JP5733009B2 - 樹脂成形品 - Google Patents

Description

本発明は、放熱特性に優れた樹脂成形品に関する。

近年、各種電気・電子機器の高性能化・小型軽量化が進んでおり、実装部品、あるいは周囲部品の発熱によって機器が高温状態にさらされるため、各種部材の劣化や実装部品の機能低下の懸念がある。特に、自動車の制御システムは、従来、機械的に動作していた各部の機構を電動化し、それらを電気的に連携させ制御する方式へ移行しつつあり、電子部品はより分散してより熱源に近い位置に配置される傾向にある。更に、パワートレインの電動化の流れの中で、実装部品そのものに対する高出力化（高電圧化、大電流化）、コンパクト化の要求も増大の一途を辿っており、発熱量も急速に増大している。このような高発熱化、高温化の傾向は、車載機器に限らず、あらゆる電気・電子機器において同様に見受けられ、また、益々顕著になると予想される。そのような状況に対応するため、電気・電子機器を構成する各部材の放熱特性を向上させる技術への要求が高まっている。

その対策として、特許文献１には、高温のバスバーから放熱プレートへの熱伝導度が高く、熱伝導度の低下のない高い冷却効率が維持されるバスバーの放熱プレートへの取り付け構造が開示されている。この技術では、金属製の放熱プレートには、ねじ穴を有する凸部を形成し、バスバーには、この凸部が嵌挿される穴を形成する。そして、バスバーの穴に放熱プレートの凸部を嵌挿させ、バスバーと放熱プレートとを絶縁部材を介して当接し、ねじ穴にねじを螺合して締結するというものである。

一方、熱可塑性樹脂成形品は、多くの電気・電子機器において、構造部材等に用いられている。熱可塑性樹脂成形品は、絶縁性であるため、熱可塑性樹脂成形品を、従来金属材料が用いられていた構造部材等に適用することで、構造部材等の絶縁構造を簡略化することができる。これにより、構造部材等の成形加工性が向上し、コストダウン、ならびに軽量化することができる。

しかし、熱可塑性樹脂成形品の熱伝導率は、約０．３〜０．６Ｗ／ｍ・Ｋであり、金属材料やセラミック材料に比べて非常に低い。また成形性の観点から、樹脂層の厚みが所定厚み以上必要であるため、放熱性の観点からその適用範囲が制限される。

そのため、熱可塑性樹脂成形品の熱伝導率を高めるため、樹脂よりも熱伝導率の高い充填材を添加し、高熱伝導化、高放熱化がされている。一般には熱伝導率の高い、金属やカーボンなどの導電性物質を充填する。絶縁性の充填材としては、タルク、シリカ、アルミナ、マグネシア等が挙げられる。高い熱伝導率を有する物質を体積分率で多く充填するほど、熱伝導率を向上させることができる。しかし、これらの充填材を添加することにより、成形性、機械特性、絶縁性が低下する。また、充填材の種類によっても、特性、特徴は種々異なり、目的に合った充填材の組合せや配合の調整が必要になる。

特開２００６−２１７７３６号公報

しかしながら、特許文献１に記載される技術では、放熱プレートにねじ穴を有する凸部を形成する加工工数や、バスバーと放熱プレートとの間に絶縁部材（例えば、絶縁シートや絶縁グリス）を介在させるという組み付け工数が増加するという問題がある。またバスバーと放熱プレートとの間に介在させる絶縁部材の種類によっては、放熱特性が不十分となるという問題もある。

一方、熱可塑性樹脂成形品では、その熱伝導性を考慮すると、放熱部の樹脂層の厚みは、絶縁性を確保できる範囲で薄くすることが望ましい。しかしながら、熱可塑性樹脂の流動性が悪い場合、薄肉部に熱可塑性樹脂が十分に充填しなかったり、ウェルドが生じたりすることにより、信頼性が低下してしまう。このため、熱可塑性樹脂には、熱伝導性と共に高い流動性が要求される。

本発明が解決しようとする課題は、放熱性を付与するための加工工数や組み付け工数が少なく、かつ、放熱特性の良好な樹脂成形品を提供することである。

本発明は、電気配線用金属部材をインサート部品として有し、電気配線用金属部材の一部が電気絶縁性の熱可塑性樹脂からなる樹脂成形部に埋設されるようにインサート成形された樹脂成形品を対象とする。本発明において、電気配線用金属部材の材質や形状は、特に限定されるものではない。例えば、銅材やアルミニウム材を使用することができる。銅材を使用した場合は、電気抵抗が非常に小さいため、電流による発熱量を小さくすることができる。一方、電子部品の小型化、軽量化のために、銅材の体積（厚みや面積）を低減したり、軽量なアルミニウム材に変更したいという要求がある。このため、電気抵抗が従来よりも大きくなり、通電による発熱量が大きくなってきている。

