TWI474446B - 熱傳導體 - Google Patents

Description

熱傳導體 [關連申請之引用]

本申請係基於要求2007年5月16日所提交之日本專利申請No.2007-130968的優先權，該完整概念併入本案作為參考資料。

此發明係例如關於：被使用在各種電子零件等的發熱體的熱控制之熱傳導體。

一般而言，在此種的熱傳導體，係因為藉由電子零件等的發熱體的大容量化，而發熱量增大，所以熱傳導性優良的熱傳導體為最佳。

日本專利公開2001-144237號公報，係記載著：將比起金屬而熱傳導特性更優良的石墨薄片與金屬薄板加以層積的構造之石墨薄片層積熱傳導體。此石墨薄片層積熱傳導體，係藉由該石墨薄片所具有的材質特性，而成為可在謀求質量的輕減的同時、可提高朝向該薄片面內方向的熱傳導率而進行有效率的放熱。

然而，在上述熱傳導體，係石墨薄片的熱傳導特性，為比起該薄片面內方向而薄片面垂直方向為不佳，例如：朝向在該受熱部位的面垂直方向之熱傳導率差。因此，最近，在被強烈地請求之電子零件的高密度實裝的同時、有 對應於高輸出化的促進上有困難之問題。

此發明係其目的為提供：謀求熱傳導性能提高的熱傳導體。

提供具有：第1熱傳導區域、與第2熱傳導區域之熱傳導體。第1熱傳導區域係藉由第1金屬部和石墨部的層積而構成。第2區域係藉由第1金屬部和第2金屬部的層積而構成。

關於熱傳導體的實施例，參照圖面而詳細地說明。

如藉由此實施例，則具有：藉由第1金屬部和石墨部的層積而構成的第1熱傳導區域、與藉由第1金屬部和第2金屬部的層積而構成的第2熱傳導區域。

如第1圖所示地，第1實施例的熱傳導體10，例如：複數的薄片狀的第1金屬部11、和石墨部12，係以石墨部12被挾持在第1金屬部11之間的方式來層積。此第1金屬部11係例如以銅箔形成，另外，石墨部12係例如：層積複數的石墨薄片而形成。

另外石墨部12，如第2圖所示地，例如在中央部形成矩形的透孔121。在此透孔121，係例如：作出以銅箔形成的第2金屬部之金屬薄片14，為與石墨部12表面係構成同一面的方式而收容。

在石墨部12的周圍，係例如：作出以銅箔形成的第2金屬部之框狀金屬薄片15，為與石墨部12表面係構成同一面的方式而被安裝。作出第2金屬部的金屬薄片14及框狀金屬薄片15係以被挾持於第1金屬部11之間的方式而被配置。由此，複數的第1金屬部11係相互間為經由為第2金屬部的金屬薄片14以及框狀金屬薄片15而熱的結合。

第1金屬部11、石墨部12、金屬薄片14及框狀金屬薄片15係被堆疊，例如被加壓加溫，而第1金屬部11、金屬薄片14及框狀金屬薄片15，係被進行所謂的擴散接合(Diffusion Bonding)，而製造熱傳導體10。在此，第1金屬部11係例如為銅，厚度0.1mm、石墨部12係厚度為0.1mm、金屬薄片14及框狀金屬薄片15為銅、個別作為0.1mm的厚度。

此熱傳導體10，係具有：層積該第1金屬部11及石墨部12而被熱的結合之第1熱傳導區域20、和層積第1金屬部11和作為第2金屬部的金屬薄片14及框狀金屬薄片15係而直接地被熱的結合之第2熱傳導區域22。另外，第1熱傳導區域20和第2熱傳導區域22係相鄰而形成。

而且，含有金屬薄片14的第2熱傳導區域，係成為可搭載發熱體例如：電子零件)13的部位。在熱傳導體被使用時，係在最上部的第1金屬部11上，發熱體13係被熱的結合而搭載。

藉由上述構成，在熱傳導體10，係若來自被搭載於第2熱傳導區域22的第1金屬部11上的發熱體13之熱，被移送至該第1金屬部11，則經由：比起石墨部12而面垂直方向的熱傳導率優良之第1金屬部11、及為第2金屬之薄片14及框狀金屬薄片15而有效率地向面垂直方向擴散。

同時，已被移送至第1金屬部11的熱，係經由第1金屬部11、作為第2金屬部的金屬薄片14以及框狀金屬薄片15，被熱移送至面方向的熱傳導率優良的石墨部12而有效率地被熱擴散至面方向，從石墨部12藉由第1金屬部11、下層的石墨部12而依序擴散至面方向，均勻地被熱傳導至熱傳導體10的全體。

