CN104748606B - 冷却结构体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种冷却结构体，作为防止发热的电子设备的升温的对策，不用使用散热器或水冷套，可以有效地减少热而抑制升温，从而可以实现小型化、轻质化。本发明使用如下的冷却结构体，是包含在发热体表面涂布第一膏剂而形成的热传导层(17)、和在热传导层(17)的表面涂布第二膏剂而形成的热辐射层(18)的冷却结构体，热传导层(17)含有第一树脂和第一填料，热传导层的热导率λ为1.0W/(m·K)以上，热辐射层(18)含有第二树脂和第二填料，热辐射层的红外线辐射率ε为0.7以上。

Description

冷却结构体
技术领域
本发明涉及一种在发热体的表面设有散热用树脂组合物的冷却结构体。
背景技术
近年的以智能手机、平板电脑终端为代表的便携型电子移动设备随着 CPU的高速化而变得容易发热。在发热的电子设备的冷却中，通常采取通过转动风扇来送风、从散热器利用对流将热放出而进行冷却的方法。
该情况下，在将发热设备与散热器相连的部分中使用导热性良好的硅脂等。但是，在小型轻质且薄型的智能手机或平板电脑终端中，由于其薄型轻质的结构和功能，很难设置风扇或散热器，因此散热被作为大的问题近年来逐渐放大。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4514058号公报
发明内容
发明的概要
发明所要解决的问题
作为防止发热的电子设备升温的对策，一般是将发热体的热借助导热性良好的材料、例如导热性硅脂等向散热器、水冷套传递、冷却。但是，在利用散热器进行风冷的情况下，就需要送入风的风扇。另外，还需要转动该风扇的动力。另外，在使用水冷套的情况下，在装置方面也会变得大型化。其结果是，会有不符合轻薄短小及成本降低的潮流的趋势。
用于解决问题的方法
为了解决上述问题，使用如下的冷却结构体，其是包含在发热体表面涂布第一膏剂而形成的热传导层、和在热传导层的表面涂布第二膏剂而形成的热辐射层的冷却结构体，热传导层含有第一树脂和第一填料，热传导层的热导率λ为1.0W/(m·K)以上，热辐射层含有第二树脂和第二填料，热辐射层的红外线辐射率ε为0.7以上。
发明效果
如上所述，根据本发明的具有散热特性的涂布结构体，将发热体的热向含有高导热性的填料的树脂层有效地传递，并有效地导至与空气接触的高热辐射性的表面层，继而，通过表面层的含有远红外线的辐射率高的填料的树脂层，将热有效地转换为远红外线，向空气中辐射，由此就可以减少发热体的热，抑制设备的温度上升。利用该方法，可以不用设置风扇或散热器地获得优异的升温抑制效果。
另外，进行了膏剂涂布的树脂固化物与传递来自发热体的热的金属的粘接力，不易引起基板与树脂的界面的剥离，因此会稳定地传递热。另外，远红外线辐射层的树脂固化物的机械强度大，因此对于来自外部的擦划等物理的刺激的耐受性强。
特别由于是膏剂的2层结构，因此无论与何种形状的发热体都可以结实地粘接。使用了硬度高的树脂。成为发热体的一部分。
附图说明
图1是实施方式的涂布结构体例的剖面图。
图2是比较例1的方式的涂布结构体例的剖面图。
图3是实施例11的方式的涂布结构体例的剖面图。
图4是实施例5～6的方式的涂布结构体例的剖面图。
图5是表示树脂组合物在电池盒中的应用的图。
图6是表示树脂组合物在半导体封装件中的应用的图。
图7是表示树脂组合物在便携设备中的应用的图。
图8是表示树脂组合物在液晶显示器中的应用的图。
图9是表示树脂组合物在太阳能电池中的应用的剖面立体图。
图10是辐射率测定的结果的曲线图。
具体实施方式
