TWI627267B - Heat dissipation film, dispersion for heat radiation layer, method for manufacturing heat dissipation film, and solar cell - Google Patents

Abstract

提供一種具有高機械強度與可撓性的散熱膜，該散熱膜係將藉由紅外線輻射之散熱性、電絕緣性、及耐熱性優異之熱輻射層積層於傳熱性優異之金屬膜上而成。又，本發明提供一種用於製造該散熱膜之熱輻射層用分散液、使用該熱輻射層用分散液之散熱膜之製造方法、及使用該散熱膜而成之太陽電池。

一種散熱膜，其具有傳熱層、及積層於該傳熱層之可撓性熱輻射層，上述傳熱層為金屬膜，上述熱輻射層含有水不溶性無機化合物及耐熱性合成樹脂，上述熱輻射中之上述水不溶性無機化合物之含量相對於上述熱輻射層整體，為30~90重量%，上述熱輻射層之熱輻射率為0.8以上，且絕緣破壞強度為10kV/mm以上。

Description

散熱膜、熱輻射層用分散液、散熱膜之製造方法、及太陽電池

本發明係關於一種用於排放由內置於電子機器之IC晶片或LED等產生之熱的散熱膜。又，本發明係關於一種用於製造該散熱膜之熱輻射層用分散液、使用該熱輻射層用分散液的散熱膜之製造方法，進而係關於一種使用該散熱膜而成之太陽電池。

近年來，電子機器之形狀朝小型化、輕量化、薄型化發展，另一方面，對於內置於電子機器之IC晶片之多功能化、高功能化之要求亦增加，電路之積體程度不斷提高。該等IC晶片因工作時之漏電流、或動態電力(dynamic power)、或導線之電阻等而發熱。若因電路之高積體化而使IC晶片之發熱量增加，則有半導體會受到破壞，產生電子機器之誤動作或故障等不良狀況之虞。又，近年來，LED朝照明之利用不斷擴大，但若因高積體化而使發熱量增加，則產生LED短壽命化等問題。因此，該等電子構件之熱設計非常重要。作為可應對電子機器之小型化或薄型化的較佳之散熱材料，開發有各種散熱膜。對於散熱膜，除要求具有藉由傳熱或輻射之高散熱性以外，視用途亦要求電絕緣性。

作為此種散熱膜，例如於專利文獻1中，揭示有於傳熱層使用具有高熱導率之石墨片材，並於其表面形成有具輻射效應之無機物層的散熱膜。專利文獻1中所揭示之散熱膜由於輕量且具有高熱導率，因此熱 傳輸能力亦較高。然而，與用作傳熱層之銅或鋁等之金屬膜相比耗費成本。又，石墨片材之機械強度與金屬膜相比較弱，故而於膜操作時破損之可能性較高。

又，例如於專利文獻2~4中，揭示有使用金屬膜作為傳熱層，並於其表面形成有熱輻射層之具有可撓性的散熱膜。然而，專利文獻2、3中所揭示之散熱膜於熱輻射層中使用聚矽氧樹脂作為無機物之黏合劑，但使用聚矽氧樹脂之熱輻射層有耐熱性較低，又，與作為傳熱層之金屬膜之附著性差而容易剝離等問題。專利文獻4中所揭示之散熱膜使用粉體石墨而非無機物作為熱輻射層之填料，藉由設定平均粒徑與膜厚之關係而使之散熱性優異、與傳熱層之附著性良好，但有為了提高散熱性而於樹脂中大量填充石墨時，無法確保電絕緣性之問題。

專利文獻1：日本特開2008-78380號公報

專利文獻2：日本特開2004-200199號公報

專利文獻3：日本特開2002-371192號公報

專利文獻4：日本特開2008-120065號公報

本發明之目的在於提供一種具有高機械強度與可撓性的散熱膜，該散熱膜係將藉由紅外線輻射之散熱性、電絕緣性、及耐熱性優異之熱輻射層積層於傳熱性優異之金屬膜上而成。又，本發明之目的在於提供一種用於製造該散熱膜之熱輻射層用分散液、使用該熱輻射層用分散液之散熱膜之製造方法、及使用該散熱膜而成之太陽電池。

本發明係關於一種散熱膜，其具有傳熱層、及積層於該傳熱層的可撓性熱輻射層者，上述傳熱層為金屬膜，上述熱輻射層含有水不溶 性無機化合物及耐熱性合成樹脂，上述熱輻射層中上述水不溶性無機化合物之含量相對於上述熱輻射層整體，為30~90重量%，上述熱輻射層之熱輻射率為0.8以上，且絕緣破壞強度為10kV/mm以上。

以下詳述本發明。

本發明人等發現：可藉由將熱輻射層積層於由金屬膜構成之傳熱層，而獲得具有較高之機械強度、且散熱性、電絕緣性、耐熱性、及可撓性優異之散熱膜，以完成本發明；該熱輻射層以特定比率含有水不溶性無機化合物與耐熱性合成樹脂，且使熱輻射率及絕緣破壞強度在特定值以上。

本發明之散熱膜具有傳熱層。

上述傳熱層具有將自熱源發出之熱向熱輻射層傳導之作用。

上述傳熱層為金屬膜。

作為上述金屬膜，只要為由熱導率高之金屬構成者，則並無特別限定。具體而言，關於構成上述金屬膜之金屬之熱導率，為了提高散熱特性，較佳為30W/m‧K以上，更佳為200W/m‧K以上。

作為上述金屬膜，例如可列舉：銅膜、鋁膜、金膜、銀膜、錫膜、鎳膜、含有構成該等膜之金屬的合金膜等。其中，就成本之方面而言，較佳為銅膜、鋁膜。

上述金屬膜厚度之較佳下限為10μm，較佳上限為1000μm。若上述金屬膜之厚度未達10μm，則有無法發揮足夠傳熱性能之情況。若上述金屬膜厚度超過1000μm，則有所獲得之散熱膜過重，或成為可撓性差者之情況。上述金屬膜厚度之更佳下限為100μm，更佳上限為500μm，進而較佳上限為300μm。

本發明之散熱膜具有熱輻射層。

上述熱輻射層具有將自上述傳熱層所傳出之熱以紅外線之形式進行輻 射之作用。

上述熱輻射層含有水不溶性無機化合物。

再者，於本發明中，所謂上述「水不溶性」，係指於20℃之水100mL之溶解度未達1.0g。

作為上述水不溶性無機化合物，例如較佳為含有選自由二氧化矽化合物、矽鋁(silica-alumina)化合物、鋁化合物、鈣化合物、氮化物、及煤灰所組成之群中至少1種。其中，更佳為含有二氧化矽化合物、矽鋁化合物、煤灰。又，就熱輻射率等熱輻射特性之觀點而言，進而較佳為層狀矽酸鹽礦物、煤灰。

再者，於本說明書中，上述「層狀矽酸鹽礦物」係指包含於二氧化矽化合物中者。又，所謂上述「煤灰」，係指飛灰或煤渣(clinker ash)等在火力發電燃燒煤時產生之灰，其中作為主成分之二氧化矽化合物、鋁化合物為占全部成分中之80~95%之水不溶性無機化合物之混合物。

作為上述層狀矽酸鹽礦物，例如可列舉：天然物或合成物之雲母、滑石、高嶺土、葉蠟石、絹雲母、蛭石、膨潤石、膨潤土、矽鎂石、蒙脫石、貝德石、皂石、鋰膨潤石、綠脫石(nontronite)等。該等中，就可以低成本製作均勻之散熱膜之方面而言，較佳為滑石、高嶺土、葉蠟石、非膨潤性雲母、絹雲母等非膨潤性黏土礦物，更佳為選自由滑石、高嶺土、葉蠟石、及非膨潤性雲母所組成之群中之至少1種。