如藉由此實施例，則藉由比起第1金屬部11而在面方向的熱傳導特性優良的石墨部12，有效率地進行面方向的熱擴散，另外，藉由比起石墨部12而面垂直方向的熱傳導特性優良的第1金屬部11、以及構成金屬薄片14及框狀金屬薄片15的第2金屬部而有效率地進行面垂直方向的熱擴散。由此，從發熱體13被移送至第1金屬部11的熱，係被熱傳導構件10全體性地均勻、而且迅速地傳導。

此結果，可將全體形成具有均一地使用的優良熱傳導性能之熱傳導體，成為可實現高效率的熱控制。

在上述實施例，係因為第1熱傳導區域20被第2熱傳導區域22包圍，也就是，藉由框狀金屬薄片15，石墨 部12的端部為不露出的構造，可保護機械性上脆弱的石墨部12。

在上述實施例，係藉由第1熱傳導區域20，第2熱傳導區域22係被複數分離為：對應於金屬薄片14的區域、和對應於框狀金屬薄片15的區域。另外，設置在石墨部12的透孔121係不限定為2個，亦可設置3個以上，個別地收容金屬薄片14。

而且，此發明，係不限於上述實施例，例如：如第3圖、第4圖、第5圖、第6圖及第7圖、第8圖及第9圖所示地，構成熱傳導體10a、10b、10c、10d、10e亦佳，同樣地可期待有效的效果。在第3圖至第9圖，係關於與上述第1圖及第2圖同一部分，附上同一符號，省略該詳細的說明。

第3圖係表示第2實施例的熱傳導體。也就是，在此實施例的熱傳導體10a，係除去在第1圖及第2圖配置在最上部及最下部的第1金屬部11，在周圍安裝第2金屬部之框狀金屬薄片15，將在透孔121收容第2金屬部之金屬薄片14的石墨部12，配置在最上部及最下部。作為此實施例的變形例，此熱傳導體10a，係作為：在該最上部或最下部的一方，配置第1金屬部11，在另一方使石墨部12露出的構成亦佳。

第4圖為表示第3實施例的熱傳導體。在熱傳導體10b，係安裝在第1圖及第2圖的石墨部12的周圍部之框狀金屬薄片15並不加以配置，而使石墨部12的周緣部露 出。

第5圖係表示第4實施例的熱傳導體。此熱傳導體10c，係在第4圖的熱傳導體10b，除去配置在該最上部及最下部的二片第1金屬部11而使石墨部12直接露出於上下部。作為此實施例的變形例，例如在熱傳導體10c的上下部的一方，配置第1金屬部11，在另一方使上述石墨部12露出亦佳。

第6圖及第7圖係表示第5實施例的熱傳導體。在熱傳導體10d，係在分離二個透孔161而設置的第2金屬之框狀金屬薄片16的各透孔161，例如收容：以石墨薄片構成的石墨部17。然後，熱傳導體10d，係將已分離配置二個石墨部17之框狀金屬薄片16，以上述第1金屬部11挾持，以複數堆疊配置的方式構成。

換言之，在此熱傳導構件10d係將二片石墨部17，收容在形成於框狀金屬薄片16的二個透孔161內而分離配置。藉由此，層積了第1金屬部與石墨部的第1熱傳導區域20，係藉由堆疊了第1金屬部和第2金屬部的第2熱傳導區域22而被分離為複數。另外，設置在框狀金屬薄片16的透孔161係不限定為2個，亦可設置3個以上，個別地收容石墨部17。

作為此實施例，亦例如在熱傳導體10d的上下部的一方面，不配置第1金屬部11，使上述石墨部12露出亦佳。

第8圖及第9圖係表示第6實施例的熱傳導體。在熱 傳導體10e，係將形成在石墨部12的透孔121，例如在特定的方向依序挪動位置，挪動：在經由第1金屬部11而相鄰的石墨部12間，收容在透孔121的第2金屬之金屬薄片14的位置。藉由此，為石墨部12內的第2金屬部。

金屬薄片14係與經由第1金屬部11而相鄰的石墨部12的第2金屬之金屬薄片14，而被連接配置成階梯狀。

作為此實施例，亦例如在熱傳導體10e的最上部及最下部的至少一方，不配置金屬部11，而使上述石墨部12露出亦佳。

而且，在上述的實施例，作為重疊第1金屬部、與石墨部與第2金屬部(金屬薄片以及框狀金屬薄片)而配置的數，係如為二以上，則其數係不被限定。而且，石墨部本身，係例如將複數的石墨薄片堆疊至層狀而構成、或是使用石墨粉而構成亦佳。另外，第1金屬部、第2金屬部係不限於銅，即使使用鋁、銅合金、鋁合金，亦可得與上述實施例同樣的效果。

