[go: up one dir, main page]

JP2018162367A - Metal laminated structure - Google Patents

Metal laminated structure Download PDF

Info

Publication number
JP2018162367A
JP2018162367A JP2017059715A JP2017059715A JP2018162367A JP 2018162367 A JP2018162367 A JP 2018162367A JP 2017059715 A JP2017059715 A JP 2017059715A JP 2017059715 A JP2017059715 A JP 2017059715A JP 2018162367 A JP2018162367 A JP 2018162367A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal
conductive layer
contact
heat
heat conductive
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.)
Granted
Application number
JP2017059715A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6815914B2 (en
Inventor
別所 毅
Takeshi Bessho
毅 別所
森 邦夫
Kunio Mori
邦夫 森
慎吾 大村
Shingo Omura
慎吾 大村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2017059715A priority Critical patent/JP6815914B2/en
Publication of JP2018162367A publication Critical patent/JP2018162367A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6815914B2 publication Critical patent/JP6815914B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

【課題】熱伝導性に優れ、かつ、その熱伝導性の経時劣化が小さい金属積層構造体を提供する。【解決手段】複数の金属層と、前記金属層の間に挟まれている熱伝導層と、を備え、前記熱伝導層が、水、界面活性剤、及びナトリウム塩を含有する、金属積層構造体。この金属積層構造体によれば、金属層の間に挟まれている熱伝導層が、水、界面活性剤、及びナトリウム塩を含有することによって、熱伝導性を改善し、その熱伝導性の経時劣化を小さくすることができる。ナトリウム塩としては、乳酸ソーダ及び亜燐酸ソーダが挙げられる。【選択図】図2Kind Code: A1 A metal laminate structure is provided which is excellent in thermal conductivity and exhibits little deterioration of the thermal conductivity over time. A metal laminate structure comprising a plurality of metal layers and a thermally conductive layer sandwiched between the metal layers, the thermally conductive layer containing water, a surfactant, and a sodium salt. body. According to this metal laminate structure, the heat conductive layer sandwiched between the metal layers contains water, a surfactant, and a sodium salt to improve the heat conductivity and improve the heat conductivity. Deterioration over time can be reduced. Sodium salts include sodium lactate and sodium phosphite. [Selection drawing] Fig. 2

Description

本開示は、金属積層構造体に関する。本開示は、特に、熱伝導性に優れ、かつ、その熱伝導性の経時劣化が小さい金属積層構造体に関する。   The present disclosure relates to a metal laminate structure. The present disclosure particularly relates to a metal laminated structure that is excellent in thermal conductivity and has little deterioration over time in the thermal conductivity.

LED、太陽電池、風車発電用素子、半導体素子、並びに、自動車用電動機及び内燃機関の電子制御素子等、多くの電子・電気機器は、使用中に発熱する。この発熱を制御することは、製品の性能等に影響を及ぼすだけでなく、エネルギー節減及び地球環境の維持にも影響を与えつつある。電子・電気機器の動作速度が高くなっていることから、この傾向は一層強まっている。そのため、電子・電気機器から発生する熱を効率よく放出することが望まれている。   Many electronic and electrical devices such as LEDs, solar cells, windmill power generation elements, semiconductor elements, automobile motors, and electronic control elements for internal combustion engines generate heat during use. Controlling this heat generation not only affects product performance and the like, but is also affecting energy saving and the maintenance of the global environment. This trend is further strengthened as the operating speed of electronic and electrical equipment is increasing. Therefore, it is desired to efficiently release the heat generated from the electronic / electric equipment.

しかし、電子・電気機器から発生する熱を、電子・電気機器から放出するには、どのような因子が重要であるかは、必ずしも明確にされていない。そのため、高熱伝導材料の開発に注力する傾向にある。しかし、熱制御技術の向上は、これだけでは不充分である。   However, it is not always clear what factors are important for releasing heat generated from electronic / electrical equipment from electronic / electrical equipment. Therefore, there is a tendency to focus on the development of high thermal conductivity materials. However, this alone is not enough to improve the thermal control technology.

そこで、熱伝導材料の使われ方にも着目して、熱制御を行うことが検討されている。熱伝導材料は、一般的に、熱発生源と熱冷却源の間に挟持されて使用されている。熱発生源と熱伝導材料との間、及び、熱伝導材料と熱冷却源との間には、接触界面が存在する。そして、その接触界面では、接触熱抵抗が生じる。   Thus, focusing on how heat conductive materials are used, it has been studied to perform heat control. The heat conducting material is generally used by being sandwiched between a heat generation source and a heat cooling source. There are contact interfaces between the heat generating source and the heat conducting material, and between the heat conducting material and the heat cooling source. A contact thermal resistance is generated at the contact interface.

熱伝導材料自身も熱抵抗を有する。接触熱抵抗が、熱伝導材料自身の熱抵抗よりも著しく小さい場合には、接触熱抵抗は実質的に問題とならない。しかし、熱伝導材料が薄い場合には、熱伝導材料による熱抵抗が小さくなるため、熱発生源−熱伝導材料−熱冷却源の系全体で、接触熱抵抗の影響が相対的に大きくなる。このようなことから、接触熱抵抗について検討することは重要であり、接触熱抵抗を低減する試みが行われている。   The thermally conductive material itself has thermal resistance. In the case where the contact thermal resistance is significantly smaller than the thermal resistance of the heat conducting material itself, the contact thermal resistance is not substantially a problem. However, when the heat conductive material is thin, the heat resistance due to the heat conductive material becomes small, and therefore, the influence of the contact heat resistance becomes relatively large in the entire system of the heat generation source-heat conductive material-thermal cooling source. For this reason, it is important to study the contact thermal resistance, and attempts have been made to reduce the contact thermal resistance.

例えば、特許文献1には、柔軟性を有するマトリックス樹脂中に、熱伝導性フィラーを含有させた放熱体が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a heat radiator in which a thermally conductive filler is contained in a flexible matrix resin.

特開平6−252572号公報JP-A-6-252572

特許文献1に開示された放熱体のマトリックス樹脂は、粘度が充分に低くないため、金属接触界面への濡れ性が低く、接触熱抵抗が高い。水と界面活性剤を併用して、マトリックス樹脂の金属接触界面への濡れ性を向上させることも考えられるが、水の蒸発によって、接触熱抵抗が経時劣化してしまう、という課題を本発明者らは見出した。   Since the viscosity of the matrix resin disclosed in Patent Document 1 is not sufficiently low, the wettability to the metal contact interface is low and the contact thermal resistance is high. It is conceivable to improve the wettability of the matrix resin to the metal contact interface by using water and a surfactant together. However, the present inventor has a problem that contact thermal resistance deteriorates with time due to water evaporation. Found.

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、熱伝導性に優れ、かつ、その熱伝導性の経時劣化が小さい金属積層構造体を提供することを目的とする。   The present disclosure has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present disclosure is to provide a metal laminated structure that is excellent in thermal conductivity and has little deterioration over time in the thermal conductivity.

本発明者は、上記目的を達成すべく、鋭意検討を重ね、本開示の金属積層構造体を完成させた。その要旨は、次のとおりである。
〈1〉複数の金属層と、
前記金属層の間に挟まれている熱伝導層と、
を備え、
前記熱伝導層が、水、界面活性剤、及びナトリウム塩を含有する、
金属積層構造体。
In order to achieve the above-mentioned object, the present inventor has intensively studied and completed the metal laminated structure of the present disclosure. The summary is as follows.
<1> a plurality of metal layers;
A thermally conductive layer sandwiched between the metal layers;
With
The heat conductive layer contains water, a surfactant, and a sodium salt;
Metal laminated structure.

本開示によれば、金属層の間に挟まれている熱伝導層が、水、界面活性剤、及びナトリウム塩を含有することによって、接触熱抵抗を低減し、かつ、その接触熱抵抗の経時劣化の小さい金属積層構造体を提供することができる。   According to the present disclosure, the thermal conductive layer sandwiched between the metal layers contains water, a surfactant, and a sodium salt, thereby reducing the thermal contact resistance and the time of the thermal contact resistance. A metal laminated structure with little deterioration can be provided.

図1は、アルミニウム板の積層体に関し、アルミニウム板の間の物質の種類が、接触熱抵抗に及ぼす影響を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the effect of the type of material between aluminum plates on the contact thermal resistance with respect to a laminate of aluminum plates. 図2は、アルミニウム板の積層体に関し、接触熱抵抗の経時変化を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing a change with time of contact thermal resistance with respect to a laminate of aluminum plates. 図3は、2枚のアルミニウム板に挟まれた架橋シリコーンゴムを備える金属積層構造体の接触界面の形態を説明する断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a form of a contact interface of a metal laminated structure including a crosslinked silicone rubber sandwiched between two aluminum plates. 図4は、参考例4〜6について、接触圧力と熱抵抗の関係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between contact pressure and thermal resistance for Reference Examples 4 to 6.

以下、本開示に係る金属積層構造体の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は、本開示に係る金属積層構造体を限定するものではない。   Hereinafter, an embodiment of a metal laminated structure according to the present disclosure will be described in detail. In addition, embodiment shown below does not limit the metal laminated structure which concerns on this indication.

例えば、熱伝導率が高いアルミニウム板(熱伝導率:240Wm−1−1)を積層したとき、アルミニウム板間の熱伝達率は著しく低い。例えば、アルミニウム板間に0.01〜1MPaの圧力を加えた場合でも、アルミニウム板間の熱伝達率は0.54〜0.84Wm−1−1である。銅版でも同様である。例えば、銅板(熱伝導率:403Wm−1−1)に0.01〜1MPaの圧力を加えた場合でも、銅版間の熱伝達率は0.38〜0.80Wm−1−1である。このように、金属板間に充分な圧力(0.3MPa)を加えても、良好な熱伝達率を得ることは容易ではない。また、金属板間に、0.3MPa以上の圧力を常時加えることは容易ではない。 For example, when an aluminum plate having a high thermal conductivity (thermal conductivity: 240 Wm −1 K −1 ) is laminated, the heat transfer coefficient between the aluminum plates is remarkably low. For example, even when a pressure of 0.01 to 1 MPa is applied between the aluminum plates, the heat transfer coefficient between the aluminum plates is 0.54 to 0.84 Wm −1 K −1 . The same applies to the copper plate. For example, even when a pressure of 0.01 to 1 MPa is applied to a copper plate (thermal conductivity: 403 Wm −1 K −1 ), the heat transfer coefficient between the copper plates is 0.38 to 0.80 Wm −1 K −1 . . Thus, even if a sufficient pressure (0.3 MPa) is applied between the metal plates, it is not easy to obtain a good heat transfer coefficient. Moreover, it is not easy to always apply a pressure of 0.3 MPa or more between the metal plates.

