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TWI430881B - 以面方向具優異導熱性樹脂塗裝之金屬材料 - Google Patents

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TWI430881B
TWI430881B TW099106332A TW99106332A TWI430881B TW I430881 B TWI430881 B TW I430881B TW 099106332 A TW099106332 A TW 099106332A TW 99106332 A TW99106332 A TW 99106332A TW I430881 B TWI430881 B TW I430881B
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兒嶋岳志
平野康雄
五十嵐哲也
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神戶製鋼所股份有限公司
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Description

以面方向具優異導熱性樹脂塗裝之金屬材料
本發明關於以面方向具優異導熱性樹脂塗裝之金屬材料，特別地關於熱源對該金屬材料局部接觸，適用作為在面方向強烈要求高導熱性之電子機器零件(含電力機器零件或光學機器零件)的原材料之以樹脂塗裝之金屬材料。作為如此的電子機器零件，例如可舉出散熱片、薄型電視等的背殼(back chassis)、收納內藏熱源的電子機器零件之金屬製筐體(殼體)等。
電子機器等的高性能化‧小型化係愈來愈進展，使由電子機器內部的熱源所產生的熱散熱之散熱構件的硏究係活躍進行著。其中，於如薄型電視的背殼等之熱源局部接觸的散熱構件中，要求使所產生的熱迅速地廣面積擴散，即在散熱構件的面方向中導熱性優異者。此係因為面方向導熱性若低，則在面方向中產生溫度梯度，發生面內溫度的散差(dispersion)，發生發光面的色不均(color unevenness)或玻璃基板的裂紋等不良狀況。
特別地，當散熱構件由鋼板等的金屬材料所構成，熱源與該金屬材料接觸時，極重要的不是該金屬材料之厚度方向的導熱率，而是提高面方向的導熱率。此係因為當熱源與鋼板等的散熱構件接觸時，作為從熱源到鋼板再往外部傳熱的路徑，考慮厚度方向與面方向的二者，於如鋼板之板厚為薄的金屬材料中，由於厚度方向的傳熱距離短，相對於厚度方向的導熱率向上所致的傳熱量增加之效果非常小，由於面方向的傳熱面積非常廣，可期待面方向的導熱率提高所致的傳熱量之顯著增加。
然而，實情為與散熱構件有關的硏究之大多數，係從使來自內藏熱源的電子機器零件之熱往外部迅速地擴散之觀點來看，重點為放在散熱構件的厚度方向之導熱率的提高，而不太留意散熱構件之面方向的導熱率。例如，專利文獻1中揭示作為可高效率進行熱的吸收與擴散之材料，具備含有平均縱橫比為3以上的微小碳纖維(代表的為碳奈米管)之被覆層之金屬材料，若參考導熱率的測定方法，可認為僅評價厚度方向的導熱率。
先前技術文獻 專利文獻
[專利文獻1]　特開2005-199666號公報
本發明係著眼於上述情事而完成者，其目的在於提供以面方向具優異導熱性樹脂塗裝之金屬材料。
本發明的以樹脂塗裝之金屬材料係在金屬基材的至少一面上被覆有含導熱粒子的樹脂皮膜之樹脂塗裝之金屬材料，其特徵為在對樹脂皮膜的面方向截面之掃描型電子顯微鏡照片進行圖像解析時，於測定視野中所觀察的導熱粒子係滿足下述(1)～(3)的要件；
