terminals (not shown) provided at the ends of the internal spaces 34a and 34b. At this time, even if the amount of heat conducted to the working fluid (refrigerant) in the internal space 34a differs from the amount of heat conducted to the working fluid (refrigerant) in the internal space 34b, the working fluid in the internal spaces 34a and 35n The working fluid (refrigerant) can move through the communication path 35a of the support 35 so that the thermal energy levels of the (refrigerant) are balanced. The heat conducted from the first member 31 to the second member 32 is dissipated and diffused to the outside through a path similar to the behavior of the first member 31 .

筐体状の熱拡散用部品30Aは、第1部材31および第2部材32を構成する、銅層(第1銅層2、第2銅層4)による適度な熱伝導特性およびステンレス層3による適度な機械的特性を有する。さらに、筐体状の熱拡散用部品30Aは、第1部材31および第2部材32に対して接合されている支持部35を有する。これにより、筐体状の熱拡散用部品30Aは補強され、筐体の厚さ(Z方向の長さ)をさらに小さくすることができるので、さらなる薄肉化が可能である。こうした筐体状の熱拡散用部品30Aは、上記したベーパーチャンバーの筐体として用いるのに好適である。また、筐体状の熱拡散用部品30Aは、例えば、モバイルパソコン、携帯電話などの小型の機器および装置に搭載する放熱部材、伝熱部材などの熱拡散用部品として搭載することができるし、必要に応じて導電部材、シャーシ、ケースまたはフレームの機能を兼ね備えることができる。これにより、上記した機器および装置のさらなる薄型化、コンパクト化および軽量化などへの貢献が期待できる。 The housing-shaped heat diffusion component 30A has appropriate heat conduction characteristics due to the copper layers (the first copper layer 2 and the second copper layer 4) and the stainless steel layer 3, which constitute the first member 31 and the second member 32. It has moderate mechanical properties. Further, the housing-shaped heat diffusion component 30A has a support portion 35 joined to the first member 31 and the second member 32 . As a result, the housing-shaped heat diffusion component 30A is reinforced, and the thickness of the housing (the length in the Z direction) can be further reduced, so that the thickness can be further reduced. Such a housing-like heat diffusion component 30A is suitable for use as the housing of the above-described vapor chamber. Further, the case-shaped heat diffusion component 30A can be mounted as a heat diffusion component such as a heat dissipation member or a heat transfer member mounted on small devices and devices such as mobile personal computers and mobile phones. It can also function as a conductive member, chassis, case or frame as required. This can be expected to contribute to further thinning, compactness, and weight reduction of the devices and devices described above.

(第4構成例)
図7は、第4構成例として示す、この発明に係る熱拡散用部品の一実施形態となる、筐体状の熱拡散用部品40の断面構成である。なお、図7に示す各部材の形状、寸法、比率、倍率などは、明確化のために誇張および模式化し、断面を表す斜線は簡略化のために略している。
(Fourth configuration example)
FIG. 7 is a cross-sectional configuration of a housing-like heat diffusion component 40, which is an embodiment of the heat diffusion component according to the present invention, shown as a fourth configuration example. The shape, size, ratio, magnification, etc. of each member shown in FIG. 7 are exaggerated and schematic for clarity, and oblique lines representing cross sections are omitted for simplification.

第4構成例として図7に示す筐体状の熱拡散用部品40は、第1部材41と、第2部材42と、内部空間44とを備える。すなわち、第1部材と第2部材とで構成された内部空間を備えている。第1部材41は、Tが500μm以下、Ts/Tcが0.2以上5以下、および、Kx/Kzが4.4以上6.8以下である上記した複合金属板1(第1銅層2/ステンレス層3/第2銅層4)から切り出された個片から成る。第1部材41は、一端側(X方向の右方側)に曲げ部41aが形成され、他端側(X方向の左方側)に曲げ部41bが形成されている。第2部材42は、銅または銅合金により構成される銅板部42aと、銅または銅合金により構成されるポーラス銅部42bとが、組み合されて形成されている。なお、第2部材42を構成する銅板部42aは、ステンレス鋼により構成されるステンレス板を用いて構成することもできる。こうしたポーラス銅部42bを内部空間44に面して配置することにより、内部空間44に接する第2部材42の表面積が増加し、第2部材42側から内部空間44に存在する作動流体(冷媒)に熱が伝導しやすくなって、作動流体(冷媒)による熱の輸送効率を向上させることができる。 A housing-shaped heat diffusion component 40 shown in FIG. 7 as a fourth configuration example includes a first member 41 , a second member 42 , and an internal space 44 . That is, it has an internal space composed of the first member and the second member. The first member 41 has a T of 500 µm or less, a Ts/Tc of 0.2 or more and 5 or less, and a Kx/Kz of 4.4 or more and 6.8 or less. /stainless steel layer 3/second copper layer 4). The first member 41 has a bent portion 41a at one end (right side in the X direction) and a bent portion 41b at the other end (left side in the X direction). The second member 42 is formed by combining a copper plate portion 42a made of copper or a copper alloy and a porous copper portion 42b made of copper or a copper alloy. Note that the copper plate portion 42a that constitutes the second member 42 can also be configured using a stainless plate made of stainless steel. By arranging such a porous copper portion 42b facing the internal space 44, the surface area of the second member 42 in contact with the internal space 44 is increased, and the working fluid (refrigerant) present in the internal space 44 from the second member 42 side heat can be easily conducted to the working fluid (refrigerant), and the efficiency of heat transport by the working fluid (refrigerant) can be improved.

第2部材42を構成する銅板部42aおよびポーラス銅部42bの形態は、銅板部42aに対して焼結部材などによる立体的に多孔質な形態を有するポーラス銅部42bを接合した形態であってもよいし、銅板の一方側の面に対してエッチング処理または陽極酸化処理などを施して凹凸が分散配置されてなる平面的に多孔質な形態を有するポーラス銅部42bを形成し、当該銅板の残部を銅板部42aとした形態であってもよい。 The form of the copper plate portion 42a and the porous copper portion 42b that constitute the second member 42 is a form in which the porous copper portion 42b having a three-dimensionally porous form made of a sintered member or the like is joined to the copper plate portion 42a. Alternatively, one surface of the copper plate is subjected to etching treatment or anodizing treatment to form a porous copper portion 42b having a planar porous shape in which irregularities are dispersedly arranged, and the copper plate is A configuration in which the remainder is the copper plate portion 42a may be used.

第1部材41と第2部材42とは、内部空間44が気密封止(好ましくは減圧封止)されるように、第2部材42の端面部42cが第1部材41の曲げ部41aの平面部41cに突き合わされるとともに、第2部材42の端面部42dが第1部材41の曲げ部41bの平面部41dに突き合わされて、接合されている。第1部材41と第2部材42との接合は、半田または銀ろうなどの接合材料を用いる方法でもよいが、接合材料による筐体内部の汚染防止、接合強度の向上および内部空間44の封止の信頼性向上などの観点で、熱拡散を利用した方法(加圧拡散接合)が好ましい。加圧拡散接合は、被接合面が互いに加圧し合うように荷重を加えた状態で加熱(熱処理)して生じさせた熱拡散を利用して、被接合面同士(平面部41cと端面部42c、および、平面部41dと端面部42d)を接合する方法である。この場合の加熱(熱処理)は、例えば、窒素ガス、アルゴンガスまたは窒素とアルゴンとの混合ガスなどを用いた非酸化性雰囲気において行うのがよく、被接合面の材質にもよるが、一般的に、600℃以上1000℃以下の温度で保持することが必要とされている。 The first member 41 and the second member 42 are arranged such that the end face portion 42c of the second member 42 is aligned with the flat surface of the bent portion 41a of the first member 41 so that the internal space 44 is airtightly sealed (preferably vacuum sealed). The end surface portion 42d of the second member 42 is abutted against the flat portion 41d of the bent portion 41b of the first member 41 and joined to the portion 41c. The first member 41 and the second member 42 may be joined by a method using a joining material such as solder or silver solder. A method using thermal diffusion (pressure diffusion bonding) is preferable from the viewpoint of improving the reliability of the bonding. In pressurized diffusion bonding, the surfaces to be bonded (the flat portion 41c and the end surface portion 42c) are bonded together by utilizing thermal diffusion generated by heating (heating) the surfaces to be bonded under a load so that they press each other. , and a method of joining the plane portion 41d and the end surface portion 42d). The heating (heat treatment) in this case is preferably performed in a non-oxidizing atmosphere using, for example, nitrogen gas, argon gas, or a mixed gas of nitrogen and argon. Furthermore, it is required to maintain the temperature at 600° C. or higher and 1000° C. or lower.

筐体状の熱拡散用部品40の内部空間44は、第1部材41および第2部材42により、気密封止(好ましくは減圧封止)されている。なお、内部空間44の気密封止に係る部材は、第1部材41および第2部材42に制限されず、それ以外の例えば放熱端子(図示略)などの部材が関わっていてもよい。このように気密封止(好ましくは減圧封止)された内部空間44は、その内部に、蒸発と凝縮による熱輸送を可能とする作動流体(冷媒)を封止することにより、熱流路として使用することができる。作動流体(冷媒)には、例えば、水、代替フロン、アルコール、またはアセトンなどの有機化合物などを用いることができるが、安全、低コスト、取扱い容易などの観点で、純水を用いるのが好ましい。 An internal space 44 of the housing-like heat diffusion component 40 is hermetically sealed (preferably vacuum sealed) by the first member 41 and the second member 42 . Note that the members involved in hermetic sealing of the internal space 44 are not limited to the first member 41 and the second member 42, and other members such as heat dissipation terminals (not shown) may be involved. The internal space 44 that is hermetically sealed (preferably decompressed) is used as a heat flow path by sealing a working fluid (refrigerant) therein that enables heat transport by evaporation and condensation. can do. As the working fluid (refrigerant), for example, water, CFC substitute, alcohol, or organic compounds such as acetone can be used, but from the viewpoint of safety, low cost, ease of handling, etc., it is preferable to use pure water. .

筐体状の熱拡散用部品40は、第1部材41の上側の表面、すなわち、第1銅層2の露出表面における平面部2a、2bに、発熱源5a、5bを直接的または間接的に接合可能な発熱源接合領域2A、2Bを備えることができる。なお、発熱源接合領域2A、2Bを設ける部位は、必要に応じて設定すればよく、第1部材41の表面に制限されない。また、発熱源5a、5bは、いずれか1つであってもよく、3つ以上であってもよく、例えば、半導体素子などの電子部品であってよい。 The housing-shaped heat diffusion component 40 has the heat sources 5a and 5b directly or indirectly attached to the upper surface of the first member 41, that is, the flat portions 2a and 2b on the exposed surface of the first copper layer 2. Bondable heat source bond regions 2A, 2B may be provided. Note that the sites where the heat source bonding regions 2A and 2B are provided may be set as necessary, and are not limited to the surface of the first member 41 . Also, the number of heat sources 5a and 5b may be one, or three or more, and may be, for example, electronic components such as semiconductor elements.