以下在参照附图的同时，对本发明的实施方式进行说明。
(实施方式1)
图1是本发明的实施方式的树脂组合物的剖面图。树脂组合物40由热传导层17和热辐射层18构成。在树脂组合物40上配置有基板12、发热体11和热电偶16。
发热体11是电子部件等，是会产生热的部件。基板12是金属基板等。热电偶16并非构成要素，是为了评价该树脂组合物40而使用的部件。在基板12的与配置发热体11的面不同的面，层叠有热传导层17、热辐射层18。
＜热传导层17＞
热传导层17是将从发热体11经过基板12传来的热有效地导向热辐射层18的层。在内部含有作为热导率良好的填料的导热性填料13。
＜导热性填料13＞
导热性填料13是银、铜、石墨、碳化硅、氧化铝、氮化硼、氮化铝等的粒子。特别是氧化铝(alumina)由于热导率大到32W/m·K，因此当向热传导层17中添加40～95vol％的氧化铝时，就会发挥出优异的导热性。具体而言，在添加90wt％(73vol％)氧化铝的情况下，可以将热传导层17的热导率提高到3～5W/m·K附近。
＜热辐射层18＞
热辐射层18将从热传导层17传递来的热有效地转换为远红外线，向外部的空气辐射，由此可以减少发热体11的热能，抑制升温。含有红外线辐射率高的热辐射性填料15。
＜热辐射性填料15＞
热辐射性填料15优选氧化锌、氧化硅、氧化镁、氧化钛、氧化铁等陶瓷、以及刚玉、堇青石、水滑石、镁橄榄石、块滑石、高岭土、莫来石等天然及人造矿物等。对于远红外线辐射率ε，黑体(黒体)最大，为1.0，氧化物则为0.7以上，只要有0.7以上，就会产生该放热的效果。
＜机理＞
发热体11的热被经由基板12向热传导层17传递，从热辐射层18 放出。利用该结构，就可以不用设置风扇或散热器地获得优异的升温抑制效果。而且，借助远红外线辐射的散热最好热辐射层18的温度与空气中的温度差为以下的式1的情况。
热辐射层18的表面温度＞空气中的温度····(式1)
温度差越大，则远红外线的辐射量越大。相反，如果空气中的温度高，则会变为吸热。
而且，如果热传导层17与热辐射层18的配置的顺序相反，则无法获得升温抑制的效果。其理由是，来自发热体11的热经过基板12传递，然而在该基板12的面上具有热辐射层18的情况下，从该处产生的远红外线就会由处于其外侧的热传导层17遮蔽，无法向外部放出。由此，就无法获得发热体的温度上升抑制的效果。
另外，热传导层17的厚度也可以是均匀的，然而由于热扩散量依赖于热传导层17的厚度，因此优选发热体11的附近厚、周边部薄。通过设置厚度梯度，就可以将发热体11的热向整个涂布区有效地扩散。对于热辐射层18的厚度，由于当厚度变大时，远红外线的放出就会受到遮挡，因此优选薄且均匀的涂布。
＜制法＞
热传导层17由热传导层膏剂制作。热辐射层18由热辐射层膏剂制作。如果涂布热传导层膏剂及热辐射层膏剂并固化，就分别成为热传导层17、热辐射层18。各膏剂具有高的粘接性和物理的刚性。需要将来自发热体 11的热穿过基板12有效地传递到热传导层17。但是，如果热传导层17 的粘接性、刚性弱，则无法有效地传递热。
由此，热传导层膏剂需要为具有高粘接力的树脂。作为热传导层膏剂的粘合剂使用的树脂最好是粘接性高的树脂，例如最好是选自环氧树脂、氧杂环丁烷树脂、氰酸酯树脂、甲阶酚醛树脂、丙烯酸树脂等中的一种或多种。
特别是，液状环氧树脂和咪唑固化系使与作为基板12的金属基板的优异的密合性变得更优异，因此更加优选。而且，热辐射层膏剂由于在将其液状膏剂利用印刷等涂布在基板上后进行热固化，因此在粘合剂树脂的固化反应中发挥出高的粘接性。另外，由于热辐射层膏剂也要在涂布后再次热固化，因此可以保持与热传导层膏剂相同的高的密合力。
