(57)【要約】【課題】放射効率を向上することができる材料を提供する。【解決手段】課題を解決するための手段は、複数の金属酸化物を混合し第１の混合材料を製造する第１の混合工程と、第１の混合材料を粉砕し第１の粉砕材料を製造する第１の粉砕工程と、第１の粉砕材料を加熱し第１の加熱材料を製造する第１の加熱工程と、前記第１の加熱材料を冷却し第１の冷却材料を製造する第１の冷却工程と、前記冷却材料を粉砕し第２の粉砕材料を製造する第２の粉砕工程と、複数の有機材料を混合し、第２の混合材料を製造する第２の混合工程と前記第２の粉砕材料と前記第２の混合材料を混合し、第３の混合材料を製造する第３の混合工程とからなる、材料の製造方法において、前記第１の加熱工程の加熱温度が、８００度から１４００度の間の温度で１時間以上加熱することを特徴とする、材料の製造方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の金属酸化物を混合し第１の混合材料を製造する第１の混合工程と、
第１の混合材料を粉砕し第１の粉砕材料を製造する第１の粉砕工程と、
第１の粉砕材料を加熱し第１の加熱材料を製造する第１の加熱工程と、
前記第１の加熱材料を冷却し第１の冷却材料を製造する第１の冷却工程と、
前記冷却材料を粉砕し第２の粉砕材料を製造する第２の粉砕工程と、
複数の有機材料を混合し、第２の混合材料を製造する第２の混合工程と
前記第２の粉砕材料と前記第２の混合材料を混合し、第３の混合材料を製造する第３の混合工程と、
からなる、材料の製造方法において、
前記加熱工程の加熱温度が、８００度から１４００度の間の温度で１時間以上加熱することを特徴とする、前記第３の混合材料である材料の製造方法
【請求項２】
前記加熱工程は、真空雰囲気の中で行うことを特徴とする請求項１に記載の材料の製造方法
【請求項３】
前記加熱工程は、不活性ガズの中で行うことを特徴とする請求項１に記載の材料の製造方法
【請求項４】
前記第１の粉砕材料と前記第２の粉砕材料の粒の大きさは、１μｍから１００μｍの大きさであることを特徴とする、
請求項２または請求項３に記載の方法で製造される材料
【請求項５】
前記複数の金属酸化物は、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２の４種類の金属酸化物の内、少なくとも２種類の金属酸化物からなることを特徴とする請求項４に記載の材料
【請求項６】
前記複数の有機材料は、エチルセルロースとブタノールを含んでいることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の材料
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、放熱材料とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  放熱材料は、例えば、半導体集積回路のヒートシンク表面に塗付されて用いられたり、放熱構造を有する回路基板の基体表面に塗付されて用いられたりしている。放熱材料は、熱伝導性や熱放射率が高い顔料、例えば、カーボンブラックや酸化チタン等の無機フィラーを混合してなる塗料を塗布して塗膜を形成することで、放熱性を向上させる技術が知られている（例えば、以下の特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献１】特開平３−１２０３７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  しかしながら、近年の半導体集積回路の高性能化及び高集積化によって電子部品の発熱量は年々増加している一方、携帯電話等の普及によって電子回路の小型化傾向も加速している。