(1)以導熱粒子的最大長度除以最小長度後之值(最大長度/最小長度)所表示的扁平率之平均值為3.0以上，
(2)測定導熱粒子的最大長度與面方向的水平線所成的傾斜角時，傾斜角存在於0°以上且未達30°的範圍內之導熱粒子的頻數比例為40%以上，
(3)導熱粒子的面積率為30%以上。
於本發明的較佳實施形態中，上述樹脂皮膜的面方向導熱率為1.5W/mK以上。
於本發明的較佳實施形態中，上述導熱粒子係銅、鋁或石墨。
於本發明的較佳實施形態中，上述樹脂塗裝金屬材料係用於電子機器零件。
於本發明中，具有上述以樹脂塗裝之金屬材料的電子機器零件亦包含在本發明的範圍內。
本發明由於如上述地構成，可提供以面方向之導熱性高的樹脂塗裝之金屬材料。若使用本發明的金屬材料，由於可防止由於接觸金屬材料的熱源所產生的溫度梯度之降低，故特別適用作為在面方向中強烈要求高導熱性的散熱片或薄型電視等的背殼等之電子機器零件的原材料。
 實施發明的形態
本發明者們為了提供作為在電子機器用的散熱構件中，尤其熱源局部接觸散熱構件，在面方向強烈要求高導熱性的散熱構件之原材料，所適用的樹脂塗裝金屬材料，進行重複的檢討。結果發現所欲之高的面方向導熱率，係不能僅在樹脂皮膜中單純地添加許多導熱率高的高導熱粒子而獲得(例如參照表2的No.3、4)，而是使導熱粒子的形狀或方向(定義為相對於面方向的水平線而言，粒子的傾斜程度「傾斜角」)經恰當控制者，以指定的面積率存在於樹脂皮膜中才獲得，完成本發明。
即，本發明的以樹脂塗裝之金屬材料，係在金屬基材的至少一面(熱源側)上被覆有含導熱粒子的樹脂皮膜之樹脂，其特徵為在對樹脂皮膜的面方向截面之掃描型電子顯微鏡照片(SEM照片)進行圖像解析時，於測定視野中所觀察的導熱粒子係滿足下述(1)～(3)的要件；
(1)以導熱粒子的最大長度除以最小長度後之值(最大長度/最小長度)所表示的扁平率之平均值為3.0以上，
(2)測定導熱粒子的最大長度與面方向的水平線所成的傾斜角時，傾斜角存在於0°以上且未達30°的範圍內之導熱粒子的頻數比例為40%以上，
(3)導熱粒子的面積率為30%以上。
如此地，本發明的特徴部分係在於規定上述(1)～(3)的要件，其係大幅有助於面方向導熱率的提高之要件。如由後述實施例所證實，本發明中必須完全滿足上述三個要件，任一個要件不滿足本發明者係得不到所欲的特性。
首先，一邊參照圖1，一邊詳細說明上述(1)中規定的扁平率及上述(2)中規定的傾斜角。圖1係示意地顯示藉由後述詳細說明的圖像解析手段所得之導熱粒子。
上述(1)中規定的扁平率係由圖1中所示的最大長度與以該最大長度為基礎所算出的最小長之比(最大長度/最小長度)來算出。最小長度係指以與最大長度呈平行的2條直線夾住導熱粒子時，平行線的寬度成為最小時的長度。於本發明中，將最大長度除以最小長度後的值定義為「導熱粒子的扁平率」。
上述(2)中規定的傾斜角(方向)係指如圖1所示地，面方向的水平線與延長最大長度而與水平線相交的線所成的角度。此處，與面方向的水平線所成的角度，係意味在與樹脂皮膜的表面呈垂直的平面內，相對於與樹脂被膜的表面呈平行的方向之角度。接著，依照後述的解析程序，每10°測定存在於傾斜角0～180°的範圍內之導熱粒子的個數(頻數)，作成傾斜角頻數分布圖。為了參考，圖2的上圖中顯示後述實施例的表1之No.9的傾斜角頻數分布圖。在圖2的橫軸繪製傾斜角(10°、20°、最大180°為止)，相對於各自的傾斜角，以條形圖表示存在於0°以上且未達10°、10°以上且未達20°等的導熱粒子之頻數(個)。