TWI523167B - Paper sheet radiator - Google Patents

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TWI523167B
TWI523167B TW099129329A TW99129329A TWI523167B TW I523167 B TWI523167 B TW I523167B TW 099129329 A TW099129329 A TW 099129329A TW 99129329 A TW99129329 A TW 99129329A TW I523167 B TWI523167 B TW I523167B
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Yutaka Takahara
Toru Kondo
Misao Inamura
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Awa Paper Mfg Co Ltd
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Description

紙薄片的散熱器
本發明係關於具有進行彎曲加工來增大散熱面積的散熱鰭片之散熱器。
由於電腦的CPU等的電子零件、LED、液晶、PDP、EL、手機等的發光元件等的電子零件之小型化、高積體化,使得來自於各零件之發熱所引起的裝置的使用壽命降低、產生錯誤作動等逐漸成為一大問題,對電子零件之散熱對策的要求逐年提高。作為電子零件的散熱對策,除了使用風扇等之強制冷卻以外,亦使用由金屬性的散熱鰭片所構成之散熱用零件。散熱鰭片係可增大散熱面積,來提升散熱特性。因此,將金屬板進行彎曲加工而增大散熱面積之散熱鰭片被開發。(參照專利文獻1)
此散熱鰭片係將散熱鰭片固定在與熱源熱結合之熱傳導部。散熱鰭片係設有:將薄金屬板形成為與熱傳導部接觸之谷部;自谷部形成為起立姿勢之站立部;及以在站立部的頂部折返的方式彎曲形成之山部。站立部係作為使相對向的金屬薄板彼此密接之構造。
[專利文獻1]日本特開2007-27544號公報
[發明所欲解決之課題]
以上的散熱鰭片,雖具有可進行彎曲加工而增大散熱面積之特徵,但是,因使用金屬板,所以會有變重之缺點。特別是當將山部的間距縮窄、站立部的上下寬度增廣來增大散熱面積時,則會有變重之缺點。又,由於使用寬廣面積之金屬板,故也會有成本變高之缺點。重的散熱鰭片,為了進行固定而被要求強大的強度,造成安裝部的成本也變高。且,輕量化特別是在重要的用途例如代替電燈泡而使用複數個LED的電燈泡形態的光源等,因代替輕量的電燈泡來使用,所以,被要求其重量接近電燈泡。為了減少LED的溫度上升,當將以往的金屬板之散熱鰭片固定時,散熱鰭片會變重,造無法減輕光源等的問題產生。又,在固定在電路基板的能量電晶體、能量FET等的半導體元件,亦固定有散熱鰭片,但是,此散熱鰭片係藉由電路基板支承半導體元件,所以被要求輕量且具有優良的散熱特性。
本發明係為了解決以上的問題點而開發完成的發明。本發明之重要目的係在於可增大散熱鰭片的散熱面積而達到優良的散熱特性,並可形成極輕之紙薄片的散熱器。
又,本發明的另一重要目的係在於提供可廉價地大量生產的紙薄片的散熱器。
[用以解決課題之手段及發明效果]
本發明的請求項1的紙薄片的散熱器係將進行彎曲加工所形成的散熱鰭片1、21、31固定於熱傳導部2、22、32、42。紙薄片的散熱器中,散熱鰭片1、21、31係以對纖維添加熱傳導粉末所形成的濕式抄紙的紙薄片3,將此散熱鰭片1、21、31彎曲加工成鋸齒狀,而呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部2、22、32、42。
以上的紙薄片的散熱器係具有既可增大散熱鰭片的散熱面積而達到優良的散熱特性,又可極輕化之特徵。這是由於將散熱鰭片作為以濕式抄紙之紙製。順便一提,未設有散熱器之電燈泡形態的LED光源,其最高溫度會成為極高之大約100℃,但,相對於此,在相同的LED光源固定本發明的紙薄片的散熱器,則可將該溫度作成為52℃~63℃,可降低大約40℃。又,由於將散熱鰭片作為成紙薄片之散熱器的重量僅有12g至90g,故,既可將各種形態的光源減輕,又可有效地將LED的發熱予以散熱而減少溫度上升。又,不僅是LED,半導體元件也有因溫度上升造成效率降低的特性。例如,LED會隨著溫度上升,造成發光效率降低,而相反地,當溫度自60℃降低至30℃時,則發光效率會提高大約50%。且更有問題的是,當半導體元件因溫度上升造成效率降低時,則電力損失變大而發熱量增加。因此,半導體元件,雖然可藉由有效率地散熱來降低溫度,但是,當散熱不充分時,則溫度又會上升,且當溫度上升則會造成發熱量進一步增加,使得溫度變得更高,降低效率之惡性循環產生。本發明的紙薄片的散熱器係因輕量且達到優良的散熱特性,所以,可達到固定於電燈泡形態的LED光源,既可將全體輕量化,亦可減少溫度上升,能夠提高發光效率之理想的特徵。且,以上的紙薄片的散熱器係因將散熱鰭片從金屬板變換成紙薄片,除了輕量,亦可達到可廉價地大量生產的特徵。
本發明的請求項2的紙薄片的散熱器,係將彎曲成鋸齒狀之紙薄片3的彎曲緣4呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部2、22、32、42為佳。
本發明的請求項3的紙薄片的散熱器,係將彎曲加工成鋸齒狀之紙薄片3作成為平面狀而當作散熱鰭片1、21、31,將由紙薄片3所構成的散熱鰭片1、21、31的與熱傳導部2相對向之彎曲緣4呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部2為佳。
此散熱器,因將由彎曲加工成鋸齒狀之紙薄片所構成的散熱鰭片作成為平面狀,所以,能夠以寬廣的傳熱面積來與平面狀的發熱零件產生熱結合,可有效率地進行散熱。
本發明的請求項4的紙薄片的散熱器,將彎曲成鋸齒狀之紙薄片3的彎曲端面5呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部2為佳。
本說明書中,彎曲端面係指包含被彎曲加工成鋸齒狀之紙薄片的端緣之面,即包含已被彎曲之複數個彎曲面的端緣之面。
本發明的請求項5的紙薄片的散熱器,散熱鰭片1係將彎曲加工成鋸齒狀而形成的紙薄片3作為圓筒狀,再將已被彎曲加工之紙薄片3的彎曲端面5呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部2。
此紙薄片的散熱器,因將彎曲加工成鋸齒狀之紙薄片作成為圓筒狀,所以,可有效率地與圓柱形狀的發熱零件熱結合而進行散熱。
本發明的請求項6的紙薄片的散熱器,將複數片補強薄片8相互地平行配設,並且在相對向的補強薄片8之間,配置有將紙薄片3彎曲加工成鋸齒狀而形成的散熱鰭片1,散熱鰭片1係將鋸齒狀的紙薄片3的雙方的彎曲緣4呈熱結合狀態予以固定於補強薄片8,並且將彎曲成鋸齒狀之紙薄片3的彎曲端面5呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部2為佳。
此散熱器,因在複數個補強薄片之間配置鋸齒狀的紙薄片,所以,具有可增大散熱面積,可有效率地進行散熱之特徵。又,因在相對向的補強薄片之間,以夾持鋸齒狀的紙薄片的方式進行配置,所以,亦可達到以補強薄片保護配設於此部位的散熱鰭片之特徵。
本發明的請求項7的紙薄片的散熱器,將熱傳導部2、22、32、42作為紙薄片11、12,金屬板,熱傳導性塑膠薄片13中的任一者為佳。此散熱器,係在由紙薄片,金屬板,熱傳導性塑膠薄片中的任一者所構成之熱傳導部固定散熱鰭片,能夠以散熱鰭片將發熱部的熱予以散熱。
本發明的請求項8的紙薄片的散熱器,將散熱鰭片1、21、31的紙薄片3的厚度作成為1mm以下、0.05mm以上為佳。此散熱器可達到既可將散熱鰭片作成具有充分的強度,亦可具有輕量且優良的散熱特性。
本發明的請求項9的紙薄片的散熱器,係將散熱鰭片1、21、31之紙薄片3的纖維進行打漿而在表面設有無數個微細纖維之打漿紙漿和未被打漿之非打漿纖維,對打漿紙漿與非打漿纖維添加熱傳導粉末後再進行濕式抄紙之紙薄片3作為散熱鰭片1、21、31為佳。
以上的紙薄片的散熱器,可提升使用於散熱鰭片之紙薄片的耐彎曲強度,既可簡單地進行彎曲加工,又可提高熱傳導率。能夠達到作為紙薄片之理想的特性。又,亦可達到使用於散熱鰭片之紙薄片對振動的強度之特徵。以上的紙薄片,耐折強度可達到4829次,又,熱傳導率也作為38.15W/m‧K,可達到散熱鰭片的優良散熱特性。
以上的紙薄片的散熱器,使用於散熱鰭片1、21、31之紙薄片3的打漿紙漿,係可將由合成纖維所構成的打漿紙漿與天然紙漿中的任一種單獨或複數種混合來加以使用。作為合成纖維的打漿紙漿,可使用丙烯酸纖維、聚芳酯纖維、聚醯胺纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維、PBO(poly(p-phenylenebenzobisoxazole))纖維、嫘縈纖維中的任一者。又,作為天然紙漿,可使用木材紙漿、非木材紙漿之其中任一者。
且,非打漿纖維,可使用聚酯纖維、聚醯胺纖維、聚丙烯纖維、聚醯亞胺纖維、聚乙烯纖維、丙烯酸纖維、碳纖維、PBO纖維、聚醋酸乙烯酯纖維、嫘縈纖維、聚乙烯醇纖維、乙烯-乙烯醇纖維、聚芳酯纖維、金屬纖維、玻璃纖維、陶瓷纖維、氟素纖維中的任一者。
作為非打漿纖維,可作成為添加以熱加以熔融的黏結纖維,將進行了抄紙之薄片進行加熱沖壓後,使黏結纖維熔融,再加工成薄片狀來作成為紙薄片。黏結纖維,可使用聚酯纖維、聚丙烯纖維、聚醯胺纖維、聚乙烯纖維、聚醋酸乙烯酯纖維、聚乙烯醇纖維、乙烯-乙烯醇纖維中的任一者。
添加至散熱鰭片1、21、31的紙薄片3之熱傳導粉末,係可使用氮化矽、氮化鋁、鎂氧、矽酸鋁、矽、鐵、碳化矽、碳、氮化硼、氧化鋁、氧化矽、鋁、銅、銀、金粉末。又,熱傳導粉末的平均粒徑係可作為0.1μm至500μm。
且,散熱鰭片1、21、31的紙薄片3,係可使用添加作為黏結劑之合成樹脂來與纖維結合後再進行濕式抄紙來予以製造者。作為合成樹脂,可使用包含聚丙烯酸酸酯共聚合物樹脂、聚醋酸乙烯酯樹脂、聚乙烯醇樹脂、NBR(丁腈橡膠)樹脂、SBR(苯乙烯丁二烯橡膠)樹脂、聚胺甲酸酯樹脂中的任一者之熱可塑性樹脂,或包含酚樹脂、環氧樹脂中的任一者之熱硬化性樹脂中的任一者。
且,散熱鰭片1、21、31,亦可作成為以對纖維添加熱傳導粉末所形成的模具抄紙進行濕式抄紙所構成之紙薄片3。
本發明的請求項21的紙薄片的散熱器,將散熱鰭片101固定於熱傳導部102為佳。散熱鰭片101係以對纖維添加熱傳導粉末所形成的濕式抄紙的紙薄片103來構成。紙薄片103係在彎曲線104彎曲,以彎曲線104作為境界,區劃成散熱鰭片101與固定紙薄片部106。散熱器係將紙薄片103的固定紙薄片部106呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部102,將熱傳導部102的熱自固定紙薄片部106熱傳導到散熱鰭片101來進行散熱。