另外，热辐射层膏剂由于形成最外层的热辐射层18，因此经常受到来自外部的机械的刺激(扎刺、切削、撕裂等)。由此，在热辐射层膏剂中所用的树脂像橡胶那样柔软的情况下，就会产生薄的膜发生损坏等问题。
由此，热辐射层膏剂中所用的树脂最好是牢固的固化物。因而，热辐射层膏剂中所用的树脂最好是刚性高的树脂，例如为选自丙烯酸树脂、环氧树脂、氧杂环丁烷树脂、氰酸酯树脂、甲阶酚醛树脂等中的一种或多种。特别是，液状环氧树脂和咪唑固化系即使是薄的膜状的固化物，也具有高的刚性，因此更加优选。
(比较例)
图2中表示出比较例。是混杂有导热性填料13和热辐射性填料15 的树脂组合物41的结构体的剖面图。树脂组合物41中，由于使导热性填料13与热辐射性填料15混合，因此难以传递热。并且，热辐射性填料 15的位置也有内部的位置，也难以进行热辐射。
由此，发热体11的温度上升抑制的效果小。该结构是后面说明的比较例中所用的结构。
(实施方式2)
图3表示出实施方式2的结构。树脂组合物42是如下的结构，即，虽然是1层，然而在其中，与基板12接触的部分的导热性填料13的比率高，另外，靠近背面表面的部分中热辐射性填料15的比率高，其间倾斜地形成逐渐更换各个填料的比率的填料构成。
并非如上所述地以薄片制作的材料，而是以膏剂制作的材料，填料浓度倾斜地变化。由此，就可以有效地发挥导热性、热辐射性。
该情况下，接近图1中所示的结构。由此，就可以有效地进行温度上升的抑制。做出采取此种填料的种类的倾斜分布的结构的过程无论是何种工作方法都可以，没有特别限定，然而可以提出如下等方法，即，在涂布高热传导树脂膏剂后，不使之固化地涂布高热辐射性树脂膏剂，在界面中使膏剂相混杂。
(实施方式3)
图4表示出实施方式3的结构。是在图1的结构之外又加入了中间层 22的多层结构的方式。虽然设为了3层，然而还可以再加入新的中间层 22。中间层22可以含有银、铜等导电性粒子、石墨粉末等导电性粒子。通过将含有兼具高热导率和高热辐射性的填料的树脂膏剂夹在其间，作为整体可以在确保绝缘性的同时，可以提高热传导和热辐射的效率。
另外，也可以通过将MgO之类的在耐湿性方面存在课题的填料作为中间层22加入，就可以提高耐湿可靠性，从而也可以使用。
作为中间层22，可以使用热传导层17和热辐射层18的混合物。最好由特性处于各自的中间、粘接性也相同的材料构成。特别是，最好热传导层17和热辐射层18的特性是连续的变化。
在实施方式1到3中所示的构成中，热传导层17最好热导率λ为 1.0W/(m·K)以上。更优选为2.0W/(m·K)以上。如果小于1.0W/ (m·K)，则无法将来自基板12的热传递到热辐射层，因此就无法期待温度上升抑制效果。
＜热传导层17＞
为了使热传导层17的热导率λ有1.0W/(m·K)以上，作为该层中所含的导热性填料13，优选银、铜、石墨、碳化硅、氧化铝、氮化硼、氮化铝等。特别是，氧化铝(alumina)的热导率大到32W/m· K，因此如果向热传导层17中添加40～95vol％的氧化铝，就会发挥出优异的导热性。具体而言，在添加90wt％(73vol％)的氧化铝的情况下，可以将涂布材料的热导率提高到3～5W/m·K附近。
＜热辐射层18＞
热辐射层18的红外线辐射率ε需要为0.7以上。为此，作为该层中所含的热辐射性填料15，优选氧化锌、氧化硅、氧化镁、氧化钛、氧化铁等陶瓷、以及刚玉、堇青石、水滑石、镁橄榄石、块滑石、高岭土、莫来石等天然及人造矿物等。
对于远红外线辐射率ε，黑体最大，为1.0，氧化物则为0.7以上，只要有0.7以上，就会产生该放热的效果。
