TWI566947B - 放熱構件、電子元件及電池 - Google Patents

Description

放熱構件、電子元件及電池

本發明是有關於一種放熱構件、電子元件及電池。

藉由對高分子膜進行熱處理而所得的石墨薄片(graphite sheet)顯示出優異之導熱性，因此作為導熱體而使用(專利文獻1)。

近年的電子機器隨著高性能化、高功能化而發熱量增大，因此要求於該機器中使用放熱特性更優異之導熱體。作為此種導熱體，揭示了使用一種積層體的方法，所述積層體是藉由接著劑對石墨薄片與金屬板進行接著而成(專利文獻2~專利文獻5)。

於所述專利文獻3中記載了使用橡膠狀彈性接著劑或者矽酮系導熱性接著劑作為接著劑的方法；於所述專利文獻4中記載了使用含有銀、金、銅等導電性填料之接著劑的方法。而且，於所述專利文獻5中記載了使用丙烯酸系接著劑的方法。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開平11-21117號公報

[專利文獻2]日本專利特開2001-144237號公報

[專利文獻3]日本專利特開平10-247708號公報

[專利文獻4]日本專利特開2004-23066號公報

[專利文獻5]日本專利特開2009-280433號公報

於先前的導熱體(積層體)中，存在石墨薄片與金屬板的接著強度差之情形。

而且，包含接著劑之層(接著層)通常導熱率小，且隨著該層之厚度變厚，所述積層體的積層方向之熱阻變大。因此，要求使用厚度儘可能薄的接著層。

然而，所述專利文獻中所記載之接著層由於石墨薄片與金屬板之接著強度差，因此若不使接著層之厚度變厚，則存在無法獲得可於電子機器等中使用的導熱體之情形。該接著層厚的積層體特別是積層體之積層方向的熱阻大，放熱特性差。

本發明是鑒於此種問題點而成者，其目的在於提供具有金屬層與石墨層之接著強度優異且厚度薄的接著層的放熱構件。

本發明者為了解決所述課題而進行了銳意研究，結果發現藉由以下放熱構件可解決所述課題，從而完成本發明，所述放熱構件包含經由特定接著層而積層有金屬層與石墨層的積層體。

[1]一種放熱構件，其包含經由接著層而積層有金屬層與石墨層的積層體，該接著層由包含聚乙烯縮醛樹脂的組成物而形成。

[2]如[1]所述之放熱構件，其中，所述組成物進一步包含導熱性填料。

[3]如[1]或[2]所述之放熱構件，其中， 所述聚乙烯縮醛樹脂包含下述結構單元A、結構單元B及結構單元C，

(結構單元A中，R獨立為氫或烷基)

[4]如[3]所述之放熱構件，其中，所述聚乙烯縮醛樹脂進一步包含下述結構單元D，

(結構單元D中，R¹獨立為氫或碳數為1~5之烷基)。

[5]如[3]或[4]所述之放熱構件，其中，所述結構單元A中的R為氫或碳數為1~3之烷基。

[6]如[1]~[5]中任一項所述之放熱構件，其中，所述接著層的所述積層體的積層方向之導熱率為0.05W/m．K~50W/m．K。

[7]如[1]~[6]中任一項所述之放熱構件，其中，所述接著層之厚度為0.05μm~10μm。

[8]如[2]~[7]中任一項所述之放熱構件，其中，所述接著層包含相對於接著層100vol%而言為1vol%~80vol%的導熱性填料。

[9]如[2]~[8]中任一項所述之放熱構件，其中，所述導熱性填料包含選自由金屬粉、金屬氧化物粉、金屬氮化物粉及金屬碳化物粉所構成的群組的至少1種粉體。

[10]如[9]所述之放熱構件，其中，所述導熱性填料包含選自由氮化鋁粉、氧化鋁粉、氧化鋅粉、氧化鎂粉、碳化矽粉、碳化鎢粉、鋁粉及銅粉所 構成的群組的至少1種粉體。

[11]如[9]或[10]所述之放熱構件，其中，所述導熱性填料的平均直徑為0.001μm~30μm。

[12]如[2]~[8]中任一項所述之放熱構件，其中，所述導熱性填料是包含碳材料的填料。

[13]如[12]所述之放熱構件，其中，所述導熱性填料包含選自由石墨粉、碳奈米管及金剛石粉所構成的群組的至少1種粉體。

[14]如[1]~[13]中任一項所述之放熱構件，其中，所述石墨層的相對於所述積層體的積層方向而言大致垂直方向的導熱率為250W/m．K~2000W/m．K。

[15]如[1]~[14]中任一項所述之放熱構件，其中，所述石墨層之厚度為15μm~600μm。

[16]如[1]~[15]中任一項所述之放熱構件，其中，所述金屬層之厚度是所述石墨層之厚度的0.01倍~100倍。

[17]如[1]~[16]中任一項所述之放熱構件，其中，所述金屬層是包含由銀、銅、鋁、鎳及含有該些金屬的至少任意1種金屬的合金所構成的群組的至少1種金屬的層。

[18]如[1]~[17]中任一項所述之放熱構件，其中，所述金屬層是包含由銅、鋁及含有該些金屬的至少任意1種金屬的合金所構成的群組的至少1種金屬的層。

[19]如[1]~[18]中任一項所述之放熱構件，其中， 所述放熱構件包含至少2個金屬層，所述金屬層包含由銅、鋁及含有該些金屬的至少任意1種金屬的合金所構成的群組的1種以上金屬，所述金屬層的至少2個是不同的層。

[20]如[1]~[19]中任一項所述之放熱構件，其中，於所述放熱構件的最外層的單面或雙面具有樹脂層。

[21]如[20]所述之放熱構件，其中，所述樹脂層包含含有無機化合物的填料。

[22]如[20]或[21]所述之放熱構件，其中，所述樹脂層包含：選自由丙烯酸樹脂、環氧樹脂、醇酸樹脂、胺酯樹脂及硝化纖維素所構成的群組的至少1種樹脂，以及選自由氧化鋁、二氧化矽、堇青石、富鋁紅柱石、碳化矽及氧化鎂所構成的群組的至少1種化合物。

[23]一種電子元件，其包含如[1]~[22]中任一項所述之放熱構件。

[24]一種電池，其包含如[1]~[22]中任一項所述之放熱構件。

藉由本發明可提供接著層之厚度薄、金屬層與石墨層之接著強度高的放熱構件。

而且，藉由本發明可提供具有優異之加工性、及/或可折彎之放熱構件。

進而，藉由本發明可提供可輕量化、小型化的電池或電子元件等。

《放熱構件》

本發明之放熱構件包含經由接著層而積層有金屬層與石墨層的積層體，該接著層由包含聚乙烯縮醛樹脂的組成物而形成。

所述積層體經由所述接著層而積層有金屬層與石墨層，因此包含該積層體的本發明之放熱構件的金屬層與石墨層之接著強度高，且加工性優異，可折彎。

<接著層>

所述接著層若由包含聚乙烯縮醛樹脂之組成物而形成則並無特別限制，亦可由如下之組成物而形成，所述組成物除了該樹脂以外，亦可根據金屬層之種類等，在不損及本發明之效果的範圍內進一步包含導熱性填料、添加劑及溶劑。

藉由使用此種接著層，可獲得金屬層與石墨層之接著強度優異，可折彎，韌性、柔軟性、耐熱性及耐衝擊性優異之放熱構件。

[聚乙烯縮醛樹脂]

所述聚乙烯縮醛樹脂並無特別限制，自獲得韌性、耐熱性及耐衝擊性優異，即使厚度薄，與金屬層或石墨層之密接性亦優異的接著層等方面考慮，較佳的是包含下述結構單元A、結構單元B及結構單元C的樹脂。

[化5]

所述結構單元A是具有縮醛部位的結構單元，例如可藉由連續之聚乙烯醇鏈單元與醛(R-CHO)之反應而形成。

結構單元A中之R獨立為氫或烷基。若所述R為體積大之基(例如碳數多的烴基)，則存在聚乙烯縮醛樹脂之軟化點降低之傾向。而且，所述R為體積大之基的聚乙烯縮醛樹脂於溶劑中之溶解性高，但另一方面耐化學品性差。因此，所述R較佳的是氫或碳數為1~5之烷基，自所得的接著層之韌性等方面考慮更佳的是氫或碳數為1~3之烷基，進一步更佳的是氫或丙基，自耐熱性等方面考慮，特佳的是氫。

[化7]