以上的紙薄片的散熱器,具有既可增大散熱鰭片的散熱面積而達到優良的散熱特性,又可達到極輕量化之特徵。這是因為將散熱鰭片作成為進行濕式抄紙之紙製。進行了濕式抄紙之紙薄片,由於在其表面方向顯示極優良之熱傳導率,故,能夠將熱傳導部的發熱迅速地傳導到寬廣的面積而可有效率地進行散熱。又,在表面具有無數個細微的凹凸,實質上的表面積大,而散熱面積變得,使得從表面可有效率地進行散熱。順便一提,設有鋁的散熱器之LED光源,在將外氣溫度作成為20℃之狀態下連續地點燈,使得LED的溫度上升至61℃為止呈穩定狀態,相對於此,在相同的LED光源,藉由固定本發明的紙薄片的散熱器,能夠將LED的溫度散熱至55℃至62℃之不輸於重量重的鋁之散熱器的低溫度。由於將散熱鰭片作為成紙薄片之散熱器的重量極輕,僅有大約100g,故,既可將各種形態的光源減輕,又可有效地將LED的發熱予以散熱而減少溫度上升。又,不僅是LED,半導體元件也有因溫度上升造成效率降低的特性。例如,LED會隨著溫度上升,造成發光效率降低,而相反地,當溫度自60℃降低至30℃時,則發光效率會提高大約50%。且更有問題的是,當半導體元件因溫度上升造成效率降低時,則電力損失變大而發熱量增加。因此,半導體元件,雖然可藉由有效率地散熱來降低溫度,但是,當散熱不充分時,則溫度又會上升,且當溫度上升則會造成發熱量進一步增加,使得溫度變得更高,降低效率之惡性循環產生。本發明的紙薄片的散熱器係因輕量且達到優良的散熱特性,所以,可達到固定於電燈泡形態的LED光源,既可將全體輕量化,亦可減少溫度上升,能夠提高發光效率之理想的特徵。且,以上的紙薄片的散熱器係因將散熱鰭片從金屬板變換成紙薄片,除了輕量,亦可達到可廉價地大量生產的特徵。
本發明的請求項22的紙薄片的散熱器,將紙薄片103彎曲加工成L字狀而區劃成散熱鰭片101與固定紙薄片部106,將固定紙薄片部106呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部102為佳。
以上的散熱器,將固定紙薄片部以寬廣的面積來與熱傳導部熱結合,使得可將熱傳導部的發熱有效率地傳導到固定紙薄片部,藉由表面方向優良之熱傳導特性,可從固定紙薄片部朝散熱鰭片迅速地進行熱傳導,而能有效率地朝外部進行散熱。
本發明的請求項23的紙薄片的散熱器,將紙薄片103以殘留彎曲線104的方式切削成特定的形狀,而區劃成複數個切除部103c與固定紙薄片部106,將切除部103c以對固定紙薄片部106呈預定角度的方式在彎曲線104進行彎曲,將切除部103c作為散熱鰭片101,而將固定紙薄片部106呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部102為佳。
以上的散熱器,能夠達到以1片的紙薄片,將複數個散熱鰭片連結於固定紙薄片部之構造,並且可將固定紙薄片部作成為寬廣的面積。因此,可將熱傳導部的發熱有效率地熱傳導到具寬廣的面積且處於熱結合狀態之固定紙薄片部,且藉由表面方向優良之熱傳導率,亦可自固定紙薄片部朝複數個散熱鰭片有效率地進行熱傳導,可將熱傳導部的發熱有效率地進行散熱。
本發明的請求項24的紙薄片的散熱器,將自外周緣分離的位置作為彎曲線104,而將紙薄片103連結於此彎曲線104的兩端後,自彎曲線104到外周緣為止進行裁斷,區劃成切起部103b與固定紙薄片部106,將此切起部103b在彎曲線104彎曲成對固定紙薄片部106呈預定角度之狀態,將切起部103b作為散熱鰭片101,將固定紙薄片部106呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部102為佳。
以上的散熱器,也能夠達到以1片的紙薄片將複數個散熱鰭片連結於固定紙薄片部之構造,並且,可將固定紙薄片部作成為寬廣的面積。因此,可將熱傳導部的發熱有效率地熱傳導到具寬廣的面積且處於熱結合狀態之固定紙薄片部,且藉由表面方向優良之熱傳導率,亦可自固定紙薄片部有效率地熱傳導到複數個散熱鰭片,能夠將熱傳導部的發熱有效率地進行散熱。
本發明的請求項25的紙薄片的散熱器,具有將固定紙薄片部106予以夾持並固定於熱傳導部102之固定板107,藉由此固定板107與熱傳導部102夾持固定紙薄片部106,將固定紙薄片部106呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部102為佳。
以上的散熱器,可簡單且容易並且能夠以理想的狀態,將固定紙薄片部呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部,熱傳導部的發熱迅速地傳導到固定紙薄片部,從固定紙薄片部熱傳導到散熱鰭片,可有效率地進行散熱。因該構造不需使用接著劑即可將紙薄片固定於熱傳導部,所以,處於不使用接著劑之狀態,可將全體輕量化。
本發明的請求項26的紙薄片的散熱器,將紙薄片103彎曲加工成在相互平行地配設之複數列的固定紙薄片部106之間具有呈山形突出之散熱鰭片101的形狀,並且固定板107具有將固定紙薄片部106夾持於熱傳導部102之夾持部107B、和使呈山形突出的散熱鰭片101突出之貫通孔107C,此固定板107能夠將散熱鰭片101插入至貫通孔107C後,將夾持部107B固定於熱傳導部102。
以上的散熱器,係可將固定紙薄片部在理想的狀態下固定於熱傳導部,並且在散熱鰭片的兩側設置固定紙薄片部,將各自的散熱鰭片在理想的狀態經由固定紙薄片部,呈熱結合狀態連結於熱傳導部。因此,可將熱傳導部的發熱迅速地傳導到固定紙薄片部,從固定紙薄片部熱傳導到散熱鰭片,可有效率地進行散熱。
本發明的請求項27的紙薄片的散熱器,係將固定板107的貫通孔107C作成為四角形,將紙薄片103的散熱鰭片101作成為從四角形的貫通孔107C突出之垂直斷面形狀呈三角形之山形為佳。
以上的散熱器,既可將散熱鰭片作成為穩定且自立之狀態,又可將熱傳導部的發熱有效率地自固定紙薄片部傳導到散熱鰭片,使得散熱效率變好。又,固定板7的貫通孔7C係可作成為三角形、細縫形狀等。三角形的貫通孔係使垂直斷面形狀與水平斷面形狀呈三角形之散熱鰭片突出。細縫的貫通孔係使對折的散熱鰭片突出。
本發明的請求項28的紙薄片的散熱器,將固定板107金屬板、硬質的塑膠板、填充有填料之硬質的塑膠板、纖維強化的塑膠板中中的任一者為佳。
在將固定板作成為金屬板之構造,可使固定紙薄片部確實地密接於熱傳導部,達到理想的熱結合狀態,且,從金屬板之固定板亦會進行散熱,能夠改善散熱特性。在將固定板作成為塑膠板之構造,既可輕量化,又可將固定紙薄片部呈熱結合狀態確實地固定於熱傳導部。
本發明的請求項29的紙薄片的散熱器,將散熱鰭片101在彎曲線104彎曲而可自由折疊地連結於固定紙薄片部106為佳。
以上的散熱器,係在折疊狀態進行捆包並進行搬運,在此行程既可達到極緊緻化又可達到優良的散熱特性。且,此構造能夠減低輸送成本。
本發明的請求項31的紙薄片的散熱器,將散熱鰭片101固定於熱傳導部102。散熱鰭片101係以對纖維添加熱傳導粉末所形成的濕式抄紙的紙薄片103來構成。且,散熱器係將散熱鰭片101的紙薄片103的切斷緣105呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部102,並且紙薄片的散熱鰭片101是作成為將切斷緣105載承於熱傳導部102而可自立之形狀為佳。
以上的散熱器,係為能夠藉由既可將散熱鰭片簡單地固定於熱傳導部,又可將紙薄片的切斷緣呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部,並在表面方向顯示優良的熱傳導特性之紙薄片,能夠將熱傳導部的熱有效率地傳導到散熱鰭片而進行散熱。
本發明的請求項32的紙薄片的散熱器,係將切斷緣載承於熱傳導部而可自立之形狀作成為筒狀、板狀、蜂巢狀、波紋蜂巢狀、圍棋盤格子狀、錐狀中中的任一者。
以上的散熱器,可增大散熱鰭片的表面積,達到優良的散熱特性。又,能夠以優良的強度將散熱鰭片保持成預定形狀,在長期間,達到優良的散熱特性。
本發明的請求項33的紙薄片的散熱器,係將散熱鰭片101固定於熱傳導部102。散熱鰭片101係以對纖維添加熱傳導粉末所形成的濕式抄紙的紙薄片103來構成的。且,散熱器係將散熱鰭片101的紙薄片103作成為圈狀或螺旋狀,將圈或螺旋之外周面呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部102。
以上的散熱器,可增廣固定紙薄片部與散熱鰭片之熱結合面積,也進一步增廣散熱面積,可自固定紙薄片部朝散熱鰭片迅速地進行熱傳導,可藉由散熱鰭片將熱傳導部的發熱有效率地進行散熱。
本發明的請求項34的紙薄片的散熱器,將散熱鰭片101固定於熱傳導部102。散熱鰭片101係以對纖維添加熱傳導粉末所形成的濕式抄紙的紙薄片103來構成的。且,散熱器係將散熱鰭片101的紙薄片103插通於熱傳導部102並呈熱結合狀態予以固定。
以上的散熱器,因將散熱鰭片插通於熱傳導部而作成為熱結合狀態,所以,能夠極其簡單地將散熱鰭片呈熱結合狀態連結於熱傳導部。
本發明的請求項21至34的紙薄片的散熱器,將散熱鰭片101的紙薄片103的厚度作成為1mm以下、0.05mm以上為佳。
此散熱器,既可將散熱鰭片作成具充分的強度,又可達到輕量且優良的散熱特性。
本發明的請求項21至34的紙薄片的散熱器,將散熱鰭片101之紙薄片103的纖維進行打漿而在表面設有無數個微細纖維之打漿紙漿和未被打漿之非打漿纖維,對打漿紙漿與非打漿纖維添加熱傳導粉末後再進行濕式抄紙之紙薄片作為散熱鰭片為佳。
以上的紙薄片的散熱器,可提升使用於散熱鰭片之紙薄片的耐彎曲強度,既可簡單地進行彎曲加工,又可提高熱傳導率。能夠達到作為紙薄片之理想的特性。又,亦可達到使用於散熱鰭片之紙薄片對振動的強度之特徵。以上的紙薄片,耐折強度可達到3000次,又,熱傳導率也作為54.2W/m‧K,可達到散熱鰭片的優良散熱特性。
本發明的請求項21至34的紙薄片的散熱器,紙薄片的散熱器中之使用於散熱鰭片101之紙薄片103的打漿紙漿,係可將由合成纖維所構成的打漿紙漿與天然紙漿中的任一種單獨或複數種混合來加以使用。作為合成纖維的打漿紙漿,可使用丙烯酸纖維、聚芳酯纖維、聚醯胺纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維、PBO(poly(p-phenylenebenzobisoxazole))纖維、嫘縈纖維、聚碸系纖維中的任一者。又,作為天然紙漿,可使用木材紙漿、非木材紙漿之其中任一者。
且,本發明的請求項21至34的紙薄片的散熱器,非打漿纖維係可使用聚酯纖維、聚醯胺纖維、聚丙烯纖維、聚醯亞胺纖維、聚乙烯纖維、丙烯酸纖維、碳纖維、PBO纖維、聚醋酸乙烯酯纖維、嫘縈纖維、聚乙烯醇纖維、乙烯-乙烯醇纖維、聚芳酯纖維、金屬纖維、玻璃纖維、陶瓷纖維、氟素纖維、聚碸系纖維、聚苯硫醚系纖維中的任一者使用。
本發明的請求項21至34的紙薄片的散熱器,作為非打漿纖維,可作成為添加以熱加以熔融的黏結纖維,將進行了抄紙之薄片進行加熱沖壓後,使黏結纖維熔融,再加工成薄片狀來作成為紙薄片。黏結纖維,可使用聚酯纖維、聚丙烯纖維、聚醯胺纖維、聚乙烯纖維、聚醋酸乙烯酯纖維、聚乙烯醇纖維、乙烯-乙烯醇纖維中的任一者。