このように、金属板単独の熱伝導率は高いが、複数の金属板を積層したとき、金属板間の熱伝達率は著しく低い。これは、複数の金属板を積層したときは、それらの間の接触面積が小さいことに起因する。   Thus, although the heat conductivity of the metal plate alone is high, when a plurality of metal plates are laminated, the heat transfer coefficient between the metal plates is remarkably low. This is because when a plurality of metal plates are laminated, the contact area between them is small.

電子・電気機器に放熱部品が取り付けられているとき、熱発生源側金属−熱伝導層−冷却源側金属の積層構造体となる。そのため、熱発生源側金属及び冷却源側金属の熱伝導率の改善だけでなく、熱発生源側金属と熱伝導層との間、及び、熱伝導層と冷却源側金属との間の接触面積が反映される接触熱抵抗の改善が必須となる。   When a heat radiating component is attached to the electronic / electrical device, a laminated structure of a heat generation source side metal-heat conduction layer-cooling source side metal is formed. Therefore, not only the improvement of the thermal conductivity of the heat source side metal and the cooling source side metal, but also the contact between the heat source side metal and the heat conduction layer and between the heat conduction layer and the cooling source side metal. Improvement of contact thermal resistance that reflects the area is essential.

本開示の金属積層構造体の接触熱抵抗は、実質的にゼロである。このような接触熱抵抗を得るための知見を、以下に説明する。   The contact thermal resistance of the metal laminate structure of the present disclosure is substantially zero. The knowledge for obtaining such contact thermal resistance will be described below.

熱発生源側金属及び/又は冷却源側金属に熱伝導層を物理的に接触させる場合、それぞれの接触面を平坦化及び平滑化して、接触面積を向上させ、接触熱抵抗を低減することが重要である。しかし、表面粗さを、Raで0.5μm以下にしても、接触界面で隙間が発生することは避けられない。   When the heat conduction layer is brought into physical contact with the heat generation source side metal and / or the cooling source side metal, the contact surfaces may be flattened and smoothed to improve the contact area and reduce the contact thermal resistance. is important. However, even if the surface roughness is 0.5 μm or less in Ra, it is inevitable that a gap is generated at the contact interface.

また、接触面の平坦化及び平滑化を行っても、接触の方法及び回数等により、熱発生源側金属、冷却源側金属、及び熱伝導層の表面には、必ず、損傷又は凹凸が残留する。その結果、熱発生源側金属と熱伝導層との間、及び、冷却源側金属と熱伝導層との間の接触界面における接触面積率を1%以上にすることは容易ではない。   Even if the contact surface is flattened and smoothed, the heat generation source side metal, the cooling source side metal, and the surface of the heat conductive layer always have damage or unevenness depending on the contact method and the number of times. To do. As a result, it is not easy to increase the contact area ratio at the contact interface between the heat generation source side metal and the heat conduction layer and between the cooling source side metal and the heat conduction layer to 1% or more.

上述した損傷又は凹凸は、低摩耗性材料を用いた場合であっても不可避である。本開示の金属積層構造体は、接触界面に損傷又は凹凸が存在していても、接触熱抵抗を低減できるように、熱伝導層を備える。この熱伝導層は、熱発生源側金属と熱伝導層との間、及び、冷却源側金属と熱伝導層との間の熱伝導を促進する。   The damage or unevenness described above is unavoidable even when a low-abrasion material is used. The metal laminated structure of the present disclosure includes a heat conductive layer so that the contact thermal resistance can be reduced even if damage or unevenness exists in the contact interface. The heat conduction layer promotes heat conduction between the heat generation source side metal and the heat conduction layer and between the cooling source side metal and the heat conduction layer.

図1は、アルミニウム板の積層体に関し、アルミニウム板の間の物質の種類が、接触熱抵抗値に及ぼす影響を示すグラフである。図1から分かるように、アルミニウム板の間に、水が存在している場合に、アルミニウム板の積層体の熱抵抗値を低減できている。   FIG. 1 is a graph showing the effect of the type of substance between aluminum plates on the contact thermal resistance value for a laminate of aluminum plates. As can be seen from FIG. 1, when water is present between the aluminum plates, the thermal resistance value of the laminate of the aluminum plates can be reduced.

したがって、発生源側金属−熱伝導層−冷却源側金属の積層構造体の熱伝導層は、主成分として水を含有して、接触熱抵抗を低減する。水は分子量が小さく、比熱が大きい(4.217Jg−1−1)。水が接触界面の隙間に侵入して熱伝導を良好にするため、接触界面の粗さ及び接触圧が接触熱抵抗に与える影響を著しく低減できる。 Therefore, the heat conductive layer of the laminated structure of the generation source side metal-heat conductive layer-cooling source side metal contains water as a main component to reduce the contact thermal resistance. Water has a small molecular weight and a large specific heat (4.217 Jg −1 K −1 ). Since water penetrates into the gaps at the contact interface to improve heat conduction, the influence of the contact interface roughness and contact pressure on the contact thermal resistance can be significantly reduced.

図2は、アルミニウム板の積層体に関し、接触熱抵抗の経時変化を示すグラフである。図2から分かるように、熱伝導層が水だけを含有している場合には、積層体の接触熱抵抗値が経時劣化(増加)する。これは、水が時間の経過により蒸発するためであると考えられる。   FIG. 2 is a graph showing a change with time of contact thermal resistance with respect to a laminate of aluminum plates. As can be seen from FIG. 2, when the heat conductive layer contains only water, the contact thermal resistance value of the laminate deteriorates (increases) with time. This is thought to be because water evaporates over time.

発生源側金属−熱伝導層−冷却源側金属の積層構造体の熱伝導層は、水の他に添加物を含有して、接触熱抵抗値の経時変化を抑制する。添加物は、界面活性剤及びビルダーである。界面活性剤及びビルダーによって、水の蒸発を抑制し、かつ、接触界面に気泡が残留することを抑制する。   The heat conductive layer of the laminated structure of the source-side metal-heat conductive layer-cooling source-side metal contains an additive in addition to water, and suppresses the temporal change of the contact thermal resistance value. Additives are surfactants and builders. Surfactant and builder suppress water evaporation and prevent bubbles from remaining at the contact interface.

このように、熱伝導層が、水、界面活性剤、及びビルダーを含有することによって、熱伝導性に優れ、その熱伝導性の経時劣化の小さい金属積層構造体を得られることを、本発明者らは知見した。   As described above, it is possible to obtain a metal laminated structure having excellent thermal conductivity and small deterioration with time of the thermal conductivity by containing the water, the surfactant, and the builder. They found out.

これらの知見に基づく、本開示の金属積層構造体の構成を、次に説明する。   The configuration of the metal laminated structure of the present disclosure based on these findings will be described next.

(金属層)
本開示の金属積層構造体は、複数の金属層を備える。典型的には、2つの金属層を備えるが、これに限られない。各金属層の間に、後述する熱伝導層が挟まれていれば、3つ以上の金属層を備えていてもよい。
(Metal layer)
The metal laminated structure of the present disclosure includes a plurality of metal layers. Typically, it includes two metal layers, but is not limited to this. Three or more metal layers may be provided as long as a heat conductive layer described later is sandwiched between the metal layers.

金属は、他の物質と比べて、一般的に熱伝導率が高いため、金属層の種類は限定されない。金属には合金も含まれる。アルミニウム及び銅は、金属の中でも、熱伝導率が特に高いため、金属層がアルミニウム又は銅でできていることが好ましい。金属層がアルミニウム合金又は銅合金でできていてもよい。   Since metal generally has higher thermal conductivity than other materials, the type of metal layer is not limited. Metals include alloys. Since aluminum and copper have a particularly high thermal conductivity among metals, the metal layer is preferably made of aluminum or copper. The metal layer may be made of an aluminum alloy or a copper alloy.

金属積層構造体は、複数の金属層を備えるが、個々の金属層が同一種類でなくてもよい。例えば、2つの金属層を備える場合、一方の金属層がアルミニウム合金でできており、他方の金属層が銅合金でできていてもよい。   The metal laminated structure includes a plurality of metal layers, but the individual metal layers may not be the same type. For example, when two metal layers are provided, one metal layer may be made of an aluminum alloy and the other metal layer may be made of a copper alloy.

(熱伝導層)
熱伝導層は、金属層の間に挟まれている。熱伝導層は、水、界面活性剤、及びビルダーを含有する。熱伝導層は、これらの含有物が共存する低粘度の溶液媒体である。以下、これらの含有物について説明する。
(Thermal conduction layer)
The heat conductive layer is sandwiched between the metal layers. The heat conductive layer contains water, a surfactant, and a builder. A heat conductive layer is a low-viscosity solution medium in which these inclusions coexist. Hereinafter, these inclusions will be described.

(水)
水は、熱伝導層の主成分である。水の含有量は、熱伝導層全体に対し、70質量%以上が好ましい。水の含有量が70質量%以上であれば、金属層間の接触熱抵抗を充分に低下させることができる。また、水により、金属層間に付加する圧力(接触圧力)によって、接触熱抵抗が変化し難くなる。さらに、水により、金属層間の距離によって、接触熱抵抗が変化し難くなる。
(water)
Water is the main component of the heat conduction layer. As for water content, 70 mass% or more is preferable with respect to the whole heat conductive layer. When the water content is 70% by mass or more, the contact thermal resistance between the metal layers can be sufficiently reduced. Further, the contact thermal resistance is hardly changed by the pressure (contact pressure) applied between the metal layers by water. Furthermore, the contact thermal resistance is difficult to change depending on the distance between the metal layers due to water.

接触熱抵抗の低下、並びに、接触熱抵抗の接触圧非依存性及び金属間距離非依存性の観点から、水の含有量は、85質量%以上がより好ましく、90質量%以上がより一層好ましい。一方、水の含有量は、99.88質量%以下であることが好ましい。水の含有量が99.88質量%以下であれば、熱伝導層が、添加物、すなわち、界面活性剤及びビルダー等を必要量含有することができる。   From the viewpoint of lowering contact thermal resistance and contact pressure independence and inter-metal distance independence of contact thermal resistance, the water content is more preferably 85% by mass or more, and even more preferably 90% by mass or more. . On the other hand, the water content is preferably 99.88% by mass or less. If water content is 99.88 mass% or less, a heat conductive layer can contain additive, ie, surfactant, a builder, etc. required amount.