筐体状の熱拡散用部品40を用いた場合、発熱源5a、5bが発する熱は、発熱源5a、5bに接する第1部材41に伝導し、平面部2a、2bから第1銅層2の内部に伝導する。第1銅層2に伝導した熱は、第1銅層2の内部においてX方向、Y方向およびZ方向に伝導する。第1銅層2の内部においてX方向およびY方向に伝導した熱は、接合部43a、43bから第2部材42へ伝導するとともに、第1部材41の端部などに放熱端子(図示略)などが設けられている場合はそれを介して外部へ放出されて拡散し、一部が第1銅層2の露出表面から空中(例えば大気中)放出されて拡散する。同時に、第1銅層2の内部においてZ方向に伝導した熱は、ステンレス層3の内部に伝導する。ステンレス層3に伝導した熱は、ステンレス層3の内部において、熱エネルギーの水準が低く熱伝導しやすい方向、すなわち、伝導距離が相対的に小さいZ方向に隣接する第2銅層4に向かって優先的に伝導する。第2銅層4に伝導した熱は、第2銅層4の内部においてエネルギーの水準が低く熱伝導しやすい作動流体(冷媒)が存在する内部空間44の方向、すなわちZ方向に向かって優先的に伝導する。第1部材41を構成する第2銅層4の表面から内部空間44の作動流体(冷媒)に伝導した熱は、作動流体(冷媒)よって輸送され、内部空間44の端部などに設けられる放熱端子(図示略)などを介して外部へ放出される。なお、第1部材41から第2部材42へ伝導した熱は、ポーラス銅部42bを介して内部空間44の作動流体(冷媒)に伝導して外部へ放熱されて拡散するとともに、一部が銅板部42aの露出表面から空中(例えば大気中)放出されて拡散する。 When the housing-shaped heat diffusion component 40 is used, the heat generated by the heat sources 5a and 5b is conducted to the first member 41 in contact with the heat sources 5a and 5b, and spreads from the flat portions 2a and 2b to the first copper layer 2. conducts to the inside of the The heat conducted to the first copper layer 2 is conducted inside the first copper layer 2 in the X, Y and Z directions. The heat conducted in the X direction and the Y direction inside the first copper layer 2 is conducted from the joints 43a and 43b to the second member 42, and is connected to the end portion of the first member 41 by a heat dissipation terminal (not shown) or the like. is provided, it is released to the outside through it and diffuses, and part of it is released into the air (for example, the atmosphere) from the exposed surface of the first copper layer 2 and diffuses. At the same time, the heat conducted in the Z direction inside the first copper layer 2 is conducted inside the stainless steel layer 3 . The heat conducted to the stainless steel layer 3 is directed toward the second copper layer 4 adjacent to the direction in which the level of thermal energy is low and heat is easily conducted, that is, the Z direction in which the conduction distance is relatively small. Conduct preferentially. The heat conducted to the second copper layer 4 is preferentially directed toward the inner space 44 where the working fluid (refrigerant), which has a low energy level and is easy to conduct heat, exists inside the second copper layer 4, that is, toward the Z direction. conducts to The heat conducted from the surface of the second copper layer 4 constituting the first member 41 to the working fluid (refrigerant) in the internal space 44 is transported by the working fluid (refrigerant), and the heat dissipation provided at the end of the internal space 44, etc. It is discharged to the outside through a terminal (not shown) or the like. The heat conducted from the first member 41 to the second member 42 is conducted to the working fluid (refrigerant) in the internal space 44 via the porous copper portion 42b and is radiated to the outside and diffused. It is released into the air (eg, into the atmosphere) from the exposed surface of portion 42a and diffuses.

筐体状の熱拡散用部品40は、第1部材41を構成する、銅層(第1銅層2、第2銅層4)による適度な熱伝導特性およびステンレス層3による適度な機械的特性を有する。これにより、筐体状の熱拡散用部品40は、筐体の厚さ(Z方向の長さ)を小さくして薄肉化することができる。こうした筐体状の熱拡散用部品40は、放熱効果(熱拡散効果)の高い平板状のヒートパイプといえ、上記したベーパーチャンバーの筐体として用いるのに好適である。また、筐体状の熱拡散用部品40は、例えば、モバイルパソコン、携帯電話などの小型の機器および装置に搭載する放熱部材、伝熱部材などの熱拡散用部品として搭載することができるし、必要に応じて導電部材、シャーシ、ケースまたはフレームの機能を兼ね備えることができる。これにより、上記した機器および装置の薄型化、コンパクト化および軽量化などへの貢献が期待できる。 The housing-like heat diffusion component 40 has appropriate heat conduction properties due to the copper layers (the first copper layer 2 and the second copper layer 4) and the appropriate mechanical properties due to the stainless steel layer 3, which constitute the first member 41. have As a result, the housing-shaped heat diffusion component 40 can be made thinner by reducing the thickness of the housing (the length in the Z direction). Such a housing-shaped heat diffusion component 40 can be said to be a flat plate-shaped heat pipe with a high heat radiation effect (thermal diffusion effect), and is suitable for use as the housing of the above-described vapor chamber. In addition, the housing-shaped heat diffusion component 40 can be mounted as a heat diffusion component such as a heat dissipation member or a heat transfer member to be mounted on small devices and devices such as mobile personal computers and mobile phones. It can also function as a conductive member, chassis, case or frame as required. This can be expected to contribute to making the devices and devices thinner, more compact, and lighter.

(第4構成例の変形例)
図8は、第4構成例の変形例として示す、この発明に係る熱拡散用部品の一実施形態となる、筐体状の熱拡散用部品40Aの断面構成である。なお、図8に示す各部材の形状、寸法、比率、倍率などは、明確化のために誇張および模式化し、断面を表す斜線は簡略化のために略している。
(Modification of the fourth configuration example)
FIG. 8 is a cross-sectional configuration of a housing-like heat diffusion component 40A, which is an embodiment of the heat diffusion component according to the present invention, shown as a modification of the fourth configuration example. The shape, size, ratio, magnification, etc. of each member shown in FIG. 8 are exaggerated and schematic for clarity, and oblique lines representing cross sections are omitted for simplification.

第4構成例の変形例として図8に示す筐体状の熱拡散用部品40Aは、上記した熱拡散用部品40と同様に、第1部材41と、第2部材42と、内部空間とを備え、さらに支持部45を備える。支持部45は、内部空間に配置され、第1部材41を構成する第2銅層4および第2部材42を構成する銅板部42aに対して接合されている。これにより、筐体状の熱拡散用部品40Aの機械的強さが高まるため、筐体状の熱拡散用部品40Aをより薄肉化することができる。また、支持部45により内部空間が2つの内部空間44a、44bに区分されるが、支持部45に連絡路45aを設けることにより2つの内部空間44a、44bを繋ぐことができる。この場合、支持部45に設ける連絡路45aは、1つに制限されず、必要に応じて複数設けることができる。なお、熱拡散用部品40Aを構成する第1部材41および第2部材42、第1部材41と第2部材42との接合方法、発熱源5a、5bおよび発熱源接合領域2A、2B、並びに、2つの内部空間44a、44bに気密封止(好ましくは減圧封止)される作動流体(冷媒)などについての説明は、ここでは略し、上記した熱拡散用部品40についての説明を参照する。 As a modification of the fourth configuration example, a housing-shaped heat diffusion component 40A shown in FIG. and further includes a support portion 45 . The support portion 45 is arranged in the internal space and joined to the second copper layer 4 forming the first member 41 and the copper plate portion 42 a forming the second member 42 . As a result, the mechanical strength of the housing-shaped heat diffusion component 40A is increased, so that the housing-shaped heat diffusion component 40A can be made thinner. Further, the internal space is partitioned into two internal spaces 44a and 44b by the support portion 45, and the two internal spaces 44a and 44b can be connected by providing the communication path 45a in the support portion 45. FIG. In this case, the number of connecting passages 45a provided in the support portion 45 is not limited to one, and a plurality of connecting passages 45a may be provided as necessary. In addition, the first member 41 and the second member 42 constituting the heat diffusion component 40A, the method of joining the first member 41 and the second member 42, the heat sources 5a and 5b and the heat source joining regions 2A and 2B, and The description of the working fluid (refrigerant) hermetically sealed (preferably vacuum sealed) in the two internal spaces 44a and 44b will be omitted here, and the description of the heat diffusion component 40 described above will be referred to.

筐体状の熱拡散用部品40Aを用いた場合、上記した筐体状の熱拡散部品40と同様に、発熱源5a、5bが発した熱は、発熱源5a、5bに接する第1部材41の平面部2a、2bから第1銅層2、ステンレス層3および第2銅層4を経由して、その大部分が第2銅層4の露出表面から内部空間44a、45bの熱エネルギーの水準が低い作動流体(冷媒)に伝導し、作動流体(冷媒)によって輸送され、内部空間34a、34bの端部などに設けられる放熱端子(図示略)などを介して外部へ放出される。このとき、内部空間44aの作動流体(冷媒)に伝導した熱量と、内部空間44bの作動流体(冷媒)に伝導した熱量とが、異なった場合であっても、内部空間44a、45nの作動流体(冷媒)のもつ熱エネルギーの水準が平衡になるように、作動流体(冷媒)が支持部45の連絡路45aを移動することができる。なお、第1部材41から第2部材42へ伝導した熱は、ポーラス銅部42bを介して内部空間44の作動流体(冷媒)に伝導して外部へ放熱されて拡散するとともに、一部が銅板部42aの露出表面から空中(例えば大気中)放出されて拡散する。 When the case-shaped heat diffusion component 40A is used, heat generated by the heat sources 5a and 5b is transferred to the first member 41 in contact with the heat sources 5a and 5b, as in the case of the case-shaped heat diffusion component 40 described above. From the planar portions 2a, 2b of the first copper layer 2, the stainless steel layer 3, and the second copper layer 4, most of which is from the exposed surface of the second copper layer 4 to the level of the thermal energy in the internal spaces 44a, 45b It conducts to a working fluid (refrigerant) with a low energy, is transported by the working fluid (refrigerant), and is discharged to the outside through heat radiation terminals (not shown) provided at the ends of the internal spaces 34a and 34b. At this time, even if the amount of heat conducted to the working fluid (refrigerant) in the internal space 44a differs from the amount of heat conducted to the working fluid (refrigerant) in the internal space 44b, the working fluid in the internal spaces 44a and 45n The working fluid (refrigerant) can move through the communication path 45a of the support 45 so that the level of thermal energy of the (refrigerant) is balanced. The heat conducted from the first member 41 to the second member 42 is conducted to the working fluid (refrigerant) in the internal space 44 via the porous copper portion 42b and is radiated to the outside and diffused. It is released into the air (eg, into the atmosphere) from the exposed surface of portion 42a and diffuses.

