CN111433393A - 散热用铜箔及散热部件 - Google Patents

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Abstract

本发明是提供一种具有优异散热特性之散热用铜箔。一种散热用铜箔，其特征是具有：铜箔基材；及前述铜箔基材之至少任一主表面上之镀处理层；前述镀处理层之镀处理面，使用雷射显微镜测定时，相对于该镀处理面之投影面积A，前述镀处理面之表面积B之表面积比B/A，是1.42～3.42。

Description

散热用铜箔及散热部件
技术领域
本发明是关于一种散热用铜箔及散热部件。
背景技术
近年来，伴随着电子设备之小型化、高精密化，所使用之电子组件的发热所造成的故障等成为问题。传统上，已有各种为放出如此之电子设备中组件之热之手段的研究/开发(专利文献1等)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平08-078461号公报
发明内容
发明所要解决的问题
电子设备之安装基板，通常，具有因使用而发热之组件，惟若无法良好地将该组件之热放出，则会有故障之虞。
在此，本发明之实施型态，课题在于提供一种具有优异散热特性之散热用铜箔及散热部件。
用于解决问题的方案
亦即，本发明之散热用铜箔之一实施型态，其特征是具有：铜箔基材；及前述铜箔基材之至少任一主表面上之镀处理层；前述镀处理层之镀处理面，使用雷射显微镜测定时，前述镀处理面之表面积B相对于该镀处理面之投影面积A之表面积比B/A，是1.42～3.42。
本发明之散热用铜箔之一实施型态，其中，前述镀处理面之表面积B相对于前述镀处理面之投影面积A之表面积比B/A，是1.60～3.25。
本发明之散热用铜箔之一实施型态，其中，前述镀处理面之表面积B相对于前述镀处理面之投影面积A之表面积比B/A，是1.81～3.10。
本发明之散热用铜箔之一实施型态，其中，前述镀处理面之表面粗度Ra是0.30～1.50。
本发明之散热用铜箔之一实施型态，其中，前述镀处理面之表面粗度Ra是0.40～1.30。
本发明之散热用铜箔之一实施型态，其中，前述镀处理面之表面粗度Ra是0.45～1.20。
本发明之散热用铜箔之一实施型态，其中，前述镀处理面之表面粗度Rz是2.50～9.50。
本发明之散热用铜箔之一实施型态，其中，前述镀处理面之表面粗度Rz是3.00～8.00。
本发明之散热用铜箔之一实施型态，其中，前述镀处理面之表面粗度Rz是3.72～7.74。
本发明之散热用铜箔之一实施型态，其中，前述镀处理层，是具有粗化粒子层。
本发明之散热用铜箔之一实施型态，其中，前述镀处理层，是在前述粗化粒子层上具有被覆层。
本发明之散热用铜箔之一实施型态，其中，前述被覆层，是含有选自Cu、Zn、Ni、Co、Cr、W、及Fe所成群中至少1种。
本发明之散热用铜箔之一实施型态，其中，前述被覆层，是含有Co及Ni。
本发明之散热用铜箔之一实施型态，其中，前述被覆层，是具有：被覆下层、及在该被覆下层上之被覆上层；前述被覆下层，是含有Cu、Co、及Ni；前述被覆上层，是含有Co及Ni。
本发明之散热用铜箔之一实施型态，其中，前述被覆层之厚度，是0.001μm～1.0μm。
本发明之散热用铜箔之一实施型态，其中，前述被覆层之厚度，是0.002μm～0.5μm。
本发明之散热用铜箔之一实施型态，其中，前述被覆层之厚度，是0.005μm～0.3μm。
本发明之散热用铜箔之一实施型态，其中，前述镀处理层上是进一步具有聚合物膜；前述聚合物膜，是包含在重复单元中至少具有1种杂原子之聚合物。
本发明之散热用铜箔之一实施型态，其中，前述聚合物膜之厚度，是0.1μm～10μm。
本发明之散热用铜箔之一实施型态，其中，前述聚合物膜之厚度，是0.5μm～8μm。
本发明之散热用铜箔之一实施型态，其中，前述聚合物膜之厚度，是1μm～5μm。
本发明之散热用铜箔之一实施型态，其中，前述聚合物，在前述重复单元中是包含选自羰基、羧基、醚基、环氧基、羟基、及卤素所成群中至少1种。
本发明之散热用铜箔之一实施型态，其中，前述聚合物，是包含选自聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚乙烯醇树脂、纤维素树脂、环氧树脂、尼龙树脂、聚醚树脂、及氟树脂所成群中至少1种。
本发明之散热用铜箔之一实施型态，其中，前述聚合物，是包含选自聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸丙二酯、乙酸纤维素、三乙酸纤维素、玻璃纸、双酚A型环氧树脂、聚己内酰胺、聚十二烷丙酰胺、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、及聚四氟乙烯所成群中至少1种。
此外，本发明之散热部件之一实施型态，其特征是具备上述之散热用铜箔。
发明效果
藉由本发明之实施型态，可提供一种具有优异散热特性之散热用铜箔。
附图说明
图1表示实施例1～19及比较例1～3中热成像表示温度之评估方法之剖面模式图。
具体实施方式
以下，本发明并未限定为各实施型态，只要在不脱离其要旨之范围内即可将构成要件变形具体化。此外，藉由将各实施型态所记载之复数之构成要件进行适当组合，从而可形成各种之发明。例如，可删除实施型态所示全构成要件中之某些构成要件。进一步，亦可将不同实施型态之构成要件进行适当组合。