自可獲得與金屬層或石墨層之接著強度優異的接著層等方面考慮，較佳的是所述聚乙烯縮醛樹脂除了結構單元A~結構單元C以外，亦包含下述結構單元D。

所述結構單元D中，R¹獨立為氫或碳數為1~5之烷基，較佳的是氫或碳數為1~3之烷基，更佳的是氫。

所述聚乙烯縮醛樹脂中之結構單元A、結構單元B、結構單元C及結構單元D之總含有率較佳的是相對於該樹脂之所有結構單元而言為80mol%~100mol%。作為聚乙烯縮醛樹脂中所可包含的其他結構單元，可列舉結構單元A以外的乙烯縮醛鏈單元(所述結構單元A中的R為氫或烷基以外之結構單元)、下述分子間縮醛單元、及下述半縮醛單元等。結構單元A以外的乙烯縮醛鏈單元的含有率較佳的是相對於聚乙烯縮醛樹脂之所有結構單元而言不足5mol%。

(所述分子間縮醛單元中之R與所述結構單元A中之R同義)

(所述半縮醛單元中之R與所述結構單元A中之R同義)

於所述聚乙烯縮醛樹脂中，結構單元A~結構單元D可具有規則性而排列(嵌段共聚物、交替共聚物等)，亦可 無規地排列(無規共聚物)，較佳的是無規地排列。

作為所述聚乙烯縮醛樹脂中之各結構單元，較佳的是相對於該樹脂的所有結構單元而言，結構單元A之含有率為49.9mol%~80mol%，結構單元B之含有率為0.1mol%~49.9mol%，結構單元C之含有率為0.1mol%~49.9mol%，結構單元D之含有率為0mol%~49.9mol%。更佳的是相對於所述聚乙烯縮醛樹脂之所有結構單元而言，結構單元A之含有率為49.9mol%~80mol%，結構單元B之含有率為1mol%~30mol%，結構單元C之含有率為1mol%~30mol%，結構單元D之含有率為1mol%~30mol%。

自獲得耐化學品性、可撓性、耐磨損性及機械強度優異之聚乙烯縮醛樹脂等方面考慮，較佳的是結構單元A之含有率為49.9mol%以上。

若所述結構單元B之含有率為0.1mol%以上，則聚乙烯縮醛樹脂於溶劑中之溶解性變良好，因此較佳。而且，若結構單元B之含有率為49.9mol%以下，則聚乙烯縮醛樹脂之耐化學品性、可撓性、耐磨損性、及機械強度難以降低，因此較佳。

自聚乙烯縮醛樹脂於溶劑中之溶解性或所得之接著層與金屬層或石墨層的接著性等方面考慮，所述結構單元C較佳的是含有率為49.9mol%以下。而且，於聚乙烯縮醛樹脂之製造中，於對聚乙烯醇鏈進行縮醛化時，結構單元B與結構單元C成為平衡關係，因此較佳的是結構單元C 之含有率為0.1mol%以上。

自可獲得與金屬層或石墨層之接著強度優異的接著層等方面考慮，較佳的是結構單元D之含有率為所述範圍。

所述聚乙烯縮醛樹脂中之結構單元A~結構單元C之各個之含有率可基於JIS K 6728或JIS K 6729而測定。

所述聚乙烯縮醛樹脂中之結構單元D之含有率可藉由以下所述之方法而測定。

於1mol/l氫氧化鈉水溶液中，將聚乙烯縮醛樹脂於80℃下加溫2小時。藉由該操作，於羧基上加成鈉，而可獲得具有-COONa的聚合物。自該聚合物中萃取過剩的氫氧化鈉後，進行脫水乾燥。其後，使其碳化而進行原子吸光分析，求出鈉的加成量而進行定量。

另外，於分析結構單元B(乙酸乙烯酯鏈)之含有率時，結構單元D被定量為乙酸乙烯酯鏈，因此自基於所述JIS K 6728或JIS K6729而測定的結構單元B之含有率減去所定量的結構單元D之含有率，對結構單元B之含有率進行校正。

所述聚乙烯縮醛樹脂之重量平均分子量較佳的是5000~300000，更佳的是10000~150000。若使用重量平均分子量處於所述範圍之聚乙烯縮醛樹脂，則可容易地製造放熱構件，獲得成形加工性或抗彎強度優異之放熱構件，因此較佳。

所述聚乙烯縮醛樹脂之重量平均分子量根據所期望之目的而適宜選擇即可，自可將製造放熱構件時之溫度抑制 得低、可獲得具有高的導熱率的放熱構件等方面考慮，更佳的是10000~40000；自可獲得耐熱溫度高的放熱構件等方面考慮，進一步更佳的是50000~150000。

於本發明中聚乙烯縮醛樹脂之重量平均分子量可藉由GPC法而測定。具體的測定條件如下所述。

檢測器：830-RI(日本分光股份有限公司製造)

烘箱：西尾公司製造NFL-700M

分離管柱：Shodex KF-805L×2根

泵：PU-980(日本分光股份有限公司製造)

溫度：30℃

載體：四氫呋喃

標準試樣：聚苯乙烯

所述聚乙烯縮醛樹脂之奧士華黏度較佳的是1mPa．s~100mPa．s。若使用奧士華黏度處於所述範圍之聚乙烯縮醛樹脂，則可容易地製造放熱構件，獲得韌性優異之放熱構件，因此較佳。

奧士華黏度可使用將聚乙烯縮醛樹脂5g溶解於二氯乙烷100ml中而成的溶液，於20℃下使用奧士華-佳能芬斯克黏度計(Ostwald-Cannon Fenske Viscometer)而測定。

作為所述聚乙烯縮醛樹脂，具體而言可列舉聚乙烯醇縮丁醛(polyvinyl butyral)、聚乙烯醇縮甲醛(polyvinyl formal)、聚乙烯乙醯縮醛及該些之衍生物等，自與石墨層之接著性及接著層之耐熱性等方面考慮，較佳的是聚乙烯醇縮甲醛。

作為所述聚乙烯縮醛樹脂，可將所述樹脂單獨使用，亦可併用2種以上結構單元之鍵結的順序或鍵結數等不同之樹脂。

所述聚乙烯縮醛樹脂可進行合成而獲得，亦可為市售品。

包含所述結構單元A、結構單元B及結構單元C之樹脂的合成方法並無特別限制，例如可列舉日本專利特開2009-298833號公報中所記載之方法。而且，包含所述結構單元A、結構單元B、結構單元C及結構單元D之樹脂的合成方法並無特別限制，例如可列舉日本專利特開2010-202862號公報中所記載之方法。

作為所述聚乙烯縮醛樹脂之市售品，聚乙烯醇縮甲醛可列舉Vinylec C、Vinylec K(捷恩智(JNC)股份有限公司製造)等，聚乙烯醇縮丁醛可列舉Denka Butyral 3000-K(電氣化學工業股份有限公司製造)等。

[導熱性填料]

所述接著層藉由含有導熱性填料而使接著層之導熱性提高，特別是使所述積層體於積層方向之導熱性提高。

藉由使用包含導熱性填料之接著層，可提供接著層之厚度薄、放熱特性及加工性優異、金屬層與石墨層之接著強度高、加工性優異、可折彎之放熱構件。而且，可提供充分除去自發熱體所發出之熱、可輕量化、小型化之電子元件，或者即使為高能量密度亦可抑制由於發熱所造成之困擾的電池等。

另外，於本發明中，所謂「積層體之積層方向」，例如於圖1中是指縱方向、亦即積層體(放熱構件)1之積層有金屬層2、接著層3、石墨層4之方向。具體而言是指自金屬層2朝向接著層3、石墨層4之方向，或者自石墨層4朝向接著層3、金屬層2之方向。

作為所述導熱性填料，並無特別限制，可列舉含有金屬粉、金屬氧化物粉、金屬氮化物粉、金屬氫氧化物粉、金屬氧氮化物粉及金屬碳化物粉等金屬或金屬化合物的填料，以及包含碳材料之填料等。

作為所述金屬粉，可列舉包含金、銀、銅、鋁、鎳等金屬及含有該些金屬之合金的粉等。所述金屬氧化物粉可列舉氧化鋁粉、氧化鋅粉、氧化鎂粉、氧化矽粉、矽酸鹽粉等。所述金屬氮化物粉可列舉氮化鋁粉、氮化硼粉、氮化矽粉等。所述金屬氫氧化物粉可列舉氫氧化鋁粉、氫氧化鎂粉等。所述金屬氧氮化物可列舉氮氧化鋁粉等，所述金屬碳化物粉可列舉碳化矽粉、碳化鎢粉等。

自導熱性及獲得容易性等方面考慮，該些中較佳的是氮化鋁粉、氧化鋁粉、氧化鋅粉、氧化鎂粉、碳化矽粉及碳化鎢粉。

另外，於使用含有金屬或金屬化合物之填料作為前述導熱性填料之情形時，較佳的是使用含有與構成所述金屬層之金屬同種之金屬的填料。

若使用含有與構成所述金屬層之金屬不同的金屬或金屬化合物的填料作為前述導熱性填料，則存在於金屬層與 填料之間構成局部電池，金屬層或填料被腐蝕之情形。

所述含有金屬或金屬化合物之填料的形狀並無特別限制，可列舉粒子狀(包括球狀、橢圓球狀)、偏平狀、柱狀、針狀(包括四角形狀、樹枝狀)及不定形狀等。該些形狀可使用雷射繞射/散射式粒徑分布測定裝置或掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope，SEM)而確認。

