传热构件用填料和传热构件制造技术

本发明专利技术涉及传热构件用填料和传热构件。传热构件用填料包括：由热导率为15W/mK以上的无机材料或金属材料构成、传热的芯材；包含氧化硅膜和具有电绝缘性的类金刚石碳膜、被覆所述芯材的绝缘被膜。所述填料的绝缘破坏电压为500V以上。

Filling and heat transfer components for heat transfer components

The invention relates to fillers for heat transfer components and heat transfer components. The fillers used for heat transfer components include: a core material consisting of inorganic or metal materials with thermal conductivity of more than 15W/mK and heat transfer; an insulating film comprising silicon oxide film and diamond-like carbon film with electrical insulation, and an insulating film coated with the core material. The insulation breakdown voltage of the filler is more than 500 V.

【技术实现步骤摘要】
传热构件用填料和传热构件
本专利技术涉及传热构件用填料和传热构件。
技术介绍
在关联技术中已知与导热性高的弹性体成型体和弹性体的制造方法有关的专利技术(参照日本特开2015-105282)。日本特开2015-105282中记载的专利技术提供使作为导热性填料配合的复合粒子的取向状态最优化、使导热性进一步提高的弹性体成型体。日本特开2015-105282中记载的专利技术公开了以下的弹性体成型体。弹性体成型体具有：由弹性体构成的基材、和在上述基材中取向地含有的复合粒子。上述复合粒子包含在热传导上具有各向异性的热传导各向异性粒子和在上述热传导各向异性粒子的表面利用粘结剂粘接的磁性粒子。上述复合粒子的填充率为将弹性体成型体的体积设为100体积％时的30体积％以上。上述弹性体成型体的上述复合粒子的取向分散度S为-0.47～-0.5的取向分散度S由式：S＝＜3cos2θ-1＞/2定义。上述式中，θ为相对于弹性体成型体的热传导方向的复合粒子的面垂直方向的法线的角度。＜＞表示空间平均值。
技术实现思路
例如，作为在电子部件与用于抑制电子部件的温度上升的散热片之间安装的传热构件，使用上述关联技术的弹性体成型体的情况下，除了高导热性以外，电绝缘性也是必要的。因此，在基材中取向地含有的复合粒子必须具有电绝缘性。在关联技术中，作为传热构件中所含的填料，例如使用了由陶瓷等具有绝缘性的材料构成的填料。上述日本特开2015-105282中记载的关联技术的弹性体成型体在要求绝缘性的情况下，通过在热传导各向异性粒子的表面除了磁性粒子以外还将绝缘性无机粒子粘接，从而能够阻断复合粒子间的导通。更具体地，如果在热传导各向异性粒子的表面将绝缘性无机粒子粘接，则即使在复合粒子之间接触的状态下取向，在邻接的复合粒子间热传导各向异性粒子、磁性粒子(导电性粒子)之间也变得难以接触。因此，复合粒子间的电阻变大。通过复合粒子之间经由绝缘性无机粒子而接触，从而能够阻断复合粒子间的导通。但是，如上述关联技术的弹性体成型体那样，只凭借在具有导电性的热传导各向异性粒子的表面使绝缘性无机粒子粘接，绝缘性有可能变得不充分。本专利技术提供能够兼具高导热性和高电绝缘性的传热构件和传热构件用填料。本专利技术的第一方案涉及的传热构件用填料包括：传热的芯材，其由热导率为15W/mK以上的无机材料或金属材料构成；和被覆上述芯材的绝缘被膜，其包含氧化硅膜和具有电绝缘性的类金刚石碳膜。上述填料的绝缘破坏电压为500V以上。根据本专利技术的第一方案，能够兼具具有15W/mK以上的热导率的芯材产生的高导热性和绝缘破坏电压为500V以上的绝缘被膜产生的高电绝缘性。由于绝缘被膜包含氧化硅膜和具有电绝缘性的类金刚石碳(以下称为“DLC”)膜，因此与利用单层的氧化硅膜、单层的DLC膜覆盖芯材的情形相比，能够显现出高的电绝缘性。在本专利技术的第一方案中，上述绝缘被膜的最内层可以为上述氧化硅膜。根据上述，覆盖芯材的氧化硅膜的外侧进一步被DLC膜覆盖，例如碳(C)进入硅(Si)与氧(O)的键之间，能够弥补电气上的缺陷。根据上述，与利用单层的氧化硅膜、单层的DLC膜覆盖芯材的情形相比，能够显现出更高的电绝缘性。本专利技术的第二方案涉及的传热构件包括：树脂基体和在上述树脂基体中所分散的填料。上述树脂基体为片状(sheet-shape)，上述填料沿着上述树脂基体的厚度方向取向，沿着取向方向的长度为上述树脂基体的厚度以上，上述传热构件的热导率为3W/mK以上。