TW202024294A - 散熱材、散熱材的製造方法、散熱材套組及發熱體 - Google Patents

Abstract

一種散熱材，包含金屬粒子與樹脂，且於內部具有沿面方向排列的所述金屬粒子以相對高的密度存在的區域。

Description

散熱材、散熱材的製造方法、散熱材套組及發熱體

本發明是有關於一種散熱材、散熱材的製造方法、散熱材套組及發熱體。

近年來，伴隨電子設備的小型化與多功能化，每單位面積的發熱量有增加的傾向。其結果，於電子設備內產生熱局部集中的熱斑（heat spot），從而產生電子設備的故障、短壽命化、動作穩定性的降低、可靠性的降低等問題。因此，使發熱體中所產生的熱散發至外部來緩和熱斑產生的重要性增加。

作為電子設備的散熱對策，將金屬板、熱匯（heat sink）等散熱器安裝於電子設備的發熱體附近，將發熱體中所產生的熱傳導至散熱器，並將其散發至外部。然而，伴隨電子設備的小型化，出現了難以將散熱器安裝於電子設備的情況。因此，作為能夠適應電子設備的小型化的散熱部件，正在研究片（sheet）狀的散熱材。

例如，專利文獻1中記載了一種於散熱片層上形成有於矽酮樹脂中分散著熱傳導性填料的塗膜的散熱材。然而，於將此種散熱材配置於由樹脂殼體（case）等樹脂構件覆蓋的電子設備周圍的情況下，自散熱材放射的紅外線的大部分會被吸收而不透過樹脂構件。其結果，擔心於樹脂構件中產生新的熱斑而無法獲得充分的放射傳熱效果。 [現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2011-222862號公報

[發明所欲解決之課題] 鑒於所述情況，本發明的一態樣的目的在於提供一種能夠將發熱體中所產生的熱高效地放射傳熱的散熱材及其製造方法。本發明的另一態樣的目的在於提供一種用於製造該散熱材的散熱材套組及具備該散熱材的發熱體。 [解決課題之手段]

用以解決所述課題的手段中包含以下實施態樣。 ＜1＞一種散熱材，包含金屬粒子與樹脂，且於內部具有沿面方向排列的所述金屬粒子以相對高的密度存在的區域。 ＜2＞如＜1＞所述的散熱材，其中當自正面觀察所述區域時，所述金屬粒子於觀察面中所佔的比例以面積基準計為50%以上。 ＜3＞如＜1＞或＜2＞所述的散熱材，其中所述區域具有使利用傅立葉轉換紅外分光光度計測定的所述散熱材的吸收波長光譜發生變化的功能。 ＜4＞如＜1＞至＜3＞中任一項所述的散熱材，其中於所述散熱材的厚度方向的正中間具有所述區域。 ＜5＞如＜1＞至＜3＞中任一項所述的散熱材，其中於靠近與發熱體相向的面側的位置具有所述區域。 ＜6＞如＜1＞至＜3＞中任一項所述的散熱材，其中於靠近與發熱體相向的面的相反面側的位置具有所述區域。 ＜7＞如＜1＞至＜6＞中任一項所述的散熱材，其中所述區域的厚度為0.1 μm～100 μm的範圍內。 ＜8＞如＜1＞至＜7＞中任一項所述的散熱材，其中所述區域的厚度於所述散熱材整體的厚度中所佔的比例為0.1%～99%的範圍內。 ＜9＞如＜1＞至＜8＞中任一項所述的散熱材，其中所述區域於表面具有源自所述金屬粒子的凹凸結構。 ＜10＞如＜1＞至＜9＞中任一項所述的散熱材，其依次包括滿足下述（A）及（B）的區域1、區域2及區域3。 （A）區域2的波長2 μm～6 μm下的電磁波的吸收率的積分值＞區域1及區域3的波長2 μm～6 μm下的電磁波的吸收率的積分值 （B）區域2的金屬粒子佔有率＞區域1及區域3的金屬粒子佔有率 ＜11＞一種散熱材的製造方法，依次具有：於第一樹脂層上配置金屬粒子的步驟；以及於所述金屬粒子上配置第二樹脂層的步驟。 ＜12＞一種散熱材套組，包括金屬粒子與樹脂，且用於製造如＜1＞至＜10＞中任一項所述的散熱材。 ＜13＞一種發熱體，包括如＜1＞至＜11＞中任一項所述的散熱材。 [發明的效果]

根據本發明的一態樣，提供一種能夠將發熱體中所產生的熱高效地放射傳熱的散熱材及其製造方法。根據本發明的另一態樣，提供一種用於製造該散熱材的散熱材套組及具備該散熱材的發熱體。

