JP2013089718A - Heat sink with highly heat-conducting resin, and led light source - Google Patents
Heat sink with highly heat-conducting resin, and led light source Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013089718A JP2013089718A JP2011227870A JP2011227870A JP2013089718A JP 2013089718 A JP2013089718 A JP 2013089718A JP 2011227870 A JP2011227870 A JP 2011227870A JP 2011227870 A JP2011227870 A JP 2011227870A JP 2013089718 A JP2013089718 A JP 2013089718A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- heat sink
- conductive resin
- base material
- high thermal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
Description
本発明は、高熱伝導性樹脂を用いたヒートシンクに関するものである。 The present invention relates to a heat sink using a high thermal conductive resin.
発光素子、電子素子、電気素子、半導体素子、これらの素子を集積化した集積回路モジュールなどを総称して「電子機器」という。電子機器の性能向上に伴い素子の集積度が増し、体積あたりの発熱量が著しく増加している。そのため電子機器の設計において、熱対策をどのように行うかが電子機器の性能や長期信頼性向上のための重要な課題になっている。 A light-emitting element, an electronic element, an electric element, a semiconductor element, an integrated circuit module in which these elements are integrated, and the like are collectively referred to as an “electronic device”. As the performance of electronic devices is improved, the degree of integration of elements has increased, and the amount of heat generated per volume has increased significantly. For this reason, in the design of electronic devices, how to take measures against heat is an important issue for improving the performance and long-term reliability of electronic devices.
特に、近年発光ダイオード（ＬＥＤ）の用途が広がり、液晶表示装置などの表示装置のバックライトや照明にも応用され、その熱対策が問題となっている。それらの放熱は多くの場合は、発熱体の熱をヒートシンクやヒートスプレッダを用いて素早く広げ、大気や水等の冷媒との接触面に到達させて熱を逃がすことによって行われる。
従来のヒートシンクは、銅又はアルミニウム材料を用いて、切削加工、ダイカスト若しくは熱間押出法などにより製造している。これらの金属は一般的に熱放射率が低いためアルマイトなどの表面加工や塗装によって熱放射率を向上させているものもある。さらに放熱性を高めるために、金属製のヒートパイプを装填した製品も見受けられる。
In particular, the use of light-emitting diodes (LEDs) has recently been expanded and applied to backlights and illumination of display devices such as liquid crystal display devices, and countermeasures against heat have become a problem. In many cases, such heat release is performed by quickly spreading the heat of the heating element using a heat sink or a heat spreader and allowing it to reach a contact surface with a refrigerant such as air or water to release the heat.
Conventional heat sinks are manufactured by cutting, die casting or hot extrusion using a copper or aluminum material. Since these metals generally have low thermal emissivity, some have improved thermal emissivity by surface processing such as alumite or painting. There are also products with metal heat pipes installed to further improve heat dissipation.
これら金属製のヒートシンクは、今後進む部品の更なる小型化・軽量化あるいは複雑形状化の際に対応させるには、加工性、生産性が悪く、形状が制限されるという問題がある。そこで、金属に変わる材料として、成形する形状の自由度の高い合成樹脂材料が注目されている。
しかし一般に、合成樹脂成形体をパソコンやディスプレイの筐体、電子素子材料、自動車の内外装、照明器具部材、携帯電話等の携帯型電子機器等、種々の用途に適用する際、合成樹脂は金属材料等無機物と比較して熱伝導性が低いため、発生する熱を逃がし難いことが問題になることがある。
These metal heat sinks have a problem that their workability and productivity are poor and their shape is limited in order to cope with further downsizing, weight reduction, or complicated shape of components that will be developed in the future. Therefore, a synthetic resin material having a high degree of freedom in the shape to be molded has attracted attention as a material that can be replaced with metal.
However, in general, when a synthetic resin molded body is applied to various applications such as a personal computer or display housing, electronic element materials, automobile interior and exterior, lighting fixture members, and portable electronic devices such as mobile phones, the synthetic resin is a metal. Since heat conductivity is low compared to inorganic materials such as materials, it may be a problem that it is difficult to release generated heat.
このような課題を解決するため、樹脂中に、高熱伝導性無機化合物を大量に配合することで、高熱伝導性樹脂組成物を得ようとする試みが広くなされている。高熱伝導性無機化合物としては、グラファイト、炭素繊維、低融点金属、アルミナ、窒化アルミニウム等の高熱伝導性金属又はセラミックスが用いられ、通常は３０体積％以上、更には５０体積％以上もの高含有量で樹脂中に配合される。 In order to solve such problems, attempts have been widely made to obtain a high thermal conductive resin composition by blending a large amount of a high thermal conductive inorganic compound in the resin. As the high thermal conductive inorganic compound, a high thermal conductive metal such as graphite, carbon fiber, low melting point metal, alumina, aluminum nitride or ceramics is used, and usually a high content of 30% by volume or more, and further 50% by volume or more. In the resin.
それにもかかわらず、多くの高熱伝導性樹脂組成物は、金属ヒートシンクに用いられるアルミニウムや銅よりも熱伝導性が大きく劣り、単純な置き換えでは放熱性が大きく劣るため、実際に高熱伝導性樹脂組成物を用いたヒートシンクの例は少ない。
なお、特許文献１には熱伝導性樹脂とアルミニウムを複合したヒートシンクが示されている。これはアルミニウムのヒートシンクを熱伝導性樹脂で覆ってヒートシンクの比熱容量を増加させ、発熱開始から５分程度の短時間において温度上昇を遅らせる発明であり、放熱性の向上を目的とする本発明とは異なる。
Nonetheless, many high thermal conductive resin compositions are inferior in thermal conductivity to aluminum and copper used in metal heat sinks, and heat dissipation is greatly inferior in simple replacement. There are few examples of heat sinks using objects.
本願の発明者は、金属ヒートシンクの代替として用いるため、熱伝導率の異なる材料を用いた各種形状のヒートシンクの放熱性を確認した結果、合成樹脂と熱伝導性充填材とを含有してなる高熱伝導性樹脂組成物と、金属又はセラミックスの成形体である基材とを一体化して成形したヒートシンクの設計を見出し、本発明に至った。
本発明のヒートシンクは、合成樹脂と熱伝導性充填材とを含有してなり、熱伝導率が０．５［Ｗ／ｍＫ］以上である高熱伝導性樹脂組成物と、金属又はセラミックスの成形体である基材とを一体化して成形した、高熱伝導性樹脂を用いたヒートシンクであって、前記ヒートシンクは、熱源に対向する熱源対向面を有し、前記熱源対向面の少なくとも一部は、前記基材によって直接形成されるか、あるいは、前記基材との間に該高熱伝導性樹脂が３ｍｍ以下の厚さで介在されているものである。
The inventor of the present application has confirmed that the heat dissipation of various shapes of heat sinks using materials having different thermal conductivities to be used as an alternative to a metal heat sink, and as a result, high heat containing a synthetic resin and a heat conductive filler. The present inventors have found a heat sink design in which a conductive resin composition and a base material that is a molded body of metal or ceramics are integrated, and have reached the present invention.
The heat sink of the present invention contains a synthetic resin and a thermally conductive filler, and has a highly thermally conductive resin composition having a thermal conductivity of 0.5 [W / mK] or more, and a molded body of metal or ceramics. A heat sink using a highly heat conductive resin, which is integrally molded with a base material, wherein the heat sink has a heat source facing surface facing a heat source, and at least a part of the heat source facing surface is It is directly formed by a base material, or the high thermal conductive resin is interposed between the base material and a thickness of 3 mm or less.
前記構成のヒートシンクによれば、金属製のヒートシンクに比べて、高熱伝導性樹脂組成物を使っているので、重量が軽いという利点がある。また成形がしやすいのでいかなる形のものも製造できる。放熱性については、熱伝導率が前記範囲の高熱伝導性樹脂組成物を使用すれば金属ヒートシンクに比べて遜色ない物が実現できる。
また熱源対向面の少なくとも一部が前記基材によって直接形成されていれば、その基材に熱源を当接させることにより、熱は基材全体に素早く広がり、基材全体から高熱伝導性樹脂組成物を通して外部へ放出することができる。
According to the heat sink of the said structure, compared with a metal heat sink, since the highly heat conductive resin composition is used, there exists an advantage that a weight is light. Also, since it is easy to mold, any shape can be manufactured. With regard to heat dissipation, if a high thermal conductive resin composition having a thermal conductivity within the above range is used, a product comparable to a metal heat sink can be realized.
Further, if at least a part of the heat source facing surface is directly formed by the base material, heat is quickly spread over the entire base material by bringing the heat source into contact with the base material. It can be released to the outside through objects.
熱源対向面と基材との間に高熱伝導性樹脂が３ｍｍ以下の厚さで介在されている場合であれば、高熱伝導性樹脂の熱伝導率が高く、厚さ、すなわち「放熱方向の長さ」が小さいので、下記（１）式で表される熱抵抗は小さい。したがって、基材に熱源を当接させる場合と同様に、熱は基材全体に素早く広がり、基材全体から高熱伝導性樹脂組成物を通して外部へ放出することができる。 If the high thermal conductivity resin is interposed between the heat source facing surface and the base material with a thickness of 3 mm or less, the thermal conductivity of the high thermal conductivity resin is high. “Is small”, the thermal resistance expressed by the following formula (1) is small. Therefore, similarly to the case where the heat source is brought into contact with the base material, the heat spreads quickly over the whole base material and can be released from the whole base material through the high thermal conductive resin composition.
以下に、本発明のヒートシンクについて、好ましい形状、特性、数値範囲などを説明する。
＜熱抵抗＞
熱抵抗は、発熱体の単位時間当たりの発熱量あたりの温度上昇量を意味する。単位は［°Ｃ／Ｗ］ である。ヒートシンクの放熱方向の長さ、断面積を用いると、熱抵抗と熱伝導率との関係は、以下の式（１）のとおりとなる。
Hereinafter, preferred shapes, characteristics, numerical ranges, etc. of the heat sink of the present invention will be described.
<Thermal resistance>
The thermal resistance means the amount of temperature rise per unit amount of heat generation of the heating element. The unit is [° C / W]. When the length and cross-sectional area of the heat sink in the heat dissipation direction are used, the relationship between the thermal resistance and the thermal conductivity is expressed by the following formula (1).
