(57)【要約】【課題】良好な放熱性能を低コストにて得ること。【解決手段】電気絶縁板５の少なくとも一面に金属箔が積層され、該金属箔をパターン化することにより動作によって発熱する電子デバイス２ａ〜２ｆを実装するための実装端子部３ａ〜３ｆ、４ａ〜４ｆを含む回路を有する放熱基板１であって、前記実装端子部３ａ〜３ｆ、４ａ〜４ｆに繋がる配線パターンの前記電子デバイスに覆われていない非実装領域配線部分に、前記金属箔を残したことによる金属放熱部を該非実装領域の略全面に設ける。【選択図】図１
2013055156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気絶縁板の少なくとも一面に金属層を有し、該金属層をパターン化することにより動作によって発熱する電子デバイスを実装するための実装端子部を含む回路が形成された放熱基板であって、
前記電子デバイスが実装される実装面の該電子デバイスに覆われていない非実装領域の略全面に、前記実装端子部に繋がるように前記金属層を残したことによる金属放熱部を設けたことを特徴とする放熱基板。
【請求項２】
前記金属層が前記電気絶縁板の両面に積層され、前記電子デバイスが実装される実装面の反対面にも前記金属放熱部を設けるとともに、該反対面の金属放熱部と前記実装面の金属放熱部とを、前記電気絶縁板を貫通するスルーホールにて導通させたことを特徴とする請求項１に記載の放熱基板。
【請求項３】
前記金属放熱部の上面に、波長４〜１５μｍにおいて平均放射率７０％以上を有する赤外線放射機能を有する電気絶縁性皮膜を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の放熱基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動作によって発熱する電子デバイスが実装される放熱基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
放熱性を高めた放熱基板としては、アルミ板に電気絶縁接着層を介して銅箔を張り合わせた積層基板の銅箔を化学エッチングして回路基板を形成してなるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１８５９６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示すようなアルミ板を用いたアルミ基板の場合には、銅箔を張り合わせた積層基板をアルミ板と接着する必要があるので、これらの張り合わせにコストがかかるとともに、これら接着層が伝熱阻害層となってしまい、動作によって発熱する電子デバイスが実装される積層基板側において発生した熱が、アルミ板側に良好に伝熱されないので、電子デバイスの温度を低くするための十分な放熱性能を得ることができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、低コストにて良好な放熱性能を得ることのできる放熱基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の放熱基板は、
電気絶縁板の少なくとも一面に金属層を有し、該金属層をパターン化することにより動作によって発熱する電子デバイスを実装するための実装端子部を含む回路が形成された放熱基板であって、
前記電子デバイスが実装される実装面の該電子デバイスに覆われていない非実装領域の略全面に、前記実装端子部に繋がるように前記金属層を残したことによる金属放熱部を設けたことを特徴としている。