特别是，作为人造矿物的堇青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2))由于单体的辐射率大到0.90～0.97(波长6μm)，因此如果向热辐射性涂布材料中添加30～70vol％的堇青石，就会发挥出优异的热辐射性。具体而言，在添加83.5wt％(70vol％)的堇青石的情况下，可以将散热树脂膏剂的热辐射率提高到0.95。
＜应用例1＞
图5以后表示出本申请发明的树脂组合物40、42的应用用途的例子。图5是用由热塑性薄膜覆盖多层的铝薄膜片层压包装的锂离子电池、电容器等发热设备23。显示出采取在其表面形成树脂组合物40的结构的发热设备装置的外观。
锂离子电池、电容器等因驱动而产生内部发热，而当其温度上升时，就会有功能降低的趋势。由此，为了保持功能，温度上升的抑制就变得非常重要。另外，这些发热设备23也经常被用于手机等小型的移动装置中，如果使用散热用的散热器等，体积就会变大，重量也变重，因此要求提供有效的散热方法。
因而，如果使用树脂组合物40，则可以利用热辐射抑制温度上升，因此可以实现散热器的小型化，或者还可以不要散热器，因而可以成为非常有效的方法。
＜应用例2＞
图6表示出使用涂布有树脂组合物40的散热器25进行半导体元件 26的散热的样子。散热器25是使热在其表面对流、向空气中散逸而进行冷却的部件。当在其表面涂布热辐射性优异的树脂组合物40时，就可以利用对流和辐射这两种方法来抑制温度上升，因此可以成为更加有效的方法。由此，散热器就可以实现小型化，因而在重量、体积方面有效，此外还可以对成本降低产生贡献。
＜应用例3＞
图7是因来自半导体元件的发热而使内部温度上升的个人电脑、平板电脑、以及手机等移动设备。是将在壳体27的内部的发热体11中产生的热通过从壳体27的内部的基板12的热传导导向外部而进行冷却的结构。
显示出在基板12的外表面形成树脂组合物40的结构。由于移动设备需要小型·轻质化，因此很难取得设置散热器或风扇的空间，然而通过采取如图7所示的借助远红外线辐射的散热方法，就可以实现小型·轻质化和温度上升抑制的兼顾。
＜应用例4＞
图8表示出液晶显示器28的构成图。从表侧起，依照液晶面板、偏振板、玻璃基板、滤色片、液晶、玻璃基板、背光灯29的顺序构成，而背光灯29使用了高亮度的LED灯。
随着最近的液晶显示器28的大型化、高亮度化，背光灯29也变为高功率，发热量也变大，因而要求提供有效的散热方法。通常，采取利用散热器散热的方法，然而还有成本降低等需求，通过将树脂组合物40设置于背光灯29背面，可以有效地进行散热。
＜应用例5＞
图9表示出太阳能电池模块30的剖面图。通常，太阳能电池模块30 将单元用EVA等填充材料密封，然而在搭载于屋顶上等情况下，会因夏季的阳光照射而使太阳能电池模块的温度升高，形成发电效率降低的状况。因而，通过在太阳能电池模块30的背面的背板上涂布树脂组合物40，就可以使内部的热发生辐射，抑制温度的上升，从而可以防止发电效率的降低。
＜实施例＞
下面，举出实施例而对本发明的涂布结构体进行具体的说明。但是，本发明并不限定于下述的实施例中所示的结构体，也可以在不改变其主旨的范围中，适当地变更而实施。
(实施例)
表1中，表示出以下的实施例及比较例中使用的热传导层膏剂、中间层膏剂、混合膏剂、热辐射层膏剂、柔软膏剂。作为粘合剂树脂，使用环氧树脂和固化剂。其中，仅柔软膏剂不是环氧树脂和固化剂，而使用了硅酮树脂。
[表1]
※1环氧树脂：液状双酚F型环氧树脂、YDF8170(新日铁住金化学制、环氧当量160)、
※2(环氧)固化剂：使用了咪唑2P4MHZ(2－苯基－4－甲基－ 5－羟基甲基咪唑)、四国化成制。另外，无机填料使用了下述给出的各种填料。以表1中记载的比率称量它们，使用行星式混合机混炼，制成12 种树脂膏剂。