（熱抵抗）＝（長さ）／（断面積）／（熱伝導率） （１）
放熱面積が大きく、熱伝導率が高いほど熱抵抗を小さくするのに有利である。したがって ヒートシンクに用いる高熱伝導性樹脂及び基材は、発熱体を効率よく冷却するために高い熱伝導率を持つことが好ましい。
＜ヒートシンクの熱特性＞
本発明のヒートシンクにおいては、高熱伝導性樹脂は熱伝導率が高いとは言っても、従来用いられてきたアルミニウムや銅といった金属よりも熱伝導率が低いため異なる設計が必要となる。例えば自然放熱用のヒートシンクでは、空気の対流を阻害しない程度に表面積を大きくするように設計されているが、樹脂ヒートシンクでは低い熱伝導率を補うために伝熱にも注意を払い、フィンに厚みを持たせて断面積を大きくすることが効果的である。特に、棒状のフィンが縦横方向に並ぶ剣山型ヒートシンクは断面積が小さくなりがちであるため、使用時の向きが定かな場合はフィンが一方向に整列した櫛型ヒートシンクがより好ましい。
(Thermal resistance) = (Length) / (Cross sectional area) / (Thermal conductivity) (1)
A larger heat dissipation area and higher thermal conductivity are advantageous for reducing thermal resistance. Therefore, it is preferable that the high thermal conductive resin and the base material used for the heat sink have high thermal conductivity in order to cool the heating element efficiently.
<Thermal characteristics of heat sink>
In the heat sink of the present invention, although a high thermal conductivity resin has a high thermal conductivity, a different design is required because the thermal conductivity is lower than that of conventionally used metals such as aluminum and copper. For example, a heat sink for natural heat dissipation is designed to increase the surface area to the extent that air convection is not disturbed, but a resin heat sink pays attention to heat transfer to compensate for the low thermal conductivity, and the fin thickness It is effective to increase the cross-sectional area by providing In particular, the Kenyama-type heat sink in which rod-shaped fins are arranged in the vertical and horizontal directions tends to have a small cross-sectional area. Therefore, a comb-type heat sink in which fins are aligned in one direction is more preferable when the orientation during use is uncertain.
具体的には放熱フィンの放熱方向（図１のヒートシンクの場合“Ａ”で示す）の熱抵抗が２３Ｋ／Ｗ以上１０００Ｋ／Ｗ以下であることが好ましい。より好ましくは熱抵抗が３３Ｋ／Ｗ以上２５０Ｋ／Ｗ以下、更に好ましくは放熱フィンの放熱方向の熱抵抗が５０Ｋ／Ｗ以上２００Ｋ／Ｗ以下である。１０００Ｋ／Ｗ以上では伝熱が不十分となり、フィンの高さが活かされない構造となる。２３Ｋ／Ｗ以下ではフィンの表面積が小さく放熱しきれない恐れがある。 Specifically, it is preferable that the heat resistance of the heat dissipating fins (indicated by “A” in the case of the heat sink in FIG. 1) is 23 K / W or more and 1000 K / W or less. More preferably, the thermal resistance is 33 K / W or more and 250 K / W or less, and still more preferably, the thermal resistance in the heat dissipation direction of the radiating fin is 50 K / W or more and 200 K / W or less. If it is 1000 K / W or more, heat transfer is insufficient, and the height of the fin is not utilized. If it is 23 K / W or less, the surface area of the fin is small, and there is a possibility that it cannot radiate heat.
＜発熱体＞
本発明のヒートシンクによって冷却の対象となる発熱体は限定されるものではないが、単位時間当たりの発熱量が０．５Ｗ以上２０Ｗ以下が好ましく、より好ましくは１Ｗ以上１０Ｗ以下を想定している。０．５Ｗ以下の発熱量ではヒートシンクを用いる必要性が低く、２０Ｗ以上の発熱に対しては局所的に高温となり、本発明のヒートシンクに用いる高熱伝導性樹脂や基材の耐熱温度を越える高温になる恐れがある。その場合は発熱体の配置を工夫することや、耐熱性の高い基材を用いることで使用可能となることもある。発熱体は複数でもよく、合計の発熱量が２０Ｗ以下であればまとめて放熱可能である。
<Heating element>
The heating element to be cooled by the heat sink of the present invention is not limited, but the heating value per unit time is preferably 0.5 W or more and 20 W or less, more preferably 1 W or more and 10 W or less. When the heat generation amount is 0.5 W or less, it is not necessary to use a heat sink, and for heat generation of 20 W or more, the temperature is locally high, exceeding the heat resistance temperature of the high thermal conductive resin or substrate used in the heat sink of the present invention. There is a fear. In that case, it can be used by devising the arrangement of the heating elements or by using a base material having high heat resistance. There may be a plurality of heating elements, and heat can be radiated collectively as long as the total calorific value is 20 W or less.
＜高熱伝導性樹脂＞
熱伝導率が０．５Ｗ／ｍＫ以上の高い値を備える樹脂を本発明においては高熱伝導性樹脂と言う。本発明のヒートシンクに用いる高熱伝導性樹脂の熱伝導率は高いほど良く、好ましくは０．９Ｗ／ｍ・Ｋ以上、より好ましくは１．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、更に好ましくは２Ｗ／ｍ・Ｋ以上、最も好ましくは３Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。高熱伝導性樹脂の熱伝導率の上限は特に制限されず、高ければ高いほど好ましい。しかし技術的に実現可能な上限値として、６０Ｗ／ｍ・Ｋが挙げられる。より現実的な数値としては４５Ｗ／ｍ・Ｋである。
<High thermal conductive resin>
In the present invention, a resin having a high value of thermal conductivity of 0.5 W / mK or more is referred to as a high thermal conductivity resin. The higher the thermal conductivity of the high thermal conductive resin used in the heat sink of the present invention, the better, preferably 0.9 W / m · K or more, more preferably 1.5 W / m · K or more, and even more preferably 2 W / m · K. As described above, it is most preferably 3 W / m · K or more. The upper limit of the thermal conductivity of the high thermal conductive resin is not particularly limited, and the higher the better. However, 60 W / m · K is given as an upper limit that can be technically realized. A more realistic value is 45 W / m · K.
高熱伝導性樹脂は、各種樹脂に熱伝導性充填材（熱伝導性フィラーという）を配合することで得られる。熱伝導率の高い樹脂と熱伝導性フィラーの組み合わせでは高い熱伝導率の発現が特に顕著である。
これら樹脂と熱伝導性フィラーの配合による得られる高熱伝導性樹脂は、一般的に金属やセラミックスよりも低密度であるため、金属やセラミックス単体でヒートシンクを作成する場合に比べ、高熱伝導性樹脂を一体化させたほうがより軽量なヒートシンクとなる。
The high thermal conductive resin can be obtained by blending various types of resin with a thermal conductive filler (referred to as a thermal conductive filler). In the combination of a resin having a high thermal conductivity and a thermal conductive filler, the development of high thermal conductivity is particularly remarkable.
High heat conductive resins obtained by blending these resins and heat conductive fillers generally have a lower density than metals and ceramics. The heat sink is lighter when integrated.
また、熱伝導性フィラーに加えて他の充填剤や添加剤を配合することで、機械強度や耐摩耗性、難燃性など、樹脂組成物を応用する上で好ましい特性を向上させることが可能である。
高熱伝導性樹脂に用いる樹脂としては耐熱性、耐衝撃性、成形加工性が求められるので、例えばポリカーボネート系樹脂やポリエステル樹脂、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、液晶ポリマーなどの熱可塑性樹脂が例示される。ただしこれらに限定されるものではない。
In addition to thermally conductive fillers, other fillers and additives can be added to improve favorable properties for application of resin compositions such as mechanical strength, wear resistance, and flame resistance. It is.
The resin used for the high thermal conductive resin is required to have heat resistance, impact resistance and molding processability. For example, heat of polycarbonate resin, polyester resin, polyamide (PA) resin, polyphenylene sulfide (PPS) resin, liquid crystal polymer, etc. A plastic resin is exemplified. However, it is not limited to these.
特に基材とのインサート成形を行うには熱可塑性樹脂であることが好ましい。熱可塑性ポリエステル系樹脂としては、非晶性脂肪族ポリエステル、非晶性半芳香族ポリエステル、非晶性全芳香族ポリエステル等の非晶性熱可塑性ポリエステル系樹脂、結晶性脂肪族ポリエステル、結晶性半芳香族ポリエステル、結晶性全芳香族ポリエステル等の結晶性熱可塑性ポリエステル系樹脂などが挙げられる。また、液晶ポリマーとしては、液晶性脂肪族ポリエステル、液晶性半芳香族ポリエステル、液晶性全芳香族ポリエステル等が挙げられる。 In particular, a thermoplastic resin is preferred for insert molding with a substrate. Examples of the thermoplastic polyester resin include amorphous thermoplastic polyester resins such as amorphous aliphatic polyester, amorphous semi-aromatic polyester, and amorphous wholly aromatic polyester, crystalline aliphatic polyester, and crystalline semi-aromatic polyester. Examples thereof include crystalline thermoplastic polyester resins such as aromatic polyesters and crystalline wholly aromatic polyesters. Examples of the liquid crystal polymer include liquid crystalline aliphatic polyester, liquid crystalline semi-aromatic polyester, and liquid crystalline wholly aromatic polyester.
これら種々の熱可塑性ポリエステル系樹脂の中でも、樹脂単体での熱伝導率が高いことから、高結晶性あるいは液晶性の樹脂を用いることが好ましい。樹脂によっては、成形条件によって結晶化度が変化する場合もあるが、そのような場合には高結晶性となるような成形条件を選択することで、得られる樹脂成形体の熱伝導性を高めることができる。
結晶性ポリエステルの中でも、入手が容易であるという点から、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリ１，４−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート、等を用いることが好ましい。また、液晶ポリマーとしては、特許文献２に記載されているメソゲン基／スペーサーの繰り返し単位を主鎖に含む特定構造を有した液晶ポリマーなどは、樹脂自体の熱伝導率が高く、本発明に用いる樹脂としても好適である。
Among these various thermoplastic polyester resins, it is preferable to use a highly crystalline or liquid crystalline resin because the resin itself has high thermal conductivity. Depending on the resin, the crystallinity may change depending on the molding conditions. In such a case, the thermal conductivity of the resulting resin molding is increased by selecting molding conditions that result in high crystallinity. be able to.
