熱伝導緩衝材及び電気機器
【課題】適度なクッション性と良好な熱伝導性とを有し、該良好な熱伝導性を効果的に維持できる熱伝導緩衝材を提供する。
【解決手段】本発明に係る熱伝導緩衝材１は、基材シート２と、熱伝導体３と、発泡粒子の発泡物４とを含む。発泡物４はシェルを有し、該シェルの内部は空隙である。本発明に係る熱伝導緩衝材１は、複数の発熱部品１２と、発熱部品１２間に配置された少なくとも１つの放熱板１３と、少なくとも１つの冷却器１４とを備える電気機器１１において、放熱板１３と冷却器１４との間に配置して好適に用いることができる。
【解決手段】本発明に係る熱伝導緩衝材１は、基材シート２と、熱伝導体３と、発泡粒子の発泡物４とを含む。発泡物４はシェルを有し、該シェルの内部は空隙である。本発明に係る熱伝導緩衝材１は、複数の発熱部品１２と、発熱部品１２間に配置された少なくとも１つの放熱板１３と、少なくとも１つの冷却器１４とを備える電気機器１１において、放熱板１３と冷却器１４との間に配置して好適に用いることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、複数の発熱部品と、該発熱部品間に配置された少なくとも１つの放熱板と、少なくとも１つの冷却器とを備える電気機器において、上記放熱板と上記冷却器との間に配置して用いることができる熱伝導緩衝材、並びに該熱伝導緩衝材を用いた電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な電気機器において、発熱部品から発せられる熱を逃がすために、放熱板が発熱部品間に挟まれている。さらに、放熱板に伝わった熱は、冷却器を通じて、外部に放散されている。
【０００３】
下記の特許文献１には、連続して配置される複数の単位電池と、連続して配置される複数の上記単位電池の間に設けられており、かつ上記単位電池で発生する熱を伝達する隔板と、上記隔板の側端部に接するように設けられた冷却板と、上記冷却板と上記隔板の上記側端部に対向する側に対して反対側に設けられており、かつ上記冷却板に伝達される熱を放散させるための放熱部とを備える電気機器が開示されている。
【０００４】
また、下記の特許文献２では、液状マトリックス樹脂及び熱伝導性フィラーを主成分として含む異方性熱伝導シートが開示されている。この異方性熱伝導シートは、エレクトロニクス機器に用いられる光半導体装置、集積回路（ＬＳＩ）、電気機器、ソリッドステートリレー、トランス等の発熱部品の放熱スペーサーに使用されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２７８３２７号公報
【特許文献２】特開平５−６５３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、隔板と冷却板とが直接接触されているため、隔板と冷却板との剥離が生じやすい。このため、電気機器を使用しているうちに放熱性が低下し、良好な放熱性を維持できないことがある。
【０００７】
特許文献２には、異方性熱伝導シートを、発熱部品間に挟み込まれた放熱板と冷却器との間に配置して用いることに関する記載はない。また、仮に特許文献２に記載の異方性熱伝導シートを電気機器において放熱板と冷却器との間に配置したとしても、振動や歪みに対する異方性熱伝導シートの追従性は低く、剥離が生じやすいという問題がある。このため、良好な放熱性を維持できないことがある。
【０００８】
本発明の目的は、適度なクッション性と良好な熱伝導性とを有し、該良好な熱伝導性を効果的に維持できる熱伝導緩衝材、並びに該熱伝導緩衝材を用いた電気機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の広い局面によれば、基材シートと、熱伝導体と、発泡粒子の発泡物とを含み、上記発泡物はシェルを有し、該シェルの内部が空隙である、熱伝導緩衝材が提供される。
【００１０】
本発明に係る熱伝導緩衝材のある特定の局面では、上記発泡粒子が熱膨張性マイクロカプセルであり、上記発泡物が熱膨張発泡物である。
【００１１】
本発明に係る熱伝導緩衝材の他の特定の局面では、上記熱伝導体１００重量％中の９０重量％以上が、上記発泡物の内部の空隙とは異なる領域に存在する。
【００１２】
本発明に係る熱伝導緩衝材は、複数の発熱部品と、該発熱部品間に配置された少なくとも１つの放熱板と、少なくとも１つの冷却器とを備える電気機器において、上記放熱板と上記冷却器との間に配置して用いられる熱伝導緩衝材であることが好ましい。
【００１３】
本発明に係る電気機器は、複数の発熱部品と、該発熱部品間に配置された少なくとも１つの放熱板と、少なくとも１つの冷却器と、上記放熱板と上記冷却器との間に配置された熱伝導緩衝材とを備え、上記熱伝導緩衝材が、本発明に従って構成された熱伝導緩衝材である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る熱伝導緩衝材は、基材シートと熱伝導体と発泡粒子の発泡物とを含み、該発泡物はシェルを有し、該シェルの内部が空隙であるので、適度なクッション性と良好な熱伝導性とを有する。
【００１５】
従って、複数の発熱部品と、該発熱部品間に配置された少なくとも１つの放熱板と、少なくとも１つの冷却器とを備える電気機器において、上記放熱板と上記冷却器との間に本発明に係る熱伝導緩衝材を配置させることにより、熱を効果的に放散させることができ、更に剥離を抑制できるので、良好な放熱性を効果的に維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る熱伝導緩衝材を模式的に示す部分切欠断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る熱伝導緩衝材を用いた電気機器を模式的に示す断面図である。
【図３】図３は、比較例１で作製した熱伝導緩衝材を模式的に示す部分切欠断面図である。
【図４】図４は、比較例１で作製した熱伝導緩衝材を用いた電気機器を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１８】
本発明に係る熱伝導緩衝材は、基材シートと熱伝導体と発泡粒子の発泡物とを含む。該発泡物はシェルを有し、該シェルの内部は空隙である。従って、発泡物は内部に空隙を有する。
【００１９】