※3硅酮树脂：加成反应型硅酮YE5818(Momentive Performance Materials公司制)，使用该硅酮树脂，另外，无机填料使用了下述给出的各种填料。以表1中记载的比率称量它们，使用行星式混合机混炼，制成 2种树脂膏剂(柔软膏剂A、B)。
※4：SiC太平洋Rundum公司制500H2(平均粒径26μm)
※5：氧化铝(alumina)DENKA公司制DAW07(平均粒径 8μm)
※6：石墨松下公司制(平均粒径20μm)
※7：MgO神岛化学社制SL－WR(平均粒径10μm)
※8：堇青石2MgO·2Al2O3·5SiO2、Marusu-Glaze(丸ス釉薬)公司制SS100(平均粒径18μm)
※9：镁橄榄石2MgO·SiO2Marusu-Glaze公司制FF200(平均粒径3μm)
※10：块滑石MgO·SiO2Marusu-Glaze公司制SB12S(平均粒径8μm)
接下来，使用这些膏剂，在表2所示的条件下，制成树脂组合物的试样。表2中，结构以图编号表示。另外，还表示出所使用的膏剂、以及评价结果的温度差。
[表2]
(实施例1)
给出制作图1的树脂组合物40的例子。准备40×100×1mm厚度的铝基板。然后，依照表2中所示的实施例1的条件，在搭载有发热体11 的基板12的背面侧，使用金属掩模涂布热传导层膏剂A。
对于涂布厚度，以200μm的厚度涂布。将其在120℃用10分钟进行临时固化。继而，在冷却后，使用金属掩模，以100μm厚度涂布热辐射层膏剂C，将其在120℃用30分钟热固化，制成实施例1的树脂组合物 40。另外，对于热辐射层18的厚度，如果厚度变大，则远红外线的放出就受到遮挡，因此优选薄且均匀的涂布。
在120℃10分钟的临时固化的阶段中，热传导层膏剂中的树脂的固化还没有完全地结束，在树脂中还残留有反应基，因此与热辐射层膏剂的反应推进，所以不会形成两种树脂膏剂的交界，可以实现牢固的连接。
而且，作为新的发现，发现在120℃10分钟的固化时，热传导层膏剂中的填充材料在因加热而使树脂粘度下降时，会向下(基板侧)方向下沉。如果观看剖面，则大的填充材料粒子充分地向下方下沉，由此可以获得进一步促进热传导的效果。
在该树脂组合物40的背面、中央部，使用硅酮散热膏(G777信越硅酮)搭载10×10mm的陶瓷加热器(发热体11)。另外，在端部用耐热胶带固定镍铬-镍铝热电偶16。
(实施例2～4)
实施例2、3、4的树脂组合物40的制作利用与实施例1相同的工序，使用了表2中所示的膏剂。
(实施例5～6)
实施例5、6中，制成图4中所示的结构的树脂组合物40。实施例5 首先是在基板12的整个面作为热传导层17的膏剂使用金属掩模以100μm 厚度涂布热传导层膏剂D，将其在120℃用10分钟临时固化。冷却后，作为中间层22，使用金属掩模以100μm厚度涂布中间层膏剂A，将其在 120℃用10分钟热固化。冷却后，作为热辐射层18，使用金属掩模以 100μm厚度涂布热辐射层膏剂C，将所得物在120℃用30分钟热固化，制成3层结构的实施例5中所示的散热性评价用元件。实施例6的散热性评价用元件的制作也相同，使用表2中所示的膏剂，制成图4的结构的散热性评价用元件。
(实施例7～10)
利用与实施例1相同的工序，将表2中所示的树脂膏剂反复进行热传导层17、热辐射层18的涂布、固化，制成散热性评价用元件。
(实施例11)