作為所述含有金屬或金屬化合物之填料，較佳的是使用氮化鋁粉、氧化鋁粉、及針狀(特別是四角形狀(tetrapot))之氧化鋅粉。

與氮化鋁相比而言，氧化鋅之導熱率較低，但若使用四角形狀之氧化鋅粉，則獲得放熱特性比使用粒子狀氧化鋅粉之情形更優異的放熱構件。而且，藉由使用四角形狀之氧化鋅粉，可由於定錨效應而減低所述金屬層與石墨層之層間剝離之產生。

而且，與氮化鋁或氧化鋅相比而言，氧化鋁之導熱率低，但化學性穩定，並不由於水或酸而反應或者溶解於水或酸中，因此可獲得具有高耐候性的放熱構件。

若使用氮化鋁粉作為所述含有金屬或金屬化合物之填料，則可獲得放熱特性更優異之放熱構件。

所述含有金屬或金屬化合物之填料之一次粒子的平均直徑只要根據所欲形成之放熱構件之大小、接著層之厚度等而適宜選擇即可，自所述接著層於所述積層體的積層方向上的導熱性等方面考慮，較佳的是0.001μm~30μm，更佳的是0.01μm~20μm。含有金屬或金屬化合物之填料 的平均直徑可使用雷射繞射/散射式粒徑分布測定裝置或掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope，SEM)等而確認。

另外，所謂含有金屬或金屬化合物之填料的平均直徑，於該填料為粒子狀之情形時是指粒子之直徑(於橢圓球狀之情形時為長軸之長度)，於該填料為扁平狀之情形時是指最長之邊，於該填料為柱狀之情形時是指圓之直徑(橢圓之長軸)或柱之長度中任意者較長之一方，於該填料為針狀之情形時是指針之長度。

所述包含碳材料之填料可列舉石墨粉(天然石墨、人造石墨、膨張石墨、科琴黑(Ketjen Black))、碳奈米管、金剛石粉、碳纖維及富勒烯等，自導熱性優異等方面考慮，該些中較佳的是石墨粉、碳奈米管及金剛石粉。

所述包含碳材料之填料的一次粒子之平均直徑只要根據所欲形成之放熱構件之大小、接著層之厚度等而適宜選擇即可，自所述接著層的於所述積層體之積層方向上的導熱性等方面考慮，較佳的是0.001μm~20μm，更佳的是0.002μm~10μm。包含碳材料之填料的平均直徑可使用雷射繞射/散射式粒徑分布測定裝置或掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope，SEM)等而確認。

另外，碳奈米管或碳纖維之平均直徑是指管或纖維之長度。

所述導熱性填料可直接使用平均直徑或形狀處於所期望之範圍內的市售品，亦可使用對市售品進行粉碎、分級、 加熱等使其平均直徑或形狀成為所期望之範圍而成者。

另外，所述導熱性填料之平均直徑或形狀於本發明之放熱構件之製造過程中會變化，但只要於所述組成物中調配具有所述平均直徑或形狀之填料即可。

作為所述導熱性填料，可直接使用進行了分散處理、防水處理等表面處理的市售品，亦可使用自該市售品除去表面處理劑而成者。而且，亦可對未進行表面處理之市售品進行表面處理而使用。

特別是氮化鋁及氧化鎂容易由於空氣中之水分而劣化，因此理想的是使用進行了防水處理者。

作為所述導熱性填料，可單獨使用上述填料，亦可將2種以上併用。

作為所述導熱性填料之調配量，相對於接著層100vol%而言，較佳的是1vol%~80vol%，更佳的是2vol%~40vol%，進一步更佳的是2vol%~30vol%。

若於接著層中以所述量含有所述導熱性填料，則維持接著性，且接著層之導熱性提高，因此較佳。

若所述導熱性填料之調配量為所述範圍之上限以下，則獲得對金屬層或石墨層之接著強度高的接著層；若所述導熱性填料之調配量為所述範圍之下限以上，則獲得導熱性高之接著層，因此較佳。

[添加劑]

作為所述添加劑，若不損及本發明之效果則並無特別限制，可列舉抗氧化劑、矽烷偶合劑、熱固性樹脂、硬化 劑、銅毒抑制劑、金屬鈍化劑、防銹劑、賦黏劑、抗老化劑、脫泡劑、靜電防止劑、耐候劑等。

例如於形成接著層之樹脂由於與金屬之接觸而劣化之情形時，較佳的是添加如日本專利特開平5-48265號公報中所列舉之銅毒抑制劑或金屬鈍化劑；為了提高導熱性填料與聚乙烯縮醛樹脂之密接性，較佳的是添加矽烷偶合劑。

作為所述矽烷偶合劑，較佳的是JNC股份有限公司製造之矽烷偶合劑(商品名為S330、S510、S520、S530)等。

自可提高接著層與金屬層之密接性等方面考慮，所述矽烷偶合劑之添加量相對於接著層中所含之樹脂之總量100重量份而言，較佳的是1重量份~10重量份。

所述構成接著層之聚乙烯縮醛樹脂自先前以來便於漆包線等中使用，是難以與金屬接觸而劣化或者難以使金屬劣化之樹脂，但於高溫多濕環境下使用放熱構件之情形等中，亦可添加銅毒抑制劑或金屬鈍化劑。所述銅毒抑制劑較佳的是艾迪科股份有限公司製造之Mark ZS-27、Mark CDA-16；三光化學工業股份有限公司製造之SANKO-EPOCLEAN；巴斯夫(BASF)公司製造之Irganox MD1024等。

自可防止接著層與金屬接觸之部分的樹脂劣化等方面考慮，所述銅毒抑制劑之添加量相對於接著層中所含之樹脂之總量100重量份而言較佳的是0.1重量份~3重量份。

[溶劑]

作為所述溶劑，若為可溶解所述聚乙烯縮醛樹脂者則 並無特別限制，較佳的是可分散導熱性填料之溶劑，可列舉甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、第二丁醇、正辛醇、二丙酮醇、苯甲醇等醇系溶劑；甲基賽路蘇(cellosolve)、乙基賽路蘇、丁基賽路蘇等賽路蘇系溶劑；丙酮、丁酮、環己酮、環戊酮、異佛爾酮等酮系溶劑；N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、1-甲基-2-吡咯啶酮等醯胺系溶劑；乙酸甲酯、乙酸乙酯等酯系溶劑；二噁烷、四氫呋喃等醚系溶劑；二氯甲烷、氯仿等氯化烴系溶劑；甲苯、吡啶等芳香族系溶劑；二甲基亞碸；乙酸；松脂醇(terpineol)；丁基卡必醇；丁基卡必醇乙酸酯等。

該些溶劑可單獨使用，亦可併用2種以上。

自放熱構件之製造容易性及放熱特性等方面考慮，較佳的是以組成物中之樹脂濃度成為較佳的是3質量%~30質量%、更佳的是5質量%~20質量%之量而使用所述溶劑。

[接著層之物性等]

所述接著層於所述積層體之積層方向的導熱率較佳的是0.05W/m．K~50W/m．K，更佳的是0.1W/m．K~20W/m．K。

藉由使接著層之導熱率處於所述範圍內，可獲得放熱性、接著性優異之放熱構件。

若接著層之導熱率為所述範圍之上限以下，則所述金屬層與石墨層之接著力高，獲得機械強度及耐久性優異之放熱構件，因此較佳。另一方面，若接著層之導熱率為所 述範圍之下限以上，則獲得放熱性優異之放熱構件，因此較佳。

所述接著層於積層體之積層方向之導熱率可根據由雷射快速或氙快速(laser flash/Xenon flash)熱擴散率測定裝置而所得之熱擴散率、由示差掃描熱量測定裝置(differential scanning calorimeter，DSC)而所得之比熱、藉由阿基米德定律而所得之密度等而算出。

所述接著層之厚度並無特別限制，若具有可使所述金屬層與石墨層儘可能接著之厚度，則於可減低熱阻等方面考慮，較佳的是儘可能薄之厚度，更佳的是0.05μm~10μm，進一步更佳的是0.1μm~7μm。

由於本發明之放熱構件的接著層由包含聚乙烯縮醛樹脂之組成物而形成，因此即使該接著層之厚度為1μm以下之厚度亦可將金屬層與石墨層接著。

另外，所謂所述接著層之厚度是指與1層接著層之單面相接之金屬層或石墨層、與該接著層之金屬層或石墨層所相接之面相反之面相接的金屬層或石墨層之間的厚度。其中，於使用如圖2或圖3所示之石墨層之情形時，亦指金屬層及/或石墨層之間的厚度，並不包含該石墨層之孔或狹縫部所可填充的接著層之厚度。