本発明では、電気配線用金属部材の一部が、第１熱可塑性樹脂からなる第１樹脂成形部内に直接埋設されている。さらに、第１樹脂成形部の一部が第１熱可塑性樹脂より熱伝導率の低い第２熱可塑性樹脂からなる第２樹脂成形部内に埋設されて、電気配線用金属部材、第１樹脂成形部及び第２樹脂成形部が一体化されている。また、第１樹脂成形部の一部を第２樹脂成形部内に埋設する代わりに、電気配線用金属部材の残部の全部または一部が第２熱可塑性樹脂からなる第２樹脂成形部内に埋設されて、電気配線用金属部材、第１樹脂成形部及び第２樹脂成形部を一体化してもよい。これらの構成にすると、放熱性を付与するための加工工数や組み付け工数を少なくすることができるため、第１熱可塑性樹脂の使用量を低減することができ、また樹脂成形品のコストを低減することができる。また、本発明の樹脂成形品は、熱可塑性樹脂にて成形を行うことにより、自由な形状に設計することができ、また製造工程も簡単なことから、低コストで製造することができる。

また、電気配線用金属部材に制御用電子部品が近接して配置される場合に、電気配線用金属部材の熱が、第１熱可塑性樹脂を通して制御用電子部品側へ伝わってしまうと、温度上昇による制御不良を起こすおそれがある。そこで本発明では、放熱に関与しない箇所においては、電気配線用金属部材と一体化した第１熱可塑性樹脂を、第１熱可塑性樹脂より熱伝導率が低い第２熱可塑性樹脂にて一体化することによって、制御用電子部品に伝わる熱を抑制することができる。

さらに、本発明では、第１樹脂成形部及び第２樹脂成形部に埋設されず外部に露出した箇所を有し、当該箇所の露出表面から電気配線用金属部材に至るまでの第１熱可塑性樹脂により形成された熱可塑性樹脂層の厚みが０．４ｍｍ以上１ｍｍ以下となっている。このように第１熱可塑性樹脂により形成された樹脂層が外部に露出することにより、当該樹脂層を放熱部材に直接接触させることができ、電気配線用金属部材の熱を放熱部材に伝達することができる。また、熱可塑性樹脂層の厚みをこのような厚み寸法にすることにより、高温になった電気配線用金属部材の熱が樹脂層を介して放熱されるため、十分な放熱特性を確保することができる。

なお、放熱部材は、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金を使用することができる。アルミニウムやアルミニウム合金は、加工性が良く、コストが低く、錆び難く、熱伝導率が高い等の利点があるため、放熱板として適している。また、放熱部材の形状は、単なる平板でもよいが、冷却効率を高めるために、厚みを４〜１０ｍｍ程度とし、樹脂絶縁層と接する面の反対面に冷却フィンのような形状を施すこともできる。

第１樹脂成形部を構成する第１熱可塑性樹脂には、熱伝導率が１．２Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱可塑性樹脂を用いるのが好ましい。前述のように電気配線用金属部材は発熱量が大きくなる傾向があるため、熱伝導率が１．２Ｗ／ｍ・Ｋ以上である第１熱可塑性樹脂に電気配線用金属部材を埋設して保持することにより、熱伝導率が比較的高い第１熱可塑性樹脂の樹脂層を介して電気配線用金属部材の熱を確実に放熱することができる。

第１熱可塑性樹脂は、特に限定されるものではないが、好ましくは、マトリックス樹脂と無機充填材を含む。無機充填材の熱伝導率は、好ましくは３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。また、無機充填材の含有量は、好ましくはマトリックス樹脂と無機充填材の合計体積に対して２０体積％以上５０体積％以下であり、より好ましくは３５体積％以上４５体積％以下である。これにより、第１熱可塑性樹脂による樹脂成形品の熱伝導率を高くすることができ、樹脂成形品の放熱特性を向上することができる。また、第１熱可塑性樹脂の成形時の流動性も確保することができる。

熱伝導率が３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である無機充填材は、例えば、窒化ホウ素、酸化マグネシウム、アルミナ等が挙げられる。これら無機充填材を単独あるいは２種類以上を組み合わせて用いてもよい。上記の無機充填材は、各種シランカップリング剤、アルコキシシラン化合物、シリコーンオイル、チタネートカップリング剤等で表面処理がなされていてもよい。