近年来，智能型手机或平板PC等之行动装置已积极地开发，进一步高集成度且高输出之基板搭载至小型化设备，导致散热性之问题日渐受到瞩目。在此，本发明人们，经过深入研究检讨之结果，发现藉由将铜箔所具备之镀处理层之镀处理面之表面积，相对于镀处理面之投影面积之比率设定在期望之范围内，可提升铜箔之散热特性。
以下，说明本发明之一实施型态之散热用铜箔。
本发明之一实施型态之散热用铜箔，是具有：铜箔基材、及铜箔基材之至少任一主表面上之镀处理层。并且，镀处理层之镀处理面，使用雷射显微镜测定时，镀处理面之表面积B相对于镀处理面之投影面积A之表面积比B/A，是1.42～3.42。根据本实施型态，藉由在此表面积比B/A之范围内，可具有优异之散热特性。
(铜箔基材)
本实施型态可使用之铜箔基材之型态并无特别限制。此外，典型之本实施型态所使用之铜箔基材，是电解铜箔或压延铜箔任一者皆可。一般而言，电解铜箔是在钛或不锈钢之滚筒上将铜从硫酸铜镀浴中电解析出而制造；压延铜箔是藉由重复以压延辊进行塑性加工及热处理而制造。压延铜箔适用于要求可挠性之用途之情形较多。又，本说明书中之用语「铜箔基材」在单独使用时是亦包含铜合金箔基材者。铜箔基材之厚度，是制造时例如不会产生皱折等之1μm以上为佳。惟，考虑到智能型手机或平板PC等薄型·小型化之规格，是20μm以下为佳。
(镀处理层)
本实施型态，镀处理层之镀处理面，使用雷射显微镜测定时，镀处理面之表面积B相对于镀处理面之投影面积A之表面积比B/A是1.42～3.42。此外，本实施型态，为了进一步提升镀处理层之热辐射性，表面积比B/A，是1.60以上为佳，1.81以上较佳，2.18以上进一步较佳，2.35以上进一步更佳。惟，即使表面积比B/A越高，镀处理层之热辐射性越优异，但有后述的粗化粒子容易因外力而脱落之情形，故表面积比B/A，是3.25以下为佳，3.10以下较佳，2.98以下进一步较佳，2.88以下进一步更佳。
此外，本实施型态中，镀处理面之表面粗度Ra，为了将发热体所生之热良好地进行散热，是0.30以上为佳，0.40以上较佳，0.45以上进一步更佳。惟，为了使粗化粒子不易因外力导致脱落，是1.50以下为佳，1.30以下较佳，1.20以下进一步更佳。又，表面粗度Ra，是表示JIS B 0601：2013所记载之算术平均粗度。
此外，本实施型态中，镀处理面之表面粗度Rz，为了良好地将发热体所生之热进行散热，是2.50以上为佳，3.00以上较佳，3.72以上进一步更佳。惟，为了使粗化粒子不易因外力导致脱落，是9.50以下为佳，8.00以下较佳，7.74以下进一步更佳。又，表面粗度Rz，是表示JIS B 0601：2013所记载之最大高度粗度。
本实施型态中，镀处理层，为了提升热辐射性，是具有粗化粒子层为佳，具有粗化粒子层及该粗化粒子层上之被覆层较佳。
粗化粒子层中，粗化处理，例如，可藉由以铜或铜合金形成粗化粒子而进行。粗化处理亦可是微细者。
具有粗化粒子层及该粗化粒子层上之被覆层之情形中，此被覆层，是被覆在粗化粒子之表面。藉此，粗化粒子之前端部分因被覆层而增厚，粗化粒子之基础因被覆层而增粗，从而增加镀处理面之表面积。由于镀处理面之表面积增加，故可进一步提升热辐射性。
此外，有粗化粒子之前端部分折损、或粗化粒子从基础剥落等，一般称为落粉现象之问题产生之情形。此落粉现象，尽管经粗化镀处理之粗化粒子层具有优异热辐射性，但粗化粒子容易因外力而脱落，制作或使用铜箔时会因「摩擦」而发生剥离。在此，本实施型态，为了抑制落粉，是以被覆层将此粗化粒子之表面被覆。藉此，粗化粒子之前端部分因被覆层而增厚，粗化粒子之基础因被覆层而增粗。如此地，藉由在粗化粒子层上形成被覆层，可使粗化粒子不易因外力导致脱落，从而可抑制落粉。
粗化粒子层，在以铜或铜合金形成粗化粒子后，根据热辐射性、落粉、及密着性等之观点，可进一步进行设置含有选自Cu、Zn、Ni、Co、Cr、W、及Fe所成群中至少1种之被覆层之光滑镀处理。例如，在粗化粒子层上，具有被覆下层及该被覆下层上之被覆上层，被覆下层，是含有Cu、Co、及Ni，被覆上层，是含有Co及Ni为佳。又，此等金属，是含在被覆层之全部或一部分(例如，上部)为佳。
被覆层之厚度，为了提升散热特性，是0.001μm以上为佳，0.002μm以上较佳，0.005μm以上进一步较佳，0.01μm以上进一步更佳。惟，考虑到智能型手机或平板PC等薄型·小型化之规格，是1.0μm以下为佳，0.5μm以下较佳，0.3μm以下进一步较佳，0.1μm以下进一步更佳。又，被覆层之厚度，是指被覆层之平均厚度。
被覆层之厚度之计测方法，以下说明重量计测之方法之一例。
首先，准备形成有粗化粒子层及被覆层之散热用铜箔。从前述散热用铜箔采取2cm×2cm之试料，得到前述试料溶解于20体积％硝酸水溶液的溶液。接着，使用原子吸收分光亮度计以原子吸收光谱法对于此溶液进行定量分析，从而测定前述试料中之被覆层所含各金属之浓度，使用此各金属浓度对前述试料中之被覆层中各金属之重量进行定量。藉由所得之各金属之重量、及金属之密度算出被覆层之体积。并且，将所得之被覆层之体积，除以试料之面积(4cm2)与测定之表面积比之乘值，从而算出被覆层之厚度(平均厚度)。
(聚合物膜)
本实施型态，为了提升热辐射性，是在镀处理层上进一步具有聚合物膜，聚合物膜，是包含在重复单元中具有至少1种之杂原子之聚合物为佳。理由是，热辐射特性与涂膜中之树脂之化学构造有密切关系，可推论显示宽谱强红外线吸收峰越多之聚合物，其发射率越高。