Among crystalline polyesters, polyethylene terephthalate, polypropylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene-2,6-naphthalate, polybutylene naphthalate,
また、一般的に樹脂ではアルミニウムのような金属では必要となる表面処理や塗装を施さずとも放射率が高いという特徴がある。この特長を生かす上で、塗装せずとも意匠性の良いポリエチレンテレフタレートは特に好ましい。
熱伝導性フィラーとしては、市販されている一般的な良熱伝導性材を用いることが出来る。なかでも、熱伝導率、入手性、絶縁性や電磁波シールド性や電磁波吸収性などの電気特性を付与可能、充填性、毒性、等種々の観点から、グラファイト、ダイヤモンド、等の炭素化合物；酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛等の金属酸化物；窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の金属窒化物；炭化ホウ素、炭化アルミニウム、炭化ケイ素等の金属炭化物；水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物；炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム等の金属炭酸塩；結晶性シリカ：アクリロニトリル系ポリマー焼成物、フラン樹脂焼成物、クレゾール樹脂焼成物、ポリ塩化ビニル焼成物、砂糖の焼成物、木炭の焼成物等の有機性ポリマー焼成物；Ｚｎフェライトとの複合フェライト；Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系三元合金；金属粉末、等が好ましく挙げられる。
In addition, the resin is characterized by high emissivity without the surface treatment or painting required for metals such as aluminum. In order to take advantage of this feature, polyethylene terephthalate having a good design without being painted is particularly preferable.
As the heat conductive filler, a commercially available general good heat conductive material can be used. Among them, carbon compounds such as graphite, diamond, and the like from various viewpoints such as thermal conductivity, availability, electrical insulating properties, electromagnetic shielding properties and electromagnetic wave absorption properties, filling properties, toxicity, etc .; aluminum oxide Metal oxides such as magnesium oxide, beryllium oxide, titanium oxide, zirconium oxide, and zinc oxide; metal nitrides such as boron nitride, aluminum nitride, and silicon nitride; metal carbides such as boron carbide, aluminum carbide, and silicon carbide; Metal hydroxides such as aluminum and magnesium hydroxide; metal carbonates such as magnesium carbonate and calcium carbonate; crystalline silica: calcined acrylonitrile polymer, calcined furan resin, calcined cresol resin, calcined polyvinyl chloride, sugar Baked product of organic polymer such as baked product of charcoal, baked product of charcoal; Zn ferrite Composite ferrite; Fe-Al-Si ternary alloy; metal powders, and the like preferably.
さらに、入手性や熱伝導性の観点から、グラファイト、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、水酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム、結晶化シリカがより好ましく、グラファイト、α―アルミナ、六方晶窒化ホウ素、窒化アルミニウム、水酸化アルミニウム、Ｍｎ−Ｚｎ系ソフトフェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系ソフトフェライト、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系三元合金（センダスト）、カルボニル鉄、鉄ニッケル合金（パーマロイ）がより好ましく、鱗辺状の窒化ホウ素粉末、鱗辺状のタルク粉末、球状化グラファイト、丸み状あるいは球状のα―アルミナ、球状化六方晶窒化ホウ素、窒化アルミニウム、水酸化アルミニウム、Ｍｎ−Ｚｎ系ソフトフェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系ソフトフェライト、球状Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系三元合金（センダスト）、カルボニル鉄、が特に好ましい。本発明でカルボニル鉄を用いる場合には、還元カルボニル鉄粉であることが望ましい。還元カルボニル鉄粉とは、標準グレードではなく、還元グレードに分類されるカルボニル鉄粉であり、標準グレードに比べ、カーボンと窒素の含有量が低いことが特徴である。 Further, from the viewpoint of availability and thermal conductivity, graphite, aluminum oxide, magnesium oxide, boron nitride, aluminum nitride, silicon carbide, aluminum hydroxide, magnesium carbonate, and crystallized silica are more preferable, graphite, α-alumina, hexagonal Crystalline boron nitride, aluminum nitride, aluminum hydroxide, Mn—Zn soft ferrite, Ni—Zn soft ferrite, Fe—Al—Si ternary alloy (Sendust), carbonyl iron, iron nickel alloy (Permalloy) are more preferable Scale-like boron nitride powder, scale-like talc powder, spheroidized graphite, round or spherical α-alumina, spheroidized hexagonal boron nitride, aluminum nitride, aluminum hydroxide, Mn-Zn soft ferrite, Ni-Zn soft ferrite, spherical Fe- Al-Si ternary alloys (Sendust) and carbonyl iron are particularly preferred. When carbonyl iron is used in the present invention, reduced carbonyl iron powder is desirable. The reduced carbonyl iron powder is not a standard grade but a carbonyl iron powder classified into a reduced grade, and is characterized by a lower carbon and nitrogen content than the standard grade.
これら熱伝導性フィラーは、高熱伝導性樹脂１００体積部に対して、５〜６０体積部配合される。さらに好ましくは、１０〜５０体積部配合される。熱伝導性フィラーの配合量が５体積部を下回ると、樹脂の熱伝導性は低く、本願発明におけるヒートシンクとして十分な放熱機能を果たさない。一方、熱伝導性フィラーの配合量が６０体積部を超えると、成形時の流動性が低く成形し難い、成形体が脆くなるなどの問題が生じる。 These heat conductive fillers are blended in an amount of 5 to 60 parts by volume with respect to 100 parts by volume of the high heat conductive resin. More preferably, 10-50 volume parts is mix | blended. When the blending amount of the heat conductive filler is less than 5 parts by volume, the heat conductivity of the resin is low and the heat dissipation function sufficient as a heat sink in the present invention is not achieved. On the other hand, when the blending amount of the heat conductive filler exceeds 60 parts by volume, problems such as low fluidity during molding and difficulty in molding and brittleness of the molded product occur.
＜成形方法＞
高熱伝導性樹脂の成形には射出成形、押出成形、プレス成形、ブロー成形、等種々の熱可塑性樹脂成形法により成形することが可能であるが、形状の自由度や成形サイクルが短く生産性に優れることから射出成形法、又は形状は限られるが成形体を連続的に得られ生産性が高いことから押出成形により成形された成形体であることが好ましい。この際用いられる成形機や金型には特に制限は無く、所定の目的形状の成形体が得られるように設計された金型を用いることが好ましい。
<Molding method>
High heat conductive resin can be molded by various thermoplastic resin molding methods such as injection molding, extrusion molding, press molding, blow molding, etc. Although it is excellent in the injection molding method or shape, it is preferably a molded body formed by extrusion molding because a molded body is continuously obtained and productivity is high. There are no particular limitations on the molding machine and mold used at this time, and it is preferable to use a mold designed to obtain a molded body having a predetermined target shape.
また高熱伝導性樹脂と基材との一体化において、図２に示したようなインサート成形は材料が密着するため熱が伝わり易い、はめ込みや接着等の後工程が不要であるという特徴を持ち好ましい。射出成形及び押出成形は、インサート成形に好適なため特に好ましい。
＜基材＞
基材は高熱伝導性樹脂と一体化させ、高熱伝導性樹脂単体では不十分な均熱効果を補助するために用いる。基材は熱伝導率が高いほど均熱効果が大きく、より放熱に適したヒートシンクとなる。基材の熱伝導率は具体的には１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましく、３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上がより好ましい。１０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率であれば高熱伝導性樹脂と同程度となり一体化によるヒートシンク放熱性の向上が見込まれない。熱伝導率の上限は特に制限されず、高ければ高いほどヒートシンクの放熱性は向上するが、一般的には３０００Ｗ／ｍ・Ｋ以下、さらには２０００Ｗ／ｍ・Ｋ以下、のものが用いられる。
Further, in the integration of the high thermal conductive resin and the base material, the insert molding as shown in FIG. 2 is preferable because the material is in close contact and heat is easily transmitted, and there is no need for a subsequent process such as fitting or bonding. . Injection molding and extrusion molding are particularly preferable because they are suitable for insert molding.
<Base material>
The base material is integrated with the high thermal conductive resin, and is used for assisting the soaking effect that is insufficient with the high thermal conductive resin alone. The higher the thermal conductivity of the base material, the greater the soaking effect, and the heat sink is more suitable for heat dissipation. Specifically, the thermal conductivity of the substrate is preferably 10 W / m · K or more, and more preferably 30 W / m · K or more. If the thermal conductivity is 10 W / m · K or less, it becomes the same level as the high thermal conductive resin, and improvement of heat sink heat dissipation by integration is not expected. The upper limit of the thermal conductivity is not particularly limited, and the higher the heat conductivity, the better the heat dissipation of the heat sink. Generally, the heat conductivity is 3000 W / m · K or less, further 2000 W / m · K or less.
基材には、アルミニウム、銅、マグネシウムをはじめとする高熱伝導性金属、グラファイト、ダイヤモンド等の高熱伝導性炭素材料、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、チタン酸バリウムなどのセラミック材料、また、前述した高熱伝導性樹脂に用いられる熱伝導性フィラーを押し固めた成形体や焼結体などを用いることができる。 High thermal conductivity metals such as aluminum, copper and magnesium, high thermal conductivity carbon materials such as graphite and diamond, boron nitride, aluminum nitride, silicon nitride, aluminum oxide, magnesium oxide, titanium oxide, zirconium oxide Further, ceramic materials such as zinc oxide and barium titanate, and compacts and sintered bodies obtained by compacting the heat conductive filler used in the above-described high heat conductive resin can be used.
＜基材の形状＞
本発明のヒートシンクに用いる基材は複数用いてもよく、発熱体の数や配置に応じて用いることが望ましい。
基材は発熱量に応じて形状を変えることが好ましい。その表面積［ｍｍ2］が発熱量［Ｗ］に対して、１５ｍｍ2／Ｗ以上６００ｍｍ2／Ｗ以下であり、熱源対向面に沿った方向の基材の熱抵抗が２．５Ｋ／Ｗ以上１００Ｋ／Ｗ以下であることが好ましい。より好ましくは、基材の表面積［ｍｍ2］が発熱量［Ｗ］に対して、２０ｍｍ2／Ｗ以上３２０ｍｍ2／Ｗ以下であり、熱源対向面に沿った方向の熱抵抗が５Ｋ／Ｗ以上５０Ｋ／Ｗ以下であり、更に好ましくは基材の表面積［ｍｍ2］が発熱量［Ｗ］に対して、５０ｍｍ2／Ｗ以上１５０ｍｍ2／Ｗ以下であり、熱源対向面に沿った方向の熱抵抗が１０Ｋ／Ｗ以上３３Ｋ／Ｗ以下である。ここで「熱源対向面に沿った方向」とは、図１の構造を例にとれば、熱源対向面６に含まれる任意の方向（放熱方向Ａに垂直な方向）を言う。
<Base material shape>
A plurality of base materials used for the heat sink of the present invention may be used, and it is desirable to use them according to the number and arrangement of heating elements.
