树脂制散热器制造技术

本发明专利技术提供散热效果方面卓越的树脂制散热器，其为由在电磁波屏蔽性方面卓越的树脂材料形成的散热器。作为由树脂材料形成的散热器，上述树脂材料的特征在于：在树脂中均匀地分散有（ａ）碳材料和（ｂ）陶瓷粉末和／或者软磁性粉末，并且在该树脂材料中的（ａ）的比例为１５～６０体积％，（ｂ）的比例为５～４０体积％，（ａ）和（ｂ）的总和为２０～８０体积％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及散热器。更详细地，涉及具有高散热性和电磁波屏蔽性的树脂制散热 器。
技术介绍
在电子设备的领域中，发热元件的散热是重要的课题，为了有效地冷却元件而使 用散热器。 现有的散热器，以铜和铝材料作为原料，通过切削加工、拉模铸造或热挤出(hot extrusion)而制造。为了进一步提高散热性，也存在装填有金属制热导管的产品。这些金 属制的散热器，因为重量大，所以妨碍到电子设备的轻量化。而且，金属制的热导管也因为 重量大，由于需要发生毛细管现象，所以内部形成复杂的构造，因此要做成薄壁形状是困难 的，价格也高。 另外，也看到了涉及在树脂中添加有碳纳米管的散热部件的专利申请，但是还没 有看到与实际的散热效果有关的数据，因为要使碳纳米管均匀地分散在树脂中是困难的， 所以不能够获得所期待的散热效果。 专利文献1 :日本特开2004-198098号专利公报 另外，为了提高现有的铜或铝制的散热器的散热效果，需要使散热片的形状薄且 高，并增加其个数，但是结果，产生了在散热片之间发生涡电流，放大电磁波这样的弊害。因 此，为了屏蔽在电子设备内部发生的电磁波需要进行屏蔽，成为阻碍电子设备小型化的主 要因素。特别是，关于电磁波的屏蔽，要求在宽带域中的屏蔽特性，然而尽管在特定的频率 表现出屏蔽性的材料很多，但是不容易找到在从lMHz到超过lGHz那样的宽带域中表现出 屏蔽特性的材料。因此，正在寻求由在降热的效果方面卓越，并且表现出在宽带域中的电磁 波屏蔽性的材料形成的散热器。
技术实现思路
所以，本专利技术的课题是提供由表现出卓越的电磁波屏蔽性的材料(特别是在从 lMHz到超过lGHz那样的宽带域中表现出卓越的电磁波屏蔽性的材料)形成的散热器，作为 具有与铜和铝匹敌的散热效果的树脂制的散热器。 本专利技术者们为了解决上述课题进行各种的研讨，结果发现通过以特定的比例将碳 材料、和陶瓷粉末和/或软磁性粉末混合在树脂中，能够将碳材料均匀地分散在树脂中，并 且用该材料成形的散热器具有高的散热性和电磁波屏蔽特性，从而完成了本专利技术。 即本专利技术是具有散热性和电磁波屏蔽性的散热器，其特征在于，由树脂材料形成 该散热器的一部分或者全部，并且上述树脂材料，在树脂中均匀地分散有(a)碳材料和(b) 陶瓷粉末和/或者软磁性粉末，并且在该树脂材料中的(a)的比例为15体积％以上60体 积％以下，(b)的比例为5体积％以上40体积％以下，(a)和(b)的总和为20体积％以上 80体积％以下。 通过在树脂中以上述比例混合碳材料和陶瓷粉末和/或软磁性粉末，能够利用陶 瓷粉末和/或软磁性粉末将导热性高的碳材料均匀地分散在树脂中，通过用该树脂材料构 成散热器，能够提供在散热性和电磁波屏蔽性方面卓越的散热器。另外，因为本专利技术的散热 器是树脂制的，所以即便具有复杂的形状也容易成形。 上述(a)碳材料，优选为导热率100W/m k以上的丝形状(包括管形状)的碳材 料。特别优选由沥青类碳纤维和直径为纳米大小的丝状的碳纳米材料的混合物形成。 通过利用丝状的碳材料，能够增加散热器的强度。另外，通过掺合陶瓷粉末和/或 软磁性粉末，在成形时不使碳纤维在一个方向上取向，能够均等地提高散热器的强度并且 实现均质的导热性和电磁波吸收。 特别是，利用陶瓷粉末和/或软磁性粉末将导热性高的沥青类碳纤维和碳纳米管 均匀地分散在树脂中，能够得到具有高散热性和电磁波屏蔽性的散热器。虽然难以将碳纳 米管均匀地分散在树脂中，但是通过联合使用陶瓷粉末和/或软磁性粉末，能够将碳纳米 管均匀地分散在树脂中。 另外，通过将由导热率lOOW/m k以上的材料形成的导热体安装在散热器的热源 接地面，可以进一步提高散热器的热扩散性。 另外，因为通过在上述散热器中设置热导管机构，可以利用致冷剂，所以能够得到散热性更高的散热器。