本实施型态，被覆层上进一步具有聚合物膜之情形中，是藉由被覆层与聚合物膜之协同效应，进一步提升散热特性，并亦提升落粉之特性。此外，粗化粒子层上进一步具有聚合物膜之情形中，藉由在粗化粒子层之粗化粒子上被覆聚合物膜，从而提升落粉之特性。
聚合物，显示多数宽谱强红外线吸收峰者，是在重复单元中包含选自羰基、羧基、醚基、环氧基、羟基、及卤素所成群中至少1种为佳。此聚合物，只要是具有显示多数宽谱强红外线吸收峰之化学构造之聚合物即可，并无特别限定，可列举例如：聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚乙烯醇树脂(PVA)、纤维素树脂、环氧树脂、尼龙树脂、聚醚树脂、及氟树脂。
聚酯树脂并无特别限定，可列举例如：聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸丙二酯等。
聚碳酸酯树脂并无特别限定，可列举例如：由2，2-双(4-羟苯)丙烷(双酚A)所制造者。
聚乙烯醇树脂，是指聚醋酸乙烯酯之皂化物。
纤维素树脂并无特别限定，可列举例如：乙酸纤维素、三乙酸纤维素、玻璃纸等。
环氧树脂并无特别限定，可列举例如：双酚A型环氧树脂等。
尼龙树脂并无特别限定，可列举例如：聚己内酰胺(尼龙6)、聚十二烷丙酰胺(尼龙10)等。
聚醚树脂并无特别限定，可列举例如：聚环氧乙烷、聚环氧丙烷等。
氟树脂并无特别限定，可列举例如：聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯等。
聚合物膜之厚度，为了提升散热特性，是0.1μm以上为佳，0.5μm以上较佳，1μm以上进一步较佳，2μm以上进一步更佳。惟，考虑到智能型手机或平板PC等薄型·小型化之规格，是10μm以下为佳，8μm以下较佳，5μm以下进一步较佳，3μm以下进一步更佳。又，聚合物膜之厚度，是指聚合物膜之平均厚度。
聚合物膜之厚度之计测方法，以下说明测定器之方法之一例。
首先，藉由仪表测厚仪对铜箔基材之主表面上形成粗化粒子层、或形成粗化粒子层及被覆层之铜箔之厚度进行3点以上测定，算出其3点以上之平均值。接着，准备铜箔基材之主表面上具有粗化粒子层及聚合物膜、或具有粗化粒子层、被覆层、及聚合物膜之散热用铜箔。并且，藉由仪表测厚仪对散热用铜箔之厚度进行3点以上测定，算出其3点以上之平均值。由散热用铜箔之厚度之平均值，扣除前述铜箔之厚度之平均值，从而算出聚合物膜之厚度(平均厚度)。
此外，本实施型态，为了提升镀处理层与聚合物膜之密着性，在镀处理层上，亦可形成防锈层，进一步亦可在其表面施予铬酸盐处理、硅烷偶联处理等处理。防锈层、硅烷偶联处理可使用习知者。
接着，以下表示形成上述之镀处理层时之粗化粒子层、被覆层、防锈层、聚合物膜之各形成条件(镀浴组成及镀条件、薄膜条件)之一例。
(A)粗化粒子层
粗化粒子层是在铜箔基材之任一侧之主表面上藉由(A-1)粗化粒子层之形成1之条件形成粗化粒子。除了前述(A-1)粗化粒子层之形成1以外，较佳是形成藉由(A-2)粗化粒子层之形成2之条件使粗化粒子进一步成长之粗化粒子层。
(A-1)粗化粒子层之形成1(镀Cu)
粗化粒子层之形成1之处理，是相当于粗化镀(粗镀)之处理。粗化镀是将电流密度设定在极限电流密度以上所进行之镀。
液体组成：铜10～20g/L；硫酸50～100g/L。
液温：25～50℃。
电流密度：20～58A/dm2。
时间：0.5～5秒。
(A-2)粗化粒子层之形成2(镀Cu)。
粗化粒子层之形成2之处理，是相当于粗化镀(粗镀)之处理。粗化镀是将电流密度设定在未达极限电流密度所进行之镀。
液体组成：铜15～50g/L；硫酸60～100g/L。
液温：25～50℃。
电流密度：20～58A/dm2。
时间：1～10秒。
又，电流密度越低，及/或，库仑量越多时有前述之表面粗度Ra之减低效果越大之情形。
此外，粗化粒子层亦可由进行1次或2次以上之处理而形成。
(B)被覆层之形成
被覆层是在粗化粒子层上藉由(B-1)被覆下层之形成之条件形成被覆下层后，藉由(B-2)被覆上层之形成之条件形成被覆上层为佳。被覆下层及被覆上层之形成之处理，任一者皆是相当于光滑镀之处理。光滑镀是将电流密度设定在未达极限电流密度所进行之镀。被覆下层可藉由以下之条件形成。又，亦可不形成被覆下层。
(B-1)被覆下层之形成条件
列举被覆下层之形成条件之一例时，如下述。
液体组成：Cu10～20g/L；所含选自Zn、Ni、Co、Cr、W、及Fe所成群中至少1种之元素个别为0.001～15g/L。
pH：2～3。
液温：30～50℃。
电流密度：10～50A/dm2。
时间：0.1～2秒。
(B-2)被覆上层之形成条件
列举被覆上层之形成条件之一例时，如下述。
液体组成：Cu10～20g/L；所含选自Zn、Ni、Co、Cr、W、及Fe所成群中至少1种之元素个别为0.001～15g/L。
pH：2～3。
液温：30～50℃。
电流密度：0.5～20A/dm2。
时间：0.1～300秒。
又，被覆下层及被覆上层亦可藉由1次或2次以上之处理而形成。
(C)防锈层
此外，前述被覆层上，或粗化粒子层上，亦可形成防锈层，特别是铬酸盐层之防锈层。本实施型态中较佳之防锈处理，是铬氧化物单独之皮膜处理或铬氧化物与锌/锌氧化物之混合物皮膜处理。铬氧化物与锌/锌氧化物之混合物皮膜处理，是使用含有锌盐或氧化锌与铬酸盐之镀浴进行电镀而被覆锌或氧化锌与铬氧化物所成锌-铬基混合物之防锈层之处理。
