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TW201607408A - 電力轉換裝置之殼體、熱硬化性樹脂組成物及電力轉換裝置 - Google Patents

電力轉換裝置之殼體、熱硬化性樹脂組成物及電力轉換裝置 Download PDF

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TW201607408A
TW201607408A TW104109513A TW104109513A TW201607408A TW 201607408 A TW201607408 A TW 201607408A TW 104109513 A TW104109513 A TW 104109513A TW 104109513 A TW104109513 A TW 104109513A TW 201607408 A TW201607408 A TW 201607408A
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TW
Taiwan
Prior art keywords
resin
conversion device
power conversion
metal
casing
Prior art date
Application number
TW104109513A
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English (en)
Inventor
岡坂周
瀧花吉広
Original Assignee
住友電木股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

本發明之電力轉換裝置之殼體係由樹脂金屬複合體構成，該樹脂金屬複合體係使由熱硬化性樹脂構成之樹脂構件與金屬構件密合而成，且電力轉換裝置之殼體的內壁面由上述樹脂構件構成。

Description

電力轉換裝置之殼體、熱硬化性樹脂組成物及電力轉換裝置
本發明係關於一種電力轉換裝置之殼體、熱硬化性樹脂組成物及電力轉換裝置。
反相器或轉換器等電力轉換裝置之殼體多數由金屬構件構成。作為由金屬構件構成之電力轉換裝置之殼體，例如有以下者。
於專利文獻1中記載有一種電力轉換裝置之殼體，其特徵在於：為收納電源模組之金屬製之殼體，且導電構件連接於殼體中之特定位置。
專利文獻1：日本特開2013-74752號公報
然而，專利文獻1所記載之金屬製之殼體由於為收容高電壓之電力轉換裝置者，故而必須設置邊緣面距離(空間)而確保絕緣性。因此，當為金屬製之電力轉換裝置之殼體之情形時，存在成為大型之構件而 難以輕量化等不良情況。
因此，本發明人等為了實現與習知之殼體相比輕量且小型之電力轉換裝置之殼體，而反覆進行努力研究，結果發現，作為此種設計方針而有效的是利用樹脂構件製作該殼體之內壁面。但是，於製成使樹脂構件重合於金屬製之殼體之內壁面而製作之電力轉換裝置之殼體時，因重複使用而導致產生機械強度逐漸下降之問題的情況亦變得明顯。亦即，關於利用樹脂構件製作內壁面之電力轉換裝置之殼體，就假定重複使用時之可靠性之方面而言，需要進行改良。
本發明係鑒於上述情況而完成者，提供一種輕量、且可靠性優異之電力轉換裝置之殼體。
根據本發明，提供一種電力轉換裝置之殼體，其由樹脂金屬複合體構成，該樹脂金屬複合體係使由熱硬化性樹脂構成之樹脂構件與金屬構件密合而成，且該電力轉換裝置之殼體的內壁面由上述樹脂構件構成。
進而，根據本發明，提供一種熱硬化性樹脂組成物，其係為了形成如下之電力轉換裝置之殼體之樹脂構件而使用者，該電力轉換裝置之殼體係由使上述樹脂構件與金屬構件接合而成之樹脂金屬複合體構成且內壁面由上述樹脂構件構成者，且該熱硬化性樹脂組成物含有熱硬化性樹脂。
進而，根據本發明，提供一種電力轉換裝置，其具備上述電力轉換裝置之殼體。
根據本發明，可提供一種輕量、且可靠性優異之電力轉換裝置之殼體。又，同時，本發明之電力轉換裝置之殼體由於能夠一次成形， 故而可期待步驟削減等效果。
1‧‧‧電力轉換裝置
10‧‧‧殼體
12‧‧‧金屬構件
14‧‧‧樹脂構件
16‧‧‧樹脂金屬複合體
103‧‧‧密合面
104‧‧‧粗化層
201‧‧‧凹部
203‧‧‧開口部
205‧‧‧底部
701‧‧‧壓頭
703‧‧‧支持台
b‧‧‧寬度
d1、d2、h‧‧‧厚度
D1、D2‧‧‧剖面寬度
D3‧‧‧深度
F‧‧‧力
L‧‧‧支點間距離
上述目的及其他目的、特徵及優點係藉由以下所述之較佳之實施形態、及隨附於其之以下之圖式而變得更明確。
圖1係用以對本實施形態之電力轉換裝置之殼體進行說明之示意圖。
圖2係用以對100萬次彎曲疲勞耐性之評價方法進行說明之示意圖。
圖3係用以對本實施形態之樹脂金屬複合體進行說明之圖。
圖4係用以說明構成本實施形態之金屬構件表面之粗化層之凹部之剖面形狀之例的示意圖。
以下，使用圖式對本發明之實施形態進行說明。再者，於所有圖式中，對相同之構成要素標註相同之符號，並適當省略說明。
《電力轉換裝置之殼體》
圖1係用以對本實施形態之電力轉換裝置之殼體進行說明之示意圖。
如圖1所示，本實施形態之電力轉換裝置之殼體10係樹脂金屬複合體構成，該樹脂金屬複合體係由使由熱硬化性樹脂構成之樹脂構件14與金屬構件12密合而成，且殼體10之內壁面由樹脂構件14構成。藉由如此，可實現輕量、且可靠性優異之電力轉換裝置之殼體10。
本實施形態之殼體10係如上所述般由使樹脂構件14(由熱 硬化性樹脂構成)與金屬構件12密合而成之樹脂金屬複合體構成。即，本實施形態之殼體10之特徵在於：其係由樹脂構件14與金屬構件12之接合界面被牢固地結合而成之構件(樹脂金屬複合體)形成。再者，對分別製作之金屬構件藉由組裝等單純嵌入樹脂構件而成者不包含於本實施形態之樹脂金屬複合體。如此，於將對分別製作之金屬構件單純嵌入樹脂構件而成者設為電力轉換裝置之殼體之情形時，於使用時會對金屬構件與樹脂構件之間施加應力。而且，於反覆使用上述單純嵌入而成之殼體之情形時，認為該應力會累積而該殼體之機械強度會逐漸下降。
此處，本實施形態之樹脂金屬複合體只要為樹脂構件14與金屬構件12密合而成者，則並無特別限定，但較佳為樹脂構件14與金屬構件12未介置接著劑而接合，若為樹脂構件14與金屬構件12一體成形者，則更佳。樹脂構件14與金屬構件12即便不介置接著劑亦具有優異之接合強度。因此，可簡化樹脂金屬複合體之製造步驟。即，本實施形態之樹脂金屬複合體較佳為樹脂構件14與金屬構件12藉由投錨效應(anchor effect)等而物理性地接合者。
