JPWO2014188624A1

JPWO2014188624A1 - 放熱構造体

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Publication number: JPWO2014188624A1
Application number: JP2015518041A
Authority: JP
Inventors: 亜希鴻上; 一男萩原; 敬介大熊; 和秀藤本
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 2013-05-22
Filing date: 2013-12-12
Publication date: 2017-02-23
Anticipated expiration: 2033-12-12
Also published as: US20160157334A1; US9826623B2; JP6251739B2; TWI601249B; WO2014188624A1; TW201445683A

Abstract

（Ａ）プリント基板、（Ｂ）第１の発熱体、（Ｃ）第２の発熱体、及び、（Ｄ）熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の硬化物を有する放熱構造体であって、プリント基板（Ａ）が第１の面及び第１の面の反対側に位置する第２の面を有し、第１の発熱体（Ｂ）が第１の面上に、第２の発熱体（Ｃ）が第２の面上にそれぞれ配置されており、第１の発熱体（Ｂ）の発熱量が第２の発熱体（Ｃ）の発熱量以上であり、第２の発熱体（Ｃ）の周囲に熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の硬化物（Ｄ）が配置されており、第１の発熱体（Ｂ）の周囲には熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の硬化物（Ｄ）よりも熱伝導率が低い層が配置されていることを特徴とする放熱構造体。

Description

本発明は、電子機器、精密機器などに用いられる放熱構造体に関する。

近年、パソコン、携帯電話、ＰＤＡ等の電子機器や、ＬＥＤ、ＥＬ等の照明及び表示機器等の性能向上は著しく、それは演算素子や発光素子の著しい性能向上によっている。この様に演算素子や発光素子の性能向上に伴い発熱量も著しく増加し、電子機器、照明、表示機器における誤動作や電子部品の損傷の一因となっており、その放熱対策が大きな問題となっている。同時にパソコン、携帯電話等の電子機器は使用時の火傷を防止する観点から、人体と接する箇所については熱を外に伝えず、人体と接しない箇所へ熱を伝えることが大切である。

こういった電子部品の放熱対策として特許文献１に示すような熱伝導性樹脂成形体を用いるものや、特許文献２〜４に示すような放熱シートを用いた技術が知られている。成形体を使用すると、各部材ごとに新しく金型等を作り変えるといった手間が生じるという問題がある。また、電気・電子部品に限らず、多くの発熱体や放熱体の表面は平滑でないため放熱シートでは放熱用部材が発熱体および放熱体に密着できず、発熱体や放熱体との間の接触面積が減少する。こういったプリント基板上には大小さまざまなサイズの電子部品が使用されており、放熱シート等の放熱部材では微細な凹凸に追従させることができない。そのため接触面積の減少により発熱体から放熱体への熱伝達効率が低下し、放熱用部材が有する放熱性能が十分に発揮できないといった課題があった。

また、放熱性のばらつきを低減し、効率よく放熱するためにプリント基板表裏面の電子部品を放熱性樹脂に埋め込む技術として特許文献５が開示されている。しかしながら開示されている樹脂は導電性ゴムであることから、放熱樹脂塗布後に更にプリント基板の表裏面にさらに絶縁層を設けるといった工程が余分に必要となる。更にプリント基板の表裏面に樹脂を塗布することにより熱が全方向に伝達され、放熱の方向を定めることができないため、電子機器使用時に人体と接する部位まで伝熱させてしまい、使用時の火傷の危険性があった。

更に、熱を内部である一定の場所に逃がし、外部に伝熱させないことを目的とした放熱対策として、電子部品が配置された発熱基板とベース基板を接続し電子部品の発熱をベース基板に伝達するといった技術が特許文献６に記載されている。しかしながら、そのためには複数の基板が必要となり、小型化・薄型化が望まれる電子機器ではスペースの確保が困難であると同時に、大幅に設計変更する必要があった。

特開２０１１−１２６２６２号公報特開２００２−３０５２７１号公報特開２０１１−１６５６９９号公報特開２００８−１５３７０４号公報特開２００９−０１６６０５号公報特開２００９−０５９７６０号公報

本発明は、小型化・薄型化が求められる電子機器において、集積回路やその周辺部位の設計を変更することなく発熱体（電子部品）の熱を効率的に逃がし、かつ電子機器表面が局所的に高温になることを防止する放熱構造体の提供を目的とする。

本発明は上記の課題を解決するため、以下の手段を採用する。
１）（Ａ）プリント基板、（Ｂ）第１の発熱体、（Ｃ）第２の発熱体、及び、（Ｄ）熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の硬化物を有する放熱構造体であって、プリント基板（Ａ）が第１の面及び第１の面の反対側に位置する第２の面を有し、第１の発熱体（Ｂ）が第１の面上に、第２の発熱体（Ｃ）が第２の面上にそれぞれ配置されており、第１の発熱体（Ｂ）の発熱量が第２の発熱体（Ｃ）の発熱量以上であり、第２の発熱体（Ｃ）の周囲に熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の硬化物（Ｄ）が配置されており、第１の発熱体（Ｂ）の周囲には熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の硬化物（Ｄ）よりも熱伝導率が低い層が配置されていることを特徴とする放熱構造体。
２）さらに（Ｅ）電磁波シールドケースを有する１）に記載の放熱構造体。
３）熱伝導性硬化性液状樹脂組成物が湿気又は加熱により硬化するものである１）又は２）に記載の放熱構造体。
４）熱伝導性硬化性液状樹脂組成物が（Ｉ）硬化性アクリル系樹脂又は硬化性ポリプロピレンオキサイド系樹脂と、（ＩＩ）熱伝導性充填材からなる熱伝導性硬化性液状樹脂組成物であって、粘度が３０Ｐａ・ｓ以上３０００Ｐａ・ｓ以下、熱伝導率が０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である１）〜３）のいずれかに記載の放熱構造体。
５）電磁波シールドケース（Ｅ）が第２の面上に設置されており、熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の硬化物（Ｄ）が第２の面上に設置された該電磁波シールドケース（Ｅ）内に配置されていることを特徴とする２）〜４）のいずれかに記載の放熱構造体。
６）プリント基板（Ａ）の第１の面に垂直な方向から透視した場合に、第１の発熱体（Ｂ）が配置されている領域の少なくとも一部と、第２の発熱体（Ｃ）及び熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の硬化物（Ｄ）が配置されている領域の少なくとも一部が重なることを特徴とする２）〜５）のいずれかに記載の放熱構造体。