以下，對用以實施本發明的形態進行詳細說明。但本發明並不限定於以下的實施形態。於以下的實施形態中，其構成要素（亦包括要素步驟等）除了特別明示的情況以外，並非必需。關於數值及其範圍，亦同樣如此，並不限制本發明。

於本揭示中，術語「步驟」中，除了獨立於其他步驟的步驟以外，即便於無法與其他步驟明確區分的情況下，只要達成該步驟的目的，則亦包含該步驟。 於本揭示中，使用「～」表示的數值範圍中包含「～」的前後所記載的數值分別作為最小值及最大值。 於本揭示中階段性記載的數值範圍中，一個數值範圍內所記載的上限值或下限值亦可置換為其他階段性記載的數值範圍的上限值或下限值。另外，於本揭示中所記載的數值範圍中，該數值範圍的上限值或下限值亦可置換為實施例中所示的值。 於本揭示中，各成分亦可包含多種相符的物質。於組成物中存在多種與各成分相符的物質的情況下，只要無特別說明，則各成分的含有率或含量是指組成物中所存在的該多種物質的合計含有率或含量。 於本揭示中，亦可包含多種與各成分相符的粒子。於組成物中存在多種與各成分相符的粒子的情況下，只要無特別說明，則各成分的粒徑是指與組成物中所存在的該多種粒子的混合物有關的值。 於本揭示中，術語「層」中，於觀察該層所存在的區域時，除了形成於該區域的整個區域的情況以外，亦包含僅形成於該區域的一部分的情況。 於本揭示中，於參照圖式對實施形態進行說明的情況下，該實施形態的構成並不限定於圖式所示的構成。另外，各圖中的構件的大小為概念性，構件間的大小的相對關係並不限定於此。

＜散熱材（第一實施形態）＞ 本實施形態的散熱材是一種如下的散熱材，其包含金屬粒子與樹脂，且於內部具有沿面方向排列的所述金屬粒子以相對高的密度存在的區域。 於本揭示中，所謂散熱材的「內部」，是指散熱材的表面以外的部分。 於本揭示中，所謂「面方向」，是指沿散熱材的主面的方向，所謂「金屬粒子以相對高的密度存在的區域」，是指與散熱材的其他區域相比，金屬粒子以高密度存在的區域。

關於具有所述構成的散熱材，於將其安裝於發熱體的情況下，發揮優異的散熱效果。其原因未必明確，但認為如下。

關於所述散熱材，沿面方向排列的金屬粒子以相對高的密度存在的區域（以下，亦稱為金屬粒子層）形成於散熱材的內部。認為：金屬粒子層於表面具有起因於金屬粒子形狀的微細凹凸結構，若自發熱體向金屬粒子層傳遞熱，則產生表面電漿子共振，所放射的電磁波的波長區域發生變化。其結果，認為：例如樹脂難以吸收的波長區域的電磁波的放射率相對增大，由樹脂引起的蓄熱得到抑制，散熱性提升。 此處提及的「樹脂」中可包括：散熱材所包含的樹脂、與配置於散熱材外部的樹脂（樹脂殼體等）兩者。

如上所述，散熱材所包含的金屬粒子層具有使散熱材所放射的電磁波的波長光譜發生變化的功能。樹脂一般具有難以吸收（容易透過）較低波長的紅外區域（例如2 μm～10 μm）的電磁波的傾向。因此，於某一實施態樣中，散熱材所包含的金屬粒子層具有使散熱材所放射的電磁波的波長區域以所述紅外區域的電磁波的放射率增大的方式發生變化的功能。

關於金屬粒子層是否具有所述功能，可藉由使用傅立葉轉換紅外分光光度計測定的吸收波長光譜是否發生變化來判斷。具體而言，可對除了不包括金屬粒子層以外，於與本實施形態的散熱材相同的條件下製作的樣品的吸收波長光譜、與本實施形態的散熱材的吸收波長光譜進行比較來加以確認。

於本實施形態的散熱材中，藉由於內部形成金屬粒子層而產生表面電漿子共振。因此，例如與對金屬板的表面進行加工而形成微細的凹凸結構並產生表面電漿子共振等方法相比，能夠以簡單的方法產生表面電漿子共振。

關於金屬粒子層的形態，若為能夠產生表面電漿子共振的狀態，則無特別限制。例如，於金屬粒子層與其他區域之間可形成明確的邊界，亦可不形成明確的邊界。另外，金屬粒子層於散熱材中可連續存在，亦可不連續（包括圖案狀）地存在。金屬粒子層所包含的金屬粒子可與相鄰的粒子接觸，亦可不接觸。