本発明に係る熱伝導緩衝材は、発熱部品と他の部材との間に配置される熱伝導緩衝材であることが好ましい。本発明に係る熱伝導緩衝材は、複数の発熱部品と、該発熱部品間に配置された少なくとも１つの放熱板と、少なくとも１つの冷却器とを備える電気機器において、上記放熱板と上記冷却器との間に配置される熱伝導緩衝材であることが好ましい。また、本発明に係る熱伝導緩衝材は、発熱部品と冷却器とを備える電気機器において、該発熱部品と該冷却器との間に配置される熱伝導緩衝材であることも好ましい。
【００２０】
本発明に係る電気機器は、複数の発熱部品と、該発熱部品間に配置された少なくとも１つの放熱板と、少なくとも１つの冷却器と、上記放熱板と上記冷却器との間に配置された熱伝導緩衝材とを備える。本発明に係る電気機器では、上記熱伝導緩衝材は、基材シートと熱伝導体と発泡粒子の発泡物とを含む。
【００２１】
本発明に係る熱伝導緩衝材は、基材シート及び発泡粒子の発泡物を含み、更に該発泡物は内部に空隙を有するので、適度なクッション性を有する。さらに、本発明に係る熱伝導緩衝材は、熱伝導体を含むので良好な熱伝導性を有する。従って、発熱部品から発せられた熱が放熱板に伝わり、放熱板に伝わった熱が熱伝導緩衝材を介して冷却器に効果的に伝わる。さらに、本発明に係る熱伝導緩衝材は適度なクッション性を有するので、上記放熱板と上記冷却器との間に熱伝導緩衝材が配置されたときに、剥離が生じ難く、更に良好な熱伝導性を効果的に維持できる。
【００２２】
また、本発明に係る熱伝導緩衝材では、適度なクッション性を持たせることで、組付け後の振動や歪みで剥離又は隙間が生じないように、熱伝導緩衝材の接触対象物に対する追従性を高めることができる。また、熱伝導緩衝材と放熱板及び冷却器との接触面では、従来と同等の熱伝導性を保持しつつ、従来空気層であった部分に本発明の熱伝導緩衝材を配置させることができる。例えば、発熱部品と冷却器とが熱伝導緩衝材を介して接触可能となり、熱伝導緩衝材に含まれている熱伝導体により一層効果的に熱を放散させることができる。また、本発明に係る熱伝導体では、熱伝導体の添加量を減らすことができるため、熱伝導緩衝材及び電気機器のコストを削減することも可能である。
【００２３】
熱伝導体は、上記発泡物の内部の空隙とは異なる領域において、上記基材シート中に埋め込まれていることが好ましい。熱伝導性をより一層良好にする観点からは、熱伝導体１００重量％中の９０重量％以上が、上記発泡物の内部の空隙とは異なる領域に存在していることが好ましい。熱伝導性をかなり良好にする観点からは、熱伝導体１００重量％中の９５重量％以上が、上記発泡物の内部の空隙とは異なる領域に存在していることが好ましい。上記発泡物の内部の空隙は、上記シェルの内部の空隙である。
【００２４】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態及び実施例を説明することにより本発明を明らかにする。
【００２５】
図１に、本発明の一実施形態に係る熱伝導緩衝材を模式的に断面図で示す。また、図２に、図１に示す熱伝導緩衝材を用いた電気機器を模式的に断面図で示す。
【００２６】
図１に示す熱伝導緩衝材１は、基材シート２と、熱伝導体３と、発泡粒子の発泡物４とを有する。複数の熱伝導体３と複数の発泡粒子の発泡物４とが、基材シート２中に埋め込まれている。発泡粒子の発泡物４は、熱膨張マイクロカプセルの熱膨張発泡物であることが好ましい。
【００２７】
図２に示す電気機器１１は、複数の発熱部品１２と、複数の放熱板１３と、１つの冷却器１４と、１つの熱伝導緩衝材１Ａとを有する。電気機器１１は、４組の発熱部品１２と、３つの放熱板１３とを有する。複数の発熱部品１２，１２と複数の発熱部品１２，１２との間に、放熱板１３が配置されている。放熱板１３は、複数の発熱部品１２により挟み込まれている。発熱部品１２の一端１２ａ側に冷却器１４が配置されている。放熱板１３の一端１３ａ側に、冷却器１４が配置されている。発熱部品１２と冷却器１４との間に、熱伝導緩衝材１Ａが配置され、挟み込まれている。放熱板１３と冷却器１４との間に、熱伝導緩衝材１Ａが配置され、挟み込まれている。なお、最も外側に位置する発熱部品１２の外周面には、プレート１５が積層されている。プレート１５は、モジュールプレートであることが好ましい。
【００２８】
発熱部品１２としては、半導体及び電池セル等が挙げられる。発熱部品１２は電池セルであることが好ましい。また、発熱部品１２は電池セルであり、電気機器１１は、組電池であることが好ましい。
【００２９】
放熱板１３の一端１３ａは、発熱部品１２の一端１２ａよりも突出している。放熱効果を高めるために、放熱板１３の突出した一端１３ａは先端部分において９０°折り曲げられている。
【００３０】
熱伝導緩衝材１Ａは、図１に示す熱伝導緩衝材１が圧縮変形された状態である。熱伝導緩衝材１Ａは、発熱部品１２及び放熱板１３と冷却器１４とで圧縮され、挟み込まれている。特に、放熱板１３と冷却器１４との間に位置する熱伝導緩衝材１Ａ部分では、熱伝導体３が近接しており、該熱伝導緩衝材１Ａ部分の熱伝導率が高くなっている。圧縮前の熱伝導緩衝材１Ａの厚みに対して、圧縮後の熱伝導緩衝材１Ａ部分の厚みを２／３以下にすることで熱伝導緩衝材１Ａ部分の熱伝導率を効果的に高めることができ、圧縮後の熱伝導緩衝材１Ａ部分の厚みを１／２以下にすることで熱伝導緩衝材１Ａ部分の熱伝導率をかなり効果的に高めることができる。熱伝導緩衝材１Ａの第１の主面１ａは、発熱部品１２の一端１２ａと放熱板１３の一端１３ａとに接している。熱伝導緩衝材１Ａの第１の主面１ａとは反対の第１の主面１ｂは冷却器１４の第１の主面１４ａに接している。
【００３１】
電気機器１１では、熱伝導緩衝材１Ａが、発熱部品１２の一端１２ａと、放熱板１３の一端１３ａと冷却器１４の第１の主面１４ａとに接しているため、発熱部品１２から発せられた熱が放熱板１３に伝わり、放熱板１３に伝わった熱が熱伝導緩衝材１Ａを介して冷却器１４に効果的に伝わる。さらに、熱伝導緩衝材１Ａがクッション性を有するので、電気機器１１の耐衝撃特性を高めることができる。また、熱伝導緩衝材１Ａがクッション性を有するので、電気機器１１に振動又は歪みが付与されても、熱伝導緩衝材１Ａと発熱部品１２、放熱板１３及び冷却器１４との剥離が生じ難い。
【００３２】