It is preferable to change the shape of the substrate according to the amount of heat generated. The surface area [mm 2 ] is 15 mm 2 / W or more and 600 mm 2 / W or less with respect to the calorific value [W], and the thermal resistance of the substrate in the direction along the heat source facing surface is 2.5 K / W or more and 100 K. / W or less is preferable. More preferably, the surface area [mm 2 ] of the substrate is 20 mm 2 / W or more and 320 mm 2 / W or less with respect to the calorific value [W], and the thermal resistance in the direction along the heat source facing surface is 5 K / W or more. 50 K / W or less, more preferably, the surface area [mm 2 ] of the base material is 50 mm 2 / W or more and 150 mm 2 / W or less with respect to the calorific value [W], and the heat in the direction along the heat source facing surface Resistance is 10 K / W or more and 33 K / W or less. Here, the “direction along the heat source facing surface” refers to an arbitrary direction (a direction perpendicular to the heat radiation direction A) included in the heat
基材は熱を広げて、高熱伝導性樹脂へ伝える役割をするので、熱抵抗が大きくなり過ぎない範囲で、体積よりも表面積（熱源対向面あるいは熱源対向面に平行な面の表面積；図１に“Ｃ”で示す）が重視されることが好ましい。熱抵抗が前述の範囲を上回る場合は発熱体の熱が十分に伝わらない。下回る場合には伝熱性能は十分であるが、重く、高コストなヒートシンクとなる。発熱量あたりの表面積Ｃが上記の範囲を下回る場合は発熱体の熱が十分に放熱できず、全体が高温になる。上回る場合には放熱性能は十分であるが、大型、複雑形状なヒートシンクとなる。 Since the base material plays a role of spreading heat and transferring it to the high thermal conductive resin, the surface area (the surface area of the heat source facing surface or a surface parallel to the heat source facing surface; the surface area is larger than the volume within a range where the thermal resistance is not excessively large; (Indicated by “C”) is preferred. When the thermal resistance exceeds the above range, the heat of the heating element is not sufficiently transmitted. If the temperature is lower, the heat transfer performance is sufficient, but the heat sink is heavy and expensive. When the surface area C per calorific value is less than the above range, the heat of the heating element cannot be sufficiently dissipated and the whole becomes high temperature. If it exceeds, the heat dissipation performance is sufficient, but the heat sink has a large size and a complicated shape.
本発明のヒートシンクでは、高熱伝導性樹脂と基材を用いるためそれぞれが得意とする形状を組み合わせることができ、高コストになりがちな基材を単純な形状で用いることが可能なため、放熱性などの物性を向上させつつ低コスト化も可能である。例えば、基材を板状や棒状、筒状にすれば、押出加工や引抜加工が可能であるので製造容易となる。切削やダイキャスト法でブロックを製造するよりも低価格であり、入手性が良く、好ましい。 In the heat sink of the present invention, since a highly heat conductive resin and a base material are used, the respective shapes can be combined, and a base material that tends to be expensive can be used in a simple shape. The cost can be reduced while improving the physical properties. For example, if the base material is formed into a plate shape, a rod shape, or a cylinder shape, since extrusion or drawing can be performed, manufacturing becomes easy. This is preferable because it is less expensive than block production by cutting or die-casting, has good availability.
＜線膨張率＞
高熱伝導性樹脂と基材を一体化させるためには、両者の線膨張率が近いことが好ましい。基材として用いる金属やセラミックの線膨張率との整合性から高熱伝導性樹脂の線膨張率は１×１０-6／℃以上１００×１０-6／℃以下が好ましく、１０×１０-6／℃以上５０×１０-6／℃以下がより好ましい。これらの範囲を超える場合には、材料間の線膨張率の差からクラックや剥離が発生する恐れがあり、形状や使用温度に注意を払う必要がある。
<Linear expansion coefficient>
In order to integrate the high thermal conductive resin and the base material, it is preferable that the linear expansion coefficients of both are close. Linear expansion coefficient of the high thermal conductivity resin from the consistency of the metal and ceramic linear expansion coefficient is preferably 1 × 10 -6 / ℃ least 100 × 10 -6 / ℃ or less is used as the substrate, 10 × 10 -6 / More preferably, it is not lower than 50 ° C. and not higher than 50 × 10 −6 / ° C. When these ranges are exceeded, cracks and peeling may occur due to the difference in linear expansion coefficient between materials, and attention must be paid to the shape and operating temperature.
本発明のヒートシンクを採用することにより、従来の金属ヒートシンクと比べて放熱性に遜色なく、加工性、生産性、軽量性に優れたヒートシンクを得ることができる。 By adopting the heat sink of the present invention, it is possible to obtain a heat sink excellent in workability, productivity, and lightness as compared with a conventional metal heat sink.
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。
図１は、高熱伝導性樹脂と基材とを一体化して成形したヒートシンク１を示す部分断面斜視図である。
この実施形態のヒートシンク１は、高熱伝導性樹脂２と、金属又はセラミックスの成形体である基材３とからなる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a partial cross-sectional perspective view showing a
The
基材３は、表面に突出部を含む立体形状をなしている。具体的には基材３は、直方体状の基材本体３ａと、基材本体３ａの両辺部から横に突出した突出部３ｂと、基材本体３ａの上方主面から上方に突出した立設片３ｃとからなる。この突出部３ｂは、高熱伝導性樹脂２を成形する場合に、高熱伝導性樹脂２との接触面積を広げて、高熱伝導性樹脂２との結合力を増すためのものである。また立設片３ｃは、高熱伝導性樹脂２を成形する場合の位置決めのために用いられ、成形後はそのままヒートシンク１のフィン５の一部となるものである。
The
なお、基材３は何らかの立体形状をなしていればよく、突出部３ｂや立設片３ｃの存在は、本発明の実施に必須のものではない。
この基材３に結合するように成形された高熱伝導性樹脂２は、基材３の突出部３ｂに結合する底板部４と、底板部４からそれぞれ立設される、平行に配列された複数の櫛型のフィン５とを含むように成形される。
In addition, the
The high thermal
底板部４は、基材本体３ａの突出部３ｂと下方主面３ｄとを覆っている。基材本体３ａの下方主面３ｄを覆う部分は、一つの平面を形成する。その平面は、熱源に対向する「熱源対向面６」となる。熱源対向面６と基材本体３ａの下方主面との間隔は、所定の厚みＤを有する。
図２は、金型７を用いて、この実施形態のヒートシンク１を製造している状態を示す断面図である。金型７内には、複数のフィン５に対応する複数の溝７ａが形成されている。この溝７ａの一つに、前述した基材本体３ａの立設片３ｃを差し込んで、基材３の位置を決めて、溶融した高熱伝導性樹脂２を充填し、冷却後、金型７を外せばヒートシンク１が製造される。
The
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the
この実施形態のヒートシンク１は、図１に示したように、熱源対向面６は高熱伝導性樹脂２で形成されており、熱源対向面６と基材本体３ａの下方主面との間隔は、所定の厚みＤを有していた。
しかし、図３に示すように、基材本体３ａの下方主面３ｄが露出して、所定の厚みＤ＝０となる実施例も可能である。すなわち、高熱伝導性樹脂２でなく、基材３が熱源対向面６を構成する。この構造を採用すれば、基材３に熱源を当接させることにより、熱は基材全体に素早く広がり、基材３の全体から高熱伝導性樹脂２を通して外部へ放出することができる。
In the
However, as shown in FIG. 3, an embodiment in which the lower
図４〜図６は、高熱伝導性樹脂と基材とを一体化して成形したヒートシンク１をＬＥＤ電球に適用した例を示す。図４は全体斜視図であり、図５は中心線で切断した縦断面斜視図、図６は水平方向で切った断面図である。
図４に示すように、ＬＥＤ電球は筐体部１０、グローブ部１１及び口金部１４からなる。筐体部１０は従来アルミダイキャストで形成されていたが、本発明の実施形態では、高熱伝導性樹脂２と基材３とを一体化して成形したヒートシンク１を用いる。筐体部１０の上面は、アルミニウムなど熱伝導性の良好な金属で形成されたＬＥＤ実装基板１３が装着され、ＬＥＤ実装基板１３上にＬＥＤ素子１２が搭載されている。
FIGS. 4-6 shows the example which applied the
As shown in FIG. 4, the LED bulb includes a
図５は筐体部１０の内部を示す縦断面図である。筐体部１０の内部には、円筒状の絶縁ケース１５が設置されている。この絶縁ケース１５は紙、フェノール樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ＡＢＳなどの熱可塑性樹脂などの絶縁樹脂で形成され、その内部には図示しない点灯回路部品が配置されている。点灯回路は、商用交流電源を、ＬＥＤ素子を点灯駆動するための直流電源に変換する回路である。絶縁ケース１５の周側面は、本発明の実施形態のヒートシンク１に接触している。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the inside of the
ヒートシンク１は、絶縁ケース１５の周側面に直接接触する金属筒３と、この金属筒３の外周面に接合する高熱伝導性樹脂部２とを含む。これらの金属筒３と高熱伝導性樹脂部２とは、インサート成形により一体化して成形されたものである。
金属筒３は本発明の「基材」に相当するものであり、高熱伝導性の金属であるアルミニウム、アルミニウム合金などで形成される。
The
The
高熱伝導性樹脂部２は金属筒３の周側面を覆う円筒部２ａと、円筒部２ａから放射状に延びる複数の三角フィン５と、円筒部２ａの上端面に形成されたテーブル状の円板部２ｂとを含んでいる。これらの円筒部２ａ、三角フィン５、円板部２ｂとは、高熱伝導性樹脂によって一体的に形成されている。
円板部２ｂの上面には、前述したようにＬＥＤ実装基板１３が装着され、ＬＥＤ実装基板１３上にＬＥＤ素子１２が搭載されている。
The high thermal
As described above, the
このＬＥＤ電球の発熱体は、ＬＥＤ素子１２を搭載したＬＥＤ実装基板１３である。したがって、テーブル状の円板部２ｂの上面が、熱源に対向する「熱源対向面」となる。
この熱源対向面と、「基材」である金属筒３の上端部との間には、高熱伝導性樹脂２の円板部２ｂが、厚さＤの距離を離して介在されている。厚さＤは３ｍｍ以下に設定される。
The heating element of this LED bulb is an
Between the heat source facing surface and the upper end portion of the
このようなヒートシンクの構造により、ＬＥＤ素子１２を搭載したＬＥＤ実装基板１３で発生する熱は、円板部２ｂを厚さＤ方向に通過して、金属筒３の上端部に伝達される。金属筒３は高熱伝導性金属であるアルミニウム、アルミニウム合金などで形成されているので、熱は素早く金属筒３の全体に広がり、十分な均熱効果を発揮する。そして熱は、金属筒３の周側面から高熱伝導性樹脂部２に伝わり、複数の三角フィン５を介して空気中に放射される。
With such a heat sink structure, heat generated in the
このＬＥＤ電球は、従来のように筐体部１０がアルミニウムなどの金属でなく、主に高熱伝導性樹脂で形成されているので、重量が軽いという利点があるとともに、筐体部１０が複雑な形状であっても容易に製造できる。また、高熱伝導性樹脂は、表面処理や塗装を施さずとも熱放射率が高く、放熱性に有利である。また、成形時にカラーマスターを使用するなどして、樹脂自体に着色することも極めて容易であり、視覚性、意匠性に優れたＬＥＤ電球を容易に製造できるといった利点もある。
This LED bulb has the advantage that the weight is light and the
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に拘束されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更を施すことが可能である。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed within a range not impairing the gist of the present invention.
