JP5006993B2 - 放熱性材料 - Google Patents

Description

本発明は、放熱性材料に関し、より詳細には、放熱性に優れるのみならず、種々の形状、材料からなる成形品を移動体、特に車両、自動車等の放熱性材料の基材として利用することができ、また、放熱性材料としての耐性にも優れ、薄型化も可能で半導体装置、特に携帯電話機、パーソナルコンピュータ等の放熱性材料として特に好適に利用することが可能な放熱性材料に関する。

従来より、装置内の電子部品が作動時に発する熱を効率よく外部に拡散させるために放熱性材料が装置内に配設されている。ダイヤモンドは、放熱性に優れる物質としてこのような放熱性材料に利用されており、例えば、特許文献１には、多結晶Ｓｉ基板の上に熱フィラメントＣＶＤ（化学蒸着）法により多結晶ダイヤモンドを成長させたダイヤモンド放熱基板、更に基材溶解後にエキシマレーザーによりダイヤモンド自立膜とし、ダイヤモンド分割基材とすることが記載され、特許文献２にもＣＶＤ法により形成されたダイヤモンド薄膜を基材とするダイヤモンド放熱子を備えた集積回路パッケージが記載されている。更に、特許文献３にもＣＶＤ法（気相合成法）により形成されたダイヤモンド質膜を電子部品用放熱板などに利用することが記載されている。

また、特許文献４には、従来、発熱する半導体素子や電子部品と放熱させる伝熱部材との伝熱を促進させる目的でシリコーンゴムなどの柔軟な熱伝導性シートが使用されており、これらの熱伝導性シートには、ダイヤモンドなどの粉粒体形状の熱伝導性充填材が配合されていることが記載され、特許文献５にも、放熱性に優れる電子装置に利用される熱伝導性シリコーン組成物に含有される熱伝導性フィラーとしてダイヤモンドが例示されている。更に、特許文献６には、所定の放熱部材の治具となる枠にダイヤモンド粒子を入れ、揺すりを加えることでダイヤモンド粒子を敷き詰め、その後、放熱部材枠に粉末もしくはペースト状の金属を流し込むことにより、ダイヤモンド粒子が一層に並べられた状態のダイヤモンド粒子と金属を複合した複合材を形成し、同様の動作を繰り返すことによって、所定の厚みの積層体とし、その後、真空中で加熱することによって金属粉末を溶融させ、もしくはペースト状の金属を焼結させてダイヤモンド粒子と金属とを複合させた放熱部材が記載されている。また、特許文献７には、ダイヤモンド粒子と金属粉末とを混合し、加圧成形することによって得られたダイヤモンド−金属系ヒートシンクをｐ型電極に接合した発光ダイオードが記載されている。

特開平７−５８２５６号公報 特開平８−４６０７０号公報 特開平８−２６７６４４号公報 特開２００２−８８１７１号公報 特開２００７−２１４２２４号公報 特開２００８−１３５５３２号公報 特開２００４−２００３４７号公報

しかしながら、ＣＶＤ法によりダイヤモンド粒子による表面処理をする場合、高温で処理する必要があり、処理対象の耐熱性などの問題が生じる場合があった。一方、加圧成形の場合、成形型枠が必要となり、複雑な形状には対応し難いというように、得られる放熱性材料の形状も限定されてしまう。また、ダイヤモンド粒子を含有する樹脂シートの場合、使用方法が限定されたり、取り付け強度などの問題が生じたりすることも予想される。更に、半導体装置、特にパーソナルコンピュータ、携帯電話機などに使用される半導体装置の場合、放熱性材料自体が薄型化されていることが望ましいことから、薄型化が可能な放熱性材料の開発も要望されていた。

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、放熱性に優れるのみならず、種々の形状、材料からなる成形品を放熱性材料の基材として利用することができ、また、放熱性材料としての耐性にも優れ、薄型化も可能で、半導体装置、特に携帯電話機、パーソナルコンピュータ、移動体などの放熱性材料として特に好適に利用することが可能な放熱性材料を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成するため、鋭意検討したところ、放熱性材料として利用しようとする成形品を基材とし、ダイヤモンド粒子を金属めっき液中に分散させた複合めっき液により上記基材の所定箇所に電気めっき皮膜を形成することによって、放熱性に優れるのみならず、種々の形状、材料からなる成形品を放熱性材料の基材として利用することができ、且つ薄型化も可能となることを見出し、更に、鋭意検討した結果、金属めっき皮膜をマトリックスとし、このマトリックス中にダイヤモンド粒子が分散した複合電気めっき皮膜として、皮膜中のダイヤモンド粒子の共析量（含有量、分散量）が皮膜の膜厚方向に対して漸次変化させた傾斜機能材料（ＦＧＭ；Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｌｙ Ｇｒａｄｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓの通称、換言すると、不均一分散系）、即ち、傾斜機能を有する複合電気めっき皮膜を形成することによって、めっき皮膜による放熱性をより向上させたり、基材に対するめっき皮膜の密着性をより向上させて、めっき皮膜の剥離、剥落などの事態をより確実に防止したりすることなどが可能となることを知見し、本発明をなすに至った。そして、本発明のように、ダイヤモンド粒子を金属めっき液中に分散させた複合めっき液により電気めっき皮膜を形成した放熱性材料について更に鋭意検討した結果、熱振動は接触するダイヤモンド粒子同士間で生じることが望ましいことから、複合電気めっき皮膜中に共析しているダイヤモンド粒子は極力接触している状態であることが望ましく、金属めっき皮膜中のダイヤモンド粒子が互いに接触した共析状態となっていることにより、より優れた放熱性が得られることを知見した。

即ち、本発明は、金属めっき皮膜をマトリックスとし、該マトリックス中にダイヤモンド粒子が金属めっき皮膜の膜厚方向に対してその共析量が漸次変化するように共析した複合電気めっき皮膜を備えたことを特徴とする放熱性材料を提供する。ここで、ダイヤモンド粒子のレーザー回析式粒度分布測定法による平均粒子径が、１５〜２００μｍであると、より好適である。また、複合電気めっき皮膜の膜厚が１〜５０００μｍであったり、金属めっき皮膜を形成する金属源が、銅、ニッケル、金、銀、錫、コバルト、鉄、亜鉛、クロムから選ばれる１種又は２種以上であったりすると、更に好適である。

そして、複合電気めっき皮膜の具体的な構成としては、金属めっき皮膜中の少なくとも一部において上記ダイヤモンド粒子が互いに接触した状態で共析すると共に、（１）マトリックス中のダイヤモンド粒子の共析量が、複合電気めっき皮膜が形成された基材側から皮膜表面側に向けて漸次増加した複合電気めっき皮膜、（２）マトリックス中のダイヤモンド粒子の共析量が、複合電気めっき皮膜で被覆された基材側から皮膜表面側に向けて漸次減少した複合電気めっき皮膜が挙げられる。また、マトリックス中のダイヤモンド粒子の共析量が複合電気めっき皮膜が形成される基材側から皮膜表面側に向けて漸次増加すると共に、ダイヤモンド粒子が皮膜表面に露出してなるダイヤモンド共析皮膜の皮膜表面に、更に、金属めっき皮膜を形成する金属源とは異なる金属源による表面金属めっき皮膜を備えた複合電気めっき皮膜、換言すると、上記（１）記載の複合電気めっき皮膜の皮膜表面においてダイヤモンド粒子が露出し、該皮膜表面に、更に、上記金属めっき皮膜を形成する金属源とは異なる金属源による表面金属めっき皮膜を備えた複合電気めっき皮膜であり、この構成の場合、より好ましくは、表面金属めっき皮膜の厚みが、ダイヤモンド共析皮膜中のダイヤモンド粒子の平均粒径の１／２〜１／３、更に好ましくは、表面金属めっき皮膜を形成する金属源が、銅、銀、金又は鉄である複合電気めっき皮膜なども挙げられる。そしてまた、複合電気めっき皮膜を形成するダイヤモンド粒子が分散しためっき液の撹拌速度を徐々に変化させて電気めっきを行うことにより、又は、攪拌速度を徐々に変化させ、その途中で電流密度を変動させて電気めっきを行うことにより、マトリックス中のダイヤモンド粒子の共析量が金属めっき皮膜の膜厚方向に対して漸次変化したものであると、より好適である。