作為上述層狀矽酸鹽礦物以外之二氧化矽化合物，可列舉：矽灰石、玻璃珠等。

作為上述矽鋁化合物，可列舉：沸石、富鋁紅柱石等。

作為上述鋁化合物，例如可列舉：尖晶石、氫氧化鋁、氧化鋁(alumina)、硼酸鋁等。

作為上述鈣化合物，例如可列舉：碳酸鈣等。

作為上述氮化物，例如可列舉：氮化矽、氮化硼等。

上述水不溶性無機化合物可單獨使用，亦可併用2種以上。於使用煤灰之情形時，較佳為與煤灰以外之水不溶性無機化合物併用。

根據上述水不溶性無機化合物之平均粒徑，所獲得之散熱膜之熱輻射層之性質亦會改變，故而水不溶性無機化合物較佳為選擇粒徑後再使用。

上述水不溶性無機化合物之平均粒徑之較佳下限為0.1μm，較佳上限為50μm。上述水不溶性無機化合物之平均粒徑之更佳下限為0.2μm，更佳上限為40μm，進而較佳下限為0.5μm，進而較佳上限為30μm。

再者，上述水不溶性無機化合物之平均粒徑可藉由使用雷射繞射式粒度分佈計等測定粒度分佈而求出。

上述熱輻射層中之水不溶性無機化合物之含量相對於熱輻射層整體，下限為30重量%，上限為90重量%。若上述水不溶性無機化合物之含量未達30重量%，則會使所獲得之散熱膜為燃燒性高者，或為散熱特性差者。若上述水不溶性無機化合物之含量超過90重量%，則使下述之熱輻射層用分散液延展於金屬膜或基板等時容易產生塗敷不均，於熱輻射層之膜厚變薄之部分損害電絕緣性。上述水不溶性無機化合物之含量之較佳下限為35重量%，較佳上限為85重量%，更佳下限為40重量%，更佳上限為80重量%，進而較佳下限為50重量%，進而較佳上限為70重量%，尤佳下限為60重量%。

本發明之散熱膜之熱輻射層含有耐熱性合成樹脂。

上述耐熱性合成樹脂意指所謂超級工程塑膠(super engineering plastic)，具體而言，例如可列舉：聚醯亞胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、氟樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚碸樹脂、聚芳酯樹脂、聚醚碸樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚醚醚酮樹脂、聚苯并条唑樹脂、聚苯并咪唑樹脂等。其中，就製 膜性或耐熱性優異之方面而言，較佳使用聚醯亞胺樹脂及聚醯胺醯亞胺樹脂中至少任一種。

就耐熱性之觀點而言，上述耐熱性合成樹脂較佳為不含環己烷環等飽和環式烴之結構。又，就使獲得之散熱膜為耐熱性尤其優異者之方面而言，上述耐熱性合成樹脂更佳為包含芳香環之結構，進而較佳為芳香族聚醯亞胺樹脂及芳香族聚醯胺醯亞胺樹脂中至少任一種。

上述聚醯亞胺樹脂為具有下述式(1)之重複結構的化合物，上述聚醯胺醯亞胺樹脂為具有下述式(2)之重複結構的化合物。

式(1)中，R¹為四價且具有1個或2個苯環之有機基。其中，R¹較佳為下述式(3)所示之結構。於R¹為下述式(3)所示之結構時，上述聚醯亞胺樹脂可為具有下述式(3)所示之結構單獨1種作為R¹，或亦可為具有2種以上之共聚物。

式(2)中，R²為三價且具有1個或2個苯環之有機基。其中，R²較佳為下述式(4)所示之結構。於R²為下述式(4)所示之結構時，上述聚醯胺醯亞胺樹脂可為具有下述式(4)所示之結構單獨1種作為R²， 亦可為具有2種以上之共聚物。

式(1)、式(2)中，R³為二價且具有1個或2個苯環之有機基。其中，R³較佳為下述式(5)所示之結構。於R³為下述式(5)所示之結構時，上述聚醯亞胺樹脂、上述聚醯胺醯亞胺樹脂可為具有下述式(5)所示之結構單獨1種作為R³，亦可為具有2種以上之共聚物。

其中，就所獲得之散熱膜之熱輻射層成為價廉且機械強度優 異者之方面而言，R¹、R²、及R³較佳為下述式(6)所示之結構。上述聚醯亞胺樹脂可為具有下述式(6)所示之結構單獨1種作為R¹、R³，亦可為具有2種以上之共聚物。又，上述聚醯胺醯亞胺樹脂可為具有下述式(6)所示之結構單獨1種作為R²、R³，亦可為具有2種以上之共聚物。

又，上述耐熱性合成樹脂亦可為由上述聚醯亞胺樹脂、上述聚醯胺醯亞胺樹脂中至少2種構成之共聚物。

上述熱輻射層就設計性之觀點而言，亦可含有著色劑。

作為上述著色劑，例如可列舉：無機顏料、有機顏料等。其中，就耐熱性之觀點而言，較佳為無機顏料。

作為上述無機顏料，較佳為含有選自由碳黑、氧化物系顏料、氫氧化物系顏料、硫化物系顏料、無機鹽系顏料、金屬粉顏料、及複合氧化物系顏料所組成之群中之至少1種。

上述碳黑為碳主體之微粒子，種類並無特別限定，較佳為使用藉由爐法(furnace method)所製造之被稱為爐黑(furnace black)者。

作為上述氧化物系顏料，例如可列舉：氧化鐵、氧化鉻、二氧化鈦、氧化鋅、群青、鈷藍等。

作為上述氫氧化物系顏料，例如可列舉：礬土白、氧化鐵黃、鉻綠(viridian)等。

作為上述硫化物系顏料，例如可列舉：硫化鋅、鋅鋇白、鎘黃、朱砂、鎘紅等。

作為上述無機鹽系顏料，例如可列舉：鉻黃、鉬橙、鉻酸鋅、鉻酸鍶、沈澱硫酸鋇、重晶石粉、碳酸鈣、鉛白等。

作為上述金屬粉顏料，例如可列舉：銅、鐵、鋁等。

所謂上述複合氧化物系顏料，係指均勻調配複數種高純度之金屬氧化物，並於高溫條件下合成之單一化合物。

上述著色劑之含量相對於上述熱輻射層整體，較佳下限為0.2重量%，較佳上限為15重量%。若上述著色劑之含量未達0.2重量%，則會有無法將熱輻射層充分地著色之情況。

又，於使用碳黑作為上述著色劑之情形時，上述碳黑之含量之較佳上限為5重量%。若上述碳黑之含量超過5重量%，則會有所獲得之散熱膜為電絕緣性差者之情況。

為了提高機械強度，上述熱輻射層亦可含有矽烷偶合劑、鈦酸酯偶合劑等偶合劑。

作為上述矽烷偶合劑，例如可列舉：胺系矽烷偶合劑、脲系矽烷偶合劑、乙烯系矽烷偶合劑、甲基丙烯酸系矽烷偶合劑、環氧系矽烷偶合劑、巰系矽烷偶合劑、異氰酸酯系矽烷偶合劑等。

作為上述鈦酸酯偶合劑，例如可列舉：至少具有碳數1~60之烷化(alkylate)基之鈦酸酯偶合劑、具有烷基亞磷酸酯基(alkyl phosphate group)之鈦酸酯偶合劑、具有烷基磷酸酯基(alkyl phosphate group)之鈦酸酯偶合劑、具有烷基焦磷酸酯基(alkyl pyrophospahte group)之鈦酸酯偶合劑等。

該等偶合劑可預先與上述水不溶性無機化合物混合而發生作用，亦可混合於下述之熱輻射層用分散液。

上述偶合劑之含量相對於水不溶性無機化合物整體，較佳下 限為0.1重量%，較佳上限為3.0重量%。若上述偶合劑之含量未達0.1重量%，則會有無法充分發揮使用偶合劑之效果之情況。即便含有超過3.0重量%之上述偶合劑，亦有無法獲得與使用量相符之效果之情況。上述偶合劑之含量之更佳下限為0.5重量%，更佳上限為2.0重量%。