次に、本発明について実施例に基づき更に詳細に説明するが、本発明の応用範囲は広く、実施例のみに制限されるものではない。
＜熱伝導性フィラー＞
鱗片形状六方晶窒化ホウ素粉末（ＦＩＬ−１）：オルトホウ酸５３重量部、メラミン４３重量部、硝酸リチウム４重量部をヘンシェルミキサーで混合した後、純水２００重量部を添加し８０℃で８時間攪拌してからろ過し、１５０℃で１時間乾燥後した。得られた化合物を窒素雰囲気下９００℃で１時間加熱し、更に窒素雰囲気下１８００℃で焼成・結晶化させた。得られた焼成物を粉砕して鱗片形状六方晶窒化ホウ素粉末（ＦＩＬ−１）を得た。得られた粉末の数平均粒径は４８μｍ、白色度は９２、黒鉛化指数は１．０、タップ密度は０．７７ｇ／ｃｍ3であった。また本粉末を単独で固化させ熱伝導率を測定した結果熱伝導率は３００Ｗ／ｍＫであり、且つ電気絶縁性であった。
Next, the present invention will be described in more detail based on examples, but the scope of application of the present invention is wide and is not limited to only the examples.
<Thermal conductive filler>
Scale-shaped hexagonal boron nitride powder (FIL-1): 53 parts by weight of orthoboric acid, 43 parts by weight of melamine, and 4 parts by weight of lithium nitrate were mixed with a Henschel mixer, 200 parts by weight of pure water was added, and the mixture was heated at 80 ° C. for 8 hours. After stirring, it was filtered and dried at 150 ° C. for 1 hour. The obtained compound was heated at 900 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere, and further fired and crystallized at 1800 ° C. in a nitrogen atmosphere. The obtained fired product was pulverized to obtain a scale-shaped hexagonal boron nitride powder (FIL-1). The number average particle diameter of the obtained powder was 48 μm, the whiteness was 92, the graphitization index was 1.0, and the tap density was 0.77 g / cm 3 . Moreover, as a result of solidifying this powder independently and measuring the thermal conductivity, the thermal conductivity was 300 W / mK and it was electrically insulating.
鱗片形状六方晶窒化ホウ素粉末（ＦＩＬ−２）：鱗片形状六方晶窒化ホウ素粉末を凝集処理させた、凝集処理六方晶窒化ホウ素粉末（National Nitride Technologies Co.,Ltd.製ＮＷ１５０、単体での熱伝導率６０Ｗ／ｍ・Ｋ、数平均粒径１５０μｍ、白色度７８、黒鉛化指数１２、タップ密度０．８０ｇ／ｃｍ3）。
ガラス繊維（ＦＩＬ−３）：ガラス繊維（日本電気硝子（株）製Ｔ１８７Ｈ／ＰＬ、単体での熱伝導率１．０Ｗ／ｍ・Ｋ、繊維直径１３μｍ、数平均繊維長３．０ｍｍ）
天然鱗片状黒鉛粉末（ＦＩＬ−４）：天然鱗片状黒鉛粉末（中越黒鉛（株）製ＢＦ−２５０Ａ、単体での熱伝導率１２００Ｗ／ｍＫ、体積平均粒子径２５０．０μｍ、導電性）
＜液晶ポリマー＞
還流冷却器、温度計、窒素導入管および攪拌棒を備え付けた密閉型反応器に、４，４'−ジヒドロキシビフェニル、セバシン酸および無水酢酸をモル比でそれぞれ１：１．０５：２．２の割合で仕込み、酸化アンチモンを触媒とし、窒素ガスを緩やかに流しながら、内容物を攪拌しつつ還流温度まで昇温した。還流温度にて５時間保温したのち、還流冷却器をリービッヒ冷却器と交換し、さらに２００℃まで昇温しながら酢酸を留去した。さらに１℃／分の速度で３００℃まで昇温し、３００℃で生じる酢酸を留去しながら１時間３０分重合させた。酢酸の留出量が理論酢酸生成量の９０％に到達した時点で引き続きその温度を保ったまま、約２０分かけて０．５torr以下に減圧し、高分子量まで溶融重合を行った。１時間後、不活性ガスで常圧に戻し、生成したポリマーを取り出すことにより液晶ポリマーを得た。
Scale-shaped hexagonal boron nitride powder (FIL-2): Aggregated hexagonal boron nitride powder obtained by agglomeration of scale-shaped hexagonal boron nitride powder (NW150 manufactured by National Nitride Technologies Co., Ltd., single-body heat conduction 60 W / m · K, number average particle size 150 μm, whiteness 78,
Glass fiber (FIL-3): Glass fiber (T187H / PL manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., thermal conductivity of 1.0 W / m · K alone, fiber diameter of 13 μm, number average fiber length of 3.0 mm)
Natural scaly graphite powder (FIL-4): natural scaly graphite powder (BF-250A manufactured by Chuetsu Graphite Co., Ltd., thermal conductivity 1200 W / mK alone, volume average particle diameter 250.0 μm, conductivity)
<Liquid crystal polymer>
In a closed reactor equipped with a reflux condenser, a thermometer, a nitrogen inlet tube and a stir bar, 4,4′-dihydroxybiphenyl, sebacic acid and acetic anhydride were each in a molar ratio of 1: 1.05: 2.2. The mixture was charged at a rate, and antimony oxide was used as a catalyst, and the temperature was raised to the reflux temperature while stirring the contents while gently flowing nitrogen gas. After maintaining at reflux temperature for 5 hours, the reflux condenser was replaced with a Liebig condenser, and acetic acid was distilled off while the temperature was raised to 200 ° C. Further, the temperature was raised to 300 ° C. at a rate of 1 ° C./min, and polymerization was carried out for 1
＜高熱伝導性樹脂の製造＞
原料１：ポリエチレンテレフタレート樹脂（三菱化学（株）製 ノバペックス ＰＢＫII）１００重量部、フェノール系安定剤（（株）ＡＤＥＫＡ製ＡＯ−６０）０．２重量部、を混合したものを準備した。
原料２：鱗片形状六方晶窒化ホウ素粉末（ＦＩＬ−１）１００重量部、ガラス繊維（ＦＩＬ−３）５０重量部、エポキシシラン系カップリング剤（信越化学工業（株）製ＫＢＭ−３０３）１重量部、エタノール５重量部、をスーパーフローターで混合して５分間撹拌した後、８０℃にて４時間乾燥したものを準備した。
<Manufacture of high thermal conductive resin>
Raw material 1: What mixed 100 weight part of polyethylene terephthalate resin (Mitsubishi Chemical Co., Ltd. product Novapex PBKII) and 0.2 weight part of phenol type stabilizer (Adeka Co., Ltd. ADEKA) was prepared.
Raw material 2: 100 parts by weight of flaky hexagonal boron nitride powder (FIL-1), 50 parts by weight of glass fiber (FIL-3), 1 weight of epoxysilane coupling agent (KBM-303 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) And 5 parts by weight of ethanol were mixed with a super floater and stirred for 5 minutes, and then dried at 80 ° C. for 4 hours.
原料３：鱗片形状六方晶窒化ホウ素粉末（ＦＩＬ−２）１００重量部、ガラス繊維（ＦＩＬ−３）５０重量部、エポキシシラン系カップリング剤（信越化学工業（株）製ＫＢＭ−３０３）１重量部、エタノール５重量部、をスーパーフローターで混合して５分間撹拌した後、８０℃にて４時間乾燥したものを準備した。
配合例１：原料１、原料２、を別々の重量式フィーダーにセットし、（原料１）／（原料２）の体積比率が５５／４５となるよう混合した後、（株）日本製鋼所製同方向噛合型二軸押出機ＴＥＸ４４ＸＣＴのスクリュー根本付近に設けられたホッパーより投入した。設定温度は原料供給口近傍が２５０℃で、スクリュー先端部に向かって順次設定温度を上昇させ、スクリュー先端部温度を２８０℃に設定した。本条件にて射出成形用サンプルペレットを得た。
Raw material 3: Scale-shaped hexagonal boron nitride powder (FIL-2) 100 parts by weight, glass fiber (FIL-3) 50 parts by weight, epoxy silane coupling agent (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. KBM-303) 1 part by weight And 5 parts by weight of ethanol were mixed with a super floater and stirred for 5 minutes, and then dried at 80 ° C. for 4 hours.
Formulation Example 1:
配合例２：原料１、原料３、を別々の重量式フィーダーにセットし、（原料１）／（原料３）の体積比率が５５／４５となるよう混合した後、配合例１と同様の製造条件にて射出成形用サンプルペレットを得た。
配合例３：液晶ポリマー、天然鱗片状黒鉛粉末（ＦＩＬ−４）を別々の重量式フィーダーにセットし、の体積比率が５０／５０となるよう混合した後、配合例１と同様の製造条件にて射出成形用サンプルペレットを得た。
Formulation Example 2:
Formulation Example 3: Liquid crystal polymer and natural scaly graphite powder (FIL-4) are set in separate weight-type feeders, mixed so that the volume ratio is 50/50, and then subjected to the same production conditions as in Formulation Example 1. Thus, sample pellets for injection molding were obtained.
