KR20110124127A

KR20110124127A - 열가소성 수지 조성물 및 수지 성형품

Info

Publication number: KR20110124127A
Application number: KR1020110019127A
Authority: KR
Inventors: 마사노리 가미호기; 야스히또 이와쯔끼; 요시아끼 노보리오
Original assignee: 신코베덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2010-05-10
Filing date: 2011-03-03
Publication date: 2011-11-16

Abstract

절연성을 유지하고, 열전도성, 기계 강도, 성형성이 양호하고, 또한 내습 절연성이 우수한 성형품을 제공할 수 있는 열가소성 수지 조성물을 제공한다. 매트릭스 수지와, 무기 충전재로서, 입자 단체의 평균 입경이 18㎛ 이상인 육방정 질화 붕소와, 평균 입경이 20㎛ 이상이며, 또한, 흡습률이 0.4％ 이하인 산화 마그네슘을 포함한다. 그리고, 무기 충전재는, 매트릭스 수지와 무기 충전재의 합계 체적에 대하여 20∼50체적％이고, 또한, 육방정 질화 붕소는, 매트릭스 수지와 무기 충전재의 합계 체적에 대하여 15∼30체적％이다.

Description

열가소성 수지 조성물 및 수지 성형품{THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION AND RESIN MOLDED ARTICLE}

본 발명은, 열전도성 및 성형성이 우수한 수지 성형품을 제공할 수 있는 열가소성 수지 조성물, 및 그 수지 성형품에 관한 것이다.

최근, 각종 전기ㆍ전자 기기의 고성능화ㆍ소형 경량화가 진행되고 있어, 실장 부품, 혹은 주위 부품의 발열에 의해 기기가 고온 상태에 노출되기 때문에, 각종 부재의 열화나 실장 부품의 기능 저하의 우려가 있다. 특히, 자동차의 제어 시스템은, 종래, 기계적으로 동작하고 있던 각 부의 기구를 전동화하고, 그들을 전기적으로 제휴시켜 제어하는 방식으로 이행하고 있고, 전자 부품은 보다 분산되어 보다 열원에 가까운 위치에 배치되는 경향이 있다. 또한, 파워 트레인의 전동화의 흐름 속에서, 실장 부품 그 자체에 대한 고출력화(고전압화, 대전류화), 콤팩트화의 요구도 증대의 일로를 걷고 있고, 발열량도 급속하게 증대되고 있다. 이와 같은 고발열화, 고온화의 경향은, 차재 기기에 한하지 않고, 모든 전기ㆍ전자 기기에서 마찬가지로 볼 수 있고, 또한, 점점 현저해질 것으로 예상된다. 그와 같은 상황에 대응하기 위해서, 전기ㆍ전자 기기를 구성하는 각 부재의 방열성을 향상시키는 기술에의 요구는 높아지고 있다.

그 대책으로서, 특허 문헌 1에는, 단자대를 개재하여 복수의 도전 부재를 전기적으로 접속하는 경우에서도, 도전 부재로부터의 방열 특성을 높일 수 있는 도전 부재 체결 구조가 개시되어 있다. 이 기술은, 비도전성 수지로 이루어지는 베이스와, 이 베이스에 일체적으로 성형된 도전성의 고정부(베이스 너트)로 이루어지는 단자대를 이용하여, 베이스로부터 노출된 고정부의 일 단면에, 제1 도전 부재(제1∼제3 케이블 단자)와 제2 도전 부재(제1∼제3 케이블 단자)를 겹치고, 도전성을 가진 체결 부재(볼트)로 체결한다. 그리고, 베이스로부터 노출된 고정부의 타단면을, 전기 절연성의 시트를 개재하여 금속제의 히트 싱크에 체결하여, 도전 부재로부터의 방열 특성을 높인다고 하는 것이다.

또한, 특허 문헌 2에는, 고온의 버스 바로부터 방열 플레이트로의 열전도도가 높고, 열전도도의 저하가 없는 높은 냉각 효율이 유지되는 버스 바의 방열 플레이트에의 부착 구조가 개시되어 있다. 이 기술은, 금속제의 방열 플레이트에는, 나사 구멍을 갖는 볼록부를 형성하고, 버스 바에는, 이 볼록부가 끼워 삽입되는 구멍을 형성한다. 그리고, 버스 바의 구멍에 방열 플레이트의 볼록부를 끼워 삽입시켜, 버스 바와 방열 플레이트를 절연 부재를 개재하여 당접하고, 나사 구멍에 나사를 나합하여 체결한다고 하는 것이다.

한편, 열가소성 수지 성형품은, 많은 전기ㆍ전자 기기에서, 구조 부재 등에 이용되고 있다. 열가소성 수지 성형품은, 절연성이기 때문에, 열가소성 수지 성형품을, 종래 금속 재료가 이용되고 있던 구조 부재 등에 적용함으로써, 구조 부재 등의 절연 구조를 간략화할 수 있다. 이에 의해, 구조 부재 등의 성형 가공성이 향상되고, 코스트 다운, 및 경량화할 수 있다.

그러나, 열가소성 수지 성형품의 열전도율은 금속 재료나 세라믹 재료에 비해 낮고, 방열성의 관점에서 그 적용 범위가 제한된다. 그 때문에, 수지보다도 열전도율이 높은 충전재를 첨가하여, 고열전도화, 고방열화가 이루어져 있다. 일반적으로는 열전도율이 높은, 금속이나 카본 등의 도전성 물질을 충전한다. 절연성의 충전재로서는, 탤크, 실리카, 알루미나, 마그네시아 등을 들 수 있다. 높은 열전도율을 갖는 물질을 (체적분율로) 많이 충전할수록, 열전도율을 향상시킬 수 있다. 그러나, 충전재의 첨가에 의해, 성형성, 기계 특성, 절연성이 저하된다. 또한, 충전재의 종류에 따라서도, 특성, 특징은 다양하게 상이하여, 목적에 맞는 충전재의 조합이나 배합의 조정이 필요로 된다.

일본 특허 공개 제2004-137401호 공보(특허 문헌 3)나 일본 특허 공개 제2005-162918호 공보(특허 문헌 4)에는, 금속 다이캐스트 부재의 대체 등, 절연성을 요구하지 않는 용도에서 카본 섬유나 흑연을 첨가함으로써 방열성을 높이는 방법이 개시되어 있다.

또한, 일본 특허 제2878921호 공보(특허 문헌 5)에는, 대표적인 고열전도성의 충전재로서, 알루미나(산화 알루미늄), 베릴리아(산화 베릴륨), 마그네시아(산화 마그네슘) 등의 산화물, 질화 붕소, 질화 규소, 질화 알루미늄 등의 질화물, 혹은 탄화 규소 등의 탄화물이 개시되어 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2008-98007호 공보 [특허 문헌 2] 일본 특허 공개 제2006-217736호 공보 [특허 문헌 3] 일본 특허 공개 제2004-137401호 공보 [특허 문헌 4] 일본 특허 공개 제2005-162918호 공보 [특허 문헌 5] 일본 특허 제2878921호 공보

그러나, 특허 문헌 1에 기재되는 기술에서는, 단자대(베이스와 고정부의 일체화)의 가공 공수나, 단자대와 히트 싱크와의 사이에 전기 절연성의 시트를 개재시킨다고 하는 조립 공수가 증가한다고 하는 문제가 있다. 또한 단자대와 히트 싱크와의 사이에 개재시키는 전기 절연성의 시트의 종류에 따라서는, 방열 특성이 불충분해진다고 하는 문제도 있다.

또한, 특허 문헌 2에 기재되는 기술에서도, 방열 플레이트에 나사 구멍을 갖는 볼록부를 형성하는 가공 공수나, 버스 바와 방열 플레이트와의 사이에 절연 부재(예를 들면, 절연 시트나 절연 그리스)를 개재시킨다고 하는 조립 공수가 증가한다고 하는 문제가 있다. 또한 버스 바와 방열 플레이트와의 사이에 개재시키는 절연 부재의 종류에 따라서는, 방열 특성이 불충분해진다고 하는 문제도 있다.

한편, 열가소성 수지 성형품에서는, 그 열전도성을 고려하면, 방열부의 수지층의 두께는, 절연성을 확보할 수 있는 범위에서 얇게 하는 것이 바람직하다. 그러나, 열가소성 수지의 유동성이 나쁜 경우, 박육(두께가 얇은)부에 열가소성 수지가 충분히 충전되지 않거나, 웰드가 생기거나 함으로써, 신뢰성이 저하되게 된다. 이 때문에, 열가소성 수지에는, 열전도성과 함께 높은 유동성이 요구된다.

또한, 특허 문헌 3 및 4에 개시된 도전성의 충전재를 이용하는 방법은, 수지의 절연성을 저하시킨다. 절연성을 손상함으로써, 열가소성 수지 성형품으로 이루어지는 부재의 적용 범위가 한정되게 된다. 또한, 금속 재료를 충전하는 경우에는, 중량 증가를 초래한다. 도전성 충전재의 첨가량을 적게 하면, 고열전도화의 목적이 달성되기 어렵다고 하는 문제가 있다.

한편, 특허 문헌 5에 개시된 비도전성의 충전재의 경우, 절연성을 저하시키는 문제는 없지만, 베릴리아는 독성이 높아, 사용에 어려움이 있다. 알루미나는 경도가 높아, 혼련기, 성형기 등의 가공 기기의 마모가 문제로 된다. 마그네시아는 흡습 열화되기 쉬운 문제가 있다. 질화물이나 탄화물은, 일반적으로 경도가 높은 점에서, 알루미나와 마찬가지로 통용에 과제가 많다. 또한 이들 비도전성의 충전재는 열전도율이 낮기 때문에, 수지 중에 고충전해도, 고열전도화의 목적이 달성되기 어렵다고 하는 문제가 있다.