镀浴，具代表性的，是使用K2Cr2O7、Na2Cr2O7等之重铬酸盐或CrO3等之至少一种；及水溶性锌盐，例如ZnO、ZnSO4·7H2O等至少一种；及碱金属氢氧化物之混合水溶液。代表性之镀浴组成及电解条件，是例如以下所述。下述中，虽是表示电解铬酸盐处理之条件，惟亦可是浸渍铬酸盐处理。
形成防锈层之镀条件
液体组成：重铬酸钾1～10g/L；锌0～5g/L。
pH：3～4。
液温：50～60℃。
电流密度：0～2A/dm2(为了电解铬酸盐处理)。
时间：1～10秒。
(D)聚合物膜之形成
进一步，在镀处理层上形成聚合物膜，抑或在防锈层上形成聚合物膜为佳。
涂布方法，是以含有聚合物之涂布液之喷雾进行喷洒；涂布机之涂布、浸渍、流动床等任一者皆可。聚合物膜之厚度，是藉由调整固形分浓度或涂布量而成为0.1～10μm。之后，因应必要，亦可为达到改善铜箔之延展性之目的而施予退火处理。
具备本实施型态之散热用铜箔之散热部件，例如，可用于使智能型手机或平板PC等之行动装置所内建之发热部件进行散热者。
【实施例】
以下，基于实施例及比较例进行说明。又，本实施例仅是代表其中一例，并非是限制在此例者。亦即，是包含本发明所含其他态样或变形者。
<实施例1>
12μm厚度之压延铜箔(JX金属株式会社，TPC箔)之任一侧之主表面上，在下述所示条件范围内，形成粗化粒子层(Cu)。所使用之镀浴组成及镀条件，如以下所述。
[镀浴组成及镀条件]
(A)粗化粒子层1之形成(镀Cu)。
液体组成：铜11g/L；硫酸50g/L。
电流密度：24.3A/dm2。
液温：常温。
时间：1秒。
次数：2次。
(B)粗化粒子层2之形成(镀Cu)
液体组成：铜20g/L；硫酸100g/L。
电流密度：28.6A/dm2。
液温：50℃。
时间：1秒。
次数：1次。
对于所得之散热用铜箔之镀处理面，评估表面粗度Ra及Rz、表面积比、热成像表示温度、落粉。其结果，如表1所示。又，对于表面粗度Ra及Rz、表面积比、热成像表示温度、落粉之评估方法进行个别说明。
(表面粗度Ra、Rz)
使用非接触式粗度测定机(雷射显微镜，奥林巴斯制LEXT OLS 4000)测定各实施例及比较例之样品之粗化粒子层侧表面之表面粗度Ra(算术平均粗度)及表面粗度Rz(最大高度粗度)。同测定机之雷射波长是405nm，内建透镜之倍率是20倍。在任意5处测定Ra及Rz，将该Ra及Rz之5处之平均值作为Ra及Rz之值。此外，对各实施例及比较例中所使用之粗化处理前之铜箔基材之预定施予粗化处理之侧之表面，亦与前述相同测定Ra与Rz。又，Ra与Rz之测定是在TD方向(宽方向，亦即与铜箔基材之压延方向垂直之方向)进行。测定条件及解析条件中主要项目之设定如以下所述。
<测定条件>
对物透镜：MPLAPONLEXT 100(倍率：100倍；开口数：0.95)。
扫描模式：XYZ高精度(高分辨率：10nm，捕获数据之像素数：1024×1024)。
测定范围：横130μm×纵130μm。
测定环境温度：23～25℃。
<解析条件>
解析区域设定：无(测定范围为全视野进行解析)。
分界：无(λc、λs、λf皆无)。
杂音消除以及倾斜校正：无。
(表面积比)
使用非接触式粗度测定机(雷射显微镜，奥林巴斯制LEXT OLS 4000)，测定镀处理面之表面积。使用镀处理面之表面积B相对于镀处理面之投影面积A，作为表面积比B/A。又，对镀处理层上具有聚合物膜者，于涂布前述聚合物膜前测定镀处理层之表面积。测定条件及解析条件中主要项目之设定如以下所述。
<测定条件>
与上述测定表面粗度Ra及Rz之条件相同。
又，由于测定范围是横130μm×纵130μm，故镀处理面之投影面积A为：16923μm2。
测定环境温度：23～25℃。
<解析条件>
与上述解析表面粗度Ra及Rz之条件相同。
惟，关于阈值设定，直方图；阈值1：0％；阈值2：100％。
(热成像表示温度)
使用红外线热成像仪(奇诺(Chino)股份有限公司CPA-0150J)，根据以下之测定条件进行测定。如图1所示，制成由下方依序为：隔热材10、加热器20、接着剂(东亚合成股份有限公司，ARON ALPHA(注册商标))30、SUS板40、散热用油脂50、散热用铜箔60所成之积层体1，将此积层体1配置在隔热部件所成之包壳(图式未表示)。进一步，在该积层体之散热用铜箔60上，配置发射率0.9之黑体胶带70使其覆盖散热用铜箔60之大略一半之面积。施加直流电流(电流：0.3A；电压4.0V)将加热器20加热，加热至红外线热成像仪100上积层体1之黑体胶带70所覆盖之区域之表示温度显示为88.0℃之温度。使用红外线热成像仪100，以黑体胶带70所覆盖之区域为基准(88.0℃)，测定积层体1之散热用铜箔60之部分之表示温度。一般而言，红外线热成像仪100会检测出从试料表面放出之红外线能量，将其作为表示温度。测定具有低发射率之最外表面之试料时，由于从前述试料放出之红外线能量极小，实际之试料温度与热成像之表示温度会产生偏差。在此，如上述是将已知发射率之黑体胶带之热成像之表示温度作为基准，比较实施例1所得散热用铜箔之热成像之表示温度，从而评估散热用铜箔之热辐射性。又，表1中，热成像表示温度越接近基准之88.0℃，表示发射率越高。亦即，表示放出红外线之能力优异，散热特性良好。
(落粉评估)
落粉评估，是在铜箔之处理面上贴附透明之隐形胶带(物太郎(MonotaRO)股份有限公司，型号125076)，藉由胶带转印法进行。
<评估基准>
◎：胶带完全没有粗化粒子转印之情形。
○：局部存在轻微之粗化粒子转印之情形。
×：观察到整面有粗化粒子转印之情形(即使轻微仍整面皆有之情形)。
<实施例2>
12μm厚度之压延铜箔(JX金属株式会社，TPC箔)之任一侧之主表面上，除了(B)粗化粒子层2之形成条件之镀时间变更为3秒以外，其他皆与实施例1相同，形成粗化粒子层(Cu)。所使用之镀浴组成及镀条件，如以下所述。
[镀浴组成及镀条件]
(B)粗化粒子层2之形成(镀Cu)
液体组成：铜20g/L；硫酸100g/L。
电流密度：28.6A/dm2。
液温：50℃。
时间：3秒。
次数：1次。
对于所得之散热用铜箔之镀处理面，评估表面粗度Ra及Rz、表面积比、热成像表示温度、落粉。其结果，如表1所示。
<实施例3>
12μm厚度之压延铜箔(JX金属株式会社，TPC箔)之任一侧之主表面上，除了(B)粗化粒子层2之形成条件之镀时间变更为4秒以外，其他皆与实施例1相同，形成粗化粒子层(Cu)。所使用之镀浴组成及镀条件，如以下所述。
[镀浴组成及镀条件]
(B)粗化粒子层2之形成(镀Cu)
液体组成：铜20g/L；硫酸100g/L。
电流密度：28.6A/dm2。
液温：50℃。
时间：4秒。
次数：1次。
对于所得之散热用铜箔之镀处理面，评估表面粗度Ra及Rz、表面积比、热成像表示温度、落粉。其结果，如表1所示。
<实施例4>
12μm厚度之压延铜箔(JX金属株式会社，TPC箔)之任一侧之主表面上，除了(B)粗化粒子层2之形成条件之镀时间变更为5秒以外，其他皆与实施例1相同，形成粗化粒子层(Cu)。所使用之镀浴组成及镀条件，如以下所述。
[镀浴组成及镀条件]
(B)粗化粒子层2之形成(镀Cu)
液体组成：铜20g/L；硫酸100g/L。
电流密度：28.6A/dm2。
液温：50℃。
时间：5秒。
次数：1次。
对于所得之散热用铜箔之镀处理面，评估表面粗度Ra及Rz、表面积比、热成像表示温度、落粉。其结果，如表1所示。
<实施例5>
12μm厚度之压延铜箔(JX金属株式会社，TPC箔)之任一侧之主表面上，除了(B)粗化粒子层2之形成条件之电流密度变更为38.1A/dm2，镀时间变更为2.25秒以外，其他皆与实施例1相同，形成粗化粒子层(Cu)。所使用之镀浴组成及镀条件，如以下所述。
[镀浴组成及镀条件]
(B)粗化粒子层2之形成(镀Cu)
液体组成：铜20g/L；硫酸100g/L。
电流密度：38.1A/dm2。
液温：50℃。
时间：2.25秒。
次数：1次。
对于所得之散热用铜箔之镀处理面，评估表面粗度Ra及Rz、表面积比、热成像表示温度、落粉。其结果，如表1所示。
<实施例6>
12μm厚度之压延铜箔(JX金属株式会社，TPC箔)之任一侧之主表面上，除了(B)粗化粒子层2之形成条件之镀时间变更为3.75秒以外，其他皆与实施例5相同，形成粗化粒子层(Cu)。所使用之镀浴组成及镀条件，如以下所述。
[镀浴组成及镀条件]
(B)粗化粒子层2之形成(镀Cu)
液体组成：铜20g/L；硫酸100g/L。
电流密度：38.1A/dm2。
液温：50℃。
时间：3.75秒。
次数：1次。
对于所得之散热用铜箔之镀处理面，评估表面粗度Ra及Rz、表面积比、热成像表示温度、落粉。其结果，如表1所示。
<实施例7>
12μm厚度之压延铜箔(JX金属株式会社，TPC箔)之任一侧之主表面上，在下述所示条件范围内，依序形成粗化粒子层(Cu)、被覆层(Ni-Co)。所使用之镀浴组成及镀条件，如以下所述。
[镀浴组成及镀条件]
(A)粗化粒子层1之形成(镀Cu)
液体组成：铜11g/L；硫酸50g/L。
电流密度：24.3A/dm2。
液温：常温。
时间：1秒。
次数：2次。
(B)粗化粒子层2之形成(镀Cu)
液体组成：铜20g/L；硫酸100g/L。
电流密度：38.1A/dm2。
液温：50℃。
时间：2秒。
次数：1次。
(C)被覆层之形成(镀Ni-Co)
液体组成：镍13g/L；钴3g/L。
电流密度：0.95A/dm2。
pH：2.5。
液温：40℃。
时间：5秒。
次数：1次。
对于所得之散热用铜箔之镀处理面，评估表面粗度Ra及Rz、表面积比、被覆层之厚度、热成像表示温度、落粉。其结果，如表1所示。
又，以下说明被覆层之厚度之评估方法。
(被覆层之厚度)
首先，从所得之散热用铜箔采取2cm×2cm之试料，以20体积％硝酸水溶液溶解前述试料而得到溶液。接着，使用原子吸收分光亮度计(瓦瑞安(VARIAN)公司制，型式：AA240FS)以原子吸收光谱法对于此溶液进行定量分析，从而测定前述试料中之Ni及Co之浓度，使用Ni及Co之浓度对前述试料中之被覆层中Ni及Co之重量进行定量。藉由所得之Ni及Co之重量、Ni之密度(8.908g/cm3)及Co之密度(8.9g/cm3)算出被覆层之体积。并且，将所得之被覆层之体积，除以试料之面积(4cm2)与测定之表面积比之乘值，从而算出被覆层之厚度(平均厚度)。
<实施例8>
12μm厚度之压延铜箔(JX金属株式会社，TPC箔)之任一侧之主表面上，除了(C)被覆层之形成条件之镀时间变更为80秒以外，其他皆与实施例7相同，依序形成粗化粒子层(Cu)、被覆层(Ni-Co)。所使用之镀浴组成及镀条件，如以下所述。
[镀浴组成及镀条件]
(C)被覆层之形成(镀Ni-Co)
液体组成：镍13g/L；钴3g/L。
电流密度：0.95A/dm2。
pH：2.5。
液温：40℃。
时间：80秒。
次数：1次。
对于所得之散热用铜箔之镀处理面，评估表面粗度Ra及Rz、表面积比、被覆层之厚度、热成像表示温度、落粉。其结果，如表1所示。
<实施例9>
12μm厚度之压延铜箔(JX金属株式会社，TPC箔)之任一侧之主表面上，除了(C)被覆层之形成条件之镀时间变更为240秒以外，其他皆与实施例7相同，依序形成粗化粒子层(Cu)、被覆层(Ni-Co)。所使用之镀浴组成及镀条件，如以下所述。
[镀浴组成及镀条件]
(C)被覆层之形成(镀Ni-Co)
液体组成：镍13g/L；钴3g/L。
电流密度：0.95A/dm2。
pH：2.5。
液温：40℃。
时间：240秒。
次数：1次。
对于所得之散热用铜箔之镀处理面，评估表面粗度Ra及Rz、表面积比、被覆层之厚度、热成像表示温度、落粉。其结果，如表1所示。
<实施例10>
12μm厚度之压延铜箔(JX金属株式会社，TPC箔)之任一侧之主表面上，在下述所示条件范围内，依序形成粗化粒子层(Cu)、被覆层(Ni-Co)。所使用之镀浴组成及镀条件，如以下所述。
[镀浴组成及镀条件]
(A)粗化粒子层1之形成(镀Cu)
液体组成：铜11g/L；硫酸50g/L。
电流密度：24.3A/dm2。
液温：常温。
时间：1秒。
次数：2次。
(B)粗化粒子层2之形成(镀Cu)
液体组成：铜20g/L；硫酸100g/L。
电流密度：38.1A/dm2。
液温：50℃。
时间：3秒。
次数：1次。
(C)被覆层之形成(镀Ni-Co)
液体组成：镍13g/L；钴3g/L。
电流密度：0.95A/dm2。
pH：2.5。
液温：40℃。
时间：80秒。
次数：1次。
对于所得之散热用铜箔之镀处理面，评估表面粗度Ra及Rz、表面积比、被覆层之厚度、热成像表示温度、落粉。其结果，如表1所示。
<实施例11>
12μm厚度之压延铜箔(JX金属株式会社，TPC箔)之任一侧之主表面上，除了(C)被覆层之形成条件之镀时间变更为240秒以外，其他皆与实施例10相同，依序形成粗化粒子层(Cu)、被覆层(Ni-Co)。所使用之镀浴组成及镀条件，如以下所述。
[镀浴组成及镀条件]
(C)被覆层之形成(镀Ni-Co)
液体组成：镍13g/L；钴3g/L。
电流密度：0.95A/dm2。
pH：2.5。
液温：40℃。
时间：240秒。
次数：1次。
对于所得之散热用铜箔之镀处理面，评估表面粗度Ra及Rz、表面积比、被覆层之厚度、热成像表示温度、落粉。其结果，如表1所示。
<实施例12>
12μm厚度之压延铜箔(JX金属株式会社，TPC箔)之任一侧之主表面上，在下述所示条件范围内，依序形成粗化粒子层(Cu)、被覆层(Cu-Ni-Co；Ni-Co)。所使用之镀浴组成及镀条件，如以下所述。
[镀浴组成及镀条件]
(A)粗化粒子层1之形成(镀Cu)
液体组成：铜11g/L；硫酸50g/L。
电流密度：40A/dm2。
液温：常温。
时间：1秒。
次数：2次。
(B)粗化粒子层2之形成(镀Cu)
液体组成：铜20g/L；硫酸100g/L。
电流密度：19A/dm2。
液温：50℃。
时间：4.5秒。
次数：1次。
(C)被覆下层之形成(镀Cu-Ni-Co)
液体组成：铜15.5g/L；镍9.5g/L；钴7.5g/L。
电流密度：15A/dm2。
pH：2.5。
液温：36℃。
时间：0.79秒。
次数：2次。
(D)被覆上层之形成(镀Ni-Co)
液体组成：镍13g/L；钴3g/L。
电流密度：11.9A/dm2。
pH：2.5。
液温：40℃。
时间：1秒。
次数：2次。
对于所得之散热用铜箔，评估表面积比、热成像表示温度、及落粉。其结果，如表1所示。
<实施例13>
在实施例12所得之散热用铜箔之镀处理层上形成聚合物膜(PVA)。聚合物膜之形成条件，如以下所述。又，实施例12所得之散热用铜箔(粗化粒子层及被覆层)与实施例13所得之散热用铜箔之厚度是藉由仪表测厚仪(小野测器股份有限公司，数字仪表计数器DG-1270)个别进行3点测定，并分别算出其3点之平均值。接着，由前述散热用铜箔(实施例13)之厚度之平均值，扣除前述散热用铜箔(实施例12)之厚度之平均值，从而算出聚合物膜之厚度(平均厚度)。
(E)聚合物膜之形成(PVA)
溶剂：PVA6质量％水溶液。
涂布方法：金属制涂布器。
膜之厚度：1.0μm。
对于所得之散热用铜箔，评估聚合物膜之厚度、热成像表示温度、及落粉。其结果，如表1所示。又，镀处理面之表面积比是实施例12之散热用铜箔之值。
<实施例14>
在实施例12之散热用铜箔之镀处理层上形成聚合物膜(PVA)。聚合物膜形成之条件，如以下所述。
(E)聚合物膜之形成(PVA)
溶剂：PVA10质量％水溶液。
涂布方法：金属制涂布器。
膜之厚度：5.0μm。
对于所得之散热用铜箔，评估聚合物膜之厚度、热成像表示温度、及落粉。其结果，如表1所示。又，镀处理面之表面积比是实施例12之散热用铜箔之值。
<实施例15>
12μm厚度之压延铜箔(JX金属株式会社，HA-V2箔)之任一侧之主表面上，在下述所示条件范围内，依序形成粗化粒子层(Cu)、被覆层(Cu-Ni-Co；Ni-Co)、防锈层、及聚合物膜(PVA)。所使用之镀浴组成及镀条件，如以下所述。又，藉由仪表测厚仪对于形成聚合物膜前之铜箔(粗化粒子层、被覆层、及防锈层)及实施例15所得散热用铜箔之厚度分别进行3点测定，并分别算出其3点之平均值。接着，由前述散热用铜箔(实施例15)之厚度之平均值，扣除前述铜箔之厚度之平均值，从而算出聚合物膜之厚度(平均厚度)。
[镀浴组成及镀条件]
(A)粗化粒子层1之形成(镀Cu)
液体组成：铜11g/L；硫酸50g/L。