また、水は、蒸留水又はイオン交換水であってよく、重水であってもよい。また、水は、蒸留水、イオン交換水、及び重水の組合せでもよい。   The water may be distilled water or ion exchange water, or heavy water. The water may be a combination of distilled water, ion exchange water, and heavy water.

(界面活性剤)
界面活性剤は、水の粘度を低下させ、かつ、水の蒸発を抑制する。このような界面活性剤としては、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、及び両性界面活性剤等が挙げられる。
(Surfactant)
The surfactant reduces the viscosity of water and suppresses water evaporation. Examples of such surfactants include cationic surfactants, nonionic surfactants, anionic surfactants, and amphoteric surfactants.

界面活性剤の含有量は、0.1質量%以上であることが好ましい。界面活性剤の含有量が0.1質量%以上であれば、水の粘度を低下させ、かつ水の蒸発を抑制し易くなる。水の粘度低下及び水の蒸発抑制の観点からは、界面活性剤の含有量は、1質量%以上がより好ましく、10質量%以上がより一層好ましい。   The content of the surfactant is preferably 0.1% by mass or more. If the content of the surfactant is 0.1% by mass or more, the viscosity of water is lowered and the evaporation of water is easily suppressed. From the viewpoint of reducing the viscosity of water and suppressing the evaporation of water, the content of the surfactant is more preferably 1% by mass or more, and even more preferably 10% by mass or more.

一方、界面活性剤の含有量は30質量%以下であることが好ましい。界面活性剤の含有量が30質量%以下であれば、界面活性剤の量が過剰になることによって、水の含有量が過剰に減少することはない。その結果、水によって接触熱抵抗を充分に低下させることができる。水による接触熱抵抗の低下を確保する観点からは、界面活性剤の含有量は、25質量%以下がより好ましく、20質量%以下がより一層好ましい。   On the other hand, the surfactant content is preferably 30% by mass or less. If the content of the surfactant is 30% by mass or less, the content of water will not be excessively decreased due to the excessive amount of the surfactant. As a result, the contact thermal resistance can be sufficiently reduced by water. From the viewpoint of ensuring a decrease in contact thermal resistance due to water, the content of the surfactant is more preferably 25% by mass or less, and even more preferably 20% by mass or less.

カチオン系界面活性剤としては、1本鎖トリメチル高級飽和アルキルアンモニウムハロゲナイド、1本鎖トリメチル高級不飽和アルキルアンモニウムハロゲナイド、2本鎖ジメチル高級飽和アルキルアンモニウムハロゲナイド、1本鎖トリメチル高級飽和アルキルアンモニウムハロゲナイド、1本鎖トリメチル高級不飽和アルキルアンモニウムヒドロキサイド、2本鎖ジメチル高級飽和アルキルアンモニウムヒドロキサイド、2本鎖ジメチル高級不飽和アルキルアンモニウムハロゲナイド、3本鎖メチル高級飽和アルキルアンモニウムハロゲナイド、3本鎖メチル高級不飽和アルキルアンモニウムハロゲナイド、1本鎖トリフェニル高級アルキルフォスホニウムハロゲナイド、1本鎖トリフェニル高級アルキルフォスホニウムヒドロキサイド、アルキルベンジルジメチルアンモニウム塩、ホスファチジルイノシトール(PI)、ホスファチジルセリン(PS)、ホスファチジルエタノールアミン、テトラブチルホスホニュウムブロミド、テトラオクチルホスホニウムブロミド、テトラブチルアンモニウムホブロミド、テトラオクチルアンモニウムブロミド、オレイル硫酸エステルトリエタノールアミン、ジフェニルジオクチル燐酸ブロミド、トリエタノールアミン等が挙げられる。   Cationic surfactants include single-chain trimethyl higher saturated alkylammonium halides, one-chain trimethyl higher unsaturated alkylammonium halides, two-chain dimethyl higher saturated alkylammonium halides, one-chain trimethyl higher Saturated alkylammonium halide, 1-chain trimethyl higher unsaturated alkylammonium hydroxide, 2-chain dimethyl higher saturated alkylammonium hydroxide, 2-chain dimethyl higher unsaturated alkylammonium halide, 3-chain methyl higher saturated alkyl Ammonium halogenides, 3-chain methyl higher unsaturated alkylammonium halides, 1-chain triphenyl higher alkyl phosphonium halides, 1-chain triphenyl higher alkyl phosphonium hydroxide Alkylbenzyldimethylammonium salt, phosphatidylinositol (PI), phosphatidylserine (PS), phosphatidylethanolamine, tetrabutylphosphonium bromide, tetraoctylphosphonium bromide, tetrabutylammonium hobromide, tetraoctylammonium bromide, oleyl sulfate triethanol Examples include amines, diphenyldioctyl phosphate bromide, and triethanolamine.

ノニオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテルRO(CHCHO)H、脂肪酸ソルビタンエステル、アルキルポリグルコシド、脂肪酸ジエタノールアミドRCON(CHCHOH)、アルキルモノグリセリルエーテル ROCHCH(OH)CHOH等が挙げられる。 Nonionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ether RO (CH 2 CH 2 O) m H, fatty acid sorbitan ester, alkyl polyglucoside, fatty acid diethanolamide RCON (CH 2 CH 2 OH) 2 , alkyl monoglyceryl ether ROCH 2 CH (OH) CH 2 OH and the like.

アニオン系界面活性剤としては、6−オクチルアミノ−1,3,5−トリアジン−4−チオール−2−チオナトリュウム塩、6−オクチルアミノ−1,3,5−トリアジン−4−チオール−2−チオカリュウム塩、6−トリエトキシシリルプロピルアミノ−1,3,5−トリアジン−2−チオール−2−チオカリュウム塩、6−トリエトキシシリルプロピルアミノ−1,3,5−トリアジン−2、4−ジアミノエチルアミン、6−トリエトキシシリルプロピルアミノ−1,3,5−トリアジン−2、4−ジヒドラジン、飽和アルキルベンゼンスルホン酸塩、飽和アルキル、モノアルキル酸塩、アルキルポリオキシエチレン硫酸塩、トリアジントリチオールモノナトリウム、イソステアリル硫酸エステルナトリウム等が挙げられる。   Examples of anionic surfactants include 6-octylamino-1,3,5-triazine-4-thiol-2-thionatrium salt, 6-octylamino-1,3,5-triazine-4-thiol-2- Thiocalium salt, 6-triethoxysilylpropylamino-1,3,5-triazine-2-thiol-2-thiocalium salt, 6-triethoxysilylpropylamino-1,3,5-triazine-2, 4- Diaminoethylamine, 6-triethoxysilylpropylamino-1,3,5-triazine-2, 4-dihydrazine, saturated alkylbenzene sulfonate, saturated alkyl, monoalkyl acid salt, alkyl polyoxyethylene sulfate, triazine trithiol Examples include monosodium and sodium isostearyl sulfate.

両性界面活性剤としては、アルキルジメチルアミンオキシドR(CHNOやアルキルカルボキシベタインR(CHCHCOO等が挙げられる。 Examples of amphoteric surfactants include alkyl dimethylamine oxide R (CH 3 ) 2 NO and alkyl carboxybetaine R (CH 3 ) 2 N + CH 2 COO .

(ビルダー)
ビルダーは、界面活性剤と共存することにより、水の蒸発を抑制し、その結果、接触熱抵抗の経時劣化を抑制する。また、ビルダーによって、熱伝導層と金属層表面との接触を促進して、気泡が金属表面に残留することを抑制し、接触熱抵抗の低下に寄与する。
(builder)
The builder suppresses evaporation of water by coexisting with the surfactant, and as a result, suppresses deterioration of contact thermal resistance with time. Further, the builder promotes the contact between the heat conductive layer and the metal layer surface, suppresses the bubbles from remaining on the metal surface, and contributes to the reduction of the contact thermal resistance.

ビルダーの含有量は、0.1質量%以上であることが好ましい。ビルダーの含有量が0.1質量%以上であれば、水の蒸発を抑制し易くなり、金属表面に気泡が付着することを抑制し易くなる。水の蒸発抑制及び気泡付着抑制の観点からは、ビルダーの含有量は、1質量%以上がより好ましく、5質量%以上がより一層好ましい。   The builder content is preferably 0.1% by mass or more. If the builder content is 0.1% by mass or more, it becomes easy to suppress water evaporation, and it is easy to suppress bubbles from adhering to the metal surface. From the viewpoint of water evaporation suppression and bubble adhesion suppression, the builder content is more preferably 1% by mass or more, and even more preferably 5% by mass or more.

一方、ビルダーの含有量は10質量%以下であることが好ましい。ビルダーの含有量が10質量%以下であれば、ビルダーの量が過剰になることによって、水の含有量が過剰に減少することはない。その結果、水によって接触熱抵抗を充分に低下させることができる。水による接触熱抵抗の低下を確保する観点からは、界面活性剤の含有量は、8質量%以下がより好ましい。   On the other hand, the builder content is preferably 10% by mass or less. If the builder content is 10% by mass or less, the builder content becomes excessive, so that the water content does not decrease excessively. As a result, the contact thermal resistance can be sufficiently reduced by water. From the viewpoint of ensuring a decrease in contact thermal resistance due to water, the content of the surfactant is more preferably 8% by mass or less.

ビルダーとしては、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、芒硝、亜硫酸ソーダ―、次亜硫酸ソーダ、亜硫酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、リン酸ソーダ、リン酸アンモニウム、ケイ酸ソーダ、ケイ酸アンモニウム、乳酸ソーダ、亜リン酸ソーダ−、亜リン酸アンモニュム、硝酸ソーダ, 亜硝酸ソーダ、エチレンジアミンテトラ酢酸、エチレンジアミン、エチレンジアミンテトラ酢酸アンモニウム、デシルトリエチレングリコール等が挙げられる。   Builders include: carboxymethylcellulose, polyethylene glycol, polyvinyl alcohol, sodium nitrate, sodium sulfite, sodium hyposulfite, ammonium sulfite, ammonium carbonate, sodium phosphate, ammonium phosphate, sodium silicate, ammonium silicate, sodium lactate, phosphorus phosphite Examples include acid soda, ammonium phosphite, sodium nitrate, sodium nitrite, ethylenediaminetetraacetic acid, ethylenediamine, ammonium ethylenediaminetetraacetate, and decyltriethylene glycol.

