(57)【要約】【課題】高い絶縁性と熱伝導率を有する成形品を得ることができ、成形加工性に優れた絶縁性熱伝導性樹脂組成物及び成形品並びにその製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の絶縁性熱伝導性樹脂組成物は、少なくとも、熱可塑性樹脂３０ｖｏｌ％以上と、金属アルミ系充填材１０〜４０ｖｏｌ％と、難燃剤５〜２５ｖｏｌ％とを含む。特に、融点が５００℃以上の金属粉を１〜１０ｖｏｌ％と、融点が５００℃以下の低融点合金を１〜１０ｖｏｌ％含むことにより、より等方的な熱伝導を得ることができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、熱可塑性樹脂３０ｖｏｌ％以上と、金属アルミ系充填材１０〜４０ｖｏｌ％と、難燃剤５〜２５ｖｏｌ％とを含む絶縁性熱伝導性樹脂組成物。
【請求項２】
上記金属アルミ系充填材が、アルミフレーク、アルミ粉、アルミ繊維そしてこれらの組み合わせからなる群から選択されたいずれか１種である請求項１記載の樹脂組成物。
【請求項３】
上記アルミフレークの表面が、樹脂又はセラミックスによりコーティングされている請求項２記載の樹脂組成物。
【請求項４】
上記樹脂がアクリル樹脂である請求項３記載の樹脂組成物。
【請求項５】
上記難燃剤が、分解温度が３００℃以上の無機化合物である請求項１から４のいずれか一つに記載の樹脂組成物。
【請求項６】
さらに、融点が５００℃以上の金属粉を１〜１０ｖｏｌ％と、融点が５００℃以下の低融点合金を１〜１０ｖｏｌ％含む請求項１から５のいずれか一つに記載の樹脂組成物。
【請求項７】
上記金属粉が、鉄、銅、ニッケル、チタン、クロム、そしてこれらの組み合わせからなる群から選択されたいずれか１種である請求項６記載の樹脂組成物。
【請求項８】
上記低融点合金が、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｌ、Ｓｎ−Ｚｎ、Ｚｎ−Ａｌ、Ｓｎ−Ｍｎ、Ｓｎ−Ａｇ、そしてＳｎ−Ｍｇから成る群から選択された少なくとも１種の合金である請求項６記載の樹脂組成物。
【請求項９】
上記熱可塑性樹脂が、融点が２００℃以上の結晶性樹脂、及び／又はガラス転移温度が１５０℃以上である非結晶性樹脂からなる請求項１から８のいずれか一つに記載の樹脂組成物。
【請求項１０】
熱伝導率が２Ｗ／ｍ・Ｋ以上である請求項１から９のいずれか一つに記載の樹脂組成物。
【請求項１１】
少なくとも、熱可塑性樹脂３０ｖｏｌ％以上と、金属アルミ系充填材１０〜４０ｖｏｌ％と、難燃剤５〜２５ｖｏｌ％とを含む絶縁性熱伝導性樹脂組成物からなる成形品。
【請求項１２】
上記成形品が光ピックアップベースである請求項１１記載の成形品。
【請求項１３】
上記成形品が半導体用放熱容器である請求項１１記載の成形品。
【請求項１４】
上記成形品が光半導体用放熱容器である請求項１１記載の成形品。
【請求項１５】
上記成形品がランプ用反射板である請求項１１記載の成形品。
【請求項１６】
少なくとも、熱可塑性樹脂と、金属アルミ系充填材と、難燃剤とを含む混合粉を加熱して、熱可塑性樹脂を溶融状態として混練し、混合物を所望形状に成形する絶縁性熱伝導性樹脂組成物の製造方法。
【請求項１７】
上記混合粉に、さらに融点５００℃以上の金属粉と、融点が５００℃以下の低融点合金とを混合し、低融点合金が固相部と液相部が混在した半溶融状態とし、熱可塑性樹脂を溶融状態として混練し、混合物を所望形状に成形する請求項１６記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁性熱伝導性樹脂組成物及び成形品並びにその製造方法に関し、さらに詳しくは電子機器の筐体等に使用可能な、高絶縁性と高熱伝導率を有し、成形加工性に優れた絶縁性熱伝導性樹脂組成物及び成形品並びにその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩ等の半導体素子の集積密度の増大と動作の高速化、そして電子部品の高密度実装に伴い、発熱源となる電子部品に対する放熱対策が大きな問題となっている。