JP6657924B2 - 伝熱部材及び伝熱部材の製造方法 - Google Patents
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Description
この発明は、発熱体において発生した熱を放熱体へと伝達する伝熱部材及びこの伝熱部材の製造方法に関するものである。
一般に、ＣＰＵやパワートランジスタなどの電子部品（発熱体）においては、発生した熱を放散するためにヒートシンクなどの放熱部材（放熱体）が配設される。
従来、電子部品（発熱体）と放熱部材（放熱体）は、熱伝導性に優れた放熱グリースを介在させて積層され、ネジ止め等によって積層方向に圧力を付与した状態で固定されている。
従来、電子部品（発熱体）と放熱部材（放熱体）は、熱伝導性に優れた放熱グリースを介在させて積層され、ネジ止め等によって積層方向に圧力を付与した状態で固定されている。
上述の放熱グリースにおいては、高温になると流動性が高まり、電子部品（発熱体）と放熱部材（放熱体）の界面から流出してしまうポンプアウトや、オイル分離等の問題が生じるおそれがあった。
そこで、例えば特許文献１−３には、樹脂に熱伝導性フィラーを分散させることによって熱伝導性を向上させた放熱シートが提案されている。
また、特許文献４には、電子部品（発熱体）と放熱部材（放熱体）とを接合する熱伝導性接着剤が提案されている。
さらに、特許文献５には、シリコーンゴムに金属等の熱伝導性フィラーを添加して熱伝導性を高めた組成物の硬化膜を放熱部材の表面に形成し、この硬化膜の上に電子部品を圧接させた電子装置が提案されている。
そこで、例えば特許文献１−３には、樹脂に熱伝導性フィラーを分散させることによって熱伝導性を向上させた放熱シートが提案されている。
また、特許文献４には、電子部品（発熱体）と放熱部材（放熱体）とを接合する熱伝導性接着剤が提案されている。
さらに、特許文献５には、シリコーンゴムに金属等の熱伝導性フィラーを添加して熱伝導性を高めた組成物の硬化膜を放熱部材の表面に形成し、この硬化膜の上に電子部品を圧接させた電子装置が提案されている。
ところで、特許文献１−３に記載された放熱シートにおいては、フィラーが硬いため、シートとしても硬くなり、形状追従性が悪いため、基板との間の界面熱抵抗が高くなる点や、使用時の圧力によって十分薄くなることができず、熱抵抗が大きくなるといった問題があった。
また、特許文献４に記載された熱伝導性接着剤においては、一度硬化させて接合してしまうと、再度取り外すことができず、リワークが困難になるといった問題があった。さらに、硬化後には応力緩和ができないことから、冷熱サイクルによってクラックが生じるおそれがあった。
さらに、特許文献５に記載された電子装置においては、シリコーンゴムに添加した熱伝導性フィラーが比較的硬いため、熱伝導性を向上させるために大量に添加すると、硬化膜が必要以上に硬くなり、熱抵抗の上昇や冷熱サイクル時のクラックの発生等の問題が生じるおそれがあった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、フィラーが柔らかいため伝熱層も柔らかくなり、その結果伝熱層の形状追従性が良く、さらには使用時の圧力によって薄くなるため熱抵抗が低く、また冷熱サイクル負荷時においても接着界面でのクラックや剥離の発生を抑制することができ、さらにリワークを容易に行うことが可能な伝熱部材及びこの伝熱部材の製造方法を提供することを目的とする。
前述の課題を解決するために、本発明の伝熱部材は、基材と、この基材の表面の少なくとも一部に形成された伝熱層と、を備え、前記伝熱層は、弾性率が５ＧＰａ以下の高分子材料からなるコアと前記コアの周囲を被覆する少なくとも一層の金属層からなるシェルとを含むコアシェル構造を持つコアシェル粒子と、このコアシェル粒子を保持するバインダーと、を備えており、前記伝熱層において、伝熱層の厚みが前記コアシェル粒子全体直径の１．２倍以内であることを特徴としている。
この構成の伝熱部材によれば、基材の表面に形成された伝熱層が、弾性率が５ＧＰａ以下の高分子材料からなるコアと前記コアの周囲を被覆する少なくとも一層の金属層からなるシェルとを含むコアシェル構造を持つコアシェル粒子と、このコアシェル粒子を保持するバインダーと、を備えていることから、伝熱層に圧力が付与された場合に、コアシェル粒子が変形しやすく、形状追従性に優れる。よって、伝熱層を介して発熱体と放熱体とを積層した際に、発熱体と放熱体との間の熱抵抗、また伝熱層自体の熱抵抗を低く抑えることができる。
詳述すると、本発明の伝熱部材における伝熱層は、熱伝導性フィラーとして、弾性率が５ＧＰａ以下の高分子材料からなるコアと前記コアの周囲を被覆する少なくとも一層の金属層からなるシェルとを含むコアシェル構造を持つコアシェル粒子を用いるので、発熱体と放熱体との間に介在させて積層方向に圧力を付与しても、熱伝導性が高い状態で維持される。これは、コアシェル粒子のシェルは、高アスペクト比で、熱伝導性が高い金属繊維またはフィルムをランダムな方向に配向した状態に近い形態をとるので熱伝導性が高く、また圧力を付与しても、炭素繊維などの一方向にのみアスペクト比が高い材料と比較して、熱伝導度に異方性がないためであると考えられる。
さらに、伝熱層全体に占めるシェルの体積割合が低い場合、伝熱層全体としての変形量が大きくなり、その結果、シェルは塑性変形を起こす。その結果、コアシェル粒子としての力学的特性（弾性率）は、柔らかく弾性変形範囲の広いコアによって支配され、熱伝導度が高いながら、柔らかい粒子のような挙動を示すことになる。
さらに、伝熱層全体に占めるシェルの体積割合が低い場合、伝熱層全体としての変形量が大きくなり、その結果、シェルは塑性変形を起こす。その結果、コアシェル粒子としての力学的特性（弾性率）は、柔らかく弾性変形範囲の広いコアによって支配され、熱伝導度が高いながら、柔らかい粒子のような挙動を示すことになる。
また、コアシェル粒子がバインダーで基材の表面に保持された構造とされていることから、保持されたコアシェル粒子の基材とは反対側の領域は固定されておらず、コアシェル粒子が容易に変形できるため、応力緩和特性に優れており、冷熱サイクル負荷時においても、伝熱層と発熱体の界面にクラックが生じることを抑制できる。また、伝熱層に他の部材を積層する際に、コアシェル粒子と他の部材とが接合されていないため、リワークを容易に行うことができる。
また、伝熱層の膜厚が粒径の１．２倍以下であるので、放熱パス内に置いて粒子間の界面の数が少なく、熱抵抗が小さくなり、熱を効率良く伝達することが可能となる。
また、伝熱層の膜厚が粒径の１．２倍以下であるので、放熱パス内に置いて粒子間の界面の数が少なく、熱抵抗が小さくなり、熱を効率良く伝達することが可能となる。
ここで、本発明の伝熱部材においては、前記金属層が、銀、銅、ニッケル及びアルミニウムから選択される一種又は二種以上で構成されていることが好ましい。
この場合、シェルとなる金属層が熱伝導度の高い金属で構成されており、伝熱層における熱伝導性をさらに向上させることができる。
この場合、シェルとなる金属層が熱伝導度の高い金属で構成されており、伝熱層における熱伝導性をさらに向上させることができる。
また、本発明の伝熱部材においては、前記コアが、アクリル樹脂、シリコーンゴム、シリコーン樹脂、若しくはシリコーンゴムの表面がシリコーン樹脂またはシリカ粒子で被覆されたシリコーンゴムから選択される一種又は二種以上で構成されていることが好ましい。
この場合、コアが、弾性率が小さくかつ広い弾性変形範囲を有する材料で構成されることになり、伝熱層に圧力が付与された場合に、コアシェル粒子がさらに変形しやすく、形状追従性に特に優れる。また、コアが、耐熱温度が高い材料で構成されることになり、高温環境下においても安定して使用することができる。
この場合、コアが、弾性率が小さくかつ広い弾性変形範囲を有する材料で構成されることになり、伝熱層に圧力が付与された場合に、コアシェル粒子がさらに変形しやすく、形状追従性に特に優れる。また、コアが、耐熱温度が高い材料で構成されることになり、高温環境下においても安定して使用することができる。
さらに、本発明の伝熱部材においては、前記バインダーが、ポリイミド、ポリアミドイミド、エポキシ、シリコーンゴム、シリコーン樹脂、シリコーンゲル、もしくは弾性接着剤から選択される一種又は二種以上で構成されていることが好ましい。
この場合、コアシェル粒子を保持するバインダーが、上述の材料で構成されているので、基材の表面にコアシェル粒子を確実に保持することができる。
この場合、コアシェル粒子を保持するバインダーが、上述の材料で構成されているので、基材の表面にコアシェル粒子を確実に保持することができる。
また、本発明の伝熱部材においては、前記コアシェル粒子の前記金属層は、めっき膜とされていることが好ましい。
この場合、シェルとなる金属層の厚さを制御しやすく、比較的均一な厚さとすることが可能となる。
この場合、シェルとなる金属層の厚さを制御しやすく、比較的均一な厚さとすることが可能となる。
さらに、本発明の伝熱部材においては、前記伝熱層中の金属含有量が５体積％以上３０体積％以下の範囲内とされていることが好ましい。
この場合、前記伝熱層中の金属含有量が５体積％以上とされているので、高い熱伝導性を確保することができる、また、前記伝熱層中の金属含有量が３０体積％以下とされているので、コアシェル粒子が確実に変形しやすく、伝熱層における形状追従性を確保することができる。また、伝熱層全体の弾性率も小さくなり、その結果変位が大きくなる。そのため金属層が塑性変形し、見掛け上より柔らかく熱伝導度の高い粒子としての挙動を示すことになる。
この場合、前記伝熱層中の金属含有量が５体積％以上とされているので、高い熱伝導性を確保することができる、また、前記伝熱層中の金属含有量が３０体積％以下とされているので、コアシェル粒子が確実に変形しやすく、伝熱層における形状追従性を確保することができる。また、伝熱層全体の弾性率も小さくなり、その結果変位が大きくなる。そのため金属層が塑性変形し、見掛け上より柔らかく熱伝導度の高い粒子としての挙動を示すことになる。
また、本発明の伝熱部材においては、前記コアシェル粒子の粒径が２０μｍ以上２００μｍ以下の範囲内とされていることが好ましい。
この場合、前記コアシェル粒子の粒径が２０μｍ以上とされているので、表面のうねり等の比較的大きなスケールの凹凸にも追従することができ、さらには同じ長さの放熱パス内で、小さいフィラーと比較してフィラー間の界面熱抵抗の寄与がより小さくなるため、高い熱伝導性を確保することができる。また、前記コアシェル粒子の粒径が２００μｍ以下とされているので、バルク熱抵抗が上昇することを抑制でき、熱抵抗を低く抑えることができる。
この場合、前記コアシェル粒子の粒径が２０μｍ以上とされているので、表面のうねり等の比較的大きなスケールの凹凸にも追従することができ、さらには同じ長さの放熱パス内で、小さいフィラーと比較してフィラー間の界面熱抵抗の寄与がより小さくなるため、高い熱伝導性を確保することができる。また、前記コアシェル粒子の粒径が２００μｍ以下とされているので、バルク熱抵抗が上昇することを抑制でき、熱抵抗を低く抑えることができる。
さらに、本発明の伝熱部材においては、前記コアシェル粒子の平均粒径Ｄａｖｅと、標準偏差Ｄｓｔｄとから算出されるＣＶ値＝Ｄｓｔｄ／Ｄａｖｅが０．１以下とされていることが好ましい。
この場合、伝熱層表面の凹凸が小さくなり、他の部材との接触面積を確保することができるため、界面熱抵抗を小さくすることができる。
この場合、伝熱層表面の凹凸が小さくなり、他の部材との接触面積を確保することができるため、界面熱抵抗を小さくすることができる。
さらに、本発明の伝熱部材においては、前記基材が発熱体とされていてもよい。
この場合、発熱体に上述の伝熱層が形成されていることから、この伝熱層を介して放熱体を積層配置することにより、発熱体からの熱を放熱体へと効率良く伝達することが可能となる。
この場合、発熱体に上述の伝熱層が形成されていることから、この伝熱層を介して放熱体を積層配置することにより、発熱体からの熱を放熱体へと効率良く伝達することが可能となる。
また、本発明の伝熱部材においては、前記基材が放熱体とされていてもよい。
この場合、放熱体に上述の伝熱層が形成されていることから、この伝熱層を介して発熱体を積層配置することにより、発熱体からの熱を放熱体へと効率良く伝達することが可能となる。
この場合、放熱体に上述の伝熱層が形成されていることから、この伝熱層を介して発熱体を積層配置することにより、発熱体からの熱を放熱体へと効率良く伝達することが可能となる。
本発明の伝熱部材の製造方法は、上述の伝熱部材を製造する伝熱部材の製造方法であって、前記基材の表面にバインダーを塗布する工程と、塗布された前記バインダーに前記コアシェル粒子をまぶす工程と、余剰な前記コアシェル粒子を除去する工程と、平滑面を有する押圧部材により前記コアシェル粒子を前記バインダー内へ押圧する工程と、加熱して前記バインダーを硬化させる工程と、を備え、前記基材の表面に、前記バインダーによって前記コアシェル粒子を保持することにより、前記伝熱層を形成することを特徴としている。
また、本発明の伝熱部材の製造方法は、基材と、この基材の表面の少なくとも一部に形成された伝熱層と、を備え、前記伝熱層は、弾性率が５ＧＰａ以下の高分子材料からなるコアと前記コアの周囲を被覆する少なくとも一層の金属層からなるシェルとを含むコアシェル構造を持つコアシェル粒子と、このコアシェル粒子を保持するバインダーと、を備えた伝熱部材を製造する伝熱部材の製造方法であって、前記基材の表面にバインダーを塗布する工程と、塗布された前記バインダーに前記コアシェル粒子をまぶす工程と、余剰な前記コアシェル粒子を除去する工程と、平滑面を有する押圧部材により前記コアシェル粒子を前記バインダー内へ押圧する工程と、加熱して前記バインダーを硬化させる工程と、を備え、前記基材の表面に、前記バインダーによって前記コアシェル粒子を保持することにより、前記伝熱層を形成することを特徴としている。
また、本発明の伝熱部材の製造方法は、基材と、この基材の表面の少なくとも一部に形成された伝熱層と、を備え、前記伝熱層は、弾性率が５ＧＰａ以下の高分子材料からなるコアと前記コアの周囲を被覆する少なくとも一層の金属層からなるシェルとを含むコアシェル構造を持つコアシェル粒子と、このコアシェル粒子を保持するバインダーと、を備えた伝熱部材を製造する伝熱部材の製造方法であって、前記基材の表面にバインダーを塗布する工程と、塗布された前記バインダーに前記コアシェル粒子をまぶす工程と、余剰な前記コアシェル粒子を除去する工程と、平滑面を有する押圧部材により前記コアシェル粒子を前記バインダー内へ押圧する工程と、加熱して前記バインダーを硬化させる工程と、を備え、前記基材の表面に、前記バインダーによって前記コアシェル粒子を保持することにより、前記伝熱層を形成することを特徴としている。
この構成の伝熱部材の製造方法によれば、前記基材の表面にバインダーを塗布する工程と、塗布された前記バインダーに前記コアシェル粒子をまぶす工程と、余剰な前記コアシェル粒子を除去する工程と、平滑面を有する押圧部材により前記コアシェル粒子を前記バインダー内へ押圧する工程と、加熱して前記バインダーを硬化させる工程と、を有しているので、コアシェル粒子が適度に分散された伝熱層を形成することができる。
本発明によれば、フィラーが柔らかいため伝熱層も柔らかくなり、その結果伝熱層の形状追従性が良く、さらには使用時の圧力によって薄くなるため熱抵抗が低く、また冷熱サイクル負荷時においても接着界面でのクラックや剥離の発生を抑制することができ、さらにリワークを容易に行うことが可能な伝熱部材及びこの伝熱部材の製造方法を提供することができる。
以下、本発明の一実施形態である伝熱部材１０について、添付した図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
本発明の実施形態である伝熱部材１０は、図１に示すように、基材と、この基材の表面の少なくとも一部に形成された伝熱層１１と、を備えている。本実施形態では、基材はヒートシンク５（放熱体）とされており、このヒートシンク５の一面に伝熱層１１が形成されている。そして、図３に示すように、この伝熱層１１を介して電子部品３（発熱体）が積層配置され、電子装置１が構成される。
ここで、伝熱層１１は、図１及び図２に示すように、コアシェル構造を持つコアシェル粒子２０と、このコアシェル粒子２０を基材の表面に保持するバインダー１３と、を備えている。
コアシェル粒子２０は、図４に示すように、コア粒子２１と、このコア粒子２１の周囲を被覆する少なくとも一層の金属層からなるシェル２２とを含む。
コア粒子２１は、弾性率が５ＧＰａ以下と比較的柔らかい高分子材料で構成されており、具体的には、アクリル樹脂、シリコーンゴム、シリコーン樹脂、若しくはシリコーン樹脂もしくはシリカ粒子で被覆されたシリコーンゴムから選択される一種又は二種以上で構成されている。なお、コア粒子２１を構成する高分子材料の弾性率の下限は、一般に１ＭＰａとなる。
また、コア粒子２１は球状であることが好ましい。ここで、球状とは完全な球面体である必要はなく、楕円体状であってもよいし、一部に平面を有していてもよい。
また、コア粒子２１は球状であることが好ましい。ここで、球状とは完全な球面体である必要はなく、楕円体状であってもよいし、一部に平面を有していてもよい。
シェル２２を構成する金属層は、単層であっても二層以上であってもよい。また、金属層は、単一の金属の層であってもよいし、二種以上の金属を含む合金の層であってもよい。
本実施形態では、シェル２２を構成する金属層は、銀、銅、ニッケル及びアルミニウムから選択される一種又は二種以上で構成されている。
ここで、シェル２２の厚さは、０．１μｍ以上であることが好ましい。シェル２２の厚さが０．１μｍ以上とすることで、シェル２２を連続膜とすることが可能となる。なお、シェル２２の厚さの上限は、一般に１０μｍである。
本実施形態では、シェル２２を構成する金属層は、銀、銅、ニッケル及びアルミニウムから選択される一種又は二種以上で構成されている。
ここで、シェル２２の厚さは、０．１μｍ以上であることが好ましい。シェル２２の厚さが０．１μｍ以上とすることで、シェル２２を連続膜とすることが可能となる。なお、シェル２２の厚さの上限は、一般に１０μｍである。
シェル２２を構成する金属層は、無電解めっきによって形成されたものであることが好ましい。無電解めっきによると、均一で膜厚制御が可能な金属層（シェル２２）を形成することができる。無電解めっきによってコア粒子２１の表面を銀層で被覆してシェル２２を形成する方法としては、コア粒子２１に対して、３０〜４５℃に加熱した錫化合物の水溶液による前処理を行う工程と、コア粒子２１に、還元剤を用いて無電解銀めっきを行う工程を有する方法を用いることができる。なお、無電解めっきによってコア粒子２１の表面を銀層で被覆する方法については、特許第５４９７１８３号公報に記載されている。
また、本実施形態においては、コアシェル粒子２０中における金属含有量が６体積％以上６０体積％以下の範囲内とされている。
また、本実施形態においては、コアシェル粒子２０中における金属含有量が６体積％以上６０体積％以下の範囲内とされている。
ここで、コアシェル粒子２０は、その粒径が２０μｍ以上２００μｍ以下の範囲内とされている。
また、コアシェル粒子２０の平均粒径Ｄａｖｅと、標準偏差Ｄｓｔｄとから算出されるＣＶ値＝Ｄｓｔｄ／Ｄａｖｅが０．１以下とされている。すなわち、本実施形態では、図２に示すように、コアシェル粒子２０の粒径のばらつきが少ないものとされている。
また、コアシェル粒子２０の平均粒径Ｄａｖｅと、標準偏差Ｄｓｔｄとから算出されるＣＶ値＝Ｄｓｔｄ／Ｄａｖｅが０．１以下とされている。すなわち、本実施形態では、図２に示すように、コアシェル粒子２０の粒径のばらつきが少ないものとされている。
バインダー１３は、硬化することによってコアシェル粒子２０を基材（ヒートシンク５）の表面に保持するものである。このバインダー１３は、具体的には、ポリイミド、エポキシ、シリコーンゴム、シリコーン樹脂、シリコーンゲル、もしくは弾性接着剤から選択される一種又は二種以上で構成されている。
そして、本実施形態においては、図１及び図２に示すように、バインダー１３によって保持されたコアシェル粒子２０の一部の表面が外部に露呈されている。これにより、図３に示すように、伝熱層１１を介して積層された電子部品３（発熱体）とコアシェル粒子２０とが接触することになる。
そして、本実施形態においては、図１及び図２に示すように、バインダー１３によって保持されたコアシェル粒子２０の一部の表面が外部に露呈されている。これにより、図３に示すように、伝熱層１１を介して積層された電子部品３（発熱体）とコアシェル粒子２０とが接触することになる。
ここで、本実施形態では、伝熱層１１中の金属含有量が５体積％以上３０体積％以下の範囲内とされている。
さらに、本実施形態においては、伝熱層の膜厚が、コアシェル粒子の平均粒径の１．２倍であるようになっている。これによって、放熱パス内における粒子間の界面の数が少なく、界面熱抵抗の寄与が小さくなり、その結果熱抵抗も小さくなる。
さらに、本実施形態においては、伝熱層の膜厚が、コアシェル粒子の平均粒径の１．２倍であるようになっている。これによって、放熱パス内における粒子間の界面の数が少なく、界面熱抵抗の寄与が小さくなり、その結果熱抵抗も小さくなる。
本実施形態である伝熱部材１０は、次のようにして製造される。
まず、基材となるヒートシンク５（放熱体）の表面にバインダー１３を塗布する。このバインダー１３の上にコアシェル粒子２０をまぶした後、エアブロー等によって余分なコアシェル粒子２０を除去する。そして、平滑面を有する押圧部材（本実施形態ではゴムシート）によってコアシェル粒子２０を前記バインダー内へ押圧した後、加熱してバインダー１３を硬化させる。これにより、基材の表面にバインダー１３によってコアシェル粒子２０が保持され、本実施形態である伝熱部材１０が得られる。
そして、この伝熱部材１０の伝熱層１１側に電子部品３（発熱体）を積層し、ネジ止め等によって、ヒートシンク５（放熱体）と電子部品３（発熱体）とを積層方向に押圧して固定することにより、図３に示す電子装置１が構成される。
まず、基材となるヒートシンク５（放熱体）の表面にバインダー１３を塗布する。このバインダー１３の上にコアシェル粒子２０をまぶした後、エアブロー等によって余分なコアシェル粒子２０を除去する。そして、平滑面を有する押圧部材（本実施形態ではゴムシート）によってコアシェル粒子２０を前記バインダー内へ押圧した後、加熱してバインダー１３を硬化させる。これにより、基材の表面にバインダー１３によってコアシェル粒子２０が保持され、本実施形態である伝熱部材１０が得られる。
そして、この伝熱部材１０の伝熱層１１側に電子部品３（発熱体）を積層し、ネジ止め等によって、ヒートシンク５（放熱体）と電子部品３（発熱体）とを積層方向に押圧して固定することにより、図３に示す電子装置１が構成される。
ここで、本実施形態では、伝熱層１１が、コアシェル構造を持つコアシェル粒子２０を備えているので、電子部品３（発熱体）とヒートシンク５（放熱体）との積層方向に圧力を付与しても、熱伝導性が高い状態で維持される。コアシェル粒子２０のシェル２２は、図４に示すように、アスペクト比（長軸ａと短軸ｂとの比＝ａ／ｂ）が高く、厚さの薄い高アスペクト比金属領域２３をランダムな方向に配向させた状態で結合させた形を有している。すなわち、シェル２２は、高アスペクト比で、熱伝導性が高い金属繊維もしくはフィルムをランダムな方向に配向した状態に近い形態をとる。このため、コアシェル粒子２０は、金属粒子と同等に高い熱伝導性を示す。また、このシェル２２の熱伝導度に異方性がなく、安定している。これらの理由から、伝熱層１１は、電子部品３とヒートシンク５との積層方向に圧力を付与しても、熱伝導性が高い状態で維持される。
以上のような構成とされた本実施形態である伝熱部材１０によれば、ヒートシンク５の表面に形成された伝熱層１１が、弾性率が５ＧＰａ以下の高分子材料からなるコア粒子２１とこのコア粒子２１の周囲を被覆する金属層からなるシェル２２とを含むコアシェル粒子２０を備えているので、伝熱層１１に圧力が付与された場合でもコアシェル粒子２０が変形しやすく、形状追従性に優れている。よって、この伝熱層１１を介して積層されたヒートシンク５（放熱体）と電子部品３（発熱体）との間の熱抵抗を低く抑えることができる。
また、コアシェル粒子２０が柔らかいことから、伝熱層も柔らかくなり、その結果界面熱抵抗が小さくなり、伝熱層の熱抵抗も小さくなる上、応力緩和特性に優れ、冷熱サイクル負荷時においても、伝熱層１１にクラックが生じることを抑制できる。
また、コアシェル粒子２０が柔らかいことから、伝熱層も柔らかくなり、その結果界面熱抵抗が小さくなり、伝熱層の熱抵抗も小さくなる上、応力緩和特性に優れ、冷熱サイクル負荷時においても、伝熱層１１にクラックが生じることを抑制できる。
また、本実施形態においては、コア粒子２１が、シリコーンゴム、シリコーン樹脂、シリコーンゲル、若しくはシリコーン樹脂もしくはシリカ粒子でコートされたシリコーンゴムから選択される一種又は二種以上で構成されているので、伝熱層１１に圧力が付与された場合に、コアシェル粒子２０が変形しやすくなる。また、耐熱温度が高いことから、高温環境下においても安定して使用することができる。
さらに、本実施形態においては、シェル２２を構成する金属層が、銀、銅、ニッケル及びアルミニウムから選択される一種又は二種以上で構成されているので、伝熱層１１における熱伝導性をさらに向上さシェル２２ことができる。
また、本実施形態においては、シェル２２を構成する金属層がめっき膜とされているので、金属層の厚さが均一となるとともに厚さが精度良く調整されている。
また、本実施形態においては、シェル２２を構成する金属層がめっき膜とされているので、金属層の厚さが均一となるとともに厚さが精度良く調整されている。
また、本実施形態においては、コアシェル粒子２０の粒径が２０μｍ以上とされているので、表面のうねり等の比較的大きなスケールの凹凸にも追従することができ、さらには同じ長さの放熱パス内で、小さいフィラーと比較してフィラー間の界面熱抵抗の寄与がより小さくなるため、高い熱伝導性を確保することができる。また、コアシェル粒子２０の粒径が２００μｍ以下とされているので、バルク熱抵抗が上昇することを抑制でき、熱抵抗を低く抑えることができる。
さらに、本実施形態においては、コアシェル粒子２０の平均粒径Ｄａｖｅと、標準偏差Ｄｓｔｄとから算出されるＣＶ値＝Ｄｓｔｄ／Ｄａｖｅが０．１以下とされているので、伝熱層１１表面の凹凸が小さくなり、この伝熱層１１に積層される電子部品３（発熱体）と確実に接触さシェル２２ことができる。
また、本実施形態においては、コアシェル粒子２０を保持するバインダー１３が、ポリイミド、ポリアミドイミド、エポキシ、シリコーンゴム、シリコーン樹脂、シリコーンゲル、もしくは弾性接着剤から選択される一種又は二種以上で構成されているので、基材であるヒートシンク５（放熱体）の表面にコアシェル粒子２０を確実に保持することができる。なお、本実施形態では、バインダー１３として、コア粒子２１よりも弾性率が高いものでも低いものでも使用できるが、接着強度が同じであればより柔らかいものを用いることが望ましい。
さらに、本実施形態においては、伝熱層１１中の金属含有量が５体積％以上とされているので、熱伝導性に優れた金属層からなるシェル２２の比率が確保されることになり、高い熱伝導性を確保することができる。また、伝熱層１１中の金属含有量が３０体積％以下とされているので、伝熱層１１における形状追従性を確保することができる。また、伝熱層全体の弾性率も小さくなり、その結果変位が大きくなる。そのため金属層が塑性変形し、見掛け上より柔らかく熱伝導度の高い粒子としての挙動を示すことになる。
また、本実施形態においては、伝熱層の膜厚が、コアシェル粒子の平均粒径の１．２倍であるようになっている。これによって、放熱パス内における粒子間の界面の数が少なく、界面熱抵抗の寄与が小さくなり、その結果熱抵抗も小さくなり、電子部品３（発熱体）の熱をヒートシンク５（放熱体）へと効率良く伝達することが可能となる。