金屬粒子層的厚度（於厚度不一定的情況下，為厚度最小的部分的厚度）並無特別限制。例如亦可為0.1 μm～100 μm的範圍內。金屬粒子層的厚度例如可藉由金屬粒子層所包含的金屬粒子的量、金屬粒子的大小等來調節。

金屬粒子層於散熱材整體中所佔的比例並無特別限制。例如，金屬粒子層的厚度於散熱材整體的厚度中所佔的比例可為0.1%～99%的範圍內，亦可為1%～50%的範圍內。

關於金屬粒子層中的金屬粒子的密度，若為能夠產生表面電漿子共振的狀態，則無特別限制。例如，當自正面（散熱材的主面）觀察金屬粒子層（或散熱材）時，金屬粒子於觀察面中所佔的比例以面積基準計較佳為50%以上，更佳為75%以上，進而佳為90%。 於本揭示中，所謂「自金屬粒子層的正面觀察時的觀察面」，是指自垂直於金屬粒子的排列方向（散熱材的面方向）的方向（散熱材的厚度方向）觀察的面。 所述比例例如可根據電子顯微鏡圖像而使用圖像處理軟體進行計算。

關於散熱材中的金屬粒子（金屬粒子層）的位置，若形成於散熱材的內部，則無特別限制。例如，亦可位於散熱材的厚度方向上的正中間。另外，散熱材可位於靠近與發熱體相向的面側的位置，散熱材亦可位於靠近與發熱體相向的面的相反面側的位置。

於本揭示中，所謂「金屬粒子」，是指表面的至少一部分為金屬的粒子，粒子的內部可以是金屬，亦可不是金屬。就提升由熱傳導帶來的散熱性的觀點而言，粒子的內部較佳為金屬。 於金屬粒子的表面的至少一部分為金屬的情況下，若來自外部的電磁波能夠到達金屬粒子的表面，則亦包括樹脂、金屬氧化物等金屬以外的物質存在於金屬粒子周圍的情況。

作為金屬粒子所包含的金屬，可列舉：銅、鋁、鎳、鐵、銀、金、錫、鈦、鉻、鈀等。金屬粒子所包含的金屬可僅為一種，亦可為兩種以上。另外，可為單體，亦可為合金的狀態。

關於金屬粒子的形狀，若能夠於金屬粒子層的表面形成所期望的凹凸結構，則無特別限制。作為金屬粒子的形狀，具體而言，可列舉：球狀、薄片（flake）狀、針狀、長方體、立方體、四面體、六面體、多面體、筒狀、中空體、自核部向不同的4軸方向延伸的三維針狀結構等。該些中，較佳為球狀或接近球狀的形狀。

金屬粒子的大小並無特別限制。例如，金屬粒子的體積平均粒徑較佳為0.1 μm～30 μm的範圍內。若金屬粒子的體積平均粒徑為30 μm以下，則有充分地放射有助於散熱性提升的電磁波（特別是較低波長的紅外光）的傾向。若金屬粒子的體積平均粒徑為0.1 μm以上，則金屬粒子的凝聚力得到抑制，有容易均等地排列的傾向。

金屬粒子的體積平均粒徑亦可考慮散熱材中所使用的金屬粒子以外的材料的種類而設定。例如，金屬粒子的體積平均粒徑越小，形成於金屬粒子層表面的凹凸結構的週期變得越小，於金屬粒子層產生的表面電漿子共振最大的波長變得越短。金屬粒子層對電磁波的吸收率於表面電漿子共振最大的波長下變得最大。因此，若於金屬粒子層產生的表面電漿子共振最大的波長變短，則金屬粒子層對電磁波的吸收率最大的波長變短，按照克希何夫定律（Kirchhoff's law），該波長下的電磁波的放射率有增大的傾向。因此，藉由適當選擇金屬粒子的體積平均粒徑，能夠將金屬粒子層的放射波長轉換為散熱材料所包含的樹脂難以吸收的波長區域，有散熱性進一步提升的傾向。

金屬粒子層所包含的金屬粒子的體積平均粒徑可為10 μm以下，亦可為5 μm以下，亦可為3 μm以下。若金屬粒子的體積平均粒徑為所述範圍，則能夠將所放射的電磁波的波長區域轉換為樹脂難以吸收的低波長區域（例如6 μm以下）。藉此，可抑制由樹脂引起的蓄熱，並進一步提升散熱性。

於本揭示中，金屬粒子的體積平均粒徑是於藉由雷射繞射、散射法得到的體積基準的粒度分佈曲線中，自小徑側起的累積成為50%時的粒徑（D50）。

就有效控制金屬粒子層對電磁波的吸收波長或放射波長的觀點而言，金屬粒子層所包含的金屬粒子的粒徑偏差較佳為小。藉由抑制金屬粒子的粒徑偏差，從而具有如下傾向：容易於金屬粒子層的表面形成具有週期性的凹凸結構，且容易產生表面電漿子共振。