本発明の放熱構造体は、プリント基板の両面に配置された電子部品から発生する熱を、第２の面に配置された熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の硬化物を通じて放熱させることにより、熱の伝導方向を制御し、第１の面上の電子部品の過熱を防ぎ、電子部品の性能劣化を防ぐことができる。

本発明の放熱構造体におけるプリント基板、電磁波シールドケース及び発熱体の配置の一例を示す概略断面図である。本発明の放熱構造体におけるプリント基板及び発熱体の配置の一例を示す概略断面図である。本発明の比較例に係る概略断面図である。本発明の実施例に係る概略上面図である。本発明の比較例に係る概略断面図である。本発明の実施例に係る概略断面図である。本発明の放熱構造体の一例を示す概略断面図である。

＜放熱構造体＞
本発明にかかる放熱構造体は、（Ａ）プリント基板、（Ｂ）第１の発熱体、（Ｃ）第２の発熱体、及び、（Ｄ）熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の硬化物を有する放熱構造体であって、プリント基板（Ａ）が第１の面及び第１の面の反対側に位置する第２の面を有し、第１の発熱体（Ｂ）が第１の面上に、第２の発熱体（Ｃ）が第２の面上にそれぞれ配置されており、第１の発熱体（Ｂ）の発熱量が第２の発熱体（Ｃ）の発熱量以上であり、第２の発熱体（Ｃ）の周囲に熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の硬化物（Ｄ）が配置されており、第１の発熱体（Ｂ）の周囲には熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の硬化物（Ｄ）よりも熱伝導率が低い層が配置されていることを特徴とする。
なお、本明細書では、熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の硬化物のことを熱伝導性硬化物ともいう。
また、プリント基板の第１の面をプリント基板の表側、第２の面をプリント基板の裏側ともいう。

本発明の放熱構造体は、両面に発熱体が配置されたプリント基板において、より放熱が望まれる発熱体とは反対側の面に配置された発熱体の周囲に熱伝導性硬化物を配置するものである。

第１の発熱体の周囲に配置されている層は、プリント基板の裏側に放熱するとの観点から、熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の硬化物（Ｄ）よりも熱伝導率が低いものでなければならない。熱伝導率は０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）未満であることが好ましく、０．４Ｗ／（ｍ・Ｋ）未満であることがより好ましく、０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）未満であることがさらに好ましい。熱伝導率は２３℃で測定した値である。このような層としては、樹脂層、樹脂以外の充填物の層、空間層（空気等の気体層、真空等）等が挙げられる。また、その状態も限定されず、気体、液体、固体、真空等が挙げられる。より具体的には、空気、ガスケット、発泡体、アンダーフィル剤等が挙げられる。中でも、別途工程や材料を必要としないという観点から、空間層であることが好ましい。材質や熱伝導率が異なる複数の層が設けられていてもよい。

＜プリント基板（Ａ）＞
本発明で使用されるプリント基板は、電子機器や精密機器に使用される電子部品を固定して配線するための電気製品の部品であり、集積回路、抵抗器、コンデンサー等多数の電子部品を固定し、その部品間を配線で接続することで電子回路を構成するものであれば特に限定するものではない。例えば、柔軟性のない絶縁体機材を用いたリジット基板、絶縁体基板に薄く柔軟性のある材料を用いたフレキシブル基板、硬質な材料と薄く柔軟性のある材料とを複合したリジットフレキシブル基板等を挙げることができる。

また、プリント基板の材質としては、紙フェノール、紙エポキシ、ガラス・エポキシ、グラスファイバ・エポキシ、ガラス・コンポジット、テフロン（登録商標）、セラミックス、低温同時焼成セラミックス、ポリイミド、ポリエステル、金属、フッ素等を挙げることができる。

また、プリント基板の構造としては、片面にのみパターンがある片面基板や両面にパターンがある両面基板、ウエハース状に絶縁体とパターンを組み合わせた多層基板や一層ずつ層をくみ上げたビルドアップ基板等の構造が存在するが、発熱体を配置することができる構造であれば特に限定するものではない。
また、プリント基板上に配線や発熱体以外の電子部品等が配置されていてもよい。

＜発熱体（Ｂ）、（Ｃ）＞
本発明で使用される発熱体（Ｂ）、（Ｃ）としては、電子部品が挙げられ、電子機器・精密機器駆動時に発熱するものであれば特に限定されない。例えば、トランジスタ、集積回路（ＩＣ）、ＣＰＵ、ダイオード、ＬＥＤ等の半導体素子、電子管、電気モーター、抵抗器、コンデンサ（キャパシタ）、コイル、リレー、圧電素子、振動子、スピーカー、ヒーター、各種電池、各種チップ部品等の電子部品が挙げられる。