又，由於本實施形態之殼體10由樹脂構件14構成其內壁面，故而與僅由金屬構件形成之習知之殼體不同，即便不確保邊緣面距離(空間)亦可確保絕緣性。藉此，本實施形態之殼體10可製成相對於僅由金屬構件形成之殼體小型化者。此外，根據本實施形態，由於由樹脂構件14構成殼體10之內壁面，故而與僅由金屬構件形成之殼體相比亦可輕量化。即，本實施形態之殼體10與僅由金屬構件形成之殼體相比，可以說是於保持了絕緣性之狀態下兼具小型化與輕量化者。
進而，本實施形態之殼體10如上所述般由樹脂金屬複合體構成，該樹脂金屬複合體係由熱硬化性樹脂構成之樹脂構件14與金屬構件12密合而成。因此，可製成兼具樹脂構件14之特長(輕量、絕緣性優異、防銹性優異、加工自由度優異等)與金屬構件12之特長(電磁波屏蔽性優異、氣密性優異、散熱性優異等)之兩者之殼體10。尤其是本實施形態之殼體10係不僅使用樹脂構件14而且亦使用金屬構件12而形成者，故而成為電磁波屏蔽性優異之可抑制雜訊之產生之構成。
此處，收容於本實施形態之殼體10之電力轉換裝置1並無特別限定，但較佳為自直流電力電性產生交流電力(進行逆轉換)之電源電路、或具有該電路之反相器、或者自交流電力電性產生直流電力(進行轉換)之電源電路、或具有該電路之轉換器。
又，本實施形態之樹脂金屬複合體較佳為具有如下彎曲疲勞耐性(以下，表示為「100萬次彎曲疲勞耐性)：針對積層有厚度d1之樹脂構件14與厚度d2之金屬構件12且以樹脂材料與金屬材料之厚度之比d1/d2成為3之方式切出之試驗片，於25℃之溫度條件將下述第1狀態與下述第2狀態，以頻率30Hz交替地重複100萬次時，既不會剝離亦不會斷裂；上述第1狀態係以上述樹脂構件之露出面朝上地配置於2個支持台上且不施加應力；第2狀態係對上述樹脂構件側之面之中央沿厚度方向施加140MPa之1點應力而使中央自上述第1狀態下沈。藉由如此，能夠製成可靠性更加優異之殼體10。
此處，關於樹脂金屬複合體是否具有100萬次彎曲疲勞耐性，可對由樹脂金屬複合體構成之試驗片進行彎曲應力之反覆施加而進行 評價。以下具體地進行說明。
圖2係用以對100萬次彎曲疲勞耐性之評價方法進行說明之圖。首先，準備由樹脂金屬複合體16構成之長方體之試驗片。試驗片係設為具有1個金屬構件12與樹脂構件14之密合面103且樹脂構件14之厚度d1為金屬構件12之厚度d2之3倍(d1/d2=3)者。此處，若d1/d2為3，則較佳為無論試驗片之厚度h、寬度b、及深度之大小如何均依據JIS K 7171。於試驗片中，金屬構件12與樹脂構件14之密合面103與厚度方向正交。關於試驗片，例如可自殼體10切出而準備。
將所準備之試驗片配置於2個支持台703上(第1狀態)。2個支持台703間之距離係以搭載所準備之試驗片之方式預先調節。2個支持台相對於試驗片左右對稱地配置。此時，以金屬構件12側之面朝下並接觸於支持台703之方式配置。而且，使壓頭701接觸於相反側之樹脂構件14之面，在與密合面103垂直之方向反覆施加140MPa之單振之彎曲應力。壓頭701與試驗片之接觸位置設為距2個支持台703與試驗片之接觸位置(支點)等距離之位置。反覆應力施加係於25℃環境下進行。
彎曲應力之大小σ[MPa]係以σ=3FL/2bh2表示。此處，F[N]係自壓頭701施加之力(單位為N)，L係支點間距離(單位為mm)，b為試驗片之寬度(單位為mm)，h為試驗片之厚度(單位為mm)。可根據試驗片之寬度、厚度、及支點間之距離以彎曲應力之大小成為140MPa之方式決定力F，並施加反覆應力而進行評價。
藉由如此般施加140MPa之應力，試驗片稍微彎曲成中央下沈之形狀(第2狀態)。繼而，停止施加應力而恢復為未施加應力之第1狀 態。將該第1狀態與第2狀態以30Hz之頻率交替地重複100萬次。觀察如此般施加100萬次反覆應力後之試驗片，確認未產生剝離或斷裂之情況。於剝離與斷裂均未產生之情形時，評價為具有100萬次彎曲疲勞耐性。
例如，本實施形態之金屬樹脂複合體16可將支點間距離L設為64mm，試驗片之寬度設為80mm，深度設為10mm，厚度h設為4.0mm(金屬構件12之厚度1.0mm，樹脂構件14之厚度3.0mm)，彎曲應力之大小σ設為140MPa，而確認具有100萬次彎曲疲勞耐性，但如上述般，並不限定於該條件。
又，本實施形態之樹脂金屬複合體較佳為，針對藉由下述處理而獲得之試驗片，進行1000次循環之熱處理(將於-40℃靜置1小時後於150℃靜置1小時之熱處理設為1次循環)後，依據JIS K6911而測定之試驗片之彎曲強度為200MPa以上；上述處理係對積層有厚度d1之樹脂構件14與厚度d2之金屬構件12且以樹脂材料與金屬材料之厚度之比d1/d2成為3之方式切出之試驗片，於180℃進行8小時燒成處理而獲得之試驗片。於藉由此種樹脂金屬複合體形成殼體10之情形時，可實現能夠應對溫度條件之變化之熱耐久性優異、可靠性較高之殼體10。又，根據上述條件測定之試驗片之彎曲強度進而較佳為250MPa以上，更佳為300MPa以上。
又，本實施形態之樹脂金屬複合體較佳為，針對藉由下述處理而獲得之試驗片，進行1000次循環之熱處理(將於-40℃靜置1小時後於150℃靜置1小時之熱處理設為1次循環)後，依據JIS K6911而測定之試驗片之彎曲彈性模數為20GPa以上；上述處理係針對基層有厚度d1之樹脂構件14與厚度d2之金屬構件12積層且以樹脂材料與金屬材料之厚度之比d1/d2 成為3之方式切出之試驗片，於180℃進行8小時燒成處理而獲得之試驗片。於藉由此種樹脂金屬複合體形成殼體10之情形時，可實現除了各種特性以外且能夠應對溫度條件之變化之熱耐久性亦優異、可靠性較高之殼體10。又，根據上述條件而測定之試驗片之彎曲彈性模數進而較佳為22GPa以上，更佳為24MPa以上。
又，本實施形態之樹脂金屬複合體較佳為利用KEC(Kansai Electronic Industry Development Center，關西電子工業振興中心)法對利用該樹脂金屬複合體而製作之大小10cm×10cm、厚度4mm之試驗片進行測定所得之頻率1GHz之電磁波之屏蔽效應為90dB以上。於藉由此種樹脂金屬複合體形成殼體10之情形時，可實現除了各種特性以外就電磁波屏蔽性之觀點而言亦更優異之可靠性較高之殼體10。
又，於樹脂金屬複合體中，樹脂構件14之自25℃至玻璃轉移溫度之範圍內之線膨脹係數αR與金屬構件12之自25℃至樹脂構件14之上述玻璃轉移溫度之範圍內之線膨脹係數αM之差(αR-αM)的絕對值較佳為25ppm/℃以下，更佳為10ppm/℃以下。若上述線膨脹係數之差為上述上限值以下，則可抑制於樹脂金屬複合體被暴露於高溫下時所產生之因線膨脹之差而導致之熱應力。因此，若上述線膨脹係數之差為上述上限值以下，則即便於高溫下，亦可維持樹脂構件14與金屬構件12之接合強度。即，若上述線膨脹係數之差為上述上限值以下，則可提高樹脂金屬複合體於高溫下之尺寸穩定性。