この特徴によれば、電子デバイスが実装される実装端子部に繋がる金属放熱部が、非実装領域の略全面を覆うように設けられているため、実装端子部に実装されている電子デバイスにて発生した熱が、従来の接着剤等の伝熱阻害層により伝熱が阻害されることなく、金属箔により電気的に接続されている金属放熱部に良好に伝搬されて該金属放熱部から放熱されるようになるので、電子デバイスの温度を効果的に放熱することができるとともに、これら放熱部を、予め積層されている金属層を残すことにより形成するので、低コストにて良好な放熱性能を得ることのできる放熱基板を提供できる。
【０００７】
本発明の請求項２に記載の放熱基板は、請求項１に記載の放熱基板であって、
前記金属箔が前記電気絶縁板の両面に積層され、前記電子デバイスが実装される実装面の反対面にも前記金属放熱部を設けるとともに、該反対面の金属放熱部と前記実装面の金属放熱部とを、前記電気絶縁板を貫通するスルーホールにて導通させたことを特徴としている。
この特徴によれば、金属放熱部の面積を著しく広げることができるとともに、これら反対面の金属放熱部と実装面の金属放熱部とをスルーホールにて導通させることで、反対面の金属放熱部へ実装面の金属放熱部の熱を良好に伝搬させることができるので、放熱性能を高めることができる。
【０００８】
本発明の請求項３に記載の放熱基板は、請求項１または２に記載の放熱基板であって、
前記金属放熱部の上面に、波長４〜１５μｍにおいて平均放射率７０％以上を有する赤外線放射機能を有する電気絶縁性皮膜を設けたことを特徴としている。
この特徴によれば、通常の電気絶縁性皮膜を設けた場合には、金属放熱部の放熱性能を低下させてしまい、十分な放熱性能が得られなくなってしまうのに対し、波長４〜１５μｍにおいて平均放射率７０％以上を有する赤外線放射機能を有する電気絶縁性皮膜を形成することで、金属放熱部の放熱性能を向上させつつ、基板表面の電気絶縁性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）は、ＬＥＤ素子が実装された実施例１の放熱基板であるアルミ基板１を示す図であり、（ｂ）は、実施例１のアルミ基板１の実装面における配線パターンを示す図である。
【図２】本実施例の放熱基板であるアルミ基板の構成を示す断面図である。
【図３】（ａ）は、ＬＥＤ素子が実装された比較例である従来のアルミ基板１’を示す図であり、（ｂ）は、アルミ基板１’の実装面の配線パターンを示す図である。
【図４】実施例１のアルミ基板１と従来のアルミ基板１’との比較を示すグラフである。
【図５】（ａ）は、実施例２のＦＲ４放熱基板４１の実装面の配線パターンを示す図であり、（ｂ）は、ＦＲ４放熱基板４１の非実装面（裏面）の配線パターンを示す図であり、（ｃ）は、実施例２のＦＲ４放熱基板４１に設けられたスルホールを示す図である。
【図６】実施例２のＦＲ４放熱基板４１の構成を示す断面図である。
【図７】実施例２のＦＲ４放熱基板４１と、従来のアルミ基板１’との比較結果である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００１１】
本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、先ず図1は、本発明の実施例１における放熱基板であるアルミ基板１を示す図である。
【００１２】
図１（ａ）は、本実施例１のアルミ基板１にＬＥＤ素子２ａ〜２ｆを実装した状態を示す図であり、図１（ｂ）は、アルミ基板１の実装面における配線パターンを示す図であり、図２は、アルミ基板１の構成を示す断面図であり、図３（ａ）は、従来のアルミ基板１’にＬＥＤ素子２ａ〜２ｆを実装した状態を示す図であり、図３（ｂ）は、アルミ基板１の実装面における配線パターンを示す図である。
【００１３】
本発明のアルミ基板１は、図１に示すように、表面実装型のＬＥＤ素子２ａ〜２ｆを実装可能とされた円形の板状基板とされており、ＬＥＤ素子２ａ〜２ｆが実装される実装面の反対面（裏面）に放熱用のアルミ板７が積層されている（図２参照）。
【００１４】