上記基材シートの素材は特に限定されない。上記基材シートの素材としては、光硬化性化合物及び熱硬化性化合物が挙げられる。なかでも、光硬化性化合物が好ましい。上記光硬化性化合物としては、特に限定されないが、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、イソノニル（メタ）アクリレート、イソミリスチル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、２−ブトキシエチル（メタ）アクリレート、２−フェノキシエチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、５−ヒドロキシペンチル（メタ）アクリレート、６−ヒドロキシヘキシル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシ−３−メチルブチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、２−［（メタ）アクリロイルオキシ］エチル−２−ヒドロキシエチルフタル酸、及び２−［（メタ）アクリロリルオキシ］エチル−２−ヒドロキシプロピルフタル酸等が挙げられる。
【００３３】
上記熱伝導体は特に限定されない。上記熱伝導体としては、アルミナ、シリカ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、タルク、マイカ及びハイドロタルサイト等が挙げられる。
【００３４】
上記熱伝導体の形状としては球状、板状及び針状等が挙げられる。熱伝導体の充填性を高めたり、熱伝導体の分散性を高めたりする観点からは、上記熱伝導体の形状は、球状であることが好ましい。
【００３５】
上記熱伝導体の分散性を高め、更に放熱性を効果的に高める観点からは、上記熱伝導体の粒子径は、好ましくは１μｍ以上、好ましくは５０μｍ以下である。
【００３６】
上記粒子径は、真球状である場合には直径を意味し、真球状以外の形状である場合には最大径を意味する。
【００３７】
上記発泡粒子の使用により、上記基材シート中に発泡構造を形成できる。上記発泡粒子としては、ブタン、ペンタン等の低沸点液体をポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル等の樹脂でマイクロカプセル化した熱膨張性マイクロカプセル、ポリスチレンビース等が挙げられる。これらはいずれも使用可能であり、更にこれらを予め発泡させた発泡物や、白色顔料で被覆された発泡物等も有効に使用することができる。
【００３８】
なかでも、適度な発泡構造を形成し、かつクッション性をより一層良好にする観点からは、上記発泡粒子は、熱膨張性マイクロカプセルであることが好ましい。
【００３９】
上記発泡粒子を発泡させることにより、発泡粒子の発泡物を得ることができる。上記発泡粒子は、熱伝導緩衝材の成形時の熱を利用して発泡させてもよく、予め別工程で発泡させた発泡粒子の発泡物を混ぜて熱伝導緩衝材を成形してもよい。
【００４０】
上記発泡粒子は熱膨張性マイクロカプセルであり、上記発泡粒子の発泡物は熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張発泡物であることが好ましい。
【００４１】
上記熱膨張性マイクロカプセルを熱膨張させ、発泡させることにより、上記熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張発泡物が形成される。上記熱膨張性マイクロカプセルは、熱伝導緩衝材の成形時の熱を利用して発泡させてもよく、予め別工程で発泡させた熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張発泡物を混ぜて熱伝導緩衝材に成形してもよい。
【００４２】
上記発泡粒子の発泡物及び上記熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張発泡物の大きさは、好ましくは３０μｍ以上、より好ましくは６０μｍ以上、好ましくは４００μｍ以下、より好ましくは２００μｍ以下である。また、発泡により生じた気泡の大きさ（空隙の大きさ）は、好ましくは３０μｍ以上、より好ましくは６０μｍ以上、好ましくは４００μｍ以下、より好ましくは２００μｍ以下である。上記発泡粒子の発泡物及び上記熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張発泡物の大きさ、及び発泡により生じた気泡の大きさが上記下限以上及び上記上限以下であると、熱伝導緩衝材のクッション性をより一層良好にすることができる。
【００４３】
上記発泡粒子の発泡物及び上記熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張発泡物の大きさ、及び発泡により生じた気泡の大きさは、真球状である場合には直径を意味し、真球状以外の形状である場合には最大径を意味する。
【００４４】
電気機器に組み込まれる前の熱伝導緩衝材及び基材シートの厚みＴは、好ましくは０．５ｍｍ以上、好ましくは５．０ｍｍ以下である。熱伝導緩衝材及び基材シートの厚みが上記下限以上及び上記上限以下であると、クッション性と熱伝導性とをバランスよく高めることができる。
【００４５】
以下、本発明について、実施例および比較例を挙げて具体的に説明する。本発明は、以下の実施例のみに限定されない。
【００４６】
（実施例１）
アクリルモノマーであるｎ−ブチルアクリレート（日本触媒社製）９４．５重量部、アクリル酸（日本触媒社製）５．０重量部、及びトリメチロールプロパントリアクリレート（新中村化学工業社製「Ａ−ＴＭＰＴ」）０．５重量部と、ラジカル系光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガキュア６５１」）５．０重量部と、熱伝導体である球状アルミナ（１次平均粒子径１０μｍ）１００重量部と、チキソ剤であるフュームドシリカ（エボニックデグサジャパン社製「アエロジルＲＸ２００」）６重量部と、熱膨張性マイクロカプセル（積水化学工業社製「アドバンセルＥＭＬ１０１」）の熱膨張発泡物（約７０μｍ）２５重量部とを混合した混合物を用意した。縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×深さ２ｍｍの金型に上記混合物を流し込んで、上記混合物の上面と下面とをガラスで挟み込んだ。この状態で、上面側と下面側との双方から３０Ｊの紫外線を照射した。この結果、上記アクリルモノマーが架橋した基材シート２と上記アルミナである熱伝導体３とチキソ剤と上記熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張発泡物である発泡物４（約７０μｍ）とを含む図１に示す熱伝導緩衝材１を得た。得られた熱伝導緩衝材１の厚みＴは、２．０ｍｍであった。得られた熱伝導体１００重量％中の９５重量％以上が、上記発泡物の内部の空隙とは異なる領域に存在していた。