本發明的請求項21至34的紙薄片的散熱器,添加至散熱鰭片101的紙薄片103之熱傳導粉末係可使用氮化矽、氮化鋁、鎂氧、矽酸鋁、矽、鐵、碳化矽、碳、氮化硼、氧化鋁、氧化矽、鋁、銅、銀、金、氧化鋅、鋅的粉末中的任一者。又,熱傳導粉末的平均粒徑係0.1μm至500μm。
且,本發明的請求項21至34的紙薄片的散熱器,散熱鰭片101的紙薄片103係可使用添加作為黏結劑之合成樹脂來與纖維結合後再進行濕式抄紙加以製造者。作為合成樹脂,可使用包含聚丙烯酸酸酯共聚合物樹脂、聚醋酸乙烯酯樹脂、聚乙烯醇樹脂、NBR(丁腈橡膠)樹脂、SBR(苯乙烯丁二烯橡膠)樹脂、聚胺甲酸酯樹脂中的任一者之熱可塑性樹脂,或包含酚樹脂、環氧樹脂中的任一者之熱硬化性樹脂中的任一者。
以下,依據圖面,說明本發明的實施例。但是,在以下所示的實施例,係用來表示將本發明的技術思想予以具體化用之紙薄片的散熱器的例子,本發明之紙薄片的散熱器不限於以下的方法、或條件等。且,此說明書中之申請專利範圍所示的構件不限於實施例的構件。
圖1至圖9所示的散熱器,係將進行彎曲加工之散熱鰭片1、21、31固定於熱傳導部2、22、32、42。散熱鰭片1、21、31係為對纖維添加熱傳導粉末之濕式抄紙所製造的紙薄片3。散熱鰭片1、21、31係將紙薄片3彎曲加工成鋸齒狀後呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部2、22、32、42。圖1至圖7所示的散熱器係將彎曲成鋸齒狀之紙薄片3的彎曲緣4呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部2、22、32、42。圖8與圖9所示的散熱器係將彎曲成鋸齒狀之紙薄片3的彎曲端面5呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部。
將紙薄片3彎曲加工成鋸齒狀之散熱鰭片1、21、31係藉由增廣彎曲加工之1片的彎曲面之橫寬度(W)、及彎曲加工成鋸齒狀之間距(d),即縮窄相鄰接的彎曲緣4之間隔,不會增大熱傳導部2、22、32、42,而能夠增大散熱鰭片1、21、31的散熱面積。1片的彎曲面之橫寬度(W)係依據所要求之熱抵抗,設定成最適值,例如,5mm至30mm,又,間距(d)設定成2mm至30mm。散熱鰭片1、21、31的紙薄片3之厚度理想為作成0.2mm至0.3mm,但能夠使用較1mm薄、又較0.05mm厚者。因當紙薄片過薄時會造成強度降低,而過厚時會造成製造成本變高且變重,所以,考量用途和所要求的強度、熱抵抗等,使用前述範囲中具最適值者。
圖1的散熱器係將彎曲加工成鋸齒狀之紙薄片3作成為圓筒狀,而將內側的彎曲緣4呈熱結合狀態予以固定於圓筒狀的熱傳導部22的外側。圖1的散熱器係呈熱結合狀態予以固定於外形呈圓柱狀之電燈泡形態的LED光源等的電子零件的外周,將電子零件自外周面進行散熱。圖中之電子零件的LED光源係在下面固定有複數個LED(未圖示),在其外周固定著紙薄片3的散熱鰭片1。圖1的散熱器係將熱傳導部22並用於固定LED之固定部10。因此,此散熱器係不需要設置作為熱傳導部之專用的零件,在固定LED之固定部10,將彎曲加工成鋸齒狀之紙薄片3的內側的彎曲緣4呈熱結合狀態予以固定著。散熱鰭片1的紙薄片3係將彎曲緣4接著於固定部10的外周面,而呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部22。
且,圖2的散熱器係將彎曲加工成鋸齒狀之紙薄片3作成為圓筒狀,外側的彎曲緣4呈熱結合狀態予以固定於圓筒狀的熱傳導部42的內側。圖中的散熱器係將熱傳導部42作成為筒狀的紙薄片11。此散熱器係將彎曲加工成鋸齒狀之紙薄片3的外側的彎曲緣4呈熱結合狀態予以固定於筒狀的紙薄片11的內面,而將散熱鰭片1固定於筒狀的熱傳導部42的內側。此散熱器係例如插入至形成於被固定在電路基板等的複數個電子零件之間的間隙等,將圓筒狀的熱傳導部42的外周面呈熱結合狀態予以固定於電子零件的表面來將電子零件予以散熱。特別是將熱傳導部42作為紙薄片11之構造,能夠使外形簡單地變形,可容易地插入至形成於複數個電子零件之間的各種間隔之間隙。但,熱傳導部不限於紙薄片,亦可使用金屬板、熱傳導性塑膠薄片等。
圖3至圖6所示的散熱器係設有紙薄片12的熱傳導部2,在此部位固定鋸齒狀的紙薄片3,遭將由紙薄片12所構成的熱傳導部2固定於電子零件的發熱部,將電子零件進行散熱。這些圖所示的散熱器亦可採用金屬板的熱傳導部,來代替紙薄片12的熱傳導部。金屬板的熱傳導部係為鋁等的熱傳導率優良之平面狀的金屬板。圖中的熱傳導部2係為平面狀,但,熱傳導部2係被加工成密接於欲固定的電子零件等的發熱部之形狀,呈熱結合狀態予以固定於發熱部。熱傳導部2係經由熱傳導優良之接著劑接著於電子零件的發熱部,而呈熱結合狀態下被固定,或經由熱傳導優良之熱傳導膠、接著劑呈熱結合狀態接著於發熱部並加以固定。又,金屬板的熱傳導部係以螺絲、其他的固定構造等加以固定。
圖3的散熱器係將由彎曲加工成鋸齒狀之紙薄片3所構成的散熱鰭片1的全體形狀作成為平面狀,將由平面狀的紙薄片12所構成之與熱傳導部2相對向之彎曲緣4呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部2的紙薄片12。此散熱器係被固定於設置在電子零件之平面狀的散熱板的表面,將電子零件進行散熱。此散熱器係被固定於電燈泡形態的LED光源的上面,或電晶體、FET等的電子零件的表面,可有效率地進行散熱。
圖4與圖5的散熱器係將可散熱鰭片21的紙薄片3彎曲加工成鋸齒狀之山形突出部的高度作成為與鄰接者不同之高度。即,在高山形突出部21A之間,設置低山形突出部21B。此散熱鰭片21,具有下述特徵,即,在高山形突出部21A之間具有低山形突出部21B,在鄰接之高山形突出部21A之間,藉由低山形突出部21B可形成谷部6。因此,此構造的散熱鰭片21,既可縮窄彎曲加工成鋸齒狀之彎曲緣4的間距(d)而增大散熱面積,亦可將空氣圓滑地換氣至形成於高山形突出部21A之間的谷部6,可良好地進行來自於高山形突出部21A之散熱。圖4的散熱鰭片21係將高山形突出部21A與低山形突出部21B交互地配置。又,圖5的散熱鰭片21係在相鄰的高山形突出部21A之間配設有複數(圖中為6個)的低山形突出部21B。且,散熱鰭片係可將高山形突出部與低山形突出部的排列方式、數量進行各種變更,亦可設置高度無規地變化之山形突出部。
圖6的散熱器係在由彎曲加工成鋸齒狀之紙薄片3所構成的散熱鰭片31設有複數個換氣孔7。換氣孔7係為貫通孔,以預定之間隔排列設置於被彎曲加工成鋸齒狀之山形突出部的頂上部。此散熱鰭片1係既可將熱傳導部2配置成水平狀,又可達到優良的散熱特性。這是由於使在山形突出部的內部加溫度之空氣通過換氣孔7後,圓滑地朝外部進行換氣之故。
圖7的散熱器係將複數片熱傳導部32相互地分離而配設成平行的姿勢,並在熱傳導部32之間配置由彎曲加工成鋸齒狀之紙薄片3所構成的散熱鰭片1,並將彎曲加工成鋸齒狀之紙薄片3的雙方的彎曲緣4呈熱結合狀態予以固定於板狀的熱傳導部32。熱傳導部32係為熱傳導性塑膠薄片13、紙薄片、金屬板中的任一者。將熱傳導部32作為紙薄片、熱傳導性塑膠薄片13等之散熱器係可輕量化。將熱傳導部作為鋁等的金屬板之散熱器係可使熱傳導部的熱傳導變得良好而可有效率地進行散熱。此散熱器,因以在複數片熱傳導部32之間夾持彎曲加工成鋸齒狀的紙薄片3的方式進行配置,所以,亦可增高全體的強度,亦可增大散熱面積。
圖8的散熱器係將彎曲加工成鋸齒狀之紙薄片3作成為圓筒狀,將圓筒狀的紙薄片3的一方的彎曲端面5呈熱結合狀態予以固定於平面狀的熱傳導部2。在此,彎曲端面5係為包含被彎曲加工成鋸齒狀之紙薄片3的端緣之面,且為包含已彎曲的複數個彎曲面之端緣的面。圖所示的熱傳導部2係為紙薄片12,在此此紙薄片12固定著圓筒狀的紙薄片3的彎曲端面5,將由紙薄片12所構成的熱傳導部2固定在電子零件的發熱部,來將電子零件進行散熱。圖所示的散熱器係在圓筒狀的紙薄片3的內側配置圓筒狀的補強薄片8,在此補強薄片8的外周面,將紙薄片3的內側的彎曲緣4呈熱結合狀態予以固定著。此補強薄片8係例如,作為紙薄片、塑膠薄片等,即可減輕全體的重量,又可以補強被彎曲加工成鋸齒狀之散熱鰭片1。且,藉由使用具優良的熱傳導之紙薄片、熱傳導性塑膠薄片作為補強薄片8,能夠將熱傳導部2的熱有效率地熱傳導到散熱鰭片1。且,雖未圖示,補強薄片,亦可設置於圓筒狀的紙薄片的外側,亦可設置於圓筒狀的紙薄片的內側與外側雙方。但,補強薄片並非一定需要,亦可不在圓筒狀的紙薄片固定補強薄片,而將圓筒狀的紙薄片的彎曲端緣呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部。
且,圖9的散熱器係將複數片補強薄片8相互地分離而配設成平行的姿勢,在相對向的補強薄片8之間,配置由彎曲加工成鋸齒狀之紙薄片3所構成的散熱鰭片1。散熱鰭片1係將彎曲加工成鋸齒狀之紙薄片3的雙方的彎曲緣4固定於補強薄片8,並且將一方的彎曲端面5呈熱結合狀態予以固定於平面狀的熱傳導部2。圖所示的熱傳導部2係為紙薄片12,在此紙薄片的熱傳導部2固定紙薄片3的彎曲端面5,將由紙薄片12所構成的熱傳導部2固定在電子零件的發熱部,來將電子零件進行散熱。補強薄片8係例如,作成為紙薄片、塑膠薄片等,既可減輕全體的重量,又可補強被彎曲加工成鋸齒狀之散熱鰭片1。且,藉由使用具優良的熱傳導之紙薄片、熱傳導性塑膠薄片等作為補強薄片8,能夠將熱傳導部2的熱有效率地熱傳導到散熱鰭片1。此散熱器係在複數片補強薄片8之間,將由彎曲加工成鋸齒狀之紙薄片3所構成的散熱鰭片1以夾持的方式進行配置,再將散熱鰭片1的彎曲端面5呈熱結合狀態予以固定於平面狀的熱傳導部2,因此,既可提高全體的強度,又可增大散熱面積,能有效率地進行散熱。
使用於散熱鰭片1、21、31之紙薄片3係使纖維與熱傳導粉末懸濁於水後作為抄紙用漿體,對此抄紙用漿體進行濕式抄紙,作成為薄片狀,然後將其進行乾燥來予以製造的。此紙薄片3理想為使用下述紙薄片,即,對抄紙用漿體,懸濁進行打漿後在表面設有無數個微細纖維而成的打漿紙漿、和未進行打漿之非打漿纖維,藉由此打漿紙漿與非打漿纖維,使懸濁於抄紙用漿體之熱傳導粉末與纖維結合後抄紙成薄片狀加以製造者。以上的紙薄片3,因具有優良的耐彎曲強度,所以,彎曲加工成鋸齒狀後,彎曲部不會產生破損,又,即使在使用狀態,彎曲部也不會破損,能夠在理想的狀態下使用於各種用途。
以上的紙薄片3係能以以下的方式進行濕式抄紙來加以製造。
將由碳化矽(平均粒子徑20μm)100重量部、作為打漿紙漿之丙烯酸紙漿(游離度(CSF)50ml、平均纖維長度1.45mm)21重量部、作為非打漿纖維之聚酯纖維(0.1dtex×3mm)7重量部、作為黏結纖維之由聚酯纖維所構成的黏結纖維(1.2dtex×5mm)14重量部所組成的組成物混合分散至水中,調製由固形分1%~5%所構成的漿體。然後,作為凝結劑,添加0.001重量部之陽離子系聚丙烯酸酸鈉、0.00002重量部之陰離子系聚丙烯酸酸鈉添加後,使用25cm見方角型薄片機器,將漿體予以薄片化,作成為抄紙薄片,對此抄紙薄片進行沖壓並使其乾燥後,將此薄片在5Mpa的壓力、溫度180℃下,沖壓2分鐘。