窒化ホウ素は、形状が鱗片状であり、かつ、粒子単体の平均粒径が好ましくは１８μｍ以上であり、さらに好ましくは３５μｍ以上である。また、酸化マグネシウムは、形状が粒子状であり、平均粒径が好ましくは３０μｍ以上であり、さらに好ましくは５０μｍ以上である。これにより、同じ充填量であっても、無機充填材同士の接触確率が高くなり、樹脂組成物の熱伝導率を高くすることができる。このため、所望の熱伝導率を確保するための無機充填材の充填量を少なくすることができ、しかも良好な成形性・機械強度が確保できる。ここで「粒子単体の平均粒径」とは一次粒子の平均粒径を意味する。また、平均粒径は、公知のレーザー回折・散乱法による粒度測定装置を用いて測定したものであり、粒度分布を測定して得られた累積重量が５０％である時の粒子径を示す。また、レーザー回折・散乱法とは、充填材粒子にレーザー光を照射したときに、粒子径により散乱光の強度パターンが変化することを利用した測定法である。

また、酸化マグネシウムは、吸湿性が高い無機充填材であるため、シラン系またはシリコーン系の表面処理を行うことにより、吸湿率を０．４％以下にしたものを使用することが好ましい。これにより、熱伝導性・吸湿処理後の絶縁性に優れた樹脂組成物とすることができる。ここで、吸湿率は、温度９０℃、相対湿度９０％の雰囲気下で、４８時間処理した際の質量変化率である。なお、無機充填材は、窒化ホウ素及び吸水率が０．３％以下の酸化マグネシウムを併用することが好ましい。これにより、樹脂成形品の熱伝導率の異方性を低減し、またコストダウンを図ることができる。

マトリックス樹脂は、特に限定するものではないが、例えば、ポリアリーレンサルファイド樹脂や溶融状態で液晶性を示す溶融液晶性樹脂等を使用することができる。

マトリックス樹脂として使用可能なポリアリーレンサルファイド樹脂は、繰り返し単位が下記式で示される重合体である。

ポリアリーレンサルファイド樹脂の中でも、ポリアリーレン基がフェニレン基であるポリフェニレンサルファイド樹脂が好ましい。フェニレン基としては、下記式で表わされる構造のものを使用することができる。これらの構成を有するホモポリマー、コポリマー、あるいはそれらの混合物でもよい。

特に、マトリックス樹脂として、３００℃における溶融粘度が１７０Ｐａ・ｓ以下であるポリフェニレンサルファイド樹脂を用いると、十分な耐熱性と流動性が得られる。なお、溶融粘度が低いほど樹脂の成形性は向上するため、ポリフェニレンサルファイド樹脂の３００℃における溶融粘度の下限値は特に定めていない。

また、マトリックス樹脂として溶融液晶性樹脂を用いると、分子鎖が成形時に配向して、熱伝導率の高い樹脂成形品を得することができる。なお、溶融液晶性樹脂が、主鎖に全芳香族ポリエステル骨格を有し、モノマー中における芳香族ポリエステルの割合が高いほど、より高い熱伝導率の樹脂成形品が得られる。その中でも、２９０℃における溶融粘度が９０Ｐａ・ｓ以下溶融液晶性樹脂は、流動性が良好で、分子鎖が成形時に配向し易く、熱伝導率のより高い樹脂成形品を得することができる。なお、溶融粘度が低いほど樹脂の成形性は向上するため、溶融液晶性樹脂の２９０℃における溶融粘度の下限値は特に定めていない。

また、使用するマトリックス樹脂の熱伝導率が０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であれば、熱伝導率が高く、放熱特性に優れる樹脂成形品が得られるので好ましい。

なお、溶融粘度は、公知の粘度測定装置を用いて、所定の条件下でノズルから押し出した際の溶融粘度として測定することができる。

上記のほか、本発明で使用できるマトリックス樹脂は、ポリスチレン、スチレン・アクリロニトリル共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体、（メタ）アクリル酸エステル・スチレン共重合体などのスチレン系（共）重合体；ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂などのゴム強化樹脂；ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体などの炭素数２〜１０のα−オレフィンの少なくとも一種からなるα−オレフィン（共）重合体及びその変性重合体（塩素化ポリエチレン等）、環状オレフィン共重合体などのオレフィン系樹脂；アイオノマー、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・ビニルアルコール共重合体などのエチレン系共重合体；ポリ塩化ビニル、エチレン・塩化ビニル重合体、ポリ塩化ビニリデン等の塩化ビニル系樹脂；ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）等の（メタ）アクリル酸エステルの１種以上を用いた（共）重合体などのアクリル系樹脂；ポリアミド６、ポリアミド６，６、ポリアミド６，１２等のポリアミド系樹脂（ＰＡ）；ポリエチレンテレフタート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂；ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）；ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）；ポリアリレート樹脂；ポリフェニレンエーテル；ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素樹脂；ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド等のイミド系樹脂；ポリエーテルケトン、ポリエーテルケトン系のケトン系樹脂；ポリスルホン、ポリエーテルスルホン等のスルホン系樹脂；ウレタン系樹脂；ポリ酢酸ビニル；ポリエチレンオキシド；ポリビニルアルコール；ポリビニルエーテル；ポリビニルブチラール；フェノキシ樹脂；感光性樹脂；生分解性プラスチック等の樹脂が挙げられる。これらは２種以上を組み合わせて用いることが出来る。これらの中では、ゴム強化樹脂、ポリカーボネート樹脂及びこれらのアロイ、オレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂及びポリエステル系樹脂が好ましい。

本発明の第１熱可塑性樹脂には、本発明の目的を逸脱しない範囲で、タルク、炭酸カルシウム等の安価な無機充填材や絶縁性の無機繊維を配合してもよい。例えば、アルミナ繊維であれば、機械強度、成形時の樹脂流れ方向における熱伝導率の高い樹脂成形品が得られるので好ましい。絶縁性の無機繊維は、例えば、繊維径が０．５〜５μｍ、繊維長が５〜５００μｍである。絶縁性の無機繊維は、各種シランカップリング剤、アルコキシシラン化合物、シリコーンオイル、チタネートカップリング剤等で表面処理がなされていてもよい。

第１熱可塑性樹脂より熱伝導率が低い第２熱可塑性樹脂も、特に限定されるものではない。例えば、マトリックス樹脂のみを含むものでもよいし、マトリックス樹脂に必要に応じて無機充填材を含めたものでもよい。強度向上のためのガラス繊維を含むことも好ましい。

第２熱可塑性樹脂のマトリックス樹脂も、特に限定するものではないが、第１熱可塑性樹脂に使用するマトリックス樹脂と同じ樹脂系材料を用いてもよいし、異なる樹脂系材料を用いてもよい。第１熱可塑性樹脂に使用するマトリックス樹脂と同じ樹脂系材料を用いると、第１熱可塑性樹脂との密着性が良好になる。また、本発明の第２熱可塑性樹脂にも、第１熱可塑性樹脂と同様の無機充填材や無機繊維を配合することができる。

本発明に係る樹脂成形品は、特にその用途を限定するものではないが、例えば、筐体、放熱機能を付与する電気・電子機器部品等の用途が好ましい。成形方法としては、射出成形、トランスファ成形、圧縮成形等が挙げられる。このとき、電気配線用金属部材は第１熱可塑性樹脂と一体化されており、さらに、第１熱可塑性樹脂と一体化された電気配線用金属部材をインサート部品として第２熱可塑性樹脂により成形することが好ましい。

本発明に係る樹脂成形品は、電気配線用金属部材の一部が第１熱可塑性樹脂からなる第１樹脂成形部に直接埋設され、第１樹脂成形部の一部が第１熱可塑性樹脂より熱伝導率の低い第２熱可塑性樹脂からなる第２樹脂性形部に埋設されずに外部に露出したままの箇所を残しているため、高温になった電気配線用金属部材の熱を当該箇所の樹脂層を介して伝導させて放熱を行うことにより、放熱性を付与するための加工工数や組み付け工数を少なくすることができる。また、この露出する箇所の露出表面から電気配線用金属部材に至るまでの第１熱可塑性樹脂により形成された熱可塑性樹脂層の厚みが０．４〜１ｍｍに設定されているため、十分な放熱特性を確保することができる。

本発明に係る樹脂成形品の断面説明図であり、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は横断面図である。 本発明に係る他の樹脂成形品の断面説明図（縦断面図）である。 本発明に係る他の樹脂成形品の断面説明図（縦断面図）である。 本発明に係る他の樹脂成形品の断面説明図であり、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は横断面図である。 本発明に係る他の樹脂成形品の断面説明図であり、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は横断面図である。 本発明に係る樹脂成形品の実施の形態を示す説明図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図、（Ｃ）は（Ｂ）の一部を拡大した図である。

以下、本発明の樹脂成形品の実施の形態について説明する。まず、第１の実施の形態では、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、電気配線用金属部材１の一部１Ａが、第１熱可塑性樹脂からなる第１樹脂成形部３内に直接埋設されている。そして、第１樹脂成形部３の一部は第２熱可塑性樹脂からなる第２樹脂成形部９内に埋設されて、電気配線用金属部材１、第１樹脂成形部３及び第２樹脂成形部９が一体化されて構成されている。