筐体状の熱拡散用部品40Aは、第1部材41を構成する、銅層(第1銅層2、第2銅層4)による適度な熱伝導特性およびステンレス層3による適度な機械的特性を有する。さらに、筐体状の熱拡散用部品40Aは、第1部材41および第2部材42に対して接合されている支持部45を有する。これにより、筐体状の熱拡散用部品40Aは補強され、筐体の厚さ(Z方向の長さ)をさらに小さくすることができるので、さらなる薄肉化が可能である。こうした筐体状の熱拡散用部品40Aは、上記したベーパーチャンバーの筐体として用いるのに好適である。また、筐体状の熱拡散用部品40Aは、例えば、モバイルパソコン、携帯電話などの小型の機器および装置に搭載する放熱部材、伝熱部材などの熱拡散用部品として搭載することができるし、必要に応じて導電部材、シャーシ、ケースまたはフレームの機能を兼ね備えることができる。これにより、上記した機器および装置のさらなる薄型化、コンパクト化および軽量化などへの貢献が期待できる。 The housing-shaped heat diffusion component 40A has appropriate heat conduction characteristics due to the copper layers (the first copper layer 2 and the second copper layer 4) and appropriate mechanical characteristics due to the stainless steel layer 3, which constitute the first member 41. have Furthermore, the housing-shaped heat diffusion component 40A has a support portion 45 joined to the first member 41 and the second member 42 . As a result, the housing-shaped heat diffusion component 40A is reinforced, and the thickness of the housing (the length in the Z direction) can be further reduced, so that the thickness can be further reduced. Such a housing-like heat diffusion component 40A is suitable for use as the housing of the above-described vapor chamber. In addition, the housing-shaped heat diffusion component 40A can be mounted as a heat diffusion component such as a heat dissipation member or a heat transfer member mounted on small devices and devices such as mobile personal computers and mobile phones. It can also function as a conductive member, chassis, case or frame as required. This can be expected to contribute to further thinning, compactness, and weight reduction of the devices and devices described above.

(第5構成例)
図9は、第5構成例として示す、この発明に係る熱拡散用部品の一実施形態となる、筐体状の熱拡散用部品50の断面構成である。なお、図9に示す各部材の形状、寸法、比率、倍率などは、明確化のために誇張および模式化し、断面を表す斜線は簡略化のために略している。
(Fifth configuration example)
FIG. 9 is a cross-sectional configuration of a housing-like heat diffusion component 50, which is an embodiment of the heat diffusion component according to the present invention, shown as a fifth configuration example. The shape, size, ratio, magnification, etc. of each member shown in FIG. 9 are exaggerated and schematic for clarity, and oblique lines representing cross sections are omitted for simplification.

第5構成例として図8に示す筐体状の熱拡散用部品50は、第1部材51と、第2部材52と、内部空間54とを備える。すなわち、第1部材と第2部材とで構成された内部空間を備えている。第1部材51は、Tが500μm以下、Ts/Tcが0.2以上5以下、および、Kx/Kzが4.4以上6.8以下である上記した複合金属板1(第1銅層2/ステンレス層3/第2銅層4)から切り出された個片から成る。第1部材51は、一端側(X方向の右方側)に曲げ部51aが形成され、他端側(X方向の左方側)に曲げ部51bが形成されている。第2部材52は、銅または銅合金により構成される銅板部52aと、銅または銅合金により構成されるポーラス銅部52bとが、組み合されて形成されている。なお、第2部材52を構成する銅板部52aは、ステンレス鋼により構成されるステンレス板を用いて構成することもできる。こうしたポーラス銅部52bを内部空間54に面して配置することにより、内部空間54に接する第2部材52の表面積が増加し、第2部材52側から内部空間54に存在する作動流体(冷媒)に熱が伝導しやすくなって、作動流体(冷媒)による熱の輸送効率を向上させることができる。 A housing-shaped heat diffusion component 50 shown in FIG. 8 as a fifth configuration example includes a first member 51 , a second member 52 , and an internal space 54 . That is, it has an internal space composed of the first member and the second member. The first member 51 has a T of 500 µm or less, a Ts/Tc of 0.2 or more and 5 or less, and a Kx/Kz of 4.4 or more and 6.8 or less. /stainless steel layer 3/second copper layer 4). The first member 51 has a bent portion 51a at one end (right side in the X direction) and a bent portion 51b at the other end (left side in the X direction). The second member 52 is formed by combining a copper plate portion 52a made of copper or a copper alloy and a porous copper portion 52b made of copper or a copper alloy. The copper plate portion 52a forming the second member 52 can also be formed using a stainless steel plate. By arranging such a porous copper portion 52b facing the internal space 54, the surface area of the second member 52 in contact with the internal space 54 is increased, and the working fluid (refrigerant) present in the internal space 54 from the second member 52 side heat can be easily conducted to the working fluid (refrigerant), and the efficiency of heat transport by the working fluid (refrigerant) can be improved.

第2部材52を構成する銅板部52aおよびポーラス銅部52bの形態は、銅板部52aに対して焼結部材などによる立体的に多孔質な形態を有するポーラス銅部52bを接合した形態であってもよいし、銅板の一方側の面に対してエッチング処理または陽極酸化処理などを施して凹凸が分散配置されてなる平面的に多孔質な形態を有するポーラス銅部52bを形成し、当該銅板の残部を銅板部52aとした形態であってもよい。 The form of the copper plate portion 52a and the porous copper portion 52b that constitute the second member 52 is a form in which the porous copper portion 52b having a three-dimensionally porous form made of a sintered member or the like is joined to the copper plate portion 52a. Alternatively, one surface of the copper plate is etched or anodized to form a porous copper portion 52b having a planar porous shape in which unevenness is dispersed and arranged, and the copper plate is A configuration in which the remainder is the copper plate portion 52a may be used.

第1部材51と第2部材52とは、内部空間54が気密封止(好ましくは減圧封止)されるように、第1部材51の曲げ部51aの端面部51cが第2部材52の平面部52cに突き合わされるとともに、第1部材51の曲げ部51bの端面部51dが第2部材52の平面部52dに突き合わされて、接合されている。第1部材51と第2部材52との接合は、半田または銀ろうなどの接合材料を用いる方法でもよいが、接合材料による筐体内部の汚染防止、接合強度の向上および内部空間44の封止の信頼性向上などの観点で、熱拡散を利用した方法(加圧拡散接合)が好ましい。加圧拡散接合は、被接合面が互いに加圧し合うように荷重を加えた状態で加熱(熱処理)して生じさせた熱拡散を利用して、被接合面同士(端面部51cと平面部52c、および、端面部51dと平面部52d)を接合する方法である。この場合の加熱(熱処理)は、例えば、窒素ガス、アルゴンガスまたは窒素とアルゴンとの混合ガスなどを用いた非酸化性雰囲気において行うのがよく、被接合面の材質にもよるが、一般的に、600℃以上1000℃以下の温度で保持することが必要とされている。 The first member 51 and the second member 52 are arranged such that the end surface portion 51c of the bent portion 51a of the first member 51 is the flat surface of the second member 52 so that the internal space 54 is airtightly sealed (preferably vacuum sealed). The end surface portion 51d of the bent portion 51b of the first member 51 is abutted against the flat portion 52d of the second member 52 and joined to the portion 52c. The first member 51 and the second member 52 may be joined by a method using a joining material such as solder or silver solder. A method using thermal diffusion (pressure diffusion bonding) is preferable from the viewpoint of improving the reliability of the bonding. In pressure diffusion bonding, the surfaces to be bonded (the end surface portion 51c and the flat portion 52c) are bonded together by utilizing thermal diffusion generated by heating (heating) the surfaces to be bonded under a load so that they are pressed against each other. , and a method of joining the end face portion 51d and the flat portion 52d). The heating (heat treatment) in this case is preferably performed in a non-oxidizing atmosphere using, for example, nitrogen gas, argon gas, or a mixed gas of nitrogen and argon. Furthermore, it is required to maintain the temperature at 600° C. or higher and 1000° C. or lower.

筐体状の熱拡散用部品50の内部空間54は、第1部材51および第2部材52により、気密封止(好ましくは減圧封止)されている。なお、内部空間54の気密封止に係る部材は、第1部材51および第2部材52に制限されず、それ以外の例えば放熱端子(図示略)などの部材が関わっていてもよい。このように気密封止(好ましくは減圧封止)された内部空間54は、その内部に、蒸発と凝縮による熱輸送を可能とする作動流体(冷媒)を封止することにより、熱流路として使用することができる。作動流体(冷媒)には、例えば、水、代替フロン、アルコール、またはアセトンなどの有機化合物などを用いることができるが、安全、低コスト、取扱い容易などの観点で、純水を用いるのが好ましい。 The internal space 54 of the housing-shaped heat diffusion component 50 is hermetically sealed (preferably vacuum sealed) by the first member 51 and the second member 52 . It should be noted that the members involved in hermetic sealing of the internal space 54 are not limited to the first member 51 and the second member 52, and other members such as heat dissipation terminals (not shown) may be involved. The internal space 54 that is hermetically sealed (preferably decompressed) is used as a heat flow path by sealing a working fluid (refrigerant) therein that enables heat transport by evaporation and condensation. can do. As the working fluid (refrigerant), for example, water, CFC alternative, alcohol, or organic compounds such as acetone can be used. From the viewpoint of safety, low cost, ease of handling, etc., it is preferable to use pure water. .

筐体状の熱拡散用部品50は、第1部材51の上側の表面、すなわち、第1銅層2の露出表面における平面部2a、2bに、発熱源5a、5bを直接的または間接的に接合可能な発熱源接合領域2A、2Bを備えることができる。なお、発熱源接合領域2A、2Bを設ける部位は、必要に応じて設定すればよく、第1部材51の表面に制限されない。また、発熱源5a、5bは、いずれか1つであってもよく、3つ以上であってもよく、例えば、半導体素子などの電子部品であってよい。 The housing-shaped heat diffusion component 50 has the heat sources 5a and 5b directly or indirectly attached to the upper surface of the first member 51, that is, the flat portions 2a and 2b on the exposed surface of the first copper layer 2. Bondable heat source bond regions 2A, 2B may be provided. Note that the sites where the heat source bonding regions 2A and 2B are provided may be set as required, and are not limited to the surface of the first member 51 . Also, the number of heat sources 5a and 5b may be one, or three or more, and may be, for example, electronic components such as semiconductor elements.