ここで、放熱性材料の複合電気めっき皮膜におけるダイヤモンド粒子の共析状態としては、金属めっき皮膜からなるマトリックス中のダイヤモンド粒子の共析量が、金属めっき皮膜の膜厚方向に対して漸次変化するように共析している金属めっき皮膜中において、ダイヤモンド粒子が互いに接触しない状態で共析していたり、また、ダイヤモンド粒子が互いに接触した状態で共析していたりするが、金属めっき皮膜中の少なくとも一部においてダイヤモンド粒子が互いに接触した状態で共析していると、上述したように接触するダイヤモンド粒子同士間で熱振動が生じる。更に、本発明の放熱性材料としては、金属めっき皮膜中のダイヤモンド粒子の共析量を金属めっき皮膜の膜厚方向に対して漸次変化させることによって、ダイヤモンド粒子が共析した複合電気めっき皮膜による放熱性が向上したものであると、より好適である。

また、上記複合電気めっき皮膜を形成する基材としては、金属製品（成形品）などが挙げられるが、本発明の場合、ガラス製成形品を上記複合電気めっき皮膜で被覆される基材とした放熱性材料、より詳細には、例えば、表面をパラジウムなどによる金属吸着めっきをしたガラス製成形品の該めっき表面に上記複合電気めっき皮膜を形成した放熱性材料、又は、プラスチック製成形品を上記複合電気めっき皮膜で被覆される基材とした放熱性材料、より詳細には、例えば、表面をパラジウムなどによる金属吸着めっきをしたプラスチック製成形品の該めっき表面に上記複合電気めっき皮膜を形成した放熱性材料なども可能である。

更に、本発明の放熱性材料は、半導体装置の放熱性材料、例えば、車両、自動車などの移動体の各種部品として使用されている半導体装置の放熱性材料として使用したり、特に、携帯電話機又はパーソナルコンピュータの放熱性材料として使用したりすると、より好適である。また、光学装置の放熱性材料として使用しても、より好適である。

本発明によれば、放熱性に優れるのみならず、種々の形状、材料からなる成形品を放熱性材料とすることができ、放熱性材料としての耐性にも優れ、薄型化も可能で、半導体装置、特に携帯電話機、パーソナルコンピュータなどの放熱性材料として特に好適に利用することができる放熱性材料が得られる。

図１は、本発明の放熱性材料の第一構成例を説明する放熱性材料の概略縦断面図である。 図２は、本発明の放熱性材料の第二構成例を説明する放熱性材料の概略縦断面図である。 図３は、本発明の放熱性材料の第三構成例を説明する放熱性材料の概略縦断面図である。 図４は、本発明の放熱性材料の第四構成例を説明する放熱性材料の概略縦断面図である。 図５は、本発明の放熱性材料の第五構成例を説明する放熱性材料の概略縦断面図である。 図６は、本発明の放熱性材料の第六構成例を説明する放熱性材料の概略縦断面図である。 図７は、本発明の複合電気めっき皮膜を形成する装置の一例を説明するめっき装置の概略構成図である。 図８は、本発明の放熱性材料の参考例を説明する放熱性材料の概略縦断面図である。 図９は、図８のＺ部分を拡大して模式的に示した放熱性材料の一部拡大縦断面図である。

以下、本発明について、より詳細に説明すると、本発明の放熱性材料は、金属めっき皮膜をマトリックスとし、このマトリックス（金属マトリックス）中にダイヤモンド粒子が金属めっき皮膜の膜厚方向に対してその共析量が漸次変化するように共析した複合電気めっき皮膜を備えたものであり、ダイヤモンド粒子が金属マトリックス中に分散した複合電気めっき皮膜により基材（成形品）が被覆されるので、複雑な形状の基材（成形品）であってもその表面処理を容易に行うことができ、放熱性材料の形状の選択性、自由度の向上、薄型化が可能となり、また、電気めっきによりめっき皮膜が形成されるので、基材の表面処理時に高温処理を必要とせず、例えば、高温処理に適さないプラスチック、ガラスなどの材質からなる成形品を基材とすることも可能となる。更に、放熱性には優れるが、例えば金属などの他の材料との物性の違いから、他の材料との親和性が比較的低いダイヤモンド粒子を金属めっき皮膜の膜厚方向に対してその共析量が漸次変化するように共析させたことによって、他の材料との親和性を高め、剥離し難いめっき皮膜や亀裂が発生し難いめっき皮膜としたり、放熱性材料の放熱性をより高めたり、放熱性材料の表面の耐摩耗性を向上させたり、表面強度をより向上させたり、内部構造体を保護することが可能となった。

次に、本発明の放熱性材料の複合電気めっき皮膜を形成するダイヤモンド粒子、金属めっき皮膜についてより詳細に説明する。

本発明において用いるダイヤモンド粒子としては、例えば、後述する実施例のように市販のダイヤモンド粒子を適宜選定して使用することができ、その平均粒径は、適宜選定することができるが、好ましくは０．０１〜３５０μｍ、より好ましくは１〜２５０μｍ、更に好ましくは１５〜２００μｍである。平均粒径が大きすぎると、皮膜厚みに対する充填密度が小さくなる場合があり、小さすぎると、充填密度が大きくなり、皮膜強度が弱くなる場合がある。なお、ダイヤモンド粒子の平均粒径の測定方法は、レーザー回析式粒度分布測定法による。

本発明の複合電気めっき皮膜の金属マトリックスを形成する金属源としては、特に制限されるものでないが、例えば、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、錫（Ｓｎ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、クロム（Ｃｒ）などが好適であり、熱伝導性を考慮すれば、これらの中でもニッケル、銅、銀がより好適であり、特に、ニッケル、銅が好適である。これらは１種単独で又は２種以上を適宜組み合わせて使用することができる。

金属マトリックス中のダイヤモンド粒子の共析量（分散量）は、特に制限されるものではないが、皮膜強度、靭性、展延性、硬度、機械的強度などを考慮すれば、好適な共析量としては、皮膜全体における共析量が、１〜４５ｖｏｌ％、好ましくは１〜４０ｖｏｌ％、より好ましくは２〜３５ｖｏｌ％、更に好ましくは３〜２５ｖｏｌ％、より更に好ましくは５〜２５ｖｏｌ％、特に好ましくは５〜２０ｖｏｌ％である。また、複合電気めっき皮膜の膜厚は、適宜選定することができるが、好ましくは１〜５０００μｍ、より好ましくは３〜２０００μｍ、更に好ましくは５〜１０００μｍである。