本発明で使用される発熱体は、発熱密度が０．２Ｗ／ｃｍ^２以上のものを指す。発熱密度が０．２Ｗ／ｃｍ^２以上であると、駆動時に高温まで発熱し、部品の性能低下が発生し易いため、本発明の効果を十分に発揮することができる。発熱密度は０．５Ｗ／ｃｍ^２以上であることが好ましい。また、１０００Ｗ／ｃｍ^２以下であることが好ましく、８００Ｗ／ｃｍ^２以下であることがより好ましい。なお、発熱密度とは、単位時間に単位面積から放出される熱エネルギーのことをいう。

発熱体は同一面上に一つだけあってもよいし、複数個が取り付けられていてもよい。また、また、電磁波シールドケースが配置されている場合は、電磁波シールドケース内のみにあってもよいし、電磁波シールドケースの外部にも配置されていてもよい。電磁波シールドケース内の発熱体についても、同一面上に一つだけあってもよいし、複数個が取り付けられていても良い。複数個の発熱体が同一面上に取り付けられている場合、発熱体の基板からの高さが一致している必要はない。

本発明で使用される第１の発熱体の発熱量は、第２の発熱体の発熱量以上である。
発熱量は、発熱体の発熱密度と発熱部分の面積から求めることができる。また、発熱体が同一面に複数配置されている場合は、第１の面上の各発熱体の発熱量の和を第１の発熱体の発熱量、第２の面上の各発熱体の発熱量の和を第２の発熱体の発熱量とする。
第１の発熱体の発熱量は、０．５Ｗ以上であることが好ましく、０．８Ｗ以上であることがより好ましく、１．０Ｗ以上であることがさらに好ましい。また、１０００Ｗ以下であることが好ましく、９００Ｗ以下であることがより好ましく、８００Ｗ以下であることがさらに好ましい。
第２の発熱体の発熱量は、０．２Ｗ以上であることが好ましく、０．５Ｗ以上であることがより好ましく、０．８Ｗ以上であることがさらに好ましい。また、１０００Ｗ以下であることが好ましく、９００Ｗ以下であることがより好ましく、８００Ｗ以下であることがさらに好ましい。

＜熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の硬化物（Ｄ）（熱伝導性硬化物）＞
本発明の放熱構造体において、熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の硬化物は、第２の発熱体の周囲に配置されている。
発熱体の「周囲」とは、発熱体の近傍であって、発熱体から発生する熱が伝わる領域を指す。具体的には、電子機器を構成する種々の部品の表面や該部品間の領域を指し、該部品としては、プリント基板、発熱体、電磁波シールドケース、配線、銅線、銅板、発熱体以外の電子部品、グラファイトシート、放熱パッド等が挙げられる。

本発明で使用される熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の硬化物の熱伝導率は、発熱体の熱を効果的に逃がすことができ、結果として電子機器の性能向上につながることから、０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましく、０．８Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることがより好ましく、１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることがさらにより好ましい。熱伝導率が０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）未満であると、好適に放熱することができずに発熱体やその周辺の部品の性能劣化、寿命が短くなる等の諸問題が発生する可能性がある。
なお、熱伝導率は、２３℃で測定した値である。また、熱伝導性硬化物の熱伝導率は、熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の熱伝導率とほぼ同一である。

また、本発明で使用される熱伝導性硬化物は、引張弾性率が５０ＭＰａ以下のゴム弾性体であることが好ましく、さらに好ましくは４０ＭＰａ以下である。５０ＭＰａを超えると、基板の膨張・収縮および外部からの圧力による圧縮・変形が発生した際に、それらの動きに追従することができず、樹脂にクラックが発生したり、部品が損傷したりするおそれがある。引張弾性率とは、ＪＩＳＫ６２５１に基づいて測定した引張弾性率をいう。

引張弾性率が５０ＭＰａ以下のゴム弾性体を構成する樹脂としては、例えば、以下で説明する、硬化性アクリル系樹脂や硬化性メタクリル系樹脂、硬化性ポリプロピレンオキサイド系樹脂に代表される硬化性ポリエーテル系樹脂、硬化性ポリイソブチレン系樹脂に代表される硬化性ポリオレフィン系樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。

熱伝導性硬化物の形状は特に限定されず、シート状、テープ状、短冊状、円盤状、円環状、ブロック状、不定形が例示される。
また、材質や熱伝導率が異なる複数の熱伝導性硬化物が設けられていてもよい。

第２の発熱体の周囲に配置される熱伝導性硬化物は、該発熱体を完全に覆うように配置されていてもよく、図７のように発熱体の一部が露出するように配置されていてもよい。同一面に複数の発熱体が配置されている場合、すべての発熱体を完全に覆ってもよく、いくつかの発熱体が露出していてもよく、すべての発熱体が露出していてもよい。

第２の発熱体の周囲に配置される熱伝導性硬化物は、該発熱体と接触していることが好ましい。熱伝導性樹脂層と発熱体とが接触する部分において、熱伝導性樹脂層と発熱体とは密着していることが好ましい。接触面積を増やして良好な放熱性を実現するためである。

熱伝導性硬化物は、プリント基板を経由した熱伝導を容易にするとの観点から、さらにプリント基板と接触していることが好ましい。

第１の発熱体から発生する熱を速やかに伝達させるため、熱伝導性硬化物と第１の発熱体との距離は短い方が好ましい。また、第１の発熱体から発生する熱を速やかに伝達させるため、プリント基板の第１の面に垂直な方向から透視した場合に、第１の発熱体が配置されている領域の少なくとも一部と、第２の発熱体及び熱伝導性硬化物が配置されている領域の少なくとも一部が重なることが好ましい。

熱伝導性硬化物が電磁波シールドケース内に配置されている場合、電磁波シールドケースの天井壁（プリント基板と対向する部分）や側壁（天井壁以外の部分）と接触していてもよい。発熱体から発生した熱を電磁波シールドケースに伝達することができるため、発熱体の温度上昇を抑制することができ、性能劣化の防止に大いに寄与することができる。

