面方向导热性优异的树脂涂装金属材料 技术领域 本发明涉及面方向导热性优异的树脂涂装金属材料, 特别是涉及作为有热源对于 该金属材料局部性地接触, 强烈要求面方向具有高导热性的电子设备部件 ( 包含电气设备 和光学设备部件。 ) 的原材所适用的树脂涂装金属材料。 作为这样的电子设备部件, 例如可 列举散热器、 薄型电视等的后机壳 (back chassis)、 收容内置有热源的电子设备部件的金 属制框体 ( 外壳 ) 等。
背景技术 随着电子设备等的高性能化、 小型化的日益推进, 使从电子设备内的热源发生的 热进行释放的散热构件的研究活跃进行。其中, 像薄型电视的后机壳等这样有热源局部性 地接触的散热构件中, 要求使发生的热迅速大面积地扩散, 即要求散热构件的面方向的导 热性优异。这是由于若面方向导热性低, 则在面方向上产生温度梯度, 面内温度的偏差 ( 离 差 dispersion) 产生, 发光面的色斑 (color unevenness) 和玻璃基板的裂纹等问题发生。
特别是散热构件由钢板等的金属材料构成, 热源与该金属材料接触时, 不是提高 该金属材料的厚度方向的热传导率, 而是提高面方向的热传导率极其重要。 这是由于, 热源 与钢板等的散热构件接触时, 作为从热源向钢板并进一步向外部传热的路径, 认为有厚度 方向和面方向两条, 但在像钢板这样板厚薄的金属材料中, 厚度方向的传热距离短, 因此厚 度方向的热传导率提高带来的传热量增加的效果非常小, 相对于此, 因为面方向的传热面 积非常宽阔, 所以能够期待面方向的热传导率提高带来的传热量的飞跃式的增加。
但实际情况是, 关于散热构件的研究的大部分, 是使来自内置有热源的电子设备 部件的热迅速扩散到外部这一观点出发, 把重点放在散热构件的厚度方向的热传导率的提 高上, 而对散热构件的面方向的热传导率没有太被留意。例如在专利文献 1 中, 作为能够高 效率地进行热的吸收和发散的材料, 公开有一种具有被覆盖层的金属材料, 该被覆层含有 平均长宽比为 3 以上的微小碳纤维 ( 代表性的有碳纳米管 ), 但若参考热传导率的测量方 法, 则认为只评价厚度方向的热传导率。
先行技术文献
专利文献
专利文献 1 : 特开 2005-199666 号公报
发明内容 本发明着眼于上述情况而做, 其目的在于, 提供一种面方向的导热性优异的树脂 涂装金属材料。
本发明的树脂涂装金属材料, 是在金属基材的至少一面被覆有包含导热粒子的树 脂皮膜的树脂涂装金属材料, 对树脂皮膜的面方向截面的扫描型电子显微镜照片进行图像 分析时, 在测量视野中观察到的导热粒子满足下述 (1) ~ (3) 的要件。
(1) 以导热粒子的最大长度除以最小长度的值 ( 最大长度 / 最小长度 ) 表示的扁
平率的平均值为 3.0 以上 ;
(2) 测量导热粒子的最大长度与面方向的水平线所夹的倾角时, 存在于倾角在 0°以上、 低于 30°的范围内的导热粒子的频数比例为 40%以上 ;
(3) 导热粒子的面积率为 30%以上。
在本发明的优选的实施方式中, 上述树脂皮膜的面方向热传导率为 1.5W/mK 以 上。
在本发明的优选的实施方式中, 上述导热粒子为铜、 铝或石墨。
在本发明的优选的实施方式中, 上述树脂涂装金属材料被用于电子设备部件。
在本发明中, 具有上述的树脂涂装金属材料的电子设备部件也包含在本发明的范 围内。
本发明以上述方式构成, 因此能够提供面方向的导热性高的树脂涂装金属材料。 如果使用本发明的金属材料, 则能够防止因与金属材料接触的热源而产生的温度梯度的降 低, 因此特别适合作为强烈要求面方向具有高导热性的散热器和薄型电视等的后机壳等电 子设备部件的原材使用。 附图说明 图 1 是模式化地表示树脂皮膜中的导热粒子的图。
图 2 是实施例 1 的 No.9( 本发明例 ) 的倾角度数分布标绘图。