例えば、電子部品のハウジングには、従来、熱伝導率の高い金属やセラミックスが用いられてきたが、近年、形状選択の自由度が大きく小型化の容易な樹脂系材料が用いられている。樹脂系材料としては、従来、マトリックスとなる樹脂中に熱伝導率の高い充填材、例えば、金属や合金あるいはセラミックスを分散した樹脂組成物が用いられている（例えば特許文献１）。しかし、金属は高い熱伝導性を付与できる一方、高い導電性を有するため樹脂系材料に電気絶縁性を付与できないという問題がある。これに対し、高熱伝導性粉末の表面を電気絶縁性被膜で被覆する方法が提案されている（例えば特許文献２）。
【特許文献１】特開平５−２３９３２１号公報
【特許文献２】特開平８−１８３８７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献２の方法では、高熱伝導性粉末の表面を電気絶縁性膜で被覆する方法としてＣＶＤを採用するが、その方法では高コストにならざるを得ず、より低コストの樹脂系材料が望まれている。また、セラミックスを用いる場合、熱伝導性を確保するには高充填とする必要があり、その硬度が高いため、成形装置の混練部材が破損し易いという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は、上記の課題を解決し、高い絶縁性と熱伝導率を有する成形品を得ることができ、成形加工性に優れた絶縁性熱伝導性樹脂組成物及び成形品並びにその製造方法を提供することを目的とした。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の絶縁性熱伝導性樹脂組成物は、少なくとも、熱可塑性樹脂３０ｖｏｌ％以上と、金属アルミ系充填材１０〜４０ｖｏｌ％と、難燃剤５〜２５ｖｏｌ％とを含むことを特徴とする。金属アルミ系充填材は、一般的には導電性充填材として知られているが、表面に安定な酸化膜があることより低コストの絶縁性熱伝導性充填材として期待できる材料である。しかし、金属アルミ系充填材は発火し易く、樹脂との溶融混練時に樹脂が分解する恐れがある。また、成形品の難燃性を十分確保できない。本発明は、樹脂組成物に難燃剤を含有させることにより、樹脂との溶融混練時における金属アルミ系充填材の燃焼反応を抑制、また成形品の難燃性を確保するもので、金属アルミ系充填材の発熱に先立って難燃剤が分解反応や脱水反応等により、金属アルミ系充填材を熱及び酸素から遮断し、あるいは温度を低下させて燃焼反応を抑制することが可能となる。これにより金属アルミ系充填材は、樹脂組成物の成形品に対し、高い熱伝導性、例えば２Ｗ／ｍ・Ｋ以上と、高い電気絶縁性を付与することができる。また、難燃剤は、上記の同様の作用により熱可塑性樹脂の燃焼を抑制するものでもある。なお、本発明において、絶縁性とは、ＪＩＳ  Ｋ６９１１の方法に準じて測定した体積抵抗率が１０１０Ω・ｃｍ以上であることをいう。
【０００６】
本発明に用いる金属アルミ系充填材には、アルミフレーク、アルミ粉、アルミ繊維そしてこれらの組み合わせからなる群から選択されたいずれか１種を用いることができる。すなわち、アルミフレーク、アルミ粉、アルミ繊維を単独で用いても良く、あるいはこれらの２種以上の組み合わせを用いることもできる。また、アルミフレークには、その表面が樹脂又はセラミックスでコーティングされたものを用いることもできる。また、その樹脂にはアクリル樹脂を用いることができる。
【０００７】
また、本発明に用いる難燃剤には、公知の有機系難燃剤や無機系難燃剤を用いることができるが、分解温度が３００℃以上の無機化合物からなる難燃剤を用いることが好ましい。
【０００８】