水の蒸発抑制の観点からは、ナトリウム塩が好ましく、その中でも、乳酸ソーダ及び亜リン酸ソーダが特に好ましい。   From the viewpoint of water evaporation suppression, sodium salts are preferable, and among them, sodium lactate and sodium phosphite are particularly preferable.

理論に拘束されないが、次に述べる理由により、接触熱抵抗の経時劣化が抑制されると考えられる。界面活性材とビルダー、特に、ナトリウム塩、その中でも、乳酸ソーダ及び亜リン酸ソーダによって、水素結合した水クラスターの単分子化とクラスター化が円滑に起こり、複数の金属層の間で、エネルギー移動が起こるためであると考えられる。   Although not bound by theory, it is considered that the deterioration of contact thermal resistance with time is suppressed for the following reason. Surfactants and builders, especially sodium salts, especially sodium lactate and sodium phosphite, facilitate the unimolecularization and clustering of hydrogen-bonded water clusters, and energy transfer between multiple metal layers This is considered to occur.

(表面安定化剤)
熱伝導層は、これまでに説明した、水、界面活性剤、及びビルダーを、必須で含有する。これらの他に、熱伝導層は、任意で、表面安定化剤を含有してもよい。表面安定化剤は、金属層の表面の腐食等を抑制して、金属層の表面が変質することを抑制する。
(Surface stabilizer)
The heat conductive layer essentially contains water, a surfactant, and a builder as described above. In addition to these, the heat conductive layer may optionally contain a surface stabilizer. The surface stabilizer suppresses corrosion or the like of the surface of the metal layer, and suppresses deterioration of the surface of the metal layer.

表面安定化剤の含有量は、0.1質量%以上であることが好ましい。表面安定化剤の含有量が0.1質量%以上であれば、金属層の表面の腐食を抑制し易くなる。金属層の表面の腐食抑制の観点からは、表面安定化剤の含有量は、1質量%以上がより好ましく、2質量%以上がより一層好ましい。   The content of the surface stabilizer is preferably 0.1% by mass or more. When the content of the surface stabilizer is 0.1% by mass or more, corrosion of the surface of the metal layer is easily suppressed. From the viewpoint of suppressing the corrosion of the surface of the metal layer, the content of the surface stabilizer is more preferably 1% by mass or more, and further preferably 2% by mass or more.

一方、表面安定化剤の含有量は5質量%以下であることが好ましい。表面安定化剤の含有量が5質量%以下であれば、本開示の金属積層構造体の効果を低下させることはない。本開示の金属積層構造体の効果を低下させない観点からは、表面安定化の含有量は、3質量%以下がより好ましい。   On the other hand, the content of the surface stabilizer is preferably 5% by mass or less. If content of a surface stabilizer is 5 mass% or less, the effect of the metal laminated structure of this indication will not be reduced. From the viewpoint of not reducing the effect of the metal laminated structure of the present disclosure, the surface stabilization content is more preferably 3% by mass or less.

(変形)
本開示の金属積層構造体は、構成要件に次のような変形を加えてもよい。熱伝導層の内部には、熱伝導シートを含んでいてもよい。熱伝導層の内部とは、熱伝導シートの少なくとも一方の表面に、水、界面活性剤、及びビルダーを備えていることをいう。熱伝導性を確保する観点から、熱伝導シートの両面に、水、界面活性剤、及びビルダーを備えていることが好ましい。ビルダーはナトリウム塩であることが好ましい。
(Deformation)
The metal laminate structure of the present disclosure may be modified as follows in the configuration requirements. A heat conductive sheet may be included inside the heat conductive layer. The inside of the heat conductive layer means that water, a surfactant, and a builder are provided on at least one surface of the heat conductive sheet. From the viewpoint of ensuring thermal conductivity, it is preferable that water, a surfactant, and a builder are provided on both sides of the thermal conductive sheet. The builder is preferably a sodium salt.

熱伝導シートとしては、熱伝導性複合体シリコーンゴムシート等が挙げられる。熱伝導性複合体シリコーンゴムシートの積層方向の少なくとも一面に、ポリイミドを分子接合して、ポリイミド貼合熱伝導性複合体シリコーンゴムシートとしてもよい。   Examples of the heat conductive sheet include a heat conductive composite silicone rubber sheet. A polyimide-bonded thermally conductive composite silicone rubber sheet may be obtained by molecularly bonding polyimide to at least one surface in the stacking direction of the thermally conductive composite silicone rubber sheet.

熱伝導シートの少なくとも一方の表面に、水、界面活性剤、及びビルダーを備えていれば、熱伝導シートは複数枚備えていてもよい。   As long as water, a surfactant, and a builder are provided on at least one surface of the heat conductive sheet, a plurality of heat conductive sheets may be provided.

以下、本開示の金属積層構造体を実施例により、さらに具体的に説明する。なお、本開示の金属積層構造体は、これらに限定されるものではない。   Hereinafter, the metal laminated structure of the present disclosure will be described more specifically with reference to examples. In addition, the metal laminated structure of this indication is not limited to these.

(実験A)
実施例1〜2、比較例1〜3、及び参考例1の金属積層構造体の試料を作製し、熱伝導層の種類が、接触熱抵抗の経時劣化に与える影響を評価した。
(Experiment A)
Samples of the metal laminated structures of Examples 1 and 2, Comparative Examples 1 to 3, and Reference Example 1 were prepared, and the influence of the type of the heat conductive layer on the temporal deterioration of the contact thermal resistance was evaluated.

(実施例1)
アルミニウム合金製の金属ブロックを2つ準備した。金属ブロックは、金属積層構造体の金属層である。これらの金属ブロックの熱伝導率は139Wm−1−1であった。また、これらの金属ブロックの表面粗さは、Raで0.025μmであった。
Example 1
Two metal blocks made of aluminum alloy were prepared. A metal block is a metal layer of a metal laminated structure. The thermal conductivity of these metal blocks was 139 Wm −1 K −1 . The surface roughness of these metal blocks was 0.025 μm in Ra.

一方の金属ブロックの表面上に、熱伝導層の原材料をスポイトで滴下した。原材料は、水を96.69g、アニオン系界面活性剤として、トリアジントリチオールモノナトリウムを0.001g、及びイソステアリル硫酸エステルナトリウムを2.1g、並びに、ビルダーとして、乳酸ソーダ(ナトリウム塩)を1.2g配合して作製された。なお、この配合の原材料を、熱伝導層原材料1とした。   On the surface of one metal block, the raw material of the heat conductive layer was dropped with a dropper. The raw materials were 96.69 g of water, 0.001 g of triazine trithiol monosodium as an anionic surfactant, 2.1 g of sodium isostearyl sulfate, and 1 of sodium lactate (sodium salt) as a builder. .2g was prepared. In addition, the raw material of this mixture was used as the heat conductive layer raw material 1.

熱伝導層原材料1の滴下量は、20mg/4.84cmであった。このようにして、金属ブロックの表面に滴下した原材料をガラス棒でならして溢れた分を拭き取ると、8〜12mg(狙い値:10mg)の原材料を塗布することができた。次いで、原材料を滴下した一方の金属ブロックに、他方の金属ブロックを重ね合わせて、実施例1の金属積層構造体の試料を作製した。 The dripping amount of the heat conductive layer raw material 1 was 20 mg / 4.84 cm 2 . Thus, when the raw material dripped on the surface of the metal block was leveled with a glass rod and the overflow was wiped off, 8 to 12 mg (target value: 10 mg) of the raw material could be applied. Next, a sample of the metal laminate structure of Example 1 was manufactured by superimposing the other metal block on one metal block onto which the raw material was dropped.

(実施例2)
熱伝導層の原材料を、次のような配合で作製したこと以外、実施例1と同様にして、実施例2の金属積層構造体の試料を作成した。原材料は、純水を99.0g、カチオン系界面活性剤として、オレイル硫酸エステルトリエタノールアミンを0.8g、ビルダーとして、亜リン酸ソーダ(ナトリウム塩)を0.1g、及び、表面安定剤として、レゾルシンを0.1g配合して作製された。なお、この配合の原材料を、熱伝導層原材料2とした。
(Example 2)
A sample of the metal laminated structure of Example 2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the raw material for the heat conductive layer was prepared with the following composition. The raw materials are 99.0 g of pure water, as a cationic surfactant, 0.8 g of oleyl sulfate triethanolamine, as a builder, 0.1 g of sodium phosphite (sodium salt), and as a surface stabilizer And 0.1 g resorcin. In addition, the raw material of this mixture was used as the heat conductive layer raw material 2.

(比較例1)
熱伝導層の原材料が、純水を95g、及び台所用液体洗剤を5g配合して作製されたこと以外、実施例1と同様にして、比較例1の金属積層構造体の試料を作製した。なお、比較例1の試料を作製する際に用いた熱伝導層の原材料は、熱伝導層原材料3とした。
(Comparative Example 1)
A sample of the metal laminate structure of Comparative Example 1 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the heat conductive layer was prepared by blending 95 g of pure water and 5 g of liquid detergent for kitchen. In addition, the raw material of the heat conductive layer used when producing the sample of the comparative example 1 was the heat conductive layer raw material 3.

(比較例2)
熱伝導層として、信越化学(株)製の放熱用コンパウンド(品番:G746)を用いたこと以外、実施例1と同様にして、比較例2の金属積層構造体を作製した。この放熱用コンパウンドは、シリコーンオイルと無機放熱材(粒径1μm以下のアルミナ微粒子)を含有する。また、この放熱用コンパウンドの熱伝導率は1.9Wm−1−1である。なお、この放熱用コンパウンドを、熱伝導層原材料4とした。
(Comparative Example 2)
A metal laminated structure of Comparative Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that a heat dissipation compound (product number: G746) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. was used as the heat conductive layer. This heat radiation compound contains silicone oil and an inorganic heat radiation material (alumina fine particles having a particle size of 1 μm or less). Moreover, the thermal conductivity of this heat dissipation compound is 1.9 Wm −1 K −1 . This heat radiation compound was used as the heat conductive layer raw material 4.