言い換えると、第１の実施の形態では、図１（Ａ）に示すように、電気配線用金属部材１の所定部分を縦断面で見たときに、電気配線用金属部材１の周囲全体が第１樹脂成形部３に埋設されてインサート成形されている。さらに、第１熱可塑性樹脂からなる第１樹脂成形部３は、下面（後述する露出表面３Ｂ）だけを外部に露出させた状態で第２樹脂成形部９に埋設されて一体化されている。第１熱可塑性樹脂の熱伝導率は１．２Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、第２熱可塑性樹脂の熱伝導率は第１熱可塑性樹脂の熱伝導率より低くなっている。ここで「熱伝導率が１．２Ｗ／ｍ・Ｋ以上」とは、第１熱可塑性樹脂の成形時における樹脂の流れ方向（以下、「面方向」という）及び樹脂の流れ方向に対して垂直な方向（以下、「厚み方向」という）がともに１．２Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることをいう。第１熱可塑性樹脂からなる第１樹脂成形部３が外部に露出している箇所の露出表面３Ｂ（下面）においては、露出表面３Ｂから電気配線用金属部材１に至るまでの第１熱可塑性樹脂により形成した熱可塑性樹脂層３Ａの厚み（図１（Ａ）において「ｔ」で示す）が０．４〜１ｍｍとなっている。なお、熱可塑性樹脂層３Ａは、図示しないアルミニウム製の放熱部材に当接される。

図２は、第２の実施の形態の樹脂成形品を示す。なお、図２に示す第２の実施の形態において、図１に示す第１の実施の形態と共通する部分については、図１に付した符号の数に１００を加えた数の符号を付して説明を省略する。この第２の実施の形態では、電気配線用金属部材１０１の一部１０１Ａが第１樹脂成形部１０３に埋設され、電気配線用金属部材１０１の残部１０１Ｂ（第１樹脂成形部１０３に埋設された電気配線用金属部材１０１の一部１０１Ａを除く部分）の全部が第２樹脂成形部１０９内に埋設されて、電気配線用金属部材１０１、第１樹脂成形部１０３及び第２樹脂成形部１０９が一体化されている。

言い換えると、第２の実施の形態では、図２の縦断面図に示すように、電気配線用金属部材１０１の所定部分を縦断面で見たときの電気配線用金属部材１０１の周囲の一部１０１Ａが、第１樹脂成形部１０３に埋設されており、同周囲の他の部分（電気配線用金属部材１０１の残部１０１Ｂの全部）が第２樹脂成形部１０９に直接埋設されると共に、第１樹脂成形部１０３が下面（露出表面１０３Ｂ）だけを外部に露出させた状態で第２樹脂成形部１０９に埋設されて、電気配線用金属部材１０１、第１樹脂成形部１０３及び第２樹脂成形部１０９が一体化されている。第１樹脂成形部１０３が外部に露出している箇所の露出表面１０３Ｂから電気配線用金属部材１０１に至るまでの第１熱可塑性樹脂により形成した熱可塑性樹脂層１０３Ａの厚みｔは、第１の実施の形態と同様である。

なお、放熱特性の向上という観点から、第１の実施の形態では、図１に示すように、電気配線用金属部材１の所定部分を縦断面で見たときの電気配線用金属部材１の周囲全体が、第１樹脂成形部３に埋設されていることが好ましい。一方、第２の実施の形態では、図２に示すように、電気配線用金属部材１０１は、必ずしも電気配線用金属部材１０１の周囲全体が第１樹脂成形部１０３に埋設されている必要はなく、電気配線用金属部材１０１が第１樹脂成形部１０３に埋設されていない部分（電気配線用金属部材１０１の残部（露出表面１０３Ｂ））の全部が第２樹脂成形部１０９内に埋設されていてもよい。また、後述する図３に示す第３の実施の形態で説明するように、設計上の理由や電気的接続のために、電気配線用金属部材２０１の周囲の一部が第１樹脂成形部２０３及び第２樹脂成形部２０９のいずれにも埋設されていなくてもよい。放熱特性の向上という観点からは、電気配線用金属部材を埋設した第１樹脂成形部が第２樹脂成形部に埋設されずに外部に露出している面積はより広い方が好ましい。

図３は、第３の実施の形態の樹脂成形品を示す。なお、図３に示す第３の実施の形態において、図１に示す第１の実施の形態と共通する部分については、図１に付した符号の数に２００を加えた数の符号を付して説明を省略する。この第３の実施の形態では、電気配線用金属部材２０１の一部２０１Ａが第１樹脂成形部２０３に埋設され、電気配線用金属部材２０１の残部２０１Ｂの一部が第２樹脂成形部２０９内に埋設されて、電気配線用金属部材２０１、第１樹脂成形部２０３及び第２樹脂成形部２０９が一体化されている。