【００４７】
得られた熱伝導緩衝材１を、図２に示す電気機器１１における熱伝導緩衝材１Ａとして用いて、電気機器１１を得た。発熱部品１２として電池セルを用い、電気機器１１として組電池を作製した。
【００４８】
（比較例１）
アクリルモノマーであるｎ−ブチルアクリレート（日本触媒社製）９４．５重量部、アクリル酸（日本触媒社製）５．０重量部、及びトリメチロールプロパントリアクリレート（新中村化学工業社製（Ａ−ＴＭＰＴ）０．５重量部と、ラジカル系光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガキュア６５１」）５．０重量部と、熱伝導体である球状アルミナ（１次平均粒子径１０μｍ）１００重量部と、チキソ剤であるフュームドシリカ（エボニックデグサジャパン社製「アエロジルＲＸ２００」）６重量部とを混合した混合物を用意した。縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×深さ２ｍｍの金型に上記混合物を流し込んで、上記混合物の上面と下面とをガラスで挟み込んだ。この状態で、上面側と下面側との双方から３０Ｊの紫外線を照射した。この結果、上記アクリルモノマーが架橋した基材シート１０２とアルミナである熱伝導体１０３とチキソ剤とを含み、発泡粒子の発泡物を含まない図３に示す熱伝導緩衝材１０１を得た。得られた熱伝導緩衝材１０１の厚みＴ１は、１．３ｍｍであった。
【００４９】
得られた熱伝導緩衝材１０１を用いて、図４に示す電気機器１１１を作製した。電気機器１１１は、熱伝導緩衝材を除いては、図２に示す電気機器１１と同様に構成されている。
【００５０】
図４に示す電気機器１１１は、複数の発熱部品１１２と、複数の放熱板１１３と、冷却器１１４と、熱伝導緩衝材１０１Ａとを有する。電気機器１１１は、４組の発熱部品１１２と、３つの放熱板１１３とを有する。複数の発熱部品１１２，１１２と複数の発熱部品１１２，１１２との間に、放熱板１１３が配置されている。放熱板１１３は、複数の発熱部品１１２により挟み込まれている。発熱部品１１２の一端１１２ａ側に冷却器１１４が配置されている。放熱板１１３の一端１１３ａ側に、冷却器１１４が配置されている。発熱部品１１２と冷却器１１４との間に、熱伝導緩衝材１０１Ａが配置されているが、挟み込まれていない。放熱板１１３と冷却器１１４との間に、熱伝導緩衝材１０１Ａが配置され、挟み込まれている。なお、最も外側に位置する発熱部品１１２の外周面には、プレート１１５が積層されている。
【００５１】
放熱板１１３の一端１１３ａは、発熱部品１１２の一端１１２ａよりも突出している。放熱板１１３の突出した一端１１３ａは先端部分において９０°折り曲げられている。
【００５２】
熱伝導緩衝材１０１Ａは、得られた熱伝導緩衝材１０１がわずかに圧縮変形された状態である。熱伝導緩衝材１０１Ａは、放熱板１１３と冷却器１１４とで挟み込まれている。熱伝導緩衝材１０１Ａの第１の主面１０１ａは、発熱部品１１２の一端１１２ａに接しておらず、放熱板１１３の一端１１３ａに接している。熱伝導緩衝材１０１Ａの第１の主面１０１ａと発熱部品１１２の一端１１２ａとの間には、内部空間Ａ（空気層）が存在する。熱伝導緩衝材１０１Ａの第１の主面１０１ａとは反対の第２の主面１０１ｂは冷却器１１４の第１の主面１１４ａに接している。発熱部品１１２として電池セルを用い、電気機器１１１として組電池を作製した。
【００５３】
（評価）
（１）曲げ強度
得られた熱伝導緩衝材の曲げ強度は、万能試験機ＲＴＣ−１３１０Ａ（オリエンテック社製）を用いて、ＪＩＳ Ｋ７１１１に準拠し、長さ８ｃｍ、幅１ｃｍ及び下記の表１に示す組付け前の熱伝導緩衝材の厚みの試験片を、支点間距離６ｃｍ及び速度１．５ｍｍ／分の各条件で測定した。測定温度は２５℃とした。
【００５４】
測定の結果、実施例１における曲げ強度に対して、比較例１における曲げ強度は２．５倍であった。
【００５５】
（２）熱伝導率
レーザーフラッシュ法により、アルバック理工社製「ＴＣ−７０００」を用いて、熱伝導率を２５℃にて測定した。下記の表１に示す組付け前の熱伝導緩衝材の厚みにおける圧縮前の熱伝導緩衝材の熱伝導率Ｔ１と、下記の表１に示す組付け後の熱伝導緩衝材の厚みにおける圧縮後の熱伝導緩衝材の熱伝導率Ｔ２とを測定した。
【００５６】
熱伝導率Ｔ２が熱伝導率Ｔ１の５倍以上であった場合を「○」、熱伝導率Ｔ２が熱伝導率Ｔ１の５倍未満であった場合を「×」と判定した。
【００５７】
（３）電気機器の評価
４組の発熱部品のうち、両末端の２組の発熱部品と、中央の２組の発熱部品との温度差を測定した。「放熱板−冷却器接触部」における温度差と、「放熱板−冷却器非接触部」における温度差とを測定した。
【００５８】
結果を下記の表１に示す。なお、下記の表１における組付け後の熱伝導緩衝材の厚みは放熱板と冷却器との間に配置された部分の熱伝導緩衝材の厚みを意味する。
【００５９】
【表１】
【符号の説明】
【００６０】
１，１Ａ…熱伝導緩衝材
１ａ…第１の主面
１ｂ…第２の主面
２…基材シート
３…熱伝導体
４…発泡物
１１…電気機器
１２…発熱部品
１２ａ…一端
１３…放熱板
１３ａ…一端
１４…冷却器
１４ａ…第１の主面
１５…プレート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、複数の発熱部品と、該発熱部品間に配置された少なくとも１つの放熱板と、少なくとも１つの冷却器とを備える電気機器において、上記放熱板と上記冷却器との間に配置して用いることができる熱伝導緩衝材、並びに該熱伝導緩衝材を用いた電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な電気機器において、発熱部品から発せられる熱を逃がすために、放熱板が発熱部品間に挟まれている。さらに、放熱板に伝わった熱は、冷却器を通じて、外部に放散されている。
【０００３】
下記の特許文献１には、連続して配置される複数の単位電池と、連続して配置される複数の上記単位電池の間に設けられており、かつ上記単位電池で発生する熱を伝達する隔板と、上記隔板の側端部に接するように設けられた冷却板と、上記冷却板と上記隔板の上記側端部に対向する側に対して反対側に設けられており、かつ上記冷却板に伝達される熱を放散させるための放熱部とを備える電気機器が開示されている。
【０００４】