本発明において金属マトリックス中のダイヤモンド粒子の共析量を変化させる手段は、特に制限されるものではないが、以下、めっき浴（又は、「めっき液」）の種類に分けて、具体的な手段を例示する。本発明において好適なニッケルめっき浴の組成例は、例えば、硫酸ニッケル２４０ｇ／リットル、塩化ニッケル４０ｇ／リットル、ホウ酸３５ｇ／リットルであり、本発明において好適なめっき条件としては、例えば、めっき浴の温度は５０℃、ｐＨは４．２、電流密度は０．１〜８Ａ／ｄｍ^２とし、撹拌速度を例えば５０〜６００ｒｐｍの範囲で変動をさせる。使用するダイヤモンド粒子として、例えば、平均粒径２５μｍのダイヤモンド粒子を１〜１５０ｇ／リットルとなるように上記めっき液中に分散させる。そして、めっき処理時間は、１０〜１５００分と変動させると、所定のめっき皮膜厚の複合電気めっき皮膜を形成させることができる。より具体的には、例えば、平均粒径２５μｍのダイヤモンド粒子を５０ｇ／リットルとなるように上記ニッケルめっき液中に分散させ、電流密度を８Ａ／ｄｍ^２一定にして、撹拌速度を５０〜６００ｒｐｍと徐々に変化させることにより、液中のダイヤモンド粒子の分散量を調節しながら電気めっきを行うと、複合電気めっき皮膜中のダイヤモンド粒子の共析量は、０．５〜２６ｖｏｌ％（０．３〜１１．５ｗｔ％）の範囲で徐々に変化する。このようにして、例えば、総めっき皮膜厚みが５００μｍの複合電気めっき皮膜を形成することができる。一方、例えば、平均粒径９０μｍのダイヤモンド粒子を１〜１００ｇ／リットルとなるように上記ニッケルめっき液中に分散させ、撹拌速度を３０〜６００ｒｐｍと徐々に変化させ、その途中で電流密度を１〜８Ａ／ｄｍ^２まで変動させて、めっきを行うと、複合電気めっき皮膜中のダイヤモンド粒子の共析密度を０．３〜３５ｖｏｌ％（０．１〜１８ｗｔ％）の範囲で徐々に変化させることができる。また、例えば、平均粒径３μｍのダイヤモンド粒子を１〜１００ｇ／リットルとなるように上記ニッケルめっき液中に分散させ、撹拌速度を３０〜６００ｒｐｍと徐々に変化させ、その途中で電流密度を１〜８Ａ／ｄｍ^２まで変動させて、めっきを行うと、複合電気めっき皮膜中のダイヤモンド粒子の共析密度を０．１〜３７ｖｏｌ％（０．０５〜１９ｗｔ％）の範囲で徐々に変化させることができる。

一方、本発明において好適な銅めっき浴の組成例は、例えば、硫酸銅２２０ｇ／リットル、硫酸６０ｍｌ／リットルであり、好適なめっき条件としては、例えば、めっき浴温度は２５℃、電流密度は０．１〜１０Ａ／ｄｍ^２とし、例えば、撹拌速度を５０〜６００ｒｐｍと変動させる。例えば、平均粒径２５μｍのダイヤモンド粒子を５０ｇ／リットルとなるように硫酸銅めっき液中に分散させ、電流密度を４Ａ／ｄｍ^２一定にして、撹拌速度を５０〜６００ｒｐｍと徐々に変化させることにより、液中のダイヤモンド粒子の分散量を調整しながら電気めっきを行うと、複合電気めっき皮膜中のダイヤモンド粒子の共析密度を０．５〜１８ｖｏｌ％（０．３〜７ｗｔ％）の範囲で徐々に変化させることができる。このようにして、例えば、総めっき皮膜厚みが５００μｍの複合電気めっき皮膜を形成することができる。一方、平均粒径９０μｍのダイヤモンド粒子を１〜１００ｇ／リットルとなるように上記銅めっき液中に分散させ、撹拌速度を３０〜６００ｒｐｍと徐々に変化させ、その途中で電流密度を１〜１０Ａ／ｄｍ^２までを変動させて、めっきを行うと、複合電気めっき皮膜中のダイヤモンド粒子の共析密度を、０．３〜２３ｖｏｌ％（０．１〜１２ｗｔ％）の範囲で徐々に変化させることができる。また、平均粒径３μｍのダイヤモンド粒子を１〜１００ｇ／リットルとなるように上記銅めっき液中に分散させ、撹拌速度を３０〜６００ｒｐｍと徐々に変化させ、その途中で電流密度を１〜１０Ａ／ｄｍ^２まで変動させて、めっきを行うと、複合電気めっき皮膜中のダイヤモンド粒子の共析密度を０．１〜２５ｖｏｌ％（０．０５〜１３ｗｔ％）の範囲で徐々に変化させることができる。

次に、本発明の放熱性材料の皮膜構成について、より詳細に説明する。本発明の放熱性材料は、金属めっき皮膜をマトリックスとし、この金属マトリックス中にダイヤモンド粒子が金属めっき皮膜の膜厚方向に対してその共析量が漸次変化するように共析した複合電気めっき皮膜を備えたものである。ここで、本発明の複合電気めっき皮膜において、金属めっき皮膜からなるマトリックス中のダイヤモンド粒子の共析量（分散量）が漸次変化するとは、連続的に共析量が増減していても良く、共析量がある程度段階的に増加、減少しても良いが、皮膜の膜厚方向に対してダイヤモンド粒子の共析量が連続的に変化した複合電気めっき皮膜とすると、より好適である。なお、本発明の場合、一層のめっき皮膜中において、皮膜の膜厚方向に対してダイヤモンド粒子の共析量が漸次増減しており、ダイヤモンド粒子の共析量が異なる２層以上のめっき皮膜を積層した場合と比べて、皮膜の厚みの中に層状が存在しないので、膜間の剥離や層間の剥離が生じるという問題もなく、優れた機械的特性を示すことができる。

以下、本発明の放熱性材料のより具体的な構成を、図面を参照にして説明する。図１、図２、図３、図４は、それぞれ本発明の放熱性材料の第一構成例〜第四構成例を説明するために各放熱性材料の一部分の縦断面の構成を模式的に示した概略縦断面図であり、図中、Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４は、それぞれ放熱性材料、１１，１２，１３，１４は、それぞれ複合電気めっき皮膜、２は金属めっき皮膜（金属マトリックス）、３はダイヤモンド粒子、４は複合電気めっき皮膜が形成された基材、図２中の５は、表面金属めっき皮膜である。本発明の放熱性材料の第一構成例は、図１に示す放熱性材料Ａ１のように、金属めっき皮膜２からなるマトリックス中のダイヤモンド粒子３の共析量（分散量）が、基材側１ａから皮膜表面側１ｂに向けて漸次増加しためっき構成を備えたものであり、このような構成によれば、ダイヤモンドの持つ物理特性の内でも特に熱振動が伝わりやすいという特性によって、熱伝導性が非常に優れる放熱性材料が得られ、放熱性の効果が認められる。

ここで、この第一構成例のようなめっき構成の場合、金属めっき皮膜２からなるマトリックス中のダイヤモンド粒子３の共析量（分散量）は、基材側１ａから皮膜表面側１ｂに向けて漸次増加していれば良いが、基材との境界部分（基材側１ａ）の共析量が好ましくは０％であり、徐々にダイヤモンド粒子を共析していく場合は、０．３ｖｏｌ％から徐々に共析量を増加させ、複合電気めっき皮膜表面側１ｂの近辺では、少なくとも２０ｖｏｌ％、好ましくは３５ｖｏｌ％以上を共析させると、好適であり、より詳細には、好ましくは１０〜５０ｖｏｌ％、より好ましくは１５〜４０ｖｏｌ％、更に好ましくは１５〜３５ｖｏｌ％である。なお、ダイヤモンド粒子の平均粒径を上述した金属マトリックス中のダイヤモンド粒子の共析量を変化させる手段において、例示した平均粒径２５μｍのダイヤモンド粒子よりも更に小さなもの、例えば、３μｍのものを使用すると、複合電気めっき皮膜中へのダイヤモンド粒子の充填率が上昇するが、めっき皮膜自身の強度が小さくなる場合がある。また、熱振動は接触するダイヤモンド粒子同士間で生じることが望ましいことから、複合電気めっき皮膜中に共析しているダイヤモンド粒子は極力接触している状態であることが望ましい。ここで、本発明においてダイヤモンド粒子が複合電気めっき皮膜中で接触するようにする手段は、特に制限されるものではないが、例えば、攪拌速度をコントロールする手段が挙げられる。より具体的には、例えば、弱い攪拌で接触させる、強い攪拌で離れさせる、そのように接触部分をコントロールするという手段が挙げられる。また、例えば、この第一構成例のようなめっき構成の場合であれば、上述したように、ダイヤモンド粒子を徐々に共析量を増加させて、複合電気めっき皮膜表面側１ｂの近辺で、少なくとも２０ｖｏｌ％、好ましくは３５ｖｏｌ％以上を共析させることによって、特に、複合電気めっき皮膜表面側１ｂの近辺でダイヤモンド粒子同士が接触している部分が生じ易くなる。以下の第二構成例〜第四構成例についても、同様にダイヤモンド粒子の共析量が増加した箇所において、このような共析量とすることによって、特に、ダイヤモンド粒子の共析量が増加した箇所においてダイヤモンド粒子同士が接触している部分が生じ易くなる。