而且，所述接著層中所可包含之導熱性填料存在刺入至石墨層之情形等，但即使於此情形時，接著層之厚度亦是指不考慮刺入至石墨層之填料部分的金屬層及/或石墨層之間的厚度。

<金屬層>

所述金屬層是用以提高放電構件之熱容量、機械強度及加工性等而積層者。

所述金屬層較佳的是包含導熱性優異之金屬之層，更佳的是列舉包含金、銀、銅、鋁、鎳及含有該些之至少任意1種金屬之合金之層，進一步更佳的是列舉包含銀、銅、鋁、鎳及含有該些之至少任意1種金屬之合金之層，特佳的是列舉包含選自由如下金屬所構成之群組的1種金屬之層：銅、鋁及含有該些之至少任意1種金屬的合金。

所述合金可為固溶體、共晶或金屬間化合物之任意狀態。

所述合金具體而言可列舉磷青銅、銅鎳、杜拉鋁(duralumin)等。

所述金屬層之厚度並無特別限制，只要考慮所得之放電構件之用途、重量、導熱性等而適宜選擇即可，較佳的是石墨層之0.01倍~100倍之厚度，更佳的是0.1倍~10倍之厚度。若金屬層之厚度處於所述範圍內，則可獲得放熱特性、機械強度優異之放熱構件。

<石墨層>

所述石墨層具有大的導熱率，輕且富有柔軟性。藉由使用此種石墨層，可獲得放熱特性優異、輕量之放熱構件。

所述石墨層若為包含石墨之層則並無特別限制，例如可使用藉由日本專利特開昭61-275117號公報及日本專利特開平11-21117號公報中所記載之方法而製造者，亦可使 用市售品。

作為市售品，由合成樹脂薄片所製造之人工石墨薄片可列舉eGRAF SPREADERSHIELD SS-1500(葛拉夫科技國際(GrafTECH International)製造)、GRAPHINITY(日本鐘淵(Kaneka)股份有限公司製造)、PGS石墨薄片(松下(Panasonic)股份有限公司製造)等，由天然石墨所製造之天然石墨薄片可列舉eGRAF SPREADERSHIELD SS-500(GrafTECH International製造)等。

所述石墨層相對於所述積層體之積層方向而大致垂直之方向的導熱率較佳的是250W/m．K~2000W/m．K，更佳的是500W/m．K~2000W/m．K。藉由使石墨層之導熱率處於所述範圍，可獲得放熱性、均熱性優異之放熱構件。

所述石墨層之相對於積層體之積層方向而大致垂直的方向之導熱率可分別藉由雷射快速或氙快速熱擴散率測定裝置、DSC及阿基米德定律而測定熱擴散率、比熱、密度，藉由將該些相乘而測定。

所述石墨層之厚度並無特別限制，為了獲得放熱特性優異之放熱構件，較佳的是厚的層，更佳的是15μm~600μm，進一步更佳的是15μm~500μm，特佳的是20μm~300μm。

<樹脂層>

本發明之放熱構件為了抗氧化或提高設計性，亦可於其最外層之單面或雙面具有樹脂層。

所述樹脂層若為包含樹脂之層則並無特別限制，該樹 脂例如可列舉作為塗料而廣泛使用之丙烯酸樹脂、環氧樹脂、醇酸樹脂、胺酯樹脂、硝化纖維素，該些中理想的是具有耐熱性之樹脂。

作為包含所述樹脂之塗料的市售品，可列舉耐熱塗料(奧綺斯摩(OKITSUMO)股份有限公司製造之耐熱塗料OneTouch)等。

所述樹脂層為了賦予由遠紅外線放射所致之放熱構件表面之放熱能力，亦可包含所述導熱性填料或遠紅外線放射率高的填料。

作為所述遠紅外線放射率高的填料，並無特別限制，例如理想的是選自由堇青石、富鋁紅柱石等礦物；氮化硼、氮化鋁等氮化物；二氧化矽、氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂等氧化物；碳化矽；及石墨所構成的群組的至少1種填料。

所述樹脂層中所使用之樹脂之種類，根據放熱構件之使用溫度、形成樹脂層時之方法或溫度而適宜選擇即可。

而且，作為所述樹脂層中所使用之填料之種類，根據使用放熱構件之用途而適宜選擇導熱率高之填料及/或遠紅外線放射率高之填料即可。

<放熱構件之構成等>

本發明之放熱構件若包含所述積層體則並無特別限制，可為於所述積層體之石墨層上經由所述接著層而交互積層有多個金屬層及石墨層之積層體、或者於所述積層體之石墨層上經由所述接著層而以任意之順序積層有多個金屬層及/或石墨層之積層體。

於使用多個金屬層、石墨層或接著層之情形時，該些層可分別為同樣之層，亦可為不同之層，較佳的是使用同樣之層。而且，該些層之厚度可相同亦可不同。

作為積層之順序，根據所期望之用途而適宜選擇即可，具體而言考慮所期望之放熱特性或設計性、耐腐蝕性等而進行選擇即可。

作為所述積層數，根據所期望之用途而適宜選擇即可，具體而言考慮放熱構件之大小或放熱特性等而進行選擇即可。

自獲得機械強度及加工性優異之放熱構件等方面考慮，較佳的是本發明之放熱構件的最外層為金屬層。

而且，於以圖1所示之態樣使用本發明之放熱構件之情形時，亦可藉由將距發熱體7最遠之層(於圖1中為金屬層6)之並不與接著層相接之側的形狀設為表面積變大之形狀、例如劍山狀或蛇腹狀，而使距發熱體7最遠之層的與接著層相接之面的相反之面與外界氣體接觸之面積增大。

自放熱特性、機械強度、輕量性及製造容易性等優異之方面考慮，本發明之放熱構件較佳的是如圖1所示之積層體1，其依序積層有金屬層2、接著層3、石墨層4、接著層5及金屬層6。

另外，於製造包含圖1所示之積層體1之放熱構件之情形時、亦即於根據所期望之用途、特別是欲製造介隔石墨層4之金屬層彼此(2及6)之接著強度高的積層體之情 形時，接著層3及接著層5亦可直接相接。作為此種例子，可列舉使用如圖2所示之設有孔8之石墨層4'、或者如圖3所示之設有狹縫9之石墨層4"的方法。

作為所述孔或狹縫之形狀、數量或大小，自放熱構件之機械強度及放熱特性等方面考慮而適宜選擇即可。

於使用設有孔或狹縫之石墨層之情形時，例如與並無該孔或狹縫之情形相比而言，於金屬層或石墨層上較厚地形成接著層，較高地設定貼合時之溫度，藉此於加熱壓接時等使接著層形成成分流入至孔或狹縫中，從而可於孔或狹縫部填充該接著層形成成分。而且，亦可預先用分注器(dispenser)等而較厚地形成金屬層上與石墨層之狹縫或孔抵接之部分的接著層。

而且，藉由使用較金屬層2及金屬層6之大小(層之縱長及橫長)更小之石墨層4，使接著層3及接著層5直接相接，可製造機械強度高之放熱構件。

所述樹脂層可直接形成於金屬層或石墨層上，亦可經由所述接著層而形成於金屬層或石墨層上。

另外，於本發明之放熱構件與發熱體接觸之情形時，必須於該接觸部附著導熱潤滑脂或導熱雙面膠帶，因此較佳的是於該接觸部並無所述樹脂層。

<放熱構件之製造方法>

本發明之放熱構件可藉由如下方式而製造：將所述組成物塗佈於所述形成金屬層之金屬板或形成石墨層之石墨板上，視需要進行預乾燥後，以金屬板與石墨板夾持該組 成物之方式進行配置，一面施加壓力一面進行加熱。而且，於製造所述放熱構件時，自獲得金屬層及石墨層之接著強度高的放熱構件等方面考慮，較佳的是於金屬板與石墨板之雙方塗佈所述組成物。

於塗佈所述組成物之前，自獲得金屬層及石墨層之接著強度高之放熱構件等方面考慮，金屬層較佳的是預先除去表面之氧化層或者對表面進行脫脂清洗，石墨層較佳的是預先藉由氧電漿裝置或強酸處理等而對表面進行易接著處理。

作為將所述組成物塗於金屬板或石墨板上的方法，並無特別限制，較佳的是使用可均一地塗佈組成物之濕式塗佈法。濕式塗佈法中，較佳的是於形成膜厚薄的接著層之情形時，可簡便地形成均質之膜的旋塗法。於重視生產性之情形時，較佳的是凹版印刷塗佈法、模塗法、棒塗法、反塗(reverse coat)法、輥塗法、狹縫塗佈法、噴塗法、吻合式塗佈法、反吻合式塗佈法、氣刀塗佈法、簾塗法、棍塗佈法等。

所述預乾燥並無特別限制，可藉由於室溫下靜置1天~7天左右而進行，較佳的是藉由加熱板或乾燥爐等，於80℃~120℃左右之溫度下進行1分鐘~10分鐘左右之加熱。

而且，所述預乾燥於大氣中進行即可，但亦可視需要於氮或稀有氣體等惰性氣體環境下進行，亦可於減壓下進行。特別是於高的溫度下短時間乾燥之情形時，較佳的是 於惰性氣體環境下進行。

所述一面施加壓力一面進行加熱之方法並無特別限制，壓力較佳的是0.1MPa~30MPa，加熱溫度較佳的是200℃~250℃，加熱加壓時間較佳的是1分鐘~1小時。而且，加熱於大氣中進行即可，亦可視需要於氮或稀有氣體等惰性氣體環境下進行，亦可於減壓下進行。特別是於高的溫度下進行短時間加熱之情形時，較佳的是於惰性氣體環境下或減壓下進行。

於最外層之單面或雙面具有樹脂層之放熱構件亦可藉由如下方式而進行製造：於所述放熱構件之最外層的金屬層或石墨層之單面或雙面塗佈包含樹脂之塗料，視需要使其乾燥，其後使該塗料硬化。而且，亦可藉由如下方式而製造：預先形成樹脂製薄膜，於所述放熱構件之最外層的金屬層或石墨層之單面或雙面塗佈所述組成物，視需要進行預乾燥後，使樹脂製薄膜與該塗佈面接觸，視需要施加壓力、進行加熱等。

《放熱構件之用途》

本發明之放熱構件(積層體)包含金屬層與石墨層之接著強度優異、厚度薄之接著層。而且，於所述接著層中包含導熱性填料之情形時，於相對於積層方向而言大致垂直方向之導熱率高，且即使整體之厚度薄，亦具有與先前之厚度厚的放熱板同樣或其以上之放熱特性。而且，切斷、鑽孔、脫模等加工性優異，金屬層與石墨層之接著力強而可折彎。因此，本發明之放熱構件可於各種用途中使用， 特別是可於電子元件或電池中適宜地使用。

而且，本發明之放熱構件亦可適宜用作液晶顯示器或有機EL照明之用以防止色斑之均熱板。

作為本發明之放熱構件之於電子元件等中之使用例，如圖1或圖4所示那樣以使本發明之放熱構件(積層體)1與電子元件中之發熱體7相接之方式進行配置而使用即可。

圖1是表示將本發明之放熱構件(積層體)1，以該積層體之積層方向與發熱體7之面大致垂直地進行配置而成的電子元件之一例的剖面概略圖。

藉由如上所述地配置本發明之放熱構件1，可使熱向相對於該放熱構件(積層體)之積層方向而言大致垂直之方向(橫方向)擴散，緩和熱源附近之溫度上升。

而且，圖4是表示以使如圖1所示之放熱構件1旋轉90°，與發熱體7相接之方式而配置的電子元件之一例的剖面概略圖。

藉由如上所述地配置本發明之放熱構件1，可使熱向相對於該放熱構件(積層體)之積層方向而言大致垂直之方向(縱方向)擴散，緩和熱源附近之溫度上升。

另外，於如圖4所示那樣配置本發明之放熱構件之情形時，亦可使用將放熱構件(積層體)於該放熱構件之積層方向切斷而成者。於如圖4所示那樣配置本發明之放熱構件之情形時，可使自發熱體7所發出之熱快速地放熱(例如向冷卻裝置移動)，因此可有效地抑制發熱體7之溫度上 升。

<電子元件>

所述電子元件例如可列舉影像處理或電視、聲頻等中所使用之應用專用積體電路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)等之晶片、個人電腦、智慧型手機等之中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)、發光二極體(Light Emitting Diode，LED)照明等。

[LED照明]

參照圖5對所述LED照明加以說明。另外，圖5是表示以介隔導熱墊而使本發明之放熱構件與LED本體之背面接觸之方式進行配置的LED照明之一例的剖面概略圖。特別是於使用超高亮度LED等發熱量非常大的LED作為所述LED本體之情形時，本申請之放熱構件之使用有效。於圖5中的LED照明包括放熱構件10、導熱墊11、絕緣膜12、LED本體13、電極14以及金屬配線15。

將電能轉換為光能之LED本體13隨著點亮而產生熱，必須將該熱排出至LED本體13之外。該熱經由導熱墊11而自LED本體13傳達至本發明之放熱構件10，由該放熱構件10而放熱。

[電池]

所述電池可列舉於汽車或行動電話等中所使用之鋰離子二次電池、鋰離子電容器(Lithium ion capacitor)、鎳氫電池等。

所述鋰離子電容器亦可為多個鋰離子電容器單元串列 或並列地連接而成的模組。

於此情形時，本發明之放熱構件可以與模組整體之外表面之一部分相接之方式或者以覆蓋模組整體之方式進行配置，亦可以與各鋰離子電容器單元之外表面之一部分相接之方式或者以覆蓋各單元之方式進行配置。

[實例]

以下，使用實例對本發明加以詳細說明。但本發明並不限定於以下實例中所記載之內容。

本發明之實例中所使用之材料如下所述。

<接著層用樹脂>

．「PVF-C1」：聚乙烯醇縮甲醛樹脂、JNC股份有限公司製造、Vinylec C(商品名)

．「PVF-C2」：聚乙烯醇縮甲醛樹脂、JNC股份有限公司製造、Vinylec C(商品名)

．「PVF-K」：聚乙烯醇縮甲醛樹脂、JNC股份有限公司製造、Vinylec K(商品名)

．「PVB」：聚乙烯醇縮丁醛、電氣化學工業股份有限公司製造、Denka Butyral 3000-K(商品名)

．「環氧」：環氧樹脂、三菱化學股份有限公司製造、jER828(商品名)

．「萜烯-酚」：萜烯-酚樹脂、安原化學股份有限公司(YASUHARA CHEMICAL CO.,LTD.)製造、YSPOLYSTER T160(商品名)

．「丙烯酸系」：丙烯酸系接著劑、新興塑膠股份有限 公司製造、Acryl Dine B(商品名)

於下述表1中記載所述「PVF-C1」、「PVF-C2」及「PVF-K」之結構及物性。

<溶劑>

．1-甲基-2-吡咯啶酮：和光純藥工業股份有限公司製造、和光特級

．環戊酮：和光純藥工業股份有限公司製造、和光一級

<導熱性填料>

．氧化鋅粉：安泰克(AMTEC)股份有限公司製造、Pana-Tetra WZ-0511(商品名、四角形狀、平均直徑(針的長度)：約10μm)

．氮化鋁粉：德山化學股份有限公司製造、氮化鋁H級(商品名、粒子狀、平均直徑(Al)：1μm)

．氧化鋁粉：昭和電工股份有限公司製造、氧化鋁(低鈉)AL-47-H(商品名、粒子狀、平均直徑：2.1μm)

．奈米金剛石粉：卡波迪恩(CARBODEON)製造、BLEND NUEVO(商品名、粒子狀、平均直徑：0.004~0.006μm)

．鋁粉：尼拉可(The Nilaco Corporation)製造、鋁粉末(粒子狀、平均直徑：30μm)

<石墨薄片>

．石墨薄片(人工石墨)：GrafTECH International製造、SS-1500(商品名)、厚度為25μm、(薄片之面方向之導熱率：1500W/m．K)

．石墨薄片(人工石墨)：GrafTECH International製造、SS-1500(商品名)、厚度為40μm、(薄片之面方向之導熱率：1500W/m．K)

．石墨薄片(天然石墨)：GrafTECH International製造、SS-500(商品名)、厚度為76μm、(薄片之面方向之導熱率：500W/m．K)

．附有丙烯酸系黏著劑之石墨薄片(人工石墨)：日本鐘淵(Kaneka)股份有限公司製造、於GRAPHINITY(厚度為25μm)之單面上設有包含丙烯酸系黏著劑之層(厚度為12μm)之薄片

．附有矽酮系黏著劑之石墨薄片(人工石墨)：Kaneka股份有限公司製造、於GRAPHINITY(厚度為25μm)之單面上設有包含矽酮系黏著劑之層(厚度為40μm)之薄片

．PGS石墨薄片：松下股份有限公司製造、 EYG-S091203、厚度為25μm、(薄片之面方向之導熱率：1600W/m．K)