また、本発明の樹脂組成物は、さらに、融点が５００℃以上の金属粉１〜１０ｖｏｌ％と、融点が５００℃以下の低融点合金１〜１０ｖｏｌ％含んでも良い。この樹脂組成物は、低融点合金が半溶融状態となる温度に加熱した状態で、低融点合金、金属粉、金属アルミ系充填材、難燃剤および樹脂から成る混合粉を混練することにより得ることができる。低融点合金を半溶融状態とすることにより、低融点合金の粘度を完全溶融の場合よりも高くして樹脂との粘度差が小さくなるようにし、低融点合金を樹脂により分散し易くすることができる。そのため、低融点合金を完全溶融の状態で混練した場合に比べ、低融点合金が樹脂中により均一に分散した樹脂組成物が得られる。低融点合金は、金属アルミ系充填材に接触あるいは溶着して金属アルミ系充填材同士を連結し、３次元の伝熱経路を形成する。樹脂中に均一に分散された低融点合金は、従来に比べ少ない体積含有率で金属アルミ系充填材同士を連結し、かつ、３次元により均一に分布した伝熱経路を形成する。これにより、マトリックスとなる樹脂の体積含有率を４０ｖｏｌ％以上として成形加工性を低下させることがなく、かつ高い熱伝導率を有する樹脂組成物を提供することができる。
【０００９】
また、本発明の絶縁性熱伝導性樹脂成形品は、少なくとも、熱可塑性樹脂３０ｖｏｌ％以上と、金属アルミ系充填材１０〜４０ｖｏｌ％と、難燃剤５〜２５ｖｏｌ％とを含む混合粉を加熱し、熱可塑性樹脂を溶融状態として混練し、混合物を所望形状に成形して成ることを特徴とするものである。成形品には、例えば、光ピックアップベース、半導体用放熱容器、光半導体用放熱容器、又はランプ用反射板を挙げることができる。
【００１０】
本発明の成型品を製造するには、例えば、少なくとも、熱可塑性樹脂と、金属アルミ系充填材と、難燃剤とを含む混合粉を加熱して、熱可塑性樹脂を溶融状態として混練し、混合物を所望形状に成形する方法を用いることができる。また、樹脂組成物が、上記の金属粉と低融点合金を含む場合には、例えば、以下の方法で製造することができる。すなわち、本発明の高熱伝導性樹脂組成物の製造方法は、少なくとも、熱可塑性樹脂と、金属アルミ系充填材と、難燃剤と、融点５００℃以上の金属粉と、融点が５００℃以下の低融点合金とを含む混合粉を加熱して、低融点合金が固相部と液相部が混在した半溶融状態とし、熱可塑性樹脂を溶融状態として混練し、混合物を所望形状に成形することを特徴とする。
【００１１】
ここで、金属粉には、鉄、銅、ニッケル、チタン、クロム、そしてこれらの組み合わせからなる群から選択されたいずれか１種を用いることができる。また、低融点合金には、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｌ、Ｓｎ−Ｚｎ、Ｚｎ−Ａｌ、Ｓｎ−Ｍｎ、Ｓｎ−Ａｇ、そしてＳｎ−Ｍｇから成る群から選択された少なくとも１種の合金を用いることができる。
【００１２】
また、本発明に用いる熱可塑性樹脂には、融点が２００℃以上の結晶性樹脂、及び／又はガラス転移温度が１５０℃以上である非結晶性樹脂を用いることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の樹脂組成物は、金属アルミ系充填材と難燃剤を用いることにより、従来のセラミックス系充填材を用いる樹脂組成物に比べ、充填材の充填率を低減し、低比重で、かつ成形加工性に優れており、高絶縁性かつ高熱伝導性の成形品に好適な樹脂組成物を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明の絶縁性熱伝導性樹脂組成物は、少なくとも、熱可塑性樹脂３０ｖｏｌ％以上と、金属アルミ系充填材１０〜４０ｖｏｌ％と、難燃剤５〜２５ｖｏｌ％とを含む樹脂組成物である。
【００１５】
本発明に用いる熱可塑性樹脂には、融点が２００℃以上の結晶性樹脂、及び／又はガラス転移温度が１５０℃以上である非結晶性樹脂を用いることができる。融点が２００℃以上の結晶性樹脂の具体例としては、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、シンジオタクティックポリスチレン（ＳＰＳ）等、ガラス転移温度が１５０℃以上である非結晶性樹脂の具体例としては、ポリサルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）等を挙げることができるが、ＰＰＳが好ましい。ＰＰＳは溶融時の粘度が低く充填材が分散し易いので、充填材を高充填できるからである。また、ＰＰＳは耐熱性が高いので、用いる低融点合金の選択の自由度を大きくすることができる。