再者，於本實施形態中，於線膨脹係數具有異向性之情形時，表示其等之平均值。例如，於在樹脂構件14為片狀之情形時流動方向(MD)之 線膨脹係數與和其垂直之方向(TD)之線膨脹係數不同之情形時，其等之平均值成為樹脂構件14之線膨脹係數αR。
<金屬構件12>
圖3係用以對本實施形態之樹脂金屬複合體進行說明之圖。本圖未必表示殼體10之構造之全部或者一部分。本圖係示意性地表示構成殼體10之樹脂金屬複合體之成型品之一例的立體圖。
構成金屬構件12之金屬材料並無特別限定，就獲取之容易性或價格之觀點而言，可列舉鐵、不鏽鋼、鋁、鋁合金、鎂、鎂合金、銅及銅合金等。其等可單獨使用，亦可組合使用2種以上。其等之中，就可對殼體10帶來輕量且高強度、且能夠賦予電磁波屏蔽性、能夠確保氣密性或能夠擔保剛性等金屬材料本身之特點之方面而言，較佳為包含鋁、鋁合金或不鏽鋼材料。就使樹脂構件14與金屬構件12之接合強度提高之觀點而言，金屬構件12較佳為於金屬構件12之與樹脂構件14之密合面103具有由微細之凹凸構成之粗化層104。
圖4係用以說明構成本實施形態之金屬構件12表面之粗化層104的凹部201之剖面形狀之例的示意圖。此處，所謂粗化層104係指具有設置於金屬構件12之表面之多個凹部201之區域。
粗化層104之厚度較佳為3μm以上且40μm以下，更佳為4μm以上且32μm以下，尤佳為4μm以上且30μm以下。若粗化層104之厚度在上述範圍內，則可使樹脂構件14與金屬構件12之接合強度及接合之耐久性更進一步提高。此處，於本實施形態中，粗化層104之厚度表示多個凹部201中深度最大之深度D3，可根據掃描式電子顯微鏡(SEM)照片而算 出。
凹部201之剖面較佳成為如下之形狀：於凹部201之開口部203至底部205之間之至少一部分具有較開口部203之剖面寬度D1大之剖面寬度D2之形狀。
如圖4所示，凹部201之剖面形狀係只要D2大於D1，則並無特別限定，可採取各種形狀。凹部201之剖面形狀可藉由例如掃描式電子顯微鏡(SEM)進行觀察。
若凹部201之剖面形狀為上述形狀，則可獲得接合強度更加優異之樹脂金屬複合體之理由雖未必明確，但認為原因在於密合面103之表面成為可更加明顯地表現樹脂構件14與金屬構件12之間之投錨效應之構造。
若凹部201之剖面形狀為上述形狀，則由於樹脂構件14卡在凹部201之開口部203至底部205之間，故而投錨效應有效地發揮作用。因此，可認為樹脂構件14與金屬構件12之接合強度及接合之耐久性提高。
凹部201之平均深度較佳為0.5μm以上且40μm以下，更佳為1μm以上且30μm以下。若凹部201之平均深度為上述上限值以下，則熱硬化性樹脂組成物(P)可充分地進入至凹部201之深處，故而可使樹脂構件14與金屬構件12相互滲入之區域之機械強度及接合之耐久性更進一步提高。若凹部201之平均深度為上述下限值以上，則當熱硬化性樹脂組成物(P)含有填充材料(B)之情形時可增加存在於凹部201之內部之填充材料(B)之比率，故而可使樹脂構件14與金屬構件12相互滲入之區域之機械強度及接合之耐久性提高。因此，若凹部201之平均深度在上述範 圍內，則可使樹脂構件14與金屬構件12之接合強度及接合之耐久性更進一步提高。
凹部201之平均深度例如能以如下方式根據掃描式電子顯微鏡(SEM)照片進行測定。首先，利用掃描式電子顯微鏡對粗化層104之剖面進行拍攝。自其觀察像中任意選擇50個凹部201，並分別測定其等之深度。將使凹部201之全部深度相加後除以個數所得之值設為平均深度。
金屬構件12之密合面103之表面粗糙度Ra較佳為0.5μm 以上且40.0μm以下，更佳為1.0μm以上且20.0μm以下，尤佳為1.0μm以上且10.0μm以下。若上述表面粗糙度Ra在上述範圍內，則可使樹脂構件14與金屬構件12之接合強度更進一步提高。
又，金屬構件12之密合面103之最大高度Rz較佳為1.0μm以上且40.0μm以下，更佳為3.0μm以上且30.0μm以下。若上述最大高度Rz在上述範圍內，則可使樹脂構件14與金屬構件12之接合強度及接合之耐久性更進一步提高。再者，Ra及Rz可依據JIS-B0601進行測定。
金屬構件12之至少與樹脂構件14接合之密合面103之藉由氮吸附BET(Brunauer-Emmett-Teller，布厄特)法而測定之實際表面積相對於表觀表面積之比(以下，亦簡稱為比表面積)較佳為100以上，更佳為150以上。若上述比表面積為上述下限值以上，則可使樹脂構件14與金屬構件12之接合強度及接合之耐久性更進一步提高。又，上述比表面積較佳為400以下，更佳為380以下，尤佳為300以下。若上述比表面積為上述上限值以下，則可使樹脂構件14與金屬構件12之接合強度及接合之耐久性更進一步提高。
此處，本實施形態中之表觀表面積意指假定金屬構件12之表面為無凹凸之平滑狀之情形時之表面積。例如，於其表面形狀為長方形之情形時，以縱長度×橫長度表示。另一方面，本實施形態中之利用氮吸附BET法而測定之實際表面積意指根據氮氣之吸附量而求出之BET表面積。例如，對於經真空乾燥之測定對象試樣，可使用自動比表面積/細孔分佈測定裝置(BELSORPminiII，日本BELL公司製造)測定液態氮溫度下之氮吸附脫附量，並基於該氮吸附脫附量而算出。
若上述比表面積在上述範圍內，則可獲得接合強度及接合之耐久性更加優異之樹脂金屬複合體之理由雖未必明確，但可認為原因在於與樹脂構件14之密合面103之表面成為可更加明顯地表現樹脂構件14與金屬構件12之間之投錨效應之構造。
若上述比表面積為上述下限值以上，則樹脂構件14與金屬構件12之接觸面積變大，從而樹脂構件14與金屬構件12相互滲入之區域增加。其結果，可認為投錨效應發揮作用之區域增加，而樹脂構件14與金屬構件12之接合強度及接合之耐久性更進一步提高。
另一方面，若上述比表面積過大，則樹脂構件14與金屬構件12相互滲入之區域之金屬構件12之比率降低，故而該區域之機械強度及接合之耐久性會下降。因此，可認為若上述比表面積為上述上限值以下，則樹脂構件14與金屬構件12相互滲入之區域之機械強度及接合之耐久性更進一步提高，其結果，可使樹脂構件14與金屬構件12之接合強度及接合之耐久性更進一步提高。
根據以上，做出如下推測：若上述比表面積在上述範圍內，則與樹脂 構件14之密合面103之表面成為能夠更明顯地表現樹脂構件14與金屬構件12之間之投錨效應之平衡良好之構造。
金屬構件12並無特別限定，但至少與樹脂構件14接合之密合面103之光澤度較佳為0.1以上，更佳為0.5以上，進而較佳為1以上。若上述光澤度為上述下限值以上，則可使樹脂構件14與金屬構件12之接合強度更進一步提高。又，上述光澤度較佳為30以下，更佳為20以下。若上述光澤度為上述上限值以下，則可使樹脂構件14與金屬構件12之接合強度更進一步提高。此處，本實施形態中之光澤度表示依據ASTM-D523而測定之測定角度60°(入射角60°、反射角60°)之值。光澤度可使用例如數位光澤度計(20°、60°)(GM-26型，村上色彩技術研究所公司製造)進行測定。