筐体状の熱拡散用部品50を用いた場合、発熱源5a、5bが発する熱は、発熱源5a、5bに接する第1部材51に伝導し、平面部2a、2bから第1銅層2の内部に伝導する。第1銅層2に伝導した熱は、第1銅層2の内部においてX方向、Y方向およびZ方向に伝導する。第1銅層2の内部においてX方向およびY方向に伝導した熱は、接合部53a、53bから第2部材52へ伝導するとともに、第1部材51の端部などに放熱端子(図示略)などが設けられている場合はそれを介して外部へ放出されて拡散し、一部が第1銅層2の露出表面から空中(例えば大気中)放出されて拡散する。同時に、第1銅層2の内部においてZ方向に伝導した熱は、ステンレス層3の内部に伝導する。ステンレス層3に伝導した熱は、ステンレス層3の内部において、熱エネルギーの水準が低く熱伝導しやすい方向、すなわち、伝導距離が相対的に小さいZ方向に隣接する第2銅層4に向かって優先的に伝導する。第2銅層4に伝導した熱は、第2銅層4の内部においてエネルギーの水準が低く熱伝導しやすい作動流体(冷媒)が存在する内部空間54の方向、すなわちZ方向に向かって優先的に伝導する。第1部材51を構成する第2銅層4の表面から内部空間54の作動流体(冷媒)に伝導した熱は、作動流体(冷媒)よって輸送され、内部空間54の端部などに設けられる放熱端子(図示略)などを介して外部へ放出される。なお、第1部材51から第2部材52へ伝導した熱は、ポーラス銅部52bを介して内部空間54の作動流体(冷媒)に伝導して外部へ放熱されて拡散するとともに、一部が銅板部52aの露出表面から空中(例えば大気中)放出されて拡散する。 When the housing-shaped heat diffusion component 50 is used, the heat generated by the heat sources 5a and 5b is conducted to the first member 51 in contact with the heat sources 5a and 5b, and the first copper layer 2 from the flat portions 2a and 2b. conducts to the inside of the The heat conducted to the first copper layer 2 is conducted inside the first copper layer 2 in the X, Y and Z directions. The heat conducted in the X direction and the Y direction inside the first copper layer 2 is conducted from the joints 53a and 53b to the second member 52, and is connected to the end of the first member 51 by a heat dissipation terminal (not shown) or the like. is provided, it is released to the outside through it and diffuses, and part of it is released into the air (for example, the atmosphere) from the exposed surface of the first copper layer 2 and diffuses. At the same time, the heat conducted in the Z direction inside the first copper layer 2 is conducted inside the stainless steel layer 3 . The heat conducted to the stainless steel layer 3 is directed toward the second copper layer 4 adjacent to the direction in which the level of thermal energy is low and heat is easily conducted, that is, the Z direction in which the conduction distance is relatively small. Conduct preferentially. The heat conducted to the second copper layer 4 is preferentially directed toward the inner space 54 in which the working fluid (refrigerant), which has a low energy level and is easy to conduct heat, exists inside the second copper layer 4, that is, toward the Z direction. conducts to The heat conducted from the surface of the second copper layer 4 constituting the first member 51 to the working fluid (refrigerant) in the internal space 54 is transported by the working fluid (refrigerant), and the heat dissipation provided at the end of the internal space 54, etc. It is discharged to the outside through a terminal (not shown) or the like. The heat conducted from the first member 51 to the second member 52 is conducted to the working fluid (refrigerant) in the internal space 54 via the porous copper portion 52b and is radiated to the outside and diffused. It is released into the air (eg, into the atmosphere) from the exposed surface of portion 52a and diffuses.

筐体状の熱拡散用部品50は、第1部材51を構成する、銅層(第1銅層2、第2銅層4)による適度な熱伝導特性およびステンレス層3による適度な機械的特性を有する。これにより、筐体状の熱拡散用部品50は、筐体の厚さ(Z方向の長さ)を小さくして薄肉化することができる。こうした筐体状の熱拡散用部品50は、放熱効果(熱拡散効果)の高い平板状のヒートパイプといえ、上記したベーパーチャンバーの筐体として用いるのに好適である。また、筐体状の熱拡散用部品50は、例えば、モバイルパソコン、携帯電話などの小型の機器および装置に搭載する放熱部材、伝熱部材などの熱拡散用部品として搭載することができるし、必要に応じて導電部材、シャーシ、ケースまたはフレームの機能を兼ね備えることができる。これにより、上記した機器および装置の薄型化、コンパクト化および軽量化などへの貢献が期待できる。 The housing-shaped heat diffusion component 50 has appropriate heat conduction properties due to the copper layers (the first copper layer 2 and the second copper layer 4) and the appropriate mechanical properties due to the stainless steel layer 3, which constitute the first member 51. have As a result, the housing-shaped heat diffusion component 50 can be made thinner by reducing the thickness of the housing (the length in the Z direction). Such a housing-shaped heat diffusion component 50 can be said to be a flat plate-shaped heat pipe with a high heat radiation effect (thermal diffusion effect), and is suitable for use as the housing of the above-described vapor chamber. In addition, the housing-shaped heat diffusion component 50 can be mounted as a heat diffusion component such as a heat dissipation member or a heat transfer member to be mounted on small devices and devices such as mobile personal computers and mobile phones. It can also function as a conductive member, chassis, case or frame as required. This can be expected to contribute to making the devices and devices thinner, more compact, and lighter.

(第5構成例の変形例)
図10は、第5構成例の変形例として示す、この発明に係る熱拡散用部品の一実施形態となる、筐体状の熱拡散用部品50Aの断面構成である。なお、図10に示す各部材の形状、寸法、比率、倍率などは、明確化のために誇張および模式化し、断面を表す斜線は簡略化のために略している。
(Modification of the fifth configuration example)
FIG. 10 is a cross-sectional configuration of a housing-like heat diffusion component 50A, which is an embodiment of the heat diffusion component according to the present invention, shown as a modification of the fifth configuration example. The shape, size, ratio, magnification, etc. of each member shown in FIG. 10 are exaggerated and schematic for clarity, and oblique lines representing cross sections are omitted for simplification.

第5構成例の変形例として図10に示す筐体状の熱拡散用部品50Aは、上記した熱拡散用部品50と同様に、第1部材51と、第2部材52と、内部空間とを備え、さらに支持部55を備える。支持部55は、内部空間に配置され、第1部材51を構成する第2銅層4および第2部材52を構成する銅板部52aに対して接合されている。これにより、筐体状の熱拡散用部品50Aの機械的強さが高まるため、筐体状の熱拡散用部品50Aをより薄肉化することができる。また、支持部55により内部空間が2つの内部空間54a、54bに区分されるが、支持部55に連絡路55aを設けることにより2つの内部空間54a、54bを繋ぐことができる。この場合、支持部55に設ける連絡路55aは、1つに制限されず、必要に応じて複数設けることができる。なお、熱拡散用部品50Aを構成する第1部材51および第2部材52、第1部材51と第2部材52との接合方法、発熱源5a、5bおよび発熱源接合領域2A、2B、並びに、2つの内部空間54a、54bに気密封止(好ましくは減圧封止)される作動流体(冷媒)などについての説明は、ここでは略し、上記した熱拡散用部品50についての説明を参照する。 As a modification of the fifth configuration example, a housing-shaped heat diffusion component 50A shown in FIG. and further includes a support portion 55 . The support portion 55 is arranged in the internal space and joined to the second copper layer 4 forming the first member 51 and the copper plate portion 52 a forming the second member 52 . As a result, the mechanical strength of the housing-shaped heat diffusion component 50A is increased, so that the housing-shaped heat diffusion component 50A can be made thinner. In addition, the internal space is divided into two internal spaces 54a and 54b by the support portion 55, and the two internal spaces 54a and 54b can be connected by providing the communication path 55a in the support portion 55. FIG. In this case, the number of connecting passages 55a provided in the support portion 55 is not limited to one, and a plurality of connecting passages 55a may be provided as necessary. In addition, the first member 51 and the second member 52 constituting the heat diffusion component 50A, the method of joining the first member 51 and the second member 52, the heat sources 5a and 5b and the heat source joining regions 2A and 2B, and The description of the working fluid (refrigerant) hermetically sealed (preferably decompressed) in the two internal spaces 54a and 54b is omitted here, and the description of the heat diffusion component 50 described above is referred to.

筐体状の熱拡散用部品50Aを用いた場合、上記した筐体状の熱拡散部品50と同様に、発熱源5a、5bが発した熱は、発熱源5a、5bに接する第1部材51の平面部2a、2bから第1銅層2、ステンレス層3および第2銅層4を経由して、その大部分が第2銅層4の露出表面から内部空間54a、55bの熱エネルギーの水準が低い作動流体(冷媒)に伝導し、作動流体(冷媒)によって輸送され、内部空間54a、54bの端部などに設けられる放熱端子(図示略)などを介して外部へ放出される。このとき、内部空間54aの作動流体(冷媒)に伝導した熱量と、内部空間54bの作動流体(冷媒)に伝導した熱量とが、異なった場合であっても、内部空間54a、55nの作動流体(冷媒)のもつ熱エネルギーの水準が平衡になるように、作動流体(冷媒)が支持部55の連絡路55aを移動することができる。なお、第1部材51から第2部材52へ伝導した熱は、ポーラス銅部52bを介して内部空間54a、54bの作動流体(冷媒)に伝導して外部へ放熱されて拡散するとともに、一部が銅板部52aの露出表面から空中(例えば大気中)放出されて拡散する。 When the case-shaped heat diffusion component 50A is used, heat generated by the heat sources 5a and 5b is transferred to the first member 51 in contact with the heat sources 5a and 5b, as in the case of the case-shaped heat diffusion component 50 described above. from the planar portions 2a, 2b of the first copper layer 2, the stainless steel layer 3, and the second copper layer 4, most of which is from the exposed surface of the second copper layer 4 to the level of thermal energy in the internal spaces 54a, 55b It conducts to a working fluid (refrigerant) with a low energy, is transported by the working fluid (refrigerant), and is discharged to the outside through heat radiation terminals (not shown) provided at the ends of the internal spaces 54a and 54b. At this time, even if the amount of heat conducted to the working fluid (refrigerant) in the internal space 54a differs from the amount of heat conducted to the working fluid (refrigerant) in the internal space 54b, the working fluid in the internal spaces 54a and 55n The working fluid (refrigerant) can move through the communication path 55a of the support 55 so that the level of thermal energy of the (refrigerant) is balanced. The heat conducted from the first member 51 to the second member 52 is conducted to the working fluid (refrigerant) in the internal spaces 54a and 54b through the porous copper portion 52b, is radiated to the outside, and diffuses. is released from the exposed surface of the copper plate portion 52a into the air (for example, into the atmosphere) and diffuses.

筐体状の熱拡散用部品50Aは、第1部材51を構成する、銅層(第1銅層2、第2銅層4)による適度な熱伝導特性およびステンレス層3による適度な機械的特性を有する。さらに、筐体状の熱拡散用部品50Aは、第1部材51および第2部材52に対して接合されている支持部55を有する。これにより、筐体状の熱拡散用部品50Aは補強され、筐体の厚さ(Z方向の長さ)をさらに小さくすることができるので、さらなる薄肉化が可能である。こうした筐体状の熱拡散用部品50Aは、上記したベーパーチャンバーの筐体として用いるのに好適である。また、筐体状の熱拡散用部品50Aは、例えば、モバイルパソコン、携帯電話などの小型の機器および装置に搭載する放熱部材、伝熱部材などの熱拡散用部品として搭載することができるし、必要に応じて導電部材、シャーシ、ケースまたはフレームの機能を兼ね備えることができる。これにより、上記した機器および装置のさらなる薄型化、コンパクト化および軽量化などへの貢献が期待できる。 The housing-shaped heat diffusion component 50A has appropriate heat conduction characteristics due to the copper layers (the first copper layer 2 and the second copper layer 4) and appropriate mechanical characteristics due to the stainless steel layer 3, which constitute the first member 51. have Further, the housing-shaped heat diffusion component 50A has a support portion 55 joined to the first member 51 and the second member 52 . As a result, the housing-shaped heat diffusion component 50A is reinforced, and the thickness of the housing (the length in the Z direction) can be further reduced, so that the thickness can be further reduced. Such a case-shaped heat diffusion component 50A is suitable for use as a case of the above-described vapor chamber. In addition, the housing-shaped heat diffusion component 50A can be mounted as a heat diffusion component such as a heat dissipation member or a heat transfer member mounted on small devices and devices such as mobile personal computers and mobile phones. It can also function as a conductive member, chassis, case or frame as required. This can be expected to contribute to further thinning, compactness, and weight reduction of the devices and devices described above.

