CN112888758A - 散热材、散热材的制造方法、组合物和发热体 - Google Patents

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Abstract

一种散热材，包含金属粒子与树脂，且具有所述金属粒子偏向存在于至少一面侧的结构。

Description

散热材、散热材的制造方法、组合物和发热体
技术领域
本发明涉及一种散热材、散热材的制造方法、组合物和发热体。
背景技术
近年来，伴随电子设备的小型化与多功能化，每单位面积的发热量有增加的倾向。其结果，在电子设备内产生热局部集中的热斑(heat spot)，从而产生电子设备的故障、短寿命化、动作稳定性的降低、可靠性的降低等问题。因此，使发热体中所产生的热散发至外部来缓和热斑产生的重要性增加。
作为电子设备的散热对策，将金属板、热汇(heat sink)等散热器安装于电子设备的发热体附近，将发热体中所产生的热传导至散热器，并将其散发至外部。作为将散热器固定于电子设备的手段，使用热传导性的粘着性片(散热材)。例如，专利文献1中，为了将发热零件中所产生的热高效地传递至散热器，记载有一种在树脂片内埋入有金属粒子的状态的散热材。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：日本专利特开2000-129215号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
专利文献1中记载的散热材通过将金属粒子埋入至树脂片内而实现了高热传导化，但热的扩散范围被限定于片内，因此，就散热性提升的观点而言，有改善的余地。
鉴于所述情况，本发明的一形式的目的在于提供一种能够将发热体中所产生的热高效地放射传热的散热材及其制造方法。本发明的另一形式的目的在于提供一种用于形成所述散热材的组合物及具备所述散热材的发热体。
[解决问题的技术手段]
用以解决所述课题的手段中包含以下实施形式。
＜1＞一种散热材，包含金属粒子与树脂，且具有所述金属粒子偏向存在于至少一面侧的结构。
＜2＞根据＜1＞所述的散热材，其在所述至少一面侧具有所述金属粒子以相对高的密度存在的区域。
＜3＞根据＜2＞所述的散热材，其在与发热体相向的面侧具有所述区域。
＜4＞根据＜2＞或＜3＞所述的散热材，其在与发热体相向的面的相反面侧具有所述区域。
＜5＞根据＜2＞至＜4＞中任一项所述的散热材，其中所述区域的厚度为0.1μm～100μm的范围内。
＜6＞根据＜2＞至＜5＞中任一项所述的散热材，其中所述区域的厚度在所述散热材整体的厚度中所占的比例为0.02％～99％的范围内。
＜7＞一种散热材，包含金属粒子与树脂，且所述金属粒子包括沿面方向排列的金属粒子。
＜8＞一种散热材，包含金属粒子与树脂，且包括在表面具有源自所述金属粒子的凹凸结构的层。
＜9＞一种散热材，包含金属粒子与树脂，且包括满足下述(A)及(B)的区域1与区域2。
(A)区域1的波长2μm～6μm下的电磁波的吸收率＞区域2的波长2μm～6μm下的电磁波的吸收率
(B)区域1的金属粒子占有率＞区域2的金属粒子占有率
＜10＞一种散热材的制造方法，包括：形成含有金属粒子及树脂的组合物的层的步骤；以及使所述层中的金属粒子沉降的步骤。
＜11＞一种散热材的制造方法，包括：将金属粒子配置于平面上的步骤；以及在所述金属粒子上形成树脂层的步骤。
＜12＞一种散热材的制造方法，包括：准备树脂层的步骤；以及在所述树脂层上配置金属粒子的步骤。
＜13＞一种组合物，含有金属粒子与树脂，且用于制造根据＜1＞至＜9＞中任一项所述的散热材。
＜14＞一种发热体，包括根据＜1＞至＜9＞中任一项所述的散热材。
[发明的效果]
根据本发明的一形式，提供一种能够将发热体中所产生的热高效地放射传热的散热材及其制造方法。根据本发明的另一形式，提供一种用于形成所述散热材的组合物及具备所述散热材的发热体。
附图说明
图1是实施例1中制作的样品的剖面示意图。
图2是实施例1中制作的样品的吸收波长光谱。
图3是实施例2中制作的样品的剖面示意图。
图4是实施例2中制作的样品的吸收波长光谱。
图5是实施例3中制作的样品的剖面示意图。
图6是实施例3中制作的样品的吸收波长光谱。
图7是实施例4中制作的样品的剖面示意图。
图8是比较例1中制作的样品的吸收波长光谱。