アルミ基板１の実装面には、図３（ａ）に示す、比較対象とする従来のアルミ基板１’においてＬＥＤ素子２ａ〜２ｆの下面両端に設けられたアノード電極２１とカソード電極２２がハンダ接続される実装電極パターン４ａ〜４ｆと同一の実装電極パターン４ａ〜４ｆが形成されており、それぞれの実装電極パターン４ａ〜４ｆの間に跨るように、ＬＥＤ素子２ａ〜２ｆが実装される。
【００１５】
尚、電極パターン４ａと電極パターン４ｄが、比較的大きな面積を有しており、該電極パターン４ａと電極パターン４ｄに直流電源が接続される。
【００１６】
よって、電極パターン４ａ〜電極パターン４ｄ間に配置されるＬＥＤ素子２ａ〜２ｃと、電極パターン４ｄ〜電極パターン４ａ間に配置されるＬＥＤ素子２ｄ〜２ｆとは、アノード電極２１とカソード電極２２とが逆方向となるように実装されることで、ＬＥＤ素子２ａ〜２ｃによる直列回路とＬＥＤ素子２ｄ〜２ｆによる直列回路とが２系統形成されるようになっている。
【００１７】
これら実装電極パターン４ａ〜４ｆ以外の実装面上の領域には、図３（ａ）に示すように、発熱によって高温となるＬＥＤ素子２ａ〜２ｆのカソード電極に接続される放熱用電極３ａ〜３ｆが、ガラス−エポキシ積層基板５の表面に積層された銅箔を、パターン形成におけるエッチングにおいて残すことによって設けられており、該放熱用電極３ａ〜３ｆにＬＥＤ素子２ａ〜２ｆの下面に設けられたカソード電極２２がハンダ接続されて（図２参照）、実装面に固定されることで、該ＬＥＤ素子２ａ〜２ｆにおいて発生した熱が、該放熱用電極３ａ〜３ｆに伝熱して放熱されるようになっている。
【００１８】
尚、ＬＥＤ素子２ａ〜２ｆのカソード電極２２は、各実装電極パターン４ａ〜４ｆの一方端にもハンダ接続されるので、これら実装電極パターン４ａ〜４ｆにもカソード電極２２の熱が伝達されて該実装電極パターン４ａ〜４ｆからも放熱がなされる。
【００１９】
つまり、本実施例１の放熱用電極３ａ〜３ｆと実装電極パターン４ａ〜４ｆとにより、本発明の金属放熱部が構成されている。
【００２０】
また、従来のアルミ基板１’も、図３（ａ）に示すように、ＬＥＤ素子２ａ〜２ｆの下面に設けられたカソード電極２２をアルミ基板１’の実装面にハンダ接続してＬＥＤ素子２ａ〜２ｆの熱をアルミ基板１’に伝熱させるための伝熱用電極３ａ’〜３ｆ’が、設けられており、各伝熱用電極３ａ’〜３ｆ’の上部を覆うように、ＬＥＤ素子２ａ〜２ｆが表面実装される。
【００２１】
本実施例１のアルミ基板１並びに比較対象とする従来のアルミ基板１’の積層構造は、図２に示すように同一の積層構造とされており、表面に各電極となる銅箔（本実施例では１オンス；３５μｍ）が積層された厚みの薄いガラス−エポキシ積層基板５の裏面に所定厚み（本実施例では１．５ｍｍ）のアルミ板７を接着剤層６にて積層した構成とされている。
【００２２】
尚、ガラス−エポキシ積層基板５の実装面の銅箔は、エッチングによりパターン化されて実装電極パターン４ａ〜４ｆや、放熱用電極３ａ〜３ｆ或いは伝熱用電極３ａ’〜３ｆ’が形成されているとともに、該銅箔の表面には銅箔を保護するとともにハンダ接続を容易とするためにハンダメッキが形成されており、後述するように、試験に応じて絶縁レジスト膜（本実施例ではＬＥ−６０００Ｓ；山栄化学株式会社製商品名）がスクリーン印刷にて形成されている。
【００２３】
これらアルミ基板１やアルミ基板１’に使用するガラス−エポキシ積層基板５や接着剤層６は、電気絶縁性を有するため熱伝導度が低く、ＬＥＤ素子２ａ〜２ｆで発生した熱がアルミ板７に伝搬することを阻害するので、これらガラス−エポキシ積層基板５や接着剤層６の厚みはできるだけ薄い方が好ましい。
【００２４】
尚、これら接着剤層６に使用する接着剤としては、熱伝導性フィラーを添加する等により、熱伝導度を高めた熱伝導接着剤を用いても良い。
【００２５】