上述熱輻射層之熱輻射率為0.8以上，較佳為0.85以上，更佳為0.9以上。

再者，上述「熱輻射率」可使用TSS-5X(Japan Sensor公司製造)等熱輻射率測量儀進行測定。

關於上述熱輻射層，就用於電子機器之用途之觀點而言，絕緣破壞強度為10kV/mm以上，較佳為15kV/mm以上，更佳為20kV/mm以上。

再者，上述「絕緣破壞強度」可利用依據ASTM D149之方法，並使用HAT-300型(日立化成工業公司製造)等絕緣破壞試驗器進行測定。

上述熱輻射層較佳為於依據JIS K5600之交叉切割法試驗中，與用作上述傳熱層之金屬膜之附著性分類為0~2中任一者，更佳為0或1。將上述附著性分類之說明示於表1。

上述熱輻射層對用作上述傳熱層之金屬膜之附著性可藉由根據該金屬膜之種類而適當變更上述水不溶性無機化合物及上述耐熱性合成樹脂之種類及含量而調整。例如，於使用鋁膜作為金屬膜之情形時，熱輻射層較佳為含有聚醯亞胺樹脂或聚醯胺醯亞胺樹脂作為耐熱性合成樹脂，且含有30~90重量%層狀矽酸鹽礦物作為水不溶性無機化合物。

上述熱輻射層較佳為於UL94標準薄材料垂直燃燒試驗(VTM試驗)中，燃燒性分類為VTM-0。上述VTM試驗將膜試片捲繞為圓筒狀，垂直地安裝於夾具(clamp)，以大小20mm之火焰接觸2次，每次3秒，並根據其燃燒行為進行表2所示之燃燒性分類之判定。

於散熱膜之熱輻射層中，較佳為進行UL94標準VTM試驗時膜厚為100μm以下。

又，上述熱輻射層較佳為於UL94標準垂直燃燒試驗(V試驗)中，燃燒性分類為V-0。上述V試驗將試片垂直地安裝於夾具，以大小20mm之火焰接觸2次，每次10秒，並根據其燃燒行為進行表3所示之燃燒性分類之判定。

進而，上述熱輻射層較佳為於UL94標準125mm垂直燃燒試驗(5V試驗)中，燃燒性分類為5V-A或5V-B。上述5V試驗將短條試片垂直地安裝於夾具，以大小125mm之火焰接觸5次，每次5秒，並根據其燃燒行為進行燃燒性分類之判定，進而，將平板試片保持水平，自下方進行5次之接觸大小125mm火焰5秒，並根據其燃燒行為進行表4所示之燃燒性分類之判定。

上述熱輻射層厚度之較佳下限為20μm，較佳上限為100μm。若上述熱輻射層厚度未達20μm，則有散熱性或電絕緣性降低之情況。若上述熱輻射層厚度超過100μm，則有相對於熱輻射層厚度之輻射性效率變差之情況。上述熱輻射層厚度之更佳下限為30μm。

上述熱輻射層可積層於傳熱層之一面，亦可積層於傳熱層之兩面。於上述熱輻射層積層於傳熱層之一面之情形時，亦可於傳熱層之另一面積層用以確保電絕緣性之絕緣層。

作為上述絕緣層，可與上述熱輻射層同樣地使用含有上述水不溶性無機化合物與上述耐熱性合成樹脂者。

上述絕緣層中之水不溶性無機化合物之含量相對於絕緣層整體，較佳下限為30重量%，較佳上限為90重量%。若上述水不溶性無機化合物之含量未達30重量%，則有所獲得之散熱膜之燃燒性變高，或成為散熱特性差者之情況。若上述水不溶性無機化合物之含量超過90重量%，則有使絕緣層用分散液延展於金屬膜或基板等時容易產生塗敷不均，或於絕緣層之膜厚變薄之部分損害電絕緣性之情況。上述水不溶性無機化合物之含量之更佳下限為50重量%，更佳上限為60重量%。

上述絕緣層厚度之較佳下限為20μm，較佳上限為100μm。若上述絕緣層之厚度未達20μm，則有電絕緣性降低之情況。若上述絕緣層之厚度超過100μm，則有相對於絕緣層厚度之電絕緣性效率變差之情況。上述絕緣層厚度之更佳下限為30μm。

本發明之散熱膜當在輸入3W之電力而發熱之2.4cm見方、厚度0.5~1.5mm之陶瓷加熱器的上表面以與該陶瓷加熱器相同面積設置時，較佳為冷卻溫度為15℃以上。若上述冷卻溫度未達15℃，則有於用作散熱膜時，無法發揮足夠之散熱性能之情況。

再者，上述冷卻溫度意指自不設置散熱膜而將3W之電力輸入至陶瓷加熱器並成為平衡狀態時之溫度(發熱溫度)減去將散熱膜放置於陶瓷加熱器上且將3W之電力輸入至陶瓷加熱器並成為平衡狀態時之溫度(設置有膜之溫度)所得之溫度差。

又，作為2.4cm見方、厚度0.5~1.5mm之陶瓷加熱器，可使用BPC10(BI Technologies Japan公司製造)等。

本發明之散熱膜較佳為於依據JIS K5600-5-1(1999)之藉由圓筒形心軸法之耐彎曲性試驗中，於上述膜之熱輻射層開始產生裂紋之心軸直徑為10mm以下。若產生裂紋之心軸直徑超過10mm，則有成為可撓性較差者之情況。於上述熱輻射層產生裂紋之心軸直徑更佳為8mm以下，進而較佳為5mm以下。

本發明之散熱膜之拉伸強度較佳為25N/mm²以上。若上述拉伸強度未達25N/mm²，則膜變得容易斷裂而難以操作。前期拉伸強度更佳為50N/mm²以上，進而較佳為70N/mm以上。

再者，上述拉伸強度係藉由依據JIS K7127-1之測定法所求出之值，使用桌上形精密萬能試驗機「AGS-X」(島津製作所公司製造)，於夾頭間隔80mm、拉伸速度5mm/min之條件進行測定。

本發明之散熱膜由於傳熱層為金屬膜，故而成為水蒸氣阻隔性非常優異者。具體而言，本發明之散熱膜較佳為於40℃、90%RH之環境下之水蒸氣透過率未達0.01g/m²‧day。

再者，上述「水蒸氣透過率」可使用GTR-TEC公司製造之氣體-蒸 氣透過率測定裝置等進行測定。

本發明之散熱膜之形狀並無特別限定，可使用平板狀、環狀、U字狀等與散熱之對象物(熱源)或散熱方法對應之形狀。

本發明之散熱膜中之上述熱輻射層可使用如下熱輻射層用分散液進行製造：該熱輻射層用分散液含有分散介質、為不揮發成分之水不溶性無機化合物以及耐熱性合成樹脂及/或耐熱性合成樹脂之前驅物，上述水不溶性無機化合物之含量相對於不揮發成分整體為30重量%以上且90重量%以下，且不揮發成分之含量相對於熱輻射層用分散液整體，超過18重量%且在65重量%以下。此種熱輻射層用分散液亦為本發明之一。

本發明人等發現：可藉由使用不揮發成分之含量、及不揮發成分中之水不溶性無機化合物之含有比率在特定範圍內之熱輻射層用分散液，而製造先前難以製造之具有藉由輻射之散熱性、電絕緣性、與金屬膜之附著性、及耐熱性優異之熱輻射層的散熱膜(本發明之散熱膜)。

又，本發明之熱輻射層用分散液使用價廉之水不溶性無機化合物，故而所獲得之散熱膜成為生產力高者。

再者，於本說明書中，所謂上述「不揮發成分」，係指於常壓不具有沸點、或沸點為300℃以上者。關於本發明之熱輻射層用分散液中之水不溶性無機化合物、耐熱性合成樹脂，與本發明之散熱膜相同，故而省略其說明。