图9是比较例2中制作的样品的吸收波长光谱。
图10是比较例3中制作的样品的剖面示意图。
图11是实施例7中制作的电子设备的剖面示意图。
图12是实施例8中制作的电子设备的剖面示意图。
图13是实施例9中制作的热管(heat pipe)的剖面示意图。
具体实施方式
以下，对用以实施本发明的形态进行详细说明。但本发明并不限定于以下的实施形态。在以下的实施形态中，其构成要素(也包括要素步骤等)除了特别明示的情况以外，并非必需。关于数值及其范围，也同样如此，并不限制本发明。
在本公开中，“步骤”一词中，除了独立于其他步骤的步骤以外，即便在无法与其他步骤明确区分的情况下，只要实现所述步骤的目的，则也包含所述步骤。
在本公开中，使用“～”表示的数值范围中包含“～”的前后所记载的数值分别作为最小值及最大值。
在本公开中阶段性记载的数值范围中，一个数值范围内所记载的上限值或下限值也可置换为其他阶段性记载的数值范围的上限值或下限值。另外，在本公开中所记载的数值范围中，所述数值范围的上限值或下限值也可置换为实施例中所示的值。
在本公开中，各成分也可包含多种相符的物质。在组合物中存在多种与各成分相符的物质的情况下，只要无特别说明，则各成分的含有率或含量是指组合物中所存在的所述多种物质的合计含有率或含量。
在本公开中，也可包含多种与各成分相符的粒子。在组合物中存在多种与各成分相符的粒子的情况下，只要无特别说明，则各成分的粒径是指与组合物中所存在的所述多种粒子的混合物有关的值。
在本公开中，“层”一词中，在观察所述层所存在的区域时，除了形成于所述区域的整个区域的情况以外，也包含仅形成于所述区域的一部分的情况。
在本公开中，在参照图式对实施形态进行说明的情况下，所述实施形态的结构并不限定于图式所示的结构。另外，各图中的构件的大小为概念性，构件间的大小的相对关系并不限定于此。
＜散热材(第一实施形态)＞
本实施形态的散热材是一种如下的散热材，其包含金属粒子与树脂，且具有所述金属粒子偏向存在于至少一面侧的结构。
关于具有所述结构的散热材，在将其安装于发热体的情况下，发挥优异的散热效果。其原因未必明确，但认为如下。
关于所述散热材中所包含的金属粒子，由于具有所述金属粒子偏向存在于至少一面侧的结构，因此，在至少一面侧形成有金属粒子以相对高的密度存在的区域(以下，也称为金属粒子层)。认为：金属粒子层在表面具有起因于金属粒子形状的微细凹凸结构，若自发热体向金属粒子层传递热，则产生表面等离子体激元共振，所放射的电磁波的波长区域发生变化。其结果，认为：例如散热材所包含的树脂不吸收的波长区域的电磁波的放射率相对增大，由树脂引起的蓄热得到抑制，散热性提升。
在本实施形态的散热材中，通过在至少一面侧形成金属粒子层而产生表面等离子体激元共振。因此，例如与对金属板的表面进行加工而形成微细的凹凸结构并产生表面等离子体激元共振等方法相比，能够以简单的方法产生表面等离子体激元共振。
关于金属粒子层的形态，若为能够产生表面等离子体激元共振的状态，则无特别限制。例如，在金属粒子层与其他区域之间可形成明确的边界，也可不形成明确的边界。另外，金属粒子层在散热材中可连续存在，也可不连续(包括图案状)地存在。金属粒子层所包含的金属粒子可与相邻的粒子接触，也可不接触。
金属粒子层的厚度(在厚度不一定的情况下，为厚度最小的部分的厚度)并无特别限制。例如也可为0.1μm～100μm的范围内。金属粒子层的厚度例如可通过金属粒子层所包含的金属粒子的量、金属粒子的大小等来调节。
金属粒子层在散热材整体中所占的比例并无特别限制。例如，金属粒子层的厚度在散热材整体的厚度中所占的比例可为0.02％～99％的范围内。
关于金属粒子层中的金属粒子的密度，若为能够产生表面等离子体激元共振的状态，则无特别限制。例如，当自正面观察金属粒子层时，金属粒子在观察面中所占的比例以面积基准计优选为8％以上，更优选为50％以上，进而优选为75％以上，特优选为90％。
所述比例例如可根据电子显微镜图像而使用图像处理软件进行计算。
关于散热材中的金属粒子层的位置，若为散热材的至少一面侧，则无特别限制。例如，可位于散热材的至少一个面的最表面，也可不位于最表面。另外，可位于散热材与发热体相向的面侧，也可位于散热材与发热体相向的面的相反面侧。
在本公开中，所谓“金属粒子”，是指表面的至少一部分为金属的粒子，粒子的内部可为金属，也可不是金属。就提升由热传导带来的散热性的观点而言，粒子的内部优选为金属。