또한, 비도전성의 세라믹으로 비늘 조각 형상의 결정인 육방정계의 질화 붕소는, 결정의 면 방향의 열전도율이 200∼400W/mㆍK로 매우 높은 열전도율을 갖는다. 또한 경도가 낮아, 가공 기기의 마모의 문제가 없다. 그러나 비늘 조각 형상의 형상을 하고 있기 때문에, 라운딩을 띤 형상의 충전재와 비교하면 증점되기 쉬워, 수지의 성형성이 저하된다고 하는 문제가 있다. 또한 질화 붕소는 수지와의 습윤성이 낮기 때문에, 고충전하면 수지 성형품의 기계 강도가 저하된다고 하는 문제가 있다. 또한, 육방정계의 질화 붕소는, 비늘 조각 형상이기 때문에 배향성이 매우 높아, 수지 성형품에서의 열전도율(냉각 능력)의 이방성이 높아진다. 이 때문에, 수지 성형품의 형상이나 냉각 구조에 제한이 있어, 소형화, 저코스트화에 불리하게 된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 절연성을 유지하고, 열전도성, 기계 강도, 성형성이 양호하고, 또한 내습 절연성이 우수한 성형품을 제공할 수 있는 열가소성 수지 조성물 및 그것으로 이루어지는 수지 성형품을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 방열성을 부여하기 위한 가공 공수나 조립 공수가 적고, 또한, 방열 특성이 양호한 수지 성형품을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은, 매트릭스 수지와, 무기 충전재로서, 입자 단체의 평균 입경이 18㎛ 이상인 육방정 질화 붕소와, 평균 입경이 20㎛ 이상이며, 또한, 흡습률이 0.4％ 이하인 산화 마그네슘을 포함한다. 여기서 「입자 단체의 평균 입경」이란 1차 입자의 평균 입경을 의미한다.

또한, 평균 입경은, 공지의 레이저 회절ㆍ산란법에 의한 입도 측정 장치(예를 들면, 닛키소 주식회사 「마이크로 트랙 SPA-7997형」)를 이용하여 측정한 것으로, 입도 분포를 측정하여 얻어진 누적 중량이 50％일 때의 입자경을 나타낸다. 여기서, 레이저 회절ㆍ산란법이란, 충전재 입자에 레이저광을 조사하였을 때, 입자경에 의해 산란광의 강도 패턴이 변화하는 것을 이용한 측정법이다.

그리고, 무기 충전재는, 매트릭스 수지와 무기 충전재의 합계 체적에 대하여 20∼50체적％, 바람직하게는, 20∼40체적％이고, 또한, 육방정 질화 붕소는, 매트릭스 수지와 무기 충전재의 합계 체적에 대하여 15∼30체적％이다. 이와 같은 열가소성 수지 조성물을 이용하면, 무기 충전재의 함유량을 억제하면서 두께 방향의 열전도율을 높일 수 있다. 이에 의해, 충분한 열전도성과 유동성을 얻을 수 있어, 수지 성형품의 방열 특성을 향상시킬 수 있다.

매트릭스 수지는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 폴리아릴렌 설파이드 수지나 용융 상태에서 액정성을 나타내는 용융 액정성 수지 등을 사용할 수 있다.

폴리아릴렌 설파이드 수지는, 반복 단위가 하기 식으로 나타내어지는 중합체이다.

바람직하게는, 폴리아릴렌기가 페닐렌기인 폴리페닐렌 설파이드 수지이다. 페닐렌기로서는, 하기 식으로 나타내어지는 구조의 것을 사용할 수 있다. 이들 구성을 갖는 호모폴리머, 코폴리머, 혹은 그들의 혼합물이어도 된다.

그리고, 300℃에서의 용융 점도가 170㎩ㆍs 이하인 폴리페닐렌 설파이드 수지이면, 충분한 내열성과 유동성이 얻어지므로, 바람직하다. 또한, 용융 점도가 낮을수록 수지의 성형성은 향상되기 때문에, 폴리페닐렌 설파이드 수지의 300℃에서의 용융 점도의 하한값은 특별히 정하고 있지 않다.

또한, 용융 상태에서 액정성을 나타내는 용융 액정성 수지이면, 분자쇄가 성형 시에 배향하여, 열전도율이 높은 수지 성형품이 얻어지므로, 바람직하다. 또한, 주쇄에 전방향족 폴리에스테르 골격을 갖고, 모노머 중에서의 방향족 폴리에스테르의 비율이 높을수록, 보다 높은 열전도율의 수지 성형품이 얻어진다. 그 중에서도, 290℃에서의 용융 점도가 90㎩ㆍs 이하이면, 유동성이 양호하고, 분자쇄가 성형 시에 배향하기 쉬워, 열전도율이 보다 높은 수지 성형품이 얻어지므로, 보다 바람직하다. 또한, 용융 점도가 낮을수록 수지의 성형성은 향상되기 때문에, 용융 액정성 수지의 290℃에서의 용융 점도의 하한값은 특별히 정하고 있지 않다.

또한, 사용하는 매트릭스 수지의 열전도율이 0.5W/mㆍK 이상이면, 열전도율이 높고, 방열 특성이 우수한 수지 성형품이 얻어지므로 바람직하다.

또한, 용융 점도는, 시마즈 제작소제 플로우 테스터 CFT-500A형을 이용하여, 소정 온도에서 가열 용융된 수지를 0.2kN의 가중 하에서, 내경 : 2㎜, 길이 : 10㎜의 노즐로부터 눌렀을 때의 용융 점도로서 측정하였다.

상기 외에, 본 발명에서 사용할 수 있는 매트릭스 수지는, 폴리스티렌, 스티렌ㆍ아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌ㆍ무수 말레산 공중합체, (메타)아크릴산에스테르ㆍ스티렌 공중합체 등의 스티렌계 (공)중합체; ABS 수지, AES 수지, ASA 수지 등의 고무 강화 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌ㆍ프로필렌 공중합체 등의 탄소수 2∼10의 α-올레핀의 적어도 1종으로 이루어지는 α-올레핀 (공)중합체 및 그 변성 중합체(염소화 폴리에틸렌 등), 고리 형상 올레핀 공중합체 등의 올레핀계 수지; 아이오노머, 에틸렌ㆍ아세트산 비닐 공중합체, 에틸렌ㆍ비닐알코올 공중합체 등의 에틸렌계 공중합체; 폴리염화비닐, 에틸렌ㆍ염화비닐 중합체, 폴리염화비닐리덴 등의 염화비닐계 수지; 폴리메타크릴산 메틸(PMMA) 등의 (메타)아크릴산 에스테르의 1종 이상을 이용한 (공)중합체 등 아크릴계 수지; 폴리아미드6, 폴리아미드6, 6, 폴리아미드6, 12 등의 폴리아미드계 수지(PA); 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테라프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 폴리아세탈 수지(POM); 폴리카보네이트 수지(PC); 폴리아릴레이트 수지; 폴리페닐렌 에테르; 폴리테트라 플루오로에틸렌, 폴리불화 비닐리덴 등의 불소 수지; 폴리이미드, 폴리아미드 이미드, 폴리에테르 이미드 등의 이미드계 수지; 폴리에테르 케톤, 폴리에테르 케톤계의 케톤계 수지; 폴리술폰, 폴리에테르 술폰 등의 술폰계 수지; 우레탄계 수지; 폴리아세트산 비닐; 폴리에틸렌 옥시드; 폴리비닐 알코올; 폴리비닐 에테르; 폴리비닐 부티랄; 페녹시 수지; 감광성 수지; 생분해성 플라스틱 등의 수지를 들 수 있다. 이들은 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다. 이들 중에서는, 고무 강화 수지, 폴리카보네이트 수지 및 이들의 얼로이, 올레핀계 수지, 폴리아미드계 수지 및 폴리에스테르계 수지가 바람직하다.

무기 충전재로서 이용하는 육방정 질화 붕소는, 형상이 비늘 조각 형상이고, 또한, 입자 단체의 평균 입경이 18㎛ 이상인 것을 사용한다. 이에 의해, 동일한 충전량이라도, 무기 충전재끼리의 접촉 확률이 높아지고, 또한 열전도의 접촉 저항이 저감되기 때문에, 비늘 조각 형상 결정의 응집체(형상이 구 형상, 덩어리 형상임)나, 입자 단체의 평균 입경이 18㎛ 미만의 질화 붕소를 사용하는 경우와 비교하여, 두께 방향의 열전도율을 높게 할 수 있다. 이 때문에, 원하는 열전도율을 확보하기 위한 질화 붕소의 충전량이 적어도 되어, 양호한 성형성ㆍ기계 강도를 확보할 수 있다. 특히 입자 단체의 평균 입경이 35㎛ 이상의 육방정 질화 붕소이면, 성형성이 양호하고, 성형 시의 수지 흐름 방향의 열전도율이 보다 높은 수지 성형품이 얻어지므로, 더욱 바람직하다. 또한, 평균 입경이 클수록 수지 성형품의 열전도율은 향상되기 때문에, 평균 입경의 상한값은 특별히 규정되는 것은 아니다. 단, 평균 입경이 45㎛를 초과하는 육방정 질화 붕소는, 현시점에서는 시장에서의 입수가 곤란하다.

상기의 육방정 질화 붕소는, 각종 실란 커플링제, 알콕시 실란 화합물, 실리콘 오일, 티타네이트 커플링제 등으로 표면 처리가 되어 있어도 된다.

그리고, 육방정 질화 붕소의 함유량은, 매트릭스 수지와 무기 충전재의 합계 체적에 대하여 15∼30체적％로 한다. 질화 붕소의 함유량이 적으면, 수지 성형품의 열전도성이 저하되는 경향이 있고, 또한 질화 붕소의 함유량이 많으면, 성형성(유동성)이나 수지 성형품의 기계 강도가 저하되는 경향이 있다. 육방정 질화 붕소의 함유량을 전술한 범위로 함으로써, 충분한 열전도성과 유동성을 얻을 수 있다.