【００１６】
充填材との混練に際しては、熱可塑性樹脂の融点以上の温度、好ましくは２５０℃〜４００℃、より好ましくは３００℃〜３５０℃の温度範囲に加熱して混練する。また、樹脂の体積含有率は、成形加工性を確保するため、３０ｖｏｌ％以上、より好ましくは４０ｖｏｌ％以上である。
【００１７】
また、金属アルミ系充填材には、アルミ粉、アルミ繊維、そしてアルミフレークのいずれも用いることができるが、より均一に分散し、絶縁性酸化膜が良好なアルミフレークが好ましい。アルミ粉の場合、粒径は５〜１５０μｍ、より好ましくは２０〜１００μｍである。また、アルミ繊維の場合、直径は１０〜１５０μｍ、長さは０．５〜１５ｍｍ、より好ましくは直径が１５〜１００μｍ、長さが１〜１０ｍｍである。また、アルミフレークの場合、ふるい通過率１５０μｍが９８％以上、より好ましくはふるい通過率１００μｍが９８％以上である。金属アルミ系充填材の体積含有率は、１０〜４０ｖｏｌ％、より好ましくは１０〜３５ｖｏｌ％である。体積含有率が１０ｖｏｌ％より小さいと十分な熱伝導性が得られず、４０ｖｏｌ％より大きいと樹脂組成物の成形加工性が低下するからである。
【００１８】
なお、熱可塑性樹脂に対する親和性を付与することにより、金属アルミ系充填材の表面をカップリング剤あるいはサイジング剤で改質することもできる。熱可塑性樹脂に対する金属アルミ系充填材の分散性を向上させて、熱伝導性をさらに向上させることができる。カップリング剤には、シラン系やチタン系、そしてアルミニウム系の公知のカップリング剤を用いることができる。例えば、イソプロピルトリイソステアロイルチタネートやアセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等を用いることができる。改質は、金属アルミ系充填材を、カップリング剤を水あるいは有機溶剤に溶解した溶液に所定時間浸漬する、あるいはカップリング剤を溶解した溶液を金属アルミ系充填材に噴霧する等の方法を用いることができる。
【００１９】
また、樹脂又はセラミックスで表面をコーティングされた金属アルミ系充填材を用いることもできる。電気絶縁性をさらに向上させることができるとともに、金属アルミ系充填材に難燃性を付与し、アルミフレークの飛散も抑制できる。飛散を抑制することで、作業性を向上させることができる。ここで、金属アルミ系充填材の表面の少なくとも一部、より好ましくは表面の全面が樹脂又はセラミックスによりコーティングされていることが好ましい。樹脂には、フッ素樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂又はウレタン樹脂を用いることができる。好ましくはアクリル樹脂である。セラミックスには、シリカ、アルミニウム、ジルコニアあるいはチタンの酸化物を用いることができる。コーティング方法は特に限定されないが、例えば、液状の樹脂コーティング剤あるいはセラミックコーティング剤を用い、金属アルミ系充填材をコーティング剤に所定時間浸漬する、あるいはコーティング剤を金属アルミ系充填材に噴霧した後、焼成あるいは乾燥する方法を用いることができる。なお、樹脂コーティング剤には樹脂のディスパージョン又はオルガノゾルを、そしてセラミックコーティング剤には、シリカやアルミナ等の酸化物ゾル又は金属アルコキシドや金属塩化物の溶液を用いることができる。
【００２０】
また、難燃剤には、金属アルミ系充填材に難燃性を付与できるものであれば特に限定されない。樹脂用の公知の有機系難燃剤や無機系難燃剤を用いることができる。有機系難燃剤には、ハロゲン系難燃剤やリン系難燃剤が含まれ、無機系難燃剤には、金属水酸化物、金属酸化物、金属炭酸塩、鉱物等の無機化合物が含まれる。ハロゲン系難燃剤は、その熱分解時に発生するハロゲン化水素が金属アルミ系充填材や樹脂を酸素と熱から遮断し、また生成するラジカルを捕捉するものであり、デカブロモジフェニルオキサイド（ＤＢＤＰＯ）、オクタブロモジフェニルオキサイド、テトラブロモビスフェノールＡ（ＴＢＡ）、ビス（トリブロモフェノキシ）エタン、ＴＢＡポリカーボネートオリゴマー、エチレンビステトラブロモフタルイミド、エチレンビスペンタブロモジフェニル、トリス（トリブロモフェノキシ）トリアジン、臭素化ポリスチレン、オクタブロモトリメチルフェニルインダン等を挙げることができる。