在金属粒子的表面的至少一部分为金属的情况下，若来自外部的电磁波能够到达金属粒子的表面，则也包括树脂、金属氧化物等金属以外的物质存在于金属粒子周围的情况。
作为金属粒子中所包含的金属，可列举：铜、铝、镍、铁、银、金、锡、钛、铬、钯等。金属粒子中所包含的金属可仅为一种，也可为两种以上。另外，可为单体，也可为合金的状态。
关于金属粒子的形状，若能够在金属粒子层的表面形成所期望的凹凸结构，则无特别限制。作为金属粒子的形状，具体而言，可列举：球状、薄片(flake)状、针状、长方体、立方体、四面体、六面体、多面体、筒状、中空体、自核部向不同的4轴方向延伸的三维针状结构等。这些中，优选为球状或接近球状的形状。
金属粒子的大小并无特别限制。例如，金属粒子的体积平均粒径优选为0.1μm～30μm的范围内。若金属粒子的体积平均粒径为30μm以下，则有充分地放射有助于散热的红外光的倾向。若金属粒子的体积平均粒径为30μm以下，则有充分地放射有助于散热性提升的电磁波(较低波长的红外光)的倾向。若金属粒子的体积平均粒径为0.1μm以上，则金属粒子的凝聚力得到抑制，有容易均等地排列的倾向。
金属粒子的体积平均粒径也可考虑散热材中所使用的金属粒子以外的材料的种类而设定。例如，金属粒子的体积平均粒径越小，形成于金属粒子层表面的凹凸结构的周期变得越小，在金属粒子层产生的表面等离子体激元共振最大的波长变得越短。金属粒子层对电磁波的吸收率在表面等离子体激元共振最大的波长下变得最大。因此，若在金属粒子层产生的表面等离子体激元共振最大的波长变短，则金属粒子层对电磁波的吸收率最大的波长变短，按照克希何夫定律(Kirchhoff's law)，所述波长下的电磁波的放射率有增大的倾向。因此，通过适当选择金属粒子的体积平均粒径，能够将金属粒子层的放射波长转换为散热材料所包含的树脂难以吸收的波长区域，有散热性进一步提升的倾向。
金属粒子层所包含的金属粒子的体积平均粒径可为10μm以下，也可为5μm以下，也可为3μm以下。若金属粒子的体积平均粒径为所述范围，则能够将所放射的电磁波的波长区域转换为树脂难以吸收的低波长区域(例如6μm以下)。由此，可抑制由树脂引起的蓄热，并进一步提升散热性。
在本公开中，金属粒子的体积平均粒径是在通过激光衍射、散射法得到的体积基准的粒度分布曲线中，自小径侧起的累积成为50％时的粒径(D50)。
就有效控制金属粒子层对电磁波的吸收波长或放射波长的观点而言，金属粒子层所包含的金属粒子的粒径偏差优选为小。通过抑制金属粒子的粒径偏差，从而具有如下倾向：容易在金属粒子层的表面形成具有周期性的凹凸结构，且容易产生表面等离子体激元共振。
关于金属粒子的粒径偏差，例如当将在体积基准的粒度分布曲线中自小径侧起的累积成为10％时的粒径(D10)设为A(μm)、将自小径侧起的累积成为90％时的粒径(D90)设为B(μm)时，优选为A/B的值成为0.3以上的程度，更优选为成为0.4以上的程度，进而优选为成为0.6以上的程度。
散热材所包含的树脂的种类并无特别限制，可自公知的热硬化性树脂、热塑性树脂、紫外线硬化性树脂等中选择。具体而言，可列举：酚树脂、醇酸树脂、氨基醇酸树脂、脲树脂、硅酮树脂、三聚氰胺脲树脂、环氧树脂、聚氨基甲酸酯树脂、不饱和聚酯树脂、乙酸乙烯酯树脂、丙烯酸树脂、氯化橡胶系树脂、氯乙烯树脂、氟树脂等。这些中，就耐热性、获取性等观点而言，优选为丙烯酸树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂等。金属粒子层所包含的树脂可仅为一种，也可为两种以上。
散热材也可包含除树脂及金属粒子以外的材料。例如，也可包含陶瓷粒子、添加剂等。
通过散热材包含陶瓷粒子，例如可进一步提高散热材的散热效果。作为陶瓷粒子，具体而言，可列举：氮化硼、氮化铝、氧化铝、氧化镁、氧化钛、氧化锆、氧化铁、氧化铜、氧化镍、氧化钴、氧化锂、二氧化硅等粒子。金属粒子层所包含的陶瓷粒子可仅为一种，也可为两种以上。另外，表面也可由包含树脂、氧化物等的被膜覆盖。
陶瓷粒子的大小及形状并无特别限制。例如，也可与作为所述的金属粒子的大小及形状的优选形式而记载者相同。
通过散热材包含添加剂，可对散热材或用于形成散热材的材料赋予所期望的功能。作为添加剂，具体而言，可列举：分散剂、成膜助剂、塑化剂、颜料、硅烷偶合剂、粘度调节剂等。