作為上述耐熱性合成樹脂之前驅物，例如可列舉聚醯胺酸，藉由使該聚醯胺酸進行醯亞胺化，可獲得聚醯亞胺樹脂或聚醯胺醯亞胺樹脂。作為使上述聚醯胺酸進行醯亞胺化之方法，例如可列舉：使聚醯胺酸進行加熱閉環而醯亞胺化之方法、使聚醯胺酸進行化學閉環而醯亞胺化之方法。

作為使上述聚醯胺酸進行加熱閉環而醯亞胺化之方法，例如可列舉使上述聚醯胺酸分散於分散介質中，並於120~400℃加熱0.5~10小 時之方法。

於在本發明之熱輻射層用分散液調配耐熱性合成樹脂之前驅物時，上述耐熱性合成樹脂之前驅物之含量之較佳下限為2重量%，較佳上限為45重量%。若上述耐熱性合成樹脂之前驅物之含量未達2重量%，則有所獲得之散熱膜成為電絕緣性差者之情況。若上述耐熱性合成樹脂之前驅物之含量超過45重量%，則有所獲得之散熱膜成為耐熱性差者之情況。上述耐熱性合成樹脂之前驅物之含量之更佳下限為5重量%，更佳上限為30重量%。

作為上述分散介質，例如可使用：正戊烷、正己烷、正辛烷、正癸烷等烴系溶劑，或甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、異丁醇、第三丁醇、1-戊醇、2-戊醇、1-己醇、2-己醇、乙二醇、丙二醇等醇系溶劑，或丙酮、甲基乙基酮、二乙酮、甲基異丁基酮、環己酮等酮系溶劑，或N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基丙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮等醯胺系溶劑，或二乙醚、甲基第三丁基醚、二烷、四氫呋喃、環戊基甲基醚等醚系溶劑，或苯、氯苯、鄰二氯苯、間二氯苯、對二氯苯、甲苯、鄰二甲苯、對二甲苯、乙基苯、苯酚、對氯酚、鄰氯酚、鄰甲酚等苯系溶劑，或二甲基亞碸、二甲基碸、環丁碸等含硫系溶劑等。再者，只要為不析出添加物程度之量，則亦可使用水作為上述分散介質。其中，就使耐熱性合成樹脂之溶解性變高之方面而言，較佳為選自由N-甲基-2-吡咯啶酮、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、二甲基亞碸、四氫呋喃、及環丁碸組成之群中至少1種。該等分散介質可單獨使用，亦可併用2種以上。

本發明之熱輻射層用分散液中上述水不溶性無機化合物之含量相對於不揮發成分整體，下限為30重量%，上限為90重量%。若上述水不溶性無機化合物之含量未達30重量%，則所獲得之散熱膜之熱輻射層 之燃燒性會變高。若上述水不溶性無機化合物之含量超過90重量%，則有分散液之黏度變高，因熱輻射層對金屬膜之塗敷不均而於熱輻射層之膜厚變薄之部分損害電絕緣性之情況。上述水不溶性無機化合物之含量之較佳下限為35重量%，較佳上限為85重量%，更佳下限為40重量%，更佳上限為80重量%，進而較佳下限為50重量%，進而較佳上限為70重量%，尤佳下限為60重量%。

本發明之熱輻射層用分散液中不揮發成分之含量為超過18重量%且65重量%以下。若上述不揮發成分之含量為18重量%以下，則熱輻射層用分散液變得不均勻，無法獲得均一之膜。若上述不揮發成分之含量超過65重量%，則熱輻射層用分散液之黏度會過度上升，而難以製膜。上述不揮發成分之含量較佳為超過20重量%且55重量%以下，更佳為超過25重量%且45重量%以下。

再者，本發明之熱輻射層用分散液中不揮發成分之比率可使用熱重量測定(TG)、示差熱-熱重量同時測定(TG-DTA)或蒸發器等，藉由真空蒸發將溶劑去除，由殘存之固形物之重量而求出。

本發明之散熱膜可藉由具有如下步驟之方法而製造：步驟(1-1)，將分散介質、為不揮發成分之水不溶性無機化合物以及耐熱性合成樹脂及/或耐熱性合成樹脂之前驅物進行混合而製備本發明之熱輻射層用分散液；步驟(1-2)，使所製備之熱輻射層用分散液延展於成為傳熱層之金屬膜上並靜置；以及步驟(1-3)，自延展於金屬膜上之熱輻射層用分散液去除分散介質並進行成形而獲得積層膜。此種散熱膜之製造方法亦為本發明之一。

又，本發明之散熱膜可藉由具有如下步驟之方法而製造：步驟(2-1)，將分散介質、為不揮發成分之水不溶性無機化合物以及耐熱性合成樹脂及/或耐熱性合成樹脂之前驅物進行混合而製備本發明之熱輻射層用分散 液；步驟(2-2)，使製備之熱輻射層用分散液延展於基板上並靜置；步驟(2-3)，自延展於上述基板上之熱輻射層用分散液去除分散介質並進行成形，並將所獲得之膜自上述基板上分離而獲得熱輻射層用膜；以及步驟(2-4)，藉由熱壓，將上述熱輻射層用膜而密合積層於成為傳熱層之金屬膜，而獲得積層膜。此種散熱膜之製造方法亦為本發明之一。

以下，將具有步驟(1-1)~(1-3)之方法、及具有步驟(2-1)~(2-4)之方法合併簡稱為「本發明之散熱膜之製造方法」。

於本發明之散熱膜之製造方法中，於上述步驟(1-1)或(2-1)中，將分散介質、為不揮發成分之水不溶性無機化合物以及耐熱性合成樹脂及/或耐熱性合成樹脂之前驅物進行混合而製備本發明之熱輻射層用分散液。

上述步驟(1-1)或(2-1)中之混合溫度並無特別限定，較佳下限為10℃，較佳上限為40℃。

於本發明之散熱膜之製造方法中，於上述步驟(1-2)或(2-2)中，使本發明之熱輻射層用分散液延展於金屬膜上或基板上並靜置。

於上述步驟(1-2)或(2-2)中，作為使本發明之熱輻射層用分散液延展於金屬膜上或基板上之方法，可列舉使用刮刀(doctor blade)或棒式塗佈機等而塗佈為膜狀之方法等。

於上述步驟(2-2)中，作為延展分散液之基板，就分散液與基板之相溶性或濕潤性、乾燥後之剝離性之觀點而言，較佳為玻璃製、聚對酞酸乙二酯製、聚醯亞胺製、聚乙烯製、或聚丙烯製。

於上述步驟(1-2)或(2-2)中，延展於金屬膜上或基板上之本發明之熱輻射層用分散液，其厚度較佳為30μm以上。若本發明之熱輻射層用分散液之厚度未達30μm，則有所獲得之散熱膜之熱輻射層變薄，而損害電絕緣性之情況。本發明之熱輻射層用分散液之厚度更佳下限 為50μm，進而較佳下限為100μm。

本發明之散熱膜之製造方法，於上述步驟(1-3)或(2-3)中，自延展於金屬膜上或基板上之熱輻射層用分散液去除分散介質。於上述步驟(1-3)中，藉由將該分散介質去除並進行成形，而獲得積層膜。又，於上述步驟(2-3)中，藉由將分散介質去除並進行成形，再將所獲得之膜自上述基板上分離，而獲得熱輻射層用膜。

於上述步驟(1-3)或(2-3)中，作為自延展於金屬膜上或基板上之熱輻射層用分散液去除分散介質之方法，可使用各種固液分離方法，例如離心分離、過濾、真空乾燥、冷凍真空乾燥、加熱蒸發法、或組合該等方法。該等方法中，例如於使用加熱蒸發法時，可藉由將塗佈於金屬膜上或基板上之分散液以保持水平之狀態，利用強制送風式烘箱於20~150℃之溫度條件下、較佳為於30~120℃之溫度條件下乾燥0.5~24小時左右、較佳為乾燥2~12小時，而將分散介質去除。