因为上述热导管机构能够用与构成散热器的树脂材料相同的材料构成，所以可以实现轻量化，即便是复杂形状和薄壁构造的散热器也能够容易地成形。 本专利技术的散热器，因为在散热性和宽带域中的电磁波屏蔽性两方面卓越，所以能够有效地冷却发热元件，并且能够减轻由电磁波造成的弊害。另外，可以实现轻量化，在成形性方面也是卓越的。附图说明 图1是表示本专利技术的树脂制散热器的一个实施例的图，A是立体图，B是表示将A 的散热器放置在热源上的状态的侧面图。 图2是表示将导热体安装在热源接地面的散热器的图，A是侧面截面图，B是仰视 图。 图3是表示在热源接地面具有热导管机构的散热器的图，A是侧面截面图，B是热 导管机构的平面图，是将冷却水路部留出空白地表示的图。符号说明1散热器2散热片3底面板4陶瓷加热器5铝板6导热体7热导管8空间部(冷却水路)具体实施例方式用于本专利技术的树脂，可以是热塑性树脂和热固化性树脂中的任一种，作为热塑性树脂，能够用聚烯烃类树脂、聚酰胺类树脂、弹性体类(苯乙烯类、烯烃类、PVC类、聚氨酯类、酯类、酰胺类)树脂、丙烯酸类树脂、工程塑料等。特别是能够选择聚乙烯、聚丙烯、尼龙树脂、ABS树脂、丙烯酸树脂、乙烯丙烯酸酯树脂，乙烯-乙酸乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚苯硫醚树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯弹性体树脂、聚酰胺弹性体树脂、和液晶聚合物。其中，从耐热性和柔软性出发，尼龙树脂、聚酯弹性体树脂、聚酰胺弹性体树脂、ABS树脂，聚丙烯树脂、聚苯硫醚树脂、和液晶聚合物是适合的。 另外，关于热固化性树脂，能够使用环氧树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、有机硅树脂、和聚氨酯树脂等。其中，从耐热性和柔软性出发，环氧树脂、有机硅树脂和聚氨酯树脂是适合的。 也可以在这些树脂中添加分散剂、润滑剂、和可塑剂，特别是通过将脂肪酸类酯、耦合剂用作分散剂，能够增加碳材料、陶瓷材料、软磁性材料的充填率，提高特性。 为了得到具有与铝匹敌的散热性的材料，树脂的量优选为树脂材料总量的80体积％以下。优选的树脂的量是树脂材料总量的20 60体积％ ，更优选的是25 50体积％ ，特别优选的是30 45体积％，进一步更优选的是35 45体积％。当陶瓷粉末和软磁性粉末的粒径过小时，因为流动性变差，所以为了确保成形时的充分的流动性，需要增加树脂的添加量，从而陶瓷粉末和软磁性粉末的粒径优选为0. 1 100iim。 作为本专利技术的碳材料，优选为丝状的碳材料，特别优选包含导热率100W/m 4以上(更优选的是500W/m k以上)的碳纤维。为了保持高的导热率，优选使用直径为1 P m以上50 ii m以下(更优选的是直径为3iim以上20iim以下)，平均长度为0. 05mm以上30mm以下的碳纤维，特别地，用平均长度为0. lmm以上25mm以下，更优选的是平均长度为0. 3mm以上10mm以下的碳纤维。另外作为上述碳纤维，优选的是沥青类碳纤维。 进一步，优选在直径为微米大小的碳纤维的基础上，还一并使用直径为纳米大小的丝状(包含管形状)的碳纳米材料。作为优选的碳纳米材料的例子，能够举出碳纳米管或气相成长碳纤维。上述丝状碳纳米材料的优选的长度为lym以上50ym以下，优选的直径为5nm以上100nm以下。 此外，在本说明书中，在丝状碳材料中，将直径为纳米大小(1 999nm)的材料称为"碳纳米材料"，将直径为微米大小以上(lPm以上)的材料称为"碳纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种树脂制散热器，由树脂材料形成该树脂制散热器的一部分或者全部，该树脂制散热器的特征在于：所述树脂材料，在树脂中均匀地分散有（ａ）碳材料和（ｂ）陶瓷粉末和／或者软磁性粉末，并且在该树脂材料中的（ａ）的比例为１５～６０体积％，（ｂ）的比例为５～４０体积％，（ａ）和（ｂ）的总和为２０～８０体积％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：寒川喜光，
申请(专利权)人：日本星光公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]