＜素材の熱伝導率等の測定＞
このようにして得られた各ペレットを１４０℃で４時間乾燥後、東芝機械（株）製７５ｔ射出成形機ＩＳ−７５Ｅ−２Ａにて、試験片を成形し、京都電子工業（株）製ホットディスク法熱物性率測定装置ＴＰＡ−５０１にて、成形体の熱伝導率を測定した。また、熱機械分析装置（ＴＭＡ）により、成形体の線膨張係数を測定した。それぞれの結果を配合とともに表１に示す。
<Measurement of thermal conductivity of materials>
Each pellet thus obtained was dried at 140 ° C. for 4 hours, and then a test piece was molded with a 75 t injection molding machine IS-75E-2A manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd. The thermal conductivity of the molded body was measured with a disk method thermal property measuring device TPA-501. Moreover, the linear expansion coefficient of the molded object was measured with the thermomechanical analyzer (TMA). Each result is shown in Table 1 together with the formulation.
＜温度測定＞
次に、表１記載の配合例１及び配合例２により得た射出成形用サンプルペレットを用いて、アルミニウム合金Ａ５０５２板を加工した基材３とのインサート成形を行い、図７に示した高熱伝導性樹脂２と基材３とが一体化したヒートシンクを作製した。いずれもインサー成形時のクラックは無く、良好なヒートシンクが得られた（実施例１−１，１−２）。
<Temperature measurement>
Next, insert molding was performed with the
対応する比較例として高熱伝導性樹脂単体のみによる、図７と同形状のヒートシンクを作製した（比較例１−１，１−２）。また、ポリエチレン（株式会社プライムポリマー製ハイゼックス３０００Ｂ）を成形したサンプルで図７と同形状のヒートシンクを作製した（比較例１−３）。また、図７と同形状のアルミヒートシンク（ＬＳＩクーラー株式会社製１２Ｆ３１Ｌ３０）を用いた（比較例１−４）。比較例１−１，１−２では基材３は存在しない。
As a corresponding comparative example, heat sinks having the same shape as that of FIG. 7 were produced using only the high thermal conductive resin alone (Comparative Examples 1-1 and 1-2). Moreover, the heat sink of the same shape as FIG. 7 was produced with the sample which shape | molded polyethylene (Hi-Zex 3000B made from Prime Polymer Co., Ltd.) (Comparative Example 1-3). Moreover, the aluminum heat sink (12F31L30 by LSI cooler Co., Ltd.) of the same shape as FIG. 7 was used (Comparative Example 1-4). In Comparative Examples 1-1 and 1-2, the
次に、得られたヒートシンク１を、図７のように熱源Ｈの上に設置し、熱源Ｈと熱源対向面６（−ｚ方向を向いた主面）との間にサーミスタＴｈを差し込んだ。なお図７において、ｘ方向に並んだフィンの間隔ａ、ｚ方向に沿ったフィンの高さｂ、フィンの厚さｔを記入している。基材３内に示した破線矢印Ｅは、熱抵抗の低い基材３の中で熱が速く伝わることを模式的に示す矢印である。
Next, the obtained
熱源Ｈに通電し、室温２５℃、自然対流にて２時間放置し定常状態になっていることを確認し、サーミスタＴｈの検出温度を熱源温度として記録した。熱源温度が低いほど、ヒートシンクの放熱性に優れることになる。評価結果を表２に示す。 The heat source H was energized, allowed to stand for 2 hours at room temperature at 25 ° C. under natural convection, and confirmed to be in a steady state, and the temperature detected by the thermistor Th was recorded as the heat source temperature. The lower the heat source temperature, the better the heat dissipation of the heat sink. The evaluation results are shown in Table 2.
表２記載の結果より、本発明の高熱伝導性樹脂と基材とが一体化したヒートシンク（実施例１−１，１−２）は、高熱伝導性樹脂単体でのヒートシンク（比較例１−１，１−２）やポリエチレン単体でのヒートシンク（比較例１−３）に比べて温度が下がっており、放熱性が高いことが分かる。また本発明のヒートシンク（実施例１−１，１−２）は、アルミ製ヒートシンク（比較例１−４）に近い放熱性を有することがわかる。 From the results shown in Table 2, the heat sink (Examples 1-1 and 1-2) in which the high thermal conductive resin and the base material of the present invention are integrated is a heat sink (Comparative Example 1-1) with a single high thermal conductive resin. , 1-2) and a heat sink made of polyethylene alone (Comparative Example 1-3), the temperature is lowered, and it can be seen that the heat dissipation is high. Moreover, it turns out that the heat sink (Example 1-1, 1-2) of this invention has the heat dissipation close | similar to an aluminum heat sink (Comparative Example 1-4).
＜シミュレーション＞
次に、シミュレーションにより、高熱伝導性樹脂と基材とが一体化したヒートシンクの放熱特性を検討した。ヒートシンクの構造は、特に断らない限り図７に示したものと同様とした。
シミュレーションソフトには、株式会社ソフトウエアクレイドル製：ＳＣＲＹＵ／Ｔｅｔｒａを使用し、定常解析で計算が収束した時点での温度分布を結果として用いた。解析条件としては、流れは層流、輻射・重力は考慮して計算した。シミュレーション温度は、初期温度、周囲温度ともに２０℃とした。ヒートシンクおよび熱源は、自然対流の２０℃の空気の中にあるものとして解析した。
<Simulation>
Next, the heat dissipation characteristics of the heat sink in which the high thermal conductive resin and the base material were integrated were examined by simulation. The structure of the heat sink was the same as that shown in FIG. 7 unless otherwise specified.
As the simulation software, SCRYU / Tetra manufactured by Software Cradle Co., Ltd. was used, and the temperature distribution at the time when the calculation converged in the steady analysis was used as a result. As analysis conditions, the flow was calculated considering the laminar flow and radiation / gravity. The simulation temperature was 20 ° C. for both the initial temperature and the ambient temperature. The heat sink and heat source were analyzed as being in natural convection air at 20 ° C.
シミュレーション結果を表３〜７に示す。 The simulation results are shown in Tables 3-7.
表３は、高熱伝導性樹脂の熱伝導率を０．５Ｗ／ｍＫから６０Ｗ／ｍＫまで４段階に変えて計算を行った結果を示す表である（実施例２−１〜２−４）。なお放熱方向であるフィンの高さ方向（ｚ方向）の熱抵抗をほぼ同一の値に統一するために、フィンの間隔ａ、フィンの高さｂ、フィンの厚さｔ、フィンの枚数を故意に変更して計算をした。また、対応する比較例として高熱伝導性樹脂単体のみによる場合、アルミヒートシンクの場合も計算した。 Table 3 is a table | surface which shows the result of having changed the heat conductivity of highly heat conductive resin into 4 steps from 0.5 W / mK to 60 W / mK (Examples 2-1 to 2-4). In order to unify the heat resistance in the fin height direction (z direction), which is the heat dissipation direction, to the same value, the fin spacing a, fin height b, fin thickness t, and number of fins are intentionally set. The calculation was changed to In addition, as a corresponding comparative example, the case of using only a high thermal conductive resin and the case of an aluminum heat sink were also calculated.
表３によれば、高熱伝導性樹脂の熱伝導率が最も低い実施例２−１でも、樹脂単体の場合と比べて温度がかなり下がっており、基材の存在効果が大きいことがわかる。また、高熱伝導性樹脂の熱伝導率が最も高い実施例２−４では、高熱伝導性樹脂単体のみによる場合や、アルミヒートシンクの場合との温度差が小さく、高熱伝導性樹脂自体の放熱効果が効いていることがわかる。 According to Table 3, even in Example 2-1, in which the thermal conductivity of the high thermal conductive resin is the lowest, the temperature is considerably lowered as compared with the case of the resin alone, and it can be seen that the presence effect of the base material is large. In Example 2-4, where the high thermal conductivity resin has the highest thermal conductivity, the temperature difference between the high thermal conductivity resin alone and the aluminum heat sink is small, and the heat dissipation effect of the high thermal conductivity resin itself is small. You can see that it works.
表４は、熱源と基材３との間に高熱伝導性樹脂を介在させない場合（図７と同様）と、熱源と基材３との間にさらに高熱伝導性樹脂を介在させ、その厚みを２段階に変えた場合との、計算結果を示す表である（実施例３−１〜３−３）。表４から、熱源Ｈと基材３との間に高熱伝導性樹脂が介在していない場合、すなわち熱源対向面６が基材３で形成されている場合のほうが、熱源Ｈと基材３との間に高熱伝導性樹脂が介在している場合、すなわち熱源対向面６が高熱伝導性樹脂で形成されている場合よりも、放熱性が優れていることが分かる。しかし、熱源対向面６が高熱伝導性樹脂で形成されている場合でも、３ｍｍ程度ならば、十分な放熱性は得られている。そして当該高熱伝導性樹脂の厚さを１ｍｍと薄くすれば、３ｍｍの場合よりも、放熱性がそれだけ優れたものになる。
Table 4 shows the case where a high thermal conductive resin is not interposed between the heat source and the base material 3 (similar to FIG. 7), and a thickness of the high thermal conductive resin is further interposed between the heat source and the
表５は、基材の熱源対向面６の印加電力あたりの面積を５０mm2／Ｗから３２０mm2／Ｗ０Ｗ／ｍＫまで４段階に変えて計算を行った結果を示す表である（実施例４−１〜４−４）。なおフィンの高さ方向（ｚ方向）の熱抵抗をほぼ同一の値に統一するために、フィンの間隔ａ、フィンの高さｂ、フィンの厚さｔ、フィンの枚数を故意に変更して計算をしている。また、実施例４−１〜４−３では、印加電力あたりの面積を変えるため、ヒートシンクの底面積を３０mm角に統一し印加電力の値を１８Ｗから５Ｗまで調節している。実施例４−４では、印加電力の値を５Ｗに維持し、ヒートシンクの底面積を４０mm角に広げている。
Table 5 is a table showing the results of calculation by changing the area per applied power of the heat
対応する比較例として高熱伝導性樹脂単体のみによる場合、アルミヒートシンクの場合も計算した。
表５によれば、印加電力あたりの表面積が大きいほど放熱性は優れている。また印加電力あたりの表面積の大小に係わらず、本発明の高熱伝導性樹脂と基材とが一体化したヒートシンクは、高熱伝導性樹脂単体のみによる場合とアルミヒートシンクの場合との中間の放熱性を示していることがわかる。
As a corresponding comparative example, the calculation was performed for the case of using only a high thermal conductive resin alone and for the case of an aluminum heat sink.