<金屬板>

．銅板：The Nilaco Corporation製造、厚度為0.1mm

．銅板：The Nilaco Corporation製造、厚度為0.2mm

．銅板：The Nilaco Corporation製造、厚度為0.4mm

．銅箔：The Nilaco Corporation製造、厚度為0.03mm

．銅箔：The Nilaco Corporation製造、厚度為0.05mm

．印刷線路板用電解銅箔：三井金屬礦業股份有限公司製造、厚度為0.012mm

．印刷線路板用電解銅箔：福田金屬箔粉工業股份有限公司製造、厚度為0.018mm

．銀箔：The Nilaco Corporation製造、厚度為0.03mm

．鋁板：鋁板、The Nilaco Corporation製造、厚度為0.1mm

．鋁箔：The Nilaco Corporation製造、厚度為0.03mm

．鋁箔：東海鋁箔股份有限公司製造、厚度為0.02mm

．銅鎳合金(白銅)箔：The Nilaco Corporation製造、 厚度為0.03mm

．磷青銅箔：The Nilaco Corporation製造、厚度為0.03mm

<樹脂層用樹脂>

．「耐熱塗料」：奧綺斯摩股份有限公司製造、耐熱塗料OneTouch(商品名)

．「環氧」：環氧樹脂、三菱化學股份有限公司製造、jER828(商品名)

．「清噴漆(clear lacquer)」：清噴漆、關西塗料股份有限公司製造、SELVA 26(商品名)

．「PMMA」：甲基丙烯酸甲酯聚合物、三羽研究所股份有限公司製造、MA-830-M50(商品名)

<樹脂層用填料>

．堇青石粉：丸須釉藥股份有限公司(Marusu Glaze Co.,Ltd.)製造、合成堇青石SS-1000(平均粒徑1.7μm)

．氧化鋁粉：昭和電工股份有限公司製造、氧化鋁(低鈉)AL-47-H(商品名、粒子狀、平均直徑：2.1μm)

．碳化矽粉：碳化矽、西格瑪奧瑞奇(Sigma-Aldrich Japan K.K.)公司製造、200目~450目

．氧化鎂粉：氧化鎂、關東化學股份有限公司製造、鹿特級

<導熱率之評價>

如下所述地求出所得之放熱構件的垂直於板面之方向(積層體之積層方向)之熱擴散率及導熱率。將下述實例1~實例13及比較例1~比較例3中所得之放熱構件切出為約9.8mm之正方形平板，用碳噴劑(carbon spray)(日本船舶工具有限公司製造之DGF)將雙面進行塗裝後，安放於耐馳(NETZSCH)公司製造之LFA-447型氙快速熱擴散率測定裝置之樣品固定器上。於該樣品固定器成為25℃後，用氙氣燈以規定之強度對該安放之放熱構件進行 照射，測定自該放熱構件之與燈照射面相反之面的熱放射強度之時間變化，藉由附屬之軟體進行解析，由此而求出熱擴散率。將檢測器之增益等測定條件設為自動，至於解析，為了評價放熱構件之綜合的熱物性，設為1層板而進行計算。

另外，求出放熱構件之比熱(藉由帕金艾爾瑪(PerkinElmer)股份有限公司製造之diamond DSC型輸入補償型示差掃描熱量測定裝置進行測定)與比重(藉由阿爾法海市蜃樓股份有限公司(Alfa Mirage Co.,Ltd.)製造之MD-300s型電子比重計而進行測定)，藉由導熱率=熱擴散率×比熱×比重之式而求出導熱率。將下述實例1~實例13及比較例1~比較例3中所得之放熱構件之熱擴散率及導熱率示於表2中。

於積層型放熱構件之情形時，相對於積層體之積層方向而言大致垂直之方向的導熱受到導熱率高之層的比例的支配，因此並不受到放熱構件之製作方法大的影響，而基本上獲得如設計所示之性能。相反地，各個層之界面中的積層體之積層方向之熱阻之減低較大程度地依存於各層之界面的熱阻與接著層之熱阻，較佳的是將其減低。亦即，積層體之積層方向之導熱率越高，則越可以說金屬層與石墨層可良好地接著、亦即為高性能之放熱構件。

<放熱特性之評價>

於下述實例14~實例37中所得之放熱構件之單面，以塗膜之厚度成為約20μm之方式噴射耐熱塗料(奧綺斯 摩股份有限公司製造之耐熱塗料OneTouch)，使其乾燥。使用雙面膠帶(住友3M股份有限公司製造之導熱性接著劑轉印膠帶No.9885)將該放熱構件之未塗裝耐熱塗料之面之側與T0220封裝之電晶體(東芝股份有限公司製造之2SD2013)貼合。於電晶體之貼合有放熱構件之面的背面安裝K熱電偶(理化工業股份有限公司製造之ST-50)，使用溫度資料記錄器(日圖(GRAPHTEC)股份有限公司製造之GL220)，可用個人電腦記錄電晶體之貼合有放熱構件之面之相反側面的溫度。將安裝有該熱電偶之電晶體靜置於設定為40℃之恆溫槽中央，確認電晶體之溫度為40℃而變固定後，使用直流穩定化電源對電晶體施加1.0V，測定表面之溫度變化。測定施加電壓1000秒後或3000秒後之電晶體之溫度。將結果示於表3或表4中。

電晶體若施加相同之瓦特數則產生固定之熱量，因此所安裝之放熱構件之放熱效果越高則溫度越降低。亦即，電晶體之溫度越低，則越可以說放熱構件之放熱效果高。

另外，作為比較例9~比較例11，使用厚度分別為0.2mm、0.4mm及0.05mm之銅板代替所述放熱構件，除此以外同樣地進行而測定施加電壓1000秒後及3000秒後之電晶體之溫度。將結果示於表3中。

<接著性之評價>

作為實例1~實例25及比較例1~比較例8中所得之放熱構件之金屬層與石墨層之接著強度，由於石墨層具有劈裂(於層內剝離)之特性，因此難以藉由剝離時之拉伸 負載等數值而求出。因此藉由將實例中所製作之放熱構件之金屬部分剝離，目視觀察金屬層內側表面之狀態而進行評價。剝離之金屬層之表面整體被劈裂之石墨覆蓋之情形時評價為◎，僅僅露出少許金屬層或接著層之情形時評價為○，露出1/4以上之金屬層或接著層之情形時評價為△，幾乎或完全無石墨殘留之情形時評價為×。將結果示於表2或表3中。

[實例1]

於200ml之三口燒瓶中放入1-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)80g，自上部安放氟樹脂製之攪拌葉片，藉由馬達使攪拌葉片旋轉。根據溶液之黏度而適時調節轉速。使用玻璃製之漏斗而於該燒瓶內投入聚乙烯醇縮甲醛樹脂(PVF-C1)10g。藉由20g之NMP將附著於漏斗上之PVF-C1沖洗後，取出漏斗，蓋上玻璃蓋。將所得之溶液於設定為80℃之水浴中一面攪拌4小時一面進行加熱，使PVF-C1完全溶解於NMP中。將攪拌後之燒瓶自水浴中取出，恢復至室溫後，使用乾燥之漏斗而投入10g氧化鋅粉作為導熱性填料，攪拌一夜，由此而獲得接著劑(組成物)。

以所得之接著層之厚度成為4μm之方式使用旋塗機(三笠(Mikasa)股份有限公司製造之1H-D3型)而以1500轉/分鐘將該接著劑塗佈於大小為50mm×50mm、厚度為0.1mm之銅板上後，於設定為80℃之加熱板上、以80℃進行3分鐘之預乾燥，獲得附有接著塗膜之銅板。另外，於將接著劑塗佈於銅板上時，以並不塗佈燒瓶底部所沈澱 之大的2次粒子之方式採集接著劑而進行塗佈。

藉由2枚該附有接著塗膜之銅板，使接著塗膜為內側而夾持預先切斷為50mm×50mm之厚度為25μm之石墨薄片(SS-1500)，靜置於小型加熱壓製機(井元製作所製造之IMC-19EC型小型加熱手動壓製機)之熱板上。一面注意使2枚銅板與石墨薄片並不偏離，一面反覆進行數次加壓與減壓，藉此而使接著塗膜脫氣後，加壓至6MPa。其後，藉由加熱器而將熱板加熱至220℃，保持30分鐘之溫度與壓力。於經過30分鐘後，於保持壓力之狀態下斷開加熱器之電源，自然冷卻至大約50℃。於冷卻後，釋放壓力而獲得放熱構件。另外，將放熱構件整體之厚度減去2枚金屬板之厚度與石墨薄片之厚度而所得之值的1/2作為接著層之厚度。藉由三豐股份有限公司製造之數位式量錶ID-C112CXB而測定放熱構件之厚度。

[比較例1]

於實例1中，使用住友3M股份有限公司製造之貼附有導熱性接著劑轉印膠帶No.9882(厚度為50μm)之銅板而代替附有接著塗膜之銅板，除此以外與實例1同樣地進行而獲得放熱構件。

[實例2~實例11、實例13~實例15、實例17~實例24及比較例4~比較例8]