본 발명에서는, 무기 충전재로서, 질화 붕소 이외에 산화 마그네슘을 포함한다. 이에 의해, 수지 성형품의 열전도율의 이방성을 저감하고, 또한 코스트 다운을 할 수 있다.

산화 마그네슘은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 응집체나 구형의 것을 사용할 수 있다. 그리고, 평균 입경이 20㎛ 이상인 것을 사용한다. 바람직하게는, 50㎛ 이상이다. 이에 의해, 동일한 충전량이라도, 무기 충전재끼리의 접촉 확률이 높아지고, 또한 열전도의 접촉 저항이 저감되기 때문에, 평균 입경이 20㎛ 미만의 산화 마그네슘을 이용하는 경우와 비교하여, 두께 방향의 열전도율을 높게 할 수 있다. 또한, 평균 입경이 클수록 수지 성형품의 열전도율은 향상되기 때문에, 평균 입경의 상한값은 특별히 규정되는 것은 아니다. 단, 평균 입경이 100㎛를 초과하는 산화 마그네슘은, 현시점에서는 시장에서의 입수가 곤란하다. 또한, 수지 성형품의 절연성을 저하시킬 우려가 있다.

또한, 본 발명에서는, 흡습률이 0.4％ 이하의 산화 마그네슘을 사용한다. 예를 들면, 실란계나 실리콘계의 표면 처리를 행함으로써, 흡습률을 0.4％ 이하로 할 수 있다. 바람직하게는, 비닐 실란 처리이다. 이에 의해, 열전도성ㆍ흡습 처리 후의 절연성이 우수한 수지 조성물로 할 수 있다. 여기서, 흡습률은, 온도 90℃, 상대 습도 90％의 분위기 하에서, 48시간 처리하였을 때의 질량 변화율이다. 또한, 산화 마그네슘의 흡습률이 0.4％를 초과하는 경우에는, 내습 절연성이 저하된다. 또한, 흡습률이 작을수록 내습 절연성은 향상되기 때문에, 흡습률의 하한값은 특별히 규정되는 것은 아니다. 단, 흡습률이 0.1％ 미만인 산화 마그네슘은, 현시점에서는 시장에서의 입수가 곤란하다.

그리고, 무기 충전재의 함유량은, 매트릭스 수지와 무기 충전재의 합계 체적에 대하여 20∼50체적％, 바람직하게는, 20∼40체적％로 한다. 무기 충전재의 함유량을 전술한 범위로 함으로써, 충분한 열전도성과 유동성을 얻을 수 있다. 또한, 무기 충전재의 함유량은, 육방정 질화 붕소 및 산화 마그네슘의 총 함유량을 말한다.

본 발명의 열가소성 수지 조성물에는, 본 발명의 목적을 일탈하지 않는 범위에서, 알루미나, 탤크, 탄산 칼슘 등의 염가의 무기 충전재나 절연성의 무기 섬유를 배합해도 된다. 예를 들면, 알루미나 혹은 알루미나 섬유이면, 기계 강도, 성형 시의 수지 흐름 방향에서의 열전도율이 높은 수지 성형품이 얻어지므로 바람직하다. 절연성의 무기 섬유는, 예를 들면, 섬유 직경이 0.5∼5㎛, 섬유 길이가 5∼500㎛이다. 절연성의 무기 섬유는, 각종 실란 커플링제, 알콕시 실란 화합물, 실리콘 오일, 티타네이트 커플링제 등으로 표면 처리가 되어 있어도 된다.

본 발명에 따른 수지 성형품은, 상기 열가소성 수지 조성물을 성형하여 이루어지는 것이다.

본 발명에 따른 수지 성형품은, 상기의 열가소성 수지 조성물을 성형하여 이루어지는 것이며, 특별히 그 용도를 한정하는 것은 아니고, 예를 들면, 케이스, 방열 기능을 갖는 전기ㆍ전자 기기 부품 등에 이용할 수 있다. 성형 방법으로서는, 사출 성형, 트랜스퍼 성형, 압축 성형 등을 들 수 있다.

본 발명에 따른 수지 성형품은, 상기의 열가소성 수지 조성물로 이루어지는 수지 성형부에 금속 부품의 일부가 매설되고, 금속 부품이 노출되어 있는 부분에는 발열 부품이 접속되어 있고, 발열 부품이 발생하는 열을 금속 부품 및 수지 성형부의 일부를 구성하는 열가소성 수지층을 통하여 방열판에 방열하는 수지 성형품을 대상으로 한다. 이 수지 성형품에서는, 열가소성 수지층의 두께를 0.4∼1㎜로 한다.

여기서, 「일부가 매설」이란, 발열 부품을 접속하는 부분 이외의 금속 부품이 열가소성 수지로 피복되어 있는 상태 및 금속 부품이 열가소성 수지로 거의 피복되어 있지 않은 상태를 포함한다. 또한, 본 발명에서 이용하는 금속 부품의 형상이나 재질은, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 금속 부품이 중공 내벽을 갖고 있으면, 금속 부품을 다른 부품과 끼워 맞출 수 있다. 또한, 중공 내벽에 암나사를 갖고 있으면, 금속 부품과 다른 부품을 수나사를 갖는 볼트를 이용하여 체결하여, 부착할 수 있다. 또한 열전도율이 높은 재질을 사용하면, 방열 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 발열 부품은, 발열 소자 등과 같이 부품 그 자체가 발열하는 것에 한정되지 않고, 부품에 접속된 버스 바 등의 부재도 포함하는 개념이다.

방열판은, 알루미늄이나 알루미늄 합금 등의 방열성이 높은 금속 또는 합금을 사용할 수 있다. 알루미늄이나 알루미늄 합금은, 가공성이 좋고, 코스트가 낮고, 녹슬지 않고, 열전도율이 높다고 하는 이점으로부터 방열판으로서 적합하다. 또한, 방열판의 형상은, 단순한 평판이어도 되지만, 냉각 효율을 높이기 위해서, 두께를 4∼10㎜ 정도로 하고, 수지 절연층과 접하는 면의 반대면에 냉각 핀과 같은 형상을 실시할 수도 있다. 방열판을 이용한 방열은, 발열 부품을 접속한 금속 부품의 하면으로부터 방열을 행해도 되고, 발열 부품을 접속한 금속 부품의 측면으로부터 방열을 행해도 된다.

본 발명에 따른 다른 수지 성형품은, 전기 배선용 금속 부재의 일부가, 제1 열가소성 수지 조성물로 이루어지는 제1 수지 성형부에 직접 매설되고, 또한, 제1 수지 성형부의 일부가 제1 열가소성 수지 조성물보다 열전도율이 낮은 제2 열가소성 수지 조성물로 이루어지는 제2 수지 성형부 내에 매설되거나, 전기 배선용 금속 부재의 잔부의 전부 또는 일부가 제2 열가소성 수지 조성물로 이루어지는 제2 수지 성형부 내에 매설되어, 전기 배선용 금속 부재, 제1 수지 성형부 및 제2 수지 성형부가 일체화되어 있다. 그리고, 제1 수지 성형부는 제2 수지 성형부에 매설되지 않고 외부에 노출된 개소를 갖고, 그 개소의 노출 표면부터 전기 배선용 금속 부재에 이르기까지의 제1 열가소성 수지 조성물에 의해 형성된 열가소성 수지층의 두께가 0.4∼1㎜로 되어 있다.

제1 열가소성 수지 조성물은, 상기의 열가소성 수지 조성물로 이루어지는 열가소성 수지이고, 제1 수지 성형부는, 상기의 열가소성 수지 조성물을 성형하여 이루어지는 수지 성형부이다.

제1 열가소성 수지 조성물보다 열전도율이 낮은 제2 열가소성 수지 조성물은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 매트릭스 수지만이어도 되고, 매트릭스 수지에 필요에 따라서 무기 충전재를 포함한다. 강도 향상을 위한 글래스 섬유를 포함시켜도 된다. 또한, 제2 열가소성 수지 조성물에 사용하는 매트릭스 수지는, 제1 열가소성 수지 조성물(상기의 열가소성 수지 조성물)에 사용하는 매트릭스 수지와 동일한 수지계이어도, 상이한 수지계이어도 된다. 또한, 제2 열가소성 수지 조성물에 이용하는 매트릭스 수지로서, 제1 열가소성 수지 조성물에 이용하는 매트릭스 수지를 사용하면, 제1 열가소성 수지 조성물과의 밀착성이 양호해진다.

본 발명의 제2 열가소성 수지 조성물에는, 제1 열가소성 수지 조성물과 마찬가지로 무기 충전재나 절연성의 무기 섬유를 배합할 수 있다.

본 발명에서 이용하는 전기 배선용 금속 부재의 재질이나 형상은, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 구리재나 알루미늄재를 사용할 수 있다. 구리재를 사용한 경우에는, 전기 저항이 매우 작기 때문에, 전류에 의한 발열량을 작게 할 수 있다. 한편, 전자 부품의 소형화, 경량화를 위해서, 구리재의 체적(두께나 면적)을 저감하거나, 경량의 알루미늄재로 변경하고자 하는 요구가 있다. 이 때문에, 전기 저항이 종래보다도 커지게 되어, 통전에 의한 발열량이 커지고 있다.

본 발명의 수지 성형품에서는, 상술한 바와 같이 발열량이 커지는 경향의 전기 배선용 금속 부재를, 제1 열가소성 수지 조성물로 매설하고 유지함으로써, 전기 배선용 금속 부재의 열을, 제1 열가소성 수지 조성물의 수지층을 통하여 방열할 수 있다. 또한, 방열에 관여하지 않는 개소에서는, 전기 배선용 금속 부재와 일체화한 제1 열가소성 수지 조성물에 의한 수지 성형부를, 이것보다 열전도율이 낮은 제2 열가소성 수지 조성물에 의한 수지 성형부와 일체화함으로써, 제1 열가소성 수지 조성물의 사용량을 저감하여, 수지 성형품의 코스트를 저감할 수 있다. 또한, 본 발명의 수지 성형품은, 열가소성 수지로 성형을 행함으로써, 자유로운 형상으로 설계할 수 있고, 또한 제조 공정도 간단하기 때문에, 저코스트로 제조할 수 있다.