According to Table 5, the greater the surface area per applied power, the better the heat dissipation. Regardless of the surface area per applied power, the heat sink in which the high thermal conductive resin and the substrate of the present invention are integrated has an intermediate heat dissipation between the case of using only the high thermal conductive resin and the case of the aluminum heat sink. You can see that
表６は、基材の熱源対向面６に沿った方向、すなわち図７のｘ−ｙ平面に沿った方向の熱抵抗を２．５Ｋ／Ｗから５０Ｋ／Ｗまで３段階に変えて計算を行った結果を示す表である（実施例５−１〜５−３）。なおｘ−ｙ平面に沿った方向の熱抵抗は、基材のｚ方向の厚さを変えることにより変化させている。
対応する比較例として高熱伝導性樹脂単体のみによる場合、アルミヒートシンクの場合も計算した。
Table 6 shows the calculation by changing the thermal resistance in the direction along the heat
As a corresponding comparative example, the calculation was performed for the case of using only a high thermal conductive resin alone and for the case of an aluminum heat sink.
表６によれば、本発明の高熱伝導性樹脂と基材とが一体化したヒートシンクでは、ｘ−ｙ平面に沿った方向の熱抵抗が小さいほど、温度の低下が大きくなり、優れた放熱性を示すことがわかる。これは、全体的に熱が放熱されるｚ方向と直角な、ｘ−ｙ平面に沿った方向であっても、基材がそのｘ−ｙ平面に沿った方向に熱を伝えやすければ、ｚ方向への放熱も速くなることを示している。すなわち図７の破線矢印Ｅに示すように、基材３の中で熱が速く分散できるような基材３の構造、素材を選ぶことによって、さらに放熱性に優れるヒートシンクを製作することができることが分かる。
According to Table 6, in the heat sink in which the high thermal conductive resin of the present invention and the base material are integrated, the smaller the thermal resistance in the direction along the xy plane, the greater the temperature drop, and the better heat dissipation. It can be seen that This is because if the substrate can easily conduct heat in the direction along the xy plane even if the direction is along the xy plane perpendicular to the z direction in which heat is radiated as a whole, It shows that the heat dissipation in the direction is faster. That is, as shown by the broken line arrow E in FIG. 7, by selecting the structure and material of the
表７は、フィンの高さ方向の熱抵抗を２３．８Ｋ／Ｗから１０００Ｋ／Ｗまで５段階に変えて計算を行った結果を示す表である（実施例６−１〜６−５）。なおフィンの高さ方向の熱抵抗は、フィンの高さｂ、厚さｔ、枚数、間隔ａを変えることにより変化させている。
対応する比較例として高熱伝導性樹脂単体のみによる場合、アルミヒートシンクの場合も計算した。
Table 7 is a table | surface which shows the result of having changed the thermal resistance of the height direction of a fin from 23.8K / W to 1000K / W, and having performed the calculation (Examples 6-1 to 6-5). The heat resistance in the height direction of the fins is changed by changing the height b, thickness t, number of fins, and interval a of the fins.
As a corresponding comparative example, the calculation was performed for the case of using only a high thermal conductive resin alone and for the case of an aluminum heat sink.
表７によれば、フィンの高さ方向の熱抵抗の大小に係わらず、本発明の高熱伝導性樹脂と基材とが一体化したヒートシンクは、高熱伝導性樹脂単体のみによる場合とアルミヒートシンクの場合との中間の放熱性を示していることがわかる。
これらの表２−表７の結果より、下記の要件を満たす、高熱伝導性樹脂組成物と、金属又はセラミックスの成形体である基材とを一体化して成形した高熱伝導性樹脂を用いたヒートシンクが、特に放熱性に優れている事がわかる。
（１）高熱伝導性樹脂組成物の熱伝導率が、０．５［Ｗ／ｍＫ］以上、６０［Ｗ／ｍＫ］以下である。
（２）基材との間に高熱伝導性樹脂が３ｍｍ以下の厚さで介在されている。
（３）熱源対向面６の表面積[ｍｍ2]が熱源の発熱量[Ｗ]に対し、５０［ｍｍ２／Ｗ］以上である。
（４）基材の熱源対向面に沿った方向の熱抵抗が、１００[Ｋ/Ｗ]以下である。
（５）放熱フィンの放熱方向（高さ方向）の熱抵抗が、放熱フィン全体で１０００[Ｋ/Ｗ]以下である。
According to Table 7, regardless of the thermal resistance in the height direction of the fin, the heat sink in which the high thermal conductive resin and the base material of the present invention are integrated is the case of using only the high thermal conductive resin alone and the aluminum heat sink. It can be seen that the heat dissipation is intermediate between the cases.
From the results of Table 2 to Table 7, a heat sink using a highly thermally conductive resin formed by integrating a highly thermally conductive resin composition that satisfies the following requirements and a base material that is a molded body of metal or ceramics. However, it can be seen that the heat dissipation is particularly excellent.
(1) The thermal conductivity of the high thermal conductive resin composition is 0.5 [W / mK] or more and 60 [W / mK] or less.
(2) A highly thermally conductive resin is interposed between the substrate and a thickness of 3 mm or less.
(3) The surface area [mm 2 ] of the heat
(4) The thermal resistance in the direction along the heat source facing surface of the substrate is 100 [K / W] or less.
(5) The heat resistance in the heat radiating direction (height direction) of the radiating fin is 1000 [K / W] or less for the entire radiating fin.
以上のようにして得られたヒートシンク成形体は、樹脂フィルム、樹脂シート、樹脂成形体等の様々な形態で、電子材料、磁性材料、触媒材料、構造体材料、光学材料、医療材料、自動車材料、建築材料、等の各種の用途に幅広く用いることが可能である。本発明で得られた高熱伝導性樹脂成形体は、現在広く用いられている一般的なプラスチック用射出成形機が使用可能であるため、複雑な形状を有する成形体の取得も容易である。本発明の高熱伝導性樹脂成形体に用いられる熱可塑性樹脂組成物は、特に成形加工性良好、高熱伝導性、という優れた特性を有し、発熱源を内部に有する携帯電話等の携帯型電子機器、ディスプレイ、コンピューター等の筐体成形用樹脂として、また、高耐光性、高白色度、高反射率という優れた特性を有することから、電球ソケットや発光管ホルダーといった照明器具部材成形用樹脂として、非常に有用である。 The heat sink molded body obtained as described above is in various forms such as a resin film, a resin sheet, and a resin molded body, and is an electronic material, a magnetic material, a catalyst material, a structural material, an optical material, a medical material, and an automobile material. It can be widely used for various applications such as building materials. Since the general plastic injection molding machine currently widely used can be used for the highly heat conductive resin molding obtained by this invention, acquisition of the molding which has a complicated shape is also easy. The thermoplastic resin composition used for the high thermal conductive resin molding of the present invention has excellent properties such as good moldability and high thermal conductivity, and is a portable electronic device such as a mobile phone having a heat source inside. As a resin for molding casings of equipment, displays, computers, etc., and because it has excellent characteristics such as high light resistance, high whiteness, and high reflectance, it is used as a resin for molding lighting fixtures such as bulb sockets and arc tube holders. Is very useful.
本発明の高熱伝導性樹脂成形体は、家電、ＯＡ機器部品、ＡＶ機器部品、自動車内外装部品、電球形照明等の射出成形体等に好適に使用することができる。特に多くの熱を発する家電製品やＯＡ機器において、外装材料として好適に用いることができる。また、発熱源を内部に有するがファン等による強制冷却が困難な電子機器において、内部で発生する熱を外部へ放熱するために、これらの機器の外装材として好適に用いられる。更に、白色、高い反射率を要求され、蛍光灯のように長尺形状を必要とする照明器具部材としても、好適に用いることができる。 The high thermal conductive resin molded product of the present invention can be suitably used for home appliances, OA equipment parts, AV equipment parts, automotive interior / exterior parts, injection-molded bodies such as light bulb shaped lighting, and the like. In particular, it can be suitably used as an exterior material in home appliances and office automation equipment that generate a lot of heat. In addition, in an electronic device having a heat source inside but difficult to forcibly cool by a fan or the like, it is preferably used as an exterior material of these devices in order to dissipate heat generated inside to the outside. Furthermore, it can be suitably used as a lighting fixture member that is required to have a white color and a high reflectance and requires a long shape like a fluorescent lamp.
これらの中でも好ましい装置として、ノートパソコン等の携帯型コンピューター、ＰＤＡ、携帯電話、携帯ゲーム機、携帯型音楽プレーヤー、携帯型ＴＶ／ビデオ機器、携帯型ビデオカメラ、等の小型あるいは携帯型電子機器類が挙げられ、それらの筐体、ハウジング、外装材用樹脂組成物として、本発明の高熱伝導性樹脂成形体に用いられる熱可塑性樹脂組成物が非常に有用である。 Among these, as preferred devices, small or portable electronic devices such as portable computers such as notebook computers, PDAs, cellular phones, portable game machines, portable music players, portable TV / video devices, portable video cameras, etc. The thermoplastic resin composition used for the highly thermally conductive resin molded product of the present invention is very useful as the resin composition for the casing, housing, and exterior material.
また自動車や電車等におけるバッテリー周辺用、家電機器の携帯バッテリー用、ブレーカー等の配電部品用、モーター等の封止用、の各種材料としても非常に有用に用いることができる。
本発明の高熱伝導性樹脂成形体は従来良く知られている成形体に比べて、耐衝撃性、表面性が良好であり、上記の用途における部品あるいは筐体用として有用な特性を有するものである。
It can also be used very effectively as various materials for battery peripherals in automobiles, trains, etc., for portable batteries of household electrical appliances, for power distribution parts such as breakers, and for sealing motors.
The high thermal conductive resin molded body of the present invention has better impact resistance and surface properties than the conventionally well-known molded body, and has useful properties for parts or casings in the above applications. is there.
即ち、このような成形体は電気・電子工業分野、自動車分野、等、様々な状況で熱対策素材として用いることが可能で、工業的に有用である。 That is, such a molded body can be used as a heat countermeasure material in various situations such as in the electric / electronic industry field and the automobile field, and is industrially useful.
