复合传热部件及复合传热部件的制造方法技术

本发明专利技术提供一种复合传热部件，该复合传热部件(1)的特征在于，具有板(10)和包覆该板的表面的金属的铸造成型体(20)，板(10)由碳质材料构成，该碳质材料由含有石墨烯集合体和石墨粒子的复合体构成，所述石墨烯集合体由单层或多层的石墨烯堆积而成。多层的石墨烯堆积而成。多层的石墨烯堆积而成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】复合传热部件及复合传热部件的制造方法


[0001]本专利技术涉及一种复合传热部件及复合传热部件的制造方法。更详细而言，本专利技术例如涉及一种能够有效地传递来自发热体的热，且尤其适合作为热传导部件的复合传热部件及复合传热部件的制造方法。
[0002]本申请根据2019年5月17日在日本申请的专利申请2019
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093718号主张优先权，并将其内容援用于此。

技术介绍

[0003]作为使从电子器件或电子设备产生的热移动的散热器，使用铜板或石墨烯及石墨粒子在一方向层叠而成的碳质材料(以下，称为碳质材料)。
[0004]在这些之中，碳质材料由于导热率比铜板高且比重小，因此在能够实现小型化及轻量化的观点上，作为散热器是有用的。
[0005]然而，上述碳质材料通常较脆，因此可能因与电子器件或电子设备之类的热源接触或安装于其他部件时的应力而发生破损。
[0006]因此，例如如专利文献1、2所示，使用将上述碳质材料用铜、镍、铝等金属包覆而提高了整体的强度的复合传热部件。
[0007]专利文献1：日本特开2011
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023670号公报
[0008]专利文献2：日本特开2012
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238733号公报
[0009]然而，在上述专利文献1、2中，在碳质材料的表面形成金属层时，在碳质材料的表面形成钛层，在该钛层上形成镍层或铜层。即，通过设置作为活性金属的钛层来确保碳质材料与金属层的接合强度。
[0010]然而，钛的导热率为17W/(m
·
K)，比较低，因此设置于碳质材料与金属层之间的钛层成为热阻，有可能无法有效地在厚度方向传导热。