또한, 전기 배선용 금속 부재에 제어용 전자 부품이 근접하여 배치되는 경우, 전기 배선용 금속 부재의 열이, 제1 열가소성 수지 조성물을 통하여 제어용 전자 부품 측으로 전달되게 되면, 온도 상승에 의한 제어 불량을 일으키게 될 우려가 있다. 본 발명에서는, 방열에 관여하지 않는 개소에서는, 전기 배선용 금속 부재와 일체화한 제1 열가소성 수지 조성물을, 제1 열가소성 수지 조성물보다 열전도율이 낮은 제2 열가소성 수지 조성물로 일체화함으로써, 제어용 전자 부품에 전달되는 열을 억제할 수 있다.

또한, 0.4∼1㎜의 두께로 설정한 제1 열가소성 수지 조성물에 의한 수지층이, 외부에 노출되어 있음으로써, 그 수지층을 방열 부재에 직접 접촉시켜, 열을 전달할 수 있어, 충분한 방열 특성을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수지 성형품의 일 실시예를 도시하는 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 다른 수지 성형품의 단면 설명도.
도 3은 본 발명에 따른 다른 수지 성형품의 단면 설명도.
도 4는 본 발명에 따른 다른 수지 성형품의 단면 설명도.
도 5는 본 발명에 따른 수지 성형품의 단면 설명도로서, (a)는 종단면도, (b)는 횡단면도.
도 6은 본 발명에 따른 다른 수지 성형품의 단면 설명도(종단면도).
도 7은 본 발명에 따른 다른 수지 성형품의 단면 설명도(종단면도).
도 8은 본 발명에 따른 다른 수지 성형품의 단면 설명도로서, (a)는 종단면도, (b)는 횡단면도.
도 9는 본 발명에 따른 다른 수지 성형품의 단면 설명도로서, (a)는 종단면도, (b)는 횡단면도.
도 10은 본 발명에 따른 수지 성형품의 실시 형태를 나타내는 설명도로, 평면도와 단면도.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다. 본 발명의 실시 형태에서 이용하는 열가소성 수지 조성물은, 후술하는 바와 같이, 매트릭스 수지와, 무기 충전재로서, 입자 단체의 평균 입경이 18㎛ 이상인 육방정 질화 붕소와, 평균 입경이 20㎛ 이상이며, 또한, 흡습률이 0.4％ 이하인 산화 마그네슘을 포함한다. 그리고, 무기 충전재는, 매트릭스 수지와 무기 충전재의 합계 체적에 대하여 20∼50체적％, 바람직하게는, 20∼40체적％이고, 또한, 육방정 질화 붕소는, 매트릭스 수지와 무기 충전재의 합계 체적에 대하여 15∼30체적％이다.

[실시예]

이하, 본 발명의 열가소성 수지 조성물에 관련되는 실시예를 설명한다. 또한, 본 실시예에서는, 하기에 나타내는 재료를 사용하였다.

매트릭스 수지

(a) 폴리페닐렌 설파이드 수지 : DIC제 「LR-300G」(300℃에서의 용융 점도 : 170㎩ㆍs)

(b) 폴리페닐렌 설파이드 수지 : 도레이제 「A503F1」(300℃에서의 용융 점도 : 230㎩ㆍs)

(c) 주쇄에 전방향족 폴리에스테르 골격을 갖고 용융 상태에서 액정성을 나타내는 용융 액정성 수지 : 스미토모 화학제 「E7008」(융점 : 275℃, 290℃에서의 용융 점도 : 85㎩ㆍS)

(d) 주쇄에 전방향족 폴리에스테르 골격을 갖고 용융 상태에서 액정성을 나타내는 용융 액정성 수지 : Ueno 제약제 「Ueno LCP5540G」(융점 : 293℃, 290℃에서의 용융 점도 : 98㎩ㆍs)

무기 충전재

(1) 질화 붕소 : 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈 재팬사제 「PT110」(입자 단체의 평균 입경 : 45㎛, 형상 : 비늘 조각 형상)

(2) 질화 붕소 : 덴키 화학공업제 「SGP」(입자 단체의 평균 입경 : 18㎛, 형상 : 비늘 조각 형상)

(3) 질화 붕소 : 덴키 화학공업제 「HGPE」(입자 단체의 평균 입경 : 6㎛, 형상 : 비늘 조각 형상)

(4) 질화 붕소 : 쇼와덴코사제 「UHP-EX」(응집체의 평균 입경 : 50㎛, 형상 : 덩어리 형상(비늘 조각 형상 결정의 응집체))

(5) 산화 마그네슘 : 우베 흥산사제 「RF-50-C」(응집체의 평균 입경 : 50㎛, 형상 : 덩어리 형상(응집체), 흡습률 : 0.3％, 표면 처리 : 비닐 실란 처리)

(6) 산화 마그네슘 : 우베 흥산사제 「RF-20C-HR」(응집체의 평균 입경 : 20㎛, 형상 : 덩어리 형상(응집체), 흡습률 : 0.4％, 표면 처리 : 실리콘 처리)

(7) 산화 마그네슘 : 우베 흥산사제 「RF-10C-HR」(응집체의 평균 입경 : 10㎛, 형상 : 덩어리 형상(응집체), 흡습률 : 0.4％, 표면 처리 : 실리콘 처리)

(8) 산화 마그네슘 : 교와 화학공업제 「바이로키스머 3320」(응집체의 평균 입경 : 20㎛, 형상 : 덩어리 형상(응집체), 흡습률 : 0.6％)

실시예 1∼16, 비교예 1∼16

매트릭스 수지와 무기 충전재를 헨쉘 믹서로 혼합한 후, 2축 혼련기를 이용하여 용융 혼련(실린더 온도 260∼320℃)하여, 펠릿(수지 조성물)을 제작하였다. 또한, 매트릭스 수지 및 무기 충전재는, 각 예마다 하기의 표 1∼4에 나타낸 재료를 사용하였다. 또한, 무기 충전재의 배합은, 각 예마다 표 1∼4에 나타낸 양으로 되도록 조정하였다.

상기 펠릿(수지 조성물)을, 실린더 온도 280∼340℃, 금형 온도 150℃, 사출 속도 80㎜/s, 보압력 40㎫의 조건에서 사출 성형을 행하여, 수지 성형품을 제작하였다.

또한, 본 실시예에서의 수지 성형품은, 도 1에 도시한 바와 같이, 금속 부품(1)(재질 : 구리(C1100), 형상 : 직경 φ15㎜)의 일부가 열가소성 수지 조성물로 이루어지는 수지 성형부(3)에 매설되고, 금속 부품(1)이 노출되어 있는 부분에는 발열 부품(5)(열저항기)이 접속되어 있다. 그리고, 금속 부품(1)이 매설된 부분으로부터 열가소성 수지층(3A)을 통하여 방열판(7)(알루미늄판, 재질 : 5052, 형상 : 세로 200㎜×가로 100㎜×높이 45㎜)에 방열을 행하도록 하고 있다. 이때, 수지 성형부(3)의 형상은, 세로 55㎜×가로 90㎜×높이 30㎜이다. 또한, 금속 부품(1)은, 수지 성형부(3)로부터의 돌출 높이를 2㎜로 하고, 금속 부품(1)의 높이를 조절함으로써, 열가소성 수지층(3A)의 두께(도 1에서 「t」로 나타냄)를, 0.4㎜로 되도록 하고 있다.

상기의 각 실시예와 비교예에서의 수지 성형품에 대하여, 열전도율, 열저항기 온도, 굽힘 강도, 내전압성, 내습 절연성을 평가하였다. 또한, 수지 조성물에 대하여, 성형성을 평가하였다. 그 결과를 표 1∼4에 나타냈다. 표 중에 나타낸 각 특성은, 다음과 같이 하여 평가하였다.

열전도율 : 플래시법 장치(NETZSCH사제 Xe 플래시 애널라이저 LFA447형)를 이용하여 행하였다(ASTM E1461 준거). 동장치에서 측정한 열확산율에, 아르키메데스법에 의해 측정한 밀도와 DSC법에 의해 측정한 비열을 곱하여, 열전도율을 구하였다. 또한, 열가소성 수지층의 면 방향 및 두께 방향에 대하여 열전도율을 평가하였다.

굽힘 강도 : 수지 성형품으로부터 100㎜×100㎜×두께 2㎜의 크기로 잘라낸 샘플을 이용하여, JIS K7171에 준하여 실온에서의 3점 굽힘 강도를 측정하였다.

내전압성 : 도 1에 도시한 수지 성형품을 이용하여, 내전압성을 평가하였다. 또한, 이 평가에서는, 방열판(7) 대신으로서, 금속 부품(1)의 바로 아래에 상기 열가소성 수지층을 개재하여, 알루미늄판(재질 : 5052, 형상 φ30㎜, 두께 0.5㎜)을 배치하였다. 금속 부품(1)과 알루미늄판과의 사이에 AC3.0㎸의 전압을 60초간 인가하고, 누설 전류값을 확인하였다. 누설 전류값이 600㎂ 이하인 경우를, 「○」, 누설 전류값이 600㎂를 초과하는 경우를 「×」로 하였다.

내습 절연성 : 도 1에 도시한 수지 성형품을 이용하여, AC600V를 연속으로 인가한 상태에서, 온도 85℃, 상대 습도 85％의 분위기 하에서, 1000시간 처리하였다. 이 수지 성형품을, 상기 내전압성에 준하여, 평가하였다.