以上的製程所製造的紙薄片3,係為厚度0.322mm、密度0.97g/cm3、耐折強度為4829次、熱傳導率為38.15W/m‧K。
熱傳導率係以以下的方法進行測定。
將裁切成7cm×9cm之測定試料浸漬於甘油後作成真空狀態而將試料進行脫氣處理者,在25℃下作成為一定之恆溫度室內靜置到溫度成為一定。當溫度成為一定時,在恆溫度室內內將溫度作成為一定之測定裝置上,將試料的短片朝上方的方式朝縱方向插入。
圖10係顯示測定裝置之概略圖。此測定裝置係將試料61從兩側以熱槽62予以夾持。熱槽62係將中心部作為空洞63,能夠將用來加熱試料61之加熱器64予以隔熱。在上部具有供試料61插入之插入口65,以熱槽62將兩側予以固定,再關閉上蓋(未圖示)加以密閉。當自試料61的中心部以加熱器64進行加熱時,在中心部附近,藉由熱槽62的隔熱效果,使得熱僅遍及試料61上,當熱到達端部時,藉由位於兩側之熱槽62,來吸收熱,因此,隨著時間經過,溫度曲線會成為一定。從此時的中心部,測定外側的溫度曲線。
藉由測定熱流Φ(由加熱器所衍生),當將樣品溫度對時間變化之微分值設為ΔT、樣品的厚度設為H時,相對熱傳導率λ係能以下述的計算式所算出。
λ=Φ/H‧ΔT
耐折強度的測定係以依據JIS P8115紙及板紙-耐折強度實驗方法-MIT實驗機法之方法來進行。此方法係準備切斷成寬度15mm、長度110mm以上之長條帶狀的實驗片,將長邊方向的兩端夾於實驗裝置。將此實驗片朝表裡折彎直到破斷為止,求出折彎到破斷為止之次數。
以上的紙薄片,因既可達到優良的熱傳導特性,且具有優良的耐彎曲強度,所以,能以與將紙薄片進行彎曲加工之相同裝置和方法,簡單且容易,並且有效率地彎曲加工成鋸齒狀而能夠廉價地製造散熱鰭片。
以上的紙薄片,打漿紙漿係使用丙烯酸紙漿,而非打漿纖維使用聚酯纖維,但,打漿紙漿係可將由合成纖維所形成的打漿紙漿、和天然紙漿中的任一者單獨或予以複數種混合來加以使用。又,由合成纖維所形成的打漿紙漿,係可使用丙烯酸纖維、聚芳酯纖維、聚醯胺纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維、PBO(poly(p-phenylenebenzobisoxazole))纖維、嫘縈纖維等,天然紙漿係可使用木材紙漿、非木材紙漿等。又,非打漿纖維係可使用聚酯纖維、聚醯胺纖維、聚丙烯纖維、聚醯亞胺纖維、聚乙烯纖維、丙烯酸纖維、碳纖維、PBO纖維、聚醋酸乙烯酯纖維、嫘縈纖維、聚乙烯醇纖維、乙烯-乙烯醇纖維、聚芳酯纖維、金屬纖維、玻璃纖維、陶瓷纖維、氟素纖維等。
又,以上的紙薄片係使用以熱進行熔融之非打漿纖維的黏結纖維,對進行了濕式抄紙之薄片進行加熱沖壓,使黏結纖維熔融後再加工成薄片狀,但,黏結纖維係可使用聚酯纖維、聚丙烯纖維、聚醯胺纖維、聚乙烯纖維、聚醋酸乙烯酯纖維、聚乙烯醇纖維、乙烯-乙烯醇纖維等。
且,使用本發明的散熱器的散熱鰭片之紙薄片中,並非在纖維一定要使用打漿紙漿與非打漿纖維,例如亦可僅使用打漿紙漿來加以製造。
又,以上的紙薄片係使用薄片機器來將漿體薄片化製作作為抄紙薄片,但,亦可藉由模具抄紙來代替薄片機器,藉以製作作為抄紙薄片。
又,以上的紙薄片3中,熱傳導粉末係使用平均粒徑為20μm之碳化矽,但,熱傳導粉末亦可使用氮化鋁、鎂氧、矽酸鋁、矽、鐵、碳化矽、碳、氮化硼、氧化鋁、氧化矽、鋁、銅、銀、金粉末等代替碳化矽,或對碳化矽加上這些粉末。又,平均粒徑亦可作成為0.1μm至500μm。熱傳導粉末,不論平均粒徑過大或過小,在進行濕式抄紙之製程中,附著到纖維之比例會變少,造成利用效率變差,因此,考量所使用之纖維的種類等,採用最適當的平均粒徑者。
且,紙薄片能夠添加難燃劑來提升難燃特性。例如,紙薄片可藉由含浸難燃劑,來提升難燃特性。例如,在難燃劑使用磷酸胍,將其以10重量%比例含浸所形成的紙薄片係可達到UL94 V-0左右的難燃效果。
[實施例]
使用以上的方式所製造之紙薄片3,製作以下所示的散熱器,比較其重量與散熱性能。
再者,以下的實施例所示的散熱器係使用尺寸210mm×50mm、厚度3mm之紙薄片作為熱傳導部,將紙薄片彎曲加工成鋸齒狀而設置的散熱鰭片呈熱結合狀態予以固定於此熱傳導部的一方的面。且,散熱器係在熱傳導部的另一方的面,即在與固定有散熱鰭片的面之相反側的面,固定有作為發熱體的裝設有數個LED之電路基板。電路基板係尺寸為170mm×50mm,固定於作為熱傳導部之紙薄片的除了兩端部以外的中央部。測定被固定於此電路基板之LED的溫度。
[實施例1]
將厚度0.3mm、縱寬度(H)50mm之帶狀的紙薄片3,如圖3所示,彎曲加工成鋸齒狀,設置1片的彎曲面之橫寬度(W)為10mm、彎曲加工成鋸齒狀之間距(d)為5mm之散熱鰭片1,將其固定於由紙薄片所構成的熱傳導部2。由彎曲加工成鋸齒狀之紙薄片3所構成的散熱鰭片1係將全體形狀作成為平面狀,將與熱傳導部2之紙薄片相對向的彎曲緣4呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部2的紙薄片。
[實施例2]
除了將彎曲加工成鋸齒狀之散熱鰭片1的1片的彎曲面之橫寬度(W)作成為20mm、彎曲加工成鋸齒狀之間距(d)作成為8mm以外,其餘與實施例1同樣地方式設置散熱鰭片1,將與熱傳導部2之紙薄片相對向的彎曲緣4呈熱結合狀態予以固定。
[實施例3]
彎曲加工成鋸齒狀之散熱鰭片1的1片的彎曲面之橫寬度(W)作成為30mm、彎曲加工成鋸齒狀之間距(d)作成為13.9mm以外,其餘與實施例1同樣地方式設置散熱鰭片1,將與熱傳導部2之紙薄片相對向的彎曲緣呈熱結合狀態予以固定。
[實施例4]
將厚度0.3mm、縱寬度(H)10mm之帶狀的紙薄片3,圖9所示,彎曲加工成鋸齒狀,製作1片的彎曲面之橫寬度(W)為10mm、彎曲加工成鋸齒狀之間距(d)為8mm之散熱鰭片1。如圖9所示,將縱寬度(H)與散熱鰭片1相等的6片補強薄片8相互地分離而配設成平行的姿勢,在相對向的補強薄片8之間,配置由彎曲加工成鋸齒狀之紙薄片3所構成的散熱鰭片1。散熱鰭片1係將彎曲加工成鋸齒狀之紙薄片3的雙方的彎曲緣4固定於補強薄片8。將在6片補強薄片8之間呈5列的方式配置之散熱鰭片1的一方的彎曲端面5,呈熱結合狀態予以固定於平面狀的熱傳導部2之紙薄片。
[實施例5]
除了將彎曲加工成鋸齒狀之散熱鰭片1的1片的彎曲面之橫寬度(W)作成為10mm、彎曲加工成鋸齒狀之間距(d)作成為1.2mm,層積多數個彎曲面之構造以外,其餘與實施例1同樣地方式設置散熱鰭片1,將與熱傳導部2之紙薄片相對向的彎曲緣4呈熱結合狀態予以固定。
[實施例6]
將厚度0.3mm、縱寬度(H)50mm之帶狀的紙薄片3,如圖5所示,彎曲加工成鋸齒狀,製作在高山形突出部21A之間具有低山形突出部21B的散熱鰭片21。此散熱鰭片21係將高山形突出部21A的橫寬度(W1)作成為20mm、低山形突出部21B的橫寬度(W2)作成為10mm、高山形突出部21A的間距(D)作成為8mm,在這些高山形突出部之間設置6個低山形突出部21B,將與熱傳導部2之紙薄片相對向的彎曲緣4呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部2的紙薄片。
[比較例1]
作為比較例1,製作鋁製的散熱器。此散熱器係在將厚度作成為6mm、尺寸作成為210mm×50mm之板狀的熱傳導部的一方的面,一體成形地設置複數個散熱鰭片。複數個散熱鰭片係將縱寬度設為50mm、橫寬度設為15mm、厚度設為2.5mm,以8mm的間距,以相互平行的姿勢一體成形地設置。且,散熱器係在熱傳導部的另一方的面,即與設有散熱鰭片的面相反側之面,固定有作為發熱體之裝設有複數個LED的電路基板,即與在實施例所使用的電路基板相同之電路基板。電路基板係將尺寸作成為170mm×50mm,固定於板狀的熱傳導部的除了兩端部以外的中央部。測定固定於此電路基板之LED的溫度。
[比較例2]
且,作為比較例2,準備與在實施例所使用的電路基板相同之電路基板,不將散熱器固定於此電路基板,而測定LED的溫度。
將以上的實施例1至6、及比較例1的散熱器所進行散熱後的LED的溫度與散熱鰭片的重量顯示於表1。
由此表可得知,本發明的實施例的紙薄片的散熱器,與比較例1的鋁製的散熱器進行比較,可將其重量予以1/25~1/3之輕量化,特別是關於實施例1至4,可將其重量予以大約1/20之輕量化,在不固定散熱器之狀態,可將上升到100℃之LED的溫度降低至52℃至63℃,具有可匹敵鋁製的散熱鰭片之優良的散熱特性。
且,圖11至圖26所示的散熱器係將紙薄片103在彎曲線104予以彎曲,以彎曲線104作為境界而區劃成散熱鰭片101與固定紙薄片部106,將固定紙薄片部106呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部102,將熱傳導部102的熱自固定紙薄片部106熱傳導到散熱鰭片101後進行散熱。
圖11至圖13的散熱器係將紙薄片103彎曲加工成L字狀而區劃成散熱鰭片101與固定紙薄片部106,將固定紙薄片部106呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部102。此散熱器係以散熱鰭片101成為相互平行的姿勢,將固定紙薄片部106接著固定於熱傳導部102。此散熱器係可將各自的散熱鰭片101的面積增大,並縮小固定於熱傳導部102之間距,而能夠提升散熱特性。以上的散熱器係以將散熱鰭片101與固定紙薄片部106之境界的彎曲線104作為折疊線104a而進行彎曲,藉此能夠將散熱鰭片101可自由折疊地連結於固定紙薄片部106。因此,具有當搬運散熱器時,可將散熱鰭片101予以折疊達到緊緻化之特徵。
圖12的散熱器係將散熱鰭片101彎曲加工成鋸齒狀,進一步增大散熱面積。又,圖13的散熱器係將散熱鰭片101的橫寬度予以縮小,而將多數個散熱鰭片101接著固定於熱傳導部102。
圖14的散熱器係將1片的細長的紙薄片103呈直角地彎曲加工成形成有水平部分103A與垂直部分103B,將垂直部分103B作為散熱鰭片101、將水平部分103A作為固定紙薄片部106。因垂直部分103B係以在上端折返的方式進行彎曲加工,所以,2片的垂直部分103B被接著,或未被接著而相互地接近,藉以構成散熱鰭片101。特別是在未接著之狀態,由紙薄片所構成的2片的垂直部分103B,不會相互地密接,而在此部位可形成間隙,讓空氣通過此間隙,可更有效率地進行散熱。水平部分103A係作為固定紙薄片部 106,接著固定於熱傳導部102。以上的散熱器,雖將散熱鰭片101作成為四角形,但亦可如圖15所示,將散熱鰭片101作成為三角形。
以上的散熱器也是藉由以散熱鰭片101與固定紙薄片部106之境界的彎曲線104作為折疊線104a而進行彎曲,能夠將散熱鰭片101可自由折疊地連結於固定紙薄片部106。因此,具有當搬運散熱器時,可將散熱鰭片101予以折疊達到緊緻化之特徵。