次に、この発明に係る熱拡散用複合金属板(図1に示す複合金属板1で代表する)を実際に作製して評価した。具体的には、表1に示すように複合金属板1の厚さ比率(Ts/Tc)を変えて、複合金属板1の機械的特性、X方向およびZ方向の熱伝導特性(Kx、Kz)、および、熱伝導特性の異方性(AIS)を確認した。なお、厚み比率は横断面の光学顕微鏡写真を用いて求め、機械的強度(引張強さ、0.2%耐力、伸び)はJIS-Z2241:2011に準拠して測定し、硬さはJIS-Z2245:2016に準拠して求めた。また、熱伝導率は、後述する方法により求めた。また、各種評価に用いた試験体は、表1に示す材料を用いて上記したクラッド板材の製造方法により作製した複合金属板1から、各種評価に適した所定のサイズに切り出した。その結果を、表1および表2、図11、図12および図13に示す。なお、表1および表2には、複合金属板1との比較を目的として、単一のステンレス板(ステンレス層)および単一の銅板(銅層)についても同様に記載した。 Next, a composite metal plate for heat diffusion according to the present invention (represented by the composite metal plate 1 shown in FIG. 1) was actually produced and evaluated. Specifically, as shown in Table 1, by changing the thickness ratio (Ts/Tc) of the composite metal plate 1, the mechanical properties of the composite metal plate 1, the heat conduction properties in the X direction and the Z direction (Kx, Kz ), and the anisotropy of thermal conductivity properties (AIS). The thickness ratio is obtained using an optical microscope photograph of a cross section, the mechanical strength (tensile strength, 0.2% yield strength, elongation) is measured in accordance with JIS-Z2241: 2011, and the hardness is JIS- Obtained in accordance with Z2245:2016. Also, the thermal conductivity was obtained by the method described later. The specimens used for various evaluations were cut from the composite metal plate 1 produced by the clad plate material manufacturing method described above using the materials shown in Table 1 into predetermined sizes suitable for various evaluations. The results are shown in Tables 1 and 2, Figures 11, 12 and 13. For comparison with the composite metal plate 1, Tables 1 and 2 also show a single stainless plate (stainless steel layer) and a single copper plate (copper layer).

Figure 0007331539000001
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Figure 0007331539000002
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(複合金属板の機械的特性)
複合金属板1の機械的特性として、引張強さ、耐力(0.2%耐力、0.01%耐力)、伸び、および、ステンレス層および銅層の硬さについて、評価した。
(Mechanical properties of composite metal plate)
As the mechanical properties of the composite metal plate 1, tensile strength, proof stress (0.2% proof stress, 0.01% proof stress), elongation, and hardness of the stainless steel layer and the copper layer were evaluated.

表2に示すように、引張強さは、Ts/Tcが0.5の場合(No.6、7、11)は489MPaから578MPaで、Ts/Tcが1.5の場合(No.1~5)は558MPaから1171MPaで、Ts/Tcが2.0の場合(No.8、9、12)は665MPaから856MPaで、および、Ts/Tcが3.0の場合(No.10)は758MPaであった。その結果、複合金属板1の引張強さは、Ts/Tcを例えば0.5から1.5または2.0へと大きくすれば高めることができること、および、Ts/Tcを考慮し、ステンレス層3を構成するステンレス鋼の組成(材質)、複合金属板1の最終的な厚さ(製品厚さ)を得る仕上げ圧延率、熱処理の有無および熱処理の条件などの調整により、比較的広い範囲で選択可能であることが判明した。 As shown in Table 2, the tensile strength is 489 MPa to 578 MPa when Ts / Tc is 0.5 (No. 6, 7, 11), and when Ts / Tc is 1.5 (No. 1 to 5) is 558 MPa to 1171 MPa, when Ts / Tc is 2.0 (No. 8, 9, 12), 665 MPa to 856 MPa, and when Ts / Tc is 3.0 (No. 10), 758 MPa Met. As a result, considering that the tensile strength of the composite metal plate 1 can be increased by increasing Ts/Tc from 0.5 to 1.5 or 2.0, for example, and considering Ts/Tc, the stainless steel layer By adjusting the composition (material) of the stainless steel that constitutes 3, the finishing rolling rate to obtain the final thickness (product thickness) of the composite metal plate 1, the presence or absence of heat treatment, and the conditions of heat treatment, etc. It turned out to be selectable.

また、表2に示すように、複合金属板1の耐力(0.2%耐力)は、Ts/Tcが0.5の場合(No.6、7、11)は453MPaから551MPaで、Ts/Tcが1.5の場合(No.5)は222MPaで、Ts/Tcが2.0の場合(No.8、9、12)は570MPaから675MPaで、および、Ts/Tcが3.0の場合(No.10)は634MPaであった。参考までに、複合金属板1のTs/Tcが1.5の場合の0.01%耐力は、147MPaから1044MPaであった。その結果、複合金属板1の耐力は、Ts/Tcを考慮し、ステンレス層3を構成するステンレス鋼の組成(材質)、複合金属板1の最終的な厚さ(製品厚さ)を得る仕上げ圧延率、熱処理の有無および熱処理の条件などの調整により、比較的広い範囲で選択可能であることが判明した。 Further, as shown in Table 2, the yield strength (0.2% yield strength) of the composite metal plate 1 is 453 MPa to 551 MPa when Ts/Tc is 0.5 (Nos. 6, 7, and 11), and Ts/ When Tc is 1.5 (No. 5), it is 222 MPa, when Ts / Tc is 2.0 (No. 8, 9, 12), it is 570 MPa to 675 MPa, and when Ts / Tc is 3.0 In case (No. 10), it was 634 MPa. For reference, the 0.01% yield strength when Ts/Tc of the composite metal plate 1 was 1.5 was from 147 MPa to 1044 MPa. As a result, the proof stress of the composite metal plate 1 is obtained by considering Ts/Tc, the composition (material) of the stainless steel constituting the stainless steel layer 3, and the final thickness (product thickness) of the composite metal plate 1. It was found that a relatively wide range of selection is possible by adjusting the rolling reduction, the presence or absence of heat treatment, and the conditions of heat treatment.

また、表2に示すように、複合金属板1の伸びは、Ts/Tcが0.5の場合(No.6、7、11)は9.0%から23.3%で、Ts/Tcが1.5の場合(No.1~5)は0.8%から1.8%で、Ts/Tcが2.0の場合(No.8、9、12)は24.6%から34.7%で、および、Ts/Tcが3.0の場合(No.10)は39.5%であった。その結果、複合金属板1の伸びは、Ts/Tcを考慮し、ステンレス層3を構成するステンレス鋼の組成(材質)、複合金属板1の最終的な厚さ(製品厚さ)を得る仕上げ圧延率、熱処理の有無および熱処理の条件などの調整により、比較的広い範囲で選択可能であることが判明した。 Further, as shown in Table 2, the elongation of the composite metal plate 1 is from 9.0% to 23.3% when Ts/Tc is 0.5 (Nos. 6, 7, and 11). When is 1.5 (No. 1 to 5), it is 0.8% to 1.8%, and when Ts/Tc is 2.0 (No. 8, 9, 12), it is 24.6% to 34 .7% and 39.5% when Ts/Tc is 3.0 (No. 10). As a result, the elongation of the composite metal plate 1 is determined by considering Ts/Tc, the composition (material) of the stainless steel forming the stainless steel layer 3, and the final thickness (product thickness) of the composite metal plate 1. It was found that a relatively wide range of selection is possible by adjusting the rolling reduction, the presence or absence of heat treatment, and the conditions of heat treatment.

また、表2に示すように、複合金属板1のステンレス層の硬さは、Ts/Tcが0.5の場合(No.6、7、11)は301HVから353HVで、Ts/Tcが2.0の場合(No.8、9、12)は281HVから381HVで、および、Ts/Tcが3.0の場合(No.10)は274HVであった。その結果、複合金属板1のステンレス銅の硬さは、Ts/Tcを考慮し、ステンレス層3を構成するステンレス鋼の組成(材質)、複合金属板1の最終的な厚さ(製品厚さ)を得る仕上げ圧延率、熱処理の有無および熱処理の条件などの調整により、比較的広い範囲で選択可能であることが判明した。 Further, as shown in Table 2, the hardness of the stainless steel layer of the composite metal plate 1 is 301 HV to 353 HV when Ts/Tc is 0.5 (Nos. 6, 7, and 11), and Ts/Tc is 2. .0 (Nos. 8, 9 and 12) were 281 HV to 381 HV, and when Ts/Tc was 3.0 (No. 10) it was 274 HV. As a result, the hardness of the stainless copper of the composite metal plate 1 is determined by considering Ts/Tc, the composition (material) of the stainless steel forming the stainless steel layer 3, the final thickness of the composite metal plate 1 (product thickness ), the presence or absence of heat treatment, and the conditions of heat treatment.

また、表2に示すように、複合金属板1の銅層の硬さは、Ts/Tcが0.5の場合(No.6、7、11)は88HVから103HVで、Ts/Tcが2.0の場合(No.8、9、12)は86HVから102HVで、および、Ts/Tcが3.0の場合(No.10)は89HVであった。その結果、複合金属板1のステンレス銅の硬さは、Ts/Tcを考慮し、複合金属板1の最終的な厚さ(製品厚さ)を得る仕上げ圧延率などの調整により、比較的広い範囲で選択可能であることが判明した。 Further, as shown in Table 2, the hardness of the copper layer of the composite metal plate 1 is 88 HV to 103 HV when Ts/Tc is 0.5 (Nos. 6, 7, and 11), and Ts/Tc is 2. .0 (Nos. 8, 9 and 12) were 86 HV to 102 HV, and when Ts/Tc was 3.0 (No. 10) it was 89 HV. As a result, the hardness of the stainless copper of the composite metal plate 1 is relatively wide by considering Ts/Tc and adjusting the finish rolling rate to obtain the final thickness (product thickness) of the composite metal plate 1. It turned out to be selectable in the range.

次に、複合金属板1のX方向(平面方向、圧延方向)の熱伝導率Kxについて、評価した。なお、表2および図11に示す複合金属板1のX方向の熱伝導率Kxは、ステンレス層3を構成するステンレス鋼の熱伝導率Ks(SUS631、SUS304)、第1銅層2および第2銅層4を構成する銅(C1020)の熱伝導率Kc、ステンレス層の厚さ(Ts)、および銅層の厚さの合計(Tc=Tc1+Tc2)に基づいて、Kx=Ts×Ks+Tc×Kcにより求めた。こうして求めた熱伝導率Kxに基づいて、複合金属板1のTs/TcとX方向の熱伝導率Kxとの関係を、図11に示す図(グラフ)に整理した。 Next, the thermal conductivity Kx in the X direction (plane direction, rolling direction) of the composite metal plate 1 was evaluated. The thermal conductivity Kx in the X direction of the composite metal plate 1 shown in Table 2 and FIG. Based on the thermal conductivity Kc of copper (C1020) forming the copper layer 4, the thickness (Ts) of the stainless steel layer, and the total thickness of the copper layer (Tc=Tc1+Tc2), Kx=Ts×Ks+Tc×Kc asked. Based on the thermal conductivity Kx obtained in this manner, the relationship between Ts/Tc of the composite metal plate 1 and the thermal conductivity Kx in the X direction is summarized in the diagram (graph) shown in FIG.