성형성 : 금속 인서트 성형품을 제작하고, 그 외관으로부터 다음과 같이 성형성을 판단하였다. ○ : 사출 성형이 가능하다, △ : 사출 성형이 가능하지만, 표면 외관이 일부 불량이었다, × : 쇼트 샷으로 되어, 사출 성형을 할 수 없었다.

표 1∼4로부터 명백해지는 바와 같이, 본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은, 매트릭스 수지와, 무기 충전재로서, 입자 단체의 평균 입경이 18㎛ 이상인 육방정 질화 붕소와, 평균 입경이 20㎛ 이상이며, 또한, 흡습률이 0.4％ 이하인 산화 마그네슘을 포함하는 열가소성 수지 조성물로 하고, 무기 충전재를, 매트릭스 수지와 무기 충전재의 합계 체적에 대하여 20∼50체적％, 바람직하게는, 20∼40체적％, 또한, 육방정 질화 붕소를, 매트릭스 수지와 무기 충전재의 합계 체적에 대하여 15∼30체적％로 함으로써, 절연성을 유지하고, 열전도성, 기계 강도, 성형성이 양호하고, 또한 내습 절연성이 우수한 성형품을 제공할 수 있는 것을 이해할 수 있다(실시예 1∼8과 비교예 1∼8 및 실시예 9∼16과 비교예 9∼16의 대조).

비교예 1 및 9에서는, 무기 충전재의 함유량이 적기 때문에, 수지 성형품의 열전도성이 불충분하다. 또한, 비교예 4 및 12에서는, 무기 충전재의 함유량이 많기 때문에, 성형성(유동성)이나 수지 성형품의 기계 강도가 저하되어 있다.

비교예 2 및 10에서는, 질화 붕소의 함유량이 적기 때문에, 수지 성형품의 열전도성이 불충분하다. 또한, 비교예 3 및 11에서는, 질화 붕소의 함유량이 많기 때문에, 성형성(유동성)이나 수지 성형품의 기계 강도가 저하되어 있다. 또한, 질화 붕소의 함유량이 많은 비교예 3 및 11에서는, 수지 성형품에서의 열전도율(냉각 능력)의 이방성이 생기기 때문에 바람직하지 않다.

비교예 5 및 13에서는, 입자 단체의 평균 입경이 18㎛ 미만의 불화 붕소를, 또한, 비교예 6 및 14에서는, 비늘 조각 형상 결정의 응집체인 질화 붕소를 사용하고 있기 때문에, 수지 성형품의 열전도성이 불충분하다. 또한, 바람직하게는, 입자 단체의 평균 입경은, 35㎛ 이상이다(실시예 3과 실시예 6 및 실시예 11과 실시예 14의 대조).

비교예 7 및 15에서는, 평균 입경이 20㎛ 미만의 산화 마그네슘을 사용하고 있기 때문에, 수지 성형품의 열전도성이 불충분하다. 또한, 비교예 8 및 16에서는, 흡습률이 0.4％ 이하인 산화 마그네슘을 사용하고 있기 때문에, 내습 절연성이 저하되어 있다. 또한, 바람직하게는, 평균 입경은, 50㎛ 이상이고, 표면 처리는, 비닐 실란 처리이다(실시예 3과 실시예 7 및 실시예 11과 실시예 15의 대조).

또한, 매트릭스 수지는, 바람직하게는, 폴리페닐렌 설파이드 수지이고, 또한, 300℃에서의 용융 점도가 170㎩ㆍs 이하이다(실시예 3과 실시예 8의 대조). 또한, 바람직하게는, 용융 상태에서 액정성을 나타내는 용융 액정성 수지이며, 또한, 290℃에서의 용융 점도가 90㎩ㆍs 이하이다(실시예 11과 실시예 16의 대조).

다음으로, 전술한 열가소성 수지 조성물을 이용하여 구성한, 본 발명의 수지 성형품의 실시 형태에 대하여 설명한다. 우선, 제1 실시 형태에서는, 전술한 도 1에 도시한 바와 같이, 금속 부품(1)의 일부가 열가소성 수지 조성물로 이루어지는 수지 성형부(3)에 매설되고, 금속 부품(1)이 노출되어 있는 부분(1A)에 발열 부품(5)이 접속되어 있다. 제1 실시 형태는, 발열 부품(5)이 발생하는 열을 금속 부품(1) 및 수지 성형부(3)의 일부를 구성하는 열가소성 수지층(3A)을 통하여 방열판(7)으로 방열한다. 본 예에서는, 열가소성 수지층(3A)의 두께(도 1에서 「t」로 나타냄)를 0.4∼1㎜로 하고 있다. 이때, 두께 방향의 열전도율은, 1.2W/mㆍK 이상으로 되어 있다. 이와 같이, 열가소성 수지층(3A)의 두께를 0.4∼1㎜로 함으로써, 충분한 방열 특성을 확보할 수 있다.

또한, 도 1에 도시한 제1 실시 형태에서는, 발열 부품(5)을 접속한 금속 부품의 하면으로부터 방열을 행하고 있지만, 제2 실시 형태와 같이, 발열 부품(105)을 접속한 금속 부품(101)의 측면으로부터 열가소성 수지층(103A)을 통하여 방열할 수도 있다(도 2 참조). 또한, 도 1에 도시한 제1 실시 형태에서는, 금속 부품(1)의 발열 부품(5)이 접속하는 부분 이외의 부분도 노출되어 있지만, 제3 실시 형태와 같이, 금속 부품(201)의 발열 부품(205)이 접속하는 부분 이외의 부분이 수지 성형품(203)으로 덮어져 있어도 되고(도 3 참조), 제4 실시 형태와 같이, 금속 부품(301)의 대부분이 노출되어 있어도 된다(도 4 참조). 또한, 도 2 내지 도 4에 도시한 제2 내지 제4 실시 형태에서, 도 1에 도시한 제1 실시 형태와 공통되는 부분에 대해서는, 도 1에 붙인 부호의 수에 각각 100, 200, 300을 더한 수의 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

[실시예]

이하, 본 발명의 수지 성형품에 관련되는 실시예를 설명한다.

또한, 본 실시예에서는, 하기에 나타내는 재료를 사용하였다.

매트릭스 수지

(e) 주쇄에 전방향족 폴리에스테르 골격을 갖고 용융 상태에서 액정성을 나타내는 용융 액정성 수지 : 스미토모 화학제 「E7008」(융점 : 275℃, 290℃에서의 용융 점도 : 85㎩ㆍs)[상기 (c)의 용융 액정성 수지와 마찬가지임]

(f) 주쇄에 전방향족 폴리에스테르 골격을 갖고 용융 상태에서 액정성을 나타내는 용융 액정성 수지 : Ueno 제약제 「UenoLCP5540G」(융점 : 293℃, 290℃에서의 용융 점도 : 98㎩ㆍs)[상기 (d)의 용융 액정성 수지와 마찬가지임]

(g) 폴리페닐렌 설파이드 수지 : DIC제 「LR-300G」(300℃에서의 용융 점도 : 170㎩ㆍs)[상기 (a)의 폴리페닐렌 설파이드 수지와 마찬가지임]

(h) 폴리페닐렌 설파이드 수지 : 도레이제 「A503F1」(300℃에서의 용융 점도 : 230㎩ㆍs)[상기 (b)의 폴리페닐렌 설파이드 수지와 마찬가지임]

무기 충전재

(9) 질화 붕소 : 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈 재팬사제 「PT110」(입자 단체의 평균 입경 : 45㎛, 형상 : 비늘 조각 형상)[상기 (1)의 질화 붕소와 마찬가지임]

(10) 질화 붕소 : 덴키 화학공업제 「SGP」(입자 단체의 평균 입경 : 18㎛, 형상 : 비늘 조각 형상)[상기 (2)의 질화 붕소와 마찬가지임]

(11) 질화 붕소 : 덴키 화학공업제 「HGPE」(입자 단체의 평균 입경 : 6㎛, 형상 : 비늘 조각 형상)[상기 (3)의 질화 붕소와 마찬가지임]

(12) 질화 붕소 : 쇼와덴코사제 「UHP-EX」(응집체의 평균 입경 : 50㎛, 형상 : 덩어리 형상(비늘 조각 형상 결정의 응집체))[상기 (4)의 질화 붕소와 마찬가지임]

(13) 알루미나 : 스미토모 화학제 「AA-3」(입자 단체의 평균 입경 : 3㎛, 형상 :구형)

(14) 산화 마그네슘 : 우베 흥산사제 「RF-50-C」(응집체의 평균 입경 : 50㎛, 형상 : 덩어리 형상(응집체))[상기 (5)의 산화 마그네슘과 마찬가지임]

실시예 21∼42, 비교예 21∼26

매트릭스 수지와 무기 충전재를 헨쉘 믹서로 혼합한 후, 2축 혼련기를 이용하여 용융 혼련(실린더 온도 260∼320℃)하여, 펠릿(수지 조성물)을 제작하였다. 또한, 매트릭스 수지 및 무기 충전재는, 각 예마다 표 5∼8에 나타낸 재료를 사용하였다. 또한, 무기 충전재의 배합은, 각 예마다 표 5∼8에 나타낸 양으로 되도록 조정하였다.

상기 펠릿(수지 조성물)을, 실린더 온도 280∼340℃, 금형 온도 150℃, 사출 속도 80㎜/s, 보압력 40㎫의 조건에서 사출 성형을 행하여, 열가소성 수지 성형품을 제작하였다.