言い換えると、第３の実施の形態では、図３の縦断面図に示すように、電気配線用金属部材２０１の所定部分を縦断面で見たときの、電気配線用金属部材２０１の周囲の一部２０１Ａが第１樹脂成形部２０３に埋設されており、電気配線用金属部材２０１の周囲の他の部分の一部（電気配線用金属部材２０１の残部２０１Ｂの一部が第２樹脂成形部２０９に直接埋設されると共に、第１樹脂成形部２０３が下面（露出表面２０３Ｂ）を外部に露出させた状態で第２樹脂成形部２０９に埋設されて一体化されている。第１樹脂成形部２０３が外部に露出している箇所の露出表面２０３Ｂから電気配線用金属部材２０１に至るまでの第１熱可塑性樹脂により形成した熱可塑性樹脂層２０３Ａの厚みｔは、第１の実施形態と同様である。

なお、樹脂成形品の強度向上という観点からは、電気配線用金属部材の所定部分を縦断面で見たときの電気配線用金属部材の周囲全体が第１樹脂成形部及び／または第２樹脂成形部に埋設されていることが好ましい（図１及び図２参照）。しかし、設計上の理由や電気的接続のために、図３に示す第３の実施の形態のように、電気配線用金属部材２０１の所定部分を縦断面で見たときの、電気配線用金属部材２０１の周囲の一部に第１樹脂成形部２０３と第２樹脂成形部２０９のいずれにも埋設されていない部分２０３Ｄがあってもよい。

第１熱可塑性樹脂により形成された第１樹脂成形部が外部に露出した露出表面から電気配線用金属部材に至る第１熱可塑性樹脂により形成した熱可塑性樹脂層を所定厚みに設定した箇所は、設計上の理由や放熱部材と接触させるために、その面積や個数を適宜選択することができる。

また、第１の実施の形態では、電気配線用金属部材１の平面方向下面において、第１熱可塑性樹脂により形成された熱可塑性樹脂層３Ａの下面（露出表面３Ｂ）を外部に露出させ、熱可塑性樹脂層３Ａを介して放熱を行うようにしているが（図１参照）、第４及び第５の実施の形態のように、電気配線用金属部材３０１及び４０１の厚み方向の端面において、第１熱可塑性樹脂により形成された熱可塑性樹脂層３０３Ａ，４０３Ａの面を外部に露出させ、当該樹脂層を介して放熱を行うこともできる（図４及び図５参照）。

これらの構成では、絶縁特性を維持しながら、高温になった電気配線用金属部材から第１熱可塑性樹脂により形成された熱可塑性樹脂層を介して十分な放熱特性を確保することができる。

以下、本発明に係る樹脂成形品の実施例を説明する。なお、本実施例では、下記に示す材料を使用した。この場合、溶融粘度は、島津製作所製フローテスタＣＦＴ−５００Ａ型を用いて測定したものであり、所定温度で加熱溶融された樹脂を０．２ｋＮの加重下で、内径：２ｍｍ，長さ：１０ｍｍのノズルから押し出した際の溶融粘度である。また、平均粒径は、公知のレーザー回折・散乱法による粒度測定装置（日機装株式会社製「マイクロトラックＳＰＡ−７９９７型」）を用いて測定したものであり、粒度分布を測定して得られた累積重量が５０％であるときの粒子径である。

マトリックス樹脂
（Ａ）ポリフェニレンサルファイド樹脂：ＤＩＣ製「ＬＲ−３００Ｇ」（３００℃における溶融粘度１７０Ｐａ・ｓ）
（Ｂ）ポリフェニレンサルファイド樹脂：東レ製「Ａ５０３Ｆ１」（３００℃における溶融粘度：２３０Ｐａ・ｓ）
無機充填材
（１）窒化ホウ素：電気化学工業製「ＳＧＰ」（粒子単体の平均粒径：１８μｍ、形状：鱗片状）
（２）酸化マグネシウム：宇部興産社製「ＲＦ−５０−Ｃ」（凝集体の平均粒径：５０μｍ、形状：塊状（凝集体）、吸湿率：０．３％、表面処理：ビニルシラン処理）
実施例１〜６、比較例１〜４
（第１熱可塑性樹脂の準備）
マトリックス樹脂と無機充填材（窒化ホウ素及び酸化マグネシウム）をヘンシェルミキサで混合した後、２軸混練機を用いて溶融混練（シリンダ温度２６０〜３２０℃）し、ペレット状の第１熱可塑性樹脂を作製した。なお、マトリックス樹脂及び無機充填材は、実施例毎に表１〜２に示した材料を使用した。また、無機充填材の配合は、実施例毎に表１〜２に示した量となるよう調整した。