＜熱伝導性硬化性液状樹脂組成物＞
本発明で使用される熱伝導性硬化性液状樹脂組成物は、硬化前は液状物であるため、大小さまざまのサイズ、高さを有する発熱体にも追従することができ、密着性が高くなる。従って、発熱体との接触熱抵抗が小さく、発生する熱を効率よく逃がすことができる。また、電磁波シールドケース内に充填する場合、隙間なく充填することができるだけでなく、硬化するため継時的な系外への流失の懸念がない。
本発明で使用される熱伝導性硬化性液状樹脂組成物は、湿気又は加熱により硬化するものであることが好ましい。

熱伝導性硬化性液状樹脂組成物は、硬化性アクリル系樹脂又は硬化性ポリプロピレンオキサイド系樹脂（Ｉ）と、熱伝導性充填材（ＩＩ）とを含有することが好ましい。これらの他に必要に応じて、組成物を硬化させるための硬化触媒、熱老化防止剤、可塑剤、増量剤、チクソ性付与剤、貯蔵安定剤、脱水剤、カップリング剤、紫外線吸収剤、難燃剤、電磁波吸収剤、充填剤、溶剤等が添加されていても良い。

熱伝導性硬化性液状樹脂組成物は、硬化前の粘度が３０Ｐａ・ｓ以上であることが好ましく、流動性を有するが比較的高粘度な液状樹脂組成物であることが好ましい。硬化前の粘度はより好ましくは４０Ｐａ・ｓ以上、さらにより好ましくは５０Ｐａ・ｓ以上である。硬化前の粘度の上限値に特に制限はないが、５０００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましく、より好ましくは４０００Ｐａ・ｓ以下、さらにより好ましくは３０００Ｐａ・ｓ以下である。硬化前の粘度が３０Ｐａ・ｓ未満であると、塗布後に流失してしまう等の、作業性の低下という問題が生じる場合がある。５０００Ｐａ・ｓを超えると、塗布が困難となったり、塗布時に空気を巻き込んでしまい熱伝導性を低下させる一因となったりする場合がある。なお、硬化前の粘度は、２３℃５０％ＲＨ雰囲気下でＢＨ型粘度計を用いて２ｒｐｍの条件で測定した値である。

熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の熱伝導率は０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましく、０．８Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることがより好ましく、１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることがさらに好ましい。

＜硬化性アクリル系樹脂又は硬化性ポリプロピレンオキサイド系樹脂（Ｉ）＞
硬化性アクリル系樹脂又は硬化性ポリプロピレンオキサイド系樹脂としては、分子内に反応性基を有し硬化性がある液状樹脂が好ましい。反応性基としては、エポキシ基、加水分解性シリル基、ビニル基、アクリロイル基、ＳｉＨ基、ウレタン基、カルボジイミド基、無水カルボン酸基とアミノ基との組合せ等各種の反応性官能基を用いることができる。

上記硬化性樹脂が２種類の反応性基の組合せ、あるいは反応性基と硬化触媒との反応により硬化する場合には、二液型組成物として準備した後、基板や発熱体へ塗布する際に二液を混合することにより、硬化させることができる。加水分解性シリル基を有する硬化性樹脂の場合には、空気中の湿気と反応して硬化できることから、一液型室温硬化性組成物とすることも可能である。ビニル基とＳｉＨ基とＰｔ触媒との組合せの場合や、ラジカル開始剤とアクリロイル基の組み合わせ等の場合には、一液型硬化性組成物あるいは二液型硬化性組成物とした後、架橋温度にまで加熱させたり、紫外線や電子線等の架橋エネルギーを付与したりすることにより、硬化させることもできる。一般的には、放熱構造体全体をある程度加熱するのが容易である場合には、加熱硬化型組成物を用いるのが好ましく、放熱構造体の加熱が困難である場合には、二液型硬化性組成物とするか、湿気硬化型組成物とするのが好ましいが、これらに限定されるものではない。

硬化性アクリル系樹脂又は硬化性ポリプロピレンオキサイド系樹脂は、低分子量シロキサンによる電子機器内汚染の問題が少ないことや、耐熱性に優れていること等から好ましい。硬化性アクリル系樹脂としては、公知のさまざまな反応性アクリル樹脂を用いることができる。これらの中でも、分子末端に反応性基を有するアクリル系オリゴマーを用いるのが好ましい。これら硬化性アクリル系樹脂としては、リビングラジカル重合、特に原子移動ラジカル重合にて製造された硬化性アクリル系樹脂と、硬化触媒との組合せを最も好ましく用いることができる。このような樹脂の例として、株式会社カネカ製カネカＸＭＡＰが知られている。また、硬化性ポリプロピレンオキサイド系樹脂としては、公知の様々な反応性ポリプロピレンオキサイド樹脂を用いることができ、例えば、株式会社カネカ製カネカＭＳポリマーを挙げることができる。これら硬化性液状樹脂は、単独で使用してもよく、２種類以上併用して使用してもよい。

＜熱伝導性充填材（ＩＩ）＞
熱伝導性充填材（ＩＩ）としては、熱伝導率、入手性、絶縁性や電磁波吸収性等の電気特性を付与可能、充填性、毒性等種々の観点から、グラファイト、ダイヤモンド等の炭素化合物；酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛等の金属酸化物；窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の金属窒化物；炭化ホウ素、炭化アルミニウム、炭化ケイ素等の金属炭化物；水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物；炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム等の金属炭酸塩；結晶性シリカ；アクリロニトリル系ポリマー焼成物、フラン樹脂焼成物、クレゾール樹脂焼成物、ポリ塩化ビニル焼成物、砂糖の焼成物、木炭の焼成物等の有機性ポリマー焼成物；Ｚｎフェライトとの複合フェライト；Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系三元合金；金属粉末等が好ましく挙げられる。