図11に示すように、複合金属板1のX方向の熱伝導率Kxは、複合金属板1のTs/Tcが0.2以上5以下の範囲において、340W/(m・K)以下となり、Ts/Tcが大きくなるとともに小さくなる傾向を有することを見出すことができた(図11中の〇印、●印を参照)。また、X方向の熱伝導率Kxは、Ts/Tcが0.2以上4以下(特に0.2以上3以下、顕著には0.2以上2以下)の範囲において、Ts/Tcが大きくなるとともに低下する度合いが大きい傾向を有することを見出すことができた。例えば、Ts/Tcの0.2から4の間の変化量(3.8)に対して、X方向の熱伝導率Kxは約340W/(m・K)から約120乃至100W/(m・K)まで変化し(変化量は約220乃至240W/(m・K))、その変化勾配は58乃至63程度(220乃至240/3.8)になる。例えば、Ts/Tcの0.2から3の間の変化量(2.8)に対して、X方向の熱伝導率Kxは約340W/(m・K)から約120W/(m・K)まで変化し(変化量は約220W/(m・K))、その変化勾配は80程度(220/2.8)になる。例えば、Ts/Tcの0.2から2の間の変化量(1.8)に対して、X方向の熱伝導率Kxは約340W/(m・K)から約150W/(m・K)まで変化し(変化量は約190W/(m・K))、その変化勾配は106程度(190/1.8)になる。 As shown in FIG. 11, the thermal conductivity Kx of the composite metal plate 1 in the X direction is 340 W/(m K) or less in the range of Ts/Tc of the composite metal plate 1 from 0.2 to 5. It was found that Ts/Tc tends to decrease as Ts/Tc increases (see ◯ and ● in FIG. 11). In addition, the thermal conductivity Kx in the X direction has a large Ts/Tc in the range of 0.2 to 4 (especially 0.2 to 3, particularly 0.2 to 2). It was found that there is a tendency for the degree of decrease with increasing. For example, for a variation of Ts/Tc between 0.2 and 4 (3.8), the thermal conductivity Kx in the X direction varies from about 340 W/(mK) to about 120-100 W/(mK). K) (the amount of change is about 220 to 240 W/(m·K)), and the change gradient is about 58 to 63 (220 to 240/3.8). For example, for a variation of Ts/Tc between 0.2 and 3 (2.8), the thermal conductivity Kx in the X direction is from about 340 W/(mK) to about 120 W/(mK). (the amount of change is about 220 W/(m·K)), and the change gradient is about 80 (220/2.8). For example, for a variation of Ts/Tc between 0.2 and 2 (1.8), the thermal conductivity Kx in the X direction is from about 340 W/(mK) to about 150 W/(mK). (the amount of change is about 190 W/(m·K)), and the change gradient is about 106 (190/1.8).

こうした複合金属板1のTs/Tcに対するX方向の熱伝導率Kxの変化傾向は、図11中に破線で示す近似式(指数近似)によって、場合によっては図11中に点線で示す近似式(対数近似)によって、信頼性良く表すことができたことから、複合金属板1のTs/TcとX方向の熱伝導率Kxとの関係を適切かつ簡易に見出すことができるようになった。 The change tendency of the thermal conductivity Kx in the X direction with respect to Ts/Tc of the composite metal plate 1 can be expressed by the approximation formula (exponential approximation) indicated by the dashed line in FIG. logarithmic approximation), the relationship between Ts/Tc of the composite metal plate 1 and the thermal conductivity Kx in the X direction can be found appropriately and easily.

また、複合金属板1のZ方向(厚さ方向、板厚方向)の熱伝導率Kzについて、評価した。ここで、同じ構成を有する金属材料(金属層)において、当該金属層のX方向の熱伝導率(Kとする)に対してZ方向の熱伝導率はその逆数(1/K)で表すことできる。具体的には、表2および図12に示す複合金属板1のZ方向の熱伝導率Kzは、ステンレス層3を構成するステンレス鋼の熱伝導率Ks(SUS631、SUS304)、第1銅層2および第2銅層4を構成する銅(C1020)の熱伝導率Kc、ステンレス層の厚さ(Ts)、および銅層の厚さの合計(Tc=Tc1+Tc2)に基づいて、Kz=Ts/Ks+Tc/Kcにより求めた。こうして求めた熱伝導率Kzに基づいて、複合金属板1のTs/TcとZ方向の熱伝導率Kzとの関係を、図12に示す図(グラフ)に整理した。 Also, the thermal conductivity Kz in the Z direction (thickness direction, plate thickness direction) of the composite metal plate 1 was evaluated. Here, in a metal material (metal layer) having the same configuration, the thermal conductivity in the Z direction with respect to the thermal conductivity in the X direction (assumed to be K) of the metal layer is represented by the reciprocal (1/K). can. Specifically, the thermal conductivity Kz in the Z direction of the composite metal plate 1 shown in Table 2 and FIG. And based on the thermal conductivity Kc of copper (C1020) constituting the second copper layer 4, the thickness (Ts) of the stainless steel layer, and the total thickness of the copper layer (Tc = Tc1 + Tc2), Kz = Ts / Ks + Tc /Kc. Based on the thermal conductivity Kz obtained in this manner, the relationship between Ts/Tc of the composite metal plate 1 and the thermal conductivity Kz in the Z direction is summarized in the diagram (graph) shown in FIG.

図12に示すように、複合金属板1のZ方向の熱伝導率Kzは、複合金属板1のTs/Tcが0.2以上5以下の範囲において、20W/(m・K)以上となり、Ts/Tcが大きくなるとともに小さくなる傾向を有することを見出すことができた(図11中の〇印、●印を参照)。また、Z方向の熱伝導率Kzは、Ts/Tcが0.2以上4以下(特に0.2以上3以下、顕著には0.2以上2以下)の範囲において、Ts/Tcが大きくなるとともに低下する度合いが大きい傾向を有することを見出すことができた。例えば、Ts/Tcの0.2から4の間の変化量(3.8)に対して、Z方向の熱伝導率Kzは約50W/(m・K)から約25乃至20W/(m・K)まで変化し(変化量は約25乃至30W/(m・K))、その変化勾配は7乃至8程度(25乃至30/3.8)になる。例えば、Ts/Tcの0.2から3の間の変化量(2.8)に対して、Z方向の熱伝導率Kzは約50W/(m・K)から約20W/(m・K)まで変化し(変化量は約30W/(m・K))、その変化勾配は11程度(30/2.8)になる。例えば、Ts/Tcの0.2から2の間の変化量(1.8)に対して、Z方向の熱伝導率Kzは約50W/(m・K)から約25W/(m・K)まで変化し(変化量は約25W/(m・K))、その変化勾配は14程度(25/1.8)になる。この観点から、Z方向の熱伝導率Kzは、X方向の熱伝導率Kxに比べて、変化勾配が1/6倍程であることを見出すことができた。 As shown in FIG. 12, the Z-direction thermal conductivity Kz of the composite metal plate 1 is 20 W/(m K) or more in the range of Ts/Tc of the composite metal plate 1 from 0.2 to 5. It was found that Ts/Tc tends to decrease as Ts/Tc increases (see ◯ and ● in FIG. 11). In addition, the thermal conductivity Kz in the Z direction becomes large in a range where Ts/Tc is 0.2 or more and 4 or less (especially 0.2 or more and 3 or less, significantly 0.2 or more and 2 or less). It was found that there is a tendency for the degree of decrease with increasing. For example, for a variation of Ts/Tc between 0.2 and 4 (3.8), the thermal conductivity Kz in the Z direction varies from about 50 W/(mK) to about 25-20 W/(mK). K) (the amount of change is about 25 to 30 W/(m·K)), and the change gradient is about 7 to 8 (25 to 30/3.8). For example, for a variation of Ts/Tc between 0.2 and 3 (2.8), the thermal conductivity Kz in the Z direction is about 50 W/(mK) to about 20 W/(mK). (the amount of change is about 30 W/(m·K)), and the change gradient is about 11 (30/2.8). For example, for a variation of Ts/Tc between 0.2 and 2 (1.8), the thermal conductivity Kz in the Z direction is about 50 W/(mK) to about 25 W/(mK). (the amount of change is about 25 W/(m·K)), and the change gradient is about 14 (25/1.8). From this point of view, it was found that the change gradient of the thermal conductivity Kz in the Z direction is about 1/6 that of the thermal conductivity Kx in the X direction.

こうした複合金属板1のTs/Tcに対するZ方向の熱伝導率Kzの変化傾向は、図12中に破線で示す近似式(指数近似)によって、場合によっては図12中に点線で示す近似式(対数近似)によって、信頼性良く表すことができたことから、複合金属板1のTs/TcとZ方向の熱伝導率Kzとの関係を適切かつ簡易に見出すことができるようになった。 The trend of change in thermal conductivity Kz in the Z direction with respect to Ts/Tc of the composite metal plate 1 can be determined by the approximation formula (exponential approximation) indicated by the dashed line in FIG. logarithmic approximation), the relationship between Ts/Tc of the composite metal plate 1 and the thermal conductivity Kz in the Z direction can be found appropriately and easily.

また、上記した複合金属板1のX方向およびZ方向の熱伝導率Kx、Kzを用いて、複合金属板1のX方向に対するZ方向の熱伝導率の比率(Kx/Kz)すなわち複合金属板1の熱伝導特性の異方性(AIS)について、評価した。複合金属板1のTs/Tcと熱伝導特性の異方性を表すAISとの関係を、図13に示す図(グラフ)に整理した。 Also, using the thermal conductivities Kx and Kz in the X and Z directions of the composite metal plate 1 described above, the ratio of the thermal conductivity in the Z direction to the X direction of the composite metal plate 1 (Kx/Kz), that is, the composite metal plate The anisotropy of thermal conductivity (AIS) of No. 1 was evaluated. The relationship between Ts/Tc of the composite metal plate 1 and AIS representing the anisotropy of thermal conductivity properties is summarized in the diagram (graph) shown in FIG.

