(57)【要約】【課題】熱が熱源から半径方向に繊維材料に沿って拡散することが促進される、熱管理のための熱伝導媒体を提供すること。【解決手段】熱管理のための熱伝導媒体であって、  編み込んだカーボンナノチューブアレイからなり、熱源が配置される上面と、該上面と反対側に設けられた下面と、上記熱源からの熱が向けられるヒートシンクに連結されるように設計された、当該柔軟性部材の外周のエッジと、を有する柔軟性部材と、  上記柔軟性部材に構造上のサポートを与えるため、上記上面に配置されるパッドと、  熱を上記熱源から上記柔軟性部材のより広い領域まで半径方向に拡散することを容易にするため、上記柔軟性部材の上面及び上記熱源に近接して配置されたヒートスプレッダと、を備える熱伝導媒体を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱管理のための熱伝導媒体であって、
編み込んだカーボンナノチューブアレイからなり、熱源が配置される上面と、該上面と反対側に設けられた下面と、上記熱源からの熱が向けられるヒートシンクに連結されるように設計された、当該柔軟性部材の外周のエッジと、を有する柔軟性部材と、
上記柔軟性部材に構造上のサポートを与えるため、上記上面に配置されるパッドと、
熱を上記熱源から上記柔軟性部材のより広い領域まで半径方向に拡散することを容易にするため、上記柔軟性部材の上面及び上記熱源に近接して配置されたヒートスプレッダと、を備えることを特徴とする熱伝導媒体。
【請求項２】
上記柔軟性部材は、当該柔軟性部材の至るところに分散されたポリマー材料を含むことを特徴とする請求項１記載の熱伝導媒体。
【請求項３】
上記ポリマー材料は、ポリアミド、エポキシ、及びそれらを組み合わせたもののいずれかを含むことを特徴とする請求項１記載の熱伝導媒体。
【請求項４】
上記熱源が上記柔軟性部材の上に配置されたとき、上記パッドがさらに上記熱源のためのサポートを与えることを特徴とする請求項１記載の熱伝導媒体。
【請求項５】
上記柔軟性部材に対する付加的な構造上のサポート与えるため、上記柔軟性部材の下面に第２のパッドをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の熱伝導媒体。
【請求項６】
上記ヒートスプレッダは、上記熱源と上記柔軟性部材の上面との間に配置されていることを特徴とする請求項１記載の熱伝導媒体。
【請求項７】
熱が上記熱源から繊維材料に沿って半径方向に拡散することを促進するため、上記柔軟性部材の下面に配置された第２のヒートスプレッダをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の熱伝導媒体。
【請求項８】
上記第２のヒートスプレッダが、上記柔軟性部材の上面に設けられたヒートスプレッダの真下に上記下面に対して配置されていることを特徴とする請求項７記載の熱伝導媒体。
【請求項９】
熱管理のための熱伝導媒体であって、
カーボンナノチューブからなる柔軟性部材と、
上記柔軟性部材に構造上のサポートを与えるため、上記柔軟性部材の上面に配置され、上記柔軟性部材の上面と平行に延在するパッドと、
上記パッドと独立し、熱を上記熱源から上記柔軟性部材のより広い領域まで半径方向に拡散することを容易にするため、上記柔軟性部材の表面上に配置され上記熱源に対向して配置されたヒートスプレッダと、を備えることを特徴とする熱伝導媒体。
【請求項１０】
上記柔軟性部材は、当該柔軟性材料の至るところに分散されたポリマー材料を含むことを特徴とする請求項９記載の熱伝導媒体。
【請求項１１】
上記ポリマー材料は、ポリアミド、エポキシ、及びそれらを組み合わせたもののいずれかを含むことを特徴とする請求項１０記載の熱伝導媒体。
【請求項１２】
上記柔軟性部材に対する付加的な構造上のサポートを与えるため、上記柔軟性部材の反対側の面に対して配置された第２のパッドをさらに備えることを特徴とする請求項９記載の熱伝導媒体。
【請求項１３】
上記ヒートスプレッダは、上記熱源と上記柔軟性部材の面との間に配置されることを特徴とする請求項９記載の熱伝導媒体。
【請求項１４】
熱が上記熱源から繊維材料に沿って半径方向に拡散することを促進するため、上記柔軟性部材の反対側の面に配置された第２のヒートスプレッダをさらに備えることを特徴とする請求項９記載の熱伝導媒体。
【請求項１５】
上記第２のヒートスプレッダが、上記柔軟性部材の面に設けられたヒートスプレッダの真下に上記反対側の面に対して配置されていることを特徴とする請求項１４記載の熱伝導媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の熱管理ためのシステムおよび方法に関し、より詳細には、熱源とヒートシンクとの間の熱伝達を促進する熱接合デバイス(thermal junction device)に関する。
【背景技術】
【０００２】
異なる温度を有する２つの材料間の熱管理において、熱伝達は、伝導、輻射および／または対流によりなされる。エレクトロニクスの分野において、例えば集積回路のチップの蓋部（具体的には一般的に銅タングステン材料）とヒートシンクとの間の界面等の狭い領域では、集積回路（ＩＣ）の温度は、一般的に約４０℃〜１５０℃である。このような状況においては、熱管理は、一般的に対流によりなされる。集積回路からヒートシンクへの熱伝達を容易にするために、当該界面においてプレートを使用することは、最善であるとは言えない。特に、フラットプレートの使用では、集積回路およびヒートシンクに対して、２０〜５０の接触ポイントしか与えることができない。結果的に熱い集積回路から放出される熱はこれらの数少ない接触スポットを通過するより他ない。
【０００３】
ヒートシンクまでの熱の伝達を向上させるため、現在の技術では、通常、集積回路のチップの蓋部とヒートシンクデバイスとの間に熱伝導性グリースを配することが必要である。一般的に、このヒートシンクデバイスには、受動的ヒートシンク、ペルチェ冷却装置、冷却された銅ブロック、ヒートパイプ、アクティブファンタイプ、埋設されたパイプがシステム外の水冷バスまで熱を運ぶような銅ブロックのタイプを含む色んなタイプが存在する。
【０００４】
市販のサーマルグリースは、一般的に銀の粉末もしくは銀の薄片を含む。そして、機械加工され、時に粗研磨された(lapped)ヒートシンクおよび集積回路の蓋部に塗布することにより当該サーマルグリースを使用することができる。しかしながら、これらの市販のグリースの熱伝導度は、高くてもおよそ９ワット／ｍ−度 Ｋである。例えば、(i)アークティックシルバーIIIは、９.０ワット／ｍ−度 Ｋ以上の熱伝導度を有し、(ii)ＡＯＳ熱的化合物は、約７.２１ワット／ｍ−度 Ｋ以上の熱伝導度を有し、(iii)シンエツＧ７５１は、約４.５ワット／ｍ−度 Ｋ以上の熱伝導度を有し、(iｖ)ＡＯＳ熱的化合物ＨＴＣ−６０は、約２.５１ワット／ｍ−度 Ｋ以上の熱伝導度を有し、(ｖ)サーマゴンＴグリースは、約１.３ワット／ｍ−度 Ｋ以上の熱伝導度を有し、そして(ｖi)レイディオショックサーマルグリースは、約０.７３５ワット／ｍ−度 Ｋ以上の熱伝導度を有する。図１に例示するように、一般的に、熱源とヒートシンクとの間には２０℃の温度差が存在する。このような温度差は、接合部において熱抵抗を示し、グリースにより与えられる粗悪な界面により、熱をヒートシンクへ運ぶポテンシャルが阻害されることを示唆する。
【０００５】
金属ファイバー構造および材料では、極めて弱い力で接続損失を低減することができ、それにより高効率で低力電気接点を提供することができることが知られている。ファイバーブラシが界面を介して電流を効率的に伝達する能力は、簡単な物理法則によれば、熱を伝達する能力に匹敵する。ここで、電流は相対的に流れていてもよいし、または止まっていてもよい。特に、ファイバーブラシは低い負荷で操作され、非常に低い抵抗しか有さないため、相対的により少ない熱しか放散しない。さらに、ファイバーブラシは、熱源とヒートシンクとの間において、かなりの数の接触ポイントを与え、効率的な熱伝達を達成することができる。結果的に、金属ファイバーブラシは、冷却もしくは加熱のための熱パイプとして、熱界面において使用されている（米国特許第６、２４５、４４０号）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６、２４５、４４０号
【特許文献２】米国特許第６、８９１、７２４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
最近、熱管理において、カーボンナノチューブが使用されるようになってきている。カーボンナノチューブの熱伝導度は、最大でも約９ワット／ｍ−度．Ｋのサーマルグリースと比較して２９８０ワット／ｍ−度．Ｋ以上である（Jianwei Che＊, Tahir Cagin, およびWilliam A. Goddard III Materials and Process Simulation Center California Institute of Technology Pasadena, CA 91106E−mail:jiche＠caltech.edu.より大きな数字がTomanekにより報告されている（VOLUME 84, NUMBER 20 PHYSICAL REVIEW LETTERS 15 MAY 2000 "カーボンナノチューブの極めて高い熱伝導度"Savas Berber, Young−Kyun Kwon,およびDavid Tomanek））。
【０００８】
さらに、米国特許第６、８９１、７２４号には、ＣＶＤダイアモンドコーティング熱ヒートチップ上に積層されたカーボンナノチューブの使用が開示されている。熱チップ上に、特にＣＶＤダイアモンドコーティングが配置されている。当該チップはその後カーボンナノチューブによりコーティングされる。
【０００９】
熱管理のためのカーボンナノチューブの組成物(M.J.Biercuk, M.C.Llaguno, M.Radosavljevic, J.K.Hyun, およびA.T.Johnson,Department of Physics and Astronomy and Laboratory for Reserch on the Structure of Matter, University of Pennsylvania, Philadelphia, Pennsylvania 19104−Applied Physics Letters−April 15, 2002−Volume 80, Issue 15, pp.2767-2769)において、著者は、熱伝達を改善するため、表面を改質するのではなく、エポキシマトリクスに少量のカーボンナノチューブを添加することを開示している。
【００１０】
先進的な熱的界面材料の応用のためのカーボンナノファイバーの拡散の研究（Xinhe Tang＊, Ernst Hammel, Markus Trampert, Klaus Mauthner, Theodor Schmitt, Electrovac GmbH, Aufeldgasse 37−39, 3400 Klosterneuburg, Austria および Jurgen Schulz−Harder, Michael Haberkorn, Andereas Meyer, Curamik Electronics GmbH, Am Stadtwald 2, 92676 Eschenbach, Germany）では、著者は、サーマルグリースにカーボンナノチューブを添加することで如何に熱的性能が改善されるかを開示している。
【００１１】
その他の者は、他の用途において、ナノチューブをアレイ状に配置する方法を改良している。例えば、Jung, Y.J.等の”多様で柔軟なエレクトロニックアプリケーションのための、整列されたカーボンナノチューブポリマーのハイブリッド構造（Nano Lett.,6(3),413-418, 2006）”には、ナノチューブが充填されたポリマーが開示されているが、熱管理に関しては含まれていない。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、ある形態では、熱源からヒートシンクまでの熱伝達を促進するため、熱源とヒートシンクとの間に配置される熱伝導媒体に関する。
【００１３】
ある形態では、当該熱伝導媒体は、比較的高い熱伝導特性を有する材料からなるディスクであって、熱源とヒートシンクとの間に配置されるディスクを含む。当該ディスクは、また熱拡散特性を有する。当該熱伝導媒体は、さらに、熱源に近接して配置される、ディスクの第１凹部表面と、ヒートシンクに近接して配置される、ディスクの反対側の第２凹部表面とを備える。熱伝導媒体は、さらに、第１および第２の凹部表面から延びる熱伝導性棒状体のアレイを備えていてもよい。ある形態では、当該凹部表面は、ディスクについて外周部に配置されたリムにより画定されていてもよい。それぞれの凹部表面に関してリムが存在することにより、熱源とヒートシンクとの間にスペーサを提供するとともに、ヒートシンクと熱源によって上記棒状体に加えられる圧力の大きさを最小にする。ある形態では、棒状体が、それぞれの表面においてリムを超えて延び、当該棒状体が熱源およびヒートシンクに対して複数の接触ポイントを提供するように配置され、熱の伝達を補助する。
【００１４】
他の形態では、本発明は、実質的に柔軟な熱伝導媒体に関する。当該熱伝導媒体は、ある形態では、織り合わせたカーボンナノチューブのアレイからなる柔軟性部材を備えている。柔軟性部材は、熱源が配置される側の上面と、反対側の下面と、熱源からの熱が向けられるヒートシンクに接合されるように設計された、柔軟性部材の外周のエッジとを備えていてもよい。熱伝導媒体は、また、上記部材に構造上のサポートを与えるため、当該部材の上面にパッドを備えていてもよい。ある形態では、柔軟性部材に付加的なサポートを与えるために、当該部材の下面に第２のパッドを設けてもよい。熱伝導媒体は、当該部材上のより広い領域に熱源から熱を半径方向に拡散することを促進するため、熱源及び当該柔軟性部材の上面に近接して配置されたヒートスプレッダを備えていてもよい。要求されれば、第２のヒートスプレッダは、柔軟性部材の下面に対して与えられていてもよく、これにより、柔軟性部材に沿って半径方向に熱源から熱を拡散させることが促進される。
【００１５】
他の形態では、本発明は、熱伝導媒体を製造するための方法を提供する。ある形態では、互いに反対側に設けられた凹部表面を有し、比較的高い熱伝導特性を備えていてもよいディスクを最初準備する。続いて、複数の触媒粒子を凹部表面に析出させてもよい。ある形態では、触媒粒子を析出させる前に、凹部表面に対して当該粒子の付着を高めることができる材料を当該凹部表面にコーティングしてもよい。その後、触媒粒子は、気相の炭素源にさらされ、触媒粒子により炭素が吸着されることから、凹部表面からナノチューブを成長させることができる。一旦ナノチューブが凹部表面を超えて延びると、ナノチューブの成長を終了させる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、市販の熱伝導性グリースの具体例およびその熱伝導度を示した表である。
【図２】図２は、本発明のある実施の形態に係る熱伝導媒体の断面斜視図を示す。
【図３】図３は、図２の熱伝導媒体の断面図を示し、反対側の凹部にナノチューブのアレイが配置されている。
【図４】図４は、本発明の別の形態に係る熱伝導媒体の断面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、ある形態では、電子部品を熱管理するための媒体を提供する。当該媒体は、別の形態では、集積回路等の熱源と、ヒートシンクとの間の熱接合面に置かれ、当該熱源から当該ヒートシンクへの熱の伝達を容易にする、薄く設計されたデバイスであってもよい。
【００１８】
以下、図２を参照して説明する。本発明は、ある形態では、熱源から熱エネルギーを伝達するための熱伝達媒体２０を提供する。当該熱伝達媒体２０は、ある形態では、実質的に薄いディスク２１を備えており、当該ディスク２１は、例えば熱を発生させる集積回路（ＩＣ）の蓋部とヒートシンクとの間の界面等の狭い領域に配置されるように設計されている。そのため、ディスク２１は、約２ミリメートル（ｍｍ）〜約４ｍｍの範囲の膜厚を有する。もちろん、当該ディスク２１の膜厚は、特定の応用および配置に基づいて変更しうる。さらに、ディスク２１は、相対的に高い熱伝導性、即ち熱拡散性を備える材料から構成してもよく、熱を発生するＩＣからヒートシンクへの熱の伝達を容易にすることができる。そのような材料の具体例としては、銅、アルミニウム、ベリリウム、もしくはこれらを組み合わせたものが含まれる。本発明のある実施の形態では、ディスク２１は、実質的に高純度の銅から構成されていてもよい。もちろん、ディスク２１に高い熱伝導性および熱拡散性を与えることができる限り他の材料を使用してもよい。
【００１９】
図２に示すように、熱伝導媒体２０のディスク２１は、熱源の近くに配置される第１の表面２１１を有する。ディスク２１は、またヒートシンクの近くに配置される、反対側の第２の表面２１２を有する。これにより、第１の表面２１１、第２の表面２１２は、熱源からヒートシンクに熱を運ぶ通路としての役割を果たしうる。ある形態では、第１の表面２１１は、リム２５により画定された凹部表面２３を含むように設計しても良く、一方、第２の表面２１２は、リム２６により画定された凹部表面２４を含むように設計してもよい。ある形態では、カーボンナノチューブの棒状体のアレイ３０を収容するためのディスク２１のおよそセンター付近に凹部表面２３および２４を配置してもよい（図３参照）。凹部表面２３および２４は、ナノチューブの棒状体３０の長さより多少小さい深さを有していてもよい。ある形態では、それぞれの凹部表面の深さは、およそ１００μｍ〜５００μｍもしくはそれ以上であってもよい。これは、特定の用途、またはディスクが配置される位置に依存する。
【００２０】
別の形態では、ディスク２１の外周部分にリム２５および２６を設けても良く、これはヒートシンクと熱源との間のスペーサとして機能する。ディスク２１にリム２５および２６を設けることにより、ヒートシンクおよび熱源によりナノチューブの棒状体３０に対して加えられる圧力の大きさを制限する、すなわち適度な圧力とすることができる。かなりの大きさの圧力、即ち必要とされるよりかなり大きい圧力がナノチューブの棒状体３０に作用する場合、棒状体３０はダメージを受けて、熱の伝達が害される可能性がある。
【００２１】
当然のことながら、凹部表面２３および２４は、機械加工により形成してもよいし、コインプレス、もしくは当該技術分野で知られた他の方法により形成してもよい。形状が円形の場合について例示しているけれども、ディスク２１は、熱源とヒートシンクとの界面として機能しうるかぎり、如何なる形状、例えば四角形、六角形、八角形等であってもよい。
【００２２】
以下図３を参照して説明する。熱伝導媒体２０は、凹部表面２３および２４内に配置された熱伝導性棒状体のアレイ３０を含んでいてもよい。実際柔軟性を有する棒状体のアレイ３０が存在することにより、一般的に従来のフラットプレートにおいて見られる、熱源とヒートシンクとの間の接触スポットの数が少ないという問題を克服することができる。本発明のある実施の形態によれば、柔軟性の棒状体３０は、凹部表面２３および２４に対して実質的に横方向に配置されていても良く、当該凹部表面２３および２４内から、ディスク２１のリム２５および２６を、約１０μｍ〜約１００μｍもしくはそれ以上超えて延び、もしくは突出していてもよい。これにより、棒状体３０の頂部は、使用中、熱源およびヒートシンクと実質的に良好な接触を維持することができる。
【００２３】
さらに、良好な熱伝導が必要であるので、ある実施の形態では、棒状体３０がカーボンナノチューブから構成されていてもよい。本発明の熱伝導媒体２０に接触させて使用されるカーボンナノチューブは、シングルウォールナノチューブであってもよいし、もしくはマルチウォールナノチューブであってもよく、ある形態では、直径が約５０ｎｍ以下であってもよい。棒状体３０がリブ２５および２６を超えて延びることにより、ディスク２１が熱源とヒートシンクとの間の狭い領域もしくは接合領域に配置され、当該ヒートシンクおよび熱源（例えばＩＣの蓋部）がディスク２１のリム２５および２６に対して配されたとき、突出する柔軟性ナノチューブ棒状体３０が折り曲げられ、当該熱源およびヒートシンクの両方に対して良好な熱的接続を維持することができる。
【００２４】
ナノチューブ棒状体のアレイ３０を用いることにより、接触ポイントの数をかなり増加させることができる。ある形態では、設けられた接触ポイントの数は、平方センチメートル当たり約１０８以上のオーダーの範囲にある。もし、明らかな接触領域の表面の例えば約２０％だけがナノチューブの棒状体３０により充填されていた場合、おおまかな熱伝導度は、約０．２０＊２９８０ワット／ｍ−度．Ｋもしくは約６００ワット／ｍ−度．Ｋと概算することができる。これらは、現在利用可能な、熱伝導性グリースについての９ワット／ｍ−度．Ｋに対して引けを取らない。
【００２５】
当然の事ながら、図３に例示された棒状体３０の数量は、凹部表面２３と凹部表面２４とで実質的に同じであるけれども、それぞれの表面上の棒状体３０の数量が他と比較して同じではないように当該媒体２０を設計してもよい。例えば、熱源が小さいチップもしくは集積回路である場合、ディスク２１の熱源サイド（具体的には表面２３）は、ディスク２１のヒートシンクサイド（具体的には表面２４）と比較してより小さく、そして棒状体３０がより少なくてもよい。そのような設計では、熱伝導媒体２０は、ヒートスプレッダとして機能しうる。当該ヒートスプレッダは、より小さな熱源側表面２３から、当該媒体２０に対して半径方向に沿ってより大きなヒートシンク側表面２４へと熱を拡散させる。さらに、凹部表面２３上により少ない棒状体３０が存在する限り、通常、凹部表面２４に比してサイズが同じになるように形成される凹部表面２３を、凹部表面２４に対して相対的に小さく形成してもよい。相対的により小さな凹部表面２３を提供するために、ある形態では、リム２５を半径方向により厚く形成してもよい。
【００２６】
ある形態では、当該技術分野において知られている様々な方法により、ディスク２１の反対側にある凹部表面２３および２４に棒状体のアレイ３０を設けてもよい。ある方法では、ナノチューブ棒状体１２が成長するであろう領域（具体的には凹部表面２３および２４）において、熱伝導媒体２０にコーティング材を配置してもよい。これらのコーティング材は、熱伝導媒体２０を構成する材料と反応を起こさないように選択する。当該コーティング材には、例えば、鉄、モリブデン、アルミナ、シリコンカーバイド、アルミニウムナイトライド、タングステンもしくはこれらを組み合わせたものが含まれる。ある形態では、当該コーティング材は、当該技術分野において知られている如何なる手段により凹部表面２３および２４上に配することができ、そして密集した実質的にポアのない析出物を生成することができる。これに加えて、ある触媒を当該コーティング材に配してもよい。ある形態では、散布、ペイント、スクリーン印刷、蒸着により、もしくは当該技術分野において知られているあらゆるプロセスにより、当該コーティング材の上に触媒を配することができる。本発明の熱伝導媒体２０に接触させて使用される触媒は、一般的に磁性を有する遷移金属であってもよく、この具体例としては、鉄、コバルト、ニッケルもしくはこれらを組み合わせたもの等が含まれる。触媒粒子は、その後、当該技術分野においてよく知られたプロセスである化学気相成長（ＣＶＤ）法に関係するもの、すなわち気相の炭素源にさらされ、ナノチューブの成長が可能となるようにカーボンが吸着される。
【００２７】
本発明の熱伝導媒体２０は、柔軟性ナノチューブ棒状体のアレイ３０を用いることにより、従来技術であるフラットプレートにおいて見られる接触スポットが少ないという問題を含む多くの問題を克服することができる。特に、熱源とヒートシンクとの間の接合部分に配置されたとき、ディスク２１上の棒状体３０は、熱源の熱い表面上に押し当ててもよく、放熱するように機能する、もしくは熱源とヒートシンクとの間の通路の熱抵抗が低くなるように、熱源の表面からより冷たいヒートシンクへのヒートスプレッダとして機能する。特に、熱はナノチューブ棒状体３０に沿って、薄いディスク２１に渡って、実質的に低い接触抵抗を有する接触表面まで熱を運ぶことができる。このような熱源とヒートシンクとの間の熱抵抗は、現在のところ高くても２０℃である。この熱抵抗は、本発明を使用して、ごく僅かな量まで減少させることができると思われる。その結果、散逸するパワーが増加し、そして、熱源の温度を低下させることができる。
【００２８】
これに加えて、ナノチューブの棒状体のアレイ３０を用いることにより、熱をヒートシンクまで伝導するのに必要とされる温度勾配を２０℃未満まで減少させることができる。さらに、粗い界面が収容され、界面をラッピングする必要がない。すなわち、粗い界面の粉砕を最小に抑えることができる。そのうえ、熱源（具体的にはＩＣの蓋部）とヒートシンクとの間の熱拡散係数の違いを調整してもよく、これにより例えば高価な銅タングステンヒートスプレッダおよび必要とされる半田プロセスを省略することができる。ナノチューブ棒状体のアレイ３０を備える熱伝導媒体２０を鉛直方向に数ｍｍだけ持ち上げる”伝導性グリース”を取り替え可能な代替物として使用してもよい。
【００２９】
以下図４を参照して説明する。本発明のさらに別の実施の形態に係る熱管理のための他の熱伝導媒体４０を例示している。ある形態では、当該熱伝導性材料４０には、カーボンナノチューブからなるマットもしくは繊維材料等の柔軟性部材４１が含まれる。すなわち、カーボンナノチューブが編み込まれて、ファイバーもしくは糸となり、当該ファイバーもしくは糸からマットもしくは繊維材料４１が作製され若しくは編み込まれてマットもしくは繊維材料４１となる。ある形態では、熱伝導性材料４０に、ポリアミド４２、エポキシ、他のポリマーもしくはそれらを組み合わせたものを染み込ませてもよい。
【００３０】
ＩＣ４６等の熱源を支持するため、熱伝導媒体４０は、また、繊維材料４１の上面４４上にパッド４３を備えていてもよい。パッド４３が存在することにより、柔軟性部材４１に対して構造上の支持を与えることができる。望ましい範囲で、パッド４３を繊維材料４１の下面４５に対して配置してもよく、これにより柔軟性部材４１に対して更なる構造的支持を与える。
【００３１】
図４に例示するように、媒体２０について上記したのと同様に、熱伝導媒体４０を熱伝導媒体として使用することができる。熱伝導媒体４０の上に、特にＩＣ４６等の熱源を、繊維部材４１の上面４４に対して配置してもよい。熱源から発生した熱は、ヒートシンク、例えば水冷却パイプ４７、ヒートパイプ、もしくは熱源４６から熱を柔軟性部材４１に沿って受動的に伝達するあらゆるマテリアルに接合するよう設計されたエッジ４１１に向かって柔軟性部材４１等によって運ばれる。
【００３２】
他の実施の形態では、熱伝導媒体４０は、さらに熱源４６及び柔軟性部材４１の上面４４の近傍に配置されたヒートスプレッダ４８を備えていてもよい。ある形態では、ヒートスプレッダ４８は、熱源４６と繊維材料４１の上面４４との間に配置してもよい。ヒートスプレッダ４８は、他の方法よりも、熱源４６から繊維材料４１上のより広い領域まで急速に熱を半径方向に拡散することを容易にするよう機能する。それにより、熱源４６からの熱は、ヒートシンク４７に運ばれる。図４に示すように、付加的なヒートスプレッダ４９を繊維材料４１の下面４５に対して配置し、熱源４６から繊維材料４１に沿って半径方向に熱が拡がるのをさらに容易にすることができる。ある形態では、当該別のヒートスプレッダ４９は、繊維部材４１の上面のヒートスプレッダ４８の真下に配置してもよい。
【００３３】
本発明のある形態では、要求されれば、例えば熱源から熱を迂回させるための印刷された回路ボードに繊維材料４１を組み込んでもよい。別の形態では、繊維材料５１は、元来繊維もしくは繊維様のものではなく、熱伝導性組成物、例えばより多く取り込まれた炭素−炭素組成物であってもよい。ここで、炭素−炭素組成物では、ファイバー充填率が約５０％以上であって、さらに熱流束の方向に沿って指向性を有する。
【００３４】
本発明は、特定の実施の形態に関連して記載している。従って、さらなる変更が可能であることは理解されよう。さらに、本願は、本発明のあらゆるバリエーション、使用、用途をカバーすることを意図している。本発明が属する技術分野における既知のプラクティスもしくは慣習的なプラクティスの範囲内で、本発明の開示内容から逸脱したものも含まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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