图 3 是表示实施例 1 的 No.9( 本发明例 ) 的 SEM 图像和图像分析结果的照片。
图 4 是表示实施例 1 的 No.11( 比较例 ) 的 SEM 图像和图像分析结果的照片。
图 5 是表示实施例 1 的 No.14、 16( 本发明例 ) 的 SEM 图像和图像分析结果的照片。
图 6A 是表示实施例 1 的 No.2 ~ 5( 比较例 ) 的 SEM 图像和图像分析结果的照片。
图 6B 是表示实施例 1 的 No.6 ~ 8( 比较例 ) 的 SEM 图像和图像分析结果的照片。
图 7 是说明本发明所使用的面方向热传导率的测量装置的结构的概略图。
图 8 是实施例 1 的 No.9、 14、 16( 本发明例 ) 的倾角度数分布标绘图。
图 9A 是实施例 1 的 No.2 ~ 6( 比较例 ) 的倾角度数分布标绘图。
图 9B 是实施例 1 的 No.7、 8、 11( 比较例 ) 的倾角度数分布标绘图。
图 10A 是表示实施例 1 的 No.9、 10、 12、 15( 本发明例 ) 的 SEM 图像和图像分析装 置的照片。
图 10B 是表示实施例 1 的 No.17、 19、 20( 本发明例 ) 的 SEM 图像和图像分析装置 的照片。
图 11 是表示实施例 1 的 No.18( 比较例 ) 的 SEM 图像和图像分析装置的照片。
图 12A 是实施例 1 的 No.9、 10、 12( 本发明例 ) 的倾角度数分布标绘图。
图 12B 是实施例 1 的 No.15、 17( 比较例 ) 的倾角度数分布标绘图。
图 12C 是实施例 1 的 No.19、 20( 本发明例 ) 的倾角度数分布标绘图。
图 13 是实施例 1 的 No.18( 比较例 ) 的倾角度数分布标绘图。
具体实施方式
本发明者们为了提供一种适合作为电子设备用的散热构件之中, 特别是有热源局部性地接触散热构件, 强烈要求面方向具有高导热性的散热构件的原材使用的树脂涂装金 属材料而反复进行研究。 其结果发现, 期望的高的面方向热传导率, 仅仅通过在树脂皮膜中 单纯地大量添加热传导率高的高传热粒子是无法获得的 ( 例如参照表 2 的 No.3、 4), 通过使 树脂皮膜中, 以规定的面积率存在形状和方向 ( 粒子相对于面方向的水平线的倾斜度的程 度, 由 “倾角” 定义。) 得到适当控制的导热粒子才会获得, 从而完成了本发明。
即, 本发明的树脂涂装金属材料, 是在金属基材的至少一面 ( 热源侧 ) 被覆有包含 导热粒子的树脂皮膜的树脂涂装金属材料, 其具有的特征是 : 对于树脂皮膜的面方向截面 的扫描型电子显微镜照片 (SEM 照片 ) 进行图像分析时, 在测量视野中观察到的导热粒子满 足下述 (1) ~ (3) 的要件。
(1) 以导热粒子的最大长度除以最小长度的值 ( 最大长度 / 最小长度 ) 表示的扁 平率的平均值为 3.0 以上 ;
(2) 测量导热粒子的最大长度与面方向的水平线所夹的倾角时, 存在于倾角在 0°以上、 低于 30°的范围内的导热粒子的频数比例为 40%以上 ;
(3) 导热粒子的面积率为 30%以上。
如此本发明的特征部分在于, 作为非常有助于面方向热传导率提高的要件, 规定 了上述 (1) ~ (3) 的要件。如后述的实施例所证实的, 在本发明中需要完全满足上述三个 要件, 任意一个要件不满足本发明的都得不到期望的特性。
首先, 一边参照图 1, 一边详细地说明上述 (1) 所规定的扁平率和上述 (2) 所规定 的倾角。图 1 是模式化地表示通过后面详细说明的图像分析机构得到的导热粒子的图。
上述 (1) 所规定的扁平率, 根据图 1 所示的最大长度, 和基于该最大长度计算出的 最小长度的比 ( 最大长度 / 最小长度 ) 计算。最小长度是以与最大长度平行的两条直线夹 住导热粒子时, 平行线的宽度最小时的长度。 在本发明中, 将最大长度除以最小长度的值定 义为 “导热粒子的扁平率” 。