若上述光澤度在上述範圍內，則可獲得接合強度更加優異之樹脂金屬複合體之理由雖未必明確，但可認為原因在於與樹脂構件14之密合面103之表面成為更加雜亂之構造，且成為可更加明顯地表現樹脂構件14與金屬構件12之間之投錨效應之構造。
金屬構件12之形狀只要為具有與樹脂構件14接合之密合面103之形狀，則並無特別限定，例如可設為片狀、平板狀、曲板狀、棒狀、筒狀、塊狀等。又，亦可為由其等之組合構成之構造體。此種形狀之金屬構件12可藉由利用公知之加工法對上述金屬材料進行加工而獲得。
又，與樹脂構件14接合之密合面103之形狀並無特別限定，可列舉平面、曲面等。
其次，對針對金屬構件12之表面進行粗化處理而形成粗化層104之方法進行說明。
粗化層104例如可藉由使用表面處理劑對金屬構件12之表面進行化學處理而形成。
此處，使用表面處理劑對金屬構件12之表面進行化學處理之情況本身於習知技術中亦一直進行。然而，於本實施形態中，高度控制(1)金屬構件與化學處理劑之組合、(2)化學處理之溫度及時間、(3)化學處理後之金屬構件表面之後處理等因素。為了獲得具有100萬次彎曲疲勞耐性之樹脂金屬複合體，高度控制該等因素尤為重要。
以下，表示於金屬構件12之表面上形成粗化層104之方法之一例。但是，本實施形態之粗化層104之形成方法並不限定於以下之例。
首先，(1)選擇金屬構件與表面處理劑之組合。
於使用由鐵或不鏽鋼構成之金屬構件12之情形時，較佳為選擇視需要將無機酸、氯離子源、第二銅離子源、硫醇系化合物組合而成之水溶液作為表面處理劑。
於使用由鋁或鋁合金構成之金屬構件12之情形時，較佳為選擇視需要將鹼金屬源、兩性金屬離子源、硝酸離子源、硫代化合物組合而成之水溶液作為表面處理劑。
於使用由鎂或鎂合金構成之金屬構件12之情形時，作為表面處理劑，使用鹼金屬源，尤佳為選擇氫氧化鈉之水溶液。
於使用由銅或銅合金構成之金屬構件12之情形時，較佳為選擇使用選自硝酸、硫酸等無機酸、不飽和接酸等有機酸、過硫酸鹽、過氧化氫、咪唑及其衍生物、四唑及其衍生物、胺基四唑及其衍生物、胺基三唑及其衍生物等唑類、吡啶衍生物、三、三衍生物、烷醇胺、烷基胺衍生物、 聚伸烷基二醇、糖醇、第二銅離子源、氯離子源、膦酸系螯合劑氧化劑、N,N-雙(2-羥基乙基)-N-環己胺中之至少1種的水溶液作為表面處理劑。
繼而，(2)使金屬構件12浸漬於表面處理劑中而對金屬構件12表面進行化學處理。此時，處理溫度例如為30℃。又，處理時間係根據所選定之金屬構件12之材質或表面狀態、表面處理劑之種類或濃度、處理溫度等而適當決定，例如為30~300秒。此時，使金屬構件12之深度方向之蝕刻量較佳為3μm以上、更佳為5μm以上較為重要。金屬構件12之深度方向之蝕刻量可根據所溶解之金屬構件12之重量、比重及表面積而算出並進行評價。該深度方向之蝕刻量可根據表面處理劑之種類或濃度、處理溫度、處理時間等進行調整。
於本實施形態中，藉由調整深度方向之蝕刻量，可調整上述粗化層104之厚度、凹部201之平均深度、Ra、Rz等。
最後，(3)對化學處理後之金屬構件12表面進行後處理。首先，對金屬構件12表面進行水洗、乾燥。繼而，利用硝酸水溶液等對進行化學處理後之金屬構件12表面進行處理。
根據以上順序，可獲得本實施形態之具有粗化層104之金屬構件12。
<樹脂構件14>
繼而，對本實施形態之樹脂構件14進行說明。
樹脂構件14係將熱硬化性樹脂組成物(P)硬化而成。
熱硬化性樹脂組成物(P)含熱硬化性樹脂(A)，作為熱硬化性樹脂(A)，例如可使用酚樹脂、環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂(diallyl phthalate resin)、三聚氰胺樹脂、氧雜環丁烷樹脂、 馬來醯亞胺樹脂、脲(尿素)樹脂、聚胺酯樹脂(polyurethane resin)、聚矽氧樹脂、具有苯并環之樹脂、氰酸酯樹脂等。其等可單獨使用，亦可組合使用2種以上。
其等之中，就可對殼體帶來耐熱性、加工性、機械特性、接著性及防銹性等樹脂材料本身之特點之方面而言，可較佳地使用包含選自由酚樹脂、環氧樹脂及不飽和聚酯樹脂所組成之群中之1種以上之熱硬化性樹脂組成物。
於將樹脂構件14之整體設為100質量份時，熱硬化性樹脂(A)之含量較佳為15質量份以上且60質量份以下，更佳為25質量份以上且50質量份以下。
作為酚樹脂，例如可列舉：苯酚酚醛清漆樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、雙酚A型酚醛清漆樹脂等酚醛清漆型酚樹脂；羥甲基型可溶酚醛樹脂、二亞甲基醚型可溶酚醛樹脂、於桐油、亞麻籽油、核桃油等中熔融之油熔融可溶酚醛酚樹脂等可溶酚醛型酚樹脂；及芳基伸烷基型酚樹脂等。其等可單獨使用，亦可組合使用2種以上。
就獲取容易性、廉價及輥混練之作業性良好等理由而言，上述酚樹脂之中，較佳為使用酚醛清漆型酚樹脂、可溶酚醛型酚樹脂，更佳為使用可溶酚醛型酚樹脂。於使用酚醛清漆型酚樹脂作為主成分之情形時，通常使用六亞甲基四胺作為硬化劑，且於酚醛清漆型酚樹脂之硬化時產生氨氣等腐蝕性氣體。因此，由此而引起有殼體10之內部所具備之零件腐蝕之虞，因此與酚醛清漆型酚樹脂相比，較佳地使用可溶酚醛型酚樹脂。
又，亦可併用可溶酚醛型酚樹脂與酚醛清漆型酚樹脂。藉此，可提高 樹脂構件14之強度，並且亦可提高韌性。
就使樹脂構件14之機械強度提高之觀點而言，熱硬化性樹脂組成物(P)含有填充材料(B)。但是，於本實施形態中，自填充材料(B)排除下述彈性體(D)。
於將樹脂構件14之整體設為100質量份時，填充材料(B)之含量較佳為30質量份以上且80質量份以下，更佳為40質量份以上且70質量份以下。藉由將填充材料(B)之含量設在上述範圍內，可使熱硬化性樹脂組成物(P)之作業性提高，並且可使所獲得之樹脂構件14之機械強度更進一步提高。藉此，可獲得樹脂構件14與金屬構件12之接合強度更加優異之樹脂金屬複合體。又，藉由調整填充材料(B)之種類或含量，可調整所獲得之樹脂構件14之線膨脹係數αR之值。
作為填充材料(B)，例如可列舉纖維狀填充材料、粒狀填充材料、板狀填充材料等。此處，纖維狀填充材料係其形狀為纖維狀之填充材料。板狀填充材料係其形狀為板狀之填充材料。粒狀填充材料係包含不固定形狀之除纖維狀、板狀以外之形狀之填充材料。
作為上述纖維狀填充材料，例如可列舉：玻璃纖維、碳纖維、石棉纖維、金屬纖維、矽灰石(wallastonite)、厄帖普石(attapulgite)、海泡石(sepiolite)，岩絨、硼酸鋁鬚晶、鈦酸鉀纖維、碳酸鈣晶鬚、氧化鈦鬚晶、陶瓷纖維等纖維狀無機填充材料；芳族聚醯胺纖維、聚醯亞胺纖維、聚(對伸苯基苯并二唑)纖維等纖維狀有機填充材料。其等可單獨使用，亦可組合使用2種以上。