於上述步驟(2-4)中，藉由將上述步驟(2-3)中所獲得之熱輻射層用膜藉由熱壓而密合積層於成為傳熱層之金屬膜，而獲得積層膜。

於上述步驟(2-4)中，就提高熱輻射層對金屬膜之密合性之觀點而言，將熱輻射層膜密合積層於金屬膜時較佳為熱壓溫度50~200℃，壓力10~100kgf/cm²。上述熱壓溫度更佳為100~150℃以下。

於本發明之熱輻射層用分散液中調配耐熱性合成樹脂之前驅物時，可藉由進行將上述步驟(1-3)或(2-4)中獲得之積層膜進而使用電爐等加熱的步驟而獲得本發明之散熱膜。具體而言，例如，於調配聚醯胺酸作為耐熱性合成樹脂之前驅物時，獲得積層膜後，於120~400℃下進行0.5~10小時熱處理，藉此，可獲得於熱輻射層具有聚醯亞胺作為耐熱性合成樹脂之散熱膜。

本發明之散熱膜由於藉由傳熱與輻射之散熱性、電絕緣性、及可撓性優異，具有高機械強度，故而適合用以排放由內置於電子機器之IC晶片、或LED產生之熱。

使用本發明之散熱膜而成之太陽電池亦為本發明之一。

本發明之散熱膜由於耐濕性、散熱性、及電絕緣性優異，具有高機械強度，故而使用本發明之散熱膜的本發明之太陽電池為耐久性、耐候性優異者。

將表示本發明之太陽電池之一例之剖面示意圖示於圖1。

如圖1所示，本發明之太陽電池1具有藉由光電動勢而將光能轉換為電能之太陽電池元件2，並且該太陽電池元件2係藉由密封劑3密封。又，本發明之太陽電池1於接受太陽光側之表面具有透光性基板4，於與透光性基板4相反側之面具有本發明之散熱膜(積層傳熱層5與熱輻射層6而成之積層膜)。

作為上述太陽電池元件2，只要為可藉由光電動勢將光能轉換為電能者，則並無特別限定，例如可使用：單晶矽、多晶矽、非晶矽、化合物半導體(3-5族、2-6族等)等，其中，較佳為多晶矽。

作為上述密封劑3，例如可列舉：包含乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-脂肪族不飽和羧酸共聚物、乙烯-脂肪族羧酸酯共聚物、或該等之皂化物等之密封劑。

上述透光性基板4位於太陽電池1之接受太陽光側之最表層，故而較佳為除透明性以外，耐候性、撥水性、防污性、機械強度等亦優異。

作為上述透光性基板4之材料，可列舉：由聚酯樹脂、氟樹脂、丙烯酸系樹脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等構成之樹脂製之基板、或玻璃基板等，其中，就耐候性及耐衝擊性優異、可價廉地製作之方面而言，較佳為 玻璃基板。又，尤其就耐侯性優異之方面而言，亦可較佳地使用氟樹脂。

製造本發明之太陽電池1之方法並無特別限定，例如可列舉：依序將透光性基板4、密封有太陽電池元件2之密封劑3、及本發明之散熱膜重疊並進行真空層壓之方法等。

根據本發明，可提供一種具有高機械強度與可撓性之散熱膜，該散熱膜於傳熱性優異之金屬膜上積層有藉由紅外線輻射之散熱性、電絕緣性、及耐熱性優異之熱輻射層。又，根據本發明，可提供一種用於製造該散熱膜之熱輻射層用分散液、使用該熱輻射層用分散液之散熱膜之製造方法、及使用該散熱膜而成之太陽電池。

1‧‧‧太陽電池

2‧‧‧太陽電池元件

3‧‧‧密封劑

4‧‧‧透光性基板

5‧‧‧傳熱層

6‧‧‧熱輻射層

圖1係表示本發明之太陽電池之一例之剖面示意圖。

圖2係使用實施例中所製作之散熱膜而製作之太陽電池之(a)正面及(b)背面之照片。

以下，列舉實施例進而詳細地說明本發明，但本發明並不僅限定於該等實施例。

(實施例1)

(聚醯胺酸清漆之合成)

於具備攪拌機及溫度計之2L容量之反應容器，添加4,4-二胺基二苯醚140.1g(0.70莫耳)、及N-甲基-2-吡咯啶酮1433.3g，於30~40℃進行溶解。繼而，一面將溫度保持為45~50℃，一面歷時40分鐘於反應容器添加均苯四甲酸二酐(pyromellitic dianhydride)72.5g(0.33莫耳)、3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐97.8g(0.33莫耳)。於相同溫度攪拌60分鐘後，添加2.4 重量%之均苯四甲酸二酐之N-甲基-2-吡咯啶酮溶液183.3g(0.02莫耳)以調整黏度，添加4.2重量%之鄰苯二甲酸酐之N-甲基-2-吡咯啶酮溶液7.5g(0.002莫耳)使之停止反應，獲得濃度16.3%、黏度6.2Pa‧s之聚醯胺酸清漆1933.9g。

(熱輻射層用分散液之製備)

將滑石(NIPPON TALC公司製造，「TALC RA」)6.0g、及所合成之聚醯胺酸清漆24.5g(聚醯胺酸4.0g、N-甲基-2-吡咯啶酮20.5g)放入塑膠製密閉容器，利用自轉公轉攪拌機(Thinky公司製造，「ARE-310」)進行混合模式(2000rpm)10分鐘、消泡模式(2200rpm)10分鐘而進行攪拌，獲得滑石相對於不揮發成分整體之比率為60.0重量%、不揮發成分相對於分散液整體之比率為32.8重量%的均勻之熱輻射層用分散液。

(散熱膜之製作)

使用槽之深度為200μm之棒式塗佈機，將獲得之熱輻射層用分散液塗佈於底面平坦且底面之形狀為長方形之厚度200μm之鋁膜。於將鋁水平保持之狀態下，於強制送風式烘箱中，於90℃之溫度條件乾燥2小時，而於鋁膜上形成熱輻射層用膜。將該積層膜依序於120℃進行30分鐘、於150℃進行5分鐘、於200℃進行5分鐘、於250℃進行5分鐘、於350℃進行60分鐘熱處理，獲得具有厚度49.2μm熱輻射層之散熱膜，該熱輻射層由滑石與聚醯亞胺樹脂構成，水不溶性無機化合物(滑石)相對於熱輻射層整體之含量為60.0重量%。

(實施例2)

於「(熱輻射層用分散液之製備)」中，將滑石之調配量設為36.0g，進而添加22.8g之N-甲基-2-吡咯啶酮，除此以外，以與實施例1相同之方式，獲得滑石相對於不揮發成分整體之比率為90.0重量%、不揮發成分相對於分散液整體之比率為48.0重量%的均勻之熱輻射層用分散液。

使用獲得之熱輻射層用分散液，使用槽之深度100μm之棒式塗佈機，除此以外，以與實施例1相同之方式，獲得具有厚度57.6μm熱輻射層之散熱膜，該熱輻射層由滑石與聚醯亞胺樹脂構成，水不溶性無機化合物(滑石)相對於熱輻射層整體之含量為90.0重量%。

(實施例3)

於「(熱輻射層用分散液之製備)」中，將滑石之調配量設為1.7g，除此以外，以與實施例1相同之方式，獲得滑石相對於不揮發成分整體之比率為30.0重量%、不揮發成分相對於分散液整體之比率為21.8重量%的均勻之熱輻射層用分散液。