また、これらの熱伝導性充填材は、樹脂に対する分散性が向上する点から、シランカップリング剤（ビニルシラン、エポキシシラン、（メタ）アクリルシラン、イソシアナートシラン、クロロシラン、アミノシラン等）やチタネートカップリング剤（アルコキシチタネート、アミノチタネート等）、又は、脂肪酸（カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸等の飽和脂肪酸、ソルビン酸、エライジン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エルカ酸等の不飽和脂肪酸等）や樹脂酸（アビエチン酸、ピマル酸、レボピマール酸、ネオアピチン酸、パラストリン酸、デヒドロアビエチン酸、イソピマール酸、サンダラコピマール酸、コルム酸、セコデヒドロアビエチン酸、ジヒドロアビエチン酸等）等により、表面が処理されたものであることが好ましい。

このような熱伝導性充填材の使用量としては、熱伝導性硬化性液状樹脂組成物から得られる硬化物の熱伝導率を高くすることができる点から、熱伝導性充填材の容積率（％）が全組成物中の２５容量％以上となることが好ましい。２５容量％よりも少ない場合は、熱伝導性が十分でなくなる傾向がある。さらに高い熱伝導率を望む場合は、熱伝導性充填材の使用量を、全組成物中の３０容量％以上とすることがより好ましく、４０容量％以上とすることがさらに好ましく、５０容量％以上とすることが特に好ましい。また熱伝導性充填材の容積率（％）が全組成物中の９０容量％以下となることが好ましい。９０容量％よりも多い場合は、硬化前の熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の粘度が高くなりすぎることがある。

ここで熱伝導性充填材の容積率（％）とは、樹脂分及び熱伝導性充填材のそれぞれの重量分率と比重から算出されるものであり、次式により求められる。なお、次式においては、熱伝導性充填材を単に「充填材」と記載した。
充填材容積率（容量％）＝（充填材重量比率／充填材比重）÷［（樹脂分重量比率／樹脂分比重）＋（充填材重量比率／充填材比重）］×１００
ここで、樹脂分とは、熱伝導性充填材を除いた全成分を指す。

また、樹脂に対する熱伝導性充填材の充填率を高める一手法として、粒子径の異なる熱伝導性充填材を２種類以上併用することが好適である。この場合、粒子径の大きい熱伝導性充填材の粒子径を１０μｍを超えるものとし、粒子径の小さい熱伝導性充填材の粒子径を１０μｍ以下とすることが好ましい。

熱伝導性充填材は、単独の熱伝導性充填材だけでなく、種類の異なる２種以上を併用することもできる。

＜電磁波シールドケース（Ｅ）＞
本発明の放熱構造体は、電磁波シールドケースを有していてもよい。電磁波シールドケースとは、電磁波を反射、伝導又は吸収することにより電磁波シールド性能を発揮するケースをいう。

電磁波シールドケース（Ｅ）の材料としては、電磁波を反射、伝導又は吸収することにより電磁波シールド性能を発揮する材料であれば特に限定されるものでない。例えば、金属材料やプラスチック材料、各種磁性材料などを用いることができ、中でも、金属材料を好適に用いることができる。

金属材料としては、金属元素のみからなる金属材料が好適である。金属元素単体よりなる金属材料における金属元素としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等の周期表１族元素；マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等の周期表２族元素；スカンジウム、イットリウム、ランタノイド元素（ランタン、セリウムなど）、アクチノイド元素（アクチニウムなど）等の周期表３族元素；チタン、ジルコニウム、ハフニウム等の周期表４族元素；バナジウム、ニオブ、タンタル等の周期表５族元素；クロム、モリブデン、タングステン等の周期表６族元素；マンガン、テクネチウム、レニウム等の周期表７族元素；鉄、ルテニウム、オスミウム等の周期表８族元素；コバルト、ロジウム、イリジウム等の周期表９族元素；ニッケル、パラジウム、白金等の周期表１０族元素；銅、銀、金等の周期表１１族元素；亜鉛、カドミウム、水銀等の周期表１２族元素；アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム等の周期表１３族元素；スズ、鉛等の周期表１４族元素；アンチモン、ビスマス等の周期表１５族元素などが挙げられる。

一方、合金としては、例えば、ステンレス、銅−ニッケル合金、真ちゅう、ニッケル−クロム合金、鉄−ニッケル合金、亜鉛−ニッケル合金、金−銅合金、スズ−鉛合金、銀−スズ−鉛合金、ニッケル−クロム−鉄合金、銅−マンガン−ニッケル合金、ニッケル−マンガン−鉄合金などが挙げられる。

また、金属元素とともに非金属元素を含む各種金属系化合物としては、前記に例示の金属元素や合金を含む電磁波シールド性能を発揮できる金属系化合物であれば特に制限されず、例えば、硫化銅等の金属硫化物；酸化鉄、酸化チタン、酸化スズ、酸化インジウム、酸化カドミウムスズ等の金属酸化物や金属複合酸化物などが挙げられる。

上記金属材料の中でも、金、銀、アルミニウム、鉄、銅、ニッケル、ステンレス、銅−ニッケル合金を好適に用いることができる。

プラスチック材料としては、例えば、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリアセン、ポリフェニレン、ポリアニリン、ポリチオフェン等の導電性プラスチックが挙げられる。さらに、グラファイト等の炭素材料が挙げられる。