电流密度：45A/dm2。
液温：常温。
时间：0.68秒。
次数：2次。
(B)粗化粒子层2之形成(镀Cu)
液体组成：铜20g/L；硫酸100g/L。
电流密度：4.11A/dm2。
液温：50℃。
时间：1.44秒。
次数：2次。
(C)被覆下层之形成(镀Cu-Ni-Co)
液体组成：铜15.5g/L；镍9.5g/L；钴7.5g/L。
电流密度：30.3A/dm2。
pH：2.5。
液温：36℃。
时间：0.5秒。
次数：2次。
(D)被覆上层1之形成(镀Ni-Co)
液体组成：镍13g/L；钴3g/L。
电流密度：13.7A/dm2。
pH：2.5。
液温：40℃。
时间：0.34秒。
次数：1次。
(E)被覆上层2之形成(镀Ni-Co)
液体组成：镍13g/L；钴3g/L。
电流密度：14.9A/dm2。
pH：2.5。
液温：40℃。
时间：0.34秒。
次数：1次。
(F)防锈层之形成
液体组成：重铬酸钾1～10g/L；锌0～5g/L。
pH：3～4。
液温：50～60℃。
电流密度：0～2A/dm2(为了电解铬酸盐处理)。
库仑量：0～2As/dm2(为了电解铬酸盐处理)。
(G)聚合物膜之形成(PVA)
溶剂：PVA4质量％水溶液。
涂布方法：金属制涂布器。
膜之厚度：1.0μm。
首先，形成防锈层之前，对于被覆层之镀处理面进行表面粗度Ra及Rz及表面积比之评估。此外，对于所得之散热用铜箔，进行聚合物膜之厚度、热成像表示温度、及落粉之评估。其结果，如表1所示。
<实施例16>
12μm厚度之压延铜箔(JX金属株式会社，HA-V2箔)之任一侧之主表面上，除了(G)聚合物膜之形成所使用之溶剂是调制为PVA6质量％水溶液，且聚合物膜之厚度变更为1.5μm以外，其他皆与实施例15相同，依序形成粗化粒子层(Cu)、被覆层(Cu-Ni-Co；Ni-Co)、防锈层、及聚合物膜(PVA)。
对于所得之散热用铜箔，进行聚合物膜之厚度、热成像表示温度、及落粉之评估。其结果，如表1所示。又，镀处理面之表面粗度Ra及Rz及表面积比是实施例15之散热用铜箔之值。
<实施例17>
12μm厚度之压延铜箔(JX金属株式会社，HA-V2箔)之任一侧之主表面上，除了(G)聚合物膜之形成所使用之溶剂是调制为PVA8质量％水溶液，且聚合物膜之厚度变更为2.0μm以外，其他皆与实施例15相同，依序形成粗化粒子层(Cu)、被覆层(Cu-Ni-Co；Ni-Co)、防锈层、及聚合物膜(PVA)。
对于所得之散热用铜箔，进行聚合物膜之厚度、热成像表示温度、及落粉之评估。其结果，如表1所示。又，镀处理面之表面粗度Ra及Rz及表面积比是实施例15之散热用铜箔之值。
<实施例18>
12μm厚度之压延铜箔(JX金属株式会社，HA-V2箔)之任一侧之主表面上，除了(G)聚合物膜之形成所使用之溶剂是调制为PVA8质量％水溶液，且聚合物膜之厚度变更为2.5μm以外，其他皆与实施例15相同，依序形成粗化粒子层(Cu)、被覆层(Cu-Ni-Co；Ni-Co)、防锈层、及聚合物膜(PVA)。
对于所得之散热用铜箔，进行聚合物膜之厚度、热成像表示温度、及落粉之评估。其结果，如表1所示。又，镀处理面之表面粗度Ra及Rz及表面积比是实施例15之散热用铜箔之值。
<实施例19>
12μm厚度之压延铜箔(JX金属株式会社，HA-V2箔)之任一侧之主表面上，除了(G)聚合物膜之形成所使用之溶剂是调制为PVA10质量％水溶液，且聚合物膜之厚度变更为3.0μm以外，其他皆与实施例15相同，依序形成粗化粒子层(Cu)、被覆层(Cu-Ni-Co；Ni-Co)、防锈层、及聚合物膜(PVA)。
对于所得之散热用铜箔，进行聚合物膜之厚度、热成像表示温度、及落粉之评估。其结果，如表1所示。又，镀处理面之表面粗度Ra及Rz及表面积比是实施例15之散热用铜箔之值。
<比较例1>
对于实施例1所使用之压延铜箔(JX金属株式会社，TPC箔)，进行表面粗度Ra及Rz、表面积比、热成像表示温度、落粉之评估。其结果，如表1所示。
<比较例2>
12μm厚度之压延铜箔(JX金属株式会社，TPC箔)之任一侧之主表面上，除了(B)粗化粒子层2之形成条件之电流密度变更为57.1A/dm2，镀时间变更为25秒以外，其他皆与实施例1相同，形成粗化粒子层(Cu)。所使用之镀浴组成及镀条件，如以下所述。
[镀浴组成及镀条件]
(B)粗化粒子层2之形成(镀Cu)
液体组成：铜20g/L；硫酸100g/L。
电流密度：57.1A/dm2。
液温：50℃。
时间：25秒。
次数：1次。
对于所得之散热用铜箔之镀处理面，评估表面粗度Ra及Rz、表面积比、热成像表示温度、落粉。其结果，如表1所示。
<比较例3>
12μm厚度之压延铜箔(JX金属株式会社，TPC箔)之任一侧之主表面上，在下述所示条件范围内，依序形成粗化粒子层(Cu)、被覆层(Ni-Co)。所使用之镀浴组成及镀条件，如以下所述。
[镀浴组成及镀条件]
(A)粗化粒子层1之形成(镀Cu)
液体组成：铜11g/L；硫酸50g/L。
电流密度：24.3A/dm2。
液温：常温。
时间：1秒。
次数：2次。
(B)粗化粒子层2之形成(镀Cu)
液体组成：铜20g/L；硫酸100g/L。
电流密度：38.1A/dm2。
液温：50℃。
时间：3.75秒。
次数：1次。
(C)被覆层之形成(镀Ni-Co)
液体组成：镍13g/L；钴3g/L。
电流密度：0.95A/dm2。
pH：2.5。
液温：40℃。
时间：5秒。
次数：1次。