また、積層における取り扱い時の強度や反り等の問題から、ガラス−エポキシ積層基板５の厚みを薄くできない場合には、ガラス−エポキシ積層基板５に、後述する実施例２に示すようなスルホールを形成して、ＬＥＤ素子２ａ〜２ｆで発生した熱がガラス−エポキシ積層基板５の裏面側に良好に伝達されるようにしても良い。
【００２６】
また、本実施例１のアルミ基板１やアルミ基板１’においては、図１や図３に示すように、各ＬＥＤ素子２ａ〜２ｆ間の距離（ＬＥＤ素子２ａ〜２ｆの中心位置間の距離）が最も大きく且つほぼ等しくなるように配置できるように、実装電極パターン４ａ〜４ｆを形成することで、ＬＥＤ素子２ａ〜２ｆ間の間隔をほぼ均等とすることができるようになり、これらＬＥＤ素子２ａ〜２ｆ間の間隔に露出する放熱用電極３ａ〜３ｆの面積を、ほぼ等しくすることが可能となり、一部のＬＥＤ素子の温度が他のＬＥＤ素子よりも極端に高くなってしまい、これら温度が高くなったＬＥＤ素子の寿命が他のＬＥＤ素子よりも大きく低下してしまうことを防止できるようになる。
【００２７】
尚、本実施例では、上記した観点から、放熱用電極３ａ〜３ｆの露出面積（ＬＥＤ素子２ａ〜２ｆに覆われていない部分の面積）がほぼ等しくなるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、実際には、ＬＥＤ素子２ａ〜２ｆの発熱は、固体差が非常に大きく、発熱が大きいＬＥＤ素子もあれば発熱が小さいＬＥＤ素子もあるので、これらの個体差を考慮して、露出面積が小さな放熱用電極と、露出面積が大きな放熱用電極のように、露出面積が異なる放熱用電極を、例えば、露出面積が段階的に大きくなるように設けておき、事前の動作テストにおいて各ＬＥＤ素子の発熱状態を把握し、発熱が小さなものから順次、面積が小さな放熱用電極を割り当てて実装することで、発熱が小さなＬＥＤ素子を露出面積が小さな放熱用電極に実装し、発熱が大きなＬＥＤ素子を露出面積が大きな放熱用電極に実装することで、個々のＬＥＤ素子の温度を、無駄なく効果的に低下できるようにしても良い。
【００２８】
また、本実施例１のアルミ基板１の実装面は、図１（ｂ）に示すように、アルミ基板１の実装面においてＬＥＤ素子２ａ〜２ｆに覆われていない非実装領域の略全面に、金属放熱部となる放熱用電極３ａ〜３ｆ並びに実装電極パターン４ａ〜４ｆを設けているが、これら非実装領域に占める放熱用電極３ａ〜３ｆや実装電極パターン４ａ〜４ｆの面積割合は、可能な限り大きくすること、つまり１００％に近いものとすることが放熱の観点から好ましいが、各種パターンを絶縁するための間隙や基板周囲を絶縁するための非パターン領域を設ける必要があるので、これら必要な非パターン領域を除いた面積割合とすれば良い。
【００２９】
具体的には、実装面の面積に占めるＬＥＤ素子２ａ〜２ｆの面積にも依るが、通常においては、基板の大きさが大きくなるとコスト増に繋がることから、これら基板の大きさは最小限の大きさとされているので、これら最小限とされた通常の基板においては、これらの非実装領域に占める放熱用電極３ａ〜３ｆの面積割合が８０％未満になると、良好な放熱が得られなくなってしまうので、非実装領域に占める放熱用電極３ａ〜３ｆの面積割合が８０％以上、非パターン領域に必要な面積を確保できる場合には、好ましくは８５％以上とすれば良く、本実施例１のアルミ基板１のパターンについては、約９０％となっている。
【００３０】
このようにして作製した本実施例１のアルミ基板１とアルミ基板１’に通電したときにおけるアルミ基板１とアルミ基板１’の温度変化を図４に示す。尚、温度の測定位置は、各種基板の同一位置に実装されている１のＬＥＤ素子のカソード電極が接続された実装電極に、温度センサ（熱電対）を設けて測定した。
【００３１】
尚、アルミ基板１とアルミ基板１’に搭載したＬＥＤ素子２ａ〜２ｆは、発熱の個体差を無くすために、実装したＬＥＤ素子２ａ〜２ｆを、ハンダ付けを外して基板から取外して再度実装することで、同一のＬＥＤ素子２ａ〜２ｆを使用し、同一の電力（電圧９．５Ｖ、電流５９０ｍＡ）を通電して動作させた。また、各基板は、開始温度２５℃の雰囲気とされた容積１８０００立方センチメートルの箱体内部に載置して測定した。