また、リン系難燃剤は、熱分解時に生成するポリリン酸の炭化膜が金属アルミ系充填材や樹脂を酸素と熱から遮断し、また生成するラジカルを捕捉するものであり、リン酸エステル系、含ハロゲンリン酸エステル、ポリリン酸アンモニウム、赤リン系、ホスファフェナントレン系等を挙げることができる。また、金属水酸化物は、熱分解時の吸熱による冷却作用により金属アルミ系充填材や樹脂の燃焼を抑制するもので、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化ジルコニウム、水酸化亜鉛、水酸化セリウム、水酸化チタン、水酸化マンガン、水酸化ストロンチウム、ハイドロタルサイト等を挙げることができる。また、金属炭酸塩としては、炭酸マグネシウム、鉱物としては、カオリン、滑石、沸石、ホウ砂、ベーマイト等を挙げることができる。これらの難燃剤を樹脂と混練するには、熱可塑性樹脂の場合、前述のように２５０℃〜４００℃に加熱することを要する。そのため、熱可塑性樹脂に熱可塑性樹脂を用いる場合、分解温度が約３００℃以上の難燃剤を用いることが好ましい。その具体例としては、ハロゲン系難燃剤の場合、デカブロモジフェニルオキサイド、ＴＢＡポリカーボネートオリゴマー、エチレンビステトラブロモフタルイミド、エチレンビスペンタブロモジフェニル、トリス（トリブロモフェノキシ）トリアジン、臭素化ポリスチレン、そしてオクタブロモトリメチルフェニルインダン、無機系難燃剤では、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、炭酸マグネシウム、ベーマイトを挙げることができる。これらの難燃剤を１種以上用いることができる。より好ましくは、炭酸マグネシウム又はベーマイト、さらに好ましくはべーマイトである。
【００２１】
また、本発明の樹脂組成物は、さらに、融点が５００℃以上の金属粉と、融点が５００℃以下の低融点合金を含むことが好ましい。低融点合金は、金属アルミ系充填材に接触あるいは溶着して金属アルミ系充填材同士を連結し、３次元の伝熱経路を形成する。樹脂中に均一に分散された低融点合金は、従来に比べ少ない体積含有率で金属アルミ系充填材同士を連結し、かつ、３次元により均一に分布した伝熱経路を形成して、より等方的な熱伝導の発現に寄与することができる。すなわち、一般的に充填材はその粒子形状に応じて、所定方向に配向する分散状態をとる。配向性が大きい場合、特定の方向の熱伝導のみが大きくなり、それ以外の方向では十分な熱伝導性が得られない非等方的な熱伝導となる。しかしながら、低融点合金は金属アルミ系充填材に接触あるいは溶着して金属アルミ系充填材同士を連結し、３次元の伝熱経路を形成するので、より等方的な熱伝導を発現することが可能となる。金属粉も低融点合金により連結されるので、等方的な熱伝導の発現にさらに寄与する。
【００２２】
本発明に用いる低融点合金には、上記の耐熱性樹脂の溶融温度において半溶融状態となるものが好ましく、融点が５００℃以下の合金を用いることができる。具体例としては、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｌ、Ｓｎ−Ｚｎ、Ｓｎ−Ｍｎ、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｍｇ、そしてＺｎ−Ａｌを挙げることができる。より好ましくは、融点が４００℃以下の合金、すなわち、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｌ、Ｓｎ−Ｚｎ、Ｚｎ−Ａｌから成る群から選択された少なくとも１種の合金を用いることができる。これにより、混練する樹脂の選択の自由度を大きくすることができるからである。さらに好ましくは、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｌ、そしてＳｎ−Ｚｎから成る群から選択された少なくとも１種の合金を用いることができる。入手が容易で低コストだからである。さらに好ましくは、Ｓｎ−Ｃｕを用いることができる。融点の選択の範囲が広く、かつ熱伝導率が高いからである。低融点合金の粒径は５ｍｍ以下が好ましい。粒径が５ｍｍより大きいと、溶融に時間を要し、さらに熱可塑性樹脂に均一に分散しにくくなるからである。また、形状は特に限定されず、球状、涙滴状、塊状、樹枝状等いずれの形状でも用いることができる。