또한, 본 실시예에서의 열가소성 수지 성형품은, 도 1에 도시한 바와 같이, 금속 부품(1)(재질 : 구리(C1100), 형상 : 직경 φ15㎜)의 일부가 열가소성 수지 조성물로 이루어지는 수지 성형부(3)에 매설되고, 금속 부품(1)이 노출되어 있는 부분에는 발열 부품(5)(열저항기)이 접속되어 있다. 그리고, 금속 부품(1)이 매설된 부분으로부터 열가소성 수지층(3A)을 통하여 방열판(7)(알루미늄판, 재질 : 5052, 형상 : 세로 200㎜×가로 100㎜×높이 45㎜)에 방열을 행하도록 하고 있다. 이때, 수지 성형부(103)의 형상은, 세로 55㎜×가로 90㎜×높이 30㎜이다. 또한, 금속 부품(1)은, 수지 성형부(3)로부터의 돌출 높이를 2㎜로 하고, 금속 부품(1)의 높이를 조절함으로써, 열가소성 수지층의 두께(도 1에서 「t」로 나타냄)가, 각 예마다 표 5∼8에 나타낸 두께로 되도록 하고 있다.

상기의 각 실시예와 비교예에서의 열가소성 수지 성형품에 대하여, 열전도율, 열저항기 온도, 굽힘 강도, 내전압성을 평가하였다. 또한, 수지 조성물에 대하여, 성형성을 평가하였다. 그 결과를 표 5∼8에 나타냈다. 표 중에 나타낸 각 특성은, 다음과 같이 하여 평가하였다.

열전도율 : 플래시법 장치(NETZSCH사제 Xe 플래시 애널라이저 LFA447형)를 이용하여 행하였다(ASTME1461 준거). 동장치에서 측정한 열확산율에, 아르키메데스법에 의해 측정한 밀도와 DSC법에 의해 측정한 비열을 곱하여, 열전도율을 구하였다. 또한, 열가소성 수지층의 면 방향 및 두께 방향에 대하여 열전도율을 평가하였다.

열저항기 온도 : 도 1에 도시한 열가소성 수지 성형품을 이용하여, 방열 특성을 평가하였다. 열가소성 수지 성형품은, 열가소성 수지층이 방열판(7)에 그리스를 개재하여 압착되어 있다. 또한 이 방열판(7) 내는 상시 40℃의 물이 일정한 유량으로 흐르고 있다. 발열 부품(5)(열저항기)에 15W의 전력을 입력하고, 입력 10분 후의 열저항기 온도를 측정하였다.

굽힘 강도 : 열가소성 수지 성형품으로부터 100㎜×100㎜×두께 2㎜의 크기로 잘라낸 샘플을 이용하여, JIS K7171에 준하여 실온에서의 3점 굽힘 강도를 측정하였다.

내전압성 : 도 1에 도시한 열가소성 수지 성형품을 이용하여, 내전압성을 평가하였다. 또한, 이 평가에서는, 방열판(7) 대신으로서, 금속 부품(1)의 바로 아래에 상기 열가소성 수지층을 개재하여, 알루미늄판(재질 : 5052, 형상 φ30㎜, 두께 0.5㎜)을 배치하였다. 금속 부품(1)과 알루미늄판과의 사이에 AC3.0㎸의 전압을 60초간 인가하고, 절연성(누설 전류값)을 확인하였다. 절연성을 유지한 경우(누설 전류값이 600㎂ 이하인 경우)를 「○」, 절연 파괴가 생긴 경우(누설 전류값이 600㎂를 초과하는 경우)를 「×」로 하였다.

표 5∼8로부터 명백해지는 바와 같이, 본 발명에 따른 열가소성 수지 성형품은, 금속 부품의 일부가 열가소성 수지에 매설되고, 금속 부품이 노출되어 있는 부분에는 발열 부품이 접속되어 있고, 금속 부품이 매설된 부분으로부터 열가소성 수지층을 통하여 방열을 행하는 열가소성 수지 성형품으로서, 열가소성 수지층의 두께를 0.4∼1㎜로 하고, 또한, 두께 방향의 열전도율을 1.2W/mㆍK 이상으로 함으로써, 충분한 방열 특성을 확보할 수 있는 것을 이해할 수 있다(실시예 21∼31과 비교예 21∼23 및 실시예 32∼42와 비교예 24∼26의 대조).

비교예 21 및 24에서는, 열가소성 수지층의 두께가 1㎜를 초과하고 있기 때문에, 방열 특성이 불충분하여, 열저항기 온도가 높아져 있다. 또한, 비교예 23 및 26에서는, 두께 방향의 열전도율이 1.2W/mㆍK 미만이기 때문에, 방열 특성이 불충분하여, 열저항기 온도가 높아져 있다. 또한, 비교예 22 및 25에서는, 열가소성 수지층의 두께가 0.4㎜ 미만이기 때문에, 성형성이 불충분하였다.

육방정 질화 붕소는, 바람직하게는, 형상이 비늘 조각 형상이고, 또한, 입자 단체의 평균 입경이 18㎛ 이상, 더욱 바람직하게는, 35㎛ 이상이다(실시예 25와 실시예 28∼30 및 실시예 36과 실시예 39∼41의 대조).

또한, 매트릭스 수지는, 바람직하게는, 주쇄에 전방향족 폴리에스테르 골격을 갖고 용융 상태에서 액정성을 나타내는 용융 액정성 수지이며, 또한, 290℃에서의 용융 점도가 90㎩ㆍs 이하이고(실시예 25와 실시예 31의 대조), 또한, 바람직하게는, 폴리페닐렌 설파이드 수지이며, 또한, 300℃에서의 용융 점도가 170㎩ㆍs 이하이다(실시예 36과 실시예 42의 대조).

다음으로, 전술한 열가소성 수지 조성물을 이용하여 구성한, 본 발명의 수지 성형품의 다른 실시 형태에 대하여 설명한다. 우선, 제5 실시 형태에서는, 도 5에 도시한 바와 같이, 전기 배선용 금속 부재(401)를 인서트 부품으로서 갖고, 전기 배선용 금속 부재(401)의 일부(401A)가 전기 절연성의 열가소성 수지로 이루어지는 수지 성형부에 매설되도록 인서트 성형되어 있다. 이 제5 실시 형태에서는, 전기 배선용 금속 부재(401)의 일부(401A)는, 제1 열가소성 수지 조성물(전술한 열가소성 수지 조성물)로 이루어지는 제1 수지 성형부(403) 내에 직접 매설되어 있다. 제1 수지 성형부(403)의 일부(403A)가 제1 열가소성 수지 조성물보다 열전도율이 낮은 제2 열가소성 수지 조성물로 이루어지는 제2 수지 성형부(409) 내에 매설되어, 전기 배선용 금속 부재(401), 제1 수지 성형부(403) 및 제2 수지 성형부(409)가 일체화되어 있다.

바꿔 말하면, 제5 실시 형태에서는, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 전기 배선용 금속 부재(401)의 소정 부분을 종단면에서 보았을 때에, 전기 배선용 금속 부재(401)의 주위 전체가 제1 수지 성형부(403)에 매설되어 인서트 성형되어 있다. 또한, 제1 열가소성 수지 조성물로 이루어지는 제1 수지 성형부(403)는, 하면(403B)만을 외부에 노출시킨 상태에서 제2 수지 성형부(409)에 매설되어 일체화되어 있다. 제1 열가소성 수지 조성물의 열전도율은 1.2W/mㆍK 이상이고, 제2 열가소성 수지 조성물의 열전도율은 제1 열가소성 수지 조성물의 열전도율보다 낮게 되어 있다. 여기서 「열전도율이 1.2W/mㆍK 이상」이란, 제1 열가소성 수지 조성물의 성형 시에서의 수지의 흐름 방향(이하, 「면 방향」이라고 함) 및 수지의 흐름 방향에 대하여 수직한 방향(이하, 「두께 방향」이라고 함)이 모두 1.2W/mㆍK 이상인 것을 말한다. 제1 열가소성 수지 조성물로 이루어지는 제1 수지 성형부(403)가 외부에 노출되어 있는 개소의 노출 표면(하면(403B))에서는, 노출 표면(403B)부터 전기 배선용 금속 부재(401)에 이르기까지의 제1 열가소성 수지 조성물에 의해 형성한 열가소성 수지층(403A)의 두께(도 5의 (a)에서 「t」로 나타냄)가 0.4∼1㎜로 되어 있다. 또한, 열가소성 수지층(403A)은, 도시하지 않은 알루미늄제의 방열 부재에 당접된다.

도 6은 제6 실시 형태의 수지 성형품을 도시한다. 또한, 도 6에 도시한 제6 실시 형태에서, 도 5에 도시한 제5 실시 형태와 공통되는 부분에 대해서는, 도 5에 붙인 부호의 수에 100을 더한 수의 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 이 제6 실시 형태에서는, 전기 배선용 금속 부재(501)의 일부(501A)가 제1 수지 성형부(503)에 매설되고, 전기 배선용 금속 부재(501)의 잔부(501B)(수지 성형부(503)에 매설된 전기 배선용 금속 부재(501)의 일부(501A)를 제외한 부분)의 전부가 제2 수지 성형부(509) 내에 매설되어, 전기 배선용 금속 부재(501), 제1 수지 성형부(503) 및 제2 수지 성형부(509)가 일체화되어 있다.

바꿔 말하면, 제5 실시 형태에서는, 도 6의 종단면도에 도시한 바와 같이, 전기 배선용 금속 부재(501)의 소정 부분을 종단면에서 보았을 때의 전기 배선용 금속 부재(501)의 주위의 일부(501A)가, 제1 수지 성형부(503)에 매설되어 있고, 동주위의 다른 부분(전기 배선용 금속 부재(501)의 잔부(501B)의 전부)이 제2 수지 성형부(509)에 직접 매설됨과 함께, 제1 수지 성형부(503)가 하면(503B)만을 외부에 노출시킨 상태에서 제2 수지 성형부(509)에 매설되어 일체화되어 있다. 제1 수지 성형부(503)가 외부에 노출되어 있는 개소의 노출 표면(503B)부터 전기 배선용 금속 부재(501)에 이르기까지의 제1 열가소성 수지 조성물에 의해 형성한 열가소성 수지층의 두께는, 제5 실시 형태와 마찬가지이다.