さらに、本実施形態においては、基材となるヒートシンク５（放熱体）の表面にバインダー１３を塗布し、このバインダー１３の上にコアシェル粒子２０をまぶした後、エアブロー等によって余分なコアシェル粒子２０を除去し、平滑面を有する押圧部材（本実施形態ではゴムシート）によってコアシェル粒子２０を前記バインダー内へ押圧した後、加熱してバインダー１３を硬化させているので、基材の表面にバインダー１３によってコアシェル粒子２０が保持された本実施形態である伝熱部材１０を得ることができる。
さらに、本実施形態においては、伝熱層１１が形成される基材がヒートシンク５（放熱体）とされているので、伝熱層１１を介して電子部品３（発熱体）を積層配置することにより、電子部品３（発熱体）で発生した熱をヒートシンク５（放熱体）へと効率良く伝達することが可能な電子装置１を構成することができる。
以上、この発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
例えば、本実施形態では、ヒートシンク（放熱体）の表面に伝熱層を形成したものとして説明したが、これに限定されることはなく、図５及び図６に示すように、電子部品３（発熱体）の表面に伝熱層１１を形成した伝熱部材１１０を用いて、この伝熱層１１を介してヒートシンク５（放熱体）を積層配置し、電子装置１０１を構成してもよい。
また、図１に示すヒートシンク５（放熱体）及び図５に示す電子部品３（発熱体）を用いて、図７に示すように、これらの伝熱層１１，１１を介して電子部品３（発熱体）とヒートシンク５（放熱体）とを積層配置し、電子装置２０１を構成してもよい。
例えば、本実施形態では、ヒートシンク（放熱体）の表面に伝熱層を形成したものとして説明したが、これに限定されることはなく、図５及び図６に示すように、電子部品３（発熱体）の表面に伝熱層１１を形成した伝熱部材１１０を用いて、この伝熱層１１を介してヒートシンク５（放熱体）を積層配置し、電子装置１０１を構成してもよい。
また、図１に示すヒートシンク５（放熱体）及び図５に示す電子部品３（発熱体）を用いて、図７に示すように、これらの伝熱層１１，１１を介して電子部品３（発熱体）とヒートシンク５（放熱体）とを積層配置し、電子装置２０１を構成してもよい。
また、発熱体として電子部品を用いた電子装置を例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、電子部品以外の発熱体を用いたものであってもよい。
さらに、放熱体としてヒートシンクを例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、ヒートシンク以外の放熱体を用いたものであってもよい。
さらに、放熱体としてヒートシンクを例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、ヒートシンク以外の放熱体を用いたものであってもよい。
以下、本発明の効果を実施例及び比較例を用いて詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
〔実施例１〕
本実施例では、Ａｉｎｅｘ社製のアルミニウムヒートシンク（製品名 ＹＨ−３０２０A）の表面（表面粗さＲａ＜０．０１ｍｍ）に、伝熱層を形成した。
まず、それに用いたコアシェル粒子は、以下のように作製した。
本実施例では、Ａｉｎｅｘ社製のアルミニウムヒートシンク（製品名 ＹＨ−３０２０A）の表面（表面粗さＲａ＜０．０１ｍｍ）に、伝熱層を形成した。
まず、それに用いたコアシェル粒子は、以下のように作製した。
（１）コアシェル粒子（球状アクリル樹脂粒子を銀層で被覆した粒子）の作製
真球状アクリル樹脂粒子（弾性率 ３ＧＰａ、比重１．２ｇ／ｃｍ３）をフィルタで処理し、ＣＶ値が４％、平均粒径（Ｄｖ５０）が９８μｍのアクリル樹脂粒子を得た。下記の前処理と無電解銀めっきとを行って、コアシェル粒子を作製した。
＜前処理＞
塩化第一錫２０ｇ、３５％塩酸２０ｍＬを、容量１Ｌのメスフラスコを用いて水で１Ｌに希釈（メスアップ）し、４５℃に保温した。この水溶液に、下記表１に示すコア粒子（球状アクリル樹脂粒子）１０ｇを添加し、２時間撹拌した。その後、コア粒子を濾別して水洗した。以上によりコア粒子の前処理を行った。
＜無電解銀めっき＞
水２Ｌに、エチレンジアミン四酢酸四ナトリウム（錯化剤）６３０ｇ、水酸化ナトリウム１５０ｇ、ホルマリン（還元剤）３００ｍＬを溶解し、錯化剤及び還元剤を含む水溶液を作製した。また、硝酸銀１００ｇ、２５％アンモニア水１２０ｍＬ、水６００ｍＬを混合し、硝酸銀を含む水溶液を作製した。
錯化剤及び還元剤を含む水溶液中に、前処理済みのコア粒子を浸漬させた。その後、水溶液を撹拌しながら、硝酸銀を含む水溶液を滴下し、コア粒子を体積４１％のシェル（銀層）で被覆してコアシェル粒子を作製した。なお被覆後の粒径は１１７μm、CV値は４％であった。その後、コアシェル粒子を水洗して乾燥した。以上により、下記表１に示すコアシェル粒子を得た。なお、コア粒子、コアシェル粒子の平均粒径、ＣＶ、弾性率、コアシェル粒子中の金属体積濃度、シェルの厚さと体積含有量は、下記の方法により測定した。
真球状アクリル樹脂粒子（弾性率 ３ＧＰａ、比重１．２ｇ／ｃｍ３）をフィルタで処理し、ＣＶ値が４％、平均粒径（Ｄｖ５０）が９８μｍのアクリル樹脂粒子を得た。下記の前処理と無電解銀めっきとを行って、コアシェル粒子を作製した。
＜前処理＞
塩化第一錫２０ｇ、３５％塩酸２０ｍＬを、容量１Ｌのメスフラスコを用いて水で１Ｌに希釈（メスアップ）し、４５℃に保温した。この水溶液に、下記表１に示すコア粒子（球状アクリル樹脂粒子）１０ｇを添加し、２時間撹拌した。その後、コア粒子を濾別して水洗した。以上によりコア粒子の前処理を行った。
＜無電解銀めっき＞
水２Ｌに、エチレンジアミン四酢酸四ナトリウム（錯化剤）６３０ｇ、水酸化ナトリウム１５０ｇ、ホルマリン（還元剤）３００ｍＬを溶解し、錯化剤及び還元剤を含む水溶液を作製した。また、硝酸銀１００ｇ、２５％アンモニア水１２０ｍＬ、水６００ｍＬを混合し、硝酸銀を含む水溶液を作製した。
錯化剤及び還元剤を含む水溶液中に、前処理済みのコア粒子を浸漬させた。その後、水溶液を撹拌しながら、硝酸銀を含む水溶液を滴下し、コア粒子を体積４１％のシェル（銀層）で被覆してコアシェル粒子を作製した。なお被覆後の粒径は１１７μm、CV値は４％であった。その後、コアシェル粒子を水洗して乾燥した。以上により、下記表１に示すコアシェル粒子を得た。なお、コア粒子、コアシェル粒子の平均粒径、ＣＶ、弾性率、コアシェル粒子中の金属体積濃度、シェルの厚さと体積含有量は、下記の方法により測定した。
（コア粒子、コアシェル粒子の平均粒径、ＣＶ）
ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡、株式会社日立ハイテクノロジーズ製、ＨＩＴＡＣＨＩ Ｓ−４３００ＳＥ）を用いて、３００個のコア粒子と直径を測定した。そして、この測定値の平均値を平均粒径とした。また測定値の標準偏差を平均値で割ったものをＣＶ値とした。
ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡、株式会社日立ハイテクノロジーズ製、ＨＩＴＡＣＨＩ Ｓ−４３００ＳＥ）を用いて、３００個のコア粒子と直径を測定した。そして、この測定値の平均値を平均粒径とした。また測定値の標準偏差を平均値で割ったものをＣＶ値とした。
（コア粒子の弾性率）
微小圧縮試験機（（株）島津製作所製、ＭＣＴＭ−２００）を用いて、コア粒子を圧縮変形させ、そのときの荷重（Ｎ）と圧縮変位（ｍｍ）とを測定した。そして、コア粒子を２０％圧縮変形させたときの弾性率Ｅ（単位：Ｎ／ｍｍ２）を、下記式より求めた。
微小圧縮試験機（（株）島津製作所製、ＭＣＴＭ−２００）を用いて、コア粒子を圧縮変形させ、そのときの荷重（Ｎ）と圧縮変位（ｍｍ）とを測定した。そして、コア粒子を２０％圧縮変形させたときの弾性率Ｅ（単位：Ｎ／ｍｍ２）を、下記式より求めた。
上記の式において、Ｆは、コア粒子を２０％圧縮変形させたときの荷重（Ｎ）、Ｓは、コア粒子を２０％圧縮変形させたときの圧縮変位（ｍｍ）、Ｒは、コア粒子の半径（ｍｍ）である。本測定は、コア粒子１０個に対して行った。表１には、その平均値を、単位をＧＰａに換算して記載した。
（コアシェル粒子中の金属体積濃度）
コアシェル粒子中のシェルの重量をＩＣＰ測定によって測定し、下記の式により算出した。
シェルの体積含有量（体積％）＝（シェルの重量／シェルの密度）／｛（コアシェル粒子の重量―シェルの重量）／コア粒子の密度＋（シェルの重量／シェルの密度）｝×１００
コアシェル粒子中のシェルの重量をＩＣＰ測定によって測定し、下記の式により算出した。
シェルの体積含有量（体積％）＝（シェルの重量／シェルの密度）／｛（コアシェル粒子の重量―シェルの重量）／コア粒子の密度＋（シェルの重量／シェルの密度）｝×１００
（２）伝熱層の作製
伝熱層は、ヒートシンクの表面に、バインダーとして、ＰＧＭＥで１：０．２に希釈したエポキシ樹脂（エポキシ８２８：三菱化学製）と硬化剤を所定の比率で混ぜたものをスピンコートした。スピンコートは２０００ｒｐｍで１分間行った。スピンコート後にその表面に、上述のコアシェル粒子（銀コート粉）をまぶした。その後、余分な粉をエアブローで払い落し、平らなテフロン（登録商標）板を１ＭＰａの力で３０秒間押しつけた。その後、１２０℃の乾燥炉に３０分入れ、乾燥、硬化させた。以上により、下記表１に示す伝熱層を得た。なお、伝熱層の厚み、伝熱層中の金属体積濃度は下記方法で測定した。