しかし放熱体の大型化にも制約があるため、放熱体には放熱特性の向上が常に求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】    課題を解決するための手段は、複数の金属酸化物を混合し第１の混合材料を製造する第１の混合工程と、第１の混合材料を粉砕し第１の粉砕材料を製造する第１の粉砕工程と、第１の粉砕材料を加熱し第１の加熱材料を製造する第１の加熱工程と、前記第１の加熱材料を冷却し第１の冷却材料を製造する第１の冷却工程と、前記冷却材料を粉砕し第２の粉砕材料を製造する第２の粉砕工程と、複数の有機材料を混合し、第２の混合材料を製造する第２の混合工程と前記第２の粉砕材料と前記第２の混合材料を混合し、第３の混合材料を製造する第３の混合工程とからなる、材料の製造方法において、前記第１の加熱工程の加熱温度が、８００度から１４００度の間の温度で１時間以上加熱することを特徴とする、材料の製造方法である。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本実施例１のフローチャートを示す図である。
【図２】本実施例１の複数の金属酸化物を示す図である。
【図３】本実施例１の複数の有機材料を示す図である。
【図４】放熱特性測定をする測定用サンプル１の製造方法１を示す図である。
【図５】測定用比較サンプル１の製造方法２示す図である。
【図６】第１の金属板のイメージを示す図である。
【図７】測定サンプルの密着後の第１の金属板のイメージを示す図である。
【図８】測定体のイメージを示す図である。
【図９】放熱特性を測定したサンプルの種類を示す図である。
【図１０】図９に示す４種類のサンプルの第１の金属板の温度推移を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００６】  本発明の係る実施例１を説明する。図１は、本実施例１のフローチャートを示している。
【０００７】（複数の金属酸化物の用意）（図１の１０１）
まず、図２に示す複数の金属酸化物２０１を用意する（複数の金属酸化物の用意１０１）。
金属酸化物２０１の形状は、粒状の形状が好ましい。
【０００８】（第１の混合工程による第１の混合材料の製造）（図１の１０２）
次に、前記複数の金属酸化物を図２に示す重量混合比で混合し、第１の混合材料２０２を製造する（第１の混合工程１０２）。混合は粉体混合機を使用するのが好ましい。
【０００９】（第１の粉砕工程による第１の粉砕材料の製造）（図１の１０３）
次に、第１の混合材料２０２を粉砕し、第１の粉砕材料２０３を製造する（第１の粉砕工程１０３）。粉砕はボールミル装置を使用するのが好ましい。ボールミル装置はセラミックなどの硬質のボールと、材料の粉を円筒形の容器にいれて回転させることによって、材料をすりつぶして微細な粉末を作る装置である。第１の粉砕材料２０３の粉の大きさは、１μｍ〜１００μｍの範囲の大きさが好ましい。
【００１０】（第１の加熱工程による第１の加熱材料の製造）（図１の１０４）
次に、第１の粉砕材料２０３を加熱し第１の加熱材料２０４を製造し、第１の加熱材料２０４を冷却し第１の冷却材料２０５を製造する。加熱と冷却は、焼成炉を使用するのが好ましい。
まず、第１の粉砕材料２０３を焼成炉の所定の位置に設置する。次に、焼成炉の中を真空雰囲気にする。次に、温度勾配が約毎分１０度になるように第１の粉砕物２０３を加熱する。加熱温度が８００度から１４００度の間の所定の温度に達したら、その所定の温度で約１時間加熱を続けると第１の加熱材料２０４が製造される（第１の加熱工程１０４）。
【００１１】（第１の冷却工程による第１の冷却材料の製造）（図１の１０５）
次に、温度勾配が約毎分−１０度になるように、第１の加熱材料２０４を冷却する。次に、第１の加熱材料２０４の温度が２５度付近に達したところで、真空を開放し、第１の加熱材料２０４を焼成炉から取り出し、第１の冷却材料２０５が製造される（第１の冷却工程１０５）。
【００１２】（第２の粉砕工程による第２の粉砕材料の製造）（図１の１０６）