对于所得之散热用铜箔之镀处理面，评估表面粗度Ra及Rz、表面积比、被覆层之厚度、热成像表示温度、落粉。其结果，如表1所示。
【表1】
Figure BDA0002524031370000281
Figure BDA0002524031370000291
实施例1～19，可确认到由于所具有镀处理层之表面积比是在期望之表面积比内，故发热体所生之热可良好地散热。其中，实施例7～11，可确认到由于镀处理层之粗化粒子上是形成有Ni-Co所成被覆层，故发热体所生之热可进一步良好地散热。此外，实施例13～19，可确认到由于在Ni-Co所成被覆层上是具有聚合物膜，故发热体所生之热可更进一步良好地散热，且落粉之评估亦良好。其中，实施例14、17～19，可确认到由于聚合物膜之厚度是2.0μm以上，故发热体所生之热可进一步良好地散热。
【产业利用性】
使用本发明之一实施型态之散热用铜箔之散热部件中，散热特性优异。藉此，本发明提供一种有用之技术，其在电子设备之开发推进的同时，因应小型化或高机能化等之要求，不会因所使用之电子部件之发热而导致故障缺陷等。
附图标记说明：
1…积层体。
10…隔热材。
20…加热器。
30…接着剂。
40…SUS板。
50…散热用油脂。
60…散热用铜箔。
70…黑体胶带。
100…红外线热成像仪。

Claims (25)

1.一种散热用铜箔，其特征是具有：
铜箔基材；及
前述铜箔基材之至少任一主表面上之镀处理层；
前述镀处理层之镀处理面，使用雷射显微镜测定时，前述镀处理面之表面积B相对于该镀处理面之投影面积A之表面积比B/A，是1.42～3.42。
2.根据权利要求1所述的散热用铜箔，其中，前述镀处理面之表面积B相对于前述镀处理面之投影面积A之表面积比B/A，是1.60～3.25。
3.根据权利要求1所述的散热用铜箔，其中，前述镀处理面之表面积B相对于前述镀处理面之投影面积A之表面积比B/A，是1.81～3.10。
4.根据权利要求1～3项中任一项所述的散热用铜箔，其中，前述镀处理面之表面粗度Ra是0.30～1.50。
5.根据权利要求1～3项中任一项所述的散热用铜箔，其中，前述镀处理面之表面粗度Ra是0.40～1.30。
6.根据权利要求1～3项中任一项所述的散热用铜箔，其中，前述镀处理面之表面粗度Ra是0.45～1.20。
7.根据权利要求1～6项中任一项所述的散热用铜箔，其中，前述镀处理面之表面粗度Rz是2.50～9.50。
8.根据权利要求1～6项中任一项所述的散热用铜箔，其中，前述镀处理面之表面粗度Rz是3.00～8.00。
9.根据权利要求1～6项中任一项所述的散热用铜箔，其中，前述镀处理面之表面粗度Rz是3.72～7.74。
10.根据权利要求1～9项中任一项所述的散热用铜箔，其中，前述镀处理层，是具有粗化粒子层。
11.根据权利要求10所述的散热用铜箔，其中，前述镀处理层，是在前述粗化粒子层上具有被覆层。
12.根据权利要求11所述的散热用铜箔，其中，前述被覆层，是含有选自Cu、Zn、Ni、Co、Cr、W、及Fe所成群中至少1种。
13.根据权利要求12所述的散热用铜箔，其中，前述被覆层，是含有Co及Ni。
14.根据权利要求12所述的散热用铜箔，其中，
前述被覆层，是具有：被覆下层、及在该被覆下层上之被覆上层；
前述被覆下层，是含有Cu、Co、及Ni；
前述被覆上层，是含有Co及Ni。
15.根据权利要求11～14项中任一项所述的散热用铜箔，其中，前述被覆层之厚度，是0.001μm～1.0μm。
16.根据权利要求11～14项中任一项所述的散热用铜箔，其中，前述被覆层之厚度，是0.002μm～0.5μm。
17.根据权利要求11～14项中任一项所述的散热用铜箔，其中，前述被覆层之厚度，是0.005μm～0.3μm。
18.根据权利要求11～17项中任一项所述的散热用铜箔，其中，
前述镀处理层上是进一步具有聚合物膜；
前述聚合物膜，是包含在重复单元中至少具有1种杂原子之聚合物。
19.根据权利要求18所述的散热用铜箔，其中，前述聚合物膜之厚度，是0.1μm～10μm。
20.根据权利要求18所述的散热用铜箔，其中，前述聚合物膜之厚度，是0.5μm～8μm。
21.根据权利要求18所述的散热用铜箔，其中，前述聚合物膜之厚度，是1μm～5μm。
22.根据权利要求18～21项中任一项所述的散热用铜箔，其中，前述聚合物，在前述重复单元中是包含选自羰基、羧基、醚基、环氧基、羟基、及卤素所成群中至少1种。
23.根据权利要求18～21项中任一项所述的散热用铜箔，其中，前述聚合物，是包含选自聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚乙烯醇树脂、纤维素树脂、环氧树脂、尼龙树脂、聚醚树脂、及氟树脂所成群中至少1种。
24.根据权利要求18～21项中任一项所述的散热用铜箔，其中，前述聚合物，是包含选自聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸丙二酯、乙酸纤维素、三乙酸纤维素、玻璃纸、双酚A型环氧树脂、聚己内酰胺、聚十二烷丙酰胺、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、及聚四氟乙烯所成群中至少1种。
25.一种散热部件，其特征是具备权利要求1～24中任一项所述的散热用铜箔。
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