伝熱層は、ヒートシンクの表面に、バインダーとして、ＰＧＭＥで１：０．２に希釈したエポキシ樹脂（エポキシ８２８：三菱化学製）と硬化剤を所定の比率で混ぜたものをスピンコートした。スピンコートは２０００ｒｐｍで１分間行った。スピンコート後にその表面に、上述のコアシェル粒子（銀コート粉）をまぶした。その後、余分な粉をエアブローで払い落し、平らなテフロン（登録商標）板を１ＭＰａの力で３０秒間押しつけた。その後、１２０℃の乾燥炉に３０分入れ、乾燥、硬化させた。以上により、下記表１に示す伝熱層を得た。なお、伝熱層の厚み、伝熱層中の金属体積濃度は下記方法で測定した。
（伝熱層の厚み）
伝熱層の厚みは、μメーター（株式会社ミツトヨ製：ＭＤＨ−２５Ｍ）を用いて測定した。
伝熱層の厚みは、μメーター（株式会社ミツトヨ製：ＭＤＨ−２５Ｍ）を用いて測定した。
（伝熱層中の金属体積濃度）
伝熱層中の金属体積濃度は、試料をＳＥＭで観察し、コアシェル粒子の単位面積当たりの個数（Ｎ）を算出、その後下記式を用いて計算した。
伝熱層中の金属体積濃度（体積％）＝４／３×π×（コアシェル粒子の半径）３×Ｎ／伝熱層の厚み×１００
伝熱層中の金属体積濃度は、試料をＳＥＭで観察し、コアシェル粒子の単位面積当たりの個数（Ｎ）を算出、その後下記式を用いて計算した。
伝熱層中の金属体積濃度（体積％）＝４／３×π×（コアシェル粒子の半径）３×Ｎ／伝熱層の厚み×１００
（３）伝熱層の熱抵抗の測定
この伝熱層の上に発熱体（ＴＯ−３Ｐ）を載置し、積層方向に加圧してネジ止めによって固定した。なおねじはトルク４０Ｎｃｍで締めた。
そして、Ｔ３Ｓｔｅｒを用いてヒートシンクと発熱体間の熱抵抗の測定を行った。発熱：１Ａ、３０ｓｅｃ（素子温度：ΔＴ＝２．６℃）、測定：０．０１Ａ、測定時間：４５ｓｅｃの条件で測定を行った。なおヒートシンクは自然対流によって冷却した。
この伝熱層の上に発熱体（ＴＯ−３Ｐ）を載置し、積層方向に加圧してネジ止めによって固定した。なおねじはトルク４０Ｎｃｍで締めた。
そして、Ｔ３Ｓｔｅｒを用いてヒートシンクと発熱体間の熱抵抗の測定を行った。発熱：１Ａ、３０ｓｅｃ（素子温度：ΔＴ＝２．６℃）、測定：０．０１Ａ、測定時間：４５ｓｅｃの条件で測定を行った。なおヒートシンクは自然対流によって冷却した。
〔実施例２〕
実施例２では、実施例１と同様のコアシェル粒子及びバインダーを用いて、同様の条件で、発熱体（ＴＯ−３Ｐ）の表面に伝熱層を形成した。
この伝熱層の上にヒートシンクを載置し、積層方向に加圧してネジ止めによって固定し、実施例１と同様に熱抵抗の測定を行った。
なお、ヒートシンク及び発熱体は、実施例１と同様のものを使用した。
実施例２では、実施例１と同様のコアシェル粒子及びバインダーを用いて、同様の条件で、発熱体（ＴＯ−３Ｐ）の表面に伝熱層を形成した。
この伝熱層の上にヒートシンクを載置し、積層方向に加圧してネジ止めによって固定し、実施例１と同様に熱抵抗の測定を行った。
なお、ヒートシンク及び発熱体は、実施例１と同様のものを使用した。
〔実施例３〕
実施例３では、実施例１と同様のコアシェル粒子及びバインダーを用いて、同様の条件で、発熱体の表面及びヒートシンクの表面に伝熱層を形成した。
発熱体とヒートシンクとをそれぞれ伝熱層を介して積層し、積層方向に加圧してネジ止めによって固定し、実施例１と同様に熱抵抗の測定を行った。
なお、ヒートシンク及び発熱体は、実施例１と同様のものを使用した。
実施例３では、実施例１と同様のコアシェル粒子及びバインダーを用いて、同様の条件で、発熱体の表面及びヒートシンクの表面に伝熱層を形成した。
発熱体とヒートシンクとをそれぞれ伝熱層を介して積層し、積層方向に加圧してネジ止めによって固定し、実施例１と同様に熱抵抗の測定を行った。
なお、ヒートシンク及び発熱体は、実施例１と同様のものを使用した。
〔実施例４〕
実施例４では、コアシェル粒子のコアとして、真球状アクリル樹脂粒子（弾性率３ＧＰａ、比重１．２ｇ／ｃｍ３）をフィルタで処理し、ＣＶ値が８％、平均粒径（Ｄｖ５０）が２２μｍのアクリル樹脂粒子を得た。実施例１の前処理と無電解銀めっきとを、このコア粒子１０gを用いて行って、コアシェル粒子を作製した。この操作により、コアシェル粒子中シェルの体積濃度が４１％である銀コートアクリル樹脂粒子を得た。なお被覆後のＣＶ値は９％であった。このコアシェル粉を用い、実施例１と同様にヒートシンク上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。ただし、バインダーはＰＧＭＥで１：１に希釈した。
実施例４では、コアシェル粒子のコアとして、真球状アクリル樹脂粒子（弾性率３ＧＰａ、比重１．２ｇ／ｃｍ３）をフィルタで処理し、ＣＶ値が８％、平均粒径（Ｄｖ５０）が２２μｍのアクリル樹脂粒子を得た。実施例１の前処理と無電解銀めっきとを、このコア粒子１０gを用いて行って、コアシェル粒子を作製した。この操作により、コアシェル粒子中シェルの体積濃度が４１％である銀コートアクリル樹脂粒子を得た。なお被覆後のＣＶ値は９％であった。このコアシェル粉を用い、実施例１と同様にヒートシンク上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。ただし、バインダーはＰＧＭＥで１：１に希釈した。
〔実施例５〕
実施例５では、コアシェル粒子のコアとして、真球状アクリル樹脂粒子（弾性率３ＧＰａ、比重１．２ｇ／ｃｍ３）をフィルタで処理し、ＣＶ値が６％、平均粒径（Ｄｖ５０）が７２μｍのアクリル樹脂粒子を得た。実施例１の前処理と無電解銀めっきとを、このコア粒子１０gを用いて行って、コアシェル粒子を作製した。この操作により、コアシェル粒子中シェルの体積濃度が４１％である銀コートアクリル樹脂粒子を得た。なお被覆後のＣＶ値は６％であった。このコアシェル粉を用い、実施例１と同様にヒートシンク上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。
実施例５では、コアシェル粒子のコアとして、真球状アクリル樹脂粒子（弾性率３ＧＰａ、比重１．２ｇ／ｃｍ３）をフィルタで処理し、ＣＶ値が６％、平均粒径（Ｄｖ５０）が７２μｍのアクリル樹脂粒子を得た。実施例１の前処理と無電解銀めっきとを、このコア粒子１０gを用いて行って、コアシェル粒子を作製した。この操作により、コアシェル粒子中シェルの体積濃度が４１％である銀コートアクリル樹脂粒子を得た。なお被覆後のＣＶ値は６％であった。このコアシェル粉を用い、実施例１と同様にヒートシンク上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。
〔実施例６〕
実施例６では、コアシェル粒子のコアとして、真球状アクリル樹脂粒子（弾性率３ＧＰａ、比重１．２ｇ／ｃｍ３）をフィルタで処理し、ＣＶ値が３％、平均粒径（Ｄｖ５０）が１１７μｍのアクリル樹脂粒子を得た。実施例１の前処理と無電解銀めっきとを、このコア粒子１０gを用いて行って、コアシェル粒子を作製した。この操作により、コアシェル粒子中シェルの体積濃度が４２％である銀コートアクリル樹脂粒子を得た。なお被覆後のＣＶ値は４％であった。このコアシェル粉を用い、実施例１と同様にヒートシンク上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。
実施例６では、コアシェル粒子のコアとして、真球状アクリル樹脂粒子（弾性率３ＧＰａ、比重１．２ｇ／ｃｍ３）をフィルタで処理し、ＣＶ値が３％、平均粒径（Ｄｖ５０）が１１７μｍのアクリル樹脂粒子を得た。実施例１の前処理と無電解銀めっきとを、このコア粒子１０gを用いて行って、コアシェル粒子を作製した。この操作により、コアシェル粒子中シェルの体積濃度が４２％である銀コートアクリル樹脂粒子を得た。なお被覆後のＣＶ値は４％であった。このコアシェル粉を用い、実施例１と同様にヒートシンク上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。
〔実施例７〕
実施例７では、コアシェル粒子のコアとして、シリコーン樹脂/ゴム複合粒子（弾性率 ０．５ＧＰａa、比重１．０ｇ／ｃｍ３）をフィルタで処理し、ＣＶ値が１０％、平均粒径（Ｄｖ５０）が１１μｍのシリコーン樹脂/ゴム複合粒子を得た。このコア粒子９ｇを、無水クロム酸を４００ｇ／Ｌ、硫酸を４００ｇ／Ｌの濃度で含む水溶液１Ｌ中において３０分撹拌した。その後、コア粒子を濾別して水洗した。この処理によってコア粒子の親水化を行った。続いて実施例１の前処理と無電解銀めっきとを行って、コアシェル粒子を作製した。この操作により、コアシェル粒子中シェルの体積濃度が３９％である銀コートシリコーン樹脂/ゴム複合粒子を得た。なお被覆後のＣＶ値は１０％であった。このコアシェル粉を用い、実施例３と同様にヒートシンクと発熱体上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。ただし、バインダーはＰＧＭＥで１：１に希釈した。
実施例７では、コアシェル粒子のコアとして、シリコーン樹脂/ゴム複合粒子（弾性率 ０．５ＧＰａa、比重１．０ｇ／ｃｍ３）をフィルタで処理し、ＣＶ値が１０％、平均粒径（Ｄｖ５０）が１１μｍのシリコーン樹脂/ゴム複合粒子を得た。このコア粒子９ｇを、無水クロム酸を４００ｇ／Ｌ、硫酸を４００ｇ／Ｌの濃度で含む水溶液１Ｌ中において３０分撹拌した。その後、コア粒子を濾別して水洗した。この処理によってコア粒子の親水化を行った。続いて実施例１の前処理と無電解銀めっきとを行って、コアシェル粒子を作製した。この操作により、コアシェル粒子中シェルの体積濃度が３９％である銀コートシリコーン樹脂/ゴム複合粒子を得た。なお被覆後のＣＶ値は１０％であった。このコアシェル粉を用い、実施例３と同様にヒートシンクと発熱体上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。ただし、バインダーはＰＧＭＥで１：１に希釈した。