(比較例3)
熱伝導層の原材料を純水のみとしたこと以外、実施例1と同様にして、比較例3の金属積層構造体を作製した。なお、純水のみの原材料を熱伝導層原材料5とした。
(Comparative Example 3)
A metal laminated structure of Comparative Example 3 was produced in the same manner as in Example 1 except that only the pure water was used as the raw material for the heat conductive layer. In addition, the raw material of only pure water was used as the heat conductive layer raw material 5.

(参考例1)
参考例1として、熱伝導層を有しない金属積層構造体を準備した。2つの金属ブロックは実施例1で用いた金属ブロックと同一である。2つの金属ブロックの間隔は0.5nm以内とした。
(Reference Example 1)
As Reference Example 1, a metal laminated structure having no heat conductive layer was prepared. The two metal blocks are the same as those used in Example 1. The interval between the two metal blocks was within 0.5 nm.

なお、これまでに説明した熱伝導層の原材料1〜5の配合について、表1に示す。表1には、これから説明する原材料6〜7の配合についても併記してある。   In addition, it shows in Table 1 about the mixing | blending of the raw materials 1-5 of the heat conductive layer demonstrated so far. Table 1 also shows the composition of raw materials 6 to 7 to be described.

Figure 2018162367
Figure 2018162367

(評価) (Evaluation)

このようにして作製した試料の熱特性(接触熱抵抗、熱抵抗及び熱伝導率)を評価した。試料の積層方向に一定圧力を付加し、一方の金属ブロックを加熱し、他方の金属ブロックを冷却する。   The thermal characteristics (contact thermal resistance, thermal resistance, and thermal conductivity) of the samples thus prepared were evaluated. A constant pressure is applied in the sample stacking direction, one metal block is heated, and the other metal block is cooled.

金属ブロック(金属層)と厚さL(10−3m)の熱伝導層と間の接触熱抵抗R(mKW−1)と、熱伝導層の熱抵抗R(mKW−1)との和からなる全熱抵抗R(mKW−1)を、次の式1によって求める。ただし、Aは熱伝導層の断面積である。ΔTは、一方の金属ブロックの表面温度Tと他方の金属ブロックの表面温度Tとの差である。Φ(W)は、一方の金属ブロックに接続した加熱ヒータの電圧E及び電流i(分留器の電圧E/分流器の抵抗値R)から算出する。なお、金属ブロックの表面温度とは、金属ブロック(金属層)の熱伝導層側の表面の温度をいう。
=A△T/Φ ・・・式1
Contact thermal resistance R c (mKW −1 ) between the metal block (metal layer) and the thermal conductive layer having a thickness L x (10 −3 m), and thermal resistance R s (mKW −1 ) of the thermal conductive layer The total thermal resistance R t (mKW −1 ) consisting of the sum of However, A is a cross-sectional area of a heat conductive layer. ΔT is the difference between the surface temperature T 7 of the surface temperature T 1 of the other of the metal block of the one metal block. Φ (W) is calculated from the voltage E 1 of the heater connected to one metal block and the current i (voltage E 2 of the fractionator / resistance value R o of the shunt). In addition, the surface temperature of a metal block means the temperature of the surface at the side of the heat conductive layer of a metal block (metal layer).
R t = A x ΔT / Φ Equation 1

熱伝導層の厚さLを変化(1.0、2.0、及び3.0mm)させて、横軸に厚さL、縦軸に全熱抵抗Rをプロットすると、両者の間に、次の式2で表される関係が成立する。
=aL+b ・・・・式2
When the thickness L x of the heat conduction layer is changed (1.0, 2.0, and 3.0 mm) and the thickness L x is plotted on the horizontal axis and the total thermal resistance R t is plotted on the vertical axis, In addition, the relationship represented by the following expression 2 is established.
R t = aL x + b (2)

式2において、切片bから接触熱抵抗Rが、全熱抵抗Rから接触熱抵抗Rを差引くと熱伝導層の熱抵抗Rが求められる。また、熱伝導層の熱伝導率λ(Wm−1−1)は、熱伝導層の厚さLを、熱抵抗Rで割ると得られる。 In Equation 2, when the contact thermal resistance R c is subtracted from the intercept b and the contact thermal resistance R c is subtracted from the total thermal resistance R t , the thermal resistance R s of the heat conductive layer is obtained. Further, the thermal conductivity λ (Wm −1 K −1 ) of the heat conductive layer can be obtained by dividing the thickness L x of the heat conductive layer by the thermal resistance R s .

このようにして求めた結果を、表2に示す。   The results thus obtained are shown in Table 2.

Figure 2018162367
Figure 2018162367

表1及び表2から分かるように、熱伝導層が、ナトリウム塩、すなわち、乳酸ソーダ又は亜リン酸ソーダを含有するとき、接触熱抵抗は、低い値で安定している。これは、乳酸ソーダ又は亜リン酸ソーダによって、水素結合した水クラスターの単分子化とクラスター化が円滑に起こり、2つの金属ブロックの間で、エネルギー移動が起こるためであると考えられる。   As can be seen from Tables 1 and 2, when the heat conductive layer contains a sodium salt, that is, sodium lactate or sodium phosphite, the contact thermal resistance is stable at a low value. This is considered to be because hydrogen lactate or sodium phosphite facilitates unimolecularization and clustering of water-bonded water clusters, and energy transfer occurs between the two metal blocks.

この他に、表1及び表2から次のことが分かる。参考例1の試料においては、金属ブロック間には、接触圧力によって得られた物理接触がある。物理接触している近傍において、金属ブロック間の距離は0.5nm以内であり、熱はフォノン振動により伝達する。参考例1の試料において、金属ブロック間では、物理振動に加えて、酸素及び窒素分子が金属ブロック表面に衝突してエネルギー交換を行う。   In addition, the following can be seen from Tables 1 and 2. In the sample of Reference Example 1, there is physical contact obtained by contact pressure between the metal blocks. In the vicinity of physical contact, the distance between the metal blocks is within 0.5 nm, and heat is transferred by phonon vibration. In the sample of Reference Example 1, in addition to physical vibration, oxygen and nitrogen molecules collide with the metal block surface to exchange energy between the metal blocks.

比較例3の試料では、熱伝導層は水であり、水は水素結合分子であるため、金属ブロック間で、水分子は、温度の高い金属ブロックからエネルギーを得て、温度の低い金属ブロックにエネルギーを放出(放熱)する。しかし、時間の経過とともに、水は蒸発するため、それに伴って、接触熱抵抗は増加する。   In the sample of Comparative Example 3, the heat conduction layer is water, and water is a hydrogen-bonded molecule. Therefore, between the metal blocks, the water molecule obtains energy from the metal block having a high temperature, and becomes a metal block having a low temperature. Release energy (heat dissipation). However, since water evaporates over time, the contact thermal resistance increases accordingly.

比較例2の試料において、市販の放熱用コンパウンドは、シリコーンオイルと無機放熱材(粒径が1μm以下のアルミナ粒子)を含有しているため、熱伝導性は加熱初期では水より良好であり、経時劣化も小さい。しかし、放熱用コンパウンドは、金属ブロックとの濡れ性が低く、接触熱抵抗は高い。   In the sample of Comparative Example 2, since the commercially available heat dissipation compound contains silicone oil and an inorganic heat dissipation material (alumina particles having a particle size of 1 μm or less), the thermal conductivity is better than water at the initial stage of heating. Deterioration with time is small. However, the heat dissipation compound has low wettability with the metal block and high contact thermal resistance.

(実験B)
実施例3〜4、比較例4〜5、及び参考例2の金属積層構造体の試料を作製し、接触圧力(金属層の積層方向に付加した圧力)が、接触熱抵抗に与える影響を評価した。
(Experiment B)
Samples of the metal laminated structures of Examples 3 to 4, Comparative Examples 4 to 5, and Reference Example 2 were prepared, and the influence of contact pressure (pressure applied in the metal layer lamination direction) on contact thermal resistance was evaluated. did.

(実施例3)
接触圧力を0.01〜0.30MPaにしたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例4の金属積層構造体の試料を作製した。
(Example 3)
A sample of the metal laminate structure of Example 4 was produced in the same manner as in Example 1 except that the contact pressure was 0.01 to 0.30 MPa.

(実施例4)
接触圧力を0.01〜0.30MPaにしたこと以外は、実施例2と同様にして、実施例4の金属積層構造体の試料を作製した。
Example 4
A sample of the metal laminate structure of Example 4 was produced in the same manner as in Example 2 except that the contact pressure was 0.01 to 0.30 MPa.

(比較例4)
接触圧力を0.01〜0.30MPaにしたこと以外は、比較例1と同様にして、比較例4の金属積層構造体の試料を作製した。
(Comparative Example 4)
A sample of the metal laminate structure of Comparative Example 4 was produced in the same manner as Comparative Example 1 except that the contact pressure was 0.01 to 0.30 MPa.

(比較例5)
接触圧力を0.01〜0.30MPaにしたこと以外は、比較例2と同様にして、比較例5の金属積層構造体の試料を作製した。
(Comparative Example 5)
A sample of the metal laminate structure of Comparative Example 5 was produced in the same manner as Comparative Example 2 except that the contact pressure was 0.01 to 0.30 MPa.

(参考例2)
接触圧力を0.01〜0.30MPaにしたこと以外は、参考例1と同様にして、参考例2の金属積層構造体の試料を作製した。
(評価)
(Reference Example 2)
A sample of the metal laminate structure of Reference Example 2 was produced in the same manner as Reference Example 1 except that the contact pressure was 0.01 to 0.30 MPa.
(Evaluation)

このようにして作製した試料の熱特性を、実験Aの試料と同様に評価した。結果を表3に示す。   The thermal characteristics of the sample thus prepared were evaluated in the same manner as the sample of Experiment A. The results are shown in Table 3.

Figure 2018162367
Figure 2018162367

表3から分かるように、市販の放熱用コンパウンドを用いた比較例5の試料と、熱伝導層のない参考例2の試料においては、接触熱抵抗は、接触圧力の影響を大きく受けている。これに対して、熱伝導層が界面活性剤を含有している、実施例3及び4並びに比較例4の試料においては、接触熱抵抗は、接触圧力の影響をほとんど受けていないことを確認できた。   As can be seen from Table 3, the contact thermal resistance is greatly affected by the contact pressure in the sample of Comparative Example 5 using a commercially available heat dissipation compound and the sample of Reference Example 2 having no heat conduction layer. On the other hand, in the samples of Examples 3 and 4 and Comparative Example 4 in which the heat conductive layer contains a surfactant, it can be confirmed that the contact thermal resistance is hardly affected by the contact pressure. It was.