又，作為上述板狀填充材料、粒狀填充材料，例如可列舉： 滑石、高嶺黏土、碳酸鈣、氧化鋅、矽酸鈣水合物、雲母、玻璃碎片、玻璃粉、碳酸鎂、二氧化矽、氧化鈦、氧化鋁、氫氧化鋁、氫氧化鎂、硫酸鋇、硫酸鈣、亞硫酸鈣、硼酸鋅、偏硼酸鋇、硼酸鋁、硼酸鈣、硼酸鈉、氮化鋁、氮化硼、氮化矽、上述纖維狀填充材料之粉碎物等。其等可單獨使用，亦可組合使用2種以上。
於將填充材料(B)之整體設為100質量份時，填充材料(B)較佳為包含利用雷射繞射散射式粒度分佈測定法而測定之重量基準粒度分佈中之平均粒徑超過5μm之填充材料(B1)70質量份以上且99質量份以下，更佳為包含85質量份以上且98質量份以下。藉此，可使熱硬化性樹脂組成物(P)之作業性提高，並且可使所獲得之樹脂構件14之機械強度更進一步提高。填充材料(B1)之平均粒徑之上限並無特別限定，例如為100μm以下。
作為填充材料(B1)，更佳為包含平均長徑為5μm以上且50mm以下、平均縱橫比為1以上且1000以下之纖維狀填充材料或板狀填充材料。
填充材料(B1)之平均長徑及平均縱橫比例如能以如下方式根據SEM照片進行測定。首先，利用掃描式電子顯微鏡對多個纖維狀填充材料或板狀填充材料進行拍攝。自其觀察像中任意選擇50個纖維狀填充材料或板狀填充材料，並分別測定其等之長徑(於纖維狀填充材料之情形時為纖維長，於板狀填充材料之情形時為平面方向之長徑尺寸)及短徑(於纖維狀填充材料之情形時為纖維直徑，於板狀填充材料之情形時為厚度方向之尺寸)。將使全部長徑相加後除以個數所得之值設為平均長徑。同樣地，將使全部短徑相加後除以個數所得之值設為平均短徑。而且，將平均長徑相對於平 均短徑設為平均縱橫比。
作為填充材料(B1)，較佳為選自玻璃纖維、碳纖維、玻璃顆粒、碳酸鈣等之1種或2種以上。若使用此種填充材料(B1)，可使樹脂構件14之機械強度尤其提高。
又，於將填充材料(B)之整體設為100質量份時，填充材料(B)較佳為包含利用雷射繞射散射式粒度分佈測定法而測定之重量基準粒度分佈中之平均粒徑為0.1μm以上且5μm以下之填充材料(B2)1質量份以上且30質量份以下，更佳為包含2質量份以上且15質量份以下。藉此，可使填充材料(B)充分地存在於凹部201之內部。其結果，可使樹脂構件14與金屬構件12相互滲入之區域之機械強度更進一步提高。
作為填充材料(B2)，更佳為包含如下纖維狀填充材料或板狀填充材料，該纖維狀填充材料或板狀填充材料之平均長徑較佳為0.1μm以上且100μm以下，更佳為0.2μm以上且50μm以下，平均縱橫比較佳為1以上且50以下，更佳為1以上且40以下。
填充材料(B2)之平均長徑及平均縱橫比例如能以如下方式根據SEM照片進行測定。首先，利用掃描式電子顯微鏡對多個纖維狀填充材料或板狀填充材料進行拍攝。自其觀察像中任意選擇50個纖維狀填充材料或板狀填充材料，並分別測定其等之長徑(於纖維狀填充材料之情形時為纖維長，於板狀填充材料之情形時為平面方向之長徑尺寸)及短徑(於纖維狀填充材料之情形時為纖維直徑，於板狀填充材料之情形時為厚度方向之尺寸)。將使全部長徑相加後除以個數所得之值設為平均長徑。同樣地，將使全部短徑相加後除以個數所得之值設為平均短徑。而且，將平均長徑相對於平 均短徑設為平均縱橫比。
作為此種填充材料(B2)，較佳為選自矽灰石、高嶺黏土、滑石、碳酸鈣、氧化鋅、矽酸鈣水合物、硼酸鋁鬚晶、及鈦酸鉀纖維中之1種或2種以上。
又，熱硬化性樹脂組成物(P)較佳為含有固體潤滑劑作為填充材料(B)。作為固體潤滑劑，較佳為選自例如石墨、碳纖維、氟樹脂中之1種或2種以上。藉由含有固體潤滑劑，從而樹脂構件14之摩擦係數降低。
又，填充材料(B)亦可進行利用下述矽烷偶合劑(C)等偶合劑之表面處理。
熱硬化性樹脂組成物(P)亦可進而含有矽烷偶合劑(C)。藉由含有矽烷偶合劑(C)，可使樹脂構件14與金屬構件12之密合性提高。又，藉由包含矽烷偶合劑(C)，從而熱硬化性樹脂(A)與填充材料(B)之親和性提高，其結果，可使樹脂構件14之機械強度更進一步提高。
矽烷偶合劑(C)之含量依存於填充材料(B)之比表面積，因此並無特別限定，但相對於填充材料(B)100質量份，較佳為0.01質量份以上且4.0質量份以下，更佳為0.1質量份以上且1.0質量份以下。若矽烷偶合劑(C)之含量在上述範圍內，則可充分地被覆填充材料(B)，並且可使樹脂構件14之機械強度更進一步提高。
作為矽烷偶合劑(C)，例如可列舉：γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷等含有環氧基之烷氧基矽烷化合物；γ-巰基丙基三甲氧 基矽烷、γ-巰基丙基三乙氧基矽烷等含有巰基之烷氧基矽烷化合物；γ-脲基丙基三乙氧基矽烷、γ-脲基丙基三甲氧基矽烷、γ-(2-脲基乙基)胺基丙基三甲氧基矽烷等含有脲基之烷氧基矽烷化合物；γ-異氰酸酯基丙基三乙氧基矽烷、γ-異氰酸酯基丙基三甲氧基矽烷、γ-異氰酸酯基丙基甲基二甲氧基矽烷、γ-異氰酸酯基丙基甲基二乙氧基矽烷、γ-異氰酸酯基丙基乙基二甲氧基矽烷、γ-異氰酸酯基丙基乙基二乙氧基矽烷、γ-異氰酸酯基丙基三氯矽烷等含有異氰酸酯基之烷氧基矽烷化合物；γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、γ-(2-胺基乙基)胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、γ-(2-胺基乙基)胺基丙基三甲氧基矽烷、γ-胺基丙基三甲氧基矽烷等含有胺基之烷氧基矽烷化合物；及γ-羥基丙基三甲氧基矽烷、γ-羥基丙基三乙氧基矽烷等含有羥基之烷氧基矽烷化合物等。
其等可單獨使用，亦可組合使用2種以上。
就使樹脂構件14之韌性提高之觀點而言，本實施形態之熱硬化性樹脂組成物(P)亦可進而含有彈性體(D)。但是，於本實施形態中，自彈性體(D)排除上述填充材料(B)。
於將樹脂構件14之整體設為100質量份時，彈性體(D)之含量較佳為1質量份以上且10質量份以下，更佳為1.5質量份以上且7質量份以下。藉由將彈性體(D)之含量設在上述範圍內，可維持樹脂構件14之機械強度，並且可使樹脂構件14之韌性更進一步提高。藉此，可獲得樹脂構件14與金屬構件12之接合強度更加優異之樹脂金屬複合體。
作為彈性體(D)，例如可列舉：未改質之聚乙酸乙烯酯、羧酸改質之聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇縮丁醛、天然橡膠、異戊二烯橡膠、 苯乙烯-丁二烯橡膠、丁二烯橡膠、氯丁二烯橡膠、丁基橡膠、乙烯-丙烯橡膠、丙烯酸橡膠、苯乙烯-異戊二烯橡膠、丙烯腈-丁二烯橡膠、胺酯橡膠(urethane gum)、矽橡膠、氟橡膠等。其等可單獨使用，亦可組合使用2種以上。其等之中，較佳為未改質之聚乙酸乙烯酯、羧酸改質之聚乙酸乙烯酯、丙烯酸橡膠、丙烯腈-丁二烯橡膠、聚乙烯醇縮丁醛。若使用該等彈性體(D)，則可使樹脂構件14之韌性尤其提高。