【００２３】
また、金属粉末には、鉄、銅、ニッケル、チタン、クロム、そしてこれらの組み合わせからなる群から選択されたいずれか１種の金属を用いることができるが、銅、鉄又はニッケルが好ましい。
【００２４】
低融点合金の体積含有率は、１〜１０ｖｏｌ％、より好ましくは１〜７ｖｏｌ％である。１ｖｏｌ％より小さいと熱伝導性を等方化する効果が十分でなく、１０ｖｏｌ％より大きいと熱伝導率の小さい低融点合金の量が増えて熱伝導率が低下するからである。また、金属粉末の体積含有率は１〜１０ｖｏｌ％、より好ましくは１〜５ｖｏｌ％である。１ｖｏｌ％より小さいと熱伝導を等方化する効果が十分でなく、１０ｖｏｌ％より大きいと電気絶縁性が低下するからである。なお、金属粉末の体積含有率は低融点合金の体積含有率より小さいことが好ましい。金属粉末の体積含有率が低融点合金の体積含有率より大きいと、熱伝導を等方化する効果よりも電気絶縁性の低下の影響が大きいからである。
【００２５】
また、本発明の樹脂組成物は、必要に応じて、成形品の強度や弾性率を向上させるため、繊維状充填材や炭酸カルシウムを含むこともできる。繊維状充填材には、上記の金属から成る金属繊維や、ガラス繊維（例えば、チョップドファイバーやミルドファイバー）、アルミナ繊維、チタン酸カルシウム繊維、窒化ケイ素繊維、そしてウィスカー（例えば、チタン酸カリウムウィスカー、メタ珪酸カルシウムウィスカー、そしてホウ酸アルミニウムウィスカー）を挙げることができる。
【００２６】
本発明の樹脂組成物は、樹脂、充填材、難燃剤等を予めドライブレンドし、単軸または二軸混練押出機等に供給して溶融混練し、その後に造粒することでペレットを作製し、所定の金型を有する、射出成形機や圧縮成形機、そして押出成形機等を用いて、所望形状に成型することができる。混練温度は、低融点合金を添加する場合、樹脂の混練温度範囲内であり、更に、低融点合金が固相、液相混在した状態となる温度に設定することが好ましい。ドライブレンドには、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー又はタンブラー等を用いることができる。また、必要により密度の大きい金属粉は、樹脂とは別にドライブレンドし、押出途中から供給し（サイドフィード）、混練することもできる。また、繊維状充填材も、金属粉とは別にサイドフィードして混練することができる。
【００２７】
本発明の樹脂組成物は、成形加工性に優れ、かつ高い熱伝導率を有しているので、その成形品は電子部品用の放熱材料に好適である。例えば、光ピックアップベース、半導体用放熱容器、光半導体用放熱容器、ランプ用反射板、ファンモータのケーシング、モータコア用のハウジング、二次電池用のケース、さらには、パソコンや携帯電話の筐体等を挙げることができる。本発明の樹脂組成物を用いた光ピックアップベースは、レーザ等の発光素子の発光特性を維持するのに十分な放熱性を有し、さらに、金属性のものに比べ軽量で高速移動が可能であるので、光ディスクに対するアクセス速度を大幅に向上させることが可能となる。また、半導体用放熱容器には、パワートランジスタやダイオード等の半導体素子のハウジング、そして車載用ＥＣＵ（エレクトロニック・コントロール・ユニット）を挙げることができる。また、光半導体用放熱容器には、LED等の発光素子のハウジングを挙げることができる。また、ランプ用反射板には、液晶表示装置のバックライトや、ファクシミリ装置又はスキャナー装置のスキャナーランプ、あるいは自動車用ヘッドランプ用の反射板を挙げることができる。