於本發明中，傾斜角0°以上且未達10°與超過170°且180°以下的結果，由於可以說為鏡像體(enantiomer)的關係，故看作同等，將存在於各自的傾斜角範圍內之導熱粒子的頻數相加。將全部傾斜角範圍(0～180°)以每10°分割時，如上述例示地，將0°以上且未達90°當作「以上、未達」，將從90°到180°以下為止當作「超過、以下」。再者，將僅90°納入「80°以上且未達90°」或「超過90°且100°以下」的範圍內。藉此，可將存在於傾斜角0～180°的範圍內之全部粒子的頻數表示成存在於傾斜角0～90°範圍內的粒子之頻數。
圖2的下圖係將圖2的上圖中所示的傾斜角頻數分布圖(傾斜角0～180°)作如上述的整理者，存在於傾斜角0～90°的範圍內之導熱粒子的頻數係以10°單位來表示。於本發明中，以如此所得之圖2的下圖之傾斜角頻數分布圖為基礎，將存在於傾斜角0～30°的範圍內的頻數之合計除以存在於傾斜角0～90°的範圍內之頻數全體(全部頻數)後的值，定義為「傾斜角存在於0°以上且未達30°的範圍內之導熱粒子的頻數比例」。
接著，一邊參照圖3及圖4，一邊詳細說明本發明的有用性。其中，圖3係顯示完全滿足上述(1)～(3)的要件之實施例1的No.9(本發明例)之SEM圖像及圖像解析結果的照片，圖4係不滿足上述(3)的要件之實施例1的No.11(比較例)的照片。
如圖3所示地，於本發明例中，具有指定的扁平形狀且指定傾斜角的粒子係朝向面方向大致連續，邊適度地重疊邊多數存在著。結果熱的通道(路徑)係朝向面方向而形成，而判斷面方向導熱率變高。為了參考，於圖3的圖像解析結果中，以→表示熱的流動方向。
相對於此，比較例中，如圖4所示地，在面方向中粒子不存在的空洞處有幾個存在。因此，面方向的熱通道係斷開，而判斷面方向導熱率變低。
為了參考，圖5、圖6A、圖6B、圖10A至圖10C及圖11中顯示上述以外的實施例1之結果。其中，圖5、圖10A及圖10B係顯示完全滿足上述(1)～(3)的要件之實施例1的No.9、10、12、14、15、16、17、19、20(皆本發明例)之SEM圖像及圖像解析結果的照片，可知與前述圖3同樣地，形成有用於面方向導熱率提高的熱之途徑。另一方面，圖6A、圖6B及圖11係不滿足上述上述(1)～(3)的任一要件之No.2～8及18(皆比較例)的照片。於圖6A、圖6B及圖11中，可知與前述圖4同樣地，有用於面方向導熱率提高之熱的路徑係被遮斷。
完全滿足上述(1)～(3)的要件之以樹脂塗裝的金屬材料，係樹脂皮膜的面方向導熱率高到1.5W/mK以上(較佳為1.55W/mK以上，尤佳為1.6W/mK以上，更佳為1.65W/mK以上，尤更佳為1.7W/mK以上)者。若依照本發明，如後述實施例所示地，得到樹脂皮膜的面方向導熱率為2.0W/mK以上，更且2.5W/mK以上之非常高者。
此處，面方向的導熱率係以使用專用的測定裝置[真空理工股份公司(Shinku-Riko. Inc.)(現在ULVAC理工股份公司(ULVAC-RIKO. Inc.))製的光交流法熱常數測定裝置PIT-R1型」]所得之熱擴散率為基礎，根據下式(1)來算出者。此裝置特別適用作為測定厚度0.3mm以下的薄試料之面方向的熱擴散率用之裝置。
面方向的導熱率(W/mK)=熱擴散率(×10-6 ×m2 /sec)×比熱(J/gK)×密度(g/cm3 )　‧‧‧(1)