また、下記の特許文献２では、液状マトリックス樹脂及び熱伝導性フィラーを主成分として含む異方性熱伝導シートが開示されている。この異方性熱伝導シートは、エレクトロニクス機器に用いられる光半導体装置、集積回路（ＬＳＩ）、電気機器、ソリッドステートリレー、トランス等の発熱部品の放熱スペーサーに使用されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２７８３２７号公報
【特許文献２】特開平５−６５３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、隔板と冷却板とが直接接触されているため、隔板と冷却板との剥離が生じやすい。このため、電気機器を使用しているうちに放熱性が低下し、良好な放熱性を維持できないことがある。
【０００７】
特許文献２には、異方性熱伝導シートを、発熱部品間に挟み込まれた放熱板と冷却器との間に配置して用いることに関する記載はない。また、仮に特許文献２に記載の異方性熱伝導シートを電気機器において放熱板と冷却器との間に配置したとしても、振動や歪みに対する異方性熱伝導シートの追従性は低く、剥離が生じやすいという問題がある。このため、良好な放熱性を維持できないことがある。
【０００８】
本発明の目的は、適度なクッション性と良好な熱伝導性とを有し、該良好な熱伝導性を効果的に維持できる熱伝導緩衝材、並びに該熱伝導緩衝材を用いた電気機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の広い局面によれば、基材シートと、熱伝導体と、発泡粒子の発泡物とを含み、上記発泡物はシェルを有し、該シェルの内部が空隙である、熱伝導緩衝材が提供される。
【００１０】
本発明に係る熱伝導緩衝材のある特定の局面では、上記発泡粒子が熱膨張性マイクロカプセルであり、上記発泡物が熱膨張発泡物である。
【００１１】
本発明に係る熱伝導緩衝材の他の特定の局面では、上記熱伝導体１００重量％中の９０重量％以上が、上記発泡物の内部の空隙とは異なる領域に存在する。
【００１２】
本発明に係る熱伝導緩衝材は、複数の発熱部品と、該発熱部品間に配置された少なくとも１つの放熱板と、少なくとも１つの冷却器とを備える電気機器において、上記放熱板と上記冷却器との間に配置して用いられる熱伝導緩衝材であることが好ましい。
【００１３】
本発明に係る電気機器は、複数の発熱部品と、該発熱部品間に配置された少なくとも１つの放熱板と、少なくとも１つの冷却器と、上記放熱板と上記冷却器との間に配置された熱伝導緩衝材とを備え、上記熱伝導緩衝材が、本発明に従って構成された熱伝導緩衝材である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る熱伝導緩衝材は、基材シートと熱伝導体と発泡粒子の発泡物とを含み、該発泡物はシェルを有し、該シェルの内部が空隙であるので、適度なクッション性と良好な熱伝導性とを有する。
【００１５】
従って、複数の発熱部品と、該発熱部品間に配置された少なくとも１つの放熱板と、少なくとも１つの冷却器とを備える電気機器において、上記放熱板と上記冷却器との間に本発明に係る熱伝導緩衝材を配置させることにより、熱を効果的に放散させることができ、更に剥離を抑制できるので、良好な放熱性を効果的に維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る熱伝導緩衝材を模式的に示す部分切欠断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る熱伝導緩衝材を用いた電気機器を模式的に示す断面図である。
【図３】図３は、比較例１で作製した熱伝導緩衝材を模式的に示す部分切欠断面図である。
【図４】図４は、比較例１で作製した熱伝導緩衝材を用いた電気機器を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１８】
本発明に係る熱伝導緩衝材は、基材シートと熱伝導体と発泡粒子の発泡物とを含む。該発泡物はシェルを有し、該シェルの内部は空隙である。従って、発泡物は内部に空隙を有する。
【００１９】
本発明に係る熱伝導緩衝材は、発熱部品と他の部材との間に配置される熱伝導緩衝材であることが好ましい。本発明に係る熱伝導緩衝材は、複数の発熱部品と、該発熱部品間に配置された少なくとも１つの放熱板と、少なくとも１つの冷却器とを備える電気機器において、上記放熱板と上記冷却器との間に配置される熱伝導緩衝材であることが好ましい。また、本発明に係る熱伝導緩衝材は、発熱部品と冷却器とを備える電気機器において、該発熱部品と該冷却器との間に配置される熱伝導緩衝材であることも好ましい。
【００２０】
本発明に係る電気機器は、複数の発熱部品と、該発熱部品間に配置された少なくとも１つの放熱板と、少なくとも１つの冷却器と、上記放熱板と上記冷却器との間に配置された熱伝導緩衝材とを備える。本発明に係る電気機器では、上記熱伝導緩衝材は、基材シートと熱伝導体と発泡粒子の発泡物とを含む。
【００２１】
本発明に係る熱伝導緩衝材は、基材シート及び発泡粒子の発泡物を含み、更に該発泡物は内部に空隙を有するので、適度なクッション性を有する。さらに、本発明に係る熱伝導緩衝材は、熱伝導体を含むので良好な熱伝導性を有する。従って、発熱部品から発せられた熱が放熱板に伝わり、放熱板に伝わった熱が熱伝導緩衝材を介して冷却器に効果的に伝わる。さらに、本発明に係る熱伝導緩衝材は適度なクッション性を有するので、上記放熱板と上記冷却器との間に熱伝導緩衝材が配置されたときに、剥離が生じ難く、更に良好な熱伝導性を効果的に維持できる。
【００２２】
また、本発明に係る熱伝導緩衝材では、適度なクッション性を持たせることで、組付け後の振動や歪みで剥離又は隙間が生じないように、熱伝導緩衝材の接触対象物に対する追従性を高めることができる。また、熱伝導緩衝材と放熱板及び冷却器との接触面では、従来と同等の熱伝導性を保持しつつ、従来空気層であった部分に本発明の熱伝導緩衝材を配置させることができる。例えば、発熱部品と冷却器とが熱伝導緩衝材を介して接触可能となり、熱伝導緩衝材に含まれている熱伝導体により一層効果的に熱を放散させることができる。また、本発明に係る熱伝導体では、熱伝導体の添加量を減らすことができるため、熱伝導緩衝材及び電気機器のコストを削減することも可能である。
【００２３】