於實例1中，如表2~表3所示那樣變更金屬板及石墨薄片之種類及厚度，且使用如表2~表3所示那樣變更樹脂之種類、導熱性填料之種類(有無)或含量之接著劑， 如表2~表3所示那樣變更接著層之厚度，除此以外與實例1同樣地進行而獲得放熱構件。

於下述表中，將自藉由三豐股份有限公司製造之數位式量錶ID-C112CXB而測定之放熱構件之厚度減去2枚金屬板之厚度與石墨薄片之厚度而所得之值不足1之情形，記載為測定極限以下。

另外，於實例9中所得之放熱構件中，藉由掃描電子顯微鏡觀察該放熱構件之剖面，結果是接著層之厚度根據位置而存在偏差，約為0.3μm~0.5μm。

[實例12]

於實例1中，使用如表2所示那樣變更導熱性填料之種類及含量的接著劑，藉由與實例1同樣的方法，以接著層之厚度成為1μm之方式塗佈於大小為50mm×50mm、厚度為0.2mm之銅板上，藉由與實例1同樣之方法而獲得附有接著塗膜之銅板。

將該附有接著塗膜之銅板，以接著塗膜與厚度為25μm之石墨薄片(SS-1500)相接之方式進行配置，靜置於小型加熱壓製機(井元製作所製造之IMC-19EC型小型加熱手動壓製機)之熱板上。一面注意使銅板與石墨薄片並不偏離，一面反覆進行數次加壓與減壓，藉此而使接著塗膜脫氣後，進行加壓，於室溫、6MPa下保持120分鐘，藉此獲得放熱構件。

另外，接著層之厚度是放熱構件整體之厚度減去金屬板之厚度與石墨薄片之厚度而所得之值。藉由三豐股份有 限公司製造之數位式量錶ID-C112CXB而測定放熱構件之厚度。

[比較例2及比較例3]

於實例12中，分別使用附有丙烯酸系黏著劑之石墨薄片或附有矽酮系黏著劑之石墨薄片代替接著劑及石墨薄片(SS-1500)，將表2中所記載之銅板以與所述附有黏著劑之石墨薄片的黏著劑相接之方式進行配置，除此以外與實例12同樣地進行而獲得放熱構件。而且，與實例12同樣地進行而測定接著層之厚度。

[實例16]

於實例1中，如表3所示那樣變更導熱性填料之含量，除此以外與實例1同樣地進行而調製接著劑。

以接著層之厚度成為1μm之方式，將該接著劑塗佈於厚度為25μm之石墨薄片(SS-1500)之單面上，除此以外藉由與實例1同樣之方法進行塗佈，進行預乾燥，藉此獲得附有接著塗膜之石墨薄片。

將該附有接著塗膜之石墨薄片，以接著塗膜與厚度為25μm之石墨薄片(SS-1500)相接之方式進行配置，靜置於小型加熱壓製機(井元製作所製造之IMC-19EC型小型加熱手動壓製機)之熱板上。一面注意使2枚石墨薄片並不偏離，一面反覆進行數次加壓與減壓，藉此而使接著塗膜脫氣後，進行加壓，而於室溫、6MPa下保持120分鐘，藉此獲得積層有2枚石墨薄片之積層體。

於實例1中，使用所得之積層體代替石墨薄片，除此 以外與實例1同樣地進行而獲得放熱構件。亦即，獲得具有銅板/接著層/石墨薄片/接著層/石墨薄片/接著層/銅板之結構的放熱構件。

另外，將自放熱構件整體之厚度減去2枚銅板之厚度與2枚石墨薄片之厚度而所得之值的1/3作為接著層之厚度。藉由三豐股份有限公司製造之數位式量錶ID-C112CXB而測定放熱構件之厚度。

[實例25]

於實例1中，如表3所示那樣變更導熱性填料之含量，除此以外與實例1同樣地進行而獲得接著劑。

藉由與實例1同樣之方法，以所得之接著層之厚度成為1μm之方式，將該接著劑塗佈於大小為50mm×50mm、厚度為0.03mm之鋁箔上，而且以所得之接著層之厚度成為1μm之方式，將該接著劑塗佈於大小為50mm×50mm、厚度為0.03mm之銅箔上，進行預乾燥，藉此分別獲得附有接著塗膜之鋁箔及附有接著塗膜之銅箔。

藉由該附有接著塗膜之鋁箔及銅箔，使接著塗膜為內側而夾持預先切斷為50mm×50mm之厚度為25μm之石墨薄片(SS-1500)，藉由與實例1同樣之方法，一面注意使鋁箔、銅箔及石墨薄片並不偏離，一面進行而獲得放熱構件。

另外，於放熱特性之評價中，將耐熱塗料(奧綺斯摩股份有限公司製造之耐熱塗料OneTouch)以塗膜之厚度成為約20μm之方式噴射於鋁箔上，使其乾燥。除了使用該 放熱構件以外，與上述同樣地進行而評價放熱特性。

[實例26]

於實例1中，並未使用導熱性填料，使用環戊酮代替NMP，除此以外與實例1同樣地進行而獲得接著劑。使用所得之接著劑，如表4所示那樣變更金屬層之種類及接著層之厚度，除此以外與實例1同樣地進行而獲得放熱構件。

另外，於實例26以後，於放熱特性之評價時並不塗佈耐熱塗料。

[實例27]

使用實例26中所得之接著劑，如表4所示那樣變更金屬板之種類及接著層之厚度，除此以外與實例1同樣地進行而獲得積層體。

於所得之積層體之單面，以塗膜之厚度成為約30μm之方式噴射耐熱塗料(奧綺斯摩股份有限公司製造之耐熱塗料OneTouch)，使其乾燥而獲得於所述積層體上形成有樹脂層之放熱構件。使用雙面膠帶(住友3M股份有限公司製造之導熱性接著劑轉印膠帶No.9885)將該放熱構件之形成有樹脂層之面相反側之面(金屬層)與T0220封裝之電晶體(東芝股份有限公司製造之2SD2013)貼合，除此以外與所述<放熱特性之評價>同樣地進行而評價放熱特性。

[實例28]

與實例27同樣地進行而獲得積層體。

於NMP 90g中溶解有環氧樹脂(jER828)10g而成 之溶液中，加入相對於樹脂成分而言為10wt%之堇青石，使用新基(Thinky)股份有限公司製造之脫泡攪拌機ARE-250型，以2000rpm之轉速進行5分鐘之攪拌後，以2000rpm之轉速進行5分鐘之脫泡，藉此獲得放熱塗料。使用旋塗機(Mikasa股份有限公司製造之1H-D3型)，以所得之樹脂層之厚度成為0.03mm之方式，將該塗料塗佈於所述積層體之其中一個銅箔上後，於設定為120℃之加熱板上進行30分鐘之加熱，藉此獲得於所述積層體上形成有樹脂層之放熱構件。

另外，藉由調整塗料中之樹脂濃度與旋塗機之轉速而調整樹脂層之厚度。

[實例29~實例36]

與實例27同樣地進行而獲得積層體。

使用所得之積層體，如表4所示那樣變更形成樹脂層之樹脂之種類及填料之種類，除此以外與實施28同樣地進行而獲得於積層體上形成有樹脂層之放熱構件。

[實例37]

使用實例26中所得之接著劑，如表4所示那樣變更金屬板及石墨薄片之種類以及接著層之厚度，除此以外與實例1同樣地進行而獲得積層體。

使用所得之積層體，如表4所示那樣變更形成樹脂層之樹脂之種類及填料之種類，除此以外與實施28同樣地進行而獲得於積層體上形成有樹脂層的放熱構件。

[導熱性填料之研究]

若對實例1~實例5之放熱構件之熱擴散率及導熱率進行比較，則可知：與接著層中未調配導熱性填料之實例2之放熱構件相比而言，於接著層中調配有導熱性填料之放熱構件的導熱率更高。

與氮化鋁相比而言，氧化鋅之導熱率小1位數字左右，但若將實例1與實例3加以比較，則於接著層中調配氧化鋅之情形與調配氮化鋁之情形，所得之放熱構件之導熱率並無較大差異。而且，與氧化鋅之針狀部分之長度相比而言，接著層之厚度薄。認為其原因在於：氧化鋅之針狀結晶中向放熱構件(積層體)之積層方向延伸的針的部分刺入至石墨層中，由於該部分而效率良好地自金屬層向石墨層傳熱。

奈米金剛石即使添加量少，亦顯示出與使用其他填料之情形時同等的放熱性能。認為其原因在於：金剛石之導熱率與其他導熱性填料相比而言非常高。奈米金剛石之生產量少，但可於特別是少量製造高性能之放熱板之情形時使用。

[導熱填料添加量之研究]

若將實例1與實例6~實例8加以比較，則可知：導熱性填料之調配量越多，則導熱率越變高。但是，若添加過多之填料，則存在與金屬層及石墨層之接著強度降低之傾向，因此理想的是可兼顧導熱率與接著強度之添加量。