邊參照圖7邊說明上述(1)式中的熱擴散率之測定方法。圖7係說明本發明中所用的上述測定裝置之構成的概略圖。如圖7所示地，於上述的測定裝置中，對固定於裝置內的試料板(製作方法係如後述)照射交流波形的光，邊使快門在試料的板面方向中移動邊遮蔽光線，由試料的板面方向之移動距離L、與在光照射面相反側之面上所安裝的熱電偶所測定的交流溫度Tac之絕對值的對數(ln∣Tac∣)之梯度d，根據下式(2)算出熱擴散率D。於以下的實施例中，測定環境係大氣中、室溫，測定頻率[下式(2)中的f]為0.1Hz。
熱擴散率D(m2 /sec)=π×f(Hz)/d2 (m-2 )　‧‧‧(2)
固定於上述測定裝置的試料板之製作方法係如以下。
首先，準備熱擴散率測定用的樹脂皮膜試料(後述的實施例中，使用切割成寬度約5mm×長度約10mm的樹脂塗裝之聚醯亞胺膜)。所切割的試料之大小只要寬為5mm左右即可，長度比10mm若干長也沒有關係。
其次，如圖7所示地，對上述試料的受光面進行黑化處理。詳細地，使用附屬的噴碳機(未圖示)，從離試料約30cm的場所噴灑碳而將試料黑化，以使表面成為一樣黑。再者，在與試料的受光面相反側，安裝附熱電偶的試料板。具體地，如圖7所示地，在熱電偶試料板與試料板的交叉點僅塗佈必要且最小限量的銀糊，以黏著試料與熱電偶。此時，樹脂皮膜若薄，則會看到試料的翹曲(warpage)，於該情況下，可長地切割試料，固定在熱電偶試料板上。
如此地，得到受光面經黑化處理，在受光面的相反側安裝有電偶試料板的試料板，將此試料板固定於上述測定裝置。
又，上述(1)式中的樹脂皮膜試料之比熱係使用差示掃描熱量計(Differential scanning calorimetry,精工儀器(Seiko Instruments Inc.)製的DSC220C)，在室溫進行測定。又，為了正確地測定上述(1)式中的上述樹脂皮膜試料之密度[重量/(縱×橫×厚度)]，使用游標卡尺來正確地測定縱與橫的尺寸(mm)，由扁平率之測定時所用的SEM截面照片來求得膜厚(μm)。
將如此所得之熱擴散率、比熱及密度代入上述(1)式，以算出面方向的導熱率。
接著，詳細說明上述(1)～(3)的測定程序。
首先，在樹脂塗裝的金屬材料之與樹脂皮膜平行的面，進行切斷，以使樹脂皮膜的面方向截面露出。使用掃描電子顯微鏡(Carl Zeiss公司製,SUPRA35)來拍攝此樹脂皮膜面方向截面的SEM截面照片。觀察倍率為1500倍，拍攝每1視野之600μm×800μm的觀察區域之SEM的反射電子像，合計觀察20個地方(n數=20)。以圖像解析裝置(NIRECO製,LUZEX AP 2006. 11版)來處理所拍攝的SEM照片，求得最大長度及最小長度、平均面積率。再者，取決於樹脂皮膜中所含的導熱粒子等之添加劑的種類，SEM圖像會不鮮明，於該情況下，印刷SEM照片，在其上張貼PET薄膜，使用以黑色奇異筆描繪添加劑部分的圖像於圖像解析中。
關於上述(1)，在本發明中，導熱粒子的扁平率之平均值愈大愈好，較佳為3.2以上，更佳為3.5以上。再者，從面方向導熱性的觀點來看，上述扁平率的平均值之上限係沒有特別的限定，但若考慮塗佈性(applicability)等，則大致較佳為20.0，更佳為19.0。
又，關於上述(2)，在本發明中，存在於傾斜角0。以上且未達30°的範圍內之導熱粒子的頻數比例係愈多愈好，較佳為42%以上，更佳為45%以上。
還有，關於上述(3)，在本發明中，導熱粒子的面積率係愈大愈好，較佳為32%以上，更佳為35%以上。再者，從面方向導熱性的觀點來看，上述面積率的上限係沒有特別的限定，但若考慮加工性或耐蝕性等，則大致較佳為60%，更佳為55%。
以上，以附有特徵的上述(1)～(3)之要件來說明本發明。