次に、第１の冷却材料２０５を粉砕し、第２の粉砕材料２０６を製造する（第２の粉砕工程１０６）。粉砕はボールミル装置を使用するのが好ましい。ボールミル装置はセラミックなどの硬質のボールと、材料の粉を円筒形の容器にいれて回転させることによって、材料をすりつぶして微細な粉末を作る装置である。第２の粉砕材料２０６の粉の大きさは、１μｍ〜１００μｍの範囲の大きさが好ましい。
【００１３】（複数の有機材料の用意）（図１の１０７）
次に、図３に示す複数の有機材料２０７を用意する（複数の有機材料の用意１０７）。
【００１４】（第２の混合工程による２の混合材料の製造）（図１の１０８）
次に、前記複数の有機材料２０７を図３に示す重量混合比で混合し、第２の混合材料２０８を製造する（第２の混合工程１０８）。混合は混合機を使用するのが好ましい。
【００１５】（第３の混合工程による第３の混合材料の製造）（図１の１０９）
次に、第２の粉砕材料２０６と第２の混合材料２０８を混合し、第３の混合材料２０９を製造する（第３の混合工程）。混合は粉体混合機を使用するのが好ましい。さらに、第２の粉砕材料２０６と第２の混合材料２０８の重量混合比は１：１が好ましい。
【００１６】図１に示す実施例１で製造された第３の混合材料２０９の放熱性を測定した方法と結果を下記に説明する。
【００１７】（放熱性測定方法）
図４は、放熱特性測定をする測定用サンプル１（２０９）の製造方法１を示している。測定サンプル製造方法１は、図１に示す実施例１と同じ方法であり、第３の混合材料２０９を測定用サンプル１（２０９）としている。
【００１８】図５は、実施例１の方法で製造された測定用サンプル１（２０９）と比較するための測定用比較サンプル１（２１０）の製造方法２示している。
【００１９】また、上記測定用サンプル１（２０９）と測定用比較サンプル１（２１０）を総称して測定用サンプル３０３と呼ぶことがある。
【００２０】製造方法２は、第１の加熱工程１０４と第１の冷却工程１０５と第２の粉砕工程１０６を含んでいない点を除けば、製造方法１と同じ方法である。さらに、製造方法２では、製造方法１の第３の混合工程１０９の代わりに第４の混合工程１１０を行う。第３の混合工程１０９は図１に示すように第２の粉砕材料２０６と第２の混合材料２０８を混合する工程であるのに対し、第４の混合工程は第１の粉砕工程１０３で製造される第１の粉砕材料２０３と第２の混合材料２０８を混合し第４の混合材料２１０を製造する工程である。
【００２１】（測定環境の製作）
上記に示す製造方法１と製造方法２で、それぞれ、測定用サンプル１（２０９）と測定用比較サンプル１（２１０）を製造する。
【００２２】次に、図６に示すような第１の金属板３０１を用意する。今回の測定では、第１の金属板３０１の大きさは、横が５０ｍｍ、縦が５０ｍｍ、厚さが１０ｍｍのアルミニウム金属板を使用している。さらに、金属板の側面に温度測定の為の熱電対を差し込む為の穴３０２が設置されている。
【００２３】まず、図６に示す第１の金属板３０１の表面Ｓに、測定用サンプル３０３を塗布する。塗布方法は、ハケ塗り方法で行っている。その他の塗布として、吹付塗装方法やロールコータ等の方法が挙げられる。
【００２４】次に、測定用サンプル３０３を乾燥させ、第１の金属板３０１に密着させる。密着方法は、室温（２５度付近）で３０分放置し、自然乾燥方法で行っている。図７は、測定サンプル３０３の密着後の第１の金属板３０１のイメージを示す。第１の金属板３０１の表面Ｓに測定用サンプル３０３が密着している。
【００２５】次に、図８に示すように、測定用サンプル３０３が表面に形成された第１の金属板を断熱材３０４の中に設置し、第１の金属板３０１の穴３０２の中に熱電対３０５を設置し、測定体３０６を製作する。なお、測定用サンプル３０３の表面が外部雰囲気に露出するように断熱材３０４を設置する。断熱材３０４を設置する目的は、第１の金属板３０１の側面と背面を断熱し、第１の金属板３０１の表面からの放熱量を大きくするためである。断熱材３０４はコルクを加工したものを使用している。
【００２６】次に、図８に示す測定体３０６を加熱する。加熱する方法は、恒温炉を使用し、測定体３０６に設置されている熱電対３０５の温度が約１５０度になるまで加熱し、約１５０度の温度を約１時間保持するように加熱する。