根据本专利技术的第二方案，通过上述填料将片状的树脂基体在厚度方向上贯通，从而形成利用上述填料将树脂基体在厚度方向上贯通的多个传热路径。因此，根据本专利技术的第二方案，利用上述填料，能够兼具3W/mK以上的高导热性和高电绝缘性。本专利技术的第3方案涉及的传热构件包括：树脂基体和在上述树脂基体中所分散的填料。上述树脂基体包含与上述填料一起分散的球状填料，并且为片状，具有上述填料和上述球状填料产生的、将上述树脂基体在厚度方向上贯通的多个传热路径，上述传热构件的热导率为3W/mK以上。根据本专利技术的第3方案，通过多个上述填料经由多个球状填料在片状的树脂基体的厚度方向上连接，从而形成将树脂基体在厚度方向上贯通的多个传热路径。因此，根据本专利技术的第3方案，利用上述填料和球状填料，能够兼具3W/mK以上的高导热性和高电绝缘性。根据本专利技术的方案，能够提供能够兼具高导热性和高电绝缘性的传热构件和传热构件用填料。附图说明以下参照附图对本专利技术的例示实施方式的特征、优点以及技术和工业重要性进行说明，附图中相同的附图标记表示相同的要素，并且其中：图1为表示本专利技术涉及的填料的一个实施方式的概略的截面图。图2为表示本专利技术涉及的传热构件的第一实施方式的一例的概略的斜视图。图3为表示本专利技术涉及的传热构件的第一实施方式的另一例的概略的斜视图。图4为表示第一实施方式涉及的传热构件和其他传热构件的绝缘破坏电压的一例的坐标图。图5为表示传热构件中所含的填料的绝缘被膜为单层的DLC膜时的DLC膜厚与绝缘破坏电压的关系的坐标图。图6为表示本专利技术的一个实施方式涉及的填料的绝缘被膜的一例的示意图。图7为表示本专利技术涉及的传热构件的第二实施方式的概略的截面图。图8为表示第一比较实施方式的传热构件的截面示意图。图9为表示第二比较实施方式的传热构件的截面示意图。图10为表示测定传热构件的热导率的方法的概略图。图11为表示实施例1至实施例4的传热构件的填料填充量与热导率的关系的坐标图。图12为表示比较例1至比较例5的传热构件的填料填充量与热导率的关系的坐标图。具体实施方式以下参照附图对本专利技术涉及的传热构件用填料的实施方式和传热构件的实施方式进行说明。[传热构件用填料]图1为本专利技术的一个实施方式涉及的填料1的概略的截面图。本实施方式的填料1例如能够作为安装于电子部件与用于抑制电子部件的温度上升的散热片之间的传热构件用填料使用。填料1并不限定于电子部件用的传热构件，能够在要求同时具有高导热性和高电绝缘性的各种用途的传热构件中使用。填料1具备：传热的芯材2、和被覆上述芯材2的绝缘被膜3。芯材2由热导率为15W/mK以上的无机材料或金属材料构成。绝缘被膜3包含氧化硅膜3a和具有电绝缘性的类金刚石碳膜3b。上述填料1的绝缘破坏电压为500V以上。对填料1的大小并无特别限定，例如，与长度方向L垂直的截面的直径或最小宽度为5mm以下。作为构成芯材2的无机材料，例如能够使用氧化铝、氧化镁、结晶性二氧化硅、六方晶氮化硼、氮化铝、氮化硅、碳化硅、碳化硼、碳(石墨)、石墨、碳纳米管(CNT)、碳纤维、氮化硼纳米管(BNNT)等。另一方面，作为构成芯材2的金属材料，例如能够使用铜、铁、银、铝等。从进一步提高填料1的热导率的观点出发，芯材2优选热导率为50W/mK以上，更优选热导率为100W/mK以上。对芯材2的形状并无特别限定，例如，能够采用板状、棒状、柱状、针状、纤维状等形状。更具体地，例如，由金属材料构成的棒状或纤维状的芯材2能够通过对金属板进行线切割而制造。作为纤维状的芯材2，例如能够使用直径为10μm以上、长度为50μm以上的线。绝缘被膜3可包含一层氧化硅膜3a和一层具有电绝缘性的DLC膜3b，也可包含多个氧化硅膜3a和多个具有电绝缘性的DLC膜3b。在绝缘被膜3包含多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.传热构件用填料，其特征在于，包括：传热的芯材，其由热导率为15W/mK以上的无机材料或金属材料构成；和被覆所述芯材的绝缘被膜，其包含氧化硅膜和具有电绝缘性的类金刚石碳膜，其中所述填料的绝缘击穿电压为500V以上。

【技术特征摘要】
2017.10.10 JP 2017-1970251.传热构件用填料，其特征在于，包括：传热的芯材，其由热导率为15W/mK以上的无机材料或金属材料构成；和被覆所述芯材的绝缘被膜，其包含氧化硅膜和具有电绝缘性的类金刚石碳膜，其中所述填料的绝缘击穿电压为500V以上。2.根据权利要求1所述的填料，其特征在于，所述绝缘被膜的最内层为所述氧化硅膜。3.传热构件，其特征在于，包括：树脂基体、分散于所述树脂基体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：中西浩二，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP