(57)【要約】      （修正有）【課題】３Ｄ方向で高効率に熱を伝導し放熱する多層複合熱伝導構成体を提供する。【解決手段】多層複合熱伝導構成体は、一つ又は複数のフレキシブル熱伝導ゴム層１０と、一つ又は複数の熱伝導層２０とを備える。一つ又は複数のフレキシブル熱伝導ゴム層は、その中の一つは電子部品３０の表面と接触して、均一に分布した熱伝導粉体を含む。一つ又は複数の熱伝導層は、一つ又は複数の金属層２０２と、一つ又は複数の非金属層２０１とをゴム層２０３を介して重ねて結合する。金属層と非金属層はフレキシブル熱伝導ゴム層よりも高い熱伝導係数を有する。一つ又は複数のフレキシブル熱伝導ゴム層と一つ又は複数の熱伝導層が交互に重なって結合する。【選択図】図１
0003216215.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
一つ又は複数のフレキシブル熱伝導ゴム層と、一つ又は複数の熱伝導層と、
を備える多層複合熱伝導構成体であって、
前記一つ又は複数のフレキシブル熱伝導ゴム層は、均一に分布している熱伝導粉体を含み、その中の一つは電子部品の表面と接触するように配置され、
前記一つ又は複数の熱伝導層は、一つ又は複数の金属層と、一つ又は複数の非金属層とを重ねて結合し、前記金属層及び前記非金属層は前記フレキシブル熱伝導ゴム層よりも高い熱伝導係数を有し、
前記一つ又は複数のフレキシブル熱伝導ゴム層と前記一つ又は複数の熱伝導層が交互に重なって結合することを特徴とする、多層複合熱伝導構成体。
【請求項２】
前記金属層と前記非金属層を交互に重ねて結合するゴム層をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の多層複合熱伝導構成体。
【請求項３】
前記金属層の材料は銅箔、アルミ箔又は錫箔を含み、前記非金属層の材料は石墨又は石墨繊維を含むことを特徴とする、請求項１に記載の多層複合熱伝導構成体。
【請求項４】
前記多層複合熱伝導構成体は、複数のフレキシブル熱伝導ゴム層と複数の熱伝導層を交互に重ねて結合するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の多層複合熱伝導構成体。
【請求項５】
前記一つ又は複数の熱伝導層は、複数の金属層と複数の非金属層を交互に重ねて結合するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の多層複合熱伝導構成体。
【請求項６】
前記多層複合熱伝導構成体は、互いに離れる二つのフレキシブル熱伝導ゴム層が前記一つ又は複数の熱伝導層と結合するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の多層複合熱伝導構成体。
【請求項７】
前記一つ又は複数の熱伝導層は、互いに離れる二つの非金属層が前記一つ又は複数の金属層と結合するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の多層複合熱伝導構成体。
【請求項８】
前記一つ又は複数の熱伝導層の中の発熱する前記電子部品に離れる熱伝導層は、他のフレキシブル熱伝導ゴム層と結合することを特徴とする、請求項１に記載の多層複合熱伝導構成体。
【請求項９】
前記一つ又は複数のフレキシブル熱伝導ゴム層の中の発熱する前記電子部品に離れるフレキシブル熱伝導ゴム層は、他の熱伝導層と結合することを特徴とする、請求項１に記載の多層複合熱伝導構成体。
【請求項１０】
前記一つ又は複数のフレキシブル熱伝導ゴム層は、前記一つ又は複数の熱伝導層と重なって、接着固定することを特徴とする、請求項１に記載の多層複合熱伝導構成体。
【請求項１１】
前記一つ又は複数のフレキシブル熱伝導ゴム層には、前記一つ又は複数の熱伝導層をコーティングして結合することを特徴とする、請求項１に記載の多層複合熱伝導構成体。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、多層複合熱伝導構成体に関し、特に、３Ｄ方向に熱を高効率的に伝導する多層複合熱伝導構成体に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な電子部品、特に大型な集積回路、マイクロ処理装置等が運転する時に高熱を伴って発生する。その過熱の状況を一定の時間内に排除できない場合、電子部品の運転効率と使用寿命が影響されるだけではなく、更に電子部品が故障することがある。特に、今時の電子製品は軽い、薄い、小さい等のデザインを追求しているので、マイクロ処理装置は高集積な（degree of integration）デザインを採用する傾向も多くなった。その結果、電子部品の単位面積の発熱量も倍増して、冷却不足の不良影響や損害等の状況も日々深刻になる。
【０００３】
従来の電気製品の冷却方法は、発熱する電子部品と放熱器との間に放熱媒介（放熱シリコンゴムシール、放熱グリース、放熱両面テープ、固体から液体に変わる化学材料）を配置して、発熱する電子部品の熱を放熱器に有効に移転して、電器設備の冷却目的を達成する。
【０００４】
しかし、この放熱媒介の界面材料は電子部品の熱を上下垂直の方向で放熱器に移転するので、電子機器（ケース）の材料の熱伝導が悪くて（例えば、プラスチック）、有限な空間又は狭い密閉空間内で他の放熱器が使えない場合、電子部品又は電子機器の冷却目的は有効的に達成できなくなる。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の従来技術の問題により、本考案の目的は、３Ｄ方向で熱を高効率的に伝導する多層複合熱伝導構成体を提供する。その特性は、フレキシブル的、絶縁構造にも対応可能、電子部品の発熱表面と放熱器との間に配置することは適切であるので、有限な空間又は狭い密閉空間内に湾曲自在に設置して、熱を３Ｄ方向に伝導して、全面拡散し、迅速的に放熱することができる。よって、本考案は、電子部品の過熱問題が防止できると、電子部品の運転効率と使用寿命が確保できるので、産業上の利用が可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するため、本考案は、多層複合熱伝導構成体を提供した。その構造は、一つ又は複数のフレキシブル熱伝導ゴム層と、一つ又は複数の熱伝導層とを備える。一つ又は複数のフレキシブル熱伝導ゴム層は、均一に分布している熱伝導粉体を含み、その中の一つは電子部品の表面と接触するように配置される。一つ又は複数の熱伝導層は、一つ又は複数の金属層と、一つ又は複数の非金属層とを重ねて結合する。金属層及び非金属層はフレキシブル熱伝導ゴム層よりも高い熱伝導係数を有する。一つ又は複数のフレキシブル熱伝導ゴム層と一つ又は複数の熱伝導層が交互に重なって結合する。
【０００７】
より好ましくは、金属層と非金属層を交互に重ねて結合するゴム層をさらに含む。
【０００８】
より好ましくは、金属層の材料は銅箔、アルミ箔又は錫箔を含み、非金属の材料は石墨又は石墨繊維を含む。
【０００９】
より好ましくは、熱伝導構成体は複数のフレキシブル熱伝導ゴム層と複数の熱伝導層を交互に重ねて結合するように構成される。
【００１０】
より好ましくは、一つ又は複数の熱伝導層は、複数の金属層と複数の非金属層を交互に重ねて結合するように構成される。
【００１１】
より好ましくは、熱伝導構成体は、互いに離れる二つのフレキシブル熱伝導ゴム層が一つ又は複数の熱伝導層と結合するように構成される。
【００１２】
より好ましくは、一つ又は複数の熱伝導層は、互いに離れる二つの非金属層が一つ又は複数の金属層と結合するように構成される。
【００１３】
より好ましくは、一つ又は複数の熱伝導層の中の発熱する電子部品に離れる熱伝導層は、他のフレキシブル熱伝導ゴム層と結合する。
【００１４】
より好ましくは、一つ又は複数のフレキシブル熱伝導ゴム層の中の発熱する電子部品に離れるフレキシブル熱伝導ゴム層は、他の熱伝導層と結合する。
【００１５】
より好ましくは、一つ又は複数のフレキシブル熱伝導ゴム層は、一つ又は複数の熱伝導層と重なって、接着固定する。
【００１６】
より好ましくは、一つ又は複数のフレキシブル熱伝導ゴム層には、一つ又は複数の熱伝導層をコーティングして結合する。
【考案の効果】
【００１７】
上述によると、本考案は以下に示す一つ又は複数な利点がある。
【００１８】
（１）本考案に係る熱伝導構成体は３Ｄ方向に熱を高効率的に伝導するので、電子部品の発熱表面と放熱器との間に配置することにより、熱を３Ｄ方向で移転して、全面的に拡散して、迅速に放熱することができる。よって、本考案は、電子部品の過熱問題を防止して、電子部品の運転効率と使用寿命が確保できるので、産業上の利用が可能である。
【００１９】
（２）本考案に係る熱伝導構成体は曲げ強度が高い特性を有するので、有限な空間又は狭い密閉空間の電子機器内に湾曲自在に設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本考案の第一実施例の複合熱伝導構成体の断面拡大図である。
【図２】本考案の第二実施例の断面拡大図である。
【図３】本考案の第三実施例の構成図である。
【図４】本考案の第四実施例の使用状態図である。
【図５】本考案の第五実施例の使用状態図である。
【図６】本考案の第六実施例の使用状態図である。
【図７】本考案の第七実施例の使用状態図である。
【考案を実施するための形態】
【００２１】
本考案の利点、特徴とそれが達成できる技術方案をより容易に理解するために、例示的な実施例及び添付図面を参照しながらより詳細に説明する。しかしながら、本考案は異なる形態で実施できるので、本明細書に記載された実施形態に限定されない。むしろ、当業者にとっては、本開示の実施形態は、本考案の権利範囲をより徹底的かつ全面的に説明され、且つ本考案は、添付の実用新案登録請求の範囲に定義される。
【実施例】
【００２２】
下記の一つ又は複数の実施形態は、図面を参照すると共に、多層複合熱伝導構成体を説明する。まずは、図１〜図３を参照してください。本考案に係る多層複合熱伝導構成体は、３Ｄ方向に熱を伝導することができる。図面に示す熱伝導構成体の実施例は、一つ又は複数のフレキシブル熱伝導ゴム層１０と、一つ又は複数の熱伝導層２０とを備える。フレキシブル熱伝導ゴム層１０の材料は放熱シリコンゴムシール、放熱ゴム、又は固体から液体に変わった高分子材料の相転移材料等の熱伝導材料を使用することができる。熱伝導層２０は、一つ又は複数の金属層２０２と、一つ又は複数の非金属層２０１とをゴム層２０３により重ねて結合させた物である。金属層２０２の材料は、高熱伝導率、垂直方向の伝導性に優れる金属材料を使用することができ、例えば、銅箔、アルミ箔、錫箔等である。非金属層２０１の材料は、高熱伝導率、平面方向の伝導性に優れる非金属材料を使用することができ、例えば、石墨又は石墨繊維等である。本実施例の多層複合熱伝導構成体は、厚さ０．０１ｍｍ〜１５ｍｍのフレキシブル熱伝導ゴム層１０と熱伝導層２０とを使って、各材料層は交互に重なって、密着に結合するように形成されることができる。
【００２３】
図１〜図３のより好ましい実施例では、多層複合材料は一つのフレキシブル熱伝導ゴム層１０又は複数のフレキシブル熱伝導ゴム層１０、１１、１２と一つの熱伝導層２０又は複数の熱伝導層２０、２１を交互に重ねて形成されることができる。更に、熱伝導層２０、２１は一つの非金属層２０１又は複数の非金属層２０１、２０４、２１１、２１４と、一つの金属層２０２又は複数の金属層２０２、２０５、２１２とをゴム層２０３、２１３により交互に重ねて形成されることにより、３Ｄ方向熱伝導の性能を有する複合構成体を得ることができる。また、本実施例の多層複合材料は柔軟強靭性及びフレキシブルな特性を持っているので、発熱する電子部品３０に密着に貼り付けることで、電子部品３０の熱が溜まらなくて放熱器４０又は電子機器（ケース）５０に効率的に伝導する。こうすると、過熱問題で故障等の発生を防止し、電子（電器）部品３０が運転中に発生した過熱問題も解決できる。
【００２４】
上述の多層複合材料のフレキシブル熱伝導ゴム層１０とゴム層２０３、２１３は熱伝導粉体と、前記熱伝導粉体の微粒子と結合するゴム材料とを含んで、混練工程で当該熱伝導粉体をゴム材料の中に均一に分布して、成形する。当該熱伝導粉体の材料は酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、石墨、アルミ粉末、銅粉末、酸化銅、酸化亜鉛等を使用することができる。当該熱伝導粉体は上述材料の一つ又は複数を混合した物である。また、熱伝導粉体材料は不規則な顆粒であり、適切な平均粒子サイズが約０．１μｍ〜１００μｍであってもよい。
【００２５】
ゴム材料はエポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、酢酸ビニル樹脂（ＰＶＡＣ）、シリコン（Silicon）、合成ゴム等を使用することができる。また、当該ゴム材料は上述材料の一つ又は複数の材料を混合した物である。
【００２６】
上述のエポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、酢酸ビニル樹脂（ＰＶＡＣ）、シリコン（Silicon）、合成ゴム等材料は高分子の材料であるが、各種のゴム材料（樹脂）は其々適切な溶解希釈（ＳＰ）剤（低分子）によりその材料を分解、被覆、融合して、溶解希釈（ＳＰ）剤（低分子）がゴム材料（高分子）を制御する最低のガラス軟化点を得て、分子量が１００〜１００００００であるゴム材料を得ることができる。そのゴム材料は分子量の大きさによって異なる温度で固相、液相の相転移をする。ガラス軟化点で気相転移や炭化が発生しないゴム材料は低温相転移ゴム材料と呼ばれ、その相転移温度が３５℃〜１０５℃である。
【００２７】
前述のフレキシブル熱伝導ゴム層１０は通常厚さ０．０２〜１５ｍｍの平面状又は板状に作られる。その材質は柔軟強靭で、フレキシブル性と塑性変形な特性があるので、発熱する電子部品３０の表面に密着に貼り付けられて、界面の接触熱抵抗を小さくして、電子部品３０から発生する熱も迅速的に伝導して排除できる。
【００２８】
尚、フレキシブル熱伝導ゴム層１０及びゴム層２０３、２１３のゴム材料と熱伝導粉体のさまざまな混合比によって、必要な熱伝導率と他の材料物性を得られる。原則的に、混合材料の熱伝導粉体の割合が多いほど、熱伝導率も良くなるが、フレキシブルと塑性等の物性が悪くなる。逆に、ゴム材料の割合が多いほど、熱伝導率が悪くなるが、フレキシブルと塑性等の物性が良くなる。フレキシブル熱伝導ゴム層１０とゴム層２０３、２１３が０．５Ｗ／ｍＫ〜１２Ｗ／ｍＫの熱伝導係数を得るため、通常は１０％〜７０％のゴム材料と９０％〜３０％の熱伝導粉体を組み合わせることができる。それ以外に、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム又は窒化ホウ素等の高電気抵抗粉体を使用する場合、フレキシブル熱伝導ゴム層１０とゴム層２０３、２１３は高い電気的インピーダンス（１０６〜１０１９Ω・ｃｍ）を持つことになる。
【００２９】
当実施例のフレキシブル熱伝導ゴム層１０は混合材料を熱圧成形で板状に作られて、それを表面処理して、熱伝導層２０の金属層２０２又は非金属層２０１の対応表面に接着する。また、コーティング（スプレー又はブレード等）又はシルクスクリーンで熱伝導層２０の金属層２０２又は非金属層２０１の表面に厚さ約０．０２〜０．３ｍｍのフレキシブル熱伝導ゴム層１０を形成して、当該ゴム材料の分子構造により均一に分布する熱伝導粉体と結合することもできる。同様に、ゴム層２０３も混合材料を熱圧成形で板状に作られて、それを表面処理して、熱伝導層２０の金属層２０２又は非金属層２０１の対応表面に接着する。その他に、コーティング（スプレー又はブレード等）又はシルクスクリーンで熱伝導層２０の金属層２０２又は非金属層２０１の表面に厚さ約０．０１ｍｍのゴム層２０３を作って、金属層２０２と非金属層２０１が重なって結合することもできる。
【００３０】
図１に示すように、フレキシブル熱伝導ゴム層１０を電子部品３０の発熱表面に密着に貼り付けると、熱が熱伝導層２０の金属層２０２と非金属層２０１に効率的に移転して、全面拡散で発散すると共に、放熱器４０に高効率的に伝導する。その他に、図２に示すように、当該熱伝導層２０の金属層２０２と非金属層２０１からの熱を全面拡散で発散して、その対応のフレキシブル熱伝導ゴム層１１に移転して、絶縁で電子機器（ケース）５０に移転することもできる。
【００３１】
当実施例の複合熱伝導構成体のフレキシブル熱伝導ゴム層１０と熱伝導層２０の金属層２０２、非金属層２０１及びゴム層２０３はフレキシブルな特性があるので、図４と図５に示すように任意に曲げて、熱源を３Ｄ方向で適切な位置へ移転して、熱拡散して、均一温度にする。
【００３２】
図４、図５の実施例が示すように、フレキシブル熱伝導ゴム層１０を電子部品３０の発熱表面に密着に貼り付けて、熱伝導層２０の金属層２０２、非金属層２０１とゴム層２０３はフレキシブル熱伝導ゴム層１０の上に重なって、それをＣ字状（図４）又はＳ字状（図５）の形に曲げられる。また、電子部品３０に離れる熱伝導層２０の延出部はもう一つのフレキシブル熱伝導ゴム層１３と結合することにより、熱を３Ｄ方向で適切な位置に移転して、均熱拡散して、均一温度にする。それ以外に、図６、図７に示すように、フレキシブル熱伝導ゴム層１０を電子部品３０の発熱表面に密着に貼り付けて、フレキシブル熱伝導ゴム層１０の上に熱伝導層２０を重ねて、更に熱伝導層２０上にフレキシブル熱伝導ゴム層１１を重ねることもできる。そのフレキシブル熱伝導ゴム層１１はＣ字状（図６）又はＳ字状（図７）の形に曲げられる。また、電子部品３０に離れるフレキシブル熱伝導ゴム層１１の延出部はもう一つの熱伝導層２２の金属層２２２、非金属層２２１とゴム層２２３と結合する。上述の実施例によって、本考案のフレキシブル熱伝導ゴム層と熱伝導層は有限な空間又は狭い密閉空間の電子機器内に湾曲自在に設置することにより、３Ｄ方向で熱を移転して、熱を全面的に拡散して、迅速的に放熱する効果を発揮することができる。
【００３３】
本考案の多層複合熱伝導構成体は３Ｄ方向に熱を高効率的に伝導すると共に、曲げ強度が高い特性も兼備し、絶縁構造を実現することができるので、電子部品の発熱表面と放熱器との間に配置することに適合され、有限な空間又は狭い密閉空間の電子機器内に湾曲自在に設置することにより、熱を３Ｄ方向で移転して、全面的に拡散して、迅速的に放熱する効果を発揮することができる。よって、本考案は、電子部品からの熱が確実に伝導して、排除されることで、電子部品の運転効率と使用寿命が確保できるので、産業上の利用が可能である。
【００３４】
上述に挙げた実施例は、単に本考案の説明が理解しやすくする目的としたものであって、限定するためのものではない。本考案の範囲及び趣旨を逸脱することなく様々な変更及び修正が可能であることが当業者には自明である。従って、本考案の範囲内にあるそのような変更及び修正は、実用新案登録請求の範囲で扱うものとする。
【符号の説明】
【００３５】
１０、１１、１２、１３：フレキシブル熱伝導ゴム層
２０、２１、２２：熱伝導層
２０１、２０４、２１１、２１４、２２１：非金属層
２０２、２０５、２１２、２２２：金属層
２０３、２１３、２２３：ゴム層
３０：電子部品
４０：放熱器
５０：電子機器（ケース）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003216215.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月19日(2018.3.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
一つ又は複数のフレキシブル熱伝導ゴム層と、一つ又は複数の熱伝導層と、
を備える多層複合熱伝導構成体であって、
前記一つ又は複数のフレキシブル熱伝導ゴム層は、均一に分布している熱伝導粉体を含み、その中の一つは電子部品の表面と接触するように配置され、
前記一つ又は複数の熱伝導層は、一つ又は複数の金属層と、一つ又は複数の非金属層とを重ねて結合し、前記金属層及び前記非金属層は前記フレキシブル熱伝導ゴム層よりも高い熱伝導係数を有し、
前記一つ又は複数のフレキシブル熱伝導ゴム層と前記一つ又は複数の熱伝導層が交互に重なって結合することを特徴とする、多層複合熱伝導構成体。
【請求項２】
前記金属層と前記非金属層を交互に重ねて結合するゴム層をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の多層複合熱伝導構成体。
【請求項３】
前記金属層の材料は銅箔、アルミ箔又は錫箔を含み、前記非金属層の材料は石墨又は石墨繊維を含むことを特徴とする、請求項１に記載の多層複合熱伝導構成体。
【請求項４】
前記多層複合熱伝導構成体は、複数のフレキシブル熱伝導ゴム層と複数の熱伝導層を交互に重ねて結合するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の多層複合熱伝導構成体。
【請求項５】
前記一つ又は複数の熱伝導層は、複数の金属層と複数の非金属層を交互に重ねて結合するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の多層複合熱伝導構成体。
【請求項６】
前記多層複合熱伝導構成体は、互いに離れる二つのフレキシブル熱伝導ゴム層が前記一つ又は複数の熱伝導層と結合するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の多層複合熱伝導構成体。
【請求項７】
前記一つ又は複数の熱伝導層は、互いに離れる二つの非金属層が前記一つ又は複数の金属層と結合するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の多層複合熱伝導構成体。
【請求項８】
前記一つ又は複数の熱伝導層のうち、発熱する前記電子部品から離れる熱伝導層は、他のフレキシブル熱伝導ゴム層と結合することを特徴とする、請求項１に記載の多層複合熱伝導構成体。
【請求項９】
前記一つ又は複数のフレキシブル熱伝導ゴム層のうち、発熱する前記電子部品から離れるフレキシブル熱伝導ゴム層は、他の熱伝導層と結合することを特徴とする、請求項１に記載の多層複合熱伝導構成体。
【請求項１０】
前記一つ又は複数のフレキシブル熱伝導ゴム層は、前記一つ又は複数の熱伝導層と重なって、接着固定することを特徴とする、請求項１に記載の多層複合熱伝導構成体。
【請求項１１】
前記一つ又は複数のフレキシブル熱伝導ゴム層には、前記一つ又は複数の熱伝導層をコーティングして結合することを特徴とする、請求項１に記載の多層複合熱伝導構成体。