圖16的散熱器係將1片的細長的紙薄片103彎曲加工成具有水平部分103A與朝上下方向延伸的上下部分103C,將上下部分103C作為散熱鰭片101、將水平部分103A作為固定紙薄片部106。以上下部分103C成為三角形的山形的方式,將固定紙薄片部106相互地分離而固定於熱傳導部102。此散熱器係具有下述特徵,即,將2片的上下部分103C作為三角形而可自立,又朝三角形的內側送風,能有效率地進行散熱。又,此散熱器亦可達到下述特徵,即,在上下部分103C設置折疊線104a,藉由將其彎曲,可自由折疊地連結於固定紙薄片部106,使得當進行搬運時可緊緻化。
圖17的散熱器係在山形的頂上部分設有水平部103D。此構造的散熱器係具有下述特徵,即,可降低全體高度,並可有效率地進行散熱。又,此散熱器亦可達到下述特徵,即,在散熱鰭片101設置折疊線,藉由將其彎曲,可自由折疊地連結於固定紙薄片部106,使得當進行搬運時可緊緻化。
圖18至圖22的散熱器係具備有夾持固定紙薄片部106並將其固定於熱傳導部102之固定板107。藉由固定板107與熱傳導部102來夾持固定紙薄片部106,再將固定紙薄片部106呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部102。固定板107係能夠使用不銹鋼板、鋁板、或鐵合金等的金屬板,或硬質塑膠板、填充有填料之硬質塑膠板、纖維強化塑膠板等。此散熱器,不需要使用接著劑,能夠在長期間確實地保持固定紙薄片部106之穩定,而能呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部102。但,亦可將固定紙薄片部予以接著後,再以固定紙薄片部固定於熱傳導部。此散熱器亦可達到下述特徵,即,在散熱鰭片101設置折疊線104a,藉由將其彎曲,可自由折疊地連結於固定紙薄片部106,使得當進行搬運時可緊緻化。
圖18與圖19所示的散熱器係將紙薄片103彎曲加工成相互平行地配設之複數列的固定紙薄片部106之間具有呈山形突出之散熱鰭片101的形狀,再以固定板107將固定紙薄片部106固定於熱傳導部102。固定板107係設有將固定紙薄片部106夾持於熱傳導部102之夾持部107B、和使呈山形突出的散熱鰭片101突出之四角形的貫通孔107C。此固定板107係作成為以夾持部107B將周圍的框部107A連結成橋接狀態之形狀。固定板107係在將散熱鰭片101插入於貫通孔107C之狀態下固定於熱傳導部102。固定板107係藉由固定用螺絲108將夾持部107B、框部107A等固定於熱傳導部102。圖19的散熱器係藉由固定用螺絲108將夾持部107B固定於熱傳導部102,再將固定板107固定於熱傳導部102。固定板107,亦可如圖20所示,藉由可彈性地進行夾持的夾子狀的夾持具109固定於熱傳導部102。
圖21與圖22所示的散熱器係設有細縫狀的貫通孔107C,將板狀的散熱鰭片101插通於貫通孔107C。此散熱器,因可增廣夾持部107B的寬度,所以,能夠將固定紙薄片部106以寬廣的面積,呈理想的熱結合狀態的方式固定於熱傳導部102。又,亦可達到下述特徵,即,既可利用固定板107將紙薄片103確實地固定於熱傳導部102,亦可將彎曲線104作為折疊線104a,來將散熱鰭片101加以折疊。
圖23的散熱器係在薄片103的單一側設置細縫狀的缺口103a,在缺口103a之間設置散熱鰭片101。將不具有缺口103A的部分作為固定紙薄片部106,固定於圓形的熱傳導部102的表面。此散熱器係如圖中的鎖線所示,對LED電燈泡110,以將固定紙薄片部106捲繞的方式進行接著固定,再將散熱鰭片101自LED電燈泡110分離的方式進行彎曲,可將LED電燈泡110等有效率地進行散熱。又,當收納LED電燈泡時,將彎曲線104作為折疊線104a,使散熱鰭片101折疊成密接於LED電燈泡,能夠緊緻地進行收納。
圖24的散熱器係將自四角形的紙薄片103的相對向之外周緣分離的位置作為彎曲線104,連結於彎曲線104的兩端而將自彎曲線104到外周緣為止予以裁斷,而區劃成切起部103b與固定紙薄片部106,將切起部103b以彎曲線104彎曲成對固定紙薄片部106呈預定角度之狀態,將切起部103b作為散熱鰭片101。固定紙薄片部106係呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部102。圖中的散熱器係在紙薄片103的兩側設置有散熱鰭片101,但,亦可僅在單一側設置散熱鰭片。
圖25的散熱器係將紙薄片103殘留彎曲線104的方式切除成特定的形狀,區劃成複數個切除部103c與固定紙薄片部106,將切除部103c以彎曲線104彎曲成對固定紙薄片部106呈預定角度,將切除部103c作為散熱鰭片101。固定紙薄片部106係呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部102。
圖24與圖25的散熱器係藉由以彎曲線104作為折疊線104a加以折疊,能夠緊緻地收納並進行搬運。散熱鰭片101係在使用之狀態呈直角或傾斜的姿勢班區,來將固定紙薄片部106的熱進行散熱。
圖26的散熱器係將預定寬度的紙薄片103彎曲加工成在固定紙薄片部106之間可形成山形的散熱鰭片101。山形的散熱鰭片101係設有中間彎曲線111、和在此中間彎曲線111可彎曲之細縫112,在細縫112之間設有中間彎曲部113。被細縫112所分割的複數個中間彎曲部113係在中間彎曲線111朝上下方向交互地彎曲。被朝上方彎曲之中間彎曲部113係在中間彎曲成山形來作為散熱鰭片101。被朝下方彎曲之中間彎曲部113係彎曲成中間部成為水平,來作為固定於熱傳導部102的表面之固定紙薄片部106。圖所示的散熱器係在鄰接的中間彎曲線111之間,平行地設置5條的 中間彎曲部113,在這些中間彎曲部113,交互地設有2個山形的散熱鰭片101、和3個固定紙薄片部106。以上的散熱器係調整隔著中間彎曲線111而鄰接著固定紙薄片部106之間隔,來特定山形的散熱鰭片101的突出高度與設置於熱傳導部102之山形的散熱鰭片101的數量。即,此散熱器係藉由縮小隔著中間彎曲線111而鄰接的固定紙薄片部106之間隔,可增加設置於熱傳導部102之山形的散熱鰭片101的數量,亦可提高山形的散熱鰭片101的突出高度。
圖27至圖34所示的散熱器係作成為將散熱鰭片101的紙薄片103的切斷緣105呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部102,並且將紙薄片103的切斷緣105載承於熱傳導部102而可自立之形狀。此散熱鰭片係可作成為複數個筒狀、複數個錐狀、蜂巢狀、波紋蜂巢狀、圍棋盤格子狀中的任一者而可自立之形狀,能夠將散熱鰭片101之紙薄片103的切斷緣105呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部102。
圖27至圖29所示的散熱器係將紙薄片103作成為筒狀,而將其中一方的切斷緣105接著並固定於熱傳導部102的表面。這些散熱器係將自熱傳導部102突出的筒狀的紙薄片103作為散熱鰭片101,以預定之間隔固定於熱傳導部102。圖27所示的散熱器係將紙薄片103的散熱鰭片101作成為圓筒狀,圖28所示的散熱器係將紙薄片103的散熱鰭片101作成為角筒狀。且,圖29所示的散熱器係將紙薄片103的散熱鰭片101作成為流線形的筒狀。流線形的散熱鰭片101,在其橫斷面形狀,將一方的側面作為銳角的彎曲 部103d,將其相反側的側面作成為彎曲面103e。此散熱器係將散熱鰭片101的銳角的彎曲部103d配置於風上側,而將彎曲面103e配置於風下側,可對複數個散熱鰭片101圓滑地送風而進行散熱。
圖30與圖31所示的散熱器係將紙薄片103作成為錐狀,將底面側的切斷緣105接著並固定於熱傳導部102的表面。這些散熱器係將自熱傳導部102突出之錐狀的紙薄片103作為散熱鰭片101,以預定之間隔固定於熱傳導部102。且,將紙薄片作成為錐狀之散熱鰭片係無間隙地配置於熱傳導部的表面,亦可增大表面積。圖29所示的散熱器係將紙薄片103的散熱鰭片101作成為圓錐狀,圖30所示的散熱器係將紙薄片103的散熱鰭片101作成為三角錐狀。但,雖未圖示,將紙薄片作成為錐狀之散熱鰭片,亦可作成為將底面之形狀成楕圓形、或長圓形之錐狀,亦可作成為四角形以上的多角形之角錐狀。紙薄片,即使加工成錐狀,也不會如鋁這樣硬,因此具有可安全地使用之特徵。
圖32的散熱器係將紙薄片103作成為蜂巢狀,而將切斷緣105固定於熱傳導部102。蜂巢狀的紙薄片103係在相互平行地配設之平行紙薄片103X之間,接著有成為區劃壁之區劃紙薄片103Z,在內部設有六角柱狀的空間,而作成為蜂巢狀的散熱鰭片101。蜂巢狀的散熱鰭片101係將紙薄片103的一方的切斷緣105接著並固定於熱傳導部102的表面。
圖33的散熱器係將紙薄片103作成為波紋蜂巢狀,而 將切斷緣105固定於熱傳導部102。波紋蜂巢狀的紙薄片103係在相互平行地配設之平行紙薄片103X之間,將彎曲加工成波紋狀之波紋紙薄片103Y夾持的方式接著而作成為散熱鰭片101。波紋蜂巢狀的散熱鰭片101係將紙薄片103的一方的切斷緣105接著並固定於熱傳導部102的表面。
且,圖34的散熱器係將複數片紙薄片103連結成圍棋盤格子狀,而將切斷緣105固定於熱傳導部102。圖中的散熱鰭片101係將縱紙薄片103T與橫紙薄片103S連結成圍棋盤格子狀。縱紙薄片103T與橫紙薄片103S係在上下寬度的一半位置設置細縫,對一方的細縫插入紙薄片103,連結成圍棋盤格子狀。且,圖中的散熱鰭片101係貫通縱紙薄片103T,設有複數個散熱用的換氣孔。圖中的縱紙薄片103T係在橫紙薄片103S之間的上下設有換氣孔。此構造的散熱鰭片101係藉由換氣孔,對橫紙薄片103S之間進行換氣,能更有效率地進行散熱。此形狀的圍棋盤格子狀的散熱鰭片101係將縱紙薄片103T與橫紙薄片103S的下端的切斷緣105接著並固定於熱傳導部102。
圖32至圖34的散熱器,因將複數片紙薄片103相互地呈立體狀連結而作成為預定立體形狀,所以,既可增廣散熱鰭片的表面積,亦可以優良的強度將散熱鰭片保持成預定形狀。因此,在長期間,可達到優良之散熱特性。
且,散熱器,雖未圖示,將紙薄片的散熱鰭片作成為複數個板狀,並將切斷緣呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部。此散熱器係將例如加工成波紋狀、或鋸齒狀而成之複數個紙薄片以預定之間隔加以配置,即,可將紙薄片的散熱鰭片作成為複數個板狀而固定於熱傳導部。這些散熱鰭片,亦可將紙薄片的一方的切斷緣接著並固定於熱傳導部的表面。
圖35與圖36所示的散熱器係將散熱鰭片101的紙薄片103作成為圈狀或螺旋狀,將圈或螺旋之外周面呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部102。此散熱鰭片,雖未圖示,可作成為在紙薄片,與熱傳導部平行地設置複數個折疊線而可折疊之形狀。