このように複合電気めっき皮膜中にダイヤモンド粒子同士が互いに接触している共析状態を、図８及び図９を参照して説明する。図８は、ダイヤモンド粒子同士が互いに接触している共析状態を説明する参考例として放熱性材料Ａ７の一部分の縦断面の構成を模式的に示した概略縦断面図であり、図９は、ダイヤモンド粒子の接触状態を説明するために、図８中のＺ部分（複合電気めっき皮膜１５の縦断面の一部）を拡大して模式的に示した複合電気めっき皮膜１５の一部拡大縦断面図である。放熱性材料Ａ７は、第一構成例の放熱性材料Ａ１の複合電気めっき皮膜１１に替えて、金属めっき皮膜２からなるマトリックス中のダイヤモンド粒子３の共析量（分散量）を基材側１ａから皮膜表面側１ｂに向けて変化しておらず、金属めっき皮膜２全体で観ると、ダイヤモンド粒子３が皮膜の膜厚方向（図中矢印ａ）では均一となるように共析し、且つ図９に示すように、金属めっき皮膜２からなるマトリックス中にダイヤモンド粒子３が互いに接触している部分が生じている複合電気めっき皮膜１５を備えたものであり、ダイヤモンド粒子３がこのような状態でマトリックス中に共析することによって、接触するダイヤモンド粒子３同士間で熱振動が生じ、後述する実験例１及び実験例２の結果で示されるように、金属めっき皮膜２からなるマトリックス中にダイヤモンド粒子３が互いに接触しない状態で共析した場合に比べて、放熱性を向上させることができる。なお、このような複合金属めっき皮膜１５の場合、金属めっき皮膜２からなるマトリックス中のダイヤモンド粒子の共析量（分散量）は、複合金属めっき皮膜１５全体（全容量）に対して、少なくとも２０ｖｏｌ％を共析させると、金属めっき皮膜２全体で観ると、ダイヤモンド粒子３が皮膜の膜厚方向では均一であるが、金属めっき皮膜２からなるマトリックス中の少なくとも一部にダイヤモンド粒子３が互いに接触している部分が生じている複合電気めっき皮膜が得られ易くなるので、より好適である。

本発明の複合電気めっき皮膜において、マトリックス中でダイヤモンド粒子同士が接触している共析状態としては、その接触形態が特に制限されるものではなく、例えば、膜の縦断面を観察した場合、ダイヤモンド粒子が膜厚方向（図８中の矢印ａ）、即ち、膜の高さ方向でのみ連続するように互いに接触した共析部分が生じたものであったり、膜の横方向（図８中の矢印ｂ）、即ち、断面図上は左右方向又は膜の幅方向で隣接したダイヤモンド粒子でのみ接触して適宜長さで連続した共析状態であってもよいが、例えば、図９の参考例を参照して説明すると、ダイヤモンド粒子が膜厚方向（図８中の矢印ａ）及び膜の横方向（図８中の矢印ｂ）で連続するように互いに接触した状態となった箇所を有するような共析状態であると、より好適である。また、接触した部分の割合も、特に制限されるものではないが、例えば、複合電気めっき皮膜を施した放熱性材料を縦方向に、即ち、膜厚方向に沿って切断し、その切断面の全部又は一部の膜構成を電子顕微鏡などの各種顕微鏡を用いて観察し、画像処理などによって金属マトリックス中のダイヤモンド粒子が膜厚方向及び／又は膜の幅方向で連続するように互いに接触した状態となったダイヤモンド粒子の割合を確認観測した場合、面積比率で観察部分全体に対して、好ましくは５〜８０％、より好ましくは１５〜６０％、更に好ましくは２０〜４５％であると、より好適である。接触部分の割合が小さすぎると、ダイヤモンド粒子同士の接触による作用効果が得られ難くなる場合があり、接触部分の割合が大きすぎると、複合電気めっき皮膜としての好適な特性が得られ難くなる場合がある。なお、このようなダイヤモンド粒子の接触状態については、以下の第二構成例〜第四構成例についても同様である。

本発明の第二構成例は、図２に示す放熱性材料Ａ２のように、第一構成例と同様に金属めっき皮膜２からなるマトリックス中のダイヤモンド粒子３の共析量（分散量）が、基材側１ａから皮膜表面側１ｂに向けて漸次増加したダイヤモンド共析皮膜１２ａの皮膜表面１２ｂにおいてダイヤモンド粒子３が露出しており、その露出しているダイヤモンド粒子３間の金属面に、更に、上述した複合電気めっき皮膜の金属めっき皮膜を形成する金属源とは異なる金属源、好ましくは、銅、金、銀、鉄など、より好ましくは金、銀などによりめっきをして、表面金属めっき皮膜５を形成して複合電気めっき皮膜１２としたものである。また、金属めっき皮膜２を形成する金属源と表面金属めっき皮膜５を形成する金属源との組み合わせとしては、それぞれ上記した好適な金属源を適宜組み合わせると好適であり、これらの中でも金属めっき皮膜２の金属源がニッケルで表面金属めっき皮膜５の金属源が金、金属めっき皮膜２の金属源が銅で表面金属めっき皮膜５の金属源が銀などの組み合わせがより好適である。

ここで、表面金属めっき皮膜５の厚みは、特に制限されるものではないが、ダイヤモンド粒径を考慮すれば、ダイヤモンド粒子３の平均粒径の４／５以下、より好ましくは、ダイヤモンド粒子３の平均粒径の１／２〜１／３であると、より好適である。更に、この第二構成例としては、表面金属めっき皮膜５の表面においてダイヤモンド粒子３の一部が露出していると、より好適であることから、更に好ましくは、ダイヤモンド共析皮膜１２ａの皮膜表面１２ｂにおいて露出しているダイヤモンド粒子３の平均粒径の４／５以下、更に好ましくは、露出しているダイヤモンド粒子３の平均粒径の１／２〜１／３であると、更に好適である。なお、ダイヤモンド共析皮膜１２ａの皮膜表面１２ｂにおいてダイヤモンド粒子３を露出させる方法は、特に制限されるものではないが、例えば、２０ｖｏｌ％以上共析するようにすると、好適である。

また、本発明の放熱性材料の第三構成例は、図３に示す放熱性材料Ａ３のように、金属めっき皮膜２からなるマトリックス中のダイヤモンド粒子３の共析量（分散量）が、基材側１ａから複合電気めっき皮膜表面側１ｂに向けて漸次減少しためっき構成を備えたものであり、このような構成によっても、上述した放熱性材料Ａ１と同様に、ダイヤモンドの持つ物理特性の内でも特に熱振動が伝わりやすいという特性によって、熱伝導性が非常に優れる放熱性材料が得られ、放熱性の効果が認められる。