上述 (2) 所规定的倾角 ( 方向 ), 如图 1 所示, 为面方向的水平线, 和延长最大长 度而与水平线相交的线的夹角。 在此, 所谓与面方向的水平线的夹角, 意思是在与树脂皮膜 的表面垂直的平面内, 相对于与树脂被膜的表面平行的方向的角度。接着, 遵循后述的分 析步骤, 每隔 10°测定存在于倾角 0 ~ 180°的范围内的导热粒子的个数 ( 频数 ), 制成倾 角度数分布标绘图。为了参考, 后述的实施例的表 1 的 No.9 的倾角度数分布标绘显示在 图 2 的上图。在图 2 的横轴绘制倾角 (10°、 20°、 至最大 180° ), 对于各自的倾角, 以柱 图表示 0°以上低于 10°, 10°以上低于 20°等存在的导热粒子的频数 ( 个 )。在本发明 中, 倾角 0°以上低于 10°和超过 170°在 180°以下的结果, 可以说处于镜像体 ( 对映体 enantiomer) 的关系, 因此视为等同, 使存在于各自的倾角范围内的导热粒子的频数相加。 将全部倾角范围 (0 ~ 180° ) 每隔 10°进行分割时, 如上述例, 0°以上至低于 90°时为 “以上、 低于” , 从超过 90°至 180°以下时为 “超过、 以下” 。还有, 只有 90°包括在 “80°以 上、 低于 90°” 或 “超过 90°、 在 100°以下” 的区域。由此, 存在于倾角 0 ~ 180°的范围 内的全部的粒子的频数, 能够表示为存在于倾角 0 ~ 90°的范围内的粒子的频数。
图 2 的下图, 是以上述方式整理了图 2 的上图所示的倾角度数分布标绘图 (0 ~ 180° ) 的图, 存在于倾角 0 ~ 90°的范围内的导热粒子的频数, 由单位 10°表示。在本发 明中, 基于如此得到的图 2 的下图的倾角度数分布标绘图, 存在于倾角 0 ~ 30°的范围内的频数的合计除以存在于倾角 0 ~ 90°的范围内的频数总体 ( 总频数 ) 的值, 定义为 “存在 于倾角 0°以上、 低于 30°的范围内的导热粒子的频数比例” 。
接下来, 一边参照图 3 和图 4, 一边详细地说明本发明的有效性。 其中, 图 3 是表示 全部满足上述 (1) ~ (3) 的要件的实施例 1 的 No.9( 本发明例 ) 的 SEM 图像和图像分析结 果的照片, 图 4 是不满足上述 (3) 的要件的实施例 1 的 No.11( 比较例 ) 的照片。
如图 3 所示, 在本发明例中, 具有规定的扁平形状, 并且有规定倾角的粒子, 朝向 面方向大体上连续, 适度地相互重叠而大量存在。其结果被认为是, 热通道 ( 路径 ) 朝着面 方向形成, 面方向热传导率高。为了参考, 在图 3 的图像分析结果中, 以→表示热的流动方 向。
相对于此, 在比较例中, 如图 4 所示, 沿着面方向还存在几个不存在粒子的空洞 处。因此认为, 面方向的热的通道被切断, 面方向热传导率变低。
为了参考, 上述以外的实施例 1 的结果显示在图 5、 图 6A、 图 6B、 图 10A ~图 10C 和 图 11 中。其中, 图 5、 图 10A 和图 10B, 是表示全部满足上述 (1) ~ (3) 的要件的实施例 1 的 No.9、 10、 12、 14、 15、 16、 17、 19、 20( 均为本发明例 ) 的 SEM 图像和图像分析结果的照片, 与前述的图 3 一样, 可知形成有对面方向热传导率提高有用的热的路径。另一方面, 图 6A、 图 6B 和图 11 是不满足上述 (1) ~ (3) 的某一要件的 No.2 ~ 8 和 18( 均为比较例 ) 的照 片。在图 6A、 图 6B 和图 11 中, 与前述的图 4 一样, 可知对于面方向热传导率提高有用的热 的路径被遮断。 全部满足上述 (1) ~ (3) 的要件树脂涂装金属材料, 树脂皮膜的面方向热传导率 高达 1.5W/mK 以上 ( 优选为 1.55W/mK 以上, 更优选为 1.6W/mK 以上, 进一步优选为 1.65W/ mK 以上, 更进一步优选为 1.7W/mK 以上 )。根据本发明, 如后述的实施例所示, 树脂皮膜的 面方向热传导率能够得到非常高的 2.0W/mK 以上, 甚至更高的 2.5W/mK 以上。