技术实现思路

[0011]本专利技术是鉴于前述情况而完成的，其目的在于提供一种碳质材料的板与金属制的铸造成型体牢固地密合且能够有效地传导热的复合传热部件及复合传热部件的制造方法，该碳质材料由含有石墨烯及石墨粒子的复合体构成。
[0012]为了解决这种课题并实现所述目的，本专利技术的复合传热部件的特征在于，具有板和包覆该板的表面的金属的铸造成型体，所述板由碳质材料构成，该碳质材料由含有石墨烯集合体和石墨粒子的复合体构成，所述石墨烯集合体由单层或多层的石墨烯堆积而成。
[0013]根据该结构的复合传热部件，由碳质材料构成的板的表面被金属的铸造成型体包覆，该碳质材料由含有石墨烯集合体和石墨粒子的复合体构成，该石墨烯集合体由单层或多层的石墨烯堆积而成，因此铸造成型体与板的表面进行面接触，并且由于形成铸造成型体时的铸造成型体与板的收缩量的不同而导致铸造成型体按压板的表面。
[0014]由此，铸造成型体牢固地密合于板的表面。因此，铸造成型体与板的接合界面的热
阻下降，从而能够提高复合传热部件的导热率。
[0015]在此，在本专利技术的复合传热部件中，优选如下：所述碳质材料含有单层或多层的石墨烯堆积而成的石墨烯集合体和扁平形状的石墨粒子，所述碳质材料为如下结构：以扁平形状的所述石墨粒子的基面(basal surface)叠摞的方式层叠有作为粘合剂的所述石墨烯集合体，扁平形状的所述石墨粒子的基面朝向一方向取向。
[0016]在该情况下，由于所述碳质材料为石墨烯集合体和石墨粒子如上所述那样层叠的结构，因此石墨粒子的基面扩展的方向上的导热率变高，能够高效地传递热。
[0017]并且，在本专利技术的复合传热部件中，优选如下：在所述板中设置有贯穿孔，所述铸造成型体的一部分填充于所述贯穿孔中。
[0018]在该情况下，由于在贯穿孔中填充有铸造成型体的一部分，因此能够使板和铸造成型体进一步牢固地接合。并且，通过填充于贯穿孔中的铸造成型体，能够沿板的厚度方向更有效地传递热。
[0019]另外，在本专利技术的复合传热部件中，可以为如下结构：所述板容纳于金属制的托盘中，所述铸造成型体为至少覆盖所述板的露出面。
[0020]在该情况下，由于由碳质材料构成的板容纳于托盘中，因此能够抑制处理时比较脆的板发生破损。并且，铸造成型体至少包覆所述板的露出面，因此铸造成型体牢固地密合于板的表面，铸造成型体与板的接合界面的热阻下降，从而能够提高复合传热部件的导热率。
[0021]并且，在本专利技术的复合传热部件中，优选如下：在所述板中设置有贯穿孔，在所述托盘中设置有与所述板的所述贯穿孔连通的开口部，所述铸造成型体的一部分填充于所述开口部及所述贯穿孔中。
[0022]在该情况下，由于在托盘的开口部及板的贯穿孔中填充有铸造成型体的一部分，因此能够使托盘、板及铸造成型体进一步牢固地接合。
[0023]另外，在本专利技术的复合传热部件中，所述托盘和所述铸造成型体可以由相同的金属构成。
[0024]在该情况下，托盘与铸造成型体一体化，能够可靠地包覆由碳质材料构成的板。
[0025]并且，在本专利技术的复合传热部件中，在所述铸造成型体中可以设置有散热片。
[0026]在该情况下，通过在包覆于板的表面的铸造成型体中设置散热片，能够提高散热特性。
[0027]另外，在本专利技术的复合传热部件中，所述铸造成型体可以由纯镁、镁合金、纯铝或铝合金构成。
[0028]在该情况下，由于纯镁、镁合金、纯铝或铝合金的比重小且导热性优异，因此能够实现复合传热部件的轻量化及导热性的提高。
[0029]并且，在本专利技术的复合传热部件中，构成所述板的所述碳质材料也可以为所述石墨粒子及所述石墨烯集合体在相对于所述板的厚度方向正交的方向层叠的结构。
[0030]在该情况下，沿板的厚度方向的导热性尤其优异，能够从板的一面向另一面侧有效地传递热。
[0031]另外，在本专利技术的复合传热部件中，可以为如下结构：所述板具有：第一层叠体，由所述石墨粒子及所述石墨烯集合体在相对于所述板的厚度方向正交的第一方向层叠的结
构的碳质材料构成；及第二层叠体，由所述石墨粒子及所述石墨烯集合体在与所述板的厚度方向平行的第二方向层叠的结构的碳质材料构成，在与所述第一方向及所述第二方向正交的第三方向，所述第一层叠体和所述第二层叠体彼此接触。
[0032]在该情况下，由于第一层叠体和第二层叠体中的导热率高的方向不同，因此能够在整个面上扩散热，从而能够进一步提高散热特性。
[0033]并且，在本专利技术的复合传热部件中，可以为如下结构：具有第三层叠体，所述第三层叠体由所述石墨粒子及所述石墨烯集合体在所述第三方向层叠的结构的碳质材料构成，所述铸造成型体包覆所述第三层叠体的表面，所述第三层叠体与所述第一层叠体接触，并且在述第二方向从所述第一层叠体竖起。
[0034]在该情况下，能够经由第三层叠体从第一层叠体向第二层叠体有效地传递热。
[0035]本专利技术的复合传热部件的制造方法的特征在于，具有如下工序：在铸型的型腔内配置由碳质材料构成的板，所述碳质材料由含有石墨烯集合体和石墨粒子的复合体构成，该石墨烯集合体由单层或多层的石墨烯堆积而成；及通过向所述型腔内供给熔融状态或半熔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种复合传热部件，其特征在于，具有板和包覆该板的表面的金属的铸造成型体，所述板由碳质材料构成，所述碳质材料由含有石墨烯集合体和石墨粒子的复合体构成，所述石墨烯集合体由单层或多层的石墨烯堆积而成。2.根据权利要求1所述的复合传热部件，其特征在于，所述碳质材料含有石墨烯集合体和扁平形状的石墨粒子，所述石墨烯集合体由单层或多层的石墨烯堆积而成，所述碳质材料为如下结构：以扁平形状的所述石墨粒子的基面叠摞的方式层叠有作为粘合剂的所述石墨烯集合体，扁平形状的所述石墨粒子的基面朝向一方向取向。3.根据权利要求1或2所述的复合传热部件，其特征在于，在所述板中设置有贯穿孔，所述铸造成型体的一部分填充于所述贯穿孔中。4.根据权利要求1至3中任一项所述的复合传热部件，其特征在于，所述板容纳于金属制的托盘中，所述铸造成型体至少覆盖所述板的露出面。5.根据权利要求4所述的复合传热部件，其特征在于，在所述板中设置有贯穿孔，在所述托盘中设置有与所述板的所述贯穿孔连通的开口部，所述铸造成型体的一部分填充于所述开口部及所述贯穿孔中。6.根据权利要求4或5所述的复合传热部件，其特征在于，所述托盘和所述铸造成型体由相同的金属构成。7.根据权利要求1至6中任一项所述的复合传热部件，其特征在于，在所述铸造成型体中设置有散热片。8.根据权利要求1至7中任一项所述的复合传热部件，其特征在于，所述铸造成型体由纯镁、镁合金、纯铝或铝合金构成。9.根据权利要求1至8中任一项所述的复合传热部件，其特征在于，构成所述板的所述碳质材料为所述石墨粒子及所述石墨烯集合体在相对于所述板的厚度方向正交的方向层叠的结构。10.根据权利要求1至8中任一项所述的复合传热部件，其特征在于，所述板具有：第一层...

【专利技术属性】
技术研发人员：前川敬，山岛进，
申请(专利权)人：三菱综合材料株式会社，
类型：发明
国别省市：