ここで、この第三構成例のようなめっき構成の場合、金属めっき皮膜２からなるマトリックス中のダイヤモンド粒子３の共析量（分散量）は、基材側１ａから複合電気めっき皮膜表面側１ｂに向けて漸次減少していれば良いが、基材との境界部分（基材側１ａ）の共析量が、好ましくは１０〜５０ｖｏｌ％、より好ましくは１５〜４０ｖｏｌ％、更に好ましくは１５〜３５ｖｏｌ％であり、徐々にダイヤモンド粒子の共析量を減少していく場合は、他面の表面近辺では、ほぼダイヤモンド粒子の共析量を０ｖｏｌ％にさせると、より好適である。このような構成からなる放熱性材料Ａ３の表面からの外観は、通常の金属めっき面と同様に平滑性や光沢性に富んだものとなっている。

なお、共析量が漸次変化する放熱性材料としては、例えば、図４に示す第四構成例の放熱性材料Ａ４のように、金属めっき皮膜２からなるマトリックス中のダイヤモンド粒子３の共析量（分散量）が、基材側１ａから複合電気めっき皮膜の膜厚方向の中間部１ｃに向けて漸次増加し、更に、中間部１ｃから複合電気めっき皮膜表面側１ｂに向けて漸次減少しためっき構成を備えたものも挙げられる。このような構成は、断面構造的には、ダイヤモンド粒子を複合電気めっき皮膜層のほぼ中央に向けて充填密度を増加させた状態のものであり、強度的にも非常に優れた傾斜機能材料（ＦＧＭ、不均一分散系）であると言える。

ここで、この第四構成例のようなめっき構成の場合、金属めっき皮膜２からなるマトリックス中のダイヤモンド粒子３の共析量（分散量）は、基材側１ａから複合電気めっき皮膜の膜厚方向の中間部１ｃに向けて漸次増加し、更に、中間部１ｃから複合電気めっき皮膜表面側１ｂに向けて漸次減少していれば良いが、より好ましくは、基材との境界部分（基材側１ａ）の共析量が好ましくは０％、複合電気めっき皮膜の膜厚方向の中間部の共析量が好ましくは１０〜５０ｖｏｌ％、より好ましくは１５〜４０ｖｏｌ％、更に好ましくは１５〜３５ｖｏｌ％を共析し、複合電気めっき皮膜表面側１ｂの共析量が好ましくは０％となっているという構成が挙げられる。

本発明の放熱性材料は、上記複合電気めっき皮膜に適宜皮膜を積層したものであってもよく、例えば、図５に示す本発明の第五構成例の放熱性材料Ａ５のように、第一構成例と同様の複合電気めっき皮膜１１と基材４との間に金属めっき皮膜６を介装させたりすることもできる。このような構成例としては、基材４に金属めっき皮膜２の金属源とは異なった金属源による金属めっき皮膜６、例えば銅めっきを処理し、さらにダイヤモンド粒子３の充填密度割合を基材側１ａから皮膜表面側１ｂに向けて徐々に増加させる複合電気めっき皮膜１１を形成する。ここで、金属めっき皮膜６としては、熱振動による基材からの伝導性のよい金属めっき皮膜が好適であり、このような金属めっき皮膜としては、銅めっき皮膜や銀めっき皮膜などを挙げることができ、これらの中でもより好ましくは銅めっき皮膜がより好適である。また、基材がプラスチックやガラスなどの非導電性の材料であれば、後述するように、その表面に導電性の薄膜を処理した後、上記のように銅めっきやニッケルめっきを行い、この上にダイヤモンド粒子の共析量が基材側１ａから皮膜表面側１ｂに向けて徐々に増加する複合電気めっき皮膜を形成しても好適である。

更に、本発明の放熱性材料は、基材との間に金属めっき皮膜が介在した上記複合電気めっき皮膜の表面に更に金属めっき皮膜を積層したものであってもよく、このような構成によれば、傾斜機能めっき皮膜として放熱性部材の外観が必要な場合は、銀めっき、金めっきなどの貴金属めっき以外に銅めっきやニッケルめっきを処理して黒色化を行うことができる。

ここで、このようなめっき構成の場合、複合電気めっき皮膜の構成は、特に制限されるものではないが、例えば、機械的な強度を考慮すれば、複合電気めっき皮膜の金属マトリックスが硬質金属であれば、基材との間に介装される金属めっき皮膜としては、例えば、ニッケルを金属源とすると好適であり、ニッケルめっき皮膜の皮膜厚さとしては、複合電気めっき皮膜の膜厚の１／４〜１／３程度がより好適である。一方、複合電気めっき皮膜の金属マトリックスが軟質金属であれば、基材との間に介装される金属めっき皮膜としては、銅、銀を金属源とすると好適であり、これらにより形成される金属めっき皮膜の皮膜厚さとしては、複合電気めっき皮膜の膜厚の１／４〜１／３程度がより好適である。

本発明の放熱性材料は、種々の材料からなる成形品を基材として、その表面に上記複合電気めっき皮膜を容易に形成することができ、例えば、鉄、アルミニウムや銅もしくはそれらの合金の金属などからなる金属製成形品を基材とすることができる。

また、本発明の放熱性材料は、ガラス製成形品又はプラスチック製成形品を基材とすることもでき、これらの非金属材料を基材として用いると、軽量化や成形性の容易さなどに優れる放熱性材料を得ることができる。プラスチック材料として、より具体的には、例えば、特にＡＢＳ（アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン）樹脂、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂、ＰＣ／ＡＢＳ樹脂、ナイロン樹脂、変性ＰＰＯ（ノリル樹脂）などの汎用プラスチック、エンジニアリングプラスチックやスーパーエンジニアリングプラスチックなど、ガラス製成形品として、酸化物ガラス、特にケイ酸塩ガラス、リン酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラスなどを挙げることができるが、本発明の放熱性材料の場合、電気めっきにより複合めっきをすることから、特に、常温〜７０℃程度までの耐熱性を有するプラススチック、ガラスを材料とするプラスチック製成形品、ガラス製成形品を基材とする場合により好適である。

ガラス製成形品又はプラスチック製成形品を基材とする場合、複合電気めっき皮膜を形成する前に基材の表面処理を行うことが望ましく、例えば、基材表面にパラジウム（Ｐｄ）などの金属を吸着させるという表面処理などが挙げられる。より具体的には、例えば、図６に示す本発明の第六構成例の放熱性材料Ａ６のように、基材４の表面に凹部７を形成し、その後、Ｐｄ吸着層８を形成するという処理方法が挙げられる。この構成例の場合、Ｐｄ吸着層８の表面に第一構成例と同様の複合電気めっき皮膜１１を形成したものである。なお、このような表面処理の具体的方法としては、公知の方法を適宜採用することができ、例えば、成形品の表面をエッチング液によって化学的に粗化（凹凸）することによって、凹部７を形成し、残存したエッチング液を除去した後、Ｐｄ−Ｓｎ錯体などを用いてパラジウムを吸着させ、スズ塩を除去してパラジウムを金属化してＰｄ吸着層８を形成する方法などを挙げることができる。

なお、本発明の放熱性材料は、ガラス以外の電子材料に使用されているセラミックス、例えば、アルミナセラミックス、炭化ケイ素セラミックス、酸化亜鉛セラミックス、チタン酸バナジウムセラミックス、ジルコニウムセラミックスなどの各種セラミックス製成形品を基材とすることもでき、このようなセラミックス製成形品にも上述したような処理を行い、放熱性に優れた材料を提供できる。この場合も上記と同様にしてセラミックス製成形品の表面処理をした後、複合電気めっき皮膜を形成すると、より好適である。