在 此, 面 方 向 的 热 传 导, 是以使用专用的测量装置 [ 真空理工株式会社 (Shinku-Riko.Inc.)( 现アルパツク理工株式会社 (ULVAC-RIKO.Inc.)) 制的 “光交流法热 常数测量装置 PIT-R1 型” ] 而得到的热扩散率为基础, 基于下式 (1) 而计算出的。该装置 作为用于测量厚度 0.3mm 以下的薄试料的面方向的热扩散率的装置特别有用。
面方向的热传导率 (W/mK)
=热扩散率 (×10-6×m2/sec)× 比热 (J/gK)× 密度 (g/cm3)...(1)
一边参照图 7, 一边说明上式 (1) 的热扩散率的测量方法。图 7 是说明本发明所 使用的上述测量装置的结构的概略图。如图 7 所示, 在上述的测量装置中, 对于设置在装置 内的试料板 ( 制作方法后述 ) 照射交流波形的光, 一边使光闸沿试料的板面方向移动而遮 蔽光, 一边根据试料的板面方向的移动距离, 和通过安装在与被光照射的面相反侧的面的 热电偶测量的交流温度 Tac 的绝对值的对数 (ln|Tac|) 的梯度 d, 基于下式 (2) 计算热扩 散率 D。在以下的实施例中, 测量环境是在大气中, 室温下, 测量频率 [ 下林 (2) 中的 f] 为 0.1Hz。
热扩散率 D(m2/sec) = π×f(Hz)/d2(m-2)...(2)
设置在上述的测量装置上的试料板的制作方法如下。
首先, 准备热扩散率测量用的树脂皮膜试料 ( 在后述的实施例中, 使用切割成宽 约 5mm× 长约 10mm 的树脂涂装聚酰亚胺膜 )。切割的试料的尺寸宽 5mm 左右即可, 长度也
可以比 10mm 长一些。
接着, 如图 7 所示, 对于上述试料的光接收面进行黑化处理。详细地说就是使用附 属的碳喷雾 ( 未图示 ), 从距离试料大约 30cm 的地方, 合表面均匀地变黑喷射碳喷雾, 使试 料黑化。再在与试料的光接收面的相反侧安装带热电偶的试料板。具体来说, 如图 7 所示, 在热电偶试料板与试料板交叉点上, 只涂布需要量且最小限度的量的银膏, 粘接试料与热 电偶。这时, 若树脂皮膜薄, 则可见试料的翘曲 (warpage), 但这种情况下, 也可以把试料切 割得稍长而固定在热电偶试料板上。
如此得到光接收面被黑化处理, 在光接收面的相反侧安装有电偶试料板的试料 板, 将该试料设置在上述的测量装置上。
另外, 上式 (1) 的树脂皮膜试料的比热, 使用差示扫描量热仪 (Differential scanning calorimetry, セイコ一インスツルメンツ (Seiko Instruments Inc.) 制的 DSC220C) 在室温下测量。另外, 为了正确地测量上式 (1) 的上述树脂皮膜试料的密度 [ 重 量 /( 长 × 宽 × 厚 )], 使用游标卡尺正确地测量长和宽的尺寸 (mm), 根据用于扁平率的测 量的 SEM 截面照片求得膜厚 (μm)。
将如此得到的热扩散率、 比热和密度代入上式 (1), 计算面方向热传导率。 接下来, 详细地说明上述 (1) ~ (3) 的测量步骤。