【００２７】次に、図８に示す測定体３０６を冷却する。冷却方法は、測定体を恒温炉から取り出し、室温（２５度付近）で放置し、自然冷却方法で行っている。
【００２８】測定体３０６の冷却開始と同時に、熱電対３０５の温度を測定することで、第１の金属板３０１の温度推移を測定する。
【００２９】  放熱特性測定に使用した測定用サンプル３０３の種類は、図４に示す製造方法１で製造された測定用サンプル１（２０９）と、図５に示す製造方法２で製造された測定用比較サンプル１（２１０）である。さらに、測定用サンプル１（２０９）は、測定用サンプル９００と測定用サンプル１２００の２種類のサンプルを使用している。測定用サンプル９００は、図４に示す製造方法１で製造されるが、第１の加熱工程１０４における加熱温度を約９００度で実施したサンプルである。また、測定用サンプル１２００は、図４に示す製造方法１で製造されるが、第１の加熱工程１０４における加熱温度を約１２００度で実施したサンプルである。
【００３０】さらに、測定用サンプル３０３を塗布していないサンプルも本発明の効果の比較例として放熱性測定を実施している。
【００３１】  よって、図９に示すように、放熱特性を測定したサンプルの種類は４種類である。
【００３２】  図１０は、図９に示す４種類のサンプルの第１の金属板の温度推移を示すグラフである。
【００３３】（測定結果の説明）
図１０のグラフの横軸は温度測定時間軸を示しており、加熱された測定体３０６の冷却が開始された時間を０としている。図１０のグラフの横軸は、熱電対３０５から測定される第１の金属板３０１の温度を示している。第１の金属板３０１の温度が低い程、放熱性の良い測定用サンプル３０３と言える。
【００３４】  図１０に示す測定用サンプル３０３の温度推移から判断すると、放熱性が一番良いサンプルは、加熱温度１２００度で加熱工程１０４をおこなった測定用サンプル１２００であった。二番目に放熱性が良いサンプルは、加熱温度９００度で加熱工程をおこなった測定用サンプル９００であった。三番目に放熱性が良いサンプルは、第１の加熱工程１０４をおこなわなかった測定用比較サンプル１（２１０）であった。
【００３５】  以上の結果から、第１の加熱工程１０４と第１の冷却工程１０５と第２の粉砕工程１０６を実施することは、材料の放熱性を向上させる効果があると言える。さらに、加熱温度が９００度の材料よりも加熱温度が１２００度の材料の方が放熱性が向上すると言える。
【００３６】  上記の放熱性向上のメカニズムは正確には解明されていないが、複数の金属酸化物を加熱と冷却さらに粉砕することにより金属酸化物の結晶に変化が生まれ、その結果、熱エネルギーを電磁波に変換する効率が上がることが考えられる。
【本発明の効果】
本発明により、材料の放射効率を向上することができる。
【符号の説明】
【００３７】  １０１・・・複数の金属酸化物の用意
１０２・・・第１の混合工程
１０３・・・第１の粉砕工程
１０４・・・第１の加熱工程
１０５・・・第１の冷却工程
１０６・・・第２の粉砕工程
１０７・・・複数の有機材料の用意
１０８・・・第２の混合工程
１０９・・・第３の混合工程
１１０・・・第４の混合工程
２０１・・・複数の金属酸化物
２０２・・・第１の混合材料
２０３・・・第１の粉砕材料
２０４・・・第１の加熱材料
２０５・・・第１の冷却材料
２０６・・・第２の粉砕材料
２０７・・・複数の有機材料
２０８・・・第２の混合材料
２０９・・・第３の混合材料
２１０・・・第４の混合材料
３０１・・・第１の金属板
３０２・・・穴
３０３・・・測定用サンプル
３０４・・・断熱材
３０５・・・熱電対
３０６・・・測定体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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