〔実施例８〕
実施例８では、コアシェル粒子のコアとして、真球状アクリル樹脂粒子（弾性率３ＧＰａ、比重１．２ｇ／ｃｍ３）をフィルタで処理し、ＣＶ値が１４％、平均粒径（Ｄｖ５０）が９８μｍのアクリル樹脂粒子を得た。実施例１の前処理と無電解銀めっきとを、このコア粒子１０gを用いて行って、コアシェル粒子を作製した。この操作により、コアシェル粒子中シェルの体積濃度が４２％である銀コートアクリル樹脂粒子を得た。なお被覆後のＣＶ値は１５％であった。このコアシェル粉を用い、実施例１と同様にヒートシンク上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。
実施例８では、コアシェル粒子のコアとして、真球状アクリル樹脂粒子（弾性率３ＧＰａ、比重１．２ｇ／ｃｍ３）をフィルタで処理し、ＣＶ値が１４％、平均粒径（Ｄｖ５０）が９８μｍのアクリル樹脂粒子を得た。実施例１の前処理と無電解銀めっきとを、このコア粒子１０gを用いて行って、コアシェル粒子を作製した。この操作により、コアシェル粒子中シェルの体積濃度が４２％である銀コートアクリル樹脂粒子を得た。なお被覆後のＣＶ値は１５％であった。このコアシェル粉を用い、実施例１と同様にヒートシンク上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。
〔実施例９〕
実施例９では、コアシェル粒子のコアとして、真球状アクリル樹脂粒子（弾性率３ＧＰａ、比重１．２ｇ／ｃｍ３）をフィルタで処理し、ＣＶ値が５％、平均粒径（Ｄｖ５０）が９８μｍのアクリル樹脂粒子を得た。実施例１の前処理と無電解銀めっきとを、このコア粒子１００gを用いて行って、コアシェル粒子を作製した。この操作により、コアシェル粒子中シェルの体積濃度が６％である銀コートアクリル樹脂粒子を得た。なお被覆後のＣＶ値は５％であった。このコアシェル粉を用い、実施例１と同様にヒートシンク上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。
実施例９では、コアシェル粒子のコアとして、真球状アクリル樹脂粒子（弾性率３ＧＰａ、比重１．２ｇ／ｃｍ３）をフィルタで処理し、ＣＶ値が５％、平均粒径（Ｄｖ５０）が９８μｍのアクリル樹脂粒子を得た。実施例１の前処理と無電解銀めっきとを、このコア粒子１００gを用いて行って、コアシェル粒子を作製した。この操作により、コアシェル粒子中シェルの体積濃度が６％である銀コートアクリル樹脂粒子を得た。なお被覆後のＣＶ値は５％であった。このコアシェル粉を用い、実施例１と同様にヒートシンク上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。
〔実施例１０〕
実施例１０では、コアシェル粒子のコアとして、真球状アクリル樹脂粒子（弾性率３ＧＰａ、比重１．２ｇ／ｃｍ３）をフィルタで処理し、ＣＶ値が４％、平均粒径（Ｄｖ５０）が９８μｍのアクリル樹脂粒子を得た。実施例１の前処理と無電解銀めっきとを、このコア粒子５gを用いて行って、コアシェル粒子を作製した。この操作により、コアシェル粒子中シェルの体積濃度が５７％、ＣＶ値が４％である銀コートアクリル樹脂粒子を得た。このコアシェル粉を用い、実施例１と同様にヒートシンク上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。
実施例１０では、コアシェル粒子のコアとして、真球状アクリル樹脂粒子（弾性率３ＧＰａ、比重１．２ｇ／ｃｍ３）をフィルタで処理し、ＣＶ値が４％、平均粒径（Ｄｖ５０）が９８μｍのアクリル樹脂粒子を得た。実施例１の前処理と無電解銀めっきとを、このコア粒子５gを用いて行って、コアシェル粒子を作製した。この操作により、コアシェル粒子中シェルの体積濃度が５７％、ＣＶ値が４％である銀コートアクリル樹脂粒子を得た。このコアシェル粉を用い、実施例１と同様にヒートシンク上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。
〔実施例１１〕
実施例１１では、コアシェル粒子のコアとして、真球状アクリル樹脂粒子（弾性率３ＧＰａ、比重１．２ｇ／ｃｍ３）をフィルタで処理し、ＣＶ値が４％、平均粒径（Ｄｖ５０）が９８μｍのアクリル樹脂粒子を得た。実施例１の前処理と無電解銀めっきとを、このコア粒子２５gを用いて行って、コアシェル粒子を作製した。この操作により、コアシェル粒子中シェルの体積濃度が２１％であり、ＣＶ値が５％である銀コートアクリル樹脂粒子を得た。このコアシェル粉を用い、実施例１と同様にヒートシンク上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。
実施例１１では、コアシェル粒子のコアとして、真球状アクリル樹脂粒子（弾性率３ＧＰａ、比重１．２ｇ／ｃｍ３）をフィルタで処理し、ＣＶ値が４％、平均粒径（Ｄｖ５０）が９８μｍのアクリル樹脂粒子を得た。実施例１の前処理と無電解銀めっきとを、このコア粒子２５gを用いて行って、コアシェル粒子を作製した。この操作により、コアシェル粒子中シェルの体積濃度が２１％であり、ＣＶ値が５％である銀コートアクリル樹脂粒子を得た。このコアシェル粉を用い、実施例１と同様にヒートシンク上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。
〔実施例１２〕
実施例１２では、コアシェル粒子のコアとして、真球状アクリル樹脂粒子（弾性率３ＧＰａ、比重１．２ｇ／ｃｍ３）をフィルタで処理し、ＣＶ値が４％、平均粒径（Ｄｖ５０）が９８μｍのアクリル樹脂粒子を得た。実施例１の前処理と無電解銀めっきとを、このコア粒子７gを用いて行って、コアシェル粒子を作製した。この操作により、コアシェル粒子中シェルの体積濃度が４９％であり、ＣＶ値が３％である銀コートアクリル樹脂粒子を得た。このコアシェル粉を用い、実施例１と同様にヒートシンク上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。
実施例１２では、コアシェル粒子のコアとして、真球状アクリル樹脂粒子（弾性率３ＧＰａ、比重１．２ｇ／ｃｍ３）をフィルタで処理し、ＣＶ値が４％、平均粒径（Ｄｖ５０）が９８μｍのアクリル樹脂粒子を得た。実施例１の前処理と無電解銀めっきとを、このコア粒子７gを用いて行って、コアシェル粒子を作製した。この操作により、コアシェル粒子中シェルの体積濃度が４９％であり、ＣＶ値が３％である銀コートアクリル樹脂粒子を得た。このコアシェル粉を用い、実施例１と同様にヒートシンク上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。
〔実施例１３〕
実施例１３では、実施例１で作製したコアシェル粉を使用した。このコアシェル粉を用い、実施例１と同様にヒートシンク上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。ただしエポキシの代わりにポリアミドイミドを（日立化成：ＨＩ４０６Ｄ）、ＰＧＭＥの代わりにＮＭＰを用いた。
実施例１３では、実施例１で作製したコアシェル粉を使用した。このコアシェル粉を用い、実施例１と同様にヒートシンク上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。ただしエポキシの代わりにポリアミドイミドを（日立化成：ＨＩ４０６Ｄ）、ＰＧＭＥの代わりにＮＭＰを用いた。
〔実施例１４〕
実施例１４では、実施例１で作製したコアシェル粉を使用した。このコアシェル粉を用い、実施例１と同様にヒートシンク上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。ただしエポキシの代わりにシリコーンゴムを（信越化学社：ＫＥ−１８５５）用い、トルエンで１：１に割合で希釈したものを用いた。
実施例１４では、実施例１で作製したコアシェル粉を使用した。このコアシェル粉を用い、実施例１と同様にヒートシンク上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。ただしエポキシの代わりにシリコーンゴムを（信越化学社：ＫＥ−１８５５）用い、トルエンで１：１に割合で希釈したものを用いた。
〔実施例１５〕
実施例１５では、コアシェル粒子のコアとして、真球状アクリル樹脂粒子（弾性率３ＧＰａ、比重１．２ｇ／ｃｍ３）をフィルタで処理し、ＣＶ値が４％、平均粒径（Ｄｖ５０）が９８μｍのアクリル樹脂粒子を得た。このコア粒子に下記の前処理と無電解ニッケルめっきとを行って、コアシェル粒子を作製した。
＜前処理＞
塩化パラジウム４００ｍｇ、塩化第一錫４０ｇ、及び濃塩酸１５０ｍＬを容量１Ｌのメスフラスコを用いて水で１Ｌに希釈（メスアップ）し、４５℃に保温した。この水溶液に、表１に示すコア粒子（球状アクリル樹脂粒子）２３ｇを添加し、２時間撹拌した。その後、コア粒子を濾別して水洗した。水洗後、さらにコア粒子を２５ｍｇ／Ｌ塩化パラジウム溶液及び５％硫酸水溶液中に添加し、２時間撹拌した後、濾別して水洗した。以上により前処理を行った。
＜無電解ニッケルめっき＞