实施例11的涂布结构体的制作是制成图3中所示的结构的散热性评价用元件。首先，在基板的整个面，作为热传导层17的膏剂，使用金属掩模以100μm厚度涂布热传导层膏剂A，在没有固化的状态下再作为热辐射层18使用金属掩模以100μm厚度涂布热辐射层膏剂A。将所得物在120℃用30分钟热固化，制成实施例11的散热性评价用元件。实施例 11的制作中所用的热传导层膏剂A和热辐射层膏剂A的填料比率低且因粘度低而容易移动，而且是在未固化的状态下涂布热辐射层18的树脂膏剂，因此这2种树脂膏剂的界面自然地混合，可以形成如图3所示的混杂的结构。
(比较例1)
比较例1中，在图1中，取消树脂组合物40，而仅安装加热器和热电偶而制成。
(比较例2)
比较例2的树脂组合物40的制作是在图2的结构中，在基板的整个面使用金属掩模以200μm厚度涂布表1的混合膏剂，在120℃用30分钟进行热固化，制成比较例2的散热性评价用元件。
(比较例3)
比较例3的树脂组合物40的制作是在图1的结构中，在基板的整个面使用金属掩模以200μm厚度涂布表1的柔软膏剂A、B，在120℃用30 分钟进行热固化，制成比较例3的散热性评价用元件。
＜膏剂的评价方法＞
对于表1中所示的树脂膏剂的14个种类，进行了热导率和辐射率的测定。
(1)热导率
在脱模薄膜上使用金属掩模以200μm厚度印刷膏剂，在120℃用30 分钟进行热固化，制成散热性树脂片。将其以10×10×0.5mm尺寸切割，利用定常法(在发热体与散热器之间安放测试件，根据升温时的温度差换算成热导率)测定。
(2)辐射率
将(1)的工序中制成的散热性树脂片切割为25mm见方，贴附在相同尺寸的铜板上。将该样品安放在FT－IR测定装置(IRPrestige－21、岛津制作所)中，将样品的温度升温到120℃后，利用黑体炉方式测定辐射率。将结果表示于图10中。
将远红外线区域的波长6μm下的值定义为辐射率。而且，即使在波长6μm以上也基本上是一定的值。
＜树脂组合物40的评价方法＞
对表2的实施例及比较例的样品进行了评价。各自的评价方法如下所示。
(1)升温抑制温度(ΔT)
如图1到图4所示地安放树脂组合物40。使用了40×100×1mm的铝基板。使用硅酮散热膏(G777信越硅酮)搭载了10×10mm的陶瓷加热器(发热体11)。另外，在其相反的端部，用耐热胶带固定了镍铬- 镍铝热电偶16(图1－4)。将该测定基板安放在保持为20℃的恒温槽中，在无风状态下，在陶瓷加热器中流过电流。提高电压，测定加热器温度达到120℃时的热电偶的温度，以下设为式1。
ΔT＝〔120℃－热电偶的温度〕···(式1)
如实施例1中所示，当热传导层17使用含有40vol％的氧化铝 (alumina)的热传导层膏剂A、热辐射层18使用含有50vol％的堇青石的热辐射层膏剂C时，则120℃下的升温抑制温度(ΔT)为21℃，另外，在比较例1无树脂膏剂(空白)时，相同条件下的升温抑制温度(ΔT) 只有5℃，因此如果比较这2个结果，则树脂膏剂的温度差ΔT＝16℃。升温抑制率是用该值除以120℃而得的比例。在实施例1的情况下， 16÷120×100＝17.5％。
此处，将升温抑制率小于10％的判定为×，将10％以上的判定为△，将20％以上的判定为○，将30％以上的判定为◎。虽然升温抑制率越大越好，然而将10％以上设为合格范围。另外虽然也要根据使用的用途而定，然而在升温抑制率小于10％的情况下，如果考虑膏剂涂布等的成本，则不能说是有效的方法。
而且，可以推测，在该测定中，由于是在可以忽略对流(固体与气体的热传递)的条件下的测定，因此加热器(发热体11)的热从基板12利用热传导传递到树脂组合物40，从基板12的界面向树脂组合物40有效地热传导，从树脂组合物40的表面利用热辐射以远红外线的形式向外部放出能量而放热，因此基板12的端部的温度下降。
(2)耐损伤性(擦划性)
