JP2013082767A - 放熱部材およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フッ素樹脂、および熱伝導フィラーを含む多孔質母材と、前記多孔質母材の孔内に含まれる接着性材料とを含む放熱部材であって、前記フッ素樹脂が、ポリテトラフルオロエチレンを含む放熱部材とする。
【選択図】なし
Description
前記多孔質母材の孔内に含まれる接着性材料と
を含む放熱部材であって、
前記フッ素樹脂が、ポリテトラフルオロエチレンを含む放熱部材である。
得られる圧延積層シートから前記成形助剤を除去して多孔質母材を得る工程(2)、および
得られる多孔質母材に接着性材料を含浸させる工程(3)を含む放熱部材の製造方法である。
熱抵抗の測定は、図1に示す熱特性評価装置10を用いて行った。当該熱特性評価装置は、上部に、発熱体(ヒーターブロック)11と下部に放熱体(冷却水が内部を循環するように構成された冷却ベース板)12を有しており、発熱体11および放熱体12は、それぞれ1辺が20mmの立方体となるように形成されたアルミニウム製(A5052、熱伝導率:140W/m・K)のロッド13を有している。一対のロッド13の側部には、発熱体11および放熱体12を貫通する一対の圧力調整用ネジ14が備えられている。圧力調整用ネジ14と発熱体11の間には、ロードセル15が備えられており、これにより、圧力調整用ネジ14を締めこんだ際の圧力が測定される。放熱体12側のロッド13の内部には、接触式変位計17の3本のプローブ16(直径1mm)が設置されている。プローブ16の上端部は、試料(放熱部材)がロッド13間に配置されていないときには、上側(発熱体11側)のロッド13の下面に接触した状態になっており、上下のロッド13間の間隔(試料の厚み)を測定可能に構成されている。発熱体11および上下のロッド13の背面側には、温度計19の温度センサー18が取り付けられている。具体的には、発熱体11の1箇所と、各ロッド13の上下方向に等間隔で5箇所に、温度センサー18が取り付けられている。
Q=−λgradT
R=L/λ
Q:単位面積あたりの熱流速
gradT:温度勾配
L:試料(放熱部材)の厚み
λ:熱伝導率
R:熱抵抗
放熱部材を幅10mm、長さ40mmの大きさに切断した。これを厚み105μmの電解銅箔(古河電工株式会社製、品番「GTS」)に実施例および比較例の方法で接着してサンプルとした。23℃の雰囲気下で180度ピール試験(剥離速度:300mm/分)を実施し、剥離力を求めた。
窒化ホウ素粉末(電気化学工業株式会社製、品番「SGPS」)と、PTFE粉末(ダイキン工業株式会社製、品番「F104U」)と、PFA粉末(三井・デュポンフロロケミカル株式会社製、品番「MP−10」)とを、質量比80:10:10の割合で混合した。この混合物100質量部に対してデカン60質量部をさらに加えて混練することによって、ペースト状の混合物を得た。
実施例1と同様にしてシート状多孔質母材を作製した。加圧容器内に、エポキシ樹脂(東都化成株式会社製、品番「ZX−1658」:熱硬化型接着剤として使用)を加え、そこへシート状多孔質母材を浸漬した。容器内に圧縮空気を送り込み、0.5MPaまで加圧し、10分間保持することによって、エポキシ樹脂をシート状多孔質母材に含浸させた。含浸後、シート状多孔質母材の表面をふき取り、放熱部材を得た。放熱部材の厚みは380μm、エポキシ樹脂の含有量は、放熱部材の全質量に対し13質量%であった。上記の方法で熱抵抗を評価したところ、1.42cm2・K/Wであった。また、上記の方法で加熱プレス(150℃、5MPa、15分)により作製したサンプルについて剥離力を測定したところ、2.1N/cmであった。
実施例1と同様にしてシート状多孔質母材を作製し、含浸操作を行うことなくそのまま比較例1の放熱部材とした。放熱部材の厚みは367μmであった。上記の方法で熱抵抗を評価したところ、1.33cm2・K/Wであった。一方、放熱部材は、プレスしても銅箔に接着しなかった。
実施例1と同様にしてシート状多孔質母材を作製した。加圧容器内に、ATF(トヨタ純正オートフルードWS 08886−02305)を加え、そこへシート状多孔質母材を浸漬した。容器内に圧縮空気を送り込み、0.5MPaまで加圧し、10分間保持することによって、ATFをシート状多孔質母材に含浸させた。含浸後、シート状多孔質母材の表面をふき取り、放熱部材を得た。放熱部材の厚みは403μm、ATFの含有量は、放熱部材の全質量に対し14質量%であった。上記の方法で熱抵抗を評価したところ、1.25cm2・K/Wであった。一方、放熱部材は、プレスしても銅箔に接着しなかった。
Claims (8)
- フッ素樹脂、および熱伝導フィラーを含む多孔質母材と、
前記多孔質母材の孔内に含まれる接着性材料と
を含む放熱部材であって、
前記フッ素樹脂が、ポリテトラフルオロエチレンを含む放熱部材。 - 前記フッ素樹脂が、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂、および四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種をさらに含む請求項1に記載の放熱部材。
- 前記接着性材料を1質量%以上含む請求項1または2に記載の放熱部材。
- 前記熱伝導フィラーが、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、アルミナ、窒化珪素、および酸化マグネシウムからなる群より選ばれる少なくとも1種の絶縁性フィラーである請求項1〜3のいずれか1項に記載の放熱部材。
- 前記熱伝導フィラーが、グラファイト、カーボンブラック、カーボン繊維、金属繊維、および金属粒子からなる群より選ばれる少なくとも1種の導電性フィラーである請求項1〜3のいずれか1項に記載の放熱部材。
- ポリテトラフルオロエチレンを含むフッ素樹脂、熱伝導フィラー、および成形助剤を含む複数のシート状成形体を重ね合わせて圧延して圧延積層シートを得る工程(1)、
得られる圧延積層シートから前記成形助剤を除去して多孔質母材を得る工程(2)、および
得られる多孔質母材に接着性材料を含浸させる工程(3)を含む放熱部材の製造方法。 - 前記工程(2)と前記工程(3)の間に、多孔質母材を加圧成形する工程(4)をさらに含む請求項6に記載の放熱部材の製造方法。
- 前記工程(3)を、前記多孔質母材を接着性材料中に浸漬し、当該接着性材料を加圧することによって行う請求項6または7に記載の放熱部材の製造方法。
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