【００３２】
また、図４においては、実装面にレジスト膜を形成したものと、レジスト膜を形成していないものについても比較を実施した。
【００３３】
図４に示すように、アルミ基板１’でレジスト有り、つまり従来から利用されているアルミ基板と同一の仕様では、最も温度が高くなっているのに対し、放熱用電極３ａ〜３ｆを有するアルミ基板１では、アルミ基板１’に比較して温度が大きく低下しており、放熱が良好になされていることが解る。
【００３４】
また、アルミ基板１’でレジスト無しの結果、並びにアルミ基板１でレジスト無しの結果を、レジスト有りの結果と比較すると、レジスト膜を設けない場合には、レジスト膜を設けた場合よりも著しく温度が低下していることが解り、これら放熱用電極３ａ〜３ｆを設けた効果が、これらレジスト膜を設けることで著しく低下してしまうことが解る。
【００３５】
よって、これら放熱用電極３ａ〜３ｆからの放熱を妨げることなく、実装面を絶縁保護できる放熱性レジスト膜を設けることが非常に重要となる。そこで、後述する放熱性レジストインクを作製し、これら通常のレジスト膜に代えて、本発明の赤外線放射機能を有する放熱性レジスト膜を設けた結果、図４に示すように、レジスト膜とは逆に、レジスト膜を設けない場合よりもさらに温度が低下していることが解り、これら放熱用電極３ａ〜３ｆを設けた効果をより大きくすることができることが解る。
【００３６】
これら放熱性レジスト膜としては、放熱用電極３ａ〜３ｆの熱を赤外線として空間に放射することで、放熱用電極３ａ〜３ｆの熱を効率良く放熱するもの、つまり、赤外線の放射率が高いものが好ましいが、具体的には、波長４〜１５μｍにおいて平均放射率７０％以上を有するものを好適に使用することができる。
【００３７】
以上のように、放熱用電極３ａ〜３ｆを設けることで、従来のアルミ基板の通常仕様であるアルミ基板１’よりも、高い放熱性能を有するアルミ基板１を得ることができるとともに、これらアルミ基板１に、後述する放熱性レジストインクによる放熱性レジスト膜を設けることで、より一層高い放熱性能を有するアルミ基板１を得ることができる。
【００３８】
ここで、放熱性レジスト膜を形成するための放熱性レジストインクについて、以下に説明する。
【００３９】
放熱性レジストインクは、大きくは、水溶性エマルジョン型の放熱性レジストインク１と、溶剤溶解型の放熱性レジストインク２並びに放熱性レジストインク３とが例示される。
【００４０】
放熱性レジストインク１は、シリコーン樹脂エマルジョンと特定の金属酸化物とを含む水性液状組成物である。シリコーン樹脂エマルジョンは非水溶性のシリコーン樹脂を主として水に分散させたエマルジョン状態のものであり、例えば、以下に示す方法で得ることができる。
（１）アルキルシリケート化合物またはその部分加水分解・縮合物を各種界面活性剤を用いて乳化し、水性エマルジョンとする方法（特開昭５８−２１３０４６号、特開昭６２−１９７３６９号、特開平３−１１５４８５号、特開平３−２００７９３号公報）。さらにこのエマルジョンに、重合性ビニルモノマーを乳化重合したエマルジョンを混合する方法  （特開平６−３４４６６５号公報）。
（２）界面活性剤を使用せずにアルキルシリケート化合物を水中で加水分解して得られる水溶性ポリマーの存在下、ラジカル重合可能なビニルモノマーを乳化重合する方法（特開平８−６００９８号公報）。
（３）ビニル重合性アルキルシリケートを含有するアルキルシリケート混合物を加水分解・縮合することにより、固形のシリコーン樹脂を含む水性エマルジョンとし、さらにラジカル重合既ビニルモノマーを加え、乳化重合することにより、グラフト共重合体微粒子（固形）エマルジョンを得る方法（特開平５−２０９１４９号、特開平７−１９６７５０号公報）。