磁性材料としては、例えば、軟磁性粉、各種フェライト、酸化亜鉛ウイスカーなどが挙げられ、フェロ磁性やフェリ磁性を示す強磁性体が好適である。具体的には、例えば、高透磁率フェライト、純鉄、ケイ素原子含有鉄、ニッケル−鉄系合金、鉄−コバルト系合金、アモルファス金属高透磁率材料、鉄−アルミニウム−ケイ素合金、鉄−アルミニウム−ケイ素−ニッケル合金、鉄−クロム−コバルト合金などが挙げられる。

電磁波シールドケースの構造は、電磁波シールド性能を発揮できる構造であれば特に限定するものではない。一般に、電磁波シールドケースは、図１のようにプリント基板上のグランド層に設置され、電磁波発生源となる電子部品を包囲している。一般的に電磁波シールドケースとプリント基板上のグランド層は、半田又は導電性材料等で接合されている。電磁波シールドケースは、その電磁波シールド性能が損なわれない範囲で、穴や隙間が空いていてもよい。また、電磁波シールドケースは一体物である必要はなく、蓋のように上部が分離できるタイプや、２つ以上に分離できるタイプであってもよい。

電磁波シールドケースは、プリント基板の第１の面及び第２の面のいずれか一方のみに設置されていてもよく、両面に設置されていてもよい。
発熱体（電子部品）及び熱伝導性硬化物は、電磁波シールドケース内に配置されていてもよいし、電磁波シールドケース外に配置されていてもよい。
第２の面上に電磁波シールドケースが設置されている場合は、熱伝導性硬化物が該電磁波シールドケース内に配置されていることが好ましい。電磁波シールドケースと内部の熱伝導性硬化物が全体として放熱部材となり、効率的な放熱を行えるためである。

電磁波シールドケースは、高熱伝導性を有しているほど温度分布が均一になり、電磁波シールドケース内の発熱体の発熱を外部に有効に伝えることができるため好ましい。電磁波シールドケースの熱伝導率は、放熱性向上の観点から、好ましくは１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、より好ましくは３Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、さらに好ましくは５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、最も好ましくは１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である。電磁波シールドケースの熱伝導率は、好ましくは１００００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である。

＜電子機器・精密機器＞
本発明の放熱構造体を用いて、電子機器や精密機器を製造することができる。電子機器・精密機器としては、プリント基板上に電子部品を有する機器であれば特に限定されるものではない。例えば、サーバー、サーバー用パソコン、デスクトップパソコン等の機器、ゲーム機器、ノートパソコン、電子辞書、ＰＤＡ、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、ポータブル音楽プレイヤー等の携帯機器、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、表面伝導型電子放出素子ディスプレイ（ＳＥＤ）、ＬＥＤ、有機ＥＬ、無機ＥＬ、液晶プロジェクタ、時計等の表示機器、インクジェットプリンタ（インクヘッド）、電子写真装置（現像装置、定着装置、ヒートローラ、ヒートベルト）等の画像形成装置、半導体素子、半導体パッケージ、半導体封止ケース、半導体ダイボンディング、ＣＰＵ、メモリ、パワートランジスタ、パワートランジスタケース等の半導体関連部品、リジッド配線板、フレキシブル配線板、セラミック配線板、ビルドアップ配線板、多層基板等の配線基板（以上左記の配線板とは、プリント配線板なども含む）、真空処理装置、半導体製造装置、表示機器製造装置等の製造装置、断熱材、真空断熱材、輻射断熱材等の断熱装置、ＤＶＤ（光ピックアップ、レーザー発生装置、レーザー受光装置）、ハードディスクドライブ等のデータ記録機器、カメラ、ビデオカメラ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、顕微鏡、ＣＣＤ等の画像記録装置、充電装置、リチウムイオン電池、燃料電池、太陽電池等のバッテリー機器等が挙げられる。

以下に実施例により発明の実施態様、効果を示すが、本発明はこれに限られるものではない。

＜評価＞
（熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の粘度）
２３℃５０％ＲＨ条件下でＢＨ型粘度計を用いて２ｒｐｍにて熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の粘度を測定した。
（熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の熱伝導率）
熱伝導性硬化性液状樹脂組成物をサランラップ（登録商標）内に包み、ホットディスク法熱伝導率測定装置ＴＰＡ−５０１（京都電子工業株式会社製）を用い、４φサイズのセンサーを２個の試料で挟む方法にて、２３℃で熱伝導率を測定した。
（熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の硬化物の引張弾性率）
熱伝導性硬化性液状樹脂組成物を２３℃、５０％ＲＨ雰囲気下で硬化させ、ミニダンベルを作製しＪＩＳＫ６２５１を参考に引張弾性率を測定した。
（電子部品、基板、電磁波シールドケースの温度測定）
図３、図４、図５、図６に示す簡易モデルを作製し、電子部品、基板、電磁波シールドケースの各モデルの温度をテフロン（登録商標）被覆極細熱電対ダブル線ＴＴ−Ｄ−４０−ＳＬＥ（オメガエンジニアリング社製）を用いて測定した。尚、温度は電子部品モデルを１時間発熱させた後の値である。
各モデルにおいて、電子部品（１３ａ、１３ｂ）及び電磁シールドケース（１１ａ、１１ｂ）は、図４に示すようにそれぞれ基板１２の中央に配置した。熱電対は、電子部品上面及び電磁シールドケース上面のそれぞれ中央、及び、基板の中心部に取り付けた。
１１ａ、１１ｂ：電磁波シールドケース・・・ＳＵＳ（０．３ｍｍ厚み）、２０ｍｍ×２０ｍｍ×１．４０ｍｍ
１２：基板・・・ガラスエポキシ製、６０ｍｍ×６０ｍｍ×０．７５ｍｍ
１３ａ：電子部品（発熱体）・・・アルミナ発熱体（発熱密度１Ｗ／ｃｍ^２）、１０ｍｍ×１０ｍｍ×１．０５ｍｍ
１３ｂ：電子部品（発熱体）・・・アルミナ発熱体（発熱密度０．２Ｗ／ｃｍ^２又は０．９Ｗ／ｃｍ^２）、１０ｍｍ×１０ｍｍ×１．０５ｍｍ
１５：熱伝導性硬化物
○印：熱電対取付位置