散热材的形状并无特别限制，可根据用途等而选择。例如可列举：片状、膜状、板状等。或者，也可为将散热材的材料涂布于发热体上而形成的层的状态。
散热材的厚度(在厚度不一定的情况下，为厚度最小的部分的厚度)并无特别限制。例如，优选为1μm～500μm的范围内，更优选为10μm～200μm。若散热材的厚度为500μm以下，则有散热材难以成为绝热层，可维持良好的散热性的倾向。若散热材的厚度为1μm以上，则有可充分获得散热材的功能的倾向。
散热材所吸收或放射的电磁波的波长区域并无特别限制，就热放射性的观点而言，对2μm～20μm中的各波长的吸收率或放射率优选为0.8以上，越接近1.0进而越优选。
电磁波的吸收率可利用傅立叶变换红外分光光度计进行测定。根据克希何夫定律，可认为电磁波的吸收率与放射率相等。
散热材所吸收的电磁波的波长区域可利用傅立叶变换红外分光光度计进行测定。具体而言，可测定各波长的透过率与反射率，并通过下述式来计算。
吸收率(放射率)＝1-透过率-反射率
散热材的用途并无特别限制。例如，也可安装于电子设备的相当于发热体的部位，用于散发发热体中所产生的热。另外，也可用于将发热体中所产生的热传递至金属板、热汇等散热器。
＜散热材(第二实施形态)＞
本实施形态的散热材是一种如下的散热材，其包含金属粒子与树脂，且所述金属粒子包括沿面方向排列的金属粒子。
关于具有所述结构的散热材，在将其安装于发热体的情况下，发挥优异的散热效果。其原因未必明确，但认为如下。
具有所述结构的散热材包含沿面方向(与厚度方向垂直的方向)排列的金属粒子。关于这些金属粒子，认为：沿散热材的面方向形成具有微细凹凸结构的层(金属粒子层)，若自发热体传递热，则产生表面等离子体激元共振，所放射的电磁波的波长区域发生变化。其结果，认为：例如散热材所包含的树脂不吸收的波长区域的电磁波的放射率相对增大，由树脂引起的蓄热得到抑制，散热性提升。
＜散热材(第三实施形态)＞
本实施形态的散热材是一种如下的散热材，其包含金属粒子与树脂，且包括在表面具有源自所述金属粒子的凹凸结构的层。
关于具有所述结构的散热材，在将其安装于发热体的情况下，发挥优异的散热效果。其原因未必明确，但认为如下。
具有所述结构的散热材包括在表面具有起因于金属粒子形状的凹凸结构的层(金属粒子层)。认为：若自发热体向所述金属粒子层传递热，则产生表面等离子体激元共振，所放射的电磁波的波长区域发生变化。其结果，认为：例如散热材所包含的树脂不吸收的波长区域的电磁波的放射率相对增大，由树脂引起的蓄热得到抑制，散热性提升。
＜散热材(第四实施形态)＞
本实施形态的散热材是一种如下的散热材，其包含金属粒子与树脂，且包括满足下述(A)及(B)的区域1与区域2。
(A)区域1的波长2μm～6μm下的电磁波的吸收率＞区域2的波长2μm～6μm下的电磁波的吸收率
(B)区域1的金属粒子占有率＞区域2的金属粒子占有率
关于具有所述结构的散热材，在将其安装于发热体的情况下，发挥优异的散热效果。其原因未必明确，但认为如下。
树脂一般具有难以吸收短波长的红外光、容易吸收长波长的红外光的性质。因此认为：通过提高树脂难以吸收的2μm～6μm的波长区域下的电磁波的吸收率(即，提高放射率)，从而由树脂引起的蓄热得到抑制，散热性提升。
具有所述结构的散热材通过包括2μm～6μm的波长区域下的电磁波的吸收率较区域2的所述电磁波的吸收率高的区域1，从而解决了所述课题。
作为区域1，具体而言，可列举：以通过相对多地含有金属粒子而具有由金属粒子形成的微细凹凸结构，并产生表面等离子体激元共振效应的方式构成的金属粒子层。作为区域2，具体而言，可列举：相对多地含有树脂的树脂层。区域1与区域2也可为：其中一者配置于散热材的与发热体相向的一侧，另一者配置于与发热体相向的一侧的相反侧。
在所述结构中，所谓“金属粒子占有率”，是指金属粒子在所述区域中所占的体积基准的比例。“电磁波的吸收率”可与所述散热材的电磁波的吸收率同样地进行测定。
所述各实施形态的散热材的具体结构、散热材中所包含的金属粒子及树脂的详细情况、优选形式等可在实施形态间相互应用。
＜散热材的制造方法(第一实施形态)＞
本实施形态的散热材的制造方法包括：形成含有金属粒子及树脂的组合物的层(组合物层)的步骤；以及使所述层中的金属粒子沉降的步骤。
依据所述方法，可制造所述散热材。