（４）ラジカル重合性官能基を乳化重合したエマルジョンにアルキルシリケート化合物を添加し、加水分解・縮合させ、エマルジョン粒子中にシリコーン樹脂を導入する方法（特開平３−４５６２８号、特開平８−３４０９号公報）
（５）ビニル重合性官能基含有アルキルシリケートを、ラジカル重合性ビニルモノマーと共に乳化重合し、エマルジョンを作成する方法（特開昭６１−９４６３号、特開平８−２７３４７号公報）。
【００４１】
特定の金属酸化物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化チタン及びカオリンのうち少なくとも１種以上を含有するものである。金属酸化物として、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、カオリンを含有することが好ましい。
【００４２】
金属酸化物の添加時の形状は、特に限定されないが、粉末、好ましくは微粉末の形状で用いることが好ましい。微粉末を用いる場合、得られる塗膜の緻密性が向上し、塗膜の耐熱性、放熱性、機械的強度をより一層向上させることができるからである。
【００４３】
金属酸化物の微粉末の粒子径としては、平均粒子径で80nm〜30μmの範囲であることが好ましく、200nm〜10μmの範囲であることがより好ましい。
【００４４】
シリコーン樹脂エマルジョンから形成される乾燥塗膜の表面硬度は、長期使用時の安定性を考慮すると、鉛筆硬度で5Ｂ以上であることが好ましい。放熱性レジストインクは、シリコーン樹脂エマルジョン30〜70重量%、金属酸化物70〜30重量%含有することが好ましく、シリコーン樹脂エマルジョン40〜70重量%、金属酸化物60〜30重量%含有することがより好ましく、シリコーン樹脂エマルジョン45〜55重量%、金属酸化物55〜45重量%含有することが特に好ましい。
【００４５】
シリコーン樹脂エマルジョンの樹脂濃度は40%以上が好ましい。
【００４６】
尚、ゴムラテックスなどのラテックス類を少量添加して、塗膜の安定性を改善することも出来る。
【００４７】
シリコーン樹脂エマルジョンと特定の金属酸化物粉末や微粉末の混合の方法は、シリコーン樹脂エマルジョンに特定の金属酸化物粉末や微粉末を添加し、プロペラ型又は櫂型の回転翼を有する撹拌層でこれら粉末や微粉末と液体とが充分に均一状態となり、更に粉末や微粉末が充分に分散されるように撹拌混合する。尚、この方式以外の撹拌方式を使用することも出来る。
【００４８】
この時の混合温度は40℃以下が好ましい。40℃を超えると、混合液に皮張り（塗料の表面に生成する薄い膜状のもの）等が発生しやすくなり好ましくない。
【００４９】
放熱塗膜の厚さは乾燥後の固形物として10〜150μm、好ましくは20〜120μmである。
放熱塗膜の形成方法としては、スクリーン印刷、吹付け、ロールコート等の方式で塗工後、常温又は乾燥炉によって加熱乾燥させてもよく、ドライヤ等の熱風によって乾燥させることもできる。
【００５０】
放熱性レジストインク２は、アクリルシリコーン樹脂（シリコーン変性アクリル樹脂）液状物と硬化触媒と特定の金属酸化物とを含む、有機溶剤液状組成物である。尚、硬化塗膜の基材との密着性向上の目的で、アミノシランを上記の有機溶剤液状組成物を添加してもよい。
【００５１】
アクリルシリコーン樹脂（シリコーン変性アクリル樹脂）は、（メタ）アクリル酸エステルモノマーとアルコキシシリル基を持つ（メタ）アクリル酸エステルモノマーの共重合物である。
【００５２】
これらモノマー類の共重合は、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、酢酸エチルそれに酢酸ブチルなどの有機溶剤中で加熱しラジカル重合で行う。
【００５３】