(実験C)
実施例5、比較例6〜7、及び参考例3の金属積層構造体の試料を作製し、接触界面の表面粗さ(金属ブロックの表面粗さ)が、接触熱抵抗に与える影響を評価した。
(Experiment C)
Samples of the metal laminated structures of Example 5, Comparative Examples 6 to 7, and Reference Example 3 were prepared, and the influence of the contact interface surface roughness (metal block surface roughness) on the contact thermal resistance was evaluated. .

(実施例5)
一方の金属ブロックの表面粗さRaと熱伝導層の原材料を次のようにしたこと以外、実施例1と同様にして、実施例5の金属積層構造体の試料を作製した。
(Example 5)
A sample of the metal laminate structure of Example 5 was produced in the same manner as in Example 1 except that the surface roughness Ra of one metal block and the raw material of the heat conduction layer were as follows.

一方の金属ブロックの表面粗さRaを、0.010±0.01μm、0.020±0.0μm、0.05±0.01μm、0.10±0.01μm、及び0.30±0.01μmにした。   The surface roughness Ra of one metal block is set to 0.010 ± 0.01 μm, 0.020 ± 0.0 μm, 0.05 ± 0.01 μm, 0.10 ± 0.01 μm, and 0.30 ± 0.0. It was set to 01 μm.

原材料は、純水を98.2g、カチオン系界面活性剤として、ジフェニルジオクチル燐酸ブロミドを1.5g、及びトリエタノールアミンを0.3g、並びに、ビルダーとして、次亜硫酸ソーダを0.2g配合して作製された。なお、この配合の原材料を、熱伝導層原材料6とした。   The raw materials are 98.2 g of pure water, 1.5 g of diphenyldioctyl phosphate bromide as the cationic surfactant, 0.3 g of triethanolamine, and 0.2 g of sodium hyposulfite as the builder. It was made. In addition, the raw material of this mixture was used as the heat conductive layer raw material 6.

(比較例6)
一方の金属ブロックの表面粗さRaと熱伝導層の原材料を次のようにしたこと以外、比較例1と同様にして、比較例6の金属積層構造体の試料を作製した。
(Comparative Example 6)
A sample of the metal laminate structure of Comparative Example 6 was produced in the same manner as Comparative Example 1 except that the surface roughness Ra of one metal block and the raw material of the heat conduction layer were as follows.

一方の金属ブロックの表面粗さRaを、0.010±0.01μm、0.020±0.0μm、0.05±0.01μm、0.10±0.01μm、及び0.30±0.01μmにした。   The surface roughness Ra of one metal block is set to 0.010 ± 0.01 μm, 0.020 ± 0.0 μm, 0.05 ± 0.01 μm, 0.10 ± 0.01 μm, and 0.30 ± 0.0. It was set to 01 μm.

原材料は、イオン交換水を97.5g、カチオン系界面活性剤として、トリアジントリチオールモノナトリウムを0.3g、並びに、ビルダーとして、デシルトリエチレングリコールを2.0g及びエチレンジアミン四酢酸(EDTA)を2.0g配合して作製された。なお、この配合で作製された原材料を、熱伝導層原材料7とした。   The raw materials were 97.5 g of ion-exchanged water, 0.3 g of triazine trithiol monosodium as a cationic surfactant, and 2 g of decyltriethylene glycol and 2 of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) as a builder. 0.0 g was prepared. In addition, the raw material produced by this mixing was used as the heat conductive layer raw material 7.

(比較例7)
一方の金属ブロックの表面粗さRaを、0.010±0.01μm、0.020±0.0μm、0.05±0.01μm、0.10±0.01μm、及び0.30±0.01μmにしたこと以外は、比較例1と同様にして、比較例7の金属積層構造体の試料を作製した。
(Comparative Example 7)
The surface roughness Ra of one metal block is set to 0.010 ± 0.01 μm, 0.020 ± 0.0 μm, 0.05 ± 0.01 μm, 0.10 ± 0.01 μm, and 0.30 ± 0.0. A sample of the metal laminate structure of Comparative Example 7 was produced in the same manner as Comparative Example 1 except that the thickness was 01 μm.

(比較例8)
一方の金属ブロックの表面粗さRaを、0.010±0.01μm、0.025±0.0μm、0.05±0.01μm、0.10±0.01μm、及び0.30±0.01μmにしたこと以外は、比較例2と同様にして、比較例8の金属積層構造体の試料を作製した。
(Comparative Example 8)
The surface roughness Ra of one metal block is 0.010 ± 0.01 μm, 0.025 ± 0.0 μm, 0.05 ± 0.01 μm, 0.10 ± 0.01 μm, and 0.30 ± 0.0. A sample of the metal laminated structure of Comparative Example 8 was produced in the same manner as Comparative Example 2 except that the thickness was 01 μm.

(参考例3)
一方の金属ブロックの表面粗さRaを0.010±0.01μm、0.020±0.0μm、0.05±0.01μm、0.10±0.01μm、及び0.30±0.01μmにしたこと以外は、参考例1と同様にして、参考例3の金属積層構造体を作製した。
(評価)
(Reference Example 3)
The surface roughness Ra of one metal block is 0.010 ± 0.01 μm, 0.020 ± 0.0 μm, 0.05 ± 0.01 μm, 0.10 ± 0.01 μm, and 0.30 ± 0.01 μm A metal laminate structure of Reference Example 3 was produced in the same manner as Reference Example 1 except that the above was changed.
(Evaluation)

このようにして作製した試料の熱特性を、実験Aの試料と同様に評価した。結果を表4に示す。   The thermal characteristics of the sample thus prepared were evaluated in the same manner as the sample of Experiment A. The results are shown in Table 4.

Figure 2018162367
Figure 2018162367

表4から分かるように、市販の放熱用コンパウンドを用いた比較例8の試料と、熱伝導層のない参考例3の試料においては、接触熱抵抗は、表面粗さの影響を大きく受けている。これに対して、熱伝導層が界面活性剤を含有している、実施例5並びに比較例6及び7の試料においては、接触熱抵抗は、表面粗さの影響をほとんど受けていないことを確認できた。   As can be seen from Table 4, in the sample of Comparative Example 8 using a commercially available heat radiation compound and the sample of Reference Example 3 having no heat conduction layer, the contact thermal resistance is greatly affected by the surface roughness. . On the other hand, in the samples of Example 5 and Comparative Examples 6 and 7 in which the heat conductive layer contains a surfactant, it was confirmed that the contact thermal resistance was hardly affected by the surface roughness. did it.

(実験D)
参考例4〜6の金属積層構造体の試料を作製し、架橋シリコーンゴムシートの金属ブロックとの接触形態が、架橋シリコーンゴムの熱抵抗に与える影響を評価した。
(Experiment D)
Samples of the metal laminated structures of Reference Examples 4 to 6 were prepared, and the influence of the contact form of the crosslinked silicone rubber sheet with the metal block on the thermal resistance of the crosslinked silicone rubber was evaluated.

図3は、2枚のアルミニウム板に挟まれた架橋シリコーンゴムを備える金属積層構造体の接触界面の形態を説明する断面図である。図3の(a)は、参考例4として作製した金属積層構造体の断面構造を示す説明図である。図3の(b)は、参考例5として作製した金属積層構造体の断面構造を示す説明図である。図3の(c)は、参考例6として作製した金属積層構造体の断面構造を示す説明図である。   FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a form of a contact interface of a metal laminated structure including a crosslinked silicone rubber sandwiched between two aluminum plates. FIG. 3A is an explanatory view showing a cross-sectional structure of a metal laminated structure manufactured as Reference Example 4. FIG. FIG. 3B is an explanatory view showing a cross-sectional structure of a metal laminated structure produced as Reference Example 5. FIG. 3C is an explanatory view showing a cross-sectional structure of a metal laminated structure produced as Reference Example 6.

参考例4〜6の架橋シリコーンゴムの熱抵抗を測定した。測定の要領は、実施例1の試料の評価について説明したとおりである。測定結果を図4に示す。図4は、参考例4〜6について、接触圧力と熱抵抗の関係を示すグラフである。図4において、(a)は参考例4(図3の(a))、(b)は参考例5(図3の(b))、そして、(c)は参考例6(図3の(c))の熱抵抗を示す。   The thermal resistance of the crosslinked silicone rubbers of Reference Examples 4 to 6 was measured. The procedure for the measurement is as described for the evaluation of the sample of Example 1. The measurement results are shown in FIG. FIG. 4 is a graph showing the relationship between contact pressure and thermal resistance for Reference Examples 4 to 6. 4, (a) is Reference Example 4 ((a) in FIG. 3), (b) is Reference Example 5 ((b) in FIG. 3), and (c) is Reference Example 6 (((3) in FIG. 3)). The thermal resistance of c)) is shown.

参考例4の金属積層構造体においては、図3の(a)に示したように、一方の金属ブロック10と架橋シリコーンゴム20との境界12a、及び、他方の金属ブロック10と架橋シリコーンゴム20との境界14aを有する。   In the metal laminated structure of Reference Example 4, as shown in FIG. 3A, the boundary 12a between one metal block 10 and the crosslinked silicone rubber 20, and the other metal block 10 and crosslinked silicone rubber 20 are used. And a boundary 14a.

そして、参考例4の金属積層構造体においては、いずれの境界においても、金属ブロック10と架橋シリコーンゴム20とが、物理接触している。そのため、図4の(a)に示したように、参考例4の架橋シリコーンゴム20の熱抵抗は、波状に変化する。理論に拘束されないが、接触圧力の変化によって、境界12a、14aの近傍で、膨張・収縮が発生しているためであると考えられる。なお、物理接触は、分子間力による接触である。   In the metal laminated structure of Reference Example 4, the metal block 10 and the crosslinked silicone rubber 20 are in physical contact at any boundary. Therefore, as shown in FIG. 4A, the thermal resistance of the crosslinked silicone rubber 20 of Reference Example 4 changes in a wave shape. Although not bound by theory, it is considered that the expansion / contraction occurs near the boundaries 12a and 14a due to the change of the contact pressure. The physical contact is contact by intermolecular force.