本發明中所用的導熱粒子係沒有特別的限定，可使用散熱構件等中所通常使用者。具體地，較宜使用導熱率約30W/mK以上之具有高導熱率者，代表地可舉出銅、鋁、石墨、Al2 O3 、SiC等。已知彼等本身係具有高導熱率者，如由後述的實施例中所證實地，藉由恰當地控制彼等的形狀或傾斜角等，當添加於樹脂皮膜中時，可維持高的面方向導熱率。
上述導熱粒子的較佳平均粒徑大致為1～40μm，更佳為1.5～35μm。平均粒徑例如可藉由雷射繞射‧散射法(微軌跡法(mirco-track method))來測定。如後述實施例地使用市售品時，可參照製造商所提供的平均粒徑。詳細地，上述導熱粒子的平均粒徑較佳為以與樹脂皮膜的厚度之關係進行恰當的控制。相對於樹脂皮膜的厚度而言，導熱粒子的平均粒徑若過大，則樹脂皮膜中的導熱粒子之傾斜角的散差變大，有無法滿足上述(2)的要件之虞。具體的地，相對於樹脂皮膜的厚度而言，導熱粒子的平均粒徑較佳為大致控制在0.1～5倍的範圍內。
本發明中所用的導熱粒子係可使用市售品。具體地除了後述實施例中所用者以外，例如亦可例示三井金屬鑛業(Mitsui Mining ＆ Smelting Co.,Ltd.)製的1200YP等之銅；旭化成化學(Asahi Kasei Chemicals Corporation)製的MH-8802、MC-606、ME-12、M-701、GX-2134、BS-200等之鋁；日本石墨工業(Nippon Graphite Industory Co.,Ltd.)製之SP-20、伊藤石墨鑛業(Ito Kokuen Co,Ltd)製的SRP-7、CNP15等之石墨等。
本發明中所用的金屬材料之形狀係沒有特別的限定，代表地可舉出金屬板，亦可使用其以外的管材、線材、棒材、異形材等。又，金屬材料的種類亦沒有特別的限定，可使用電子機器零件的筐體等中所通常使用者。若舉金屬板為例，代表地可舉出鋼板，可例示冷軋鋼板、熱軋鋼板、不銹鋼板等。又，也可使用電鍍鋅鋼板(EG)、熔融鍍鋅鋼板(GI)、合金化熔融鍍鋅鋼板(GA)、鍍Al-Zn鋼板等的鍍Al系銅板、鍍Cu系鋼板等各種鍍敷鋼板；施有鉻酸鹽處理(chromate treatment)或磷酸鹽處理等的表面處理之鋼板；施有非鉻酸鹽處理的鋼板。或者，非鐵金屬板亦可適用。
含上述導熱粒子的樹脂皮膜，只要形成在上述金屬材料的至少一面(熱源側)即可，藉此，可使來自熱源的熱迅速地往金屬材料的面方向進擴散、傳熱。樹脂皮膜不僅可設置在單面，也可設置在兩面。
構成本發明中所用的樹脂皮膜之樹脂(基礎樹脂)係沒有特別的限定，較佳為主要按照金屬材料的用途，選擇適宜的樹脂。如上述地，本發明的特徵部分係在面方向導熱率的提高上，特別指定適用的導熱粒子之要件，其它要件係沒有特別的限定，只要不損害本發明的作用。本發明的金屬材料係適用於電子機器零件的筐體，若考慮亦要求良好的加工性，則較佳為使用聚酯系樹脂或環氧系樹脂、彼等的摻合物或改性樹脂。當然，宗旨係不限定於此，可適宜選擇在加工性提高上有用的各種樹脂。再者，於亦要求耐蝕性等的情況中，可選擇適合於耐蝕性提高的樹脂來使用。本發明中所用的樹脂之改變，係本業者可按照金屬材料的用途而恰當地進行。
上述樹脂皮膜，除了添加上述導熱粒子及樹脂，亦可添加樹脂皮膜中所通常添加的添加成分。作為上述添加成分，例如可例示防銹顏料、抗靜電劑、耐候性改善劑等，可在不損害本發明之作用的範圍內進行添加。或者，以散熱性的提高為目的，亦可添加周知的散熱性添加劑(代表地為碳黑，以及Co、Ni、Cu、Mn、Ag、Sn等的氧化物、硫化物、碳化物等，更且TiO2 、陶瓷、氧化鐵、氧化鋁、硫酸鋇、氧化矽等)。