コハク酸ナトリウム６０ｇ、次亜リン酸ナトリウム（還元剤）３００ｇ、及び水酸化ナトリウム１２０ｇを含む水溶液２Ｌを作製した。また硫酸ニッケル３００ｇ、２５％アンモニア水１００ｍＬを含む水溶液１０００ｍＬを作製した。
還元剤を含む水溶液中に、前処理済みのコア粒子を浸漬させ、８０℃に保った。その後、水溶液を撹拌しながら、ニッケル源を含む水溶液を滴下し、１時間撹拌しながら反応させた。その後、大量のイオン交換水を投入し、反応を終了させた。こうして、コア粒子を４２体積％のシェル（ニッケル層）で被覆してコアシェル粒子を作製した。その後、コアシェル粒子を水洗して乾燥した。以上により、表１に示すコアシェル粒子を得た。この操作により、コアシェル粒子中シェルの体積濃度が４２％であり、ＣＶ値が４％であるニッケルコートアクリル樹脂粒子を得た。このコアシェル粉を用い、実施例１と同様にヒートシンク上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。
実施例１５では、コアシェル粒子のコアとして、真球状アクリル樹脂粒子（弾性率３ＧＰａ、比重１．２ｇ／ｃｍ３）をフィルタで処理し、ＣＶ値が４％、平均粒径（Ｄｖ５０）が９８μｍのアクリル樹脂粒子を得た。このコア粒子に下記の前処理と無電解ニッケルめっきとを行って、コアシェル粒子を作製した。
＜前処理＞
塩化パラジウム４００ｍｇ、塩化第一錫４０ｇ、及び濃塩酸１５０ｍＬを容量１Ｌのメスフラスコを用いて水で１Ｌに希釈（メスアップ）し、４５℃に保温した。この水溶液に、表１に示すコア粒子（球状アクリル樹脂粒子）２３ｇを添加し、２時間撹拌した。その後、コア粒子を濾別して水洗した。水洗後、さらにコア粒子を２５ｍｇ／Ｌ塩化パラジウム溶液及び５％硫酸水溶液中に添加し、２時間撹拌した後、濾別して水洗した。以上により前処理を行った。
＜無電解ニッケルめっき＞
コハク酸ナトリウム６０ｇ、次亜リン酸ナトリウム（還元剤）３００ｇ、及び水酸化ナトリウム１２０ｇを含む水溶液２Ｌを作製した。また硫酸ニッケル３００ｇ、２５％アンモニア水１００ｍＬを含む水溶液１０００ｍＬを作製した。
還元剤を含む水溶液中に、前処理済みのコア粒子を浸漬させ、８０℃に保った。その後、水溶液を撹拌しながら、ニッケル源を含む水溶液を滴下し、１時間撹拌しながら反応させた。その後、大量のイオン交換水を投入し、反応を終了させた。こうして、コア粒子を４２体積％のシェル（ニッケル層）で被覆してコアシェル粒子を作製した。その後、コアシェル粒子を水洗して乾燥した。以上により、表１に示すコアシェル粒子を得た。この操作により、コアシェル粒子中シェルの体積濃度が４２％であり、ＣＶ値が４％であるニッケルコートアクリル樹脂粒子を得た。このコアシェル粉を用い、実施例１と同様にヒートシンク上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。
〔実施例１６〕
実施例１６では、実施例１で作製したコアシェル粉を使用した。このコアシェル粉を用い、実施例１と同様にヒートシンク上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。ただしバインダー層（エポキシ／ＰＧＭＥ）のスピンコーティングを、連続して２回行った上で、コア粒子粉末をまぶし、伝熱層を形成した。
実施例１６では、実施例１で作製したコアシェル粉を使用した。このコアシェル粉を用い、実施例１と同様にヒートシンク上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。ただしバインダー層（エポキシ／ＰＧＭＥ）のスピンコーティングを、連続して２回行った上で、コア粒子粉末をまぶし、伝熱層を形成した。
〔実施例１７〕
実施例１７では、実施例１で作製したコアシェル粉を使用した。このコアシェル粉を用い、実施例１と同様にヒートシンク上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。ただしバインダー層（エポキシ／ＰＧＭＥ）のスピンコーティングを、連続して３回行った上で、コア粒子粉末をまぶし、伝熱層を形成した。
実施例１７では、実施例１で作製したコアシェル粉を使用した。このコアシェル粉を用い、実施例１と同様にヒートシンク上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。ただしバインダー層（エポキシ／ＰＧＭＥ）のスピンコーティングを、連続して３回行った上で、コア粒子粉末をまぶし、伝熱層を形成した。
〔実施例１８〕
実施例１８では、実施例１で作製したコアシェル粉を使用した。このコアシェル粉を用い、実施例１と同様にヒートシンク上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。ただしバインダー層（エポキシ／ＰＧＭＥ）のスピンコーティングを、連続して４回行った上で、コア粒子粉末をまぶし、伝熱層を形成した。
実施例１８では、実施例１で作製したコアシェル粉を使用した。このコアシェル粉を用い、実施例１と同様にヒートシンク上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。ただしバインダー層（エポキシ／ＰＧＭＥ）のスピンコーティングを、連続して４回行った上で、コア粒子粉末をまぶし、伝熱層を形成した。
〔実施例１９〕
実施例１９では、コアシェル粒子のコアとして、シリコーン樹脂/ゴム複合粒子（弾性率０．５ＧＰａ、比重１．０ｇ／ｃｍ３）をフィルタで処理し、ＣＶ値が８％、平均粒径（Ｄｖ５０）が４０μｍのシリコーン樹脂/ゴム複合粒子を得た。このコア粒子１０ｇを、無水クロム酸を４００ｇ／Ｌ、硫酸を４００ｇ／Ｌの濃度で含む水溶液１Ｌ中において３０分撹拌した。その後、コア粒子を濾別して水洗した。この処理によってコア粒子の親水化を行った。続いて実施例１の前処理と無電解銀めっきとを行って、コアシェル粒子を作製した。この操作により、コアシェル粒子中シェルの体積濃度が４２％である銀コートシリコーン樹脂/ゴム複合粒子を得た。なお被覆後のＣＶ値は８％であった。このコアシェル粉を用い、実施例３と同様にヒートシンクと発熱体上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。
実施例１９では、コアシェル粒子のコアとして、シリコーン樹脂/ゴム複合粒子（弾性率０．５ＧＰａ、比重１．０ｇ／ｃｍ３）をフィルタで処理し、ＣＶ値が８％、平均粒径（Ｄｖ５０）が４０μｍのシリコーン樹脂/ゴム複合粒子を得た。このコア粒子１０ｇを、無水クロム酸を４００ｇ／Ｌ、硫酸を４００ｇ／Ｌの濃度で含む水溶液１Ｌ中において３０分撹拌した。その後、コア粒子を濾別して水洗した。この処理によってコア粒子の親水化を行った。続いて実施例１の前処理と無電解銀めっきとを行って、コアシェル粒子を作製した。この操作により、コアシェル粒子中シェルの体積濃度が４２％である銀コートシリコーン樹脂/ゴム複合粒子を得た。なお被覆後のＣＶ値は８％であった。このコアシェル粉を用い、実施例３と同様にヒートシンクと発熱体上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。
〔比較例１〕
比較例１では、コアシェル粒子のコアとして、硬化アミノ樹脂粒子（弾性率１０ＧＰａ、比重１．５ｇ／ｃｍ３）をフィルタで処理し、ＣＶ値が１０％、平均粒径（Ｄｖ５０）が１０μｍのシリコーン樹脂/ゴム複合粒子を得た。
このコア粒子１２ｇを、無水クロム酸を４００ｇ／Ｌ、硫酸を４００ｇ／Ｌの濃度で含む水溶液１Ｌ中において３０分攪拌した。その後、コア粒子を濾別して水洗した。この処理によってコア粒子の親水化を行った。
このコア粒子に対して、実施例１と同様の前処理と無電解メッキ処理を行い、コアシェル粒子を作製した。この操作により、コアシェル粒子中シェルの体積濃度が４３％である銀コートアクリル樹脂粒子を得た。なお被覆後のＣＶ値は１０％であった。このコアシェル粉を用い、実施例３と同様にヒートシンクと発熱体上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。
比較例１では、コアシェル粒子のコアとして、硬化アミノ樹脂粒子（弾性率１０ＧＰａ、比重１．５ｇ／ｃｍ３）をフィルタで処理し、ＣＶ値が１０％、平均粒径（Ｄｖ５０）が１０μｍのシリコーン樹脂/ゴム複合粒子を得た。
このコア粒子１２ｇを、無水クロム酸を４００ｇ／Ｌ、硫酸を４００ｇ／Ｌの濃度で含む水溶液１Ｌ中において３０分攪拌した。その後、コア粒子を濾別して水洗した。この処理によってコア粒子の親水化を行った。
このコア粒子に対して、実施例１と同様の前処理と無電解メッキ処理を行い、コアシェル粒子を作製した。この操作により、コアシェル粒子中シェルの体積濃度が４３％である銀コートアクリル樹脂粒子を得た。なお被覆後のＣＶ値は１０％であった。このコアシェル粉を用い、実施例３と同様にヒートシンクと発熱体上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。
〔比較例２〕
比較例２では、真球状アクリル樹脂粒子（弾性率３ＧＰａ、比重１．２ｇ／ｃｍ３）をフィルタで処理し、ＣＶ値が４％、平均粒径（Ｄｖ５０）が９８μｍのアクリル樹脂粒子を得た。このコア粒子を用い、金属被覆をしないまま、実施例１と同様にヒートシンク上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。