１ ヒートシンク
２ 高熱伝導性樹脂
３ 基材
５ フィン
６ 熱源対向面
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記ヒートシンクは、熱源に対向する熱源対向面を有し、
前記熱源対向面の少なくとも一部は、前記基材によって直接形成されるか、あるいは、前記基材との間に該高熱伝導性樹脂が３ｍｍ以下の厚さで介在されている、ヒートシンク。 A high thermal conductive resin composition comprising a synthetic resin and a thermal conductive filler and having a thermal conductivity of 0.5 [W / mK] or more, and a base material that is a molded body of metal or ceramics A heat sink using a highly thermally conductive resin, which is integrally molded,
The heat sink has a heat source facing surface facing the heat source;
At least a part of the heat source facing surface is formed directly by the base material, or the high heat conductive resin is interposed between the base material and a thickness of 3 mm or less.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011227870A JP2013089718A (en) | 2011-10-17 | 2011-10-17 | Heat sink with highly heat-conducting resin, and led light source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011227870A JP2013089718A (en) | 2011-10-17 | 2011-10-17 | Heat sink with highly heat-conducting resin, and led light source |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013089718A true JP2013089718A (en) | 2013-05-13 |
Family
ID=48533351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011227870A Pending JP2013089718A (en) | 2011-10-17 | 2011-10-17 | Heat sink with highly heat-conducting resin, and led light source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2013089718A (en) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015002198A1 (en) * | 2013-07-01 | 2015-01-08 | 株式会社カネカ | High thermal conductivity thermoplastic resin composition with excellent injection moldability |
| JP2015022991A (en) * | 2013-07-23 | 2015-02-02 | 三菱電機株式会社 | Illuminating device |
| KR101548223B1 (en) * | 2013-10-11 | 2015-08-31 | (주)포인트엔지니어링 | Heat sink for chip mounting substrate and method for manufacturing the same |
| JP2015164121A (en) * | 2014-01-28 | 2015-09-10 | 株式会社小糸製作所 | light source unit |
| JP2016029604A (en) * | 2014-07-25 | 2016-03-03 | 日立アプライアンス株式会社 | Lighting device |
| JP2016058364A (en) * | 2014-09-12 | 2016-04-21 | 東芝ライテック株式会社 | Lamp device and luminaire |
| JP2016058261A (en) * | 2014-09-10 | 2016-04-21 | 信越ポリマー株式会社 | Heat radiation socket and manufacturing method of the same, and led component including heat radiation socket |
| WO2016063541A1 (en) * | 2014-10-23 | 2016-04-28 | 株式会社カネカ | Composite member of thermally conductive resin and metal |
| JP2016106351A (en) * | 2015-07-24 | 2016-06-16 | 東芝ライテック株式会社 | Vehicular lighting device |
| US10301751B2 (en) | 2014-09-08 | 2019-05-28 | Nottingham Trent University | Electronically functional yarns |
| JP2019114558A (en) * | 2019-04-03 | 2019-07-11 | 東芝ライテック株式会社 | Vehicular lighting device and vehicular lighting fixture |
| JP2022511450A (en) * | 2019-01-22 | 2022-01-31 | 長江存儲科技有限責任公司 | Integrated circuit packaging structure and its manufacturing method |
| JP7312350B1 (en) * | 2022-12-26 | 2023-07-21 | 株式会社Ibis | Heating element structure and manufacturing method thereof |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5896757A (en) * | 1981-12-04 | 1983-06-08 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
| US20010024724A1 (en) * | 2000-02-01 | 2001-09-27 | Mccullough Kevin A. | Heat sink assembly with overmolded carbon matrix |
| JP2008251580A (en) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Taisei Plas Co Ltd | Sealing molding of semiconductor substrate, and sealing molding method |
| JP2008283125A (en) * | 2007-05-14 | 2008-11-20 | Naigai Technos:Kk | Composite material and composite body |
| JP2009016415A (en) * | 2007-07-02 | 2009-01-22 | Technes Co Ltd | Resin-made heat sink |
| JP2010077392A (en) * | 2008-09-01 | 2010-04-08 | Yuka Denshi Co Ltd | Heat conductive molded body |
| JP2011061157A (en) * | 2009-09-14 | 2011-03-24 | Starlite Co Ltd | Heatsink for led and led lamp for vehicle |
| WO2011095919A1 (en) * | 2010-02-05 | 2011-08-11 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Thermal management component for led lighting |
-
2011
- 2011-10-17 JP JP2011227870A patent/JP2013089718A/en active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5896757A (en) * | 1981-12-04 | 1983-06-08 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
| US20010024724A1 (en) * | 2000-02-01 | 2001-09-27 | Mccullough Kevin A. | Heat sink assembly with overmolded carbon matrix |
| JP2008251580A (en) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Taisei Plas Co Ltd | Sealing molding of semiconductor substrate, and sealing molding method |
| JP2008283125A (en) * | 2007-05-14 | 2008-11-20 | Naigai Technos:Kk | Composite material and composite body |
| JP2009016415A (en) * | 2007-07-02 | 2009-01-22 | Technes Co Ltd | Resin-made heat sink |
| JP2010077392A (en) * | 2008-09-01 | 2010-04-08 | Yuka Denshi Co Ltd | Heat conductive molded body |
| JP2011061157A (en) * | 2009-09-14 | 2011-03-24 | Starlite Co Ltd | Heatsink for led and led lamp for vehicle |
| WO2011095919A1 (en) * | 2010-02-05 | 2011-08-11 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Thermal management component for led lighting |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2015002198A1 (en) * | 2013-07-01 | 2017-02-23 | 株式会社カネカ | High thermal conductivity thermoplastic resin composition excellent in injection moldability |
| CN105324434A (en) * | 2013-07-01 | 2016-02-10 | 株式会社钟化 | High thermal conductivity thermoplastic resin composition with excellent injection moldability |
| WO2015002198A1 (en) * | 2013-07-01 | 2015-01-08 | 株式会社カネカ | High thermal conductivity thermoplastic resin composition with excellent injection moldability |
| US10030138B2 (en) | 2013-07-01 | 2018-07-24 | Kaneka Corporation | High thermal conductivity thermoplastic resin composition with excellent injection moldability |
| CN105324434B (en) * | 2013-07-01 | 2017-08-25 | 株式会社钟化 | The excellent high thermal conductivity thermoplastic resin composition of injection moldability |
| US20160152823A1 (en) * | 2013-07-01 | 2016-06-02 | Kaneka Corporation | High thermal conductivity thermoplastic resin composition with excellent injection moldability |
| JP2015022991A (en) * | 2013-07-23 | 2015-02-02 | 三菱電機株式会社 | Illuminating device |
| KR101548223B1 (en) * | 2013-10-11 | 2015-08-31 | (주)포인트엔지니어링 | Heat sink for chip mounting substrate and method for manufacturing the same |
| JP2015164121A (en) * | 2014-01-28 | 2015-09-10 | 株式会社小糸製作所 | light source unit |
| JP2016029604A (en) * | 2014-07-25 | 2016-03-03 | 日立アプライアンス株式会社 | Lighting device |
| US10301751B2 (en) | 2014-09-08 | 2019-05-28 | Nottingham Trent University | Electronically functional yarns |
| JP2016058261A (en) * | 2014-09-10 | 2016-04-21 | 信越ポリマー株式会社 | Heat radiation socket and manufacturing method of the same, and led component including heat radiation socket |
| JP2016058364A (en) * | 2014-09-12 | 2016-04-21 | 東芝ライテック株式会社 | Lamp device and luminaire |
| JPWO2016063541A1 (en) * | 2014-10-23 | 2017-08-03 | 株式会社カネカ | Composite material of heat conductive resin and metal |
| WO2016063541A1 (en) * | 2014-10-23 | 2016-04-28 | 株式会社カネカ | Composite member of thermally conductive resin and metal |
| JP2016106351A (en) * | 2015-07-24 | 2016-06-16 | 東芝ライテック株式会社 | Vehicular lighting device |
| JP2022511450A (en) * | 2019-01-22 | 2022-01-31 | 長江存儲科技有限責任公司 | Integrated circuit packaging structure and its manufacturing method |
| JP7414822B2 (en) | 2019-01-22 | 2024-01-16 | 長江存儲科技有限責任公司 | Integrated circuit packaging structure and manufacturing method thereof |
| JP2019114558A (en) * | 2019-04-03 | 2019-07-11 | 東芝ライテック株式会社 | Vehicular lighting device and vehicular lighting fixture |
| JP7312350B1 (en) * | 2022-12-26 | 2023-07-21 | 株式会社Ibis | Heating element structure and manufacturing method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2013089718A (en) | Heat sink with highly heat-conducting resin, and led light source | |
| US10222051B2 (en) | Automotive LED lamp heat sink | |
| JP7089876B2 (en) | Thermally conductive resin composition | |
| JP5683799B2 (en) | LED heat sink for automobile | |
| JP6062579B2 (en) | High thermal conductive resin molding and method for producing the same | |
| KR101457016B1 (en) | Thermal conductive thermoplastic resin composition having excellent water-resistance and article using the same | |
| JP5308859B2 (en) | Highly light-resistant and heat-conductive resin molded product for lighting equipment | |
| WO2017012119A1 (en) | Thermally conductive core-shell structured particles | |
| CN105462246B (en) | Powder compound modified super-high heat-conductive nylon of a kind of graphene/metal and preparation method thereof | |
| JP2006328352A (en) | Insulating thermally-conductive resin composition, molded product, and method for producing the same | |
| JP2016533282A5 (en) | ||
| JP5740097B2 (en) | High heat conductive resin molding for heat sink | |
| KR20110124127A (en) | Thermoplastic resin composition and resin molded article | |
| KR101437880B1 (en) | Thermal conductive polyphenylene sulfide resin composition having a good surface gloss and article using the same | |
| WO2016057418A1 (en) | Thermally conductive polymer articles for electronic circuitry | |
| JP2010043229A (en) | Thermally conductive resin composition and resin molding of the composition | |
| KR101355026B1 (en) | Thermoplastic resin composition with excellent thermal conductivity and moldability | |
| JP6168851B2 (en) | Heat radiation resin molding | |
| KR101428985B1 (en) | Thermal conductive polyphenylene sulfide resin composition and article using the same | |
| JP2015076356A (en) | Heat radiation structure and manufacturing method of the same | |
| KR20150044000A (en) | High Thermal Conductive Film and Manufacturing the Same | |
| WO2015157941A1 (en) | Composition for high thermal conductive materials | |
| JP2013234275A (en) | Heat-dissipating resin composition, molding and illuminating device | |
| KR102171410B1 (en) | Thermal Conductive filler inculding carbon nanotube and Polymer compositions inculding thereof | |
| CN114262515A (en) | Heat conduction material based on functional polymer and product |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140820 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150924 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151015 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151214 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20160324 |