使用獲得之熱輻射層用分散液，使用槽之深度200μm之棒式塗佈機進行塗敷，於90℃之強制送風式烘箱內乾燥30分鐘而將分散介質去除，其後，進而於該塗敷面上使用槽之深度150μm之棒式塗佈機進行塗敷，除此以外，以與實施例1相同之方式，獲得具有厚度43.6μm熱輻射層之散熱膜，該熱輻射層由滑石與聚醯亞胺樹脂構成，水不溶性無機化合物(滑石)相對於熱輻射層整體之含量為30.0重量%。

(實施例4)

將滑石(NIPPON TALC公司製造，「TALC RA」)3.0g、煤灰(Soma Environment Service公司製造，「Clean-ash」)3.0g、碳黑(三菱化學公司製造，「MA-100」)0.2g、實施例1中所合成之聚醯胺酸清漆24.5g(聚醯胺酸4.0g、N-甲基-2-吡咯啶酮20.5g)放入塑膠製密閉容器，以與實施例1之「(熱輻射層用分散液之製備)」相同之方式進行攪拌混合，獲得滑石、煤灰及著色劑(碳黑)之合計相對於不揮發成分整體之比率為60.8重量%、不揮發成分相對於分散液整體之比率為33.2重量%之均勻之熱輻射層用分散液。

使用獲得之熱輻射層用分散液，以與實施例1相同之方式，獲得具有 厚度49.2μm熱輻射層之散熱膜，該熱輻射層由滑石、煤灰、碳黑以及聚醯亞胺樹脂構成，滑石、煤灰及著色劑(碳黑)之合計相對於熱輻射層整體之含量為60.8重量%。

(實施例5)

將非膨潤性雲母(Yamaguchi Mica公司製造，「SJ-010」)6.0g、實施例1中所合成之聚醯胺酸清漆24.5g(聚醯胺酸4.0g、N-甲基-2-吡咯啶酮20.5g)放入塑膠製密閉容器，進而，添加N-甲基-2-吡咯啶酮2.8g，以與實施例1之「(熱輻射層用分散液之製備)」相同之方式進行攪拌混合，獲得水不溶性無機化合物相對於不揮發成分整體之比率為60.0重量%、不揮發成分相對於分散液整體之比率為30.0重量%之均勻之熱輻射層用分散液。

使用獲得之熱輻射層用分散液，以與實施例1相同之方式，獲得具有厚度45.0μm熱輻射層之散熱膜，該熱輻射層由非膨潤性雲母與聚醯亞胺樹脂構成，水不溶性無機化合物(非膨潤性雲母)相對於熱輻射層整體之含量為60.0重量%。

(比較例1)

以滑石相對於不揮發成分整體之比率成為60.0重量%、不揮發成分相對於分散液整體之比率成為18.0重量%之方式，將滑石(NIPPON TALC公司製造，「TALC RA」)6.0g、實施例1中所合成之聚醯胺酸清漆24.5g(聚醯胺酸4.0g、N-甲基-2-吡咯啶酮20.5g)、及N-甲基-2-吡咯啶酮25.1g放入塑膠製密閉容器，以與實施例1之「(熱輻射層用分散液之製備)」相同之方式進行攪拌混合，但靜置數分鐘後滑石沈澱，未獲得均勻之分散液。

進而以與實施例1相同之方式，嘗試膜之製作，但滑石沈澱，未獲得均勻之膜。

(比較例2)

將實施例1中所合成之聚醯胺酸清漆24.5g(聚醯胺酸4.0g、N-甲基-2-吡咯啶酮20.5g)放入塑膠製密閉容器，再放入90℃之烘箱內，使溶劑蒸發直至總量成為10.8g，以製成37.0重量%之聚醯胺酸N-甲基-2-吡咯啶酮溶液(聚醯胺酸4.0g、N-甲基-2-吡咯啶酮6.8g)。向其中添加滑石(NIPPON TALC公司製造，「TALC MS-K」)9.3g，以與實施例1之「(熱輻射層用分散液之製備)」相同之方式進行攪拌混合，獲得水不溶性無機化合物(滑石)相對於不揮發成分整體之含量為70.0重量%、不揮發成分相對於分散液整體之比率為66.2重量%的均勻之熱輻射層用分散液。

獲得之熱輻射層用分散液幾乎無流動性，故而無法塗佈，未能製作散熱膜。

(比較例3)

(聚醯胺酸清漆之合成)

於具備攪拌機及溫度計之500mL容量之反應容器添加3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐29.4g(0.10莫耳)、及N,N-二甲基乙醯胺80.8g，並於室溫進行溶解。繼而，冷卻至0℃，並於0~25℃歷時2小時添加混合4,4-二胺基二環己基甲烷21.0g(0.10莫耳)、及N,N-二甲基乙醯胺37.0g而成者。其後，於室溫攪拌1週，添加4.2重量%之鄰苯二甲酸酐之N,N-二甲基乙醯胺溶液0.7g(0.0002莫耳)使其停止反應，獲得濃度29.8%、黏度10Pa‧s之聚醯胺酸清漆168.9g。

(散熱膜之製作)

將所合成之聚醯胺酸清漆30.7g(聚醯胺酸9.1g、N-甲基-2-吡咯啶酮21.6g)放入塑膠製密閉容器，使用自轉公轉攪拌機進行10分鐘消泡模式(2200rpm)而進行消泡。繼而，使用刮刀以厚度成為250μm之方式塗佈該聚醯胺酸清漆，除此以外，以與實施例1之「(熱輻射層用分散液之製備)」相同之方式，獲得具有不含水不溶性無機化合物之厚度65.2μm之熱輻射層 的散熱膜。

(比較例4)

將滑石(NIPPON TALC公司製造，「TALC RA」)3.0g、煤灰(Soma Environment Service公司製造，「Clean-ash」)3.0g、碳黑2.0g、實施例1中所合成之聚醯胺酸清漆24.5g(聚醯胺酸4.0g、N-甲基-2-吡咯啶酮20.5g)、NMP 4.5g放入至塑膠製密閉容器中，以與實施例1相同之方式進行攪拌混合，獲得水不溶性無機化合物(滑石+煤灰)與著色劑(碳黑)相對於全部不揮發成分之比率為66.7重量%、不揮發成分相對於分散液之總量之比率為32.4重量%的均勻之熱輻射層用分散液。

使用獲得之熱輻射層用分散液，以與實施例1相同之方式，獲得具有厚度48.6μm熱輻射層之散熱膜，該熱輻射層由滑石與聚醯亞胺樹脂構成，水不溶性無機化合物(滑石+煤灰)與著色劑(碳黑)相對於總重量之比率為66.7重量%。

(比較例5)

使用棒式塗佈機將含有氧化矽或氧化鋁等之混合物、及作為黏合劑之聚矽氧樹脂之液體Cerac α(Ceramission公司製造)以厚度成為50μm之方式塗佈於作為傳熱層之底面平坦且底面之形狀為長方形之厚度200μm之鋁膜。於將鋁水平保持之狀態下，於強制送風式烘箱中，於90℃之溫度條件乾燥1小時，而於鋁上形成熱輻射層。將該積層膜於120℃進行20分鐘熱處理，獲得具有厚度50.0μm熱輻射層之散熱膜，該熱輻射層由氧化矽或氧化鋁等之混合物與聚矽氧樹脂構成，水不溶性無機化合物(氧化矽與氧化鋁之混合物)相對於熱輻射層整體之含量為56.0重量%。

(比較例6)

於「(散熱膜之製作)」中，使用厚度135μm之石墨片材(Japan Matex公司製造)代替厚度200μm之鋁膜作為傳熱層，除此以外，以與實施例1 相同之方式，獲得具有厚度49.2μm熱輻射層之散熱膜，該熱輻射層由滑石與聚醯亞胺樹脂構成，水不溶性無機化合物(滑石)相對於熱輻射層整體之含量為60.0重量%。