關於金屬粒子的粒徑偏差，例如當將於體積基準的粒度分佈曲線中自小徑側起的累積成為10%時的粒徑（D10）設為A（μm）、將自小徑側起的累積成為90%時的粒徑（D90）設為B（μm）時，較佳為A/B的值為0.3以上的程度，更佳為成為0.4以上的程度，進而佳為成為0.6以上的程度。

散熱材所包含的樹脂的種類並無特別限制，可自公知的熱硬化性樹脂、熱塑性樹脂、紫外線硬化性樹脂等中選擇。具體而言，可列舉：酚樹脂、醇酸樹脂、胺基醇酸樹脂、脲樹脂、矽酮樹脂、三聚氰胺脲樹脂、環氧樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、不飽和聚酯樹脂、乙酸乙烯酯樹脂、丙烯酸樹脂、氯化橡膠系樹脂、氯乙烯樹脂、氟樹脂等。該些中，就耐熱性、獲取性等觀點而言，較佳為丙烯酸樹脂、不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂等。散熱材所包含的樹脂可僅為一種，亦可為兩種以上。

散熱材亦可包含除樹脂及金屬粒子以外的材料。例如，亦可包含陶瓷粒子、添加劑等。

藉由散熱材包含陶瓷粒子，例如可進一步提高散熱材的散熱效果。作為陶瓷粒子，具體而言，可列舉：氮化硼、氮化鋁、氧化鋁、氧化鎂、氧化鈦、氧化鋯、氧化鐵、氧化銅、氧化鎳、氧化鈷、氧化鋰、二氧化矽等粒子。金屬粒子層所包含的陶瓷粒子可僅為一種，亦可為兩種以上。另外，表面亦可由包含樹脂、氧化物等的被膜覆蓋。

陶瓷粒子的大小及形狀並無特別限制。例如，亦可與作為所述的金屬粒子的大小及形狀的較佳態樣而記載者相同。

藉由散熱材包含添加劑，可對散熱材或用於形成散熱材的材料賦予所期望的功能。作為添加劑，具體而言，可列舉：分散劑、成膜助劑、塑化劑、顏料、矽烷偶合劑、黏度調節劑等。

散熱材的形狀並無特別限制，可根據用途等而選擇。例如可列舉：片狀、膜狀、板狀等。或者，亦可為將散熱材的材料塗佈於發熱體上而形成的層的狀態。

散熱材的厚度（於厚度不一定的情況下，為厚度最小的部分的厚度）並無特別限制。例如，較佳為1 μm～500 μm的範圍內，更佳為10 μm～200 μm。若散熱材的厚度為500 μm以下，則有散熱材難以成為絕熱層，可維持良好的散熱性的傾向。若散熱材的厚度為1 μm以上，則有可充分獲得散熱材的功能的傾向。

散熱材所吸收或放射的電磁波的波長區域並無特別限制，就熱放射性的觀點而言，於室溫（25℃）下，對3 μm～30 μm中的各波長的吸收率或放射率越接近1.0越佳。具體而言，較佳為0.8以上，更佳為0.9以上。

電磁波的吸收率或放射率可藉由放射率測定器（例如京都電子工業股份有限公司製造的D與（and）S AERD）、傅立葉轉換紅外分光光度計等進行測定。藉由克希何夫定律，可認為電磁波的吸收率與放射率相等。 散熱材所吸收或放射的電磁波的波長區域可利用傅立葉轉換紅外分光光度計進行測定。具體而言，可測定各波長的透過率與反射率，並藉由下述式來計算。 吸收率（放射率）=1-透過率-反射率

散熱材的用途並無特別限制。例如，亦可安裝於電子設備的相當於發熱體的部位，用於散發發熱體中所產生的熱。另外，亦可用於將發熱體中所產生的熱傳遞至金屬板、熱匯等散熱器。

金屬粒子層較佳為於表面具有源自金屬粒子的凹凸結構。認為：若自發熱體向於表面具有源自金屬粒子的凹凸結構的金屬粒子層傳遞熱，則產生表面電漿子共振，所放射的電磁波的波長區域發生變化。其結果，認為：例如散熱材所包含的樹脂不吸收的波長區域的電磁波的放射率相對增大，由樹脂引起的蓄熱得到抑制，散熱性提升。