（合成例１）
窒素雰囲気下、２５０Ｌ反応機にＣｕＢｒ（１．０９ｋｇ）、アセトニトリル（１１．４ｋｇ）、アクリル酸ブチル（２６．０ｋｇ）及び２，５−ジブロモアジピン酸ジエチル（２．２８ｋｇ）を加え、７０〜８０℃で３０分程度撹拌した。これにペンタメチルジエチレントリアミンを加え、反応を開始した。反応開始３０分後から２時間かけて、アクリル酸ブチル（１０４ｋｇ）を連続的に追加した。反応途中ペンタメチルジエチレントリアミンを適宜添加し、内温７０℃〜９０℃となるようにした。ここまでで使用したペンタメチルジエチレントリアミン総量は２２０ｇであった。反応開始から４時間後、８０℃で減圧下、加熱攪拌することにより揮発分を除去した。これにアセトニトリル（４５．７ｋｇ）、１，７−オクタジエン（１４．０ｋｇ）、及び、ペンタメチルジエチレントリアミン（４３９ｇ）を添加して８時間撹拌を続けた。混合物を８０℃で減圧下、加熱攪拌して揮発分を除去した。

この濃縮物にトルエンを加え、重合体を溶解させた後、ろ過助剤として珪藻土、吸着剤として珪酸アルミ、ハイドロタルサイトを加え、酸素窒素混合ガス雰囲気下（酸素濃度６％）、内温１００℃で加熱攪拌した。混合液中の固形分をろ過で除去し、ろ液を内温１００℃で減圧下、加熱攪拌して揮発分を除去した。
更にこの濃縮物に吸着剤として珪酸アルミ、ハイドロタルサイト、熱劣化防止剤を加え、減圧下、加熱攪拌した（平均温度約１７５℃、減圧度１０Ｔｏｒｒ以下）。
更に吸着剤として珪酸アルミ、ハイドロタルサイトを追加し、酸化防止剤を加え、酸素窒素混合ガス雰囲気下（酸素濃度６％）、内温１５０℃で加熱攪拌した。
この濃縮物にトルエンを加え、重合体を溶解させた後、混合液中の固形分をろ過で除去し、ろ液を減圧下加熱攪拌して揮発分を除去し、アルケニル基を有する重合体を得た。
このアルケニル基を有する重合体、ジメトキシメチルシラン（アルケニル基に対して２．０モル当量）、オルトギ酸メチル（アルケニル基に対して１．０モル当量）、白金触媒［ビス（１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン）白金錯体触媒のキシレン溶液：以下白金触媒という］（白金として重合体１ｋｇに対して１０ｍｇ）を混合し、窒素雰囲気下、１００℃で加熱攪拌した。アルケニル基が消失したことを確認し、反応混合物を濃縮して末端にジメトキシシリル基を有するポリ（アクリル酸−ｎ−ブチル）樹脂（Ｉ−１）を得た。得られた樹脂の数平均分子量は約２６，０００、分子量分布は１．３であった。樹脂１分子当たりに導入された平均のシリル基の数を^１ＨＮＭＲ分析により求めたところ、約１．８個であった。

（合成例２）
数平均分子量約２，０００のポリオキシプロピレンジオールを開始剤とし、亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体触媒にてプロピレンオキシドの重合を行い、数平均分子量２５，５００（送液システムとして東ソー株式会社製ＨＬＣ−８１２０ＧＰＣを用い、カラムは東ソー株式会社製ＴＳＫ−ＧＥＬＨタイプを用い、溶媒はＴＨＦを用いて測定したポリスチレン換算値）のポリプロピレンオキシドを得た。続いて、この水酸基末端ポリプロピレンオキシドの水酸基に対して１．２倍当量のＮａＯＭｅメタノール溶液を添加してメタノールを留去し、更に塩化アリルを添加して末端の水酸基をアリル基に変換した。未反応の塩化アリルを減圧脱揮により除去した。得られた未精製のアリル基末端ポリプロピレンオキシド１００重量部に対し、ｎ−ヘキサン３００重量部と、水３００重量部を混合攪拌した後、遠心分離により水を除去し、得られたヘキサン溶液に更に水３００重量部を混合攪拌し、再度遠心分離により水を除去した後、ヘキサンを減圧脱揮により除去した。以上により、末端がアリル基である数平均分子量約２５，５００の２官能ポリプロピレンオキシドを得た。
得られたアリル末端ポリプロピレンオキシド１００重量部に対し、触媒として白金含量３ｗｔ％の白金ビニルシロキサン錯体イソプロパノール溶液１５０ｐｐｍを添加して、トリメトキシシラン０．９５重量部と９０℃で５時間反応させ、トリメトキシシリル基末端ポリオキシプロピレン系重合体（Ｉ−２）を得た。上記と同様、^１ＨＮＭＲの測定の結果、末端のトリメトキシシリル基は１分子あたり平均して１．３個であった。