本發明之其他實施例或修正對熟悉該技術領域之人士係顯而易見。其意味著說明書及範例實施例僅被認為例示，此發明之真實領域及精神係由以下而指明。

10e‧‧‧熱傳導體

10‧‧‧熱傳導體

10a‧‧‧熱傳導體

10b‧‧‧熱傳導體

10c‧‧‧熱傳導體

10d‧‧‧熱傳導體

11‧‧‧第1金屬部

12‧‧‧石墨部

13‧‧‧發熱體

14‧‧‧金屬薄片

15‧‧‧框狀金屬薄片

16‧‧‧框狀金屬薄片

17‧‧‧石墨部

20‧‧‧第1熱傳導區域

22‧‧‧第2熱傳導區域

121‧‧‧透孔

161‧‧‧透孔

第1圖為表示：熱傳導體的第一實施例的主要部分的剖面之剖面圖。

第2圖為分解第1圖的熱傳導體而表示之分解立體圖 。

第3圖為分解熱傳導體的第2實施例的主要部分而表示之分解立體圖。

第4圖為分解熱傳導體的第3實施例的主要部分而表示之分解立體圖。

第5圖為分解熱傳導體的第4實施例的主要部分而表示之分解立體圖。

第6圖為將熱傳導體的第5實施例的主要部分加以剖面而表示之剖面圖。

第7圖為分解第6圖的熱傳導體而表示之分解立體圖。

第8圖為表示：熱傳導體的第6實施例的主要部分的剖面之剖面圖。

第9圖為分解第8圖的熱傳導體而表示之分解立體圖。

10‧‧‧熱傳導體

11‧‧‧第1金屬部

12‧‧‧石墨部

13‧‧‧發熱體

14‧‧‧金屬薄片

15‧‧‧框狀金屬薄片

20‧‧‧第1熱傳導區域

22‧‧‧第2熱傳導區域

121‧‧‧透孔

Claims (15)

1. 一種熱傳導體，具有：藉由第1金屬部和石墨部的層積而構成的第1熱傳導區域、與藉由第1金屬部和第2金屬部的層積而構成的第2熱傳導區域；其特徵為：第1熱傳導區域或是第2熱傳導區域被分割成複數的區域，而且，第1熱傳導區域的石墨部的端部與第2熱傳導區域的金屬部的端部相鄰接。
2. 如申請專利範圍第1項所記載的熱傳導體，其中，第2熱傳導區域，係藉由第1熱傳導區域而被分割成複數的區域。
3. 如申請專利範圍第1項所記載的熱傳導體，其中，第1熱傳導區域，係至少在一方面配置著第1金屬部。
4. 如申請專利範圍第1項所記載的熱傳導體，其中，第1熱傳導區域，係藉由第2熱傳導區域而被分離成複數的區域。
5. 如申請專利範圍第1項及第2項中之任一項所記載的熱傳導體，其中第1熱傳導區域係被第2熱傳導區域包圍。
6. 如申請專利範圍第1項至第4項中之任一項所記載的熱傳導體，其中，第1金屬部係以銅形成。
7. 如申請專利範圍第6項所記載的熱傳導體，其中，第2金屬部係以銅形成。
8. 如申請專利範圍第1項至第4項中之任一項所記載的熱傳導體，其中，第2熱傳導區域的第1金屬部和第2金屬部係藉由擴散接合(Diffusion Bonding)而被接合。
9. 如申請專利範圍第1項至第4項中之任一項所記載的熱傳導體，其中第1熱傳導區域係與第2熱傳導區域相鄰。
10. 如申請專利範圍第1項至第4項中之任一項所載的熱傳導體，其中，石墨部的表面和第2金屬部的表面係形成同一面。
11. 如申請專利範圍第1項所記載的熱傳導體，其中，石墨部係具有透孔，第2金屬部係被配置在石墨部的透孔內。
12. 如申請專利範圍第11項所記載的熱傳導體，其中，具有經由第1金屬部而相鄰的複數石墨部，個別的透孔位置係不同。
13. 如申請專利範圍第1項所記載的熱傳導體，其中，第2金屬部係具有透孔，石墨部係被配置在第2金屬部的透孔內。
14. 如申請專利範圍第13項所記載的熱傳導體，其中，第2金屬部係具有複數的透孔。
15. 如申請專利範圍第11項至第13項中之任一項所記載的熱傳導體，其中，具有複數的第1金屬部，石墨部 及第2金屬部係被配置在第1金屬部之間。