好適に使用される（メタ）アクリル酸エステルモノマーとしては、アルキル基がたとえばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ヘキシル、オクチルまたは２−エチルヘキシルの各基であるアルキル（メタ）アクリレート、およびシクロヘキシル（メタ）アクリレートで代表されるシクロアルキル（メタ）アクリレートである。またこれらのエステルと少量併用できるその他の共重合可能なビニル系単量体には、スチレン、ビニルトルエン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどがある。
【００５４】
好適に使用されるアルコキシシリル基を持つ（メタ）アクリル酸エステルモノマーとしては、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシランである。（メタ）アクリル酸エステルモノマー(A)とアルコキシシリル基を持つ（メタ）アクリル酸エステルモノマー(B)の共重合比は、モル比で(B)/(A)＝5/95〜55/45であり、(B)/(A)＝10/90〜50/50が好ましい。
【００５５】
共重合物の分子量は、数平均分子量で6,000〜30,000であり、8,000〜22,000が好ましい。
【００５６】
共重合物は、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、酢酸エチル、乳酸ブチルそれに酢酸ブチル等の単独溶剤あるいは混合溶剤の溶液として使用する。
【００５７】
使用時の共重合物溶液中の共重合物の濃度は30〜60重量%が望ましい。
【００５８】
硬化触媒は、有機スズ化合物や有機チタン化合物などである。有機スズ化合物としては、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジオレート、ジブチルスズジアセテート、オクタン酸第一スズなどの単独あるいは混合物である。有機チタン化合物はテトラブトキシチタン、テトラプロポキシチタンならびにこれらの重合物などの単独あるいは混合物である。
硬化触媒の添加量は、アクリルシリコーン樹脂（シリコーン変性アクリル樹脂）100重量部に対して、0.1〜1.0重量部で使用することが好ましい。
【００５９】
硬化触媒は、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、イソプロピルアルコールなどの単独溶剤あるいは混合溶剤の溶液として使用する。使用時の溶液中の硬化触媒の濃度は、3.0〜12.0重量％が好ましい。
【００６０】
アミノシランは、3-アミノプロピルトリエトキシシランや3-アミノプロピルトリメトキシシランなどである。また上記のシラン類を縮合反応させたシランオリゴマーでもよい。
アミノシランは、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、イソプロピルアルコールなどの単独溶剤あるいは混合溶剤の溶液として使用する。使用時の溶液中のアミノシランの濃度は、8.0〜22.0重量%が好ましい。
【００６１】
アミノシランの添加量は、アクリルシリコーン樹脂（シリコーン変性アクリル樹脂）100重量部に対して、0.3〜3.0重量部で使用することが好ましい。
【００６２】
特定の金属酸化物は、ゼオライト粉末、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化チタン及びカオリンのうち単体若しくは２以上の混合物などである。
ゼオライト粉末としては、天然ゼオライト粉末と合成ゼオライト粉末が使用でき、その粒径としては、放熱を目的とする塗膜では最大粒径100μmの粉末まで使用できるが、好ましくは、平均粒径5μm以下、最大粒径が25μmの粉末が良い。
【００６３】