散熱材亦可依次包括滿足下述（A）及（B）的區域1、區域2及區域3。 （A）區域2的波長2 μm～6 μm下的電磁波的吸收率的積分值＞區域1及區域3的波長2 μm～6 μm下的電磁波的吸收率的積分值 （B）區域2的金屬粒子佔有率＞區域1及區域3的金屬粒子佔有率

關於具有所述構成的散熱材，於將其安裝於發熱體的情況下，發揮優異的散熱效果。其原因未必明確，但認為如下。 樹脂一般具有難以吸收短波長的紅外光、容易吸收長波長的紅外光的性質。因此認為：藉由提高樹脂難以吸收的2 μm～6 μm的波長區域下的電磁波的吸收率（即，提高放射率），從而由樹脂引起的蓄熱得到抑制，散熱性提升。 具有所述構成的散熱材藉由具備2 μm～6 μm的波長區域下的電磁波的吸收率的積分值較區域1與區域3的所述電磁波的吸收率的積分值高的區域2，從而解決了所述課題。

作為區域2，具體而言，可列舉：以藉由相對多地含有金屬粒子而具有由金屬粒子形成的微細凹凸結構，並產生表面電漿子共振效應的方式構成的層（金屬粒子層）。 作為區域1及區域3，具體而言，可列舉：相對多地含有樹脂的層（樹脂層）。

區域2的位置若為區域1及區域3之間，則無特別限制，可配置於散熱材的厚度方向的正中間，亦可配置於靠近發熱體的一側，亦可配置於靠近與發熱體相向的一側的相反側的位置。 於鄰接的區域之間可存在明確的邊界，亦可為不存在明確的邊界（例如，金屬粒子佔有率於厚度方向上階段性地變化）的狀態。 於所述構成中，所謂「金屬粒子佔有率」，是指金屬粒子於該區域中所佔的體積基準的比例。「電磁波的吸收率」可與所述散熱材的電磁波的吸收率同樣地進行測定。

藉由將區域2配置於區域1與區域3之間，區域2中所包含的金屬粒子排列的狀態得到維持，有獲得穩定的散熱性的傾向。 區域1及區域3中所包含的材料、厚度等可相同亦可不同。例如，於區域1位於發熱體側的情況下，藉由於區域1中使用熱傳導性高的材料，可更有效率地傳遞熱，且可期待散熱性的進一步提升。

＜散熱材的製造方法＞ 本實施形態的散熱材的製造方法（第一實施形態）依次具有：於第一樹脂層上配置金屬粒子的步驟；以及於所述金屬粒子上配置第二樹脂層的步驟。

根據所述方法，可製造一種包含金屬粒子與樹脂，且具有所述金屬粒子偏向存在於內部的結構的散熱材。 就使金屬粒子產生表面電漿子共振而得到良好的散熱性的觀點而言，金屬粒子較佳為形成所述散熱材中所包含的金屬粒子層。即，金屬粒子較佳為滿足所述散熱材中所包含的金屬粒子層的詳細情況以及較佳態樣。

於所述方法中使用的第一樹脂層及第二樹脂層可含有所述散熱材中所包含的樹脂，亦可更含有所述散熱材中所包含的陶瓷粒子、添加劑等。於所述方法中使用的金屬粒子亦可為所述散熱材中所包含的金屬粒子。

第一樹脂層及第二樹脂層的材質及尺寸可相同亦可不同。就操作性的觀點而言，較佳為預先成形的狀態（樹脂膜等）。就確保樹脂層彼此、與金屬粒子或被黏體的密接性的觀點而言，第一樹脂層及第二樹脂層的兩者或任一者的雙面或單面亦可具有黏著性。

就抑制金屬粒子的分佈不均的觀點而言，較佳為第一樹脂層的配置金屬粒子的面具有黏著性。若第一樹脂層的配置金屬粒子的面具有黏著性，則有如下傾向：於第一樹脂層上配置金屬粒子時的金屬粒子的移動得到適度控制，且金屬粒子的分佈不均得到抑制。

於第一樹脂層上配置金屬粒子的方法並無特別限制。例如可列舉：使用毛刷、篩子、電噴霧、塗佈機、噴墨裝置、網版印刷裝置等配置金屬粒子或包含金屬粒子的組成物的方法。於金屬粒子形成為凝聚物的情況下，較佳為於配置前進行將凝聚物碎解的處理。

於配置於第一樹脂層上的金屬粒子上配置第二樹脂層的方法並無特別限制。例如，可列舉：視需要對膜狀的第二樹脂層一面加熱一面層壓的方法。

所述方法可單獨製造散熱材，亦可於發熱體的表面形成散熱材。作為於發熱體的表面形成散熱材的方法，可列舉：於第一樹脂層上配置金屬粒子的步驟之前，於發熱體的表面配置第一樹脂層的方法。