圖35所示的散熱器係將細長的帶狀的紙薄片103的兩端予以連結而成形為圈狀,將此圈的外周面固定於熱傳導部102後作成為散熱鰭片101。圖所示的散熱器係將圈狀的散熱鰭片作成為楕圓形狀。散熱器係在使複數個圈位於同一平面的姿勢,將下端的外周面作為固定紙薄片部106並接著於熱傳導部102。且,圖中的散熱器係將複數個散熱鰭片101呈複數列排列,在相互地接觸的狀態下接著於熱傳導部102。鄰接之複數列的散熱鰭片101係相互地配置成接著位置朝長方向偏移,而將圈狀的散熱鰭片101予以固定。
圖36所示的散熱器係將紙薄片103捲繞成螺旋狀之筒狀的螺旋之外周面固定於熱傳導部102來作為散熱鰭片101。圖所示的散熱器係將螺旋之捲繞結束的端部作為固定紙薄片部106,將此固定紙薄片部106的外周面接著於熱傳導部102。散熱器係將複數個螺旋以相互平行的姿勢排列,而固定於熱傳導部102。
圖37所示的散熱器係將散熱鰭片101的紙薄片103插通於熱傳導部102,而呈熱結合狀態予以固定。圖所示的散熱器係將紙薄片103彎曲成山形,作成為呈山形突出的散熱鰭片101。山形的散熱鰭片101係將相對向之下端緣插通於熱傳導部102並固定。熱傳導部102係開口有供彎曲成山形之紙薄片103的雙方的下端部插入之細縫102A。此散熱器係在熱傳導部102的相對向之細縫102A,將山形的散熱鰭片101的雙方的下端部插入並固定。散熱鰭片101的下端部係接著並固定於熱傳導部102的細縫102A,或不進行接著而藉由壓入、卡止構造予以固定。
以上的散熱器係將散熱鰭片101呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部102。散熱鰭片101係以對纖維添加熱傳導粉末之濕式抄紙所製造的紙薄片103來構成的。使用於散熱鰭片101之紙薄片103係將纖維與熱傳導粉末懸濁於水,作成為抄紙用漿體,將此抄紙用漿體進行濕式抄紙後作成為薄片狀,再將其予以乾燥加以製造。此紙薄片103,理想為使用對抄紙用漿體使進行打漿後在表面設置無數個微細纖維之打漿紙漿、與未打漿的非打漿纖維懸濁,藉由此打漿紙漿與非打漿纖維,使懸濁於抄紙用漿體之熱傳導粉末與纖維結合後抄紙成薄片狀所製造者。以上的紙薄片103,因具有優良的耐彎曲強度,所以,即使彎曲加工成鋸齒狀,彎曲部不會產生破損,又,即使在使用狀態,彎曲部也不會破損,能夠在理想的狀態下使用於各種用途。
使用於圖11至圖37所示的散熱鰭片101之紙薄片103係能如以下的方式進行濕式抄紙來加以製造。
將由石墨100重量部(添加平均粒子徑100μm者50重量部與平均粒徑者40μm50重量部)、作為打漿紙漿之丙烯酸紙漿(游離度(CSF)50ml、平均纖維長1.45mm)21重量部、作為非打漿纖維之聚酯纖維(0.1dtex×3mm)4重量部、作為黏結纖維之由聚酯纖維所構成的黏結纖維(1.2dtex×5mm)14重量部、碳纖維(直徑7μm)2.9重量部所組成之組成物混合分散於水中,調製由固形分1%~5%所形成之漿體。對此漿體,藉由已作為濕式紙製造機被使用之短網抄紙機進行濕式抄紙來作成為抄紙薄片103,對此抄紙薄片103進行沖壓並使其乾燥後,藉由使其通過2支的熱滾子間之熱壓處理,作成為高密度化之紙薄片103。熱壓處理係以5m/min的速度通過表面溫度180℃、外徑250mm、滾子間的壓力150kg/cm之金屬滾子之間。
以上的製程所製造之紙薄片103,係形成為厚度0.26mm、密度1.155g/cm3、基量294g/m3、耐折強度大約3000次、熱傳導率54.2W/m‧K。
熱傳導率係以與使用於圖1至圖9的散熱器之紙薄片同樣地,以前述的方法進行測定。
耐折強度之測定係以與使用於圖1至圖9的散熱器之紙薄片同樣地,以前述的方法進行測定。
以上的紙薄片,因既可達到優良的熱傳導特性,且具有優良的耐彎曲強度,所以,能夠以與將紙薄片進行彎曲加工之相同的裝置與方法,簡單且容易地進行彎曲加工,並且可廉價地製造散熱鰭片101。
使用於圖11至圖37的散熱器之紙薄片係使用丙烯酸紙漿作為打漿紙漿,使用聚酯纖維作為非打漿纖維,但作為打漿紙漿,可將由合成纖維所形成的打漿紙漿、與天然紙漿之其中任一者單獨或複數種混合來使用。又,作為由合成纖維所形成的打漿紙漿,可使用丙烯酸纖維、聚芳酯纖維、聚醯胺纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維、PBO(poly(p-phenylenebenzobisoxazole))纖維、嫘縈纖維、聚碸系纖維等,而作為天然紙漿,可使用木材紙漿、非木材紙漿等。又,作為非打漿纖維,可使用聚酯纖維、聚醯胺纖維、聚丙烯纖維、聚醯亞胺纖維、聚乙烯纖維、丙烯酸纖維、碳纖維、PBO纖維、聚醋酸乙烯酯纖維、嫘縈纖維、聚乙烯醇纖維、乙烯-乙烯醇纖維、聚芳酯纖維、金屬纖維、玻璃纖維、陶瓷纖維、氟素纖維、聚碸系纖維、聚苯硫醚系纖維等。
又,使用於圖11至圖37的散熱器之紙薄片,使用以熱加以熔融的作為非打漿纖維之黏結纖維,將進行了抄紙之薄片進行加熱沖壓後,使黏結纖維熔融,再加工成薄片狀來作成為紙薄片,但作為黏結纖維,可使用聚酯纖維、聚丙烯纖維、聚醯胺纖維、聚乙烯纖維、聚醋酸乙烯酯纖維、聚乙烯醇纖維、乙烯-乙烯醇纖維、聚碸系纖維、聚苯硫醚系纖維等。
且,使用於圖11至圖37的散熱器之紙薄片,並非在纖維一定需要使用打漿紙漿與非打漿纖維,例如亦可僅使用打漿紙漿來加以製造。
又,以上的紙薄片,係使用薄片機器,將漿體予以薄片化後,作為抄紙薄片來製作,但亦可藉由模具抄紙來代替薄片機器,作為抄紙薄片予以製作。
且,使用於圖11至圖37的散熱器之紙薄片係藉由包含黏結的合成樹脂,能夠提升作為散熱鰭片所成形之狀態的強度。此黏結的合成樹脂,能夠使用包含聚丙烯酸酸酯共聚合物樹脂、聚醋酸乙烯酯樹脂、聚乙烯醇樹脂、NBR(丁腈橡膠)樹脂、SBR(苯乙烯丁二烯橡膠)樹脂、聚胺甲酸酯樹脂、氟素系樹脂中中的任一者之熱可塑性樹脂,或包含酚樹脂、環氧樹脂、矽系樹脂中中的任一者之熱硬化性樹脂的其中一者。
又,使用於圖11至圖37的散熱器之紙薄片,作為熱傳導粉末,氮化鋁、鎂氧、矽酸鋁、矽、鐵、、碳、氮化硼、氧化鋁、氧化矽、鋁、銅、銀、金、氧化鋅、鋅的粉末,或對碳化矽又添加這些粉末者,來代替碳化矽,平均粒徑係可作為0.1μm至500μm。熱傳導粉末,不論平均粒徑過大或過小,在進行濕式抄紙之製程中,附著到纖維之比例會變少,造成利用效率變差,因此,考量所使用之纖維的種類等,採用最適當的平均粒徑者。
且,紙薄片係能夠添加難燃劑來提升難燃特性。例如,紙薄片可藉由含浸難燃劑,來提升難燃特性。例如,在難燃劑使用磷酸胍,將其以10重量%比例含浸所形成的紙薄片係可達到UL94 V-0左右的難燃效果。
使用以上的方式所製造之紙薄片103,製作以下所示的散熱器,比較其重量與散熱性能。
再者,以下的實施例所示的散熱器係使用尺寸210mm×50mm、厚度3mm之鋁板作為熱傳導部,將紙薄片彎曲加工成鋸齒狀而設置的散熱鰭片呈熱結合狀態予以固定於此熱傳導部的一方的面。且,散熱器係在熱傳導部的另一方的面,即在與固定有散熱鰭片的面之相反側的面,固定有作為發熱體的裝設有數個LED之電路基板。電路基板係尺寸為170mm×50mm,固定於作為熱傳導部之紙薄片的除了兩端部以外的中央部。測定被固定於此電路基板之LED的溫度。
再者,以下的實施例所示的散熱器,使用將尺寸作成為210mm×50mm、厚度3mm之鋁板作為熱傳導部。在此熱傳導部的一方的面,將本發明的以下所記載的實施例和比較例之散熱鰭片呈熱結合狀態予以固定。且,散熱器係在熱傳導部的另一方的面,即與固定著散熱鰭片的面相反側之面,固定著固定有作為發熱體之18個LED所形成的電路基板。電路基板係固定在將尺寸作成為170mm×50mm之作為熱傳導部的鋁板的除了兩端部以外的中央部。此電路基板係將晶片型、1W型之LED18個固定在表面。18個LED係呈成行連接(串聯),將供給電壓68.3V、供給電流作為0.3A,供給大約20W的電力。測定固定於此電路基板之LED的溫度。
〔實施例7〕
如圖14所示,將1片的細長的紙薄片103呈直角地進行彎曲加工,形成水平部分103A與垂直部分103B,將垂直部分103B作為散熱鰭片101,將水平部分103A作為固定紙薄片部106,而將固定紙薄片部106呈熱結合狀態接著於熱傳導部102。垂直部分103B係以兩面接著膠帶將內面予以接著而作成為1片的散熱鰭片。散熱鰭片101係將高度與橫寬度作成為5cm、固定紙薄片部106係將長方向的尺寸作成為與散熱鰭片101的橫寬度相同的5cm、而寬度作成為1cm,來將固定紙薄片部106無間隙地接著,以1cm間隔固定21片的散熱鰭片101。
〔實施例8〕
如圖18與圖19所示,將紙薄片103彎曲加工成在相互平行地配設之複數列的固定紙薄片部106之間設置呈山形突出的散熱鰭片101之形狀,再以軟鋼的固定板107,將固定紙薄片部106夾持並固定於熱傳導部102。固定板107的軟鋼係設有使山形的散熱鰭片101突出之四角形的貫通孔107C。紙薄片103的橫寬度係為50mm,而呈山形突出之散熱鰭片101的橫寬度為50mm,而朝上方突出的傾斜方向之長度作成為30mm。固定板107的外形係與熱傳導部102的外形相等,貫通孔107C的內形係作成為11mm×50mm,將設置於貫通孔107C之間的固定紙薄片部106夾持於熱傳導 部102之夾持部107B的寬度係作成為2mm,而位於周圍之四角形的框形部分之橫寬度作成為3mm。固定紙薄片部106係不需接著劑,被固定板107夾持而固定於熱傳導部102。
〔實施例9〕
如圖33所示,將紙薄片103作成為波紋蜂巢狀,而將切斷緣105固定於熱傳導部102。波紋蜂巢狀的紙薄片103係以將彎曲加工成波紋狀之波紋紙薄片103Y夾持的方式,接著於相互平行地配設之平行紙薄片103X之間。波紋紙薄片103係彎曲加工成高度3mm、橫寬度6mm之波紋狀,接著成夾持於平行紙薄片103之間。平行紙薄片103之間隔係成為波紋紙薄片103的高度,所以作成為3mm。此波紋蜂巢狀的散熱器係切斷成高度成為5cm,將切斷緣105接著於熱傳導部102,使得平行紙薄片103與波紋紙薄片103對熱傳導部102呈垂直姿勢予以固定著。接著劑係使用對環氧系填充氧化鐵系的填料者。波紋蜂巢狀的散熱器係將其外形作成為與熱傳導部102的外形相等。
〔實施例10〕
如圖34所示,將縱紙薄片103T與橫紙薄片103S連結成圍棋盤格子狀來作為散熱器。縱紙薄片103T與橫紙薄片103S係在上下寬度的一半位置設置細縫,將其他的紙薄片103插入到該細縫來連結成圍棋盤格子狀。縱紙薄片103T係 在上下方向設有圓形的貫通孔。貫通孔係內徑作成為6mm,上部的貫通孔係設置於自上端到貫通孔的中心為止之間隔分離13mm之位置,而下部的貫通孔係設置於自下端到中心為止之間隔分離13mm之位置。縱紙薄片103T之間隔係為5mm,橫紙薄片103S之間隔係為1cm,縱紙薄片103T與橫紙薄片103S的上下寬度係為5cm。縱紙薄片103T與橫紙薄片103S的下端緣係經由接著劑接著於熱傳導部102,對熱傳導部102呈垂直姿勢固定。接著劑係使用與實施例7相同者。
〔實施例11〕
如圖35所示,將紙薄片103裁斷成1cm寬度的帶狀將其作成為高度方向之長徑為40mm、寬度方向之短徑為15mm之楕圓形的圈狀的散熱鰭片101。散熱鰭片101係以使圈位於同一平面的姿勢排列成5列,在相互地接觸的狀態下接著於熱傳導部102。鄰接之5列的散熱鰭片101,相互地接著成接著位置朝長方向偏移,即朝長方向偏移7.5mm之位置,將14個與15個的圈狀的散熱鰭片101接著成1列。接著劑係使用與實施例7相同者。