（第２熱可塑性樹脂の準備）
マトリックス樹脂（Ｂ）をそのまま用い、強度向上のためのガラス繊維を含有した。

図６に示すように、インサート部品となる電気配線用金属部材５０１，５０２をそれぞれ金型内へセットし、上記ペレット状の第１熱可塑性樹脂を、シリンダ温度２８０〜３４０℃、金型温度１５０℃、射出速度８０ｍｍ／ｓ、保圧力４０ＭＰａの条件で射出成形を行い、電気配線用金属部材５０１，５０２がそれぞれ一体化した第１樹脂成形部５０３を作製した。

その後、第１樹脂成形部５０３と一体化した電気配線用金属部材５０１をインサート部品として、第２熱可塑性樹脂を、シリンダ温度２８０〜３４０℃、金型温度１５０℃、射出速度８０ｍｍ／ｓ、保圧力４０ＭＰａの条件で射出成形を行い、電気配線用金属部材５０１、第１樹脂成形部５０３及び第２樹脂成形部５０９が一体化した樹脂成形品５０５を作製した。このとき、第２熱可塑性樹脂は、上記マトリックス樹脂（Ｂ）を使用した。

なお、本実施例における樹脂成形品５０５は、図６に示すように、スペーサ５０４（厚み１ｍｍのポリフェニレンサルファイド樹脂板状体）を使用して、その両側に電気配線用金属部材５０１，５０２（厚み２ｍｍの銅バスバー（Ｃ１１００））を２枚配置した構成としている。これを、その一部が第１熱可塑性樹脂からなる第１樹脂成形部５０３に埋め込まれるようにインサート成形した。さらに、第１熱可塑性樹脂からなる第１樹脂成形部５０３を、その下面を露出するようにして第２熱可塑性樹脂からなる第２樹脂成形部５０９に埋め込んで一体化した樹脂成形品５０５とした。第１熱可塑性樹脂からなる第１樹脂成形部５０３が外部に露出している箇所において、表面から電気配線用金属部材５０１に至るまでの第１熱可塑性樹脂により形成された熱可塑性樹脂層の厚み（図６において「ｔ」で示す）が、実施例毎に表１〜２に示した厚みになるように調整している。

上記の各実施例と比較例における樹脂成形品について、熱伝導率、熱抵抗器温度、耐電圧性を評価した。また、第１熱可塑性樹脂の樹脂組成物について、成形性を評価した。その結果を表１〜２に示した。表中に示した各特性は、次のようにして評価した。

熱伝導率：フラッシュ法装置（ＮＥＴＺＳＣＨ社製ＸｅフラッシュアナライザＬＦＡ４４７型）を用いて行った（ＡＳＴＭ Ｅ１４６１準拠）。同装置で測定した熱拡散率に、アルキメデス法により測定した密度とＤＳＣ法により測定した比熱を乗じて、熱伝導率を求めた。なお、樹脂成形品における第１熱可塑性樹脂の樹脂層の面方向及び厚み方向について熱伝導率を評価した。

熱抵抗器温度：図６に示す樹脂成形品５０５を用いて、放熱特性を評価した。樹脂成形品５０５は、第１熱可塑性樹脂層５０３Ａが冷却機にグリースを介して圧着されている。この冷却機内は常時４０℃の水が一定の流量で流れている。また電気配線用金属部材５０１には発熱素子（熱抵抗器）が実装されている。この発熱素子に１５Ｗの電力を入力し、入力１０分後の熱抵抗器温度を測定した。

耐電圧性：図６に示す樹脂成形品５０５を用いて、耐電圧性を評価した。なお、この評価では、電気配線用金属部材５０１の直下に第１熱可塑性樹脂の樹脂層５０３Ａを介して、アルミニウム板（材質：５０５２、形状、サイズは電気配線用金属部材５０１と同じ）にＡＣ３．０ｋＶの電圧を６０秒間印加し、漏れ電流値を確認した。漏れ電流値が６００μＡ以下の場合を、「○」、漏れ電流値が６００μＡを超える場合を「×」とした。

耐湿絶縁性：図１に示す樹脂成形品を用いて、ＡＣ６００Ｖを連続で印加した状態で、温度８５℃、相対湿度８５％の雰囲気下で、１０００時間処理した。この樹脂成形品を、上記の耐電圧性に準じて、評価した。

成形性：樹脂成形品５０５の外観から次の様に成形性を判断した。○：射出成形が可能である、△：射出成形が可能であるが、外観が一部不良であった、×：成形ができなかった。