本實施形態的散熱材的製造方法（第二實施形態）依次具有：將金屬粒子配置於平面上的步驟；於所述金屬粒子上配置第一樹脂層而獲得積層體的步驟；將所述積層體自所述平面分離的步驟；以及於所述金屬粒子上配置第二樹脂層的步驟。

根據所述方法，可製造一種包含金屬粒子與樹脂，且具有所述金屬粒子偏向存在於內部的結構的散熱材。 作為於所述方法中使用的材料及方法的詳細情況以及較佳態樣，可參照第一實施形態的方法中所記載的材料及方法的詳細情況以及較佳態樣。

＜散熱材套組＞ 本實施形態的散熱材套組是包括金屬粒子與樹脂，且用於製造所述散熱材的散熱材套組。

散熱材套組中所含的金屬粒子、樹脂及其他成分的詳細情況以及較佳態樣與所述散熱材及其製造方法中記載的金屬粒子、樹脂及其他成分的詳細情況以及較佳態樣相同。 金屬粒子可為原樣的狀態，亦可為含有分散介質等的組成物的狀態。 樹脂可為預先成形的狀態（樹脂膜等），亦可未成形。

使用散熱材套組製造散熱材的方法並無特別限制。例如，亦可為所述散熱材的製造方法。

＜發熱體＞ 本實施形態的發熱體具備所述實施形態的散熱材。

發熱體的種類並無特別限制。例如可列舉：電子設備中所包含的積體電路（integrated circuit，IC）、半導體元件等電子零件、熱管等。

於發熱體上安裝散熱材的態樣並無特別限制。例如可直接安裝具有黏著性的散熱材，亦可經由接著材等來安裝。

於發熱體上安裝散熱材時，可以散熱材中金屬粒子層的位置靠近發熱體側的方式安裝，亦可以散熱材中金屬粒子層的位置靠近與發熱體相反的一側的方式安裝發熱體。

視需要，發熱體亦可包括散熱器。該情況下，較佳為散熱材介於發熱體的主體與散熱器之間。藉由散熱材介於發熱體的主體與散熱器之間，從而達成優異的散熱性。作為散熱器，可列舉：包含鋁、鐵、銅等金屬的板、熱匯等。

主體的安裝有散熱材的部分可為平面，亦可不為平面。於主體的安裝有散熱材的部分不為平面的情況下，亦可使用具有可撓性的散熱材來安裝散熱材。 [實施例]

以下，參照實施例來對本揭示進一步進行詳細說明。但本揭示並不限定於以下的實施例所記載的內容。

＜實施例1＞ 於無基材的丙烯酸樹脂製雙面膠帶（100 mm×100 mm，厚度25 μm）的單面上，放置5 g使用振動攪拌機碎解的銅粒子（體積平均粒徑：1.6 μm），使用市售的毛刷將銅粒子均勻地鋪滿，利用空氣除塵器（air duster）去除過剩的銅粒子，藉此形成金屬粒子層。自正面觀察金屬粒子層時金屬粒子的比例以面積基準計為80%以上。

繼而，將於聚對苯二甲酸乙二酯（polyethylene terephthalate，PET）基材上成膜的丙烯酸樹脂膜（Tg：75℃，分子量：30,000，100 mm×100 mm，厚度25 μm）一面於80℃下加熱一面層壓於金屬粒子層上。其後，將PET基材剝離，將雙面膠帶側的面貼附於50 mm×80 mm、厚度2 mm的鋁板上，製作樣品。

圖1中示出所製作的樣品的剖面示意圖。如圖1所示，樣品10包括：銅粒子於厚度方向上的中心聚集而形成的金屬粒子層11、以及配置於其兩側的樹脂層12及樹脂層13。另外，樹脂層12側貼附於鋁板14。

使用放射率測定器（京都電子工業製造的D與（and）S AERD）於室溫（25℃）下測定所製作的樣品（包括鋁板）的熱放射率（測定波長區域：3 μm～30 μm）。實施例1的樣品的放射率為0.9。

＜實施例2＞ 除了將於PET基材上成膜的丙烯酸樹脂膜的厚度變更為10 μm以外，與實施例1同樣地製作散熱材的樣品。

圖2中示出所製作的樣品的剖面示意圖。如圖2所示，樣品20包括：銅粒子於相較於厚度方向上的中心而靠近與鋁板24相反的面側的位置聚集而形成的金屬粒子層21、以及配置於其兩側的樹脂層22及樹脂層23。