又，於上述樹脂皮膜之上，亦可有具有其它皮膜，如此的金屬材料亦包含於本發明的範圍內。例如，以耐損傷性(scratch resistance)及耐指紋性(finger print resistance)的提高為目的，亦可將周知的清晰皮膜被覆在樹脂皮膜上。
本發明的以樹脂塗裝之金屬材料係可藉由將在溶劑中溶解或分散有上述基礎樹脂及導熱粒子、視需要的其它添加劑之塗料，以眾所周知的塗裝法，在金屬材料的表面上塗佈及乾燥，或進行加熱燒烤處理而製造。塗裝方法係沒有特別的限定，例如可舉出將表面潔淨化，視需要在施有塗裝前處理(例如磷酸鹽處理、鉻酸鹽處理等)的基材之表面上，使用輥塗法(roll coater method)、噴霧法、簾幕流動塗覆法(curtain flow coater method)等來塗佈塗料，使通過熱風乾燥爐而乾燥，或使燒烤硬化的方法等。
上述塗料中所含有的導熱粒子之含量，亦取決於該粒子的種類或組合使用的樹脂或溶劑之種類等而不同，難以一概地決定，但大致為相對於100質量份的塗料而言，較佳約10～70質量份，更佳約15～65質量份。同樣地，上述塗料中所含有的基礎樹脂之含量，亦取決於該樹脂的種類或組合使用的導熱粒子或溶劑的種類等而不同，難以一概地決定，但大致為相對於100質量份的塗料而言，較佳約5～35質量份，更佳約7～33質量份。
[實施例]
以下舉出實施例來更具體說明本發明，惟本發明不受下述實施例所限制，於可適合於前‧後述的宗旨之範圍內加以變更而實施係亦可能，彼等皆包含於本發明的技術範圍內。
實施例1
(I)塗料的調製
以表1中所示的比率混合以下所示的記號A～D之導熱粒子；二甲苯與環己酮的混合溶劑(二甲苯：環己酮=1:1)；聚酯系樹脂(東洋紡績股份公司(TOYOBO Co.,Ltd)製的有機溶劑可溶型聚酯樹脂「拜隆(VYLON，註冊商標)650」)與蜜胺樹脂(住友化學株式會社(Sumitomo Chemical Co.,Ltd.)製的斯密馬魯(SUMIMAL，註冊商標)M-40ST」，固體成分80%)以質量比(乾燥比)100：20所混合的基礎樹脂(母料樹脂)，用手動式均化器(hand homogenizer)進行強力攪拌以調製塗料(表1的No.2~20)。為了參考，在表1中亦記載記號A~D的平均粒徑(製造商顯示)。又，為了比較，亦準備不添加導熱粒子的僅基礎樹脂者(表1的No.1)。
記號A：球狀銅粉(三井金屬鍍山製的1300Y)
記號B1：凹凸狀銅粉(三井金屬鑛山製的MA-CO8J)
記號B2：凹凸狀銅粉(三井金屬鑛山製的MA-CO4J)
記號C1：扁平狀銅粉(三井金屬鑛山製的1100YP)
記號C2：扁平狀銅粉(三井金屬鑛山製的1400YP)
記號C3：扁平狀銅粉(三井金屬鑛山製的1300YP)
記號C4：(福田金屬箔工業製的2L3N)
記號D：扁平狀鋁粉(旭化成化學製的GX-40A)
(II)本發明所規定的要件(1)~(3)之測定
如以下地測定本發明所規定的要件(1)之導熱粒子的扁平率，要件(2)的傾斜角存在於0°以上且未達30°的範圍內之導熱粒子的頻數比例，及要件(3)的導熱粒子之面積率。
首先，作為底板，使用電鍍鋅鋼板(板厚0.8mm,Zn附著量20g/m2 )。於此底板上，藉由桿塗機塗佈如上述所 調製的各塗料，以最高到達溫度(PMT)220℃進行2分鐘燒烤後，進行乾燥，而得到具有厚度10~20μm的樹脂皮膜之以樹脂塗裝的金屬板。
在如此所得之以樹脂塗裝的金屬板之與樹脂皮膜平行的面，進行切斷，對於切割成約15mm×25mm者，依照前述測定程序，測定本發明所規定的上述要件(1)~(3)。