在所述方法中，实施形成含有金属粒子及树脂的组合物的层(组合物层)的步骤的方法并无特别限制。例如也可在以主面变得水平的方式配置的基材上以成为所期望的厚度的方式涂布组合物。
涂布组合物的基材可在散热材制造后、或散热材使用前被去除，也可不被去除。作为后者的情形，可列举对安装散热材的对象物(发热体)直接进行组合物的涂布的情形。进行组合物的涂布的方法并无特别限制，可采用刷涂、喷附涂装、辊涂布机涂布、浸渍涂装等公知的方法。根据涂布的对象物，也可采用静电涂装、帘涂装、电着涂装、粉体涂装等。
在所述方法中，实施使组合物层中的金属粒子沉降的步骤的方法并无特别限制。例如，也可放置直至在以主面变得水平的方式配置的基材上所形成的组合物层中的金属粒子自然沉降为止。就促进组合物层中的金属粒子沉降的观点而言，当将金属粒子的密度(每单位体积的质量)设为A、将金属粒子以外的成分的密度设为B时，优选为满足A＞B的关系。
视需要，也可在所述方法中，在使组合物层中的金属粒子沉降的步骤之后，进行树脂的干燥、烧附、硬化等处理。
组合物中所含的金属粒子及树脂的种类并无特别限制。例如可自所述散热材中所包含的金属粒子及树脂中选择。另外，也可包含所述散热材中可包含的其他材料。
视需要，组合物也可为含有溶媒的分散液(水系乳液等)、清漆等的状态。作为组合物中含有的溶媒，可列举水及有机溶剂，优选为考虑与组合物中含有的金属粒子、树脂等其他材料的组合来选定。作为有机溶剂，可列举：酮系溶剂、醇系溶剂、芳香族系溶剂等有机溶剂。更具体而言，可列举：甲乙酮、环己烯、乙二醇、丙二醇、甲醇、异丙醇、丁醇、苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等。溶媒可仅使用一种，也可并用两种以上。
通过所述方法制造的散热材的详细情况以及优选形式例如也可与所述散热材的详细情况以及优选形式相同。
＜散热材的制造方法(第二实施形态)＞
本实施形态的散热材的制造方法包括：将金属粒子配置于平面上的步骤；以及在所述金属粒子上形成树脂层的步骤。
依据所述方法，可制造所述散热材。
在所述方法中，实施将金属粒子配置于平面上的步骤的方法并无特别限制。例如，也可通过在以主面变得水平的方式配置的基材上铺满金属粒子而进行。
在所述方法中，实施在金属粒子上形成树脂层的步骤的方法并无特别限制。例如，可将成形为片状的树脂配置于金属粒子上，也可将具有流动性的树脂涂布于金属粒子上。此时，优选为以在金属粒子之间存在树脂的一部分的方式形成树脂层。
视需要，在金属粒子上形成树脂层的步骤之后，也可进行树脂的干燥、烧附、硬化等处理。
所述方法中使用的金属粒子及树脂的种类并无特别限制。例如可自所述散热材中所包含的金属粒子及树脂中选择。另外，也可包含所述散热材中可包含的其他材料。进而，也可包含第一实施形态的方法中所使用的溶媒。
通过所述方法制造的散热材的详细情况以及优选形式例如也可与所述散热材的详细情况以及优选形式相同。
＜散热材的制造方法(第三实施形态)＞
本实施形态的散热材的制造方法包括：准备树脂层的步骤；以及在所述树脂层上配置金属粒子的步骤。
依据所述方法，可制造所述散热材。
在所述方法中，实施准备树脂层的步骤的方法并无特别限制。例如，可将具有流动性的树脂涂布于基材上而形成，也可使用成形为片状的树脂。在使用成形为片状的树脂的情况下，为了不使金属粒子与树脂之间产生间隙，也可一面抽真空一面进行层压处理。
在所述方法中，实施在树脂层上配置金属粒子的步骤的方法并无特别限制。例如，也可通过如下方式进行：在以主面变得水平的方式配置树脂层的状态下，在树脂层上铺满金属粒子。此时，优选为以金属粒子被埋入至树脂层的方式配置。
视需要，在树脂层上配置金属粒子的步骤之后，也可进行树脂的干燥、烧附、硬化等处理。
所述方法中使用的金属粒子及树脂的种类并无特别限制。例如可自所述散热材中所包含的金属粒子及树脂中选择。另外，也可包含所述散热材中可包含的其他材料。进而，也可包含第一实施形态的方法中所使用的溶媒。
通过所述方法制造的散热材的详细情况以及优选形式例如也可与所述散热材的详细情况以及优选形式相同。
＜组合物＞
本实施形态的组合物是含有金属粒子与树脂，且用于制造所述散热材的组合物。
所述组合物中所含的金属粒子、树脂及其他成分的详细情况以及优选形式与所述散热材及其制造方法中记载的金属粒子、树脂及其他成分的详细情况以及优选形式相同。