＜實施例3＞ 除了將丙烯酸樹脂製雙面膠帶的厚度變更為10 μm以外，與實施例1同樣地製作散熱材的樣品。

圖3中示出所製作的樣品的剖面示意圖。如圖3所示，樣品30包括：銅粒子於相較於厚度方向上的中心而靠近鋁板34側的位置聚集而形成的金屬粒子層31、以及配置於其兩側的丙烯酸樹脂層32及丙烯酸樹脂層33。

＜比較例1＞ 相對於丙烯酸系樹脂100質量%而混合30質量%的乙酸丁酯，製備調整了黏度的組成物。使用噴附塗裝裝置將該組成物噴附塗裝於50 mm×80 mm、厚度2 mm的鋁板的整個面上，形成組成物層。使該組成物層自然乾燥，並於60℃下使其加熱硬化30分鐘，製作膜厚為30 μm的樣品。

與實施例1同樣地測定的比較例1的樣品的放射率為0.7。

＜比較例2＞ 使用噴附塗裝裝置將與比較例1相同的組成物噴附塗裝於50 mm×80 mm、厚度2 mm的鋁板的整個面上，形成組成物層。使該組成物層自然乾燥，並於60℃下使其加熱硬化30分鐘，製作膜厚為100 μm的樣品。

與實施例1同樣地測定的比較例2的樣品的放射率為0.9。

＜比較例3＞ 使用噴附塗裝裝置將包含丙烯酸系樹脂95體積%與二氧化矽粒子（體積平均粒徑：2 μm）5體積%的市售的熱放射性塗料噴附塗裝於50 mm×80 mm、厚度2 mm的鋁板上，形成組成物層。使該組成物層自然乾燥，並於60℃下使其加熱硬化30分鐘，製作膜厚為30 μm的樣品。

圖4中示出所製作的樣品的剖面示意圖。如圖4所示，樣品40包含二氧化矽粒子41與樹脂42，並且具有二氧化矽粒子41不偏向存在於樹脂42中的特定部分而是進行了分散的結構。

與實施例1同樣地測定的比較例3的樣品的放射率為0.81。

＜吸收波長光譜的比較＞ 藉由傅立葉轉換紅外分光光度計來測定實施例1、比較例1及比較例2中所製作的樣品（包括鋁板）的吸收波長光譜。將所得到的吸收波長光譜分別示於圖5、圖6、圖7中。具備金屬粒子層的實施例1（圖5）與不具備金屬粒子層的比較例1（圖6）及比較例2（圖7）相比，可確認到特別是10 μm以下的波長區域的吸收效率增加。 可知，比較例2的樣品與比較例1的樣品相比，樣品的厚度增加了，藉此，於8 μm以上的波長區域中的吸收效率增加，相較於比較例1而言放射率變高。另一方面，可知於未滿8 μm的波長區域中的吸收效率幾乎沒有變化。

＜散熱性的評價＞ 使用實施例及比較例中所製作的樣品，藉由下述方法來進行散熱性的評價。將結果示於表1中。

利用一對鋁板（50 mm×80 mm、厚度2 mm）夾住市售的面狀發熱體（聚醯亞胺加熱器）。作為其中一個鋁板，使用實施例及比較例中所製作的樣品。利用鋁用焊料將K熱電偶接著於鋁板的表面。 該狀態下，靜置於設定為25℃的恆溫槽中央，測定鋁板表面的溫度變化。此時，以不是樣品的鋁板的表面溫度成為100℃的方式設定加熱器的輸出。由於加熱器產生一定的熱量，因此樣品的散熱效果越高，鋁板表面的溫度越降低。即，可以說樣品的表面溫度越低，散熱效果越高。將所測定的樣品的表面溫度（最高溫度）示於表1中。

[表1]

	比較例1	比較例2	比較例3	實施例1	實施例2	實施例3
最高溫度（℃）	85	80	78	70	70	70

如表1所示，與不是樣品的鋁板的表面溫度100℃相比，使用了具備僅包含樹脂的組成物層的樣品的比較例1及比較例2中，表面溫度降低至85℃、80℃，但與實施例相比，其降低效果小。認為其原因在於：樣品不包括金屬粒子層，因此，由熱放射傳熱帶來的散熱效果較實施例小。

於使用了二氧化矽粒子於樹脂中均勻分散的狀態的樣品的比較例3中，表面溫度降低至78℃，但與實施例相比，其降低效果小。認為其原因在於：由於二氧化矽粒子於樹脂中均勻分散，因此未充分獲得由表面電漿子共振帶來的散熱性的增強效果。由於二氧化矽粒子與銅粒子的散熱特性相同，因此認為銅粒子分散於樹脂中的情況下亦顯示出如比較例3般的結果。