熱硬化性樹脂組成物(P)之製造方法並無特別限定，通常可利用公知之方法製造。例如，可列舉以下方法。首先，於熱硬化性樹脂(A)中視需要摻合填充材料(B)、矽烷偶合劑(C)、彈性體(D)、硬化劑、硬化助劑、脫模劑、顏料、阻燃劑、耐候劑、抗氧化劑、塑化劑、潤滑劑、滑動劑、發泡劑等並均勻地混合。繼而，利用輥、雙向捏合機、雙軸擠出機等混練裝置單獨地或利用輥與其他混練裝置之組合對所獲得之混合物進行加熱熔融混練。最後，對所獲得之混合物進行造粒或粉碎，藉此獲得熱硬化性樹脂組成物(P)。
樹脂構件14之自25℃至玻璃轉移溫度之範圍內之線膨脹係數αR較佳為10ppm/℃以上且50ppm/℃以下，更佳為15ppm/℃以上且45ppm/℃以下。若線膨脹係數αR在上述範圍內，則可使樹脂金屬複合體之溫度循環之可靠性更進一步提高。
就輕量化之觀點而言，樹脂構件14之密度較佳為2.5g/cm3以下，更佳為2.0g/cm3以下。
又，樹脂構件14於40℃、90%RH進行1000小時耐濕處理後所測定之耐濕絕緣破壞強度較佳為5MV/m以上，進而較佳為7MV/m以 上。藉由如此，可使樹脂金屬複合體之溫度循環之可靠性更進一步提高。
樹脂構件14之熱導率較佳為90W/(m．K)以下，更佳為1W/(m．K)以下。若為上述上限以下，則電力轉換裝置1之隔熱性提高。熱導率可利用雷射閃光法進行測定。再者，於熱導率具有異向性之情形時，係關於與金屬構件12和樹脂構件14之密合面103垂直之方向之熱導率。
於使用含填充材料(B)之熱硬化性樹脂組成物(P)之情形時，填充材料(B)存在於凹部201之內部，存在於凹部201之填充材料(B)之利用掃描式電子顯微鏡照片之畫像解析而得之平均長徑較佳為0.1μm以上且5.0μm以下，更佳為0.2μm以上且4μm以下。藉此，可使樹脂構件14與金屬構件12相互滲入之區域之機械強度更進一步提高。
又，存在於凹部201之內部之填充材料(B)之平均縱橫比較佳為1以上且50以下，更佳為1以上且40以下。
存在於凹部201之內部之填充材料(B)之平均長徑及平均縱橫比能以如下方式根據SEM照片進行測定。首先，利用掃描式電子顯微鏡對粗化層104之剖面進行拍攝。自其觀察像中任意選擇50個存在於凹部201之內部之填充材料(B)，並分別測定其等之長徑(於纖維狀填充材料之情形時為纖維長，於板狀填充材料之情形時為平面方向之長徑尺寸)及短徑(於纖維狀填充材料之情形時為纖維直徑，於板狀填充材料之情形時為厚度方向之尺寸)。將使全部長徑相加後除以個數所得之值設為平均長徑。同樣地，將使全部短徑相加後除以個數所得之值設為平均短徑。而且，將平均長徑相對於平均短徑設為平均縱橫比。
又，存在於凹部201之內部之填充材料(B)較佳為選自由 矽灰石、高嶺黏土、滑石、碳酸鈣、氧化鋅、矽酸鈣水合物、硼酸鋁鬚晶、及鈦酸鉀纖維所組成之群中之一種或兩種以上。
又，於樹脂構件14含有彈性體(D)之情形時，樹脂構件14較佳為海島構造，且彈性體(D)較佳為呈島相存在。
若為此種構造，則可使樹脂構件14之韌性提高，並且可使樹脂金屬複合體之耐衝擊性提高。因此，即便自外部對樹脂金屬複合體施加衝擊，亦可維持樹脂構件14與金屬構件12之接合強度。
海島構造可利用掃描式電子顯微鏡照片進行觀察。
上述島相之利用掃描式電子顯微鏡照片之畫像解析而得之平均直徑較佳為0.1μm以上且100μm以下，更佳為0.2μm以上且30μm以下。若島相之平均直徑在上述範圍內，則可使樹脂構件14之韌性更進一步提高，並且可使樹脂金屬複合體之耐衝擊性更進一步提高。
島相之平均直徑能以如下方式根據掃描式電子顯微鏡(SEM)照片進行測定。首先，利用掃描式電子顯微鏡對樹脂構件14之剖面進行拍攝。自其觀察像中任意選擇50個存在於樹脂構件14之島相，並分別測定其等之直徑。將使島相之全部直徑相加後除以個數所得之值設為平均直徑。
<電力轉換裝置之殼體之製造方法>
本實施形態之殼體10之製造方法只要為能以樹脂構件14與金屬構件12密合之方式成形樹脂金屬複合體之方法，則並無特別限定。作為可成形此種樹脂金屬複合體之方法，可列舉例如射出成形法、轉移成形法、壓縮成形法、射出壓縮成形法等。但是，於製造由具有100萬次彎曲疲勞耐性之樹脂金屬複合體構成之殼體10時，難以利用上述一般之成形方法獲得。
具體而言，由具有100萬次彎曲疲勞耐性之樹脂金屬複合體構成之殼體10，其重點在於例如高度控制以下2個條件之各種因素。
(1)樹脂材料之選擇(熱硬化性樹脂、其硬化劑及添加劑之組合等)
(2)金屬材料之選擇(金屬之種類、表面處理之各種條件之設定等)
又，於實施例中對本實施形態之電力轉換裝置之殼體10之製造方法之一例具體地進行敍述。
再者，本實施形態之電力轉換裝置1係將殼體10與其他零件組合而製造。其他零件通常可利用公知之方法製造。
《熱硬化性樹脂組成物》
本實施形態之熱硬化性樹脂組成物係為了形成如下之電力轉換裝置之殼體之樹脂構件而使用者，且該熱硬化性樹脂組成物含有熱硬化性樹脂；該電力轉換裝置之殼體係由使樹脂構件14與金屬構件12接合而成之樹脂金屬複合體構成且內壁面由樹脂構件14構成。
《電力轉換裝置》
本實施形態之電力轉換裝置具備上述電力轉換裝置之殼體。
以上，參照圖式對本發明之實施形態進行了敍述，但其等係本發明之例示，亦可採用上述以外之各種構成。
實施例
以下，參照實施例、比較例對本實施形態詳細地進行說明。再者，本實施形態不受該等實施例之記載任何限定。
(實施例1)
<熱硬化性樹脂組成物(P1)之製備>
將酚醛清漆型酚樹脂(PR-51305，SUMITOMO BAKELITE公司製造)34.3質量份、作為硬化劑之六亞甲基四胺6.0質量份、作為填充劑之玻璃纖維(日東紡公司製造)57.1質量份、作為矽烷偶合劑之γ-胺基丙基三乙氧基矽烷(信越化學公司製造)0.2質量份、作為硬化助劑之氧化鎂(神島化學工業公司製造)0.5質量份、潤滑劑等其他成分1.9質量份分別乾式混合，並利用90℃之加熱輥對該混合物進行熔融混練，將製成片狀並冷卻後之物粉碎而獲得顆粒狀之熱硬化性樹脂組成物(P1)。
<金屬構件之製備>
作為未進行表面處理之金屬片材，準備其表面經#4000之研磨紙充分研磨之鋁合金A5052之金屬片材A(80mm×10mm，厚度1.0mm，密度2.68g/cm3，熱導率138W/(m．K))。製備氫氧化鉀(16質量份)、氯化鋅(5質量份)、硝酸鈉(5質量份)、硫代硫酸鈉(13質量份)之水溶液。使金屬片材A浸漬於所獲得之水溶液(30℃)中並搖動，而使其沿深度方向溶解15μm(根據鋁所減少之重量而算出)。繼而，進行水洗，並浸漬於35質量份之硝酸水溶液(30℃)中搖動20秒。其後，進行水洗、乾燥而獲得金屬片材1。
<樹脂金屬複合體之製作>