组合物中的金属粒子与树脂的比例并无特别限制。例如，质量基准的比例(金属粒子：树脂)可为0.1：99.9～99.9：0.1的范围内，也可为1：99～50：50的范围内。
在将所述组合物用于第一实施形态的散热材的制造方法中的情况下，就促进组合物中的金属粒子沉降的观点而言，当将金属粒子的密度(每单位体积的质量)设为A、将金属粒子以外的成分的密度设为B时，优选为满足A＞B的关系。
＜发热体＞
本实施形态的发热体具备所述实施形态的散热材。
发热体的种类并无特别限制。例如可列举：电子设备中所包含的集成电路(integrated circuit，IC)、半导体元件等电子零件、热管等。
在发热体上安装散热材的形式并无特别限制。例如可直接安装具有粘着性的散热材，也可经由接着材等来安装。另外，也可将散热材的材料涂布于发热体上而形成散热材的层。
在发热体上安装散热材时，可以散热材的金属粒子层所处的一侧接触的方式安装发热体，也可以散热材的金属粒子层所处一侧的相反侧接触的方式安装发热体。
视需要，发热体也可包括散热器。所述情况下，优选为散热材介于发热体的主体与散热器之间。通过散热材介于发热体的主体与散热器之间，从而实现优异的散热性。作为散热器，可列举：包含铝、铁、铜等金属的板、热汇等。
主体的安装散热材的部分可为平面，也可不为平面。在主体的安装散热材的部分不为平面的情况下，也可使用具有可挠性的散热材来安装散热材。
[实施例]
以下，参照实施例来对本公开进一步进行详细说明。但本公开并不限定于以下的实施例所记载的内容。
＜实施例1＞
将丙烯酸系树脂99.13体积％、铜粒子(体积平均粒径2μm)0.87体积％、以及相对于所述二成分的合计100质量％而为30质量％的乙酸丁酯放入容器中，使用混合式搅拌机(hybrid mixer)进行混合，从而制备组合物。使用喷附涂装装置将所述组合物喷附涂装于100mm×100mm、厚度1mm的铝板的整个面上，形成组合物层。使所述组合物层自然干燥，并在60℃下使其加热硬化30分钟，制作膜厚为30μm的样品。
将所制作的样品的剖面示意图示于图1。如图1所示，样品1包含铜粒子11与树脂12，且具有铜粒子11在铝板13侧聚集而形成金属粒子层的结构。其原因在于：由于组合物中所含的铜粒子的密度大于组合物中的铜粒子以外的成分的密度，因此铜粒子在组合物层中沉降。
根据自光学显微镜获得的图像来测定已沉降的铜粒子间的空间的距离，结果，平均距离(对任意选择的100个粒子测定的距离的算术平均值)为1μm。
使用放射率测定器(京都电子工业制造的D与(and)S AERD)在室温(25℃)下测定所制作的样品的热放射率(测定波长区域：3μm～30μm)。
实施例1的样品的放射率为0.9。
通过傅立叶变换红外分光光度计来调查所制作的样品的吸收波长光谱。将所得到的吸收波长光谱示于图2。与后述比较例1的样品(无金属粒子)的样品相比，可确认到特别是10μm以下的波长区域的吸收效率增加。
＜实施例2＞
将丙烯酸系树脂96.5体积％、铜粒子(体积平均粒径8μm)3.5体积％、以及相对于所述二成分的合计100质量％而为30质量％的乙酸丁酯放入容器中，使用混合式搅拌机进行混合，从而制备组合物。使用敷料器(棒涂布机)将所述组合物涂敷于以主面变得水平的方式配置的基材上，形成组合物层。使所述组合物层自然干燥，并在60℃下使其加热硬化30分钟，制作膜厚为30μm的样品。继而，将样品自基材剥离，将与剥离了基材的一侧相反的面贴附于100mm×100mm、厚度1mm的铝板上。
将所制作的样品的剖面示意图示于图3。如图3所示，样品1包含铜粒子11与树脂12，且具有铜粒子11在与铝板13相反的面侧聚集而形成金属粒子层的结构。其原因在于：将在组合物层中铜粒子沉降至基材侧的状态的样品的与粘贴基材一侧相反的一侧贴附于铝板。与实施例1同样地测定已沉降的铜粒子间的平均距离，结果为4μm。
与实施例1同样地测定的实施例2的样品的放射率为0.86。
将与实施例1同样地获得的吸收波长光谱示于图4。与后述比较例1的样品(无金属粒子)相比，可确认到特别是2μm～7μm的波长区域的吸收效率增加。
＜实施例3＞