〔比較例3〕
作為比較例3,製作鋁製的散熱器。此散熱器係在厚度6mm、尺寸作成為210mm×50mm之板狀的熱傳導部102的一方的面,將複數個散熱鰭片101一體成形地設置者。複數個散熱鰭片101係將作成為縱寬度50mm、橫寬度15mm、 厚度2.5mm,以8mm的間距,相互呈平行的姿勢一體成形設置著。且,散熱器係在熱傳導部102的另一方的面,即與設有散熱鰭片101的面相反側的面,固定有固定著作為發熱體之複數個LED所形成的電路基板,即與在實施例所使用的電路基板相同之電路基板。電路基板係將尺寸作成為170mm×50mm,固定於板狀的熱傳導部102的除了兩端部以外的中央部。測定固定於此電路基板之LED的溫度。
藉由以上的實施例7至11、及比較例3的散熱器進行了散熱之LED的溫度顯示於表2。
由此表可得知,本發明的實施例7至11的紙薄片103的散熱器係可將LED的溫度降低到55℃至63℃,具有可匹敵比較例3的鋁製的散熱器之優良的散熱特性。
〔產業上的利用可能性〕
本發明的紙薄片的散熱器係除了以往所使用之LED等的照明器具、電腦的CPU、電晶體、FET等的電子零件、液晶、PDP、EL等的面板等的散熱以外,亦可使用於手機之液晶的散熱、筆記型電腦的電子基板、液晶的散熱,汽車內的電子零件、照明的散熱等的被要求輕量化之部位,能夠有效地使用於各種領域。因將紙薄片作成為散熱鰭片,所以,可取代現在之以鋁等的金屬作為散熱鰭片的散熱器來使用,有助於電子零件的輕量化。
1...散熱鰭片
2...熱傳導部
3...紙薄片
4...彎曲緣
5...彎曲端面
6...谷部
7...換氣孔
8...補強薄片
10...固定部
11...紙薄片
12...紙薄片
13...熱傳導性塑膠薄片
21...散熱鰭片
21A...高山形突出部
21B...低山形突出部
22...熱傳導部
31...散熱鰭片
32...熱傳導部
42...熱傳導部
61...試料
62...熱槽
63...空洞
64...加熱器
65...插入口
101...散熱鰭片
102...熱傳導部
102A...細縫
103...紙薄片
103A...水平部分
103B...垂直部分
103C...上下部分
103D...水平部
103T...縱紙薄片
103S...橫紙薄片
103X...平行紙薄片
103Y...波紋紙薄片
103Z...區劃紙薄片
103a...缺口
103b...切起部
103c...切除部
103d...彎曲部
103e...彎曲面
104...彎曲線
104a...折疊線
105...切斷緣
106...固定紙薄片部
107...固定板
107A...框部
107B...夾持部
107C...貫通孔
108...固定用螺絲
109...夾持具
110...LED電燈泡
111...中間彎曲線
112...細縫
113...中間彎曲部
圖1係本發明的一實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
圖2係本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
圖3係本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
圖4係本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
圖5係本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
圖6係本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
圖7係本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
圖8係本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
圖9係本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
圖10係熱傳導率的測定裝置之概略斷面圖。
圖11係本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
圖12係本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
圖13係本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
圖14係本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
圖15係本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
圖16係本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
圖17係本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
圖18係本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
圖19係圖18所示的紙薄片的散熱器的分解斜視圖。
圖20係本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
圖21係本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
圖22係圖21所示的紙薄片的散熱器的分解斜視圖。
圖23係顯示本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的使用例之斜視圖。
圖24係本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
圖25係本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
圖26係本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
圖27係本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
圖28係本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
圖29係本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
圖30係本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
圖31係本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
圖32係本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
圖33係本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
圖34係本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
圖35係本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
圖36係本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
圖37係本發明的其他實施例之紙薄片的散熱器的斜視圖。
1...散熱鰭片
2...熱傳導部
3...紙薄片
4...彎曲緣
12...紙薄片
d...間距
H...縱寬度
W...橫寬度

Claims (47)

  1. 一種紙薄片的散熱器,係將彎曲加工所成的散熱鰭片(1)、(21)、(31)固定於熱傳導部(2)、(22)、(32)、(42)所構成之散熱器,其特徵為:前述散熱鰭片(1)、(21)、(31)係為對纖維添加熱傳導粉末所形成的濕式抄紙的紙薄片(3),前述紙薄片(3),是將添加有打漿紙漿、非打漿纖維、黏結纖維、熱傳導粉末所形成的濕式抄紙的紙,加熱沖壓使黏結纖維熔融,再加工成薄片狀,前述散熱鰭片(1)、(21)、(31)被彎曲加工成鋸齒狀,而呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部(2)、(22)、(32)、(42)。
  2. 如申請專利範圍第1項之紙薄片的散熱器,其中,將彎曲成鋸齒狀之前述紙薄片(3)的彎曲緣(4)呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部(2)、(22)、(32)、(42)。
  3. 如申請專利範圍第2項之紙薄片的散熱器,其中,前述散熱鰭片(1)、(21)、(31)係將彎曲加工成鋸齒狀而形成的紙薄片(3)作成為平面狀,將已被彎曲加工之紙薄片(3)的與熱傳導部(2)相對向之彎曲緣(4)呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部(2)。
  4. 如申請專利範圍第1項之紙薄片的散熱器,其中,將彎曲成鋸齒狀之前述紙薄片(3)的彎曲端面(5)呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部(2)。
  5. 如申請專利範圍第4項之紙薄片的散熱器,其中,前述散熱鰭片(1)係將彎曲加工成鋸齒狀而形成的紙薄片(3)作成為圓筒狀,再將已被彎曲加工之紙薄片(3)的彎曲端面(5)呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部(2)。
  6. 如申請專利範圍第4項之紙薄片的散熱器,其中,複數片補強薄片(8)相互地平行配設,並且在相對向的補強薄片(8)之間,配置著將紙薄片(3)彎曲加工成鋸齒狀而形成的散熱鰭片(1),散熱鰭片(1)係將鋸齒狀的紙薄片(3)的雙方的彎曲緣(4)呈熱結合狀態予以固定於補強薄片(8),並且將彎曲成鋸齒狀之前述紙薄片(3)的彎曲端面(5)呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部(2)。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之紙薄片的散熱器,其中,前述熱傳導部(2)、(22)、(32)係為紙薄片(11)、(12)與金屬板及熱傳導性塑膠薄片(13)中的任一者。
  8. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之紙薄片的散熱器,其中,前述散熱鰭片(1)、(21)、(31)的紙薄片(3)的厚度係為1mm以下、0.05mm以上。