使用所獲得之熱硬化性樹脂組成物(P1)及金屬片材1製作樹脂金屬複合體1。具體而言，按照以下順序製作。首先，將厚度1mm之金屬片材1不固定地配置於模具內。繼而，以硬化後之厚度成為3mm之方式對熱硬化性樹脂組成物(P1)進行加熱，並向上述模具內注入特定量。此時，藉由熱硬化性樹脂組成物(P)之流體壓力將金屬片材1壓抵於模具之內壁。 最後，藉由壓縮成形使熱硬化性樹脂組成物(P1)硬化，藉此獲得厚度3mm之樹脂構件片材(樹脂構件)與厚度1mm之金屬片材1(金屬構件)之2層片材即樹脂金屬複合體1(複合構件)。將該樹脂金屬複合體1作為試驗片1。再者，壓縮成形條件係設為有效壓力20MPa、模具溫度175℃、硬化時間3分鐘。
<殼體之製作>
以與製作試驗片1相同之條件製作由樹脂金屬複合體構成之電力轉換裝置之殼體。繼而，將電力轉換裝置收容於所製作之殼體。再者，與收容於殼體之電力轉換裝置(反相器)相關之零件係準備利用一般公知之方法製作而成者。
使用藉由上述方法而獲得之熱硬化性樹脂組成物、金屬構件、樹脂金屬複合體或殼體進行下述測定及評價。
(實施例2)
使用以下之熱硬化性樹脂組成物(P2)代替熱硬化性樹脂組成物(P1)，除該方面以外，利用與實施例1相同之方法製作樹脂金屬複合體2。將該樹脂金屬複合體2作為試驗片2並進行下述測定及評價。
<熱硬化性樹脂組成物(P2)之調整>
於具備回流冷凝器攪拌機、加熱裝置、真空脫水裝置之反應槽內以莫耳比(f/p)=1.7加入苯酚(p)與甲醛(f)，並向其中添加相對於苯酚100質量份為0.5質量份之乙酸鋅，將該反應系統之pH調整為5.5並且進行3小時回流反應。其後，獲得藉由在真空度100Torr、溫度100℃進行2小時水蒸氣蒸餾而去除未反應苯酚，進而，於真空度100Torr、溫度115℃使混 合物反應1小時而獲得之數量平均分子量800之二亞甲基醚型之固形物作為可溶酚醛型酚樹脂。
將所獲得之可溶酚醛型酚樹脂25.3質量份、酚醛清漆型酚樹脂(PR-51305，SUMITOMO BAKELITE公司製造)10.7質量份、作為填充劑之玻璃纖維(日東紡公司製造)53.5質量份、作為填充劑之黏土(ENGELHARD公司製造)4.9質量份、作為矽烷偶合劑之γ-胺基丙基三乙氧基矽烷(信越化學公司製造)0.5質量份、作為硬化助劑之熟石灰(秩父石灰工業公司製造)1.8質量份、潤滑劑等其他成分3.3質量份分別乾式混合，並利用90℃之加熱輥對該混合物進行熔融混練，將製成為片狀並冷卻後之物粉碎而獲得顆粒狀之熱硬化性樹脂組成物(P2)。
(實施例3)
以成為以下表1所記載之摻合之方式製備熱硬化性樹脂組成物(P3)，除該方面以外，利用與實施例1相同之方法製作樹脂金屬複合體3。將該樹脂金屬複合體3作為試驗片3而進行下述測定及評價。
(實施例4)
以成為以下表2所記載之摻合之方式製備熱硬化性樹脂組成物(P4)，除該方面以外，利用與實施例1相同之方法製作樹脂金屬複合體4。將該樹脂金屬複合體4作為試驗片4並進行下述測定及評價。
(實施例5)
以成為以下表2所記載之摻合之方式製備熱硬化性樹脂組成物(P5)，除該方面以外，利用與實施例1相同之方法製作樹脂金屬複合體5。將該樹脂金屬複合體5作為試驗片5並進行下述測定及評價。
(實施例6)
以成為以下表2所記載之摻合之方式製備熱硬化性樹脂組成物(P6)，除該方面以外，利用與實施例1相同之方法製作樹脂金屬複合體6。將該樹脂金屬複合體6作為試驗片6並進行下述測定及評價。
(實施例7)
以成為以下表2所記載之摻合之方式製備熱硬化性樹脂組成物(P7)，除該方面以外，利用與實施例1相同之方法製作樹脂金屬複合體7。將該樹脂金屬複合體7作為試驗片7並進行下述測定及評價。
(比較例1)
準備不含樹脂構件之試驗片。具體而言，作為未進行表面處理之金屬片材，準備其表面經#4000之研磨紙充分研磨之鋁合金A5052之金屬片材D(80mm×10mm，厚度4.0mm，密度2.68g/cm3，熱導率138W/(m．K))，並將其作為試驗片8。
針對試驗片8，進行下述測定及評價。
本比較例之僅由金屬構件構成之殼體係藉由利用公知之方法對鋁合金A5052進行加工而製作。
(比較例2)
製作不含金屬構件之試驗片。具體而言，對熱硬化性樹脂組成物(P1)進行加熱，並向模具內注入特定量後，藉由壓縮成形使熱硬化性樹脂組成物(P1)硬化，藉此獲得80mm×10mm、厚度4.0mm之僅由樹脂構件構成之試驗片9。再者，壓縮成形條件係設為有效壓力20MPa、模具溫度175℃、硬化時間3分鐘。
針對試驗片9，進行下述測定及評價。
(比較例3)
使用實施例1中所使用之未進行表面處理之金屬片材A代替金屬片材1，對由金屬片材A製作之殼體嵌入由熱硬化性樹脂組成物(P1)製作之殼體而製作電力轉換裝置之殼體，除該方面以外，利用與實施例1相同之方法製作樹脂金屬複合體8。將該樹脂金屬複合體8作為試驗片10，並進行下述測定及評價。
針對所獲得之熱硬化性樹脂組成物、金屬構件、樹脂金屬複合體或殼體，進行如下所示之測定及評價。
樹脂構件之密度：自樹脂構件片材切出厚度2mm之樹脂試樣，利用水中置換法測定樹脂構件之密度。單位係設為g/cm3。
金屬構件之比表面積：於將測定對象試樣於120℃真空乾燥6小時後，使用自動比表面積/細孔分佈測定裝置(BELSORPminiII，日本BELL公司製造)測定液態氮溫度下之氮吸附脫附量。利用氮吸附BET法而測定之實際表面積係根據BET曲線而算出。藉由以所測定之利用氮吸附BET法而得之實際表面積除以表觀表面積而算出比表面積。
金屬構件之表面之光澤度：使用數位光澤度計(20°、60°)(GM-26型，村上色彩技術研究所公司製造)，依據ASTM-D523以測定角度60°(入射角60°、反射角60°)對金屬構件表面之光澤度進行測定。
100萬次彎曲疲勞耐性：利用實施形態中所說明之方法對試驗片之100萬次彎曲疲勞耐性進行評價。將2個支點抵接於試驗片之金屬構件側之面，並將壓頭抵接於樹脂構件側之面之中央。於25℃環境，將反覆 應力之頻率設為30Hz，將支點間之距離L設為64mm，對試驗片連續地施加100萬次140MPa之彎曲應力。將即便施加100萬次反覆應力斷裂及剝離皆未產生之情形評價為○，將於施加100萬次反覆應力期間產生了斷裂或剝離之情形評價為×。
1000次循環後之彎曲強度：首先，於180℃對試驗片進行8小時燒成處理。針對如此而獲得之燒成後之試驗片，進行1000次循環之於-40℃靜置1小時後於150℃靜置1小時之熱處理。其次，針對所獲得之試驗片，依據JIS K6911測定其彎曲強度。單位係設為MPa。再者，於以下之表中，將於進行1000次循環之熱處理期間產生了斷裂或剝離之情形記為×。
1000次循環後之彎曲彈性模數：首先，於180℃對試驗片進行8小時燒成處理。針對如此而獲得之燒成後之試驗片，進行1000次循環之於-40℃靜置1小時後於150℃靜置1小時之熱處理。其次，針對所獲得之試驗片，依據JIS K6911測定其彎曲彈性模數。單位係設為GPa。再者，於以下之表中，將於進行1000次循環之熱處理期間產生了斷裂或剝離之情形記為×。