将丙烯酸系树脂96.5体积％、铝粒子(体积平均粒径2μm)3.5体积％、以及相对于所述二成分的合计100质量％而为30质量％的乙酸丁酯放入容器中，使用混合式搅拌机进行混合，从而制备组合物。使用敷料器(棒涂布机)将所述组合物涂敷于以主面变得水平的方式配置的基材上，形成组合物层。使所述组合物层自然干燥，并在60℃下使其加热硬化30分钟，制作膜厚为30μm的样品。继而，将样品自基材剥离，将与剥离了基材的一侧相反的面贴附于100mm×100mm、厚度1mm的铝板上。
将所制作的样品的剖面示意图示于图5。如图5所示，样品1包含铝粒子11与树脂12，且具有铝粒子11在与铝板13相反的面侧聚集而形成金属粒子层的结构。
实施例3的样品由于组合物中的金属粒子的量较实施例1多，因此金属粒子间的间隔窄，在样品的厚度方向上观察，有金属粒子重叠的部分。图5中示意性地示出了金属粒子成为三层的状态，但不限于三层，也可排列两层，也可排列两层以上的多层。
将与实施例1同样地获得的吸收波长光谱示于图6。与实施例2的样品相比，可确认到：在2μm～8μm的波长区域中，吸收效率较实施例2高，在10μm～20μm的波长区域中，吸收效率较实施例2低。因此，与后述比较例1的样品(无金属粒子)相比，能够选择性地放射透过树脂的波长区域的红外线。
＜实施例4＞
将丙烯酸系树脂99.13体积％、在铝粒子(体积平均粒径2μm)的周围具有作为用以将粒子的间隔调节为一定的间隔片(spacer)而设置的丙烯酸系树脂的被膜(膜厚0.5μm)者0.87体积％、以及相对于所述二成分的合计100质量％而为30质量％的乙酸丁酯放入容器中，使用混合式搅拌机进行混合，从而制备组合物。使用喷附涂装装置将所述组合物喷附涂装于100mm×100mm、厚度1mm的铝板上，形成组合物层。使所述组合物层自然干燥，并在60℃下使其加热硬化30分钟，制作膜厚为30μm的样品。
将所制作的样品的剖面示意图示于图7。如图7所示，样品1包含周围具有树脂膜14的铝粒子11与树脂12，且具有铝粒子11在铝板13侧聚集而形成金属粒子层的结构。铝粒子11(将树脂膜部分除外)间的平均距离通过树脂膜14而被调节为1μm。
与实施例1同样地测定的实施例4的样品的放射率为0.9。
实施例4的样品的吸收波长光谱与图2所示的吸收波长光谱变得相同。
＜实施例5＞
除了将铜粒子变更为等量的铜粒子(体积平均粒径1μm)以外，与实施例1同样地制作膜厚为30μm的样品。
＜实施例6＞
使用与实施例5相同的组合物制作膜厚为100μm的样品。
＜比较例1＞
相对于丙烯酸系树脂100质量％而混合30质量％的乙酸丁酯，制备调整了粘度的组合物。使用喷附涂装装置将所述组合物喷附涂装于100mm×100mm、厚度1mm的铝板的整个面上，形成组合物层。使所述组合物层自然干燥，并在60℃下使其加热硬化30分钟，制作膜厚为30μm的样品。
与实施例1同样地测定的比较例1的样品的放射率为0.7。
将与实施例1同样地获得的吸收波长光谱示于图8。
＜比较例2＞
使用喷附涂装装置将与比较例1相同的组合物喷附涂装于100mm×100mm、厚度1mm的铝板的整个面上，形成组合物层。使所述组合物层自然干燥，并在60℃下使其加热硬化30分钟，制作膜厚为100μm的样品。
与实施例1同样地测定的比较例2的样品的放射率为0.9。
将与实施例1同样地获得的吸收波长光谱示于图9。与比较例1的样品相比，可知样品的厚度增加，由此，在8μm以上的波长区域中的吸收效率增加，相较于比较例1而言放射率变高。
＜比较例3＞
使用喷附涂装装置将包含丙烯酸系树脂95体积％与二氧化硅粒子(体积平均粒径2μm)5体积％的市售的热放射性涂料喷附涂装于100mm×100mm、厚度1mm的铝板上，形成组合物层。使所述组合物层自然干燥，并在60℃下使其加热硬化30分钟，制作膜厚为30μm的样品。
将所制作的样品的剖面示意图示于图10。如图10所示，样品1包含二氧化硅粒子11与树脂12，且具有二氧化硅粒子11不聚集于铝板13侧而是分散至树脂12中的结构。
与实施例1同样地测定的比较例3的样品的放射率为0.81。
使用实施例及比较例中所制备的组合物，通过下述方法来进行散热性的评价。将结果示于表1中。
利用铝板(50mm×80mm，厚度2mm)夹住市售的面状发热体(聚酰亚胺加热器)。利用铝用焊料将K热电偶接着于铝板的表面。将组合物涂布于其中一个铝板的两面的整个表面，并使其自然干燥，制作厚度为30μm的样品。将形成有样品的铝板静置于设定为25℃的恒温槽中央，测定铝板表面的温度变化。此时，以未形成样品的状态的铝板的表面温度成为100℃的方式设定加热器的输出。由于加热器产生一定的热量，因此样品的散热效果越高，铝板表面的温度越降低。即，可以说铝板的表面温度越变低，散热效果越高。将所测定的铝板的表面温度(最高温度)示于表1中。