比較例２では、真球状アクリル樹脂粒子（弾性率３ＧＰａ、比重１．２ｇ／ｃｍ３）をフィルタで処理し、ＣＶ値が４％、平均粒径（Ｄｖ５０）が９８μｍのアクリル樹脂粒子を得た。このコア粒子を用い、金属被覆をしないまま、実施例１と同様にヒートシンク上にコーティングを施し、熱抵抗を測定した。
〔比較例３〕
比較例３では、実施例１で用いたバインダーをヒートシンク表面にスピンコートした後、コアシェル粉を塗布しないで、乾燥、硬化させたものを作製した。この膜の熱抵抗を実施例１と同様に測定した。
比較例３では、実施例１で用いたバインダーをヒートシンク表面にスピンコートした後、コアシェル粉を塗布しないで、乾燥、硬化させたものを作製した。この膜の熱抵抗を実施例１と同様に測定した。
〔比較例４〕
伝熱層を形成していないヒートシンクと発熱体とを積層し、実施例１と同様に熱抵抗の測定を行った。
伝熱層を形成していないヒートシンクと発熱体とを積層し、実施例１と同様に熱抵抗の測定を行った。
実施例１〜１９と、比較例１を比較することで、コアシェル粉のコアの弾性率が５ＧＰａ以下であるときに、低い熱抵抗が達成できることがわかる。これは、コアが硬い場合は、粒子が変形できないため、表面の凹凸に追従することができず隙間ができ、伝熱層と発熱体、もしくは伝熱層間の界面熱抵抗が高くなってしまったためと考えられる。
また、実施例１〜１９と、比較例２を比較することで、コア粒子の周りの熱伝導度の高い金属層があることが重要であることが分かる。これは、コア粒子のみでは熱伝導度が低いため、伝熱層のバルク熱抵抗が大きくなってしまうためと考えられる。
また、実施例１〜１９と、比較例４を比較することで、伝熱層なしでは低い熱抵抗は達成できず、伝熱層の存在が必要なことがわかる。
また、実施例１〜１９と、比較例４を比較することで、バインダーのみでは低い熱抵抗は達成できず、コアシェル粒子の存在が必要なことがわかる。これはこのバインダー層は比較的硬く、また熱伝導度も低いため、界面熱抵抗、バルク熱抵抗の両者ともに高くなってしまうためと考えられる。
さらに、実施例１、５、６と、実施例７を比較すると、コアシェル粒子の粒径が２０μm以上であることがより好ましいことが分かる。これは、粒径が小さすぎると、表面のうねりなどの比較的大きなスケールでの凹凸に追従できなくなるためと考えられる。
また、実施例１と８を比較することで、ＣＶ値が０．１以下であることがより好ましいことが分かる。これはＣＶが大きくなると、伝熱層の表面の凹凸が大きくなり、相手材との接触時に隙間ができやすくなるためと考えられる。
また、実施例１と８を比較することで、ＣＶ値が０．１以下であることがより好ましいことが分かる。これはＣＶが大きくなると、伝熱層の表面の凹凸が大きくなり、相手材との接触時に隙間ができやすくなるためと考えられる。
さらに、実施例１、９〜１２を比較することで、伝熱層中の金属体積濃度が５〜３０％であることが好ましいことが分かる。これは、伝熱層中の金属体積濃度が低すぎる場合、伝熱層の熱伝導度が低くなりすぎてしまい、また金属体積濃度が高すぎる場合、コア粒子が硬くなり、粒子が変形できないため、表面の凹凸に追従することができず隙間ができ、伝熱層と発熱体、もしくは伝熱層間の界面熱抵抗が高くなってしまったためと考えられる。
さらに、実施例１、１６〜１８を比較すると、伝熱層の厚さはコアシェル粒子の粒径の１．２倍以下であることが好ましいことが分かる。これは、伝熱層の厚さがコアシェル粒子の粒径に対して厚くなると、伝熱パスの中に粒子界面での界面熱抵抗の数が増えるため、全体の熱抵抗が上がるためと考えられる。また伝熱層が厚い場合、コアシェル粉を高充填することが難しくなり、伝熱層全体としての金属体積濃度が低くなることも原因として考えられる。
（伝熱層の冷熱サイクルによる剥離の発生の有無）
上記実施例、比較例で作製した伝熱層と発熱体、放熱体のモジュールを、−４０℃〜１２５℃の冷熱サイクルに２０００サイクルかけ、その後、ねじを外して構造体を分解した。その後顕微鏡観察により、コアシェル粒子が剥離している場所があるかどうかを検査した。続いて分解後のバインダーが付いている基板（発熱体もしくは放熱体）を小さく切断し、樹脂埋め、研磨によってバインダー層と基板と界面の断面を出した。この断面をＳＥＭによって観察し、基板とバインダー層との間に剥離が生じているかどうかを検査した。表３にその結果を示す。
上記実施例、比較例で作製した伝熱層と発熱体、放熱体のモジュールを、−４０℃〜１２５℃の冷熱サイクルに２０００サイクルかけ、その後、ねじを外して構造体を分解した。その後顕微鏡観察により、コアシェル粒子が剥離している場所があるかどうかを検査した。続いて分解後のバインダーが付いている基板（発熱体もしくは放熱体）を小さく切断し、樹脂埋め、研磨によってバインダー層と基板と界面の断面を出した。この断面をＳＥＭによって観察し、基板とバインダー層との間に剥離が生じているかどうかを検査した。表３にその結果を示す。
１ 電子装置
３ 電子部品（発熱体）
５ ヒートシンク（放熱体）
１０ 伝熱部材
１１ 伝熱層
１３ バインダー
２０ コアシェル粒子
２１ コア粒子（コア）
２２ シェル
３ 電子部品（発熱体）
５ ヒートシンク（放熱体）
１０ 伝熱部材
１１ 伝熱層
１３ バインダー
２０ コアシェル粒子
２１ コア粒子（コア）
２２ シェル
Claims (12)
- 基材と、この基材の表面の少なくとも一部に形成された伝熱層と、を備え、
前記伝熱層は、弾性率が５ＧＰａ以下の高分子材料からなるコアと前記コアの周囲を被覆する少なくとも一層の金属層からなるシェルとを含むコアシェル構造を持つコアシェル粒子と、このコアシェル粒子を保持するバインダーと、を備えており、
前記伝熱層において、伝熱層の厚みが前記コアシェル粒子全体直径の１．２倍以内であることを特徴とする伝熱部材。 - 前記金属層が、銀、銅、ニッケル及びアルミニウムから選択される一種又は二種以上で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の伝熱部材。
- 前記コアが、アクリル樹脂、シリコーンゴム、シリコーン樹脂、若しくはシリコーンゴムの表面がシリコーン樹脂またはシリカ粒子で被覆されたシリコーンゴムから選択される一種又は二種以上で構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の伝熱部材。
- 前記バインダーが、ポリイミド、ポリアミドイミド、エポキシ、シリコーンゴム、シリコーン樹脂、シリコーンゲル、もしくは弾性接着剤から選択される一種又は二種以上で構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の伝熱部材。
- 前記コアシェル粒子の前記金属層は、めっき膜とされていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の伝熱部材。
- 前記伝熱層中の金属元素の含有量が５体積％以上３０体積％以下の範囲内とされていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の伝熱部材。
- 前記コアシェル粒子の粒径が２０μｍ以上２００μｍ以下の範囲内とされていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の伝熱部材。
- 前記コアシェル粒子の平均粒径Ｄａｖｅと、標準偏差Ｄｓｔｄとから算出されるＣＶ値＝Ｄｓｔｄ／Ｄａｖｅが０．１以下とされていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の伝熱部材。
- 前記基材が発熱体とされていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の伝熱部材。
- 前記基材が放熱体とされていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の伝熱部材。
- 請求項１から請求項１０に記載の伝熱部材を製造する伝熱部材の製造方法であって、
前記基材の表面にバインダーを塗布する工程と、塗布された前記バインダーに前記コアシェル粒子をまぶす工程と、余剰な前記コアシェル粒子を除去する工程と、平滑面を有する押圧部材により前記コアシェル粒子を前記バインダー内へ押圧する工程と、加熱して前記バインダーを硬化させる工程と、を備え、
前記基材の表面に、前記バインダーによって前記コアシェル粒子を保持することにより、前記伝熱層を形成することを特徴とする伝熱部材の製造方法。 - 基材と、この基材の表面の少なくとも一部に形成された伝熱層と、を備え、前記伝熱層は、弾性率が５ＧＰａ以下の高分子材料からなるコアと前記コアの周囲を被覆する少なくとも一層の金属層からなるシェルとを含むコアシェル構造を持つコアシェル粒子と、このコアシェル粒子を保持するバインダーと、を備えた伝熱部材を製造する伝熱部材の製造方法であって、
前記基材の表面にバインダーを塗布する工程と、塗布された前記バインダーに前記コアシェル粒子をまぶす工程と、余剰な前記コアシェル粒子を除去する工程と、平滑面を有する押圧部材により前記コアシェル粒子を前記バインダー内へ押圧する工程と、加熱して前記バインダーを硬化させる工程と、を備え、
前記基材の表面に、前記バインダーによって前記コアシェル粒子を保持することにより、前記伝熱層を形成することを特徴とする伝熱部材の製造方法。
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