電磁波屏蔽效應：自所製作之樹脂金屬複合體切出大小10cm×10cm、厚度4mm之試驗片。使用所切出之試驗片，並依據KEC法測定樹脂金屬複合體之電磁波屏蔽率。單位係設為dB。
耐濕絕緣破壞強度：自所製作之樹脂金屬複合體切出大小100mm×100mm、厚度2mm之試驗片。其次，針對所切出之試驗片，於40℃、90%RH進行1000小時耐濕處理。將如此而獲得之耐濕處理後之試驗片靜置於加入了絕緣油之浴槽中。其次，將試驗片之中央部夾於上下電極間， 並以兩電極之中心線上下一致之方式進行固定之後，將導線連接於電極而形成試驗電路。對所形成之電路施加電壓，測定試驗片破壞時之破壞電壓。再者，電壓之施加係以平均10~20秒產生該試樣之絕緣破壞之固定速度自0開始上升。繼而，藉由將所測定之破壞電壓之值除以試驗片之實測平均厚度而算出耐濕絕緣破壞強度。單位係設為MV/m。
殼體之可靠性評價：首先，製作圖1所示之電力轉換裝置之殼體。繼而，嘗試實際使用所獲得之電力轉換裝置之殼體，對其可靠性進行評價。
評價基準如下所述。
○：即便於使用多次之後，甚至微小之破損亦未產生，於實際使用上無問題
△：於使用多次之後，略微產生有破損，但於實際使用上無問題
×：因使用多次而產生破損，於實際使用上有問題
將與上述評價項目相關之評價結果和各成分之摻合比率一併示於以下之表1及表2。
實施例1~7之殼體均為將樹脂構件與金屬構件一體成形而成者。因此，實施例1~7之殼體係輕量、且實際使用時之可靠性優異者。相對於此，比較例1之殼體係僅由金屬構件構成者，就輕量化及小型化之觀點而言於實際使用上亦存在問題。比較例2之殼體係僅由樹脂構件構成者，雖然就輕量化及小型化之觀點而言優異，但就實際使用上之耐久性之觀點而言欠缺可靠性。比較例3之殼體係採用了未將樹脂構件與金屬構件牢固地接合之構成者。因此，雖然就輕量化及小型化之觀點而言優異，但就實際使用上之耐久性之觀點而言欠缺可靠性。
本申請案主張基於在2014年4月16日提出申請之日本專利 申請特願2014-084337號之優先權，並將其揭示之全部內容引用至本文中。
1‧‧‧電力轉換裝置
10‧‧‧殼體
12‧‧‧金屬構件
14‧‧‧樹脂構件

Claims (16)

  1. 一種電力轉換裝置之殼體，其由樹脂金屬複合體構成，該樹脂金屬複合體係使由熱硬化性樹脂構成之樹脂構件與金屬構件密合而成，且該電力轉換裝置之殼體的內壁面由上述樹脂構件構成。
  2. 如申請專利範圍第1項之電力轉換裝置之殼體，其中，上述樹脂金屬複合體具有如下彎曲疲勞耐性：針對積層有厚度d1之上述樹脂材料與厚度d2之上述金屬材料且以上述樹脂材料與上述金屬材料之厚度之比d1/d2成為3之方式切出之試驗片，於25℃之溫度條件將下述第1狀態與下述第2狀態，以頻率30Hz交替地重複100萬次時，既不會剝離亦不會斷裂；上述第1狀態係：將上述樹脂構件之露出面朝上地配置於2個支持台上且不施加應力；上述第2狀態係：對上述樹脂構件側之面之中央沿厚度方向施加140MPa之1點應力而使中央自上述第1狀態下沈。
  3. 如申請專利範圍第1項之電力轉換裝置之殼體，其中，關於上述樹脂金屬複合體，針對藉由下述處理而獲得之試驗片，於將在-40℃靜置1小時後在150℃靜置1小時之熱處理設為1次循環時，將上述熱處理進行1000次循環後，依據JIS K6911而測定之上述試驗片之彎曲強度為200MPa以上；上述處理係：將積層有厚度d1之上述樹脂材料與厚度d2之上述金屬材料以上述樹脂材料與上述金屬材料之厚度之比d1/d2成為3之方式切出，並於180℃進行8小時燒成。
  4. 如申請專利範圍第1項之電力轉換裝置之殼體，其中，關於上述樹脂金屬複合體，針對藉由下述處理而獲得之試驗片，於將在-40℃靜置1小時後在150℃靜置1小時之熱處理設為1次循環時，將上述熱處理進行1000次循環後，依據JIS K6911而測定之上述試驗片之彎曲彈性模數為20GPa以上；上述處理係：將積層有厚度d1之上述樹脂材料與厚度d2之上述金屬材料以上述樹脂材料與上述金屬材料之厚度之比d1/d2成為3之方式切出並於180℃進行8小時燒成。
  5. 如申請專利範圍第1項之電力轉換裝置之殼體，其中，上述樹脂構件之密度為2.5g/cm3以下。
  6. 如申請專利範圍第1項之電力轉換裝置之殼體，其中，利用KEC法對利用上述樹脂金屬複合體製作而成之大小10cm×10cm、厚度4mm之試驗片進行測定所得之頻率1GHz之電磁波之屏蔽效應為90dB以上。
  7. 如申請專利範圍第1項之電力轉換裝置之殼體，其中，上述樹脂構件含有選自由酚樹脂、環氧樹脂及不飽和聚酯樹脂所組成之群中之1種以上。
  8. 如申請專利範圍第1項之電力轉換裝置之殼體，其中，上述樹脂構件於在40℃、90%RH進行1000小時耐濕處理後測得之耐濕絕緣破壞強度為5MV/m以上。
  9. 如申請專利範圍第1項之電力轉換裝置之殼體，其中，上述金屬構件包含鋁或不鏽鋼材料。
  10. 如申請專利範圍第1項之電力轉換裝置之殼體，其中，上述樹脂金屬 複合體係將如下所述之上述金屬構件、與上述樹脂構件密合而成，該上述金屬構件係：至少與上述樹脂構件密合之密合面之依據ASTM-D523而測得的測定角度60°之光澤度為0.1以上且30以下。
  11. 如申請專利範圍第1項之電力轉換裝置之殼體，其中，於上述樹脂金屬複合體中，上述金屬構件中之與上述樹脂構件之密合面具有多個凹部，上述凹部之剖面形狀成為如下形狀：於上述凹部之開口部至底部之間之至少一部分具有較上述開口部之剖面寬度大之剖面寬度。
  12. 如申請專利範圍第1項之電力轉換裝置之殼體，其中，於上述樹脂金屬複合體中，於上述金屬構件中之與上述樹脂構件之密合面形成有設置多個凹部而成之粗化層，且上述粗化層之厚度為3μm以上且40μm以下。
  13. 如申請專利範圍第1項之電力轉換裝置之殼體，其中，上述樹脂金屬複合體係將如下所述之上述金屬構件、與上述樹脂構件密合而成，該上述金屬構件係：至少與上述樹脂構件密合之密合面之利用氮吸附BET法而測定之實際表面積相對於表觀表面積之比為100以上且400以下。
  14. 如申請專利範圍第1項之電力轉換裝置之殼體，其中，上述電力轉換裝置為反相器或轉換器。
  15. 一種熱硬化性樹脂組成物，其係為了形成如下之電力轉換裝置之殼體之樹脂構件而使用者，該電力轉換裝置之殼體係由使上述樹脂構件與金屬構件接合而成之樹脂金屬複合體構成且內壁面由上述樹脂構件構 成者，且該熱硬化性樹脂組成物含有熱硬化性樹脂。
  16. 一種電力轉換裝置，其具備申請專利範圍第1至14項中任一項之電力轉換裝置之殼體。
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