將實施例1~5、及比較例1~4中製備之熱輻射層用分散液之組成、不揮發成分相對於分散液整體之比率、及水不溶性無機化合物相對於全部不揮發成分之比率示於表5。

<評價>

對於實施例及比較例中所獲得之散熱膜進行以下之評價。熱輻射率、絕緣破壞強度、附著性、及燃燒性之評價係僅製作散熱膜之熱輻射層而進行。

再者，對於未能製作散熱膜之比較例1及比較例2，不進行以下之評價。

將結果示於表6。

(熱輻射率)

使用Japan Sensor公司製造之熱輻射率測量儀「TSS-5X」測定熱輻射率。

(絕緣破壞強度)

利用依據ASTM D149之方法，使用日立化成工業公司製造之絕緣破壞試驗器「HAT-300型」測定絕緣破壞電壓(kV)，並算出絕緣破壞強度(kV/mm)。

(附著性)

對於獲得之散熱膜之熱輻射層，進行依據JIS K5600之交叉切割法試驗。利用單邊切割工具對熱輻射層切出直角之格子圖案(25格)，將透明膠帶黏貼於格子圖案，並以接近60℃之角度，以0.5~1.0秒確實地拉開，對在格子圖案部分之熱輻射層之剝離程度，將剝離程度最小之情形設為0，根據表1，以目視分類為0~5之6個等級。

(藉由VTM試驗之燃燒性分類)

對於獲得之散熱膜之熱輻射層，進行根據UL94標準之薄材料垂直燃燒試驗(VTM試驗)。

於表2所示之各判定基準中，使用5片各試片(長度約200mm、寬度50mm)。將火焰之大小設為20mm。

再者，將接觸火焰之時間設為3秒，分別測定接觸火焰後之殘焰時間。 又，與火熄滅之同時，進行3秒第2次之接觸，以與第1次相同之方式分別測定接觸火焰後之殘焰時間。進而，對於是否因掉落之火種而使設置於試片下之棉著火亦同時進行評價。又，標線位於距離試片之下端125mm之位置，標識用棉配置於距離試片之下端300mm下方。

於VTM試驗中，作為燃燒性分類，VTM-0為最高者，顯示難燃性按VTM-1、VTM-2而降低。其中，將均不符合VTM-0~VTM-2之等級中之任一級者設為不合格。

(藉由V試驗之燃燒性分類)

對於獲得之散熱膜之熱輻射層，進行根據UL94標準之垂直燃燒試驗(V試驗)。

於表3所示之各判定基準中，使用5片各試片(長度127mm、寬度13mm)。將火焰之大小設為20mm。

再者，將接觸火焰之時間設為10秒，分別測定接觸後之殘焰時間。

又，與火熄滅之同時，進行10秒第2次之接觸，以與第1次相同之方式分別測定接觸火焰後之殘焰時間。進而，對於是否因掉落之火種而使設置於試片下之棉著火亦同時進行評價。

由第1次與第2次之燃燒時間、及棉之著火之有無等，依據UL-94V標準而判定燃燒性分類。於V試驗中，作為燃燒性分類，V-0為最高者，顯示難燃性按V-1、V-2而降低。其中，將均不符合V-0~V-2之等級中之任一級者設為不合格。

(藉由5V試驗之燃燒性分類)

對於所獲得之散熱膜之熱輻射層，進行根據UL94標準之125mm垂直燃燒試驗(5V試驗)。

於表4所示之各判定基準中，使用試片(長度127mm、寬度13mm)。將火焰之大小設為125mm。

再者，將接觸火焰之時間設為5秒，分別測定接觸火焰後之殘焰時間。

又，與火熄滅之同時，進行5秒第2次之接觸，以與第1次相同之方式分別測定接觸火焰後之殘焰時間。將其重複5次。進而，對於是否因掉落之火種而使設置於試片下之棉著火亦同時進行評價。

由第1次至第5次之燃燒時間、及棉之著火之有無等，根據UL-94、5V標準而判定燃燒性分類。對於在該等中合格者，進而進行平板燃燒試驗。

於平板燃燒試驗之評價中，使用平板試片(長度150mm、寬度150mm)。將火焰之大小設為125mm。

再者，將接觸火焰之時間設為5秒，與火熄滅之同時，進行5秒第2次之接觸，將其重複5次。於接觸火焰後確認平板試片有無穿孔。對於無穿孔者，評價為5V-A，對於確認到穿孔者，評價為5V-B。

(冷卻性能)

對於獲得之散熱膜，利用以下之方法評價冷卻性能。

於塑膠製密閉容器(本體：聚丙烯，蓋：聚乙烯，容器尺寸188mm×225mm，自陶瓷加熱器至蓋之距離18mm)中，設置有載置於基板(Sunhayato公司製造，「MODEL ICB-88G」)上之2.4cm見方、厚度0.5~1.5mm之陶瓷加熱器(BI Technologies Japan公司製造，「BPC10」)(以下，亦簡稱為「加熱器」)。藉由在加熱器端部焊接被覆電線，而將直流穩定化電源(A&D公司製造，「AD-8724D」)與加熱器連接。於加熱器之加熱點部分(12mm×19mm)，為了避免上述焊接部分與散熱膜之接觸，而設置與其相同面積之鋁膜(厚度1mm)，又，於密閉容器下部，設置發泡苯乙烯作為隔熱材料。

於該狀態下調節直流穩定化電源之輸出電流，將3W之電力輸入至加熱器，利用資料記錄器測量成為平衡狀態時之溫度(發熱溫度(A))。繼而，將2.4cm見方之平板狀散熱膜設置於與測定發熱溫度(A)時同樣之加熱器 上，並測量成為平衡狀態時之溫度(設置有膜之溫度(B))。再者，設置散熱膜時，藉由將聚矽氧油脂(Sunhayato公司製造，「SCH-20」)適量塗佈於加熱器，而使加熱器與散熱膜密合。評價發熱溫度(A)與設置有膜之溫度(B)之溫度差(A-B)作為冷卻性能。

再者，使用厚度200μm之鋁膜代替散熱膜，進行相同之操作，評價冷卻性能。

(耐彎曲性)

對於獲得之散熱膜，利用依據JIS K5600-5-1之方法實施耐彎曲性(圓筒形心軸法)試驗。試驗方法係使用1~10mm直徑之心軸，對於一個試片依序自較大直徑之心軸至較小之心軸進行試驗，並表示於散熱膜之熱輻射層開始產生裂紋之心軸直徑。對於即便為1mm之心軸亦未產生裂紋之熱輻射層，將評價設為1mm以下。

(拉伸強度)

對於所獲得之散熱膜，依據JIS K7127-1，製作試片類型5，使用桌上形精密萬能試驗機(島津製作所公司製造，「AGS-X」)，於夾頭間隔80mm、拉伸速度5mm/min之條件下進行拉伸試驗，測定最大拉伸強度，求出拉伸強度(N/mm²)。

(水蒸氣透過度)

對於獲得之散熱膜，藉由依據JIS K-7126A法(差壓法)的差壓式氣相層析法，使用GTR-TEC公司製造之氣體-蒸氣透過率測定裝置，於40℃、90%RH之條件下進行水蒸氣透過度之測定。

(太陽電池之製作及性能評價)