ここで、本発明において、上述したような複合電気めっき皮膜を形成する装置は、特に制限されるものではないが、好適な装置として、図７に示すような電気めっき装置２０を挙げることができる。図７の電気めっき装置２０は、撹拌子２１を備えためっき槽２２中にダイヤモンド粒子３を分散させた所定のめっき液２３を満たし、そのめっき液中に直流電源２４の陽極に接続した陽極材料２５、２５、直流電源２４の陰極に接続した基材４を浸して、基材４の表面に複合電気めっき皮膜を形成するものである。

本発明の放熱性材料は、基材の形状の選択の自由度が大きいものであり、表面に凹凸が多く複雑な形状の成形品を基材として、その表面に上記複合電気めっき皮膜を容易に形成することができる。ここで、本発明の放熱性材料の基材としては、金属系では、例えば、アルミニウム、銅、真鍮などを基材とすることができ、非金属系では、上述したように、プラスチック、ガラス、セラッミックスなどを基材とすることができる。また、剥離し難い複合電気めっき皮膜を形成することができる。より具体的には、例えば、板材を基材とした放熱板のみならず、更に、円筒、角筒などの筒状基材の内壁又は外壁に複合電気めっき皮膜を形成することもできる。

ここで、基材をダイヤモンド粒子が共析した複合電気めっき皮膜により被覆して放熱性材料として使用する場合、複合電気めっき皮膜による放熱性が向上するように、複合電気めっき皮膜による熱伝導性が向上していることが、望ましいが、本発明の放熱性材料は、後述する実施例及び実験例の結果に示すように、金属めっき皮膜中のダイヤモンド粒子の共析量を金属めっき皮膜の膜厚方向に対して漸次変化させることによって、金属めっき皮膜中のダイヤモンド粒子の共析量が膜厚方向に対して変化しない複合電気めっき皮膜に比べて、複合電気めっき皮膜による放熱性を向上させることが可能となったものであり、例えば、所望の放熱性を有する放熱性材料を得ようとした場合、金属めっき皮膜中のダイヤモンド粒子の共析量が膜厚方向に対して変化しない場合よりも金属めっき皮膜中におけるダイヤモンド粒子の全共析量、即ち、皮膜全体における共析量を減少させることも可能となる。そして、本発明の放熱性材料は、その物性などが特に制限されるものではないが、放熱性材料として機能することを考慮すれば、基材を取り除いた放熱性材料の熱伝導率は、例えば、金属めっき皮膜を形成する金属源として銅を使用した複合電気めっき皮膜であれば、後述する実施例と同様に基材を取り除いて熱伝導率を測定し、５点測定値の下限と上限を除く３点の測定値の平均値が、３００〜７５０Ｗ／ｍｋであると、より好適であり、ニッケルを金属源とした複合電気めっき皮膜は、同様の熱伝導率の平均値が１００〜２００Ｗ／ｍｋであると、より好適である。

本発明の放熱性材料は、種々の形状、材料を基材とし、これに傾斜機能を有する複合電気めっき皮膜を形成したものであるので、例えば、電子部品、半導体装置の発熱部位と他の部位との間に介装する放熱板、熱交換器部品としての放熱板、ヒートシンク、放熱フィンや薄型テレビの放熱板、放熱シャーシやフレーム、パワーモジュールの放熱板やヒートシンク、発光ダイオードやＬＥＤなどの光学装置の放熱板、エンジンのラジエターなどとして好適に使用することができる。また、携帯電話機の放熱板、パーソナルコンピュータの放熱板としても好適である。特に、本発明の場合、放熱性材料自体の薄膜化、軽量化が可能である。

なお、本発明は、上記構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更することができる。

以下、実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。

［実施例１］
図７に示した電気めっき装置（陽極材料は、電解ニッケル板）を使用し、基材としてステンレス板（２０ｍｍ×２０ｍｍ×０．５ｍｍ）を使用して、下記操作方法によって、実施例１の放熱性材料を得た。

＜操作方法＞
エレメントシックス社製の平均粒径２５μｍのダイヤモンド粒子を下記表１に示す組成からなるニッケルめっき液中に分散量５０ｇ／リットルとなるように分散させた。電流密度８Ａ／ｄｍ^２、めっき処理時間３００分とし、所定の総めっき皮膜厚み５００μｍの複合電気めっき皮膜を得た。複合電気めっき皮膜形成過程において撹拌速度を５００ｒｐｍから１５０ｒｐｍに徐々に変化させ、ダイヤモンド粒子の共析密度が基材表面側から皮膜表面側に向けて０ｖｏｌ％から３５ｖｏｌ％に漸次増加した傾斜機能皮膜（複合電気めっき皮膜）が基材表面に形成された実施例１の放熱性材料を得た。この放熱性材料を縦方向に、即ち、膜厚方向に沿って切断し、その断面（膜の縦断面）を電子顕微鏡を用いて観察したところ、膜厚方向（膜の高さ方向）及び膜の幅方向（膜の横方向）でダイヤモンド粒子同士が接触していることが認められ、その接触状態を画像処理にて確認観測したところ、面積比率にして複合電気めっき皮膜全体の１／５程度（約２０％）の部分において、ダイヤモンド粒子が接触していることが認められた。この実施例１の傾斜機能皮膜（複合電気めっき皮膜）の熱伝導率を評価するために（以下の実施例も同様）、この放熱性材料から基材を取り除き、その熱伝導率を、熱伝導率測定器（ＵＬＶＡＣ社製、ＴＣ−７０００型）を用いて、室温２２〜２４℃、湿度３８〜４５％で測定した。結果を表１に併記する。なお、以下の表において、平均値は、５点の測定値の下限値と上限値を除く３点の測定値の平均値である。また、実施例１の放熱性材料の放熱状態を評価するために（以下の実施例も同様）、赤外線サーモグラフィ測定器（アビステ社製、ＦＳＶ−１１００−Ｌ８）を用いて、実施例１の放熱性材料が加熱ヒータ温度２１０℃、室温２１〜２５℃、湿度３５〜４１％で表１に示す一定温度に達するまでの時間を測定した。結果を表１に併記する。

［実施例２］
図７に示した電気めっき装置（陽極材料は、電解銅板）を使用し、基材としてステンレス板（２０ｍｍ×２０ｍｍ×０．５ｍｍ）を使用して、下記操作方法によって、実施例２の放熱性材料を得た。

＜操作方法＞
エレメントシックス社製の平均粒径２５μｍのダイヤモンド粒子を下記表２に示す組成からなる銅めっき液中に分散量５０ｇ／リットルとなるように分散させた。電流密度０．１〜６Ａ／ｄｍ^２、めっき処理時間５４０分とし、所定の総めっき皮膜厚み５００μｍの複合電気めっき皮膜を得た。複合電気めっき皮膜形成過程において撹拌速度を６００ｒｐｍから５０ｒｐｍに徐々に変化させ、ダイヤモンド粒子の共析密度が基材表面側から皮膜表面側に向けて０ｖｏｌ％から２５ｖｏｌ％に漸次増加した傾斜機能皮膜（複合電気めっき皮膜）が基材表面に形成された実施例２の放熱性材料を得た。この放熱性材料を実施例１と同様にして観察したところ、複合電気めっき皮膜全体（面積比率）の１／４程度（約２５％）の部分において、膜厚方向及び膜の幅方向でダイヤモンド粒子同士が接触していることが認められた。この放熱性材料から基材を取り除き、その熱伝導率を、熱伝導率測定器（ＵＬＶＡＣ社製、ＴＣ−７０００型）を用いて、室温２２〜２４℃、湿度３８〜４５％で測定した。結果を表２に併記する。また、赤外線サーモグラフィ測定器（アビステ社製、ＦＳＶ−１１００−Ｌ８）を用いて、実施例２の放熱性材料が加熱ヒータ温度２１０℃、室温２１〜２５℃、湿度３５〜４１％で表２に示す一定温度に達するまでの時間を測定した。結果を表２に併記する。