[表1]
Figure BDA0003003086340000141
如表1所示，与未安装样品的铝板的表面温度100℃相比，安装有仅包含树脂的样品的比较例1及比较例2中，铝板的表面温度降低至85℃、80℃，但与实施例相比，其降低效果小。认为其原因在于：样品不包括金属粒子层，因此，由热放射传热带来的散热效果较实施例小。
在安装有二氧化硅粒子分散于树脂中的结构的样品的比较例3中，铝板的表面温度降低至78℃，但与实施例相比，其降低效果小。认为其原因在于：由于二氧化硅粒子分散于树脂中，因此未充分获得由表面等离子体激元共振带来的散热性的增强效果。
＜实施例7＞
将实施例2中所制作的样品安装于如图11所示的电子设备的电子零件(发热体)上，调查温度降低效果。
图11所示的电子设备100包括：电子零件101与安装有这些的电路基板102。将实施例2中所制作的样品103自基材剥离，并将与剥离了基材的一侧相反的面安装于电子零件101的上部。当使所述电子设备运转时，电子零件101的温度自125℃(无样品)降低至95℃。
＜实施例8＞
将实施例3中所制作的样品安装于如图12所示的电子设备的电子零件(发热体)上，调查温度降低效果。
图12所示的电子设备100包括：电子零件101与安装有这些的电路基板102。进而，电子零件101的周围由树脂104密封。将实施例3中所制作的样品103自基材剥离，并将与剥离了基材的一侧相反的面安装于电子零件101的上部。当使所述电子设备运转时，电子零件101的温度自155℃(无样品)降低至115℃。
＜实施例9＞
将实施例1中所制作的样品安装于如图13所示的热管(发热体)上，调查温度降低效果。
图13所示的热管22为不锈钢的管(直径32mm)，安装于周围的样品1包含铜粒子11与树脂12，且具有铜粒子11在与热管22接触一侧的相反侧聚集而形成金属粒子层的结构。当使90℃的水流至所述热管的内部时，表面温度自85℃(无样品)降低至68℃。
关于本说明书中所记载的所有文献、专利申请、及技术规格，与具体且个别地记载通过参照而并入各个文献、专利申请、及技术规格的情况同等程度地引用且并入至本说明书中。

Claims (14)

1.一种散热材，包含金属粒子与树脂，且具有所述金属粒子偏向存在于至少一面侧的结构。
2.根据权利要求1所述的散热材，其在所述至少一面侧具有所述金属粒子以相对高的密度存在的区域。
3.根据权利要求2所述的散热材，其在与发热体相向的面侧具有所述区域。
4.根据权利要求2或3所述的散热材，其在与发热体相向的面的相反面侧具有所述区域。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的散热材，其中所述区域的厚度为0.1μm～100μm的范围内。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的散热材，其中所述区域的厚度在所述散热材整体的厚度中所占的比例为0.02％～99％的范围内。
7.一种散热材，包含金属粒子与树脂，且所述金属粒子包括沿面方向排列的金属粒子。
8.一种散热材，包含金属粒子与树脂，且包括在表面具有源自所述金属粒子的凹凸结构的层。
9.一种散热材，包含金属粒子与树脂，且包括满足下述(A)及(B)的区域1与区域2：
(A)区域1的波长2μm～6μm下的电磁波的吸收率＞区域2的波长2μm～6μm下的电磁波的吸收率；以及
(B)区域1的金属粒子占有率＞区域2的金属粒子占有率。
10.一种散热材的制造方法，包括：形成含有金属粒子及树脂的组合物的层的步骤；以及使所述层中的金属粒子沉降的步骤。
11.一种散热材的制造方法，包括：将金属粒子配置于平面上的步骤；以及在所述金属粒子上形成树脂层的步骤。
12.一种散热材的制造方法，包括：准备树脂层的步骤；以及在所述树脂层上配置金属粒子的步骤。
13.一种组合物，含有金属粒子与树脂，且用于制造根据权利要求1至9中任一项所述的散热材。
14.一种发热体，包括根据权利要求1至9中任一项所述的散热材。
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