对树脂组合物40，依照JISK5600－5－4刮擦硬度(铅笔法)进行了评价。根据柔软～硬的铅笔的硬度，以〔B以下〕为×柔软、〔HB〕为△略软、〔F〕为○略硬、〔H以上〕为◎硬这样的基准来判定。
从部件的组装、安装、部件的搬运等考虑，至少需要为HB以上。如果是其以下则会产生破碎等。
＜综合判定＞
利用ΔT的升温抑制率和耐损伤性来判定，在哪一方中有一个为×则也设为×，没有×而在哪一方中有一个为△则也设为△，在哪一方中都为○则设为○，没有×·△而在哪一方中有◎则设为◎。
由于双方的特性需要为相同的水平，因此如上所述地判定。
＜考察＞
如实施例2～3中所示，判明热传导层17中所用的加入氧化铝 (alumina)的树脂膏剂的氧化铝比率高的一方的散热性良好。
如实施例4中所示，判明当热传导层17中所用的膏剂的填料使用热导率高的SiC时，则散热性良好。
如实施例5～6中所示，判明即使设为3层结构，中间层22使用导热性和热辐射率高的石墨或MgO，散热性也会良好。
如实施例7～8中所示，判明热辐射层18使用热辐射性高的堇青石的情况下，其含有比率高的一方的散热性良好。
如实施例9～10中所示，判明作为热辐射层18中所用的填料，即使使用辐射率高的镁橄榄石或块滑石，散热性也会良好。
从实施例11可知，在热传导层17与热辐射层18的树脂膏剂交界混杂的结构中，判明即使导热性填料13与热辐射性填料15在界面中混杂，散热性也会良好。
从比较例1可知，如果没有树脂层，则完全不能产生特性。
从比较例2判明，在树脂组合物40整体中均匀地分散了导热性填料 13和热辐射性填料15的情况下，温度降低效果小。
从比较例3可知，由于将硅酮树脂之类的柔软的树脂设为2层，因此在耐损伤性方面存在问题。
对于热导率λ，根据热传导层膏剂A、柔软膏剂B与其他的膏剂的比较，优选为1.3W/(m·k)以上，更优选为2.5W/(m·k)以上。
对于远红外线辐射率ε，根据热辐射层膏剂A～D与混合膏剂的比较，如果为0.7以上，则可以作为热辐射层18的膏剂利用。
＜导热性填料13＞
要提高热导率λ，则需要高密度填充导热性填料13氧化铝(alumina)，然而要设为1W/m·K以上，如果是32W/m·K的氧化铝，则根据实施例 1～3中使用的热传导层膏剂A～C的组成(表1)，需要40vol％ (68.8wt％)。
如果含有该含量以上，则虽然热导率变高，然而热传导层膏剂中的填料比率升高，热传导体层形成膏剂的粘度升高，处置性变差。通过使热传导体层膏剂中使用的树脂为粘度低的树脂、或者使用稀释材料或溶剂，就可以抑制粘度上升。
但是，即使如此最大而言95vol％也是极限。由此，在热传导体层膏剂中将氧化铝(alumina)设为40～95vol％。更优选为40～70vol％。
＜热辐射性填料15＞
要提高红外线辐射率ε，也需要在红外线辐射膏剂中含有红外线辐射率高的热辐射性填料15。对于红外线辐射率，由于树脂自身的辐射率有 0.5左右，因此不需要像热导率那样高地加入。虽然也要依赖于填料的种类，然而为了使辐射率ε为0.85以上，根据实施例1～11中使用的热辐射层膏剂A～E的组成(表1)需要为30vol％(48.1wt％)以上。另外，如果提高填料比率，则与热导率的情况相同，膏剂粘度就会升高，因此需要为30～95vol％以下。更优选为40～70vol％。
而且，虽然在上述实施例中，热传导层17为均匀的膜厚，然而也可以使厚度变化。对于涂布厚度，更优选以将与发热体11接近部分(发热体11下部)以200μm的厚度涂布、随着向周边部行进分阶段地减薄而使最外端为100μm厚的方式涂布。由于热扩散量依赖于热传导层17的厚度，因此优选使发热体11的附近厚、周边部薄。通过设置厚度梯度，就可以将发热体11的热向整个涂布区有效地扩散。