  9. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之紙薄片的散熱器,其中, 前述紙薄片(3)的纖維係由進行打漿後在表面設置有無數個微細纖維之打漿紙漿、與未打漿的非打漿纖維所構成,為對打漿紙漿與非打漿纖維添加熱傳導粉末而進行濕式抄紙所形成之紙。
  10. 如申請專利範圍第9項之紙薄片的散熱器,其中,前述打漿紙漿係包含將由合成纖維所形成的打漿紙漿與天然紙漿中的任一者單獨或複數種混合而成者。
  11. 如申請專利範圍第10項之紙薄片的散熱器,其中,前述由合成纖維所形成的打漿紙漿係為丙烯酸纖維、聚芳酯纖維、聚醯胺纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維、PBO(poly(p-phenylenebenzobisoxazole))纖維、嫘縈纖維中的任一者。
  12. 如申請專利範圍第10項之紙薄片的散熱器,其中,前述天然紙漿係為木材紙漿、非木材紙漿中的任一者。
  13. 如申請專利範圍第9項之紙薄片的散熱器,其中,前述紙薄片(3)的非打漿纖維係為聚酯纖維、聚醯胺纖維、聚丙烯纖維、聚醯亞胺纖維、聚乙烯纖維、丙烯酸纖維、碳纖維、PBO纖維、聚醋酸乙烯酯纖維、嫘縈纖維、聚乙烯醇纖維、乙烯-乙烯醇纖維、聚芳酯纖維、金 屬纖維、玻璃纖維、陶瓷纖維、氟素纖維中的任一者。
  14. 如申請專利範圍第9項之紙薄片的散熱器,其中,前述紙薄片(3)係包含以熱加以熔融的黏結纖維的非打漿纖維,將進行了濕式抄紙之薄片進行加熱沖壓,使黏結纖維熔融後加工成薄片狀所構成之紙。
  15. 如申請專利範圍第14項之紙薄片的散熱器,其中,前述黏結纖維係為聚酯纖維、聚丙烯纖維、聚醯胺纖維、聚乙烯纖維、聚醋酸乙烯酯纖維、聚乙烯醇纖維、乙烯-乙烯醇纖維中的任一者。
  16. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之紙薄片的散熱器,其中,前述熱傳導粉末係為氮化矽、氮化鋁、鎂氧、矽酸鋁、矽、鐵、碳化矽、碳、氮化硼、氧化鋁、氧化矽、鋁、銅、銀、金的粉末中的任一者。
  17. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之紙薄片的散熱器,其中,前述熱傳導粉末的平均粒徑為0.1μm至500μm。
  18. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之紙薄片的散熱器,其中,前述紙薄片(3)係為包含黏結之合成樹脂。
  19. 如申請專利範圍第18項之紙薄片的散熱器,其中, 前述黏結之合成樹脂係為包含聚丙烯酸酸酯共聚合物樹脂、聚醋酸乙烯酯樹脂、聚乙烯醇樹脂、NBR(丁腈橡膠)樹脂、SBR(苯乙烯丁二烯橡膠)樹脂、聚胺甲酸酯樹脂中的任一者之熱可塑性樹脂,或包含酚樹脂、環氧樹脂中的任一者之熱硬化性樹脂的其中一者。
  20. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之紙薄片的散熱器,其中,前述散熱鰭片(1)、(21)、(31)係為藉由對纖維添加熱傳導粉末所形成的模具抄紙進行濕式抄紙所構成之紙薄片(3)。
  21. 一種紙薄片的散熱器,係將散熱鰭片固定於熱傳導部所構成之散熱器,其特徵為:前述散熱鰭片係以對纖維添加熱傳導粉末所形成的濕式抄紙的紙薄片所構成,並且前述紙薄片(3),是將添加有打漿紙漿、非打漿纖維、黏結纖維、熱傳導粉末所形成的濕式抄紙的紙,加熱沖壓使黏結纖維熔融,再加工成薄片狀,前述紙薄片以彎曲線進行彎曲,再以彎曲線作為境界來區劃成散熱鰭片與固定紙薄片部,將固定紙薄片部呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部,來將熱傳導部的熱從固定紙薄片部熱傳導到散熱鰭片進行散熱。
  22. 如申請專利範圍第21項之紙薄片的散熱器,其中,前述紙薄片被彎曲加工成L字狀,而區劃成散熱鰭片 與固定紙薄片部,將固定紙薄片部呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部。
  23. 如申請專利範圍第21項之紙薄片的散熱器,其中,前述紙薄片係殘留彎曲線而切除成特定的形狀,區劃成複數個切除部與固定紙薄片部,以對固定紙薄片部成為預定角度的方式,將切除部在彎曲線加以彎曲,而將切除部作成為散熱鰭片,將前述固定紙薄片部呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部。
  24. 如申請專利範圍第21項之紙薄片的散熱器,其中,前述紙薄片係將自外周緣分離的位置作成為彎曲線,連結至此彎曲線的兩端後,自彎曲線到外周緣為止進行裁斷,藉以區劃成切起部與固定紙薄片部,將前述切起部在彎曲線彎曲成對固定紙薄片部成為預定角度之狀態,以切起部作為散熱鰭片,將前述固定紙薄片部呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部。
  25. 如申請專利範圍第21至24項中任一項之紙薄片的散熱器,其中,具有將前述固定紙薄片部予以夾持並固定於熱傳導部之固定板,藉由此固定板與熱傳導部夾持固定紙薄片部,將固定紙薄片部呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部。
  26. 如申請專利範圍第25項之紙薄片的散熱器,其中, 前述紙薄片係被彎曲加工成在相互平行地配設之複數列的固定紙薄片部之間具有呈山形突出的散熱鰭片之形狀,前述固定板係具有將固定紙薄片部夾持於熱傳導部之夾持部、和使呈山形突出的散熱鰭片突出之貫通孔,前述固定板係將散熱鰭片插入於前述貫通孔,來將夾持部固定於熱傳導部。
  27. 如申請專利範圍第26項之紙薄片的散熱器,其中,前述固定板的貫通孔係為四角形、三角形、細縫中的任一者,前述紙薄片的散熱鰭片係自貫通孔突出。
  28. 如申請專利範圍第25項之紙薄片的散熱器,其中,前述固定板係為金屬板、硬質的塑膠板、填充有填料之硬質的塑膠板、纖維強化的塑膠板中的任一者。
  29. 如申請專利範圍第21至24項中任一項之紙薄片的散熱器,其中,前述散熱鰭片係在固定紙薄片部的表面具有平行的折疊線,將折疊線予以彎曲,使得散熱鰭片可自由折疊地連結於固定紙薄片部。
  30. 如申請專利範圍第29項之紙薄片的散熱器,其中,前述折疊線係為彎曲線。
  31. 一種紙薄片的散熱器,係將散熱鰭片固定於熱傳 導部所構成之散熱器,其特徵為:前述散熱鰭片係以對纖維添加有打漿紙漿、非打漿纖維、黏結纖維、熱傳導粉末所形成的濕式抄紙的紙,加熱沖壓使黏結纖維熔融,再加工成薄片狀的紙薄片所構成,且,前述散熱鰭片的紙薄片的切斷緣係呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部,並且紙薄片的散熱鰭片係作成為切斷緣載承於熱傳導部而可自立之形狀。
  32. 如申請專利範圍第31項之紙薄片的散熱器,其中,前述切斷緣載承於熱傳導部而可自立之形狀係為筒狀、板狀、蜂巢狀、波紋蜂巢狀、圍棋盤格子狀、錐狀中的任一者。
  33. 一種紙薄片的散熱器,係將散熱鰭片固定於熱傳導部所構成之散熱器,其特徵為:前述散熱鰭片係以對纖維添加有打漿紙漿、非打漿纖維、黏結纖維、熱傳導粉末所形成的濕式抄紙的紙,加熱沖壓使黏結纖維熔融,再加工成薄片狀的紙薄片所構成,且,前述散熱鰭片的紙薄片係為圈狀或螺旋狀,而將圈或螺旋之外周面呈熱結合狀態予以固定於熱傳導部。
  34. 一種紙薄片的散熱器,係將散熱鰭片固定於熱傳導部所構成之散熱器,其特徵為:前述散熱鰭片係以對纖維添加有打漿紙漿、非打漿纖 維、黏結纖維、熱傳導粉末所形成的濕式抄紙的紙,加熱沖壓使黏結纖維熔融,再加工成薄片狀的紙薄片所構成,且,前述散熱鰭片的紙薄片係插通於熱傳導部並呈熱結合狀態予以固定著。
  35. 如申請專利範圍第21至24、31至34項中任一項之紙薄片的散熱器,其中,前述散熱鰭片的紙薄片的厚度係為1mm以下、0.05mm以上。
  36. 如申請專利範圍第21至24、31至34項中任一項之紙薄片的散熱器,其中,前述紙薄片的纖維係由進行打漿後在表面設置有無數個微細纖維之打漿紙漿、與未打漿的非打漿纖維所構成,為對打漿紙漿與非打漿纖維添加熱傳導粉末而進行濕式抄紙所形成之紙。
  37. 如申請專利範圍第36項之紙薄片的散熱器,其中,前述打漿紙漿係包含將由合成纖維所形成的打漿紙漿與天然紙漿中的任一者單獨或複數種混合而成者。
  38. 如申請專利範圍第37項之紙薄片的散熱器,其中,前述由合成纖維所形成的打漿紙漿係為丙烯酸纖維、聚芳酯纖維、聚醯胺纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維、PBO(poly(p-phenylenebenzobisoxazole))纖維、嫘縈 纖維、聚碸系纖維中的任一者請求項。
  39. 如申請專利範圍第37項之紙薄片的散熱器,其中,前述天然紙漿係為木材紙漿、非木材紙漿中的任一者。
  40. 如申請專利範圍第36項之紙薄片的散熱器,其中,前述紙薄片的非打漿纖維係為聚酯纖維、聚醯胺纖維、聚丙烯纖維、聚醯亞胺纖維、聚乙烯纖維、丙烯酸纖維、碳纖維、PBO纖維、聚醋酸乙烯酯纖維、嫘縈纖維、聚乙烯醇纖維、乙烯-乙烯醇纖維、聚芳酯纖維、金屬纖維、玻璃纖維、陶瓷纖維、氟素纖維、聚碸系纖維、聚苯硫醚系纖維中的任一者。
  41. 如申請專利範圍第36項之紙薄片的散熱器,其中,前述紙薄片係包含以熱加以熔融的黏結纖維的非打漿纖維,為將進行了濕式抄紙之薄片進行加熱沖壓,使黏結纖維熔融後加工成薄片狀所構成之紙。
  42. 如申請專利範圍第41項之紙薄片的散熱器,其中,前述黏結纖維係為聚酯纖維、聚丙烯纖維、聚醯胺纖維、聚乙烯纖維、聚醋酸乙烯酯纖維、聚乙烯醇纖維、乙烯-乙烯醇纖維、聚碸系纖維、聚苯硫醚系纖維中的任一者。
  43. 如申請專利範圍第21至24、31至34項中任一項之紙薄片的散熱器,其中,前述熱傳導粉末係為氮化矽、氮化鋁、鎂氧、矽酸鋁、矽、鐵、碳化矽、碳、氮化硼、氧化鋁、氧化矽、鋁、銅、銀、金、氧化鋅、鋅的粉末中的任一者。
  44. 如申請專利範圍第21至24、31至34項中任一項之紙薄片的散熱器,其中,前述熱傳導粉末的平均粒徑為0.1μm至500μm。
  45. 如申請專利範圍第21至24、31至34項中任一項之紙薄片的散熱器,其中,前述紙薄片係包含黏結之合成樹脂。
  46. 如申請專利範圍第45項之紙薄片的散熱器,其中,前述黏結之合成樹脂係為包含聚丙烯酸酸酯共聚合物樹脂、聚醋酸乙烯酯樹脂、聚乙烯醇樹脂、NBR(丁腈橡膠)樹脂、SBR(苯乙烯丁二烯橡膠)樹脂、聚胺甲酸酯樹脂、氟素系樹脂中的任一者之熱可塑性樹脂,或包含酚樹脂、環氧樹脂、矽系樹脂中的任一者之熱硬化性樹脂的其中一者。
  47. 如申請專利範圍第21至24、31至34項中任一項之紙薄片的散熱器,其中,前述散熱鰭片係為以對纖維添加熱傳導粉末所形成的模具抄紙進行濕式抄紙所構成之紙薄片。
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