首先, 在与树脂涂装金属材料的树脂皮膜平行的面进行切断, 使树脂皮膜的面方 向截面露出。使用扫描电子显微镜 (Carl Zeiss 制, SUPRA35) 对于该树脂皮膜面方向截面 拍摄 SEM 截面照片。观察倍率为 1500 倍, 拍摄每一个视野为 600μm×800μm 的观察区域 中的 SEM 的反射电子像, 合计观察 20 处 (n 数= 20)。以图像分析装置 ( ニレコ制, LUZEX AP 2006.11 版 ) 处理拍摄的 SEM 照片, 求得最大长度、 最小长度和平均面积率。还有, 由于 树脂皮膜中所含的导热粒子等添加剂的种类, 会导致 SEM 图像模糊, 但这种情况下, 也可以 印刷 SEM 照片, 在其上贴合 PET 膜, 将用黑色万能笔描绘出添加剂的部分的图像用于图像分 析。
关于上述 (1), 在本发明中, 导热粒子的扁平率的平均值以大为宜, 优选为 3.2 以 上, 更优选为 3.5 以上。还有, 上述扁平率的平均值的上限, 从面方向导热性的观点出发, 并 没有特别限定, 但若考虑涂布性 ( 可贴合性 applicability) 等, 大致优选为 20.0, 更优选为 19.0。
另外关于上述 (2), 在本发明中, 存在于倾角在 0°以上、 低于 30°的范围内的导 热粒子的频数比例以多为宜, 优选为 42%以上, 更优选为 45%以上。
另外并于上述 (3), 在本发明中, 导热粒子的面积率以大为宜, 优选为 32%以上, 更优选为 35%以上。 还有, 上述面积率的上限从面方向导热性的观点出发没有特别限定, 但 若考虑加加工性和耐腐蚀性等, 则大致优选为 60%以上, 更优选为 55%以上。
以上, 对于赋予本发明特征的上述 (1) ~ (3) 的要件进行了说明。
本发明所使用的导热粒子未特别限定, 能够使用散热构件等通常所使用的。具体 来说, 优选使用具有热传导率约在 30W/mK 以上的高热传导率的, 代表性地可列举铜、 铝、 石 墨、 Al2O3、 SiC 等。已知这些材料本身具有高的热传导率, 如后述的实施例所证实的, 通过适 当控制其形状和倾角等, 能够高度地维持添加到树脂皮膜中时的面方向热传导率。
上述导热粒子优选的平均粒径大致为 1 ~ 40μm, 更优选为 1.5 ~ 35μm。平均粒
径例如通过激光衍射散射法 ( 微跟踪法 (micro-track method)) 测量。如后述的实施例使 用市场销售产品时, 参照制造商提供的平均粒径即可。详细地说, 上述导热粒子的平均粒 径优选根据与树脂皮膜的厚度的关系适当地控制。这是由于, 若导热粒子的平均粒径相对 于树脂皮膜的厚度过大, 则树脂皮膜中的导热粒子的倾角的偏差变大, 有可能无法满足上 述 (2) 的要件。具体来说, 优选将导热粒子的平均粒径相对于树脂皮膜的厚度, 大致控制在 0.1 ~ 5 倍的范围内。
本发明所使用的导热粒子也可以使用市场销售产品。具体来说, 除了后述的实 施例使用的以外, 还可以列示例如 : 三井金属矿业 (Mitsui Mining&Smelting CO., Ltd.) 制的 1200YP 等的铜 ; 旭化成ケミカルズ (Asahi Kasei Chemicals Corporation) 制的 MH-8802、 MC-606、 ME-12、 M-701、 GX-2134、 BS-200 等的铝 ; 日本石墨工业 (Nippon Graphite Industory Co., Ltd) 制的 SP-20 ; 伊藤石墨矿业 (Ito Kokuen Co, Ltd) 制的 SRP-7、 CNP15 等的石墨等。
本发明所使用的金属材料的形状未特别限定, 代表性地可列举金属板, 但也可以 使用其以外的管材、 线材、 棒材、 异形材等。另外, 金属材料的种类也未特别限定, 能够使用 电子设备部件的框体等通常所使用的。 若以金属板为例, 则可代表性地列举钢板, 可例示冷 轧钢板、 热轧钢板、 不锈钢钢板等。另外, 也可以使用电镀锌钢板 (EG)、 熔融镀锌钢板 (GI)、 合金化熔融镀锌钢板 (GA)、 Al-Zn 镀敷钢板等 Al 系镀敷钢板、 Cu 系镀敷钢板等各种镀敷钢 板, 实施了铬酸盐处理 (chromate treatment) 或磷酸盐处理等表面处理的钢板, 实施了非 铬酸盐处理的钢板。或者, 也可以应用非铁金属板。 含有上述的导热粒子的树脂皮膜, 形成于上述金属材料的至少一面 ( 热源侧 ) 即 可, 由此, 能够使来自热源的热迅速沿金属材料的面方向扩散、 传热。树脂皮膜不仅可以设 于单面, 也可以设于两面。