[樹脂之種類之研究]

若將實例1與比較例1加以比較，則實例1中所得之 放熱構件與使用市售之導熱性接著劑轉印膠帶而進行積層之放熱構件相比而言，放熱構件(積層體)之積層方向之導熱率高。

而且，至於實例12、比較例2及比較例3中所得之放熱構件，任何放熱構件均具有石墨層劈裂之以上的接著強度。於使用聚乙烯縮醛樹脂作為接著層之樹脂之種類之情形時，即使減薄接著層之厚度亦可保持接著強度，因此所得之放熱構件(積層體)之積層方向的導熱率於使用聚乙烯縮醛樹脂作為接著層之樹脂之種類之情形時最高。因此可知：藉由使用聚乙烯縮醛樹脂，可製作與使用市售之接著劑之情形時相比而言為高性能之放熱構件。

若將實例2、實例9~實例11與比較例4~比較例8加以比較，則可知：若使用聚乙烯縮醛樹脂作為接著層之樹脂之種類，則所得之放熱構件顯示良好之接著性。

聚乙烯縮醛樹脂相對於金屬層及石墨層之接著性優異，因此可減薄接著層。特別是可知：即使於使用PVF-C2而形成更薄之接著層之情形時，放熱構件之導熱率亦飛躍性地上升(實例9)。

另外，於使用丙烯酸系接著劑或環氧樹脂作為接著層形成材料之情形時，若該接著層之厚度為1μm，則完全不能接著金屬層及石墨層。

而且，如實例25所示，於本發明之放熱構件包含2層以上之金屬層之情形時，亦可視需要而使用不同之金屬層。此種放熱構件例如亦可藉由於與加熱器相接觸之面使用導熱率良好之銅層，於相反之面使用難以生銹之鋁層， 而獲得兼顧放熱特性與難以生銹之放熱構件。該放熱構件之放熱特性顯示出僅僅使用銅箔作為金屬板之放熱構件(實例19)之放熱特性與僅僅使用鋁箔作為金屬板之放熱構件(實例20)之放熱特性的中間的特性。

[金屬層之研究]

於表2中，若將實例15與比較例9加以比較，則可知：即使於接著層中未調配導熱性填料之情形時，與放熱構件大致相同厚度之0.2mm厚的銅板相比而言放熱性亦良好。而且，若將實例14與比較例10加以比較，則可知：藉由於接著層中調配導熱性填料，與約為放熱構件之厚度2倍之厚度的0.4mm厚銅板相比而言，所得之放熱構件之放熱性能變良好。因此可知：，藉由使用本發明之放熱構件，可獲得具有相同或其以上之放熱性能，且重量與厚度為銅的一半的高性能放熱構件。

[樹脂層之研究]

本發明之放熱構件可藉由於最表面設置包含與接著層中所使用者相同的導熱性良好的填料，堇青石、富鋁紅柱石、二氧化矽等遠紅外線放射率高的填料，或該些填料之雙方的放熱樹脂層，進一步使放熱能力。

於表4中，可知：與不含樹脂層之放熱構件相比而言，含有樹脂層的放熱構件可使電晶體之溫度進一步降低，亦即放熱能力提高。另外可知：與含有由耐熱塗料所形成之樹脂層的放熱構件相比而言，含有包含堇青石、氧化鋁、碳化矽、鎂等填料之樹脂層的放熱構件之放熱能力進一步提高。

1‧‧‧放熱構件(積層體)

2、6‧‧‧金屬層

3、5‧‧‧接著層

4、4'、4"‧‧‧石墨層

7‧‧‧發熱體

8‧‧‧孔

9‧‧‧狹縫

10‧‧‧放熱構件

11‧‧‧導熱墊

12‧‧‧絕緣膜

13‧‧‧LED本體

14‧‧‧電極

15‧‧‧金屬配線

圖1是表示包含本發明之放熱構件的電子元件之一例的剖面概略圖。

圖2是表示設有孔之石墨層之一例的概略圖。

圖3是表示設有狹縫之石墨層之一例的概略圖。

圖4是表示包含本發明之放熱構件的電子元件之一例的剖面概略圖。

圖5是表示包含本發明之放熱構件的LED照明之一例的剖面概略圖。

1‧‧‧放熱構件(積層體)

2、6‧‧‧金屬層

3、5‧‧‧接著層

4‧‧‧石墨層

7‧‧‧發熱體

Claims (25)

1. 一種放熱構件，其包含經由接著層而積層有金屬層與石墨薄片的積層體，該接著層由包含聚乙烯縮醛樹脂的組成物而形成，其中該接著層不含環氧樹脂。
2. 如申請專利範圍第1項所述之放熱構件，其中，所述組成物進一步包含導熱性填料。
3. 如申請專利範圍第1項所述之放熱構件，其中，所述聚乙烯縮醛樹脂包含下述結構單元A、結構單元B及結構單元C， (結構單元A中，R獨立為氫或烷基)
4. 如申請專利範圍第3項所述之放熱構件，其中，所述聚乙烯縮醛樹脂進一步包含下述結構單元D， (結構單元D中，R¹獨立為氫或碳數為1~5之烷基)。
5. 如申請專利範圍第3項所述之放熱構件，其中，所述結構單元A中的R為氫或碳數為1~3之烷基。
6. 如申請專利範圍第4項所述之放熱構件，其中，所述結構單元A中的R為氫或碳數為1~3之烷基。
7. 如申請專利範圍第1項所述之放熱構件，其中，所述接著層的所述積層體的積層方向之導熱率為0.05W/m．K~50W/m．K。
8. 如申請專利範圍第1項所述之放熱構件，其中，所述接著層之厚度為0.05μm~10μm。
9. 如申請專利範圍第2項所述之放熱構件，其中， 所述接著層包含相對於接著層100vol%而言為1vol%~80vol%的導熱性填料。
10. 如申請專利範圍第2項所述之放熱構件，其中，所述導熱性填料包含選自由金屬粉、金屬氧化物粉、金屬氮化物粉及金屬碳化物粉所構成的群組的至少1種粉體。
11. 如申請專利範圍第10項所述之放熱構件，其中，所述導熱性填料包含選自由氮化鋁粉、氧化鋁粉、氧化鋅粉、氧化鎂粉、碳化矽粉、碳化鎢粉、鋁粉及銅粉所構成的群組的至少1種粉體。
12. 如申請專利範圍第10項所述之放熱構件，其中，所述導熱性填料的平均直徑為0.001μm~30μm。
13. 如申請專利範圍第2項所述之放熱構件，其中，所述導熱性填料是包含碳材料的填料。
14. 如申請專利範圍第13項所述之放熱構件，其中，所述導熱性填料包含選自由石墨粉、碳奈米管及金剛石粉所構成的群組的至少1種粉體。
15. 如申請專利範圍第1項所述之放熱構件，其中，所述石墨薄片的相對於所述積層體的積層方向而言大致垂直方向的導熱率為250W/m．K~2000W/m．K。
16. 如申請專利範圍第1項所述之放熱構件，其中，所述石墨薄片之厚度為15μm~600μm。
17. 如申請專利範圍第1項所述之放熱構件，其中，所述金屬層之厚度是所述石墨薄片之厚度的0.01倍~100倍。
18. 如申請專利範圍第1項所述之放熱構件，其中，所述金屬層是包含由銀、銅、鋁、鎳及含有該些金屬的至少任意1種金屬的合金所構成的群組的至少1種金屬的層。
19. 如申請專利範圍第1項所述之放熱構件，其中，所述金屬層是包含由銅、鋁及含有該些金屬的至少任意1種金屬的合金所構成的群組的至少1種金屬的層。
20. 如申請專利範圍第1項所述之放熱構件，其中，所述放熱構件包含至少2個金屬層，所述金屬層包含由銅、鋁及含有該些金屬的至少任意1種金屬的合金所構成的群組的1種以上金屬，所述金屬層的至少2個是不同的層。
21. 如申請專利範圍第1項所述之放熱構件，其中，於所述放熱構件的最外層的單面或雙面具有樹脂層。
22. 如申請專利範圍第21項所述之放熱構件，其中，所述樹脂層包含含有無機化合物的填料。
23. 如申請專利範圍第21項所述之放熱構件，其中，所述樹脂層包含：選自由丙烯酸樹脂、環氧樹脂、醇酸樹脂、胺酯樹脂及硝化纖維素所構成的群組的至少1種樹脂，以及選自由氧化鋁、二氧化矽、堇青石、富鋁紅柱石、碳化矽及氧化鎂所構成的群組的至少1種化合物。
24. 一種電子元件，其包含如申請專利範圍第1項所述之放熱構件。
25. 一種電池，其包含如申請專利範圍第1項所述之 放熱構件。