表１〜２から明らかなように、本発明に係る樹脂成形品は、電気配線用金属部材の一部が熱伝導率の比較的高い第１熱可塑性樹脂からなる第１樹脂成形部に直接埋設され、さらに、第１樹脂成形部の一部が第１熱可塑性樹脂より熱伝導率の低い第２熱可塑性樹脂による第２樹脂成形部に埋設されず外部に露出した箇所を残している。そして、この露出する箇所の露出表面から電気配線用金属部材に至るまでの第１熱可塑性樹脂により形成された熱可塑性樹脂層の厚みが０．４ｍｍ以上１ｍｍ以下の条件下で露出した箇所の樹脂層を介して放熱を行うことにより、加工工数や組み付け工数を少なくしながら、十分な放熱特性を確保できることが理解できる（実施例１〜６と比較例１〜４の対照）。特に、実施例１〜６では、第１熱可塑性樹脂の熱伝導率が１．２Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることも、放熱特性の維持に寄与したものと考えられる。

比較例１及び４では、電気配線用金属部材の所定部分を縦断面で見たときの周囲を、熱伝導率１．２Ｗ／ｍ・Ｋ未満の熱可塑性樹脂にて一体化しているため、放熱特性が不十分であり、熱抵抗器温度が高くなったものと考えられる。また、比較例２では、第１熱可塑性樹脂の樹脂層の厚みが１ｍｍを超えているため、熱抵抗が高く、放熱特性が不十分であり、熱抵抗器温度が高くなったものと考えられる。また比較例３では、第１熱可塑性樹脂の樹脂層の厚みが０．４ｍｍ未満であるため、十分な成形ができなかったものと考えられる。

１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１ 電気配線用金属部材
１Ａ，１０１Ａ，２０１Ａ 電気配線用金属部材の一部
３，１０３，２０３，３０３，４０３，５０３ 第１樹脂成形部
３Ａ，１０３Ａ，２０３Ａ，３０３Ａ，４０３Ａ，５０３Ａ 熱可塑性樹脂層
３Ｂ，１０３Ｂ，２０３Ｂ，３０３Ｂ，４０３Ｂ，５０３Ｂ 露出表面
９，１０９，２０９，３０９，４０９，５０９ 第２樹脂成形部

Claims (5)

1. 電気配線用金属部材をインサート部品として有し、前記電気配線用金属部材の一部が電気絶縁性の熱可塑性樹脂からなる樹脂成形部に埋設されるようにインサート成形された樹脂成形品であって、
   前記電気配線用金属部材の一部が、第１熱可塑性樹脂からなる第１樹脂成形部内に直接埋設され、
   前記第１樹脂成形部の一部が前記第１熱可塑性樹脂より熱伝導率の低い第２熱可塑性樹脂からなる第２樹脂成形部内に埋設されるか、前記電気配線用金属部材の残部の全部または一部が前記第２熱可塑性樹脂からなる第２樹脂成形部内に埋設されて、前記電気配線用金属部材、前記第１樹脂成形部及び前記第２樹脂成形部が一体化されており、
   前記第１樹脂成形部は前記第２樹脂成形部に埋設されずに外部に露出した箇所を有し、当該箇所の露出表面から前記電気配線用金属部材に至るまでの前記第１熱可塑性樹脂により形成された熱可塑性樹脂層の厚みが０．４〜１ｍｍであり、
   前記第１熱可塑性樹脂の熱伝導率が１．２Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、
   前記第１樹脂成形部は、前記熱可塑性樹脂層の前記露出表面を介して放熱部材に当接するように構成されており、
   前記熱可塑性樹脂層の前記露出表面と直交し且つ前記電気配線用金属部材が延びる方向と直交する方向に延びる縦断面で見たときに、前記電気配線用金属部材の周囲全体が前記第１樹脂成形部に埋設されていることを特徴とする樹脂成形品。
2. 前記第１熱可塑性樹脂は、マトリックス樹脂と無機充填材を含み、
   前記無機充填材の熱伝導率が３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、
   前記無機充填材の含有量が前記マトリックス樹脂と前記無機充填材の合計体積に対して２０〜５０体積％であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形品。
3. 前記マトリックス樹脂は、ポリアリーレンサルファイド樹脂である請求項２に記載の樹脂成形品。
4. 前記ポリアリーレンサルファイド樹脂は、ポリフェニレンサルファイド樹脂であり、かつ、３００℃における溶融粘度が１７０Ｐａ・ｓ以下である請求項３に記載の樹脂成形品。
5. 前記マトリックス樹脂は、溶融状態で液晶性を示す溶融液晶性樹脂であり、かつ、２９０℃における溶融粘度が９０Ｐａ・ｓ以下である請求項２に記載の樹脂成形品。

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