＜實施例7＞ 將實施例1中所製作的樣品貼附於如圖8所示的電子設備的電子零件（發熱體）上，調查溫度降低效果。 圖8所示的電子設備100包括：電子零件101與安裝有該些的電路基板102。於電子零件101的上部安裝有實施例1中所製作的樣品103（將鋁板除外）的樹脂層12側。當使該電子設備運轉時，電子零件101的溫度自125℃（無樣品）降低至95℃。

＜實施例8＞ 將實施例1中所製作的樣品貼附於如圖9所示的電子設備的電子零件（發熱體）上，調查溫度降低效果。 圖9所示的電子設備200包括：電子零件201與安裝有該些的電路基板202。進而，電子零件201的周圍由樹脂204密封。於電子零件201的上部貼附有實施例1中所製作的樣品203（將鋁板除外）的樹脂層12側。當使該電子設備運轉時，電子零件201的溫度自155℃（無樣品）降低至115℃。

＜實施例9＞ 將實施例1中所製作的樣品貼附於如圖10所示的熱管（發熱體）上，調查溫度降低效果。 圖10所示的熱管300是不鏽鋼的管301（直徑32 mm），且於周圍貼附有實施例2中所製作的樣品302（將鋁板除外）的樹脂層12側。當使90℃的水流至該熱管的內部時，表面溫度自85℃（無樣品）降低至68℃。

關於本說明書中所記載的所有文獻、專利申請、及技術規格，與具體且個別地記載藉由參照而併入各個文獻、專利申請、及技術規格的情況同等程度地引用且併入至本說明書中。

10:樣品 11:金屬粒子層 12:樹脂層 13:樹脂層 20:樣品 21:金屬粒子層 22:樹脂層 23:樹脂層 24:鋁板 30:樣品 31:金屬粒子層 32:丙烯酸樹脂層 33:丙烯酸樹脂層 34:鋁板 40:樣品 41:二氧化矽粒子 42:樹脂 44:鋁板 100:電子設備 101:電子零件 102:電路基板 103:樣品 200:電子設備 201:電子零件 202:電路基板 203:樣品 204:樹脂 300:熱管 301:不鏽鋼的管 302:樣品

圖1是實施例1中製作的樣品的剖面示意圖。 圖2是實施例2中製作的樣品的剖面示意圖。 圖3是實施例3中製作的樣品的剖面示意圖。 圖4是比較例3中製作的樣品的剖面示意圖。 圖5是實施例1中製作的樣品的吸收波長光譜。 圖6是比較例1中製作的樣品的吸收波長光譜。 圖7是比較例2中製作的樣品的吸收波長光譜。 圖8是實施例7中製作的電子設備的剖面示意圖。 圖9是實施例8中製作的電子設備的剖面示意圖。 圖10是實施例9中製作的熱管（heat pipe）的剖面示意圖。

10:樣品

11:金屬粒子層

12:樹脂層

13:樹脂層

24:鋁板

Claims (13)

1. 一種散熱材，包含金屬粒子與樹脂，且於內部具有沿面方向排列的所述金屬粒子以相對高的密度存在的區域。
2. 如申請專利範圍第1項所述的散熱材，其中當自正面觀察所述區域時，所述金屬粒子於觀察面中所佔的比例以面積基準計為50%以上。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的散熱材，其中所述區域具有使利用傅立葉轉換紅外分光光度計測定的所述散熱材的吸收波長光譜發生變化的功能。
4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的散熱材，其中於所述散熱材的厚度方向的正中間具有所述區域。
5. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的散熱材，其中於靠近與發熱體相向的面側的位置具有所述區域。
6. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的散熱材，其中於靠近與發熱體相向的面的相反面側的位置具有所述區域。
7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的散熱材，其中所述區域的厚度為0.1 μm～100 μm的範圍內。
8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的散熱材，其中所述區域的厚度於所述散熱材整體的厚度中所佔的比例為0.1%～99%的範圍內。
9. 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的散熱材，其中所述區域於表面具有源自所述金屬粒子的凹凸結構。
10. 如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述的散熱材，其依次包括滿足下述（A）及（B）的區域1、區域2及區域3： （A）區域2的波長2 μm～6 μm下的電磁波的吸收率的積分值＞區域1及區域3的波長2 μm～6 μm下的電磁波的吸收率的積分值；以及 （B）區域2的金屬粒子佔有率＞區域1及區域3的金屬粒子佔有率。
11. 一種散熱材的製造方法，依次具有： 於第一樹脂層上配置金屬粒子的步驟；以及 於所述金屬粒子上配置第二樹脂層的步驟。
12. 一種散熱材套組，包括金屬粒子與樹脂，且用於製造如申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述的散熱材。
13. 一種發熱體，包括如申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述的散熱材。

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