熱伝導体は、上記発泡物の内部の空隙とは異なる領域において、上記基材シート中に埋め込まれていることが好ましい。熱伝導性をより一層良好にする観点からは、熱伝導体１００重量％中の９０重量％以上が、上記発泡物の内部の空隙とは異なる領域に存在していることが好ましい。熱伝導性をかなり良好にする観点からは、熱伝導体１００重量％中の９５重量％以上が、上記発泡物の内部の空隙とは異なる領域に存在していることが好ましい。上記発泡物の内部の空隙は、上記シェルの内部の空隙である。
【００２４】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態及び実施例を説明することにより本発明を明らかにする。
【００２５】
図１に、本発明の一実施形態に係る熱伝導緩衝材を模式的に断面図で示す。また、図２に、図１に示す熱伝導緩衝材を用いた電気機器を模式的に断面図で示す。
【００２６】
図１に示す熱伝導緩衝材１は、基材シート２と、熱伝導体３と、発泡粒子の発泡物４とを有する。複数の熱伝導体３と複数の発泡粒子の発泡物４とが、基材シート２中に埋め込まれている。発泡粒子の発泡物４は、熱膨張マイクロカプセルの熱膨張発泡物であることが好ましい。
【００２７】
図２に示す電気機器１１は、複数の発熱部品１２と、複数の放熱板１３と、１つの冷却器１４と、１つの熱伝導緩衝材１Ａとを有する。電気機器１１は、４組の発熱部品１２と、３つの放熱板１３とを有する。複数の発熱部品１２，１２と複数の発熱部品１２，１２との間に、放熱板１３が配置されている。放熱板１３は、複数の発熱部品１２により挟み込まれている。発熱部品１２の一端１２ａ側に冷却器１４が配置されている。放熱板１３の一端１３ａ側に、冷却器１４が配置されている。発熱部品１２と冷却器１４との間に、熱伝導緩衝材１Ａが配置され、挟み込まれている。放熱板１３と冷却器１４との間に、熱伝導緩衝材１Ａが配置され、挟み込まれている。なお、最も外側に位置する発熱部品１２の外周面には、プレート１５が積層されている。プレート１５は、モジュールプレートであることが好ましい。
【００２８】
発熱部品１２としては、半導体及び電池セル等が挙げられる。発熱部品１２は電池セルであることが好ましい。また、発熱部品１２は電池セルであり、電気機器１１は、組電池であることが好ましい。
【００２９】
放熱板１３の一端１３ａは、発熱部品１２の一端１２ａよりも突出している。放熱効果を高めるために、放熱板１３の突出した一端１３ａは先端部分において９０°折り曲げられている。
【００３０】
熱伝導緩衝材１Ａは、図１に示す熱伝導緩衝材１が圧縮変形された状態である。熱伝導緩衝材１Ａは、発熱部品１２及び放熱板１３と冷却器１４とで圧縮され、挟み込まれている。特に、放熱板１３と冷却器１４との間に位置する熱伝導緩衝材１Ａ部分では、熱伝導体３が近接しており、該熱伝導緩衝材１Ａ部分の熱伝導率が高くなっている。圧縮前の熱伝導緩衝材１Ａの厚みに対して、圧縮後の熱伝導緩衝材１Ａ部分の厚みを２／３以下にすることで熱伝導緩衝材１Ａ部分の熱伝導率を効果的に高めることができ、圧縮後の熱伝導緩衝材１Ａ部分の厚みを１／２以下にすることで熱伝導緩衝材１Ａ部分の熱伝導率をかなり効果的に高めることができる。熱伝導緩衝材１Ａの第１の主面１ａは、発熱部品１２の一端１２ａと放熱板１３の一端１３ａとに接している。熱伝導緩衝材１Ａの第１の主面１ａとは反対の第１の主面１ｂは冷却器１４の第１の主面１４ａに接している。
【００３１】
電気機器１１では、熱伝導緩衝材１Ａが、発熱部品１２の一端１２ａと、放熱板１３の一端１３ａと冷却器１４の第１の主面１４ａとに接しているため、発熱部品１２から発せられた熱が放熱板１３に伝わり、放熱板１３に伝わった熱が熱伝導緩衝材１Ａを介して冷却器１４に効果的に伝わる。さらに、熱伝導緩衝材１Ａがクッション性を有するので、電気機器１１の耐衝撃特性を高めることができる。また、熱伝導緩衝材１Ａがクッション性を有するので、電気機器１１に振動又は歪みが付与されても、熱伝導緩衝材１Ａと発熱部品１２、放熱板１３及び冷却器１４との剥離が生じ難い。
【００３２】
上記基材シートの素材は特に限定されない。上記基材シートの素材としては、光硬化性化合物及び熱硬化性化合物が挙げられる。なかでも、光硬化性化合物が好ましい。上記光硬化性化合物としては、特に限定されないが、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、イソノニル（メタ）アクリレート、イソミリスチル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、２−ブトキシエチル（メタ）アクリレート、２−フェノキシエチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、５−ヒドロキシペンチル（メタ）アクリレート、６−ヒドロキシヘキシル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシ−３−メチルブチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、２−［（メタ）アクリロイルオキシ］エチル−２−ヒドロキシエチルフタル酸、及び２−［（メタ）アクリロリルオキシ］エチル−２−ヒドロキシプロピルフタル酸等が挙げられる。
【００３３】
上記熱伝導体は特に限定されない。上記熱伝導体としては、アルミナ、シリカ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、タルク、マイカ及びハイドロタルサイト等が挙げられる。
【００３４】
上記熱伝導体の形状としては球状、板状及び針状等が挙げられる。熱伝導体の充填性を高めたり、熱伝導体の分散性を高めたりする観点からは、上記熱伝導体の形状は、球状であることが好ましい。
【００３５】
上記熱伝導体の分散性を高め、更に放熱性を効果的に高める観点からは、上記熱伝導体の粒子径は、好ましくは１μｍ以上、好ましくは５０μｍ以下である。
【００３６】
上記粒子径は、真球状である場合には直径を意味し、真球状以外の形状である場合には最大径を意味する。
【００３７】
上記発泡粒子の使用により、上記基材シート中に発泡構造を形成できる。上記発泡粒子としては、ブタン、ペンタン等の低沸点液体をポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル等の樹脂でマイクロカプセル化した熱膨張性マイクロカプセル、ポリスチレンビース等が挙げられる。これらはいずれも使用可能であり、更にこれらを予め発泡させた発泡物や、白色顔料で被覆された発泡物等も有効に使用することができる。