［実施例３］
図７に示した電気めっき装置（陽極材料は、電解ニッケル板）を使用し、基材としてステンレス板（２０ｍｍ×２０ｍｍ×０．５ｍｍ）を使用して、下記操作方法によって、実施例３の放熱性材料を得た。

＜操作方法＞
エレメントシックス社製の平均粒径２５μｍのダイヤモンド粒子を下記表３に示す組成からなるニッケルめっき液中に分散量５０ｇ／リットルとなるように分散させた。電流密度８Ａ／ｄｍ^２、めっき処理時間２９０分とし、所定のめっき皮膜厚み４９０μｍの複合電気めっき皮膜を得た。複合電気めっき皮膜形成過程において撹拌速度を５００ｒｐｍから１５０ｒｐｍに徐々に変化させ、ダイヤモンド粒子の共析密度が基材表面側から皮膜表面側に向けて０ｖｏｌ％から３５ｖｏｌ％に漸次増加した傾斜機能皮膜（ダイヤモンド共析皮膜）を基材表面に形成した。次に、この傾斜機能皮膜（ダイヤモンド共析皮膜）から露出したダイヤモンド粒子間に、下記表３に示す組成からなる銅めっき浴を用いて、電流密度２Ａ／ｄｍ^２、めっき処理時間２０分において銅めっきを行い、所定の皮膜厚み１０μｍの表面銅めっき皮膜を形成して実施例３の放熱性材料を得た。総めっき皮膜厚みは所定の５００μｍとなった。この放熱性材料を実施例１と同様にして観察したところ、複合電気めっき皮膜全体（面積比率）の１／４程度（約２５％）の部分において、膜厚方向及び膜の幅方向でダイヤモンド粒子同士が接触していることが認められた。実施例３の放熱性材料から基材を取り除き、熱伝導率を上記実施例１と同様に測定した。また、実施例３の放熱性材料が表３に示す一定温度に達するまでの時間を上記実施例１と同様に測定した。結果を表３に併記する。

［実施例４］
図７に示した電気めっき装置（陽極材料は、電解ニッケル板）を使用し、基材としてステンレス板（２０ｍｍ×２０ｍｍ×０．５ｍｍ）を使用して、下記操作方法によって、実施例４の放熱性材料を得た。

＜操作方法＞
エレメントシックス社製の平均粒径２５μｍのダイヤモンド粒子を下記表３に示す組成からなるニッケルめっき液中に分散量５０ｇ／リットルとなるように分散させた。電流密度８Ａ／ｄｍ^２、めっき処理時間３００分とし、所定の総めっき皮膜厚み５００μｍの複合電気めっき皮膜を得た。複合電気めっき皮膜形成過程において撹拌速度を１５０ｒｐｍから５００ｒｐｍに徐々に変化させ、ダイヤモンド粒子の共析密度が基材表面側から皮膜表面側に向けて３５ｖｏｌ％から０ｖｏｌ％に漸次減少した傾斜機能皮膜（複合電気めっき皮膜）が基材表面に形成された実施例４の放熱性材料を得た。この放熱性材料を実施例１と同様にして観察したところ、複合電気めっき皮膜全体（面積比率）の１／４程度（約２５％）の部分において、膜厚方向及び膜の幅方向でダイヤモンド粒子同士が接触していることが認められた。実施例４の放熱性材料から基材を取り除き、熱伝導率を上記実施例１と同様に測定した。また、実施例４の放熱性材料が表４に示す一定温度に達するまでの時間を上記実施例１と同様に測定した。結果を表４に併記する。

［参考例１］
図７に示した電気めっき装置（陽極材料は、電解ニッケル板）を使用し、基材としてステンレス板（２０ｍｍ×２０ｍｍ×０．５ｍｍ）を使用して、下記操作方法によって、参考例１の放熱性材料を得た。

＜操作方法＞
エレメントシックス社製の平均粒径２５μｍのダイヤモンド粒子を下記表５に示す組成からなるニッケルめっき液中に分散量５０ｇ／リットルとなるように分散させた。電流密度８Ａ／ｄｍ^２、めっき処理時間３００分とし、所定の総めっき皮膜厚み５００μｍの複合電気めっき皮膜を得た。複合電気めっき皮膜形成過程において撹拌速度を５００ｒｐｍから１５０ｒｐｍに徐々に変化させ、そこから再び５００ｒｐｍに徐々に変化させ、ダイヤモンド粒子の共析密度が基材表面側から皮膜中間部に向けて０ｖｏｌ％から３５ｖｏｌ％、それから皮膜中間部から皮膜表面側に向けて３５ｖｏｌ％から０ｖｏｌ％へと漸次変動した傾斜機能皮膜（複合電気めっき皮膜）が基材表面に形成された参考例１の放熱性材料を得た。この放熱性材料を実施例１と同様にして観察したところ、複合電気めっき皮膜全体（面積比率）の１／５程度（約２０％）の部分において、膜厚方向及び膜の幅方向でダイヤモンド粒子同士が接触していることが認められた。参考例１の放熱性材料から基材を取り除き、熱伝導率を上記実施例１と同様に測定した。また、参考例１の放熱性材料が表５に示す一定温度に達するまでの時間を上記実施例１と同様に測定した。結果を表５に併記する。

［比較例１、２］
ニッケルめっき浴中にダイヤモンド粒子を分散させず、電流密度８Ａ／ｄｍ^２、撹拌速度４００ｒｐｍ一定、めっき処理時間３１０分として、実施例１の基材にめっき皮膜厚み５００μｍのニッケルめっき皮膜を形成し、比較例１の放熱性材料とした。更に、上記実施例２おいて、銅めっき浴中にダイヤモンド粒子を分散させず、電流密度４Ａ／ｄｍ^２、撹拌速度４００ｒｐｍ一定、めっき処理時間５３０分として、実施例１の基材にめっき皮膜厚み５００μｍの銅めっき皮膜を形成し、比較例２の放熱性材料とした。比較例１、比較例２の放熱性材料からそれぞれ基材を取り除き、熱伝導率を上記実施例１と同様に測定した。また、比較例１及び比較例２の放熱性材料が、それぞれ表６に示す一定温度に達するまでの時間を上記実施例１と同様に測定した。これらの結果を下記表６に示す。

［実験例１、２］
図７に示した電気めっき装置（陽極材料は、電解ニッケル板）を使用し、基材としてステンレス板（２０ｍｍ×２０ｍｍ×０．５ｍｍ）を使用して、下記操作方法によって、実験例１、２の放熱性材料を得た。