또한, 방열 특성 향상이라고 하는 관점에서, 도 5에 도시한 제5 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 전기 배선용 금속 부재(401)의 소정 부분을 종단면에서 보았을 때의 전기 배선용 금속 부재(401)의 주위 전체가, 제1 수지 성형부(403)에 매설되어 있는 것이 바람직하다. 한편, 전기 배선용 금속 부재(401)는, 반드시 전기 배선용 금속 부재(401)의 주위 전체가 제1 수지 성형부(403)에 매설되어 있을 필요는 없고, 도 6에 도시한 제6 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 전기 배선용 금속 부재(501)가 제1 수지 성형부(503)에 매설되어 있지 않은 부분(전기 배선용 금속 부재(501)의 잔부)(501B)의 전부가 제2 수지 성형부(509) 내에 매설되어 있어도 되고, 후술하는 도 7에 도시하는 제7 실시 형태에서 설명하는 바와 같이, 설계상의 이유나 전기적 접속을 위해서, 전기 배선용 금속 부재(601)의 주위의 일부가 제1 수지 성형부와 제2 수지 성형부 중 어느 것에도 매설되어 있지 않아도 된다. 방열 특성 향상이라고 하는 관점에서는, 전기 배선용 금속 부재를 매설한 제1 수지 성형부가 제2 수지 성형부에 매설되지 않고 외부에 노출되어 있는 면적은 보다 넓은 쪽이 바람직하다.

도 7은 제7 실시 형태의 수지 성형품을 도시한다. 또한, 도 7에 도시한 제7 실시 형태에서, 도 5에 도시한 제5 실시 형태와 공통되는 부분에 대해서는, 도 5에 붙인 부호의 수에 200을 더한 수의 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 이 제7 실시 형태에서는, 전기 배선용 금속 부재(601)의 일부(601A)가 제1 수지 성형부(603)에 매설되고, 전기 배선용 금속 부재(601)의 잔부(601B)의 일부가 제2 수지 성형부(609) 내에 매설되어, 전기 배선용 금속 부재(601), 제1 수지 성형부(603) 및 제2 수지 성형부(609)가 일체화되어 있다.

바꿔 말하면, 제7 실시 형태에서는, 도 7의 종단면도에 도시한 바와 같이, 전기 배선용 금속 부재(601)의 소정 부분을 종단면에서 보았을 때의, 전기 배선용 금속 부재(601)의 주위의 일부(601A)가 제1 수지 성형부(603)에 매설되어 있고, 전기 배선용 금속 부재(601)의 주위의 다른 부분의 일부(전기 배선용 금속 부재(601)의 잔부(601B)의 일부)가 제2 수지 성형부(609)에 직접 매설됨과 함께, 제1 수지 성형부(603)가 하면(603B)을 외부에 노출시킨 상태에서 제2 수지 성형부(609)에 매설되어 일체화되어 있다. 제1 수지 성형부(603)가 외부에 노출되어 있는 개소의 노출 표면(603B)부터 전기 배선용 금속 부재(601)에 이르기까지의 제1 열가소성 수지 조성물에 의해 형성한 열가소성 수지층의 두께는, 제5 실시 형태와 마찬가지이다.

또한, 수지 성형품의 강도 향상이라고 하는 관점에서는, 전기 배선용 금속 부재의 소정 부분을 종단면에서 보았을 때의 전기 배선용 금속 부재의 주위 전체가 제1 수지 성형부 및/또는 제2 수지 성형부에 매설되어 있는 것이 바람직하다(도 5 및 도 6 참조). 그러나, 설계상의 이유나 전기적 접속을 위해서, 도 7에 도시한 제7 실시 형태와 마찬가지로, 전기 배선용 금속 부재(601)의 소정 부분을 종단면에서 보았을 때의, 전기 배선용 금속 부재(601)의 주위의 일부에 제1 수지 성형부(603)와 제2 수지 성형부(609) 중 어느 것에도 매설되어 있지 않은 부분(603D)이 있어도 된다.

제1 열가소성 수지 조성물에 의한 제1 수지 성형부가 외부에 노출되고 노출 표면부터 전기 배선용 금속 부재에 이르는 제1 열가소성 수지 조성물에 의해 형성된 열가소성 수지층을 소정 두께로 설정한 개소는, 설계상의 이유나 방열 부재와 접촉시키기 위해서, 그 면적이나 개수를 적절히 선택할 수 있다.

또한, 제5 실시 형태에서는, 전기 배선용 금속 부재(401)의 평면 방향 하면에서, 제1 열가소성 수지 조성물에 의해 형성된 열가소성 수지층(403A)의 하면(403B)을 외부에 노출시키고, 열가소성 수지층(403A)을 통하여 방열을 행하도록 하고 있지만, 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 전기 배선용 금속 부재(701 및 801)의 두께 방향 끝면에서, 제1 열가소성 수지 조성물에 의해 형성된 열가소성 수지층(703A, 803A)의 면을 외부에 노출시키고, 그 수지층을 통하여 방열을 행할 수도 있다.

이들 구성에서는, 절연 특성을 유지하면서, 고온으로 된 전기 배선용 금속 부재로부터 제1 열가소성 수지 조성물에 의해 형성된 열가소성 수지층을 통하여 충분한 방열 특성을 확보할 수 있다.

[실시예]

이하, 제1 열가소성 수지 조성물 및 제2 열가소성 수지 조성물을 이용한 본 발명의 수지 성형품에 관련되는 실시예를 설명한다. 또한, 본 실시예에서는, 하기에 나타내는 재료를 사용하였다.

매트릭스 수지

(i) 폴리페닐렌 설파이드 수지 : DIC제 「LR-300G」(300℃에서의 용융 점도 170㎩ㆍs)[상기 (a)의 폴리페닐렌 설파이드 수지와 마찬가지임]

(j) 폴리페닐렌 설파이드 수지 : 도레이제 「A503F1」(300℃에서의 용융 점도 : 230㎩ㆍs)[상기 (b)의 폴리페닐렌 설파이드 수지와 마찬가지임]

무기 충전재

(15) 질화 붕소 : 덴키 화학공업제 「SGP」(입자 단체의 평균 입경 : 18㎛, 형상 : 비늘 조각 형상)[상기 (2)의 질화 붕소와 마찬가지임]

(16) 산화 마그네슘 : 우베 흥산사제 「RF-50-C」(응집체의 평균 입경 : 50㎛, 형상 : 덩어리 형상(응집체), 흡습률 : 0.3％, 표면 처리 : 비닐 실란 처리)[상기 (5)의 산화 마그네슘과 마찬가지임]

실시예 51∼56, 비교예 51∼54

(제1 열가소성 수지 조성물의 준비)

매트릭스 수지와 무기 충전재(질화 붕소 및 산화 마그네슘)를 헨쉘 믹서로 혼합한 후, 2축 혼련기를 이용하여 용융 혼련(실린더 온도 260∼320℃)하여, 펠릿 형상의 제1 열가소성 수지 조성물을 제작하였다. 또한, 매트릭스 수지 및 무기 충전재는, 각 예마다 표 9 및 10에 나타낸 재료를 사용하였다. 또한, 무기 충전재의 배합은, 각 예마다 표 9 및 10에 나타낸 양으로 되도록 조정하였다.

(제2 열가소성 수지 조성물의 준비)

매트릭스 수지 (i)를 그대로 이용하였다. 강도 향상을 위한 글래스 섬유를 함유하고 있다.

인서트 부품으로 되는 전기 배선용 금속 부재(901, 902)를 각각 금형 내에 세트하고, 상기 펠릿 형상의 제1 열가소성 수지 조성물을, 실린더 온도 280∼340℃, 금형 온도 150℃, 사출 속도 80㎜/s, 보압력 40㎫의 조건에서 사출 성형을 행하여, 전기 배선용 금속 부재(901, 902)가 각각 일체화된 제1 수지 성형부(903)를 제작하였다.

그 후, 제1 수지 성형부와 일체화된 전기 배선용 금속 부재를 인서트 부품으로 하여, 제2 열가소성 수지 조성물을, 실린더 온도 280∼340℃, 금형 온도 150℃, 사출 속도 80㎜/s, 보압력 40㎫의 조건에서 사출 성형을 행하여, 전기 배선용 금속 부재, 제1 수지 성형부 및 제2 수지 성형부가 일체화된 수지 성형품(905)을 제작하였다. 이때, 제2 열가소성 수지 조성물은, 상기 매트릭스 수지 (i)를 사용하였다.

또한, 도 10에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서의 수지 성형부(905)는, 스페이서(904)(두께 1㎜의 폴리페닐렌 설파이드 수지판 형상체)를 사용하여, 그 양측에 전기 배선용 금속 부재(901, 902)(두께 2㎜의 구리 버스 바(C1100))를 2매 배치한 구성으로 하고 있다. 이것을, 그 일부가 제1 열가소성 수지 조성물로 이루어지는 제1 수지 성형부(903)에 매립되도록 인서트 성형하고 있다. 또한, 제1 열가소성 수지 조성물로 이루어지는 제1 수지 성형부(903)가, 그 하면을 노출하도록 하고 제2 열가소성 수지 조성물로 이루어지는 제2 수지 성형부(909)에 매립되어 일체화된 수지 성형품으로 하고 있다. 제1 열가소성 수지 조성물로 이루어지는 제1 수지 성형부가 외부에 노출되어 있는 개소에서, 표면부터 전기 배선용 금속 부재(901)에 이르기까지의 제1 열가소성 수지 조성물에 의해 형성된 열가소성 수지층의 두께(도 10에서 「t」로 나타냄)가, 실시예마다 표 9 및 10에 나타낸 두께로 되도록 조정하고 있다.