【００３８】
なかでも、適度な発泡構造を形成し、かつクッション性をより一層良好にする観点からは、上記発泡粒子は、熱膨張性マイクロカプセルであることが好ましい。
【００３９】
上記発泡粒子を発泡させることにより、発泡粒子の発泡物を得ることができる。上記発泡粒子は、熱伝導緩衝材の成形時の熱を利用して発泡させてもよく、予め別工程で発泡させた発泡粒子の発泡物を混ぜて熱伝導緩衝材を成形してもよい。
【００４０】
上記発泡粒子は熱膨張性マイクロカプセルであり、上記発泡粒子の発泡物は熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張発泡物であることが好ましい。
【００４１】
上記熱膨張性マイクロカプセルを熱膨張させ、発泡させることにより、上記熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張発泡物が形成される。上記熱膨張性マイクロカプセルは、熱伝導緩衝材の成形時の熱を利用して発泡させてもよく、予め別工程で発泡させた熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張発泡物を混ぜて熱伝導緩衝材に成形してもよい。
【００４２】
上記発泡粒子の発泡物及び上記熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張発泡物の大きさは、好ましくは３０μｍ以上、より好ましくは６０μｍ以上、好ましくは４００μｍ以下、より好ましくは２００μｍ以下である。また、発泡により生じた気泡の大きさ（空隙の大きさ）は、好ましくは３０μｍ以上、より好ましくは６０μｍ以上、好ましくは４００μｍ以下、より好ましくは２００μｍ以下である。上記発泡粒子の発泡物及び上記熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張発泡物の大きさ、及び発泡により生じた気泡の大きさが上記下限以上及び上記上限以下であると、熱伝導緩衝材のクッション性をより一層良好にすることができる。
【００４３】
上記発泡粒子の発泡物及び上記熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張発泡物の大きさ、及び発泡により生じた気泡の大きさは、真球状である場合には直径を意味し、真球状以外の形状である場合には最大径を意味する。
【００４４】
電気機器に組み込まれる前の熱伝導緩衝材及び基材シートの厚みＴは、好ましくは０．５ｍｍ以上、好ましくは５．０ｍｍ以下である。熱伝導緩衝材及び基材シートの厚みが上記下限以上及び上記上限以下であると、クッション性と熱伝導性とをバランスよく高めることができる。
【００４５】
以下、本発明について、実施例および比較例を挙げて具体的に説明する。本発明は、以下の実施例のみに限定されない。
【００４６】
（実施例１）
アクリルモノマーであるｎ−ブチルアクリレート（日本触媒社製）９４．５重量部、アクリル酸（日本触媒社製）５．０重量部、及びトリメチロールプロパントリアクリレート（新中村化学工業社製「Ａ−ＴＭＰＴ」）０．５重量部と、ラジカル系光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガキュア６５１」）５．０重量部と、熱伝導体である球状アルミナ（１次平均粒子径１０μｍ）１００重量部と、チキソ剤であるフュームドシリカ（エボニックデグサジャパン社製「アエロジルＲＸ２００」）６重量部と、熱膨張性マイクロカプセル（積水化学工業社製「アドバンセルＥＭＬ１０１」）の熱膨張発泡物（約７０μｍ）２５重量部とを混合した混合物を用意した。縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×深さ２ｍｍの金型に上記混合物を流し込んで、上記混合物の上面と下面とをガラスで挟み込んだ。この状態で、上面側と下面側との双方から３０Ｊの紫外線を照射した。この結果、上記アクリルモノマーが架橋した基材シート２と上記アルミナである熱伝導体３とチキソ剤と上記熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張発泡物である発泡物４（約７０μｍ）とを含む図１に示す熱伝導緩衝材１を得た。得られた熱伝導緩衝材１の厚みＴは、２．０ｍｍであった。得られた熱伝導体１００重量％中の９５重量％以上が、上記発泡物の内部の空隙とは異なる領域に存在していた。
【００４７】
得られた熱伝導緩衝材１を、図２に示す電気機器１１における熱伝導緩衝材１Ａとして用いて、電気機器１１を得た。発熱部品１２として電池セルを用い、電気機器１１として組電池を作製した。
【００４８】
（比較例１）
アクリルモノマーであるｎ−ブチルアクリレート（日本触媒社製）９４．５重量部、アクリル酸（日本触媒社製）５．０重量部、及びトリメチロールプロパントリアクリレート（新中村化学工業社製（Ａ−ＴＭＰＴ）０．５重量部と、ラジカル系光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガキュア６５１」）５．０重量部と、熱伝導体である球状アルミナ（１次平均粒子径１０μｍ）１００重量部と、チキソ剤であるフュームドシリカ（エボニックデグサジャパン社製「アエロジルＲＸ２００」）６重量部とを混合した混合物を用意した。縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×深さ２ｍｍの金型に上記混合物を流し込んで、上記混合物の上面と下面とをガラスで挟み込んだ。この状態で、上面側と下面側との双方から３０Ｊの紫外線を照射した。この結果、上記アクリルモノマーが架橋した基材シート１０２とアルミナである熱伝導体１０３とチキソ剤とを含み、発泡粒子の発泡物を含まない図３に示す熱伝導緩衝材１０１を得た。得られた熱伝導緩衝材１０１の厚みＴ１は、１．３ｍｍであった。
【００４９】
得られた熱伝導緩衝材１０１を用いて、図４に示す電気機器１１１を作製した。電気機器１１１は、熱伝導緩衝材を除いては、図２に示す電気機器１１と同様に構成されている。
【００５０】