(II)面方向導熱率的測定
作為熱擴散率測定用樹脂皮膜樣品製作時所用的基材，準備鐵氟龍(TEFLON，註冊商標)處理的聚醯亞胺膜(東麗‧杜邦製「Kapton 500F」，厚度125μm)。於此底板上，與上述(II)同樣地塗佈各塗料，以得到具有厚度10~20μm的樹脂皮膜之以樹脂塗裝的聚醯亞胺膜。使用由此樹脂皮膜切割出寬度5mm×長度約10mm的測定試料，藉由前述方法來測定面方向導熱率。測定時所用的樹脂皮膜樣品係由聚醯亞胺膜剝離而使用。於本實施例中，將面方向導熱率為1.5W/mK以上者當作合格(○)。
表2中彙總記載此等的結果。
為了參考，圖8、圖9A、圖9B、圖12A至圖12C及圖13中各自顯示No.9、10、12、14、15、16、17、19、20(本發明例)、及No.2~8、11和18(比較例)的傾斜角頻數分布圖(傾斜角0~90°)。圖8中的No.9之圖係與前述圖2的下圖相同。
根據表2，可如以下地考察。首先，樹脂皮膜中的導熱粒子完全滿足本發明規定的上述(1)～(3)之要件的No.9、10、12～17、19、20，與不添加導熱粒子的No.1相比，係得到高的面方向導熱率。
相對於此，儘管添加與上述同樣的導熱粒子，但不滿足本發明規定的要件之任一個的以下之例，係得不到所欲的特性。詳細地，不滿足上述(1)之扁平率的No.4，不滿足上述(1)之扁平率及上述(2)之頻數比例的No.3，不滿足上述(1)之扁平率及上述(3)之面積率的No.2、5、7，完全不滿足上述(1)～(3)的要件之No.6，不滿足上述(3)之面積率的No.8、10、18，係皆得不到高的面方向導熱率。
圖1係示意地顯示樹脂皮膜中的導熱粒子之圖。
圖2係實施例1的No.9(本發明例)之傾斜角頻數分布圖。
圖3係顯示實施例1的No.9(本發明例)之SEM圖像及圖像解析結果的照片。
圖4係顯示實施例1的No.11(比較例)之SEM圖像及圖像解析結果的照片。
圖5係顯示實施例1的No.14、16(本發明例)之SEM圖像及圖像解析結果的照片。
圖6A係顯示實施例1的No.2～5(比較例)之SEM圖像及圖像解析結果的照片。
圖6B係顯示實施例1的No.6～8(比較例)之SEM圖像及圖像解析結果的照片。
圖7係說明本發明中所用的面方向導熱率之測定裝置的構成之概略圖。
圖8係實施例1的No.9、14、16(本發明例)之傾斜角頻數分布圖。
圖9A係實施例1的No.2～6(比較例)之傾斜角頻數分布圖。
圖9B係實施例1的No.7、8、11(比較例)之傾斜角頻數分布圖。
圖10A係顯示實施例1的No.9、10、12、15(本發明例)之SEM圖像及圖像解析結果的照片。
圖10B顯示實施例1的No.17、19、20(本發明例)之SEM圖像及圖像解析結果的照片。
圖11係顯示實施例1的No.18(比較例)之SEM圖像及圖像解析結果的照片。
圖12A係顯示實施例1的No.9、10、12(本發明例)之傾斜角頻數分布圖。
圖12B係實施例1的No.15、17(本發明例)之傾斜角頻數分布圖。
圖12C係顯示實施例1的No.19、20(本發明例)之傾斜角頻數分布圖。
圖13係實施例1的No.18(比較例)之傾斜角頻數分布圖。

Claims (5)

  1. 一種以面方向具優異導熱性樹脂塗裝之金屬材料，其係在金屬基材的至少一面上被覆有含導熱粒子的樹脂皮膜之樹脂塗裝之金屬材料，其特徵為在對前述樹脂皮膜的面方向截面之掃描型電子顯微鏡照片進行圖像解析時，於測定視野中所觀察的導熱粒子係滿足下述(1)～(3)的要件；(1)以導熱粒子的最大長度除以最小長度後之值(最大長度/最小長度)所表示的扁平率之平均值為3.0以上，(2)測定導熱粒子的最大長度與面方向的水平線所成的傾斜角時，傾斜角存在於0°以上且未達30°的範圍內之導熱粒子的頻數比例為40%以上，(3)導熱粒子的面積率為30%以上。