而且，上述说明中，使用了咪唑固化剂。但是，即使是其他的阴离子聚合型固化剂也同样可以。作为阴离子聚合型固化剂，可以举出叔胺化合物、咪唑化合物及它们的改性物等。
叔胺化合物是指在一个分子中具有叔氨基的化合物，例如可以举出苄基二甲基胺、三乙醇胺。
咪唑化合物例如可以举出2－甲基咪唑、2－乙基－4－甲基咪唑、2 －十一烷基咪唑、2-苯基-4,5–二羟基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑、1－苄基－2－甲基咪唑等。
阴离子聚合型固化剂与环氧树脂的反应性优异，并且长期保存性也优异。另外，阴离子聚合型固化剂具有极性高的结构，因此与环氧树脂反应而得的固化物发挥出高密合性。其结果是，可以提高与被附着物的接合可靠性。
产业上的可利用性
通过形成本发明的在靠近传递来自发热体的热的基板的部分具有热导率λ为1.0W/(m·K)以上的层、在靠近表面的部分具有红外线辐射率ε为0.7以上的层的涂布结构体，就可以有效地减少发热体的能量，抑制温度上升，从而可以有助于电子设备的小型化、轻质化。
[符号的说明]
11发热体
12 基板
13 导热性填料
15 热辐射性填料
16 热电偶
17 热传导层
18 热辐射层
22 中间层
23 发热设备(电池盒)
25 散热器
26 半导体元件
27 壳体
28 液晶显示器
29 背光灯
30 太阳能电池模块
40、41、42 树脂组合物

Claims (8)

1.一种冷却结构体，其特征在于，
在发热体表面具有由膏剂形成的热传导热辐射层，
所述热传导热辐射层的与所述发热体接触的表面与所述热传导热辐射层的内部相比，存在更多的导热性的第一填料，随着向所述内部行进，所述导热性的第一填料的浓度倾斜地减少，
在所述热传导热辐射层的与所述发热体的表面侧相反的一面，与所述热传导热辐射层的内部相比，存在更多的热辐射性的第二填料，随着向所述内部行进，所述热辐射性的第二填料的浓度倾斜地减少，
所述热传导热辐射层含有树脂，
所述第一填料选自银、铜、石墨、碳化硅、氧化铝、氮化硼、氮化铝，
所述第二填料选自陶瓷、天然矿物及人造矿物。
2.根据权利要求1所述的冷却结构体，其中，
所述热传导热辐射层含有液状环氧树脂和咪唑，
所述第一填料是氧化铝，
所述第二填料是堇青石。
3.根据权利要求1所述的冷却结构体，其中，
所述热传导热辐射层以刮擦硬度即铅笔法计为HB以上的硬度。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的冷却结构体，其中，
所述发热体为散热器。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的冷却结构体，其中，
所述发热体为电池。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的冷却结构体，其中，
所述发热体为便携设备的壳体。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的冷却结构体，其中，
所述发热体为背光灯。
8.权利要求1所述的冷却结构体的制造方法，其中包括：
在发热体表面涂布热传导层用膏剂的第一工序；
在所述第一工序之后，未固化状态下涂布热辐射层用膏剂的第二工序；
在所述第二工序之后，使所述热传导层用膏剂和所述热辐射层用膏剂在界面混杂的工序；以及
使所述热传导层用膏剂和所述热辐射层用膏剂固化的固化工序。
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