상기의 각 실시예와 비교예에서의 수지 성형품에 대하여, 열전도율, 열저항기 온도, 내전압성을 평가하였다. 또한, 제1 열가소성 수지의 수지 조성물에 대하여, 성형성을 평가하였다. 그 결과를 표 9 및 10에 나타냈다. 표 중에 나타낸 각 특성은, 다음과 같이 하여 평가하였다.

열전도율 : 플래시법 장치(NETZSCH사제 Xe 플래시 애널라이저 LFA447형)를 이용하여 행하였다(ASTME1461 준거). 동장치에서 측정한 열확산율에, 아르키메데스법에 의해 측정한 밀도와 DSC법에 의해 측정한 비열을 곱하여, 열전도율을 구하였다. 또한, 수지 성형품에서의 제1 열가소성 수지의 수지층의 면 방향 및 두께 방향에 대하여 열전도율을 평가하였다.

열저항기 온도 : 도 10에 도시한 수지 성형품(905)을 이용하여, 방열 특성을 평가하였다. 수지 성형품(905)은, 제1 열가소성 수지층이 냉각기에 그리스를 개재하여 압착되어 있다. 이 냉각기 내는 상시 40℃의 물이 일정한 유량으로 흐르고 있다. 또한 전기 배선용 금속 부재(11)에는 발열 소자(열저항기)가 실장되어 있다. 이 발열 소자에 15W의 전력을 입력하고, 입력 10분 후의 열저항기 온도를 측정하였다.

내전압성 : 도 10에 도시한 수지 성형품(905)을 이용하여, 내전압성을 평가하였다. 또한, 이 평가에서는, 전기 배선용 금속 부재(11)의 바로 아래에 제1 열가소성 수지의 수지층을 개재하여, 알루미늄판(재질 : 5052, 형상, 사이즈는 전기 배선용 금속 부재(11)와 동일함)에 AC3.0㎸의 전압을 60초간 인가하고, 누설 전류값을 확인하였다. 누설 전류값이 600㎂ 이하인 경우를, 「○」, 누설 전류값이 600㎂를 초과하는 경우를 「×」로 하였다.

성형성 : 수지 성형품(905)의 외관으로부터 다음과 같이 성형성을 판단하였다. ○ : 사출 성형이 가능하다, △ : 사출 성형이 가능하지만, 외관이 일부 불량이었다, × : 성형을 할 수 없었다.

표 9 및 10으로부터 명백해지는 바와 같이, 본 발명에 따른 수지 성형품은, 전기 배선용 금속 부재의 일부가 열전도율이 높은 제1 열가소성 수지에 직접 매설되고, 제1 열가소성 수지에 의한 제1 수지 성형부에, 제2 열가소성 수지 조성물에 의한 제2 수지 성형부에 매설되지 않고 외부에 노출된 개소를 남기고 있다. 제1 열가소성 수지의 열전도율을 1.2W/mㆍK 이상으로 하고, 또한, 그 두께가 0.4㎜ 이상 1㎜ 이하인 노출된 개소의 수지층을 통하여 방열을 행함으로써, 충분한 방열 특성을 확보할 수 있는 것을 이해할 수 있다(실시예 51∼56과 비교예 51∼54의 대조).

비교예 51 및 54에서는, 전기 배선용 금속 부재의 소정 부분을 종단면에서 보았을 때의 주위를, 열전도율 1.2W/mㆍK 미만의 열가소성 수지로 일체화하고 있기 때문에, 방열 특성이 불충분하여, 열저항기 온도가 높아져 있다. 또한, 비교예 52에서는, 제1 열가소성 수지의 수지층의 두께가 1㎜를 초과하고 있기 때문에, 열저항이 높고, 방열 특성이 불충분하여, 열저항기 온도가 높아져 있다. 또한 비교예 53에서는, 제1 열가소성 수지의 수지층의 두께가 0.4㎜ 미만이기 때문에, 성형을 할 수 없었다.

본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은, 무기 충전재로서의 질화 붕소 및 산화 마그네슘의 특성, 배합량을 규정함으로써, 절연성을 유지하고, 열전도성, 기계 강도, 성형성이 양호하고, 또한 내습 절연성이 우수한 성형품을 제공할 수 있는 열가소성 수지 조성물 및, 그것으로 이루어지는 수지 성형품을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 열가소성 수지 성형품은, 금속 부품의 일부가 열가소성 수지 조성물로 이루어지는 수지 성형부에 매설되고, 금속 부품이 노출되어 있는 부분에는 발열 부품이 접속되어 있고, 발열 부품이 발생하는 열을 금속 부품 및 수지 성형부의 일부를 구성하는 열가소성 수지층을 통하여 방열판으로 방열함으로써, 가공 공수나 조립 공수를 적게 할 수 있다. 또한, 열가소성 수지층의 두께를 0.4∼1㎜로 함으로써, 충분한 방열 특성을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 수지 성형품은, 전기 배선용 금속 부재의 일부가 제1 열가소성 수지로 이루어지는 제1 수지 성형부에 직접 매설되고, 또한, 제1 수지 성형부의 일부가 제1 열가소성 수지보다 열전도율이 낮은 제2 열가소성 수지 조성물로 이루어지는 제2 수지 성형부에 매설되지 않고 외부에 노출된 개소를 갖기 때문에, 고온으로 된 전기 배선용 금속 부재의 열을, 그 개소의 수지층을 통하여 전도시켜 방열을 행함으로써, 방열성을 부여하기 위한 가공 공수나 조립 공수를 적게 할 수 있다. 또한, 이 노출되는 개소의 노출 표면부터 전기 배선용 금속 부재에 이르기까지의 제1 열가소성 수지에 의해 형성된 열가소성 수지층의 두께를 0.4∼1㎜로 함으로써, 충분한 방열 특성을 확보할 수 있다.

1 : 금속 부품
1A : 노출되어 있는 부분
3 : 수지 성형부
3A : 열가소성 수지층
5 : 발열 부품
7 : 방열판

Claims

매트릭스 수지와,
무기 충전재로서, 입자 단체의 평균 입경이 18㎛ 이상인 육방정 질화 붕소와, 평균 입경이 20㎛ 이상이며, 또한, 흡습률이 0.4％ 이하인 산화 마그네슘을 포함하는 열가소성 수지 조성물로서,
상기 무기 충전재는, 상기 매트릭스 수지와 상기 무기 충전재의 합계 체적에 대하여 20∼50체적％이고, 또한, 상기 육방정 질화 붕소는, 상기 매트릭스 수지와 상기 무기 충전재의 합계 체적에 대하여 15∼30체적％인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
제1항에 있어서,
상기 산화 마그네슘은, 평균 입경이 50㎛ 이상이고, 또한, 비닐 실란 처리되어 있는 열가소성 수지 조성물.
제1항에 있어서,
상기 매트릭스 수지는, 폴리아릴렌 설파이드 수지인 열가소성 수지 조성물.
제2항에 있어서,
상기 매트릭스 수지는, 폴리아릴렌 설파이드 수지인 열가소성 수지 조성물.
제3항에 있어서,
상기 폴리아릴렌 설파이드 수지는, 폴리페닐렌 설파이드 수지이고, 또한, 300℃에서의 용융 점도가 170㎩ㆍs 이하인 열가소성 수지 조성물.
제4항에 있어서,
상기 폴리아릴렌 설파이드 수지는, 폴리페닐렌 설파이드 수지이고, 또한, 300℃에서의 용융 점도가 170㎩ㆍs 이하인 열가소성 수지 조성물.
제1항에 있어서,
상기 매트릭스 수지는, 용융 상태에서 액정성을 나타내는 용융 액정성 수지이고, 또한, 290℃에서의 용융 점도가 90㎩ㆍs 이하인 열가소성 수지 조성물.
제2항에 있어서,
상기 매트릭스 수지는, 용융 상태에서 액정성을 나타내는 용융 액정성 수지이고, 또한, 290℃에서의 용융 점도가 90㎩ㆍs 이하인 열가소성 수지 조성물.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 열가소성 수지 조성물을 성형하여 이루어지는 수지 성형품.
금속 부품의 일부가 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 열가소성 수지 조성물로 이루어지는 수지 성형부에 매설되고, 상기 금속 부품이 노출되어 있는 부분에는 발열 부품이 접속되어 있고, 상기 발열 부품이 발생하는 열을 상기 금속 부품 및 상기 수지 성형부의 일부를 구성하는 열가소성 수지층을 통하여 방열판으로 방열하는 수지 성형품으로서,
상기 열가소성 수지층의 두께가 0.4∼1㎜인 것을 특징으로 하는 수지 성형품.
전기 배선용 금속 부재를 인서트 부품으로서 갖고, 상기 전기 배선용 금속 부재의 일부가 전기 절연성의 열가소성 수지로 이루어지는 수지 성형부에 매설되도록 인서트 성형된 수지 성형품으로서,
상기 전기 배선용 금속 부재의 일부가, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 제1 열가소성 수지로 이루어지는 제1 수지 성형부 내에 직접 매설되고,
상기 제1 수지 성형부의 일부가 상기 제1 열가소성 수지보다 열전도율이 낮은 제2 열가소성 수지 조성물로 이루어지는 제2 수지 성형부 내에 매설되거나, 상기 전기 배선용 금속 부재의 잔부의 전부 또는 일부가 상기 제2 열가소성 수지 조성물로 이루어지는 제2 수지 성형부 내에 매설되어, 상기 전기 배선용 금속 부재, 상기 제1 수지 성형부 및 제2 수지 성형부가 일체화되어 있고,
상기 제1 수지 성형부는 제2 수지 성형부에 매설되지 않고 외부에 노출된 개소를 갖고, 그 개소의 노출 표면부터 상기 전기 배선용 금속 부재에 이르기까지의 제1 열가소성 수지에 의해 형성된 열가소성 수지층의 두께가 0.4∼1㎜인 것을 특징으로 하는 수지 성형품.