【実施例】
【００２８】
以下、実施例により本発明について詳細に説明する。
（試料作製）
樹脂にはポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、金属アルミ系充填材にはアルミフレーク（東洋アルミニウム製、ふるい通過率４５μｍ  ９８％）とアクリル樹脂コートアルミフレーク（東洋アルミニウム製、ふるい通過率６３μｍ  ９７％以上）、難燃剤には炭酸マグネシウム（神島化学工業製、平均粒径１．７μｍ）又はベーマイト（河合石灰工業製、平均粒径２μｍ）、金属粉には銅粉（日鉱マテリアルズ製、粒径２０〜２５μｍ）、低融点合金にはＳｎ−Ｃｕ合金粉末（平均粒径２５μｍ）を用いた。なお、合金は、樹脂との混練時に半溶融状態となるように、４〜３０％Ｃｕ−Ｓｎの組成を用いた。
【００２９】
表１の組成に配合した原料混合粉を混練押出し機に投入し、温度２９０〜３１０℃で混練し押出して成形用ペレットを作製した。この成形用ペレットを熱プレスにより成形して、直径５０ｍｍ、厚さ５ｍｍの円柱形状の熱伝導率測定用と電気絶縁性測定用の試料を得た。
【００３０】
また、比較のため、熱伝導性充填剤にアルミナ（マイクロン製、平均粒径３５μｍ）と、窒化ホウ素（三井化学製、平均粒径０．８５μｍ）を用いた試料も作製した。
【００３１】
（熱伝導率測定）
ＤＹＮＡＴＥＣＨ  Ｒ＆Ｄ社製（型番ＴＣＨＭ−ＤＶ）の定常熱流計を用いた。測定に際し、試料の上下面の温度差を正確に測定するため、ＣＣ（銅−コンスタンタン）熱電対を試料の上下面にホットプレスにより埋め込んだ。ホットプレスを用いることにより、試料の平坦性を高めるとともに、試料と熱電対との密着性を高めることができる。また、熱流量を安定させるため、１時間、所定温度に保った後、測定を行った。熱伝導率の測定結果を表１と表２に示す。なお、熱伝導の異方性を調べるため、試料の厚さ方向と測定時の熱流の方向を一致させて測定するとともに（これを非配向方向という、以下非配向と略す）、試料の長さ方向を測定時の熱流の方向に一致させて測定した（これを配向方向という、以下配向と略す）。配向と非配向の熱伝導率の比が１に近いほど、熱伝導が等方的であることを示す。なお、充填材は、その形状にもよるが、一般に押出方向に配向するため、成形品の長さ方向に配向した分散状態をとる。
【００３２】
（電気絶縁性測定）
ＪＩＳ  Ｋ６９１１に準拠して、体積抵抗率と印加電圧を測定した。体積抵抗率の測定にはＨＰ１６００８Ｂ測定セルと、ＨＰ４３３９Ａ高抵抗計を用いた。なお、接触抵抗を低減するため試料の上下面に導電性ゴムを配置した。結果を表１と表２に示す。
【００３３】
（燃焼性試験）
ＵＬ９４に規定された垂直燃焼性試験を行った。結果を表１と表２に示す。
【００３４】
表１−１．
2006328352.tif 000002
表１−２．
2006328352.tif 000003
【００３５】
表２．
2006328352.tif 000004
【００３６】
（結果）
本実施例ではアルミ系充填剤にアルミフレークを用い、難燃剤として炭酸マグネシウムを用いることにより、体積抵抗率１０１０Ω・ｃｍ以上、印加電圧１００Ｖ以上の絶縁性と、熱伝導率２Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導性を確保しながら、Ｖクラス無しからＶ−１クラスへと難燃性を向上させることができた。さらに、銅粉とＳｎ−Ｃｕを添加すると、配向方向の熱伝導率と非配向方向の熱伝導率の比（配向熱伝導異率／非配向熱伝導率）が、無添加の場合に比べ小さくなり、例えば、銅粉３ｖｏｌ％以上、かつＳｎ−Ｃｕを５ｖｏｌ％以上とすることにより、配向熱伝導異率／非配向熱伝導率を概ね３以下とすることができた。また、実施例３と６との比較から明らかなように、炭酸マグネシウムに代えてベーマイトを用いると、熱伝導率をさらに向上させることができた。また、実施例６と７との比較から明らかなように樹脂コートされていないアルミフレークに代えて樹脂コートされたアルミフレークを用いることにより、絶縁性を向上させることができた。