藉由於340℃焊接6mm寬度之標籤線，而連接2片156mm見方之c-Si2直串，製成太陽電池單元。於玻璃板(旭硝子公司製造，40cm見方)上載置密封材料EVA片材(Sunvic公司製造，「Sunvic FC」，40cm見方)，並於其上載置太陽電池單元。以2片作為密封材料之EVA片材夾著與太陽電池單元相同面積之透明Tedlar而載置於單元上，最後，載置實施例4中所製作之膜，使安裝端子自狹縫部通過，利用真空貼合機於135℃以21分鐘進行熱壓接。利用熱切割器將自該熱壓接之板之端部伸出之EVA剝取，將密封劑(橫濱橡膠公司製造，「HAMATITE HOT MELT M-155」)加熱而以熔融之狀態填充至鋁框之槽內，並嵌入至層壓板之四邊，以螺釘安裝鋁框之四角，並於室溫自然乾燥。乾燥後，使用密封劑(Dow Corning Toray公司製造，「SH780 Sealant」)，以覆蓋安裝端子部之方式於散熱膜上安裝端子盒(Onamba公司製造)，於室溫自然乾燥，將安裝端子於340℃焊接至端子盒。其後，將灌封劑(Dow Corning Toray公司製造，「PV-7321」)30g(以10：1之比率混合基劑與硬化劑者)流入至端子盒並使其自然乾燥。靜置約1週後，安裝端子盒之蓋，製成太陽電池之完成品。將製作之太陽電池之(a)正面及(b)背面之照片示於圖2。

對獲得之太陽電池之性能進行評價，結果於I-V特性評價中，填充因數(fill factor)之值為0.65~0.75，確認到具有作為太陽電池之正常輸出性能。

[產業上之可利用性]

根據本發明，可提供一種具有高機械強度與可撓性的散熱膜，該散熱膜係將藉由紅外線輻射之散熱性、電絕緣性、及耐熱性優異之熱輻射層積層於傳熱性優異之金屬膜上而成。又，根據本發明，可提供一種用於製造該散熱膜之熱輻射層用分散液、使用該熱輻射層用分散液之散 熱膜之製造方法、及使用該散熱膜而成之太陽電池。

Claims (24)

1. 一種散熱膜，其具有傳熱層、及積層於該傳熱層之可撓性熱輻射層，其特徵在於：該傳熱層為金屬膜，該金屬膜為鋁膜或銅膜，該熱輻射層含有水不溶性無機化合物及耐熱性合成樹脂，該熱輻射層中該水不溶性無機化合物之含量相對於該熱輻射層整體，為30~90重量%，該水不溶性無機化合物含有煤灰，該耐熱性合成樹脂為聚醯亞胺樹脂或聚醯胺醯亞胺(polyamide imide)樹脂，該熱輻射層之熱輻射率為0.8以上，且絕緣破壞強度為10kV/mm以上。
2. 如申請專利範圍第1項之散熱膜，其中，熱輻射層積層於傳熱層之一面，且於傳熱層之另一面積層有絕緣層，該絕緣層含有水不溶性無機化合物及耐熱性合成樹脂，該絕緣層中該水不溶性無機化合物之含量相對於該絕緣層整體，為30~90重量%。
3. 如申請專利範圍第1項之散熱膜，其進而含有層狀矽酸鹽礦物作為水不溶性無機化合物。
4. 如申請專利範圍第3項之散熱膜，其中，層狀矽酸鹽礦物為非膨潤性黏土礦物。
5. 如申請專利範圍第4項之散熱膜，其中，非膨潤性黏土礦物為選自由滑石、高嶺土、葉蠟石、及非膨潤性雲母組成之群中至少一種。
6. 如申請專利範圍第1項之散熱膜，其中，熱輻射層於依據JIS K5600之交叉切割法試驗中，與用作傳熱層之金屬膜之附著性分類為0~2。
7. 如申請專利範圍第1項之散熱膜，其中，熱輻射層於UL94標準VTM試驗中燃燒性分類為VTM-0，且燃燒性分類成為VTM-0時之熱輻射層之 厚度為100μm以下。
8. 如申請專利範圍第1項之散熱膜，其中，熱輻射層之厚度為20~100μm。
9. 如申請專利範圍第1項之散熱膜，其中，傳熱層之厚度為10~1000μm。
10. 如申請專利範圍第1項之散熱膜，其中，當在輸入3W電力而發熱之2.4cm見方、厚度0.5~1.5mm之陶瓷加熱器的上表面以與該陶瓷加熱器相同面積設置散熱膜時，冷卻溫度為15℃以上。
11. 如申請專利範圍第1項之散熱膜，其中，於依據JIS K5600-5-1(1999)之藉由圓筒形心軸法的耐彎曲性試驗中，當散熱膜之熱輻射層產生破裂時心軸直徑為10mm以下。
12. 如申請專利範圍第1項之散熱膜，其中，於40℃、90%RH之環境下水蒸氣透過度未達0.01g/m²‧day。
13. 如申請專利範圍第1項之散熱膜，其用於排放由內置於電子機器之IC晶片、或LED產生之熱。
14. 一種熱輻射層用分散液，其用於製造申請專利範圍第1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12項之散熱膜，該熱輻射層用分散液含有分散介質、為不揮發成分之水不溶性無機化合物以及耐熱性合成樹脂及/或耐熱性合成樹脂之前驅物，該水不溶性無機化合物含有煤灰，該耐熱性合成樹脂為聚醯亞胺樹脂或聚醯胺醯亞胺樹脂，該水不溶性無機化合物之含量相對於不揮發成分整體，為30~90重量%，且不揮發成分之含量相對於熱輻射層用分散液整體，超過18重量%且在65重量%以下。
15. 如申請專利範圍第14項之熱輻射層用分散液，其中，分散介質為選 自由N-甲基-2-吡咯啶酮、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、二甲基亞碸、四氫呋喃、及環丁碸組成之群中至少一種。
16. 一種散熱膜之製造方法，其具有以下步驟(1-1)~(1-3)，步驟(1-1)：將分散介質、為不揮發成分之水不溶性無機化合物以及耐熱性合成樹脂及/或耐熱性合成樹脂之前驅物進行混合而製備申請專利範圍第14或15項之熱輻射層用分散液；步驟(1-2)：使製備之熱輻射層用分散液延展於成為傳熱層之金屬膜上並靜置；以及步驟(1-3)：自延展於金屬膜上之熱輻射層用分散液去除分散介質並進行成形，而獲得積層膜；該金屬膜為鋁膜或銅膜。
17. 如申請專利範圍第16項之散熱膜之製造方法，其中，於步驟(1-2)中，延展於金屬膜上之分散液之厚度為30μm以上。
18. 如申請專利範圍第16或17項之散熱膜之製造方法，其中，於步驟(1-3)中，自熱輻射層用分散液去除分散介質時之溫度為20~150℃。
19. 一種散熱膜之製造方法，其具有以下步驟(2-1)~(2-4)，步驟(2-1)：將分散介質、為不揮發成分之水不溶性無機化合物以及耐熱性合成樹脂及/或耐熱性合成樹脂之前驅物進行混合而製備申請專利範圍第14或15項之熱輻射層用分散液；步驟(2-2)：使製備之熱輻射層用分散液延展於基板上並靜置；步驟(2-3)：自延展於該基板上之熱輻射層用分散液去除分散介質並進行成形，並將獲得之膜自該基板上分離而獲得熱輻射層用膜；以及步驟(2-4)：藉由熱壓，將該熱輻射層用膜密合積層於成為傳熱層之金屬膜，而獲得積層膜；該金屬膜為鋁膜或銅膜。
20. 如申請專利範圍第19項之散熱膜之製造方法，其中，於步驟(2-2)中，延展於基板上之分散液的厚度為30μm以上。
21. 如申請專利範圍第19或20項之散熱膜之製造方法，其中，於步驟(2-2)中，基板由玻璃、聚對酞酸乙二酯、聚醯亞胺、聚乙烯、或聚丙烯構成。
22. 如申請專利範圍第19項之散熱膜之製造方法，其中，於步驟(2-3)中，自熱輻射層用分散液去除分散介質時之溫度為20~150℃。
23. 如申請專利範圍第19項之散熱膜之製造方法，其中，於步驟(2-4)中，將熱輻射層用膜密合積層於金屬膜時的熱壓溫度為50~200℃，壓力為10~100kgf/cm²。
24. 一種太陽電池，係使用申請專利範圍第1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12項之散熱膜而成。