构成本发明所使用的树脂皮膜的树脂 ( 基础树脂 ) 未特别限定, 优选主要根据金 属材料的用途来选择适当的树脂。如上述本发明的特征部分在于, 特定对面方向热传导率 有用的导热粒子的要件, 其他的要件只要不损害本发明的作用, 便没有特别限定。 本发明的 金属材料适用于电子设备部件的框体, 若考虑到还要求有良好的加工性, 则优选使用聚酯 系树脂或环氧系树脂, 其混合物和改性树脂。 当然并没有限定于此地意思, 而是能够适宜选 择对提高加工性有用的各种树脂。此外还要求耐腐蚀性等时, 能够选择使用适于耐腐蚀性 提高的树脂。本发明所使用的树脂的改变, 从业者能够根据金属材料的用途而适当进行。
上述树脂皮膜, 除了上述的导热粒子和树脂以外, 也可以添加树脂皮膜中通常所 添加的添加成分。 作为上述添加成分, 例如可例示防锈颜料、 抗静电剂、 耐候性改善剂等, 能 够在不损害本发明的作用的范围内添加。或者以散热性的提高为目的, 也可以添加众所周 知的散热性添加剂 ( 代表性的除碳黑之以, 还有 Co、 Ni、 Cu、 Mn、 Ag、 Sn 等的氧化物、 硫化物、 碳化物等, 另有 TiO2、 陶瓷、 氧化铁、 氧化铝、 硫酸钡、 氧化硅等 )。
另外, 在上述树脂皮膜上也可以具有其他皮膜, 这样的金属材料也包含在本发 明的范围内。例如, 以提高抗划伤性 (scratch resistance) 和耐指纹性 (fingerprint resistance) 为目的, 也可以将众所周知的透明薄膜被覆在树脂皮膜上。
本发明的树脂涂装金属材料, 能够通过如下方式制造 : 将上述的基础树脂、 导热 粒子和根据需要的其他添加剂溶解或分散到溶剂中的涂料, 以公知的涂装法涂布在金属材
料的表面, 进行干燥或加热烘焙处理。涂装方法没有特别限定, 例如可列举如下方法等 : 使表面洁净化, 根据需要在实施了涂装前处理 ( 例如磷酸盐处理、 铬酸盐处理等 ) 的基材 的表面, 采用辊涂法 (roll coater method)、 喷涂法、 帘流涂布法 (curtain flow coater method) 等涂覆涂料, 使之通过热风干燥炉进行干燥或烘焙硬化。
上述涂料中所含的导热粒子的含量, 根据该粒子的种类和组合使用的树脂和溶剂 的种类等也会有所不同, 一概而论有困难, 但大致优选相对于涂料 100 质量份, 约为 10 ~ 70 质量份, 更优选约 15 ~ 65 质量份。同样, 上述涂料中所含的基础树脂的含量, 根据该树脂 的种类和组合使用的导热粒子和溶剂的种类等也会有所不同, 一概而论有困难, 但大致优 选相对于涂料 100 质量份, 约为 5 ~ 35 质量份, 更优选约 7 ~ 33 质量份。
实施例
以下, 列举实施例更具体地说明本发明, 但本发明不受下述实施例限制, 在能够符 合前后述的宗旨的范围内也可以加以变更实施, 这些均包含在本发明的技术范围内。
实施例 1
(I) 涂料的调制
按表 1 所示的比率, 将如下材料混合 : 以下所示标号 A ~ D 的导热粒子 ; 二甲苯和 环己酮的混合溶剂 ( 二甲苯∶环己酮= 1 ∶ 1) ; 以质量比 ( 干燥比 )100 ∶ 20 混合了聚酯 系树脂 ( 东洋纺绩株式会社 (TOYOBO CO., Ltd) 制的有机溶剂可溶形聚酯树脂 “バイロン (VYLON, 注册商标 )650” ) 和三聚氰胺树脂 ( 住友化学株式会社 (Sumitomo Chemical Co., Ltd.) 制的 “スミマ一ル (SUMIMAL, 注册商标 )M-40ST” , 固形量 80% ) 的基础树脂 ( 基体树 脂 ), 用手握式匀浆器 (hand homogenizer) 用力搅拌而调制涂料 ( 表 1 的 No.2 ~ 20)。为 了参考, 表 1 中也转记标号 A ~ D 的平均粒径 ( 显示制造商 )。另外, 为了进行比较, 还准备 不添加导热粒子, 只含有基础树脂的涂料 ( 表 1 的 No.1)。
