JP7463994B2 - ヒートシンク - Google Patents
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Description
(1) 熱伝導性を有する複数の直状繊維を備え、平面視形状が面状をなす放熱部と、該放熱部の一方の面側に形成された繊維固定層と、該繊維固定層を支持する基材とを有し、
前記直状繊維は、その基端側を前記繊維固定層の厚さ方向に沿って、前記繊維固定層に埋入して固定された状態で、前記放熱部において、先端側を前記繊維固定層と反対側にして立設しており、
前記基材は、前記繊維固定層の前記直状繊維が立設している側と反対側の面に形成され、
前記直状繊維の先端部は、外気に解放されていることを特徴とするヒートシンク。
図1は、本発明のヒートシンクの第1実施形態を示す縦断面図である。なお、以下の説明では、図1中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、使用する図面(図1および以下で示す図を含む)は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。
<<基材>>
基材4は、全体形状が平板状、すなわち、平面視形状が面状をなしており、この基材4側から繊維固定層3と放熱部2との順で設けられた、繊維固定層3および放熱部2を支持するものである。
繊維固定層3は、全体形状が層状をなし、平面視形状が基材4と同様に面状をなしており、直状繊維21の基端側を、その厚さ方向(上下方向)に沿って埋入させた状態で固定することで、直状繊維21を、繊維固定層3の上面側(一方の面側)で固定する機能を有するものである。
放熱部2は、繊維固定層3を介して、基材4上に設けられており、半導体装置に対応してヒートシンク1を設けた際に、半導体装置において発熱した熱を、基材4および繊維固定層3を伝達させた後に、この放熱部2において、半導体装置およびヒートシンク1の外側、すなわち、外気に放熱する機能を有するものである。
図2は、図1に示すヒートシンクを製造する製造方法を説明するための縦断面図である。なお、以下の説明では、図2中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
なお、電極板110と対向電極板120との正と負とは、逆であってもよい。
[A]まず、固化前または硬化前の繊維固定層3を備える基材4を保持具115に保持するとともに、直状繊維21を対向電極板120に載置する(準備工程)。
以上のような工程を経ることで、ヒートシンク1が製造される。
次に、本発明のヒートシンクの第2実施形態について説明する。
図3は、本発明のヒートシンクの第2実施形態を示す縦断面図である。
なお、各部の寸法は、前記第1実施形態のヒートシンク1と同様である。
次に、本発明のヒートシンクの第3実施形態について説明する。
図4は、本発明のヒートシンクの第3実施形態を示す縦断面図である。
すなわち、第3実施形態のヒートシンク1は、基材4の形成が省略されている。
なお、各部の寸法は、前記第1実施形態のヒートシンク1と同様である。
まず、実施例のヒートシンク1の製造に用いた原材料を以下に示す。
基材4として、平均厚さ70μmの銅箔を用意した。
直状繊維21として、平均長さ250μm、太さ10μmのカーボン繊維(NGF社製、「XN-100」)を用意した。
接着剤1として、アクリル変性シリコーン接着剤(セメダイン社製、「スーパーX AX-038」)を用意した。
[実施例1]
[1]まず、銅箔で構成される基材4上に、接着剤1を塗布することで、未硬化の繊維固定層3(接着層)を厚さ50μmで形成した後に、この繊維固定層3が形成された基材4を、ヒートシンク製造装置100が備える保持具115に保持させた。
平面視形状が縦14mm×横14mmの底部を備え、幅0.68mm×高さ6mmのフィンを7つ備えるアルミヒートシンクを、比較例1のヒートシンクとして用意した。
平面視形状が縦14mm×横14mm×厚さ70μmの銅箔を、比較例2のヒートシンクとして用意した。
実施例および各比較例のヒートシンクを、以下の方法で評価した。
実施例および各比較例のヒートシンクを、それぞれ、平面視形状が、ほぼ縦14mm×横14mmの大きさを有するセラミックヒーターに対応して設置した。
2 放熱部
21 直状繊維
3 繊維固定層
4 基材
5 接着層
100 ヒートシンク製造装置
110 電極板
115 保持具
120 対向電極板
130 直流電圧発生器
Claims (10)
- 熱伝導性を有する複数の直状繊維を備え、平面視形状が面状をなす放熱部と、該放熱部の一方の面側に形成された繊維固定層と、該繊維固定層を支持する基材とを有し、
前記直状繊維は、その基端側を前記繊維固定層の厚さ方向に沿って、前記繊維固定層に埋入して固定された状態で、前記放熱部において、先端側を前記繊維固定層と反対側にして立設しており、
前記基材は、前記繊維固定層の前記直状繊維が立設している側と反対側の面に形成され、
前記直状繊維の先端部は、外気に解放されていることを特徴とするヒートシンク。 - 前記直状繊維は、前記放熱部において、前記先端側の前記繊維固定層から突出している部分の長さが70μm以上7000μm以下である請求項1に記載のヒートシンク。
- 前記直状繊維は、その太さが0.9μm以上20μm以下である請求項1または2に記載のヒートシンク。
- 前記繊維固定層の平面視において、前記直状繊維が前記繊維固定層に埋入している領域の密度は、0.05cm2/cm2以上0.7cm2/cm2以下である請求項1ないし3のいずれか1項に記載のヒートシンク。
- 前記直状繊維は、その熱伝導率が0.2W/m・K以上900W/m・K以下である請求項1ないし4のいずれか1項に記載のヒートシンク。
- 前記直状繊維は、その熱放射率が0.7以上である請求項1ないし5のいずれか1項に記載のヒートシンク。
- 前記繊維固定層は、前記直状繊維が埋入していない領域における平均厚さが5μm以上100μm以下である請求項1ないし6のいずれか1項に記載のヒートシンク。
- 前記基材は、その平均厚さが9μm以上200μm以下である請求項1ないし7のいずれか1項に記載のヒートシンク。
- 前記基材は、その熱伝導率が0.2W/m・K以上400W/m・K以下である請求項1ないし8のいずれか1項に記載のヒートシンク。
- 当該ヒートシンクは、さらに、前記基材の前記一方の面側に形成された接着層を有する請求項1ないし9のいずれか1項に記載のヒートシンク。
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