＜操作方法＞
実施例１において、撹拌速度を３００ｒｐｍ一定とし、めっき処理時間を２７０分、平均粒径２５μｍのダイヤモンド粒子をニッケルめっき液中に分散量１００ｇ／リットルとなるように分散させた以外は、実施例１と同様にしてダイヤモンド粒子の共析密度が３０ｖｏｌ％一定（皮膜全体における共析量が３０ｖｏｌ％）で基材表面側から皮膜表面側に向けて変化しない皮膜厚み５００μｍの複合電気めっき皮膜が基材表面に形成された実験例１の放熱性材料を得た。この放熱性材料を実施例１と同様に観察したところ、複合電気めっき皮膜全体（面積比率）の１／５程度（約２０％）の部分において、膜厚方向（膜の高さ方向）及び膜の幅方向（膜の横方向）でダイヤモンド粒子同士が接触していることが認められた。この実験例１の放熱性材料から基材が一定温度（１９５℃）に達するまでの時間を実施例１と同様に測定したところ、達成時間は２３８秒であった。次に、実験例１において、攪拌速度を５００ｒｐｍ一定とした以外は実験例１と同様にして、ダイヤモンド粒子の共析密度が３５ｖｏｌ％一定（皮膜全体における共析量が３５ｖｏｌ％）で基材表面側から皮膜表面側に向けて変化しない皮膜厚み５００μｍの複合電気めっき皮膜が基材表面に形成された実験例２の放熱性材料を得た。この放熱性材料を実施例１と同様に観察したところ、ダイヤモンド粒子同士の接触は認められなかった。この実験例２の放熱性材料から基材が一定温度（１９３℃）に達するまでの時間を実施例１と同様に測定したところ、達成時間は２５６秒であった。

実施例１、４と実験例１、２の放熱性材料における一定温度に達するまでの達成時間の測定結果によれば、実施例１、４の放熱性材料は、ダイヤモンド粒子が金属めっき皮膜中に共析した複合電気めっき皮膜として、ダイヤモンド粒子の共析密度が膜厚方向に向けて０〜３５ｖｏｌ％の間で漸次変化した傾斜機能皮膜（皮膜全体における共析量、即ち、全共析量は１７．５ｖｏｌ％）とすることによって、ダイヤモンド粒子の共析密度が膜厚方向に向けて変化しない複合電気めっき皮膜の約半分量の全共析量（皮膜全体における共析量）であっても同程度の熱伝導性が得られることが認められる。これらの結果によれば、実施例１、４の放熱性材料は、金属めっき皮膜中のダイヤモンド粒子の共析量を金属めっき皮膜の膜厚方向に対して漸次変化させることによって、ダイヤモンド粒子の共析量が金属めっき皮膜の膜厚方向に対して変化しない複合電気めっき皮膜よりも格段に優れた熱伝導性が得られ、ダイヤモンド粒子が共析した複合電気めっき皮膜による放熱性が向上したものであると認められる。なお、実験例１と実験例２の結果を比較すれば、ダイヤモンド粒子が金属めっき皮膜中に共析した複合電気めっき皮膜において、ダイヤモンド粒子が互いに接触した状態で共析していると、ダイヤモンド粒子が互いに接触しない状態で共析している場合に比べて、高い熱伝導性が得られ、放熱性が向上したことが認められる。

本発明の放熱性材料は、カーエレクトロニクス、情報家電、産業機器、バイオ、医療、モータースポーツ、航空宇宙、通信機器、中継基地局などの各分野において利用可能であり、その用途としては、パワートランジスタ用放熱基盤、ＬＥＤ用放熱基盤、制御用ドライバー基盤、電源用基盤、それらの熱拡散板などが挙げられ、部品としては、ヘッドランプ、照明器具、カーナビ、パーソナルコンピュータ、プロジェクタ、ＤＶＤ、エアコン、携帯電話、ディスプレイ、車両用のヒートシンクなどが挙げられる。

Ａ１〜Ａ７ 放熱性材料
１１，１２，１３，１４，１５ 複合電気めっき皮膜
１２ａ ダイヤモンド共析皮膜
１２ｂ （ダイヤモンド共析）皮膜表面
２ 金属めっき皮膜（金属マトリックス）
３ ダイヤモンド粒子
４ 基材
５，６ 表面金属めっき皮膜
ａ 膜厚方向
ｂ 膜の横方向

Claims (17)

1. 金属めっき皮膜をマトリックスとし、該マトリックス中にダイヤモンド粒子が上記金属めっき皮膜の膜厚方向に対してその共析量が漸次変化すると共に、上記金属めっき皮膜中の少なくとも一部において上記ダイヤモンド粒子が互いに接触した状態で共析した下記（１）又は（２）の複合電気めっき皮膜を備えたことを特徴とする放熱性材料。
   （１）上記マトリックス中の上記ダイヤモンド粒子の共析量が、上記複合電気めっき皮膜が形成された基材側から皮膜表面側に向けて漸次増加した複合電気めっき皮膜
   （２）上記マトリックス中の上記ダイヤモンド粒子の共析量が、上記複合電気めっき皮膜で被覆された基材側から皮膜表面側に向けて漸次減少した複合電気めっき皮膜
2. 上記ダイヤモンド粒子のレーザー回析式粒度分布測定法による平均粒径が、１５〜２００μｍである請求項１に記載の放熱性材料。
3. 上記金属めっき皮膜中において上記ダイヤモンド粒子が、上記金属めっき皮膜の膜厚方向断面を画像処理して観測した時に接触状態のダイヤモンド粒子の割合が面積比率で観察部分全体に対して１５〜６０％となるように互いに接触した状態で共析した請求項１又は２に記載の放熱性材料。
4. 上記複合電気めっき皮膜を形成する上記ダイヤモンド粒子が分散しためっき液の撹拌速度を徐々に変化させて電気めっきを行うことにより、又は、攪拌速度を徐々に変化させ、その途中で電流密度を変動させて電気めっきを行うことにより、上記マトリックス中の上記ダイヤモンド粒子の共析量が上記金属めっき皮膜の膜厚方向に対して漸次変化した請求項１、２又は３に記載の放熱性材料。
5. 上記複合電気めっき皮膜が、上記マトリックス中の上記ダイヤモンド粒子の共析量が上記複合電気めっき皮膜が形成される基材側から皮膜表面側に向けて漸次増加すると共に、上記ダイヤモンド粒子が上記複合電気めっき皮膜表面に露出し、該皮膜表面に、更に、上記金属めっき皮膜を形成する金属源とは異なる金属源による表面金属めっき皮膜を備えた請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放熱性材料。
6. 上記表面金属めっき皮膜の厚みが、上記ダイヤモンド粒子の平均粒径の１／２〜１／３である請求項５に記載の放熱性材料。
7. 上記表面金属めっき皮膜を形成する金属源が、銅、銀、金又は鉄である請求項５又は６に記載の放熱性材料。
8. 上記複合電気めっき皮膜の膜厚が１〜５０００μｍである請求項１乃至７のいずれか１項に記載の放熱性材料。
9. 上記金属めっき皮膜を形成する金属源が、銅、ニッケル、金、銀、錫、コバルト、鉄、亜鉛、クロムから選ばれる１種又は２種以上である請求項１乃至８のいずれか１項に記載の放熱性材料。
10. ガラス製成形品を上記複合電気めっき皮膜で被覆される基材とした請求項１乃至９のいずれか１項に記載の放熱性材料。
11. プラスチック製成形品を上記複合電気めっき皮膜で被覆される基材とした請求項１乃至９のいずれか１項に記載の放熱性材料。
12. 半導体装置の放熱性材料として使用された請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の放熱性材料。
13. 携帯電話機又はパーソナルコンピュータの放熱性材料として使用された請求項１２に記載の放熱性材料。
14. 光学装置の放熱性材料として使用された請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の放熱性材料。
15. 更に、上記複合電気めっき皮膜と上記基材との間に、該複合電気めっき皮膜の上記金属めっき皮膜を形成する金属源とは異なる金属源による金属めっき皮膜を介装させた１乃至１４のいずれか１項に記載の放熱性材料。
16. 上記金属めっき皮膜の膜厚が上記複合電気めっき皮膜の膜厚の１／４〜１／３である請求項１５に記載の放熱性材料。
17. 上記金属めっき皮膜中の上記ダイヤモンド粒子の共析量を上記金属めっき皮膜の膜厚方向に対して漸次変化させることによって、ダイヤモンド粒子が共析した複合電気めっき皮膜による放熱性が向上した請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の放熱性材料。

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