参考例5の金属積層構造体においては、図3の(b)に示したように、一方の金属ブロック10と架橋シリコーンゴム20とは、境界12bで、物理接触している。また、他方の金属ブロック10と架橋シリコーンゴム20とは、境界14bで、化学接触(化学結合)している。   In the metal laminated structure of Reference Example 5, as shown in FIG. 3B, one metal block 10 and the crosslinked silicone rubber 20 are in physical contact at a boundary 12b. The other metal block 10 and the crosslinked silicone rubber 20 are in chemical contact (chemical bonding) at the boundary 14b.

このように、境界12bと境界14bのうち、一方が化学接触になると、図4の(b)に示したように、架橋シリコーンゴム20の熱抵抗値は、接触圧力の影響を受けず、一定となる。   As described above, when one of the boundary 12b and the boundary 14b is in chemical contact, as shown in FIG. 4B, the thermal resistance value of the crosslinked silicone rubber 20 is not affected by the contact pressure and is constant. It becomes.

参考例6の金属積層構造体においては、図3の(c)に示したように、一方の金属ブロック10と架橋シリコーンゴム20とは、境界12cで、化学接触している。また、他方の金属ブロック10と架橋シリコーンゴム20とは、境界14cで、化学接触している。   In the metal laminated structure of Reference Example 6, as shown in FIG. 3C, one metal block 10 and the crosslinked silicone rubber 20 are in chemical contact at a boundary 12c. The other metal block 10 and the crosslinked silicone rubber 20 are in chemical contact at the boundary 14c.

このように、境界12cと境界14cのいずれにおいても、金属ブロック10と架橋シリコーンゴム20が化学接触していると、図4の(c)に示したように、接触圧力に影響されず、非常に安定して、熱抵抗が低くなる。   Thus, when the metal block 10 and the crosslinked silicone rubber 20 are in chemical contact at both the boundary 12c and the boundary 14c, as shown in FIG. The thermal resistance becomes low.

これらのことから、使用環境に影響されず、低い熱抵抗で安定した熱伝導を実現するためには、界面で、化学接触していることが重要であることが確認できた。   From these facts, it was confirmed that it is important to be in chemical contact at the interface in order to realize stable heat conduction with a low thermal resistance without being affected by the use environment.

(実験E)
比較例9〜11の金属積層構造体の試料を作製し、熱伝導層の内部に、熱伝導シートを含むとき、接触熱抵抗値に与える影響を評価した。すなわち、熱伝導シートの表面に、水、界面活性剤、及びビルダーを備えている熱伝導層を形成したとき、その全熱抵抗に与える影響を評価した。
(Experiment E)
Samples of the metal laminated structures of Comparative Examples 9 to 11 were prepared, and the influence on the contact thermal resistance value was evaluated when a heat conductive sheet was included in the heat conductive layer. That is, when a heat conductive layer including water, a surfactant, and a builder was formed on the surface of the heat conductive sheet, the influence on the total heat resistance was evaluated.

(比較例9)
アルミニウム合金製の金属ブロックを2つ準備した。金属ブロックは、金属積層構造体の金属層である。これらの金属ブロックの熱伝導率は139Wm−1−1であった。また、これらの金属ブロックの表面粗さは、Raで0.025μmであった。
(Comparative Example 9)
Two metal blocks made of aluminum alloy were prepared. A metal block is a metal layer of a metal laminated structure. The thermal conductivity of these metal blocks was 139 Wm −1 K −1 . The surface roughness of these metal blocks was 0.025 μm in Ra.

また、熱伝導シートとして、熱伝導性複合体シリコーンゴムシートを準備した。熱伝導性複合体シリコンゴムシートは、東レ(株)製シリコーンゴム(品番:SH851)を100phr、東レ(株)製シリコーンゴム(品番:RC−4)を0.6phr、及び昭和電工(株)製アルミナ(品番:AS−30、粒径:30μm)を200phr配合して作製した。架橋条件は、160℃、3MPa、30分であった。熱伝導性複合体シリコーンゴムシートの厚さは0.175mmであった。   Moreover, the heat conductive composite silicone rubber sheet was prepared as a heat conductive sheet. The heat conductive composite silicone rubber sheet is 100 phr of silicone rubber (product number: SH851) manufactured by Toray Industries, Inc., 0.6 phr of silicone rubber (product number: RC-4) manufactured by Toray Industries, Ltd., and Showa Denko K.K. Alumina manufactured (product number: AS-30, particle size: 30 μm) was blended in 200 phr. The crosslinking conditions were 160 ° C., 3 MPa, and 30 minutes. The thickness of the heat conductive composite silicone rubber sheet was 0.175 mm.

熱伝導性複合体シリコンゴムシートの一方の表面に、実施例1の場合と同様の要領で、熱伝導層原材料7を塗布した。そして、一方の金属ブロックを重ね合わせた。また、熱伝導性複合体シリコンゴムシートの他方の表面に、一方の表面の場合と同様の要領で、熱伝導層原材料7を塗布した。そして、他方の金属ブロックを重ね合わて、比較例9の金属積層構造体の試料を作製した。熱伝導層原材料7の塗布量は、一方の表面及び他方の表面それぞれで、10mg/4.84cmであった。 The heat conductive layer raw material 7 was applied to one surface of the heat conductive composite silicon rubber sheet in the same manner as in Example 1. And one metal block was piled up. Moreover, the heat conductive layer raw material 7 was apply | coated to the other surface of a heat conductive composite silicon rubber sheet in the same way as the case of one surface. And the other metal block was piled up and the sample of the metal laminated structure of the comparative example 9 was produced. The coating amount of the heat conductive layer raw material 7 was 10 mg / 4.84 cm 2 on one surface and the other surface, respectively.

(比較例10)
熱伝導シートを、ポリイミド貼合熱伝導性複合体シリコーンゴムシートとしたこと以外は、比較例9と同様にして、比較例10の金属積層構造体の試料を作製した。
(Comparative Example 10)
A sample of the metal laminate structure of Comparative Example 10 was prepared in the same manner as Comparative Example 9 except that the heat conductive sheet was a polyimide-bonded heat conductive composite silicone rubber sheet.

ポリイミドとしては、厚さが25μmのカプトン(登録商標)(品番:250EN)を用いた。   As the polyimide, Kapton (registered trademark) (product number: 250EN) having a thickness of 25 μm was used.

ポリイミド貼合熱伝導性複合体シリコーンゴムシートは、比較例9で用いた熱伝導性複合体シリコーンゴムシートと同一種類のシートの一方の面に、ポリイミドを分子接合して作製した。ポリイミド貼合熱伝導性複合体シリコーンゴムシートの厚さは、0.2mmであった。   The polyimide-bonded thermally conductive composite silicone rubber sheet was prepared by molecularly bonding polyimide to one surface of the same type of sheet as the thermally conductive composite silicone rubber sheet used in Comparative Example 9. The thickness of the polyimide-bonded thermally conductive composite silicone rubber sheet was 0.2 mm.

(比較例11)
熱伝導層原材料7を塗布しなかったこと以外、比較例10と同様にして、比較例11の金属積層構造体の試料を作製した。
(評価)
(Comparative Example 11)
A sample of the metal laminate structure of Comparative Example 11 was produced in the same manner as Comparative Example 10 except that the heat conductive layer raw material 7 was not applied.
(Evaluation)

このようにして作製した試料の熱特性を、実験Aの試料と同様に評価した。結果を表5に示す。   The thermal characteristics of the sample thus prepared were evaluated in the same manner as the sample of Experiment A. The results are shown in Table 5.

Figure 2018162367
Figure 2018162367

表5から分かるように、熱伝導層のない比較例11の試料においては、全熱抵抗は、0.421×10KW−1から0.360×10KW−1に低下しており、接触圧力の影響を大きく受けている。これに対して、熱伝導層が界面活性剤を含有している、比較例9の試料においては、全熱抵抗は、0.215〜0.216×10KW−1でほぼ一定であり、全熱抵抗は接触圧力の影響をほとんど受けていない。また、熱伝導層が界面活性剤を含有している、比較例10の試料においては、全熱抵抗は、0.341×10KW−1から0.333×10KW−1に、やや低下しているものの、その低下率は2.4%であり、実用上、問題ない範囲である。 As can be seen from Table 5, in the sample of Comparative Example 11 without the heat conducting layer, the total thermal resistance is reduced from 0.421 × 10 3 m 2 KW −1 to 0.360 × 10 3 m 2 KW −1 . It is greatly affected by the contact pressure. On the other hand, in the sample of Comparative Example 9 in which the heat conductive layer contains a surfactant, the total thermal resistance is substantially constant at 0.215 to 0.216 × 10 3 m 2 KW −1. Yes, the total thermal resistance is almost unaffected by the contact pressure. Further, in the sample of Comparative Example 10 in which the heat conductive layer contains a surfactant, the total thermal resistance is 0.341 × 10 3 m 2 KW −1 to 0.333 × 10 3 m 2 KW −. Although it is slightly reduced to 1 , the rate of decrease is 2.4%, which is a practically acceptable range.

(実験F)
実施例6〜8及び比較例12〜14の金属積層構造体を作製し、熱伝導層の内部に、1〜3枚の熱伝導シートを備えるとき、全熱抵抗に与える影響を評価した。すなわち、熱伝導シートの表面に、水、界面活性剤、及びビルダーを備えている熱伝導層を形成したとき、全熱抵抗に与える影響を評価した。
(Experiment F)
When the metal laminated structures of Examples 6 to 8 and Comparative Examples 12 to 14 were prepared and 1 to 3 heat conductive sheets were provided inside the heat conductive layer, the influence on the total thermal resistance was evaluated. That is, when a heat conductive layer including water, a surfactant, and a builder was formed on the surface of the heat conductive sheet, the influence on the total heat resistance was evaluated.

(実施例6)
熱伝導層の原材料を、熱伝導層原材料6にしたこと、及び、熱伝導シートの原材料である、昭和電工(株)製アルミナ(品番:AS−30、粒径:30μm)を600phr配合したこと以外、比較例9と同様にして、実施例6の金属積層構造体の試料を作製した。
(Example 6)
The heat conductive layer raw material was changed to heat conductive layer raw material 6, and 600 phr of Showa Denko Co., Ltd. alumina (product number: AS-30, particle size: 30 μm), which was the heat conductive sheet raw material, was blended. Except for the above, a sample of the metal laminate structure of Example 6 was produced in the same manner as in Comparative Example 9.