図４に示す電気機器１１１は、複数の発熱部品１１２と、複数の放熱板１１３と、冷却器１１４と、熱伝導緩衝材１０１Ａとを有する。電気機器１１１は、４組の発熱部品１１２と、３つの放熱板１１３とを有する。複数の発熱部品１１２，１１２と複数の発熱部品１１２，１１２との間に、放熱板１１３が配置されている。放熱板１１３は、複数の発熱部品１１２により挟み込まれている。発熱部品１１２の一端１１２ａ側に冷却器１１４が配置されている。放熱板１１３の一端１１３ａ側に、冷却器１１４が配置されている。発熱部品１１２と冷却器１１４との間に、熱伝導緩衝材１０１Ａが配置されているが、挟み込まれていない。放熱板１１３と冷却器１１４との間に、熱伝導緩衝材１０１Ａが配置され、挟み込まれている。なお、最も外側に位置する発熱部品１１２の外周面には、プレート１１５が積層されている。
【００５１】
放熱板１１３の一端１１３ａは、発熱部品１１２の一端１１２ａよりも突出している。放熱板１１３の突出した一端１１３ａは先端部分において９０°折り曲げられている。
【００５２】
熱伝導緩衝材１０１Ａは、得られた熱伝導緩衝材１０１がわずかに圧縮変形された状態である。熱伝導緩衝材１０１Ａは、放熱板１１３と冷却器１１４とで挟み込まれている。熱伝導緩衝材１０１Ａの第１の主面１０１ａは、発熱部品１１２の一端１１２ａに接しておらず、放熱板１１３の一端１１３ａに接している。熱伝導緩衝材１０１Ａの第１の主面１０１ａと発熱部品１１２の一端１１２ａとの間には、内部空間Ａ（空気層）が存在する。熱伝導緩衝材１０１Ａの第１の主面１０１ａとは反対の第２の主面１０１ｂは冷却器１１４の第１の主面１１４ａに接している。発熱部品１１２として電池セルを用い、電気機器１１１として組電池を作製した。
【００５３】
（評価）
（１）曲げ強度
得られた熱伝導緩衝材の曲げ強度は、万能試験機ＲＴＣ−１３１０Ａ（オリエンテック社製）を用いて、ＪＩＳ Ｋ７１１１に準拠し、長さ８ｃｍ、幅１ｃｍ及び下記の表１に示す組付け前の熱伝導緩衝材の厚みの試験片を、支点間距離６ｃｍ及び速度１．５ｍｍ／分の各条件で測定した。測定温度は２５℃とした。
【００５４】
測定の結果、実施例１における曲げ強度に対して、比較例１における曲げ強度は２．５倍であった。
【００５５】
（２）熱伝導率
レーザーフラッシュ法により、アルバック理工社製「ＴＣ−７０００」を用いて、熱伝導率を２５℃にて測定した。下記の表１に示す組付け前の熱伝導緩衝材の厚みにおける圧縮前の熱伝導緩衝材の熱伝導率Ｔ１と、下記の表１に示す組付け後の熱伝導緩衝材の厚みにおける圧縮後の熱伝導緩衝材の熱伝導率Ｔ２とを測定した。
【００５６】
熱伝導率Ｔ２が熱伝導率Ｔ１の５倍以上であった場合を「○」、熱伝導率Ｔ２が熱伝導率Ｔ１の５倍未満であった場合を「×」と判定した。
【００５７】
（３）電気機器の評価
４組の発熱部品のうち、両末端の２組の発熱部品と、中央の２組の発熱部品との温度差を測定した。「放熱板−冷却器接触部」における温度差と、「放熱板−冷却器非接触部」における温度差とを測定した。
【００５８】
結果を下記の表１に示す。なお、下記の表１における組付け後の熱伝導緩衝材の厚みは放熱板と冷却器との間に配置された部分の熱伝導緩衝材の厚みを意味する。
【００５９】
【表１】
【符号の説明】
【００６０】
１，１Ａ…熱伝導緩衝材
１ａ…第１の主面
１ｂ…第２の主面
２…基材シート
３…熱伝導体
４…発泡物
１１…電気機器
１２…発熱部品
１２ａ…一端
１３…放熱板
１３ａ…一端
１４…冷却器
１４ａ…第１の主面
１５…プレート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材シートと、熱伝導体と、発泡粒子の発泡物とを含み、
前記発泡物がシェルを有し、該シェルの内部が空隙である、熱伝導緩衝材。
【請求項２】
前記発泡粒子が熱膨張性マイクロカプセルであり、前記発泡物が熱膨張発泡物である、請求項１に記載の熱伝導緩衝材。
【請求項３】
前記熱伝導体１００重量％中の９０重量％以上が、前記発泡物の内部の空隙とは異なる領域に存在する、請求項１又は２に記載の熱伝導緩衝材。
【請求項４】
複数の発熱部品と、該発熱部品間に配置された少なくとも１つの放熱板と、少なくとも１つの冷却器とを備える電気機器において、前記放熱板と前記冷却器との間に配置して用いられる熱伝導緩衝材である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱伝導緩衝材。
【請求項５】
複数の発熱部品と、該発熱部品間に配置された少なくとも１つの放熱板と、少なくとも１つの冷却器と、前記放熱板と前記冷却器との間に配置された熱伝導緩衝材とを備え、
前記熱伝導緩衝材が、請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱伝導緩衝材である、電気機器。
【請求項１】
基材シートと、熱伝導体と、発泡粒子の発泡物とを含み、
前記発泡物がシェルを有し、該シェルの内部が空隙である、熱伝導緩衝材。
【請求項２】
前記発泡粒子が熱膨張性マイクロカプセルであり、前記発泡物が熱膨張発泡物である、請求項１に記載の熱伝導緩衝材。
【請求項３】
前記熱伝導体１００重量％中の９０重量％以上が、前記発泡物の内部の空隙とは異なる領域に存在する、請求項１又は２に記載の熱伝導緩衝材。
【請求項４】
複数の発熱部品と、該発熱部品間に配置された少なくとも１つの放熱板と、少なくとも１つの冷却器とを備える電気機器において、前記放熱板と前記冷却器との間に配置して用いられる熱伝導緩衝材である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱伝導緩衝材。
【請求項５】
複数の発熱部品と、該発熱部品間に配置された少なくとも１つの放熱板と、少なくとも１つの冷却器と、前記放熱板と前記冷却器との間に配置された熱伝導緩衝材とを備え、
前記熱伝導緩衝材が、請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱伝導緩衝材である、電気機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２１６８１３（Ｐ２０１２−２１６８１３Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−７１５６７（Ｐ２０１２−７１５６７）
【出願日】平成２４年３月２７日（２０１２．３．２７）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月２７日（２０１２．３．２７）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
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