（実施例１、２）
合成例１で得られた樹脂（Ｉ−１）：９０重量部、合成例２で得られた樹脂（Ｉ−２）：１０重量部、可塑剤（モノサイザーＷ−７０１０、ＤＩＣ株式会社製）：１００重量部、酸化防止剤（Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０）：１重量部、及び、熱伝導性充填材（水酸化アルミニウム４５０重量部、及び、酸化亜鉛１００重量部）を手混ぜで十分攪拌混練した後に、５Ｌバタフライミキサーを用いて加熱混練しながら真空に引き脱水した。脱水完了後に冷却し、脱水剤（Ａ１７１）：２重量部、硬化触媒（ネオデカン酸スズ、ネオデカン酸）：各４重量部を混合し、熱伝導性硬化性液状樹脂組成物を得た。得られた熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の粘度と熱伝導率とを測定した後、図６の簡易モデル図と同様にして熱伝導性硬化性液状樹脂組成物を充填し、放熱構造体を作製した。その後に温度を評価した。結果を表１に示す。
なお、熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の粘度は３５０〜４００Ｐａ・ｓ、熱伝導率は１．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）であった。硬化物の引張弾性率は２．０ＭＰａであった。

（比較例１、４）
熱伝導性硬化性液状樹脂組成物を用いずに実施例１、２と同様に評価を行った。評価結果を表１に示す。

（比較例２、５）
熱伝導性硬化性液状樹脂組成物を図３の簡易モデル図と同様にして充填し、実施例１、２と同様にして放熱構造体を作製、評価した。評価結果を表１に示す。

（比較例３）
熱伝導性硬化性液状樹脂組成物を図５の簡易モデル図と同様にして充填し、実施例１、２と同様にして放熱構造体を作製、評価した。評価結果を表１に示す。

（実施例３、４）
実施例１、２で使用した熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の代わりに、熱伝導性硬化性のシリコーン樹脂組成物（信越化学工業株式会社製、ＫＥ−４９１８、ペースト状、湿分硬化型、熱伝導率０．９Ｗ／（ｍ・Ｋ））を用いて実施例１、２と同様に評価を行った。評価結果を表１に示す。

実施例１及び比較例１−３は２つの発熱体の発熱量に大きな差がある場合である。高発熱量の電子部品が配置された面の電磁波シールドケース１１ａの温度は、比較例２、３では比較例１と比べて上昇しているのに対し、実施例１では比較例１と比べて低下している。熱伝導性硬化物を低発熱量の電子部品側のみに配置することで、高発熱量の電子部品から発生した熱が電磁波シールドケース１１ａに伝わるのを抑制していることが分かる。さらに、実施例１では、電子部品１３ａの温度上昇も抑制していることが分かる。
また、実施例２及び比較例４、５は２つの発熱体の発熱量にほとんど差がない場合である。この場合も電磁波シールドケース１１ａの温度は、比較例５では比較例４と比べて大きく上昇しているのに対し、実施例２では比較例４と比べて低下している。すなわち熱伝導性硬化物を配置していない側の温度上昇を抑制することが分かった。さらに、実施例２では、電子部品１３ａの温度上昇も抑制していることが分かる。
熱伝導性シリコーン樹脂組成物を使用した実施例３、４でも、実施例１、２と同様の効果が得られていることが分かる。
上記の実施例および比較例から、より放熱が望まれるプリント基板の表側の高発熱量の発熱体に対し、プリント基板の裏側に熱伝導性硬化物を配置することにより、電磁波シールドケースの天井壁、すなわち放熱が望まれる発熱体の上方の温度上昇が抑制されると同時に、該発熱体の温度上昇も抑制されることが確認された。このことは、該熱伝導性硬化物の配置位置により伝熱方向を制御できることを意味する。

１１，１１ａ，１１ｂ電磁波シールドケース
１２プリント基板
１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ電子部品（発熱体）
１４発熱体の周囲（熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の硬化物を配置してもよい空間）
１５熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の硬化物

Claims

（Ａ）プリント基板、（Ｂ）第１の発熱体、（Ｃ）第２の発熱体、及び、（Ｄ）熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の硬化物を有する放熱構造体であって、
プリント基板（Ａ）が第１の面及び第１の面の反対側に位置する第２の面を有し、
第１の発熱体（Ｂ）が第１の面上に、第２の発熱体（Ｃ）が第２の面上にそれぞれ配置されており、
第１の発熱体（Ｂ）の発熱量が第２の発熱体（Ｃ）の発熱量以上であり、
第２の発熱体（Ｃ）の周囲に熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の硬化物（Ｄ）が配置されており、
第１の発熱体（Ｂ）の周囲には熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の硬化物（Ｄ）よりも熱伝導率が低い層が配置されていることを特徴とする放熱構造体。
さらに（Ｅ）電磁波シールドケースを有する請求項１に記載の放熱構造体。
熱伝導性硬化性液状樹脂組成物が湿気又は加熱により硬化するものである請求項１又は２に記載の放熱構造体。
熱伝導性硬化性液状樹脂組成物が（Ｉ）硬化性アクリル系樹脂又は硬化性ポリプロピレンオキサイド系樹脂と、（ＩＩ）熱伝導性充填材からなる熱伝導性硬化性液状樹脂組成物であって、粘度が３０Ｐａ・ｓ以上３０００Ｐａ・ｓ以下、熱伝導率が０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である請求項１〜３のいずれかに記載の放熱構造体。
電磁波シールドケース（Ｅ）が第２の面上に設置されており、熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の硬化物（Ｄ）が第２の面上に設置された該電磁波シールドケース（Ｅ）内に配置されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の放熱構造体。
プリント基板（Ａ）の第１の面に垂直な方向から透視した場合に、第１の発熱体（Ｂ）が配置されている領域の少なくとも一部と、第２の発熱体（Ｃ）及び熱伝導性硬化性液状樹脂組成物の硬化物（Ｄ）が配置されている領域の少なくとも一部が重なることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の放熱構造体。