  2. 如申請專利範圍第1項之樹脂塗裝之金屬材料，其中前述樹脂皮膜的面方向導熱率為1.5W/mK以上。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之樹脂塗裝之金屬材料，其中前述導熱粒子係銅、鋁或石墨。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之樹脂塗裝之金屬材料，其使用於電子機器零件。
  5. 一種電子機器零件，其具有申請專利範圍第4項之樹脂塗裝之金屬材料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3096351B1 (en) * 2015-05-22 2017-12-13 ABB Technology Oy Thermal interface foil
KR102383953B1 (ko) * 2017-05-15 2022-04-07 주식회사 아모그린텍 그라파이트-고분자 복합재
KR102406261B1 (ko) * 2017-05-15 2022-06-10 주식회사 아모그린텍 그라파이트-고분자 복합재
JP7092676B2 (ja) * 2017-06-23 2022-06-28 積水化学工業株式会社 放熱シート、放熱シートの製造方法及び積層体

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2759620B2 (ja) * 1995-01-31 1998-05-28 株式会社神戸製鋼所 樹脂塗装金属板及びその製造方法
JPH1044330A (ja) * 1996-08-06 1998-02-17 Toppan Printing Co Ltd 化粧材およびその製造方法
JP2001261974A (ja) * 2000-03-13 2001-09-26 Hitachi Chem Co Ltd ペースト組成物
JP3864705B2 (ja) 2001-01-31 2007-01-10 住友金属工業株式会社 熱放射性表面処理材
JP2003198173A (ja) * 2001-12-27 2003-07-11 Nec Tokin Corp 電磁波遮蔽放熱シートおよび電磁波抑制放熱シート
JP4167048B2 (ja) * 2002-12-10 2008-10-15 愛三工業株式会社 熱伝導性被膜及びその形成方法
JP4288188B2 (ja) * 2004-01-19 2009-07-01 新日本製鐵株式会社 吸放熱特性に優れた表面処理金属材料
EP1598406B1 (de) * 2004-05-18 2013-08-07 SGL Carbon SE Latentwärmespeichermaterial
JP4907485B2 (ja) * 2007-04-24 2012-03-28 新日本製鐵株式会社 表面処理金属及びその製造方法と表面処理液
JP2008303263A (ja) * 2007-06-06 2008-12-18 Teijin Ltd 熱伝導性塗料

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