(比較例12)
熱伝導層がないこと以外、実施例6と同様にして、比較例12の金属積層構造体の試料を作製した。
(Comparative Example 12)
A sample of the metal laminate structure of Comparative Example 12 was produced in the same manner as in Example 6 except that there was no thermal conductive layer.

(実施例7)
熱伝導シートを2枚としたこと、熱伝導シートの原材料である、昭和電工(株)製アルミナ(品番:AS−30、粒径:30μm)を600phr配合したこと以外、比較例10と同様にして、実施例7の金属積層構造体を作製した。ポリイミド貼合シリコーンゴムシートの間も熱伝導層を形成した。
(Example 7)
Comparative Example 10 except that two heat conductive sheets were used, and 600 phr of alumina (product number: AS-30, particle size: 30 μm) manufactured by Showa Denko Co., Ltd., which is the raw material of the heat conductive sheet, was blended. Thus, a metal laminated structure of Example 7 was produced. A heat conductive layer was also formed between the polyimide-bonded silicone rubber sheets.

(比較例13)
熱伝導層がないこと以外、実施例7と同様にして、比較例13の金属積層構造体の試料を作製した。
(Comparative Example 13)
A sample of the metal laminate structure of Comparative Example 13 was produced in the same manner as in Example 7 except that there was no thermal conductive layer.

(実施例8)
熱伝導シートを3枚としたこと以外、実施例7と同様にして、実施例8の金属積層構造体の試料を作製した。
(Example 8)
A sample of the metal laminated structure of Example 8 was produced in the same manner as in Example 7 except that the number of heat conductive sheets was three.

(比較例14)
熱伝導層がないこと以外、実施例8と同様にして、比較例14の金属積層構造体の試料を作製した。
(評価)
(Comparative Example 14)
A sample of the metal laminate structure of Comparative Example 14 was produced in the same manner as in Example 8 except that there was no thermal conductive layer.
(Evaluation)

このようにして作製した試料の熱特性を、実験Aの試料と同様に評価した。結果を表6に示す。   The thermal characteristics of the sample thus prepared were evaluated in the same manner as the sample of Experiment A. The results are shown in Table 6.

Figure 2018162367
Figure 2018162367

表6から分かるように、熱伝導層によって、接触圧力が概ね0.05MPa以上のときに、全熱抵抗が接触圧力に依存しなくなることが確認できた。熱伝導層がない場合、接触圧力の増加とともに全熱抵抗が低下している。このように全熱抵抗を低下させたときの接触圧力は、積層金属構造体の使用環境下で許容される接触圧力よりもかなり大きいことが確認できた。接触圧力を大きくすると、部品が大きくなるため、インバータやLEDなどの小さい部品で、熱伝導シートのない金属積層構造体を採用することは困難であることが確認できた。   As can be seen from Table 6, it was confirmed by the heat conductive layer that the total thermal resistance was not dependent on the contact pressure when the contact pressure was approximately 0.05 MPa or more. In the absence of a heat conducting layer, the total thermal resistance decreases with increasing contact pressure. Thus, it was confirmed that the contact pressure when the total thermal resistance was lowered was considerably larger than the contact pressure allowed in the usage environment of the laminated metal structure. When the contact pressure is increased, the size of the components increases, and it has been confirmed that it is difficult to employ a metal laminated structure without a heat conductive sheet with small components such as an inverter and an LED.

これらの結果、特に表2から、本開示の金属積層構造体の効果を確認できた。   As a result, particularly from Table 2, the effect of the metal laminated structure of the present disclosure was confirmed.

10 金属ブロック
20 架橋シリコーンゴム
12a、14a、12b、14b、12c、14c 境界
10 Metal block 20 Cross-linked silicone rubber 12a, 14a, 12b, 14b, 12c, 14c

Claims (1)

複数の金属層と、
前記金属層の間に挟まれている熱伝導層と、
を備え、
前記熱伝導層が、水、界面活性剤、及びナトリウム塩を含有する、
金属積層構造体。
Multiple metal layers;
A thermally conductive layer sandwiched between the metal layers;
With
The heat conductive layer contains water, a surfactant, and a sodium salt;
Metal laminated structure.
JP2017059715A 2017-03-24 2017-03-24 Metal laminated structure Active JP6815914B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017059715A JP6815914B2 (en) 2017-03-24 2017-03-24 Metal laminated structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017059715A JP6815914B2 (en) 2017-03-24 2017-03-24 Metal laminated structure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018162367A true JP2018162367A (en) 2018-10-18
JP6815914B2 JP6815914B2 (en) 2021-01-20

Family

ID=63860831

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017059715A Active JP6815914B2 (en) 2017-03-24 2017-03-24 Metal laminated structure

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6815914B2 (en)

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57180683A (en) * 1981-05-01 1982-11-06 Agency Of Ind Science & Technol Method of improving heat transferring ability of aqueous concentrated alkaline solution
JP2002050713A (en) * 2000-07-31 2002-02-15 Hitachi Ltd Semiconductor device and power converter
US20030230403A1 (en) * 2002-06-14 2003-12-18 Webb Brent J. Conductive thermal interface and compound
US20050072334A1 (en) * 2003-10-07 2005-04-07 Saint-Gobain Performance Plastics, Inc. Thermal interface material
JP2006291002A (en) * 2005-04-08 2006-10-26 Honda Motor Co Ltd Coolant composition
JP2008294413A (en) * 2007-04-25 2008-12-04 Hitachi Chem Co Ltd Thermally conductive film
JP2009004536A (en) * 2007-06-21 2009-01-08 Mitsubishi Electric Corp Thermally conductive resin sheet and power module using the same
WO2013147086A1 (en) * 2012-03-30 2013-10-03 株式会社トクヤマ Curable resin composition, method for producing same, highly thermally conductive resin composition, and highly thermally conductive multilayer substrate
CN103980865A (en) * 2014-05-16 2014-08-13 宁波笛皓照明科技有限公司 Cooling medium for phase change radiator
JP2015179798A (en) * 2014-02-28 2015-10-08 大日本印刷株式会社 Heat dissipation structure and solar cell module having heat dissipation structure
JP2015211197A (en) * 2014-04-30 2015-11-24 大日本印刷株式会社 Heat radiation structure and solar battery module having the same
JP2016219789A (en) * 2015-05-18 2016-12-22 奇想創造事業股▲ふん▼有限公司 Support member and solar cell module including the same

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57180683A (en) * 1981-05-01 1982-11-06 Agency Of Ind Science & Technol Method of improving heat transferring ability of aqueous concentrated alkaline solution
JP2002050713A (en) * 2000-07-31 2002-02-15 Hitachi Ltd Semiconductor device and power converter
US20030230403A1 (en) * 2002-06-14 2003-12-18 Webb Brent J. Conductive thermal interface and compound
US20050072334A1 (en) * 2003-10-07 2005-04-07 Saint-Gobain Performance Plastics, Inc. Thermal interface material
JP2006291002A (en) * 2005-04-08 2006-10-26 Honda Motor Co Ltd Coolant composition
JP2008294413A (en) * 2007-04-25 2008-12-04 Hitachi Chem Co Ltd Thermally conductive film
JP2009004536A (en) * 2007-06-21 2009-01-08 Mitsubishi Electric Corp Thermally conductive resin sheet and power module using the same
WO2013147086A1 (en) * 2012-03-30 2013-10-03 株式会社トクヤマ Curable resin composition, method for producing same, highly thermally conductive resin composition, and highly thermally conductive multilayer substrate
US20150079401A1 (en) * 2012-03-30 2015-03-19 Tokuyama Corporation Curable resin composition, method for manufacturing the same, high thermal conductive resin composition, and high thermal conductive laminated substrate
JP2015179798A (en) * 2014-02-28 2015-10-08 大日本印刷株式会社 Heat dissipation structure and solar cell module having heat dissipation structure
JP2015211197A (en) * 2014-04-30 2015-11-24 大日本印刷株式会社 Heat radiation structure and solar battery module having the same
CN103980865A (en) * 2014-05-16 2014-08-13 宁波笛皓照明科技有限公司 Cooling medium for phase change radiator
JP2016219789A (en) * 2015-05-18 2016-12-22 奇想創造事業股▲ふん▼有限公司 Support member and solar cell module including the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP6815914B2 (en) 2021-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4546086B2 (en) Dry heat interface material
EP2692526B1 (en) Multilayer resin sheet, resin sheet laminate, cured multilayer resin sheet and method for producing same, multilayer resin sheet with metal foil, and semiconductor device
KR101397797B1 (en) Resin composition, resin sheet, and resin cured product and method for producing same
US20170043553A1 (en) Heat-storage, thermally conductive sheet
CN106929733B (en) A kind of compound liquid metal thermal interface material of foamed aluminium
KR20170118883A (en) Thermal Conductive Sheet and Electronic Device
EP3196263B1 (en) Electrodeposition liquid, and process for producing metal core substrate
JP4860229B2 (en) Thermally conductive grease composition
JP2012253167A (en) Thermally conductive insulation sheet, metal base substrate and circuit board
CN102391818A (en) Insulated thermal conductive adhesive and preparation method thereof
CN112625659A (en) High-thermal-conductivity heat-conducting silicone grease and preparation process thereof
CN112694869A (en) Heat conduction material, preparation method and application thereof
JP2018162367A (en) Metal laminated structure
CN113677148A (en) A self-sealing super-gas-repellent immersed phase-change liquid-cooled reinforced heat-dissipating plate and its preparation method and application
CN107634041A (en) A kind of hot interface of low interface thermal contact resistance and preparation method thereof
US20250201446A1 (en) Coating for passive heat dissipation for overhead conductors and cables
JP6950848B2 (en) Thermally conductive composition used for semiconductor packages
JP2017028018A (en) Heat dissipation substrate, device and manufacturing method for heat dissipation substrate
JP5749477B2 (en) Heat dissipation board and electronic components
EP1945378A2 (en) Thermally conductive microporous coating
CN115216153B (en) High-performance heat-conducting silicone grease and preparation method and application thereof
TW202125735A (en) Use of indium-bismuth alloy for heat dissipation reducing the porosity and improving the heat dissipation effect
CN115960584A (en) Temperature control liquid composition for intelligent charging pile and preparation method thereof
US20050155751A1 (en) Heat-dissipating member and joined structure
WO2019170894A1 (en) Heat-sink formulation and method of manufacture thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20170626

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20170626

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191203

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200424

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200707

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200825

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20201208

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20201223

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6815914

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250