标号 A : 球状铜粉 ( 三井金属矿山制的 1300Y)
标号 B1 : 凹凸状铜粉 ( 三井金属矿山制的 MA-C08J)
标号 B2 : 凹凸状铜粉 ( 三井金属矿山制的 MA-C04J)
标号 C1 : 扁平状铜粉 ( 三井金属矿山制的 1100YP)
标号 C2 : 扁平状铜粉 ( 三井金属矿山制的 1400YP)
标号 C3 : 扁平状铜粉 ( 三井金属矿山制的 1300YP)
标号 C4 : ( 福田金属箔工业制的 2L3N)
标号 D : 扁平状铝粉 ( 旭化成ケミカルズ制的 GX-40A)
(II) 本发明规定的要件 (1) ~ (3) 的测量
本发明规定的要件 (1) 的导热粒子的扁平率。要件 (2) 的在倾角 0°以上、 低于 30° 的范围内存在的导热粒子的频数比例, 和要件 (3) 导热粒子的面积率以如下方式测 量。
首先, 作为原板, 准备电镀锌钢板 ( 板厚 0.8mm, Zn 附着量 20g/m2)。在该原板上, 用刮条涂布机涂布以上述方式调制的各涂料, 以最高到达温度 (PMT)220℃进行 2 分钟烧焙 后干燥, 得到具有厚 10 ~ 20μm 的树脂皮膜的树脂涂装金属板。
在 与 如 此 得 到 的 树 脂 涂 装 金 属 板 的 树 脂 皮 膜 平 行 的 面 进 行 切 断, 切割成约 15mm×25mm, 遵循前述的测量步骤, 对其测量本发明所规定的上述要件 (1) ~ (3)。(III) 面方向热传导率的测量
作为用于热扩散测量用树脂皮膜试样制作的基材, 准备特氟隆 (TEFLON, 注册商 标 ) 处理聚酰亚胺膜 ( 东丽·杜邦制 “カプトン 500F” , 厚 125μm)。在该原板上, 以上述 (II) 同样涂布各涂料, 得到具有厚 10 ~ 20μm 的树脂皮膜的树脂涂装聚酰亚胺膜。由该 树脂皮膜, 使用切割成宽约 5mm× 长约 10mm 的测量试料, 根据前述方法测量面方向热传导 率。作于测量的树脂皮膜试样从聚酰亚胺膜剥离使用。在本实施例中, 面方向热传导率为 1.5W/mK 以上的为合格 ( ○ )。
这些结果一半记述在表 2 中。
为了参考, No.9、 10、 12、 14、 15、 16、 17、 19、 20( 本发明例 ), 和 No.2 ~ 8、 11 及 18( 比 较例子 ) 的倾角度数分布标绘图 ( 倾角 0 ~ 90° ) 分别显示在图 8、 图 9A、 图 9B、 图 12A ~ 图 12C 和图 13 中。图 8 中的 No.9 的标绘图与前述的图 2 的下图相同。
[ 表 1]
[ 表 2]
由表 2 能够进行如下考察。首先, 树脂皮膜中的导热粒子全部满足本发明所规定 的上述 (1) ~ (3) 的要件的 No.9、 10、 12 ~ 17、 19、 20, 与没有添加导热粒子的 No.1 相比, 能 够得高的面方向热传导率。相对于此, 虽然添加了与上述相同的导热粒子, 但不满足本发明所规定的某一要 件的以下的示例, 却得不到期望的特性。详细地说, 不满足上述 (1) 的扁平率的 No.4, 不满 足上述 (1) 扁平率和上述 (2) 的频数比例的 No.3, 满足上述 (1) 扁平率和上述 (3) 的面积率 的 No.2、 5、 7, 全部不满足上述 (1) ~ (3) 的要件的 No.6, 不满足上述 (3) 的面积率的 No.8、 10、 18, 均得不到高的面方向热传导率。