図13に示すように、複合金属板1の熱伝導特性の異方性(AIS)は、複合金属板1のTs/Tcが0.2以上5以下の範囲において、AISすなわちKx/Kzで求まる熱伝導率の比率の上限が4.4で下限が8.8であり、すなわちAISが4.4以上6.8以下であり、Ts/Tcが大きくなるとともに小さくなる傾向を有することを見出すことができた。そして、複合金属板1のTs/Tcに対する熱伝導特性の異方性(AIS)の変化傾向は図13中に点線で示す近似式(線形近似)によって信頼性良く表すことができるとともに、その変化勾配は-0.49程度になることを見出すことができた。これより、複合金属板1の熱伝導特性の異方性(AIS)は、複合金属板1のTs/Tcが0.2以上5以下の範囲において、ステンレス層3の厚さ(Ts)が大きくなると、言い換えれば銅層の厚さ(Tc)が小さくなると、異方性が弱まることが判明した。これは、複合金属板1のTs/Tcを大きくして熱伝導特性の異方性を弱める(AISを小さくする)ことにより、相対的に、複合金属板1X方向の熱拡散性を弱めて、Z方向の熱拡散性を強める操作が可能であることを意味する。あるいは、複合金属板1のTs/Tcを小さくして熱伝導特性の異方性を強める(AISを大きくする)ことにより、相対的に、複合金属板1のX方向の熱拡散性を強めて、Z方向の熱拡散性を弱める操作が可能であることを意味する。 As shown in FIG. 13, the anisotropy (AIS) of the thermal conductivity characteristics of the composite metal plate 1 is determined by AIS, that is, Kx/Kz, in the range of Ts/Tc of the composite metal plate 1 from 0.2 to 5. The upper limit of the thermal conductivity ratio is 4.4 and the lower limit is 8.8, that is, the AIS is 4.4 or more and 6.8 or less, and Ts/Tc tends to decrease as it increases. was made. Then, the change tendency of the anisotropy of thermal conductivity (AIS) with respect to Ts/Tc of the composite metal plate 1 can be expressed with high reliability by the approximation formula (linear approximation) indicated by the dotted line in FIG. 13, and the change The slope could be found to be on the order of -0.49. From this, the anisotropy (AIS) of the thermal conductivity characteristics of the composite metal plate 1 is such that when the Ts/Tc of the composite metal plate 1 is in the range of 0.2 to 5, the thickness (Ts) of the stainless steel layer 3 is large. Then, in other words, when the thickness (Tc) of the copper layer is reduced, it has been found that the anisotropy is weakened. This is because by increasing the Ts/Tc of the composite metal plate 1 to weaken the anisotropy of the heat conduction characteristics (reduce the AIS), the heat diffusivity in the X direction of the composite metal plate 1 is relatively weakened. This means that it is possible to perform an operation that enhances thermal diffusivity in the Z direction. Alternatively, by decreasing the Ts/Tc of the composite metal plate 1 to strengthen the anisotropy of the thermal conductivity characteristics (increasing the AIS), the heat diffusivity in the X direction of the composite metal plate 1 is relatively strengthened. , means that an operation that weakens thermal diffusivity in the Z direction is possible.

こうした複合金属板1の熱伝導特性の異方性(AIS)を利用して、例えば、発熱源から逃がした熱を外部へ放出する放熱部が複合金属板1を用いた熱拡散用部品のX方向の側端部に配置されるような場合は、熱拡散用部品に用いたれる複合金属板1のTs/Tcを小さく(AISを大きく)するように操作することにより、X方向への熱拡散性を強めた複合金属板1を構成することが好ましい。また、例えば、発熱源から逃がした熱を外部へ放出する放熱部が複合金属板1を用いた熱拡散用部品のZ方向の側端部に配置されるような場合は、熱拡散用部品に用いられる複合金属板1のTs/Tcを大きく(AISを小さく)するように操作することにより、X方向への熱拡散性を強めた複合金属板1を構成することが好ましい。 By utilizing the anisotropy (AIS) of the heat conduction characteristics of the composite metal plate 1, for example, the heat dissipation part that releases the heat released from the heat source to the outside is the X of the heat diffusion component using the composite metal plate 1. In the case of being arranged at the side end of the direction, the composite metal plate 1 used for the heat diffusion part is operated so as to decrease Ts/Tc (increase AIS), so that the heat in the X direction It is preferable to configure the composite metal plate 1 with enhanced diffusivity. Further, for example, in the case where a heat radiating part that radiates heat released from a heat source to the outside is arranged at the side edge in the Z direction of the heat diffusion component using the composite metal plate 1, the heat diffusion component It is preferable to configure the composite metal plate 1 with enhanced thermal diffusivity in the X direction by operating the composite metal plate 1 to be used so that Ts/Tc is increased (AIS is decreased).

以上述べたように、複合金属板1のTs/Tcと機械的特性との関係、複合金属板1のTs/TcとX方向の熱伝導率Kxとの関係、複合金属板1のTs/TcとZ方向の熱伝導率Kzとの関係、複合金属板1のTs/Tcに対するX方向とZ方向との熱伝導率の比率(Kx/Kz)すなわち熱伝導特性に異方性(AIS)の関係、および、それぞれの関係における変化勾配について、明確にすることができた。その結果、複合金属板1のTs/Tcに対する上記した機械的特性および熱伝導率Kx、Kzとの関係を考慮し、当該用途に相応しい熱伝導特性の異方性(AIS)を有する複合金属板1の構成を適切かつ簡易に見出すことができるようになった。 As described above, the relationship between the Ts/Tc of the composite metal plate 1 and the mechanical properties, the relationship between the Ts/Tc of the composite metal plate 1 and the thermal conductivity Kx in the X direction, and the Ts/Tc of the composite metal plate 1 and the thermal conductivity Kz in the Z direction, the ratio of the thermal conductivity in the X direction and the Z direction to Ts / Tc of the composite metal plate 1 (Kx / Kz), that is, the anisotropic (AIS) in the thermal conductivity characteristics We were able to clarify the relationships and the gradient of change in each relationship. As a result, considering the relationship between the above-described mechanical properties and thermal conductivities Kx and Kz with respect to Ts/Tc of the composite metal plate 1, a composite metal plate having an anisotropic thermal conductivity (AIS) suitable for the application 1 can now be found appropriately and easily.

これにより、各種の熱拡散の用途において、熱伝導特性以外の必要特性(例えば機械的特性)が当該用途に応じて異なることが一般的であるが、第1銅層とステンレス層と第2銅層とにより構成された、この発明に係る熱拡散用複合金属板および複合金属板を用いた熱拡散用部品について、熱拡散用複合金属板のステンレス層と銅層との厚さ比率(Ts/Tc)と、熱拡散用複合金属板のX方向とZ方向との熱伝導率の比率(Kx/Kz)すなわち熱伝導特性の異方性(AIS)との関係を考慮し、各種の熱拡散の用途に相応しい構成を適切かつ簡易に見出すことができるようになった。 As a result, in various heat diffusion applications, the required properties (for example, mechanical properties) other than heat conduction properties are generally different depending on the application, but the first copper layer, the stainless steel layer, and the second copper layer The thickness ratio (Ts/ Considering the relationship between Tc) and the ratio of thermal conductivity in the X direction and the Z direction (Kx/Kz) of the composite metal plate for heat diffusion, that is, the anisotropy of thermal conductivity (AIS), various thermal diffusion It has become possible to appropriately and easily find a configuration suitable for the application.

この発明は、ステンレス層と銅層とが交互に接合された、全体の厚さが500μm以下の複合金属板に関し、例えば、導電部材、放熱部材、シャーシ、ケースおよびフレームなどに用いるための複合金属板を、その用途の必要特性に応じて適切かつ簡易に見出すことを可能にし、各種用途に好適な複合金属板を容易に提供することができる点において、産業上の利用可能性を有する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a composite metal plate having a total thickness of 500 μm or less, in which stainless steel layers and copper layers are alternately bonded, and which is used, for example, as a conductive member, a heat radiating member, a chassis, a case and a frame. It has industrial applicability in that it makes it possible to find a sheet appropriately and simply according to the required properties of the application, and that it is possible to easily provide a composite metal sheet suitable for various uses.

1.複合金属板
2.第1銅層、2a.平面部、2b.平面部、2A.発熱源接合領域、2B.発熱源接合領域
3.ステンレス層
4.第2銅層
5a.発熱源、5b.発熱源
X:平面方向(圧延方向、長手方向)
Y:平面方向(圧延幅方向、幅方向)
Z:厚さ方向(板厚方向)
<図2>
10.熱拡散用部品
11.第1部材
<図3、図4>
20.熱拡散用部品、20A.熱拡散用部品
21.第1部材、21a.曲げ部、21b.曲げ部、21c.端面部、21d.端面部
22.第2部材、22a.曲げ部、22b.曲げ部、22c.端面部、22d.端面部
23a.接合部、23b.接合部
24.内部空間(熱流路)、24a.内部空間(熱流路)、24b.内部空間(熱流路)
25.支持部、25a.連絡路
<図5、図6>
30.熱拡散用部品、30A.熱拡散用部品
31.第1部材、31a.曲げ部、31b.曲げ部、31c.端面部、31d.端面部
32.第2部材、32a.平面部、32b.平面部
33a.接合部、33b.接合部
34.内部空間(熱流路)、34a.内部空間(熱流路)、34b.内部空間(熱流路)
35.支持部、35a.連絡路
<図7、図8>
40.熱拡散用部品、40A.熱拡散用部品
41.第1部材、41a.曲げ部、41b.曲げ部、41c.平面部、41d.平面部
42.第2部材、42a.銅板部、42b.ポーラス銅部、42c.端面部、42d.端面部
43a.接合部、43b.接合部
44.内部空間(熱流路)、44a.内部空間(熱流路)、44b.内部空間(熱流路)
45.支持部、45a.連絡路
<図9、図10>
50.熱拡散用部品、50A.熱拡散用部品
51.第1部材、51a.曲げ部、51b.曲げ部、51c.端面部、51d.端面部
52.第2部材、52a.銅板部、52b.ポーラス銅部、52c.平面部、52d.平面部
53a.接合部、53b.接合部
54.内部空間(熱流路)、54a.内部空間(熱流路)、54b.内部空間(熱流路)
55.支持部、55a.連絡路
1. Composite metal plate2. First copper layer, 2a. flat portion, 2b. plane, 2A. heat source junction area, 2B. 2. heat source junction area; stainless steel layer4. Second copper layer 5a. heat source, 5b. Heat source X: planar direction (rolling direction, longitudinal direction)
Y: planar direction (rolling width direction, width direction)
Z: thickness direction (thickness direction)
<Figure 2>
10. Heat spreading parts 11 . First member <Figs. 3 and 4>
20. heat spreader, 20A. Heat spreading parts 21 . First member 21a. bend 21b. bend 21c. end face 21d. end surface 22 . Second member 22a. bend 22b. bend 22c. end face 22d. End surface 23a. junction, 23b. junction 24 . Internal space (heat flow path), 24a. Internal space (heat flow path), 24b. Internal space (heat flow path)
25. support, 25a. Connecting path <Fig. 5, Fig. 6>
30. heat spreading components, 30A. Heat spreading parts 31 . First member 31a. bend 31b. bend 31c. end face, 31d. end surface 32 . Second member 32a. flat portion, 32b. Flat portion 33a . junction, 33b. junction 34 . Internal space (heat flow path), 34a. Internal space (heat flow path), 34b. Internal space (heat flow path)
35. support, 35a. Connecting path <Fig. 7, Fig. 8>
40. heat spreading components, 40A. Heat spreading parts 41 . First member 41a. bend, 41b. bend 41c. flat portion, 41d. Flat portion 42 . Second member 42a. copper plate portion, 42b. Porous copper portion, 42c. end face 42d. End face portion 43a. junction, 43b. junction 44 . Internal space (heat flow path), 44a. Internal space (heat flow path), 44b. Internal space (heat flow path)
45. support, 45a. Connecting path <Figs. 9 and 10>
50. heat spreader, 50A. Heat spreading parts 51 . First member 51a. bend, 51b. bend, 51c. end face, 51d. end face portion 52 . Second member 52a. copper plate portion, 52b. Porous copper portion, 52c. flat portion, 52d. Planar portion 53a . junction, 53b. junction 54 . Internal space (heat flow path), 54a. Internal space (heat flow path), 54b. Internal space (heat flow path)
55. support, 55a. connecting road

Claims (9)

1銅層とステンレス層と第2銅層とを有する熱拡散用複合金属板を用いた、筐体状の熱拡散用部品であって、
全体の厚さが500μm以下であり、前記第1銅層と前記ステンレス層と前記第2銅層とがこの順で接合されており、前記第1銅層の厚さをTc1とし、前記ステンレス層の厚さをTsとし、前記第2銅層の厚さをTc2とするとき、Ts/(Tc1+Tc2)で求まる厚さ比率が0.2以上5以下であり、前記複合金属板の平面方向の熱伝導率をKxとし、前記複合金属板の厚さ方向の熱伝導率をKzとするとき、Kx/Kzで求まる熱伝導率の比率が4.4以上6.8以下である、前記熱拡散用複合金属板により構成された第1部材と、前記熱拡散用複合金属板により構成された第2部材と、内部空間と、を備え、
前記第1部材の一端側の曲げ部と前記第2部材の一端側の曲げ部とが接合されるとともに、前記第1部材の他端側の曲げ部と前記第2部材の他端側の曲げ部とが接合されることにより、前記内部空間が気密封止されている、熱拡散用部品。
A housing-like heat diffusion component using a heat diffusion composite metal plate having a first copper layer, a stainless steel layer, and a second copper layer,
The total thickness is 500 μm or less, the first copper layer, the stainless steel layer, and the second copper layer are bonded in this order, the thickness of the first copper layer is Tc1, and the stainless steel layer where Ts is the thickness of the second copper layer and Tc2 is the thickness of the second copper layer, the thickness ratio determined by Ts/(Tc1+Tc2) is 0.2 or more and 5 or less, and the heat in the plane direction of the composite metal plate Where Kx is the conductivity and Kz is the thermal conductivity in the thickness direction of the composite metal plate, the thermal conductivity ratio determined by Kx/Kz is 4.4 or more and 6.8 or less. A first member made of a composite metal plate, a second member made of the composite metal plate for heat diffusion, and an internal space,
The bent portion on the one end side of the first member and the bent portion on the one end side of the second member are joined, and the bent portion on the other end side of the first member and the bent portion on the other end side of the second member are joined. and the internal space is airtightly sealed by joining the parts.
1銅層とステンレス層と第2銅層とを有する熱拡散用複合金属板を用いた、筐体状の熱拡散用部品であって、
全体の厚さが500μm以下であり、前記第1銅層と前記ステンレス層と前記第2銅層とがこの順で接合されており、前記第1銅層の厚さをTc1とし、前記ステンレス層の厚さをTsとし、前記第2銅層の厚さをTc2とするとき、Ts/(Tc1+Tc2)で求まる厚さ比率が0.2以上5以下であり、前記複合金属板の平面方向の熱伝導率をKxとし、前記複合金属板の厚さ方向の熱伝導率をKzとするとき、Kx/Kzで求まる熱伝導率の比率が4.4以上6.8以下である、前記熱拡散用複合金属板により構成された第1部材と、前記熱拡散用複合金属板により構成された第2部材と、内部空間と、を備え、
前記第1部材の一端側の曲げ部と前記第2部材の一端側の平面部とが接合されるとともに、前記第1部材の他端側の曲げ部と前記第2部材の他端側の平面部とが接合されることにより、前記内部空間が気密封止されている、熱拡散用部品。
A housing-like heat diffusion component using a heat diffusion composite metal plate having a first copper layer, a stainless steel layer, and a second copper layer,
The total thickness is 500 μm or less, the first copper layer, the stainless steel layer, and the second copper layer are bonded in this order, the thickness of the first copper layer is Tc1, and the stainless steel layer where Ts is the thickness of the second copper layer and Tc2 is the thickness of the second copper layer, the thickness ratio determined by Ts/(Tc1+Tc2) is 0.2 or more and 5 or less, and the heat in the plane direction of the composite metal plate Where Kx is the conductivity and Kz is the thermal conductivity in the thickness direction of the composite metal plate, the thermal conductivity ratio determined by Kx/Kz is 4.4 or more and 6.8 or less. A first member made of a composite metal plate, a second member made of the composite metal plate for heat diffusion, and an internal space,
The bent portion on the one end side of the first member and the flat portion on the one end side of the second member are joined together, and the bent portion on the other end side of the first member and the flat surface on the other end side of the second member are joined. and the internal space is airtightly sealed by joining the parts.
1銅層とステンレス層と第2銅層とを有する熱拡散用複合金属板を用いた、筐体状の熱拡散用部品であって、
全体の厚さが500μm以下であり、前記第1銅層と前記ステンレス層と前記第2銅層とがこの順で接合されており、前記第1銅層の厚さをTc1とし、前記ステンレス層の厚さをTsとし、前記第2銅層の厚さをTc2とするとき、Ts/(Tc1+Tc2)で求まる厚さ比率が0.2以上5以下であり、前記複合金属板の平面方向の熱伝導率をKxとし、前記複合金属板の厚さ方向の熱伝導率をKzとするとき、Kx/Kzで求まる熱伝導率の比率が4.4以上6.8以下である、前記熱拡散用複合金属板により構成された第1部材と、銅板部を有して構成された第2部材と、内部空間と、を備え、
前記第1部材の一端側の曲げ部と前記第2部材の一端側の端面部とが接合されるとともに、前記第1部材の他端側の曲げ部と前記第2部材の他端側の端面部とが接合されることにより、前記内部空間が気密封止されている、熱拡散用部品。
A housing-like heat diffusion component using a heat diffusion composite metal plate having a first copper layer, a stainless steel layer, and a second copper layer,
The total thickness is 500 μm or less, the first copper layer, the stainless steel layer, and the second copper layer are bonded in this order, the thickness of the first copper layer is Tc1, and the stainless steel layer where Ts is the thickness of the second copper layer and Tc2 is the thickness of the second copper layer, the thickness ratio determined by Ts/(Tc1+Tc2) is 0.2 or more and 5 or less, and the heat in the plane direction of the composite metal plate Where Kx is the conductivity and Kz is the thermal conductivity in the thickness direction of the composite metal plate, the thermal conductivity ratio determined by Kx/Kz is 4.4 or more and 6.8 or less. A first member made of a composite metal plate, a second member made of a copper plate portion, and an internal space,
The bent portion on the one end side of the first member and the end face portion on the one end side of the second member are joined together, and the bent portion on the other end side of the first member and the end face on the other end side of the second member are joined. and the internal space is airtightly sealed by joining the parts.
前記第2部材の前記内部空間側には、前記銅板部に隣接するポーラス銅層を有する、請求項に記載の熱拡散用部品。 4. The heat diffusion component according to claim 3 , further comprising a porous copper layer adjacent to said copper plate portion on said inner space side of said second member. 1銅層とステンレス層と第2銅層とを有する熱拡散用複合金属板を用いた、筐体状の熱拡散用部品であって、
全体の厚さが500μm以下であり、前記第1銅層と前記ステンレス層と前記第2銅層とがこの順で接合されており、前記第1銅層の厚さをTc1とし、前記ステンレス層の厚さをTsとし、前記第2銅層の厚さをTc2とするとき、Ts/(Tc1+Tc2)で求まる厚さ比率が0.2以上5以下であり、前記複合金属板の平面方向の熱伝導率をKxとし、前記複合金属板の厚さ方向の熱伝導率をKzとするとき、Kx/Kzで求まる熱伝導率の比率が4.4以上6.8以下である、前記熱拡散用複合金属板により構成された第1部材と、銅板部を有して構成された第2部材と、内部空間と、を備え、
前記第1部材の一端側の曲げ部と前記第2部材の一端側の平面部とが接合されるとともに、前記第1部材の他端側の曲げ部と前記第2部材の他端側の平面部とが接合されることにより、前記内部空間が気密封止されている、熱拡散用部品。
A housing-like heat diffusion component using a heat diffusion composite metal plate having a first copper layer, a stainless steel layer, and a second copper layer,
The total thickness is 500 μm or less, the first copper layer, the stainless steel layer, and the second copper layer are bonded in this order, the thickness of the first copper layer is Tc1, and the stainless steel layer where Ts is the thickness of the second copper layer and Tc2 is the thickness of the second copper layer, the thickness ratio determined by Ts/(Tc1+Tc2) is 0.2 or more and 5 or less, and the heat in the plane direction of the composite metal plate Where Kx is the conductivity and Kz is the thermal conductivity in the thickness direction of the composite metal plate, the thermal conductivity ratio determined by Kx/Kz is 4.4 or more and 6.8 or less. A first member made of a composite metal plate, a second member made of a copper plate portion, and an internal space,
The bent portion on the one end side of the first member and the flat portion on the one end side of the second member are joined together, and the bent portion on the other end side of the first member and the flat surface on the other end side of the second member are joined. and the internal space is airtightly sealed by joining the parts.
前記第2部材の前記内部空間側には、前記銅板部に隣接するポーラス銅層を有する、請求項に記載の熱拡散用部品。 6. The heat diffusion component according to claim 5 , further comprising a porous copper layer adjacent to said copper plate portion on said inner space side of said second member. 前記Kxが340W/(m・K)以下であり、前記Kzが20W/(m・K)以上である、前記熱拡散用複合金属板を用いた、請求項1、2、3および5のいずれか1項に記載の熱拡散用部品。 Any one of claims 1, 2, 3 and 5, wherein said composite metal plate for heat diffusion is used, wherein said Kx is 340 W/(m·K) or less and said Kz is 20 W/(m·K) or more. 1. The heat diffusion component according to claim 1. 前記第1銅層および前記第2銅層は、99質量%以上がCuからなる純銅により構成されるか、前記ステンレス層を構成するステンレス鋼よりも熱伝導率が大きい銅合金により構成される、前記熱拡散用複合金属板を用いた、請求項1、2、3および5のいずれか1項に記載の熱拡散用部品。 The first copper layer and the second copper layer are composed of pure copper containing 99% by mass or more of Cu, or composed of a copper alloy having a higher thermal conductivity than the stainless steel that constitutes the stainless steel layer. 6. The heat diffusion part according to any one of claims 1, 2, 3 and 5, wherein said composite metal plate for heat diffusion is used. 前記ステンレス層は、質量%で、10.5%以上30%以下のCrと、0.6%以25%以下のNiと、0.20%以下のCと、残部Feおよび不可避不純物からなるステンレス鋼により構成される、前記熱拡散用複合金属板を用いた、請求項1、2、3および5のいずれか1項に記載の熱拡散用部品。 The stainless steel layer is, in mass%, 10.5% or more and 30% or less of Cr, 0.6% or more and 25% or less of Ni, 0.20% or less of C, and the balance of Fe and unavoidable impurities. 6. The heat diffusion part according to any one of claims 1, 2, 3 and 5, wherein said heat diffusion composite metal plate made of steel is used.
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