またカオリン粉末は、平均粒径が5μm以下、最大粒径が25μm以下の粉末であり、付着水分は0.8重量%以下のものが好ましい。粒径がこれらの数値より大きくなると塗膜に斑が生じやすくなり、均一性に欠けるようになるので適さない。付着水分が0.8重量%を超えると、塗膜の鉛筆硬度が極端に小さくなり適さない。
【００６４】
また酸化アルミニウム粉末は、平均粒径が5μｍ以下、最大粒径が25μｍ以下のものが好ましく、酸化ナトリウム（Na２O）が0.06重量%以下の粉末が好適に使用できる。粒径がこれらの数値より大きくなると、塗膜に斑が生じやすくなり、均一な塗膜が得られないので適さない。酸化ナトリウム（Na２O）の量が0.06重量%を超えると、液状組成物の硬化を阻害するので適さない。
【００６５】
尚、酸化アルミニウム粉末を配合する事により、塗膜の鉛筆硬度を向上できるとともに、高い電気絶縁性を得る事が出来る。
【００６６】
また、カップリング剤処理水酸化アルミニウム粉末は、平均粒径が3μm以下、最大粒径が25μm以下のものが好ましく、可溶性酸化ナトリウムは0.06重量%以下のものが好ましい。更に、エポキシシラン系やチタネート系カップリング剤で表面コーティングしたものが好適に使用できる。
【００６７】
エポキシシラン系カップリング剤で表面コーティングしたものが、銅との密着性で優れている。
【００６８】
粒径や可溶性酸化ナトリウム(Na2O)に対する数値の制限は酸化アルミニウム粉末の場合と同じ理由である。
【００６９】
また、カップリング処理剤で表面コーティングしないと、塗膜にはじきが出て適さない。
尚、ゼオライト粉末、カオリン粉末、酸化アルミニウム粉末、カップリング剤処理水酸化アルミニウム粉末を配合することにより、塗膜の鉛筆硬度を向上できるとともに、高い電気絶縁性を得ることができる。
【００７０】
次に、これら放熱用金属酸化物の粉末の添加量であるが、アクリルシリコーン樹脂15〜35重量%、金属酸化物85〜65重量%を含有する事が好ましい。
【００７１】
その添加量の上限は塗膜のチョウキング（粉末が塗膜表面に露出している現象）が発生しない範囲で、適宜に添加することができる。
【００７２】
これら放熱用粉末の添加により、放熱性の付与とともに、凹凸のある被覆体表面上に厚い塗膜を形成することができるとともに、ムラのない塗膜を形成することができる効果がある。
【００７３】
また、より高い放熱特性を得たい場合には、これら放熱用粉末に加えて黒鉛粉末を配合すれば良く、これら黒鉛粉末としては、天然黒鉛としての土状黒鉛、鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛、人造黒鉛が使用できるが、均一なコーティング膜形成の容易さからは土状黒鉛、鱗状黒鉛、人造黒鉛が好ましい。
【００７４】
これら黒鉛粉末の大きさとしては、塗膜の厚さから、平均粒径が5μm以下、最大粒径が25μm以下が好ましい。
【００７５】
また、黒鉛粉末の乾燥硬化後の塗膜に占める体積の割合としては、3.0%未満では輻射による放熱特性の向上がほぼ見られなくなり、10.0%を超えると塗膜下の基材との密着性が低下したり、鉛筆硬度などの塗膜強度が低下するとともに、輻射による放熱特性も低下してしまうので、内割りで3.0〜10.0%の範囲とすれば良い。尚、これら黒鉛粉末とともに、カーボンブラックを配合しても良い。
【００７６】
アクリルシリコーン樹脂（シリコーン変性アクリル樹脂）の溶液、硬化触媒の溶液、アミノシランの溶液それに特定の金属酸化物粉末や微粉末の混合方法は、第一液と第二液と第三液とからなる三液混合型の混合方法とする。
【００７７】
第一液は、アクリルシリコーン樹脂（シリコーン変性アクリル樹脂）の溶液と特定の金属酸化物粉末や微粉末の混合液であり、第二液は硬化触媒の溶液、第三液はアミノシランの溶液である。
【００７８】
これらの三液を使用直前に所定の割合で混合して使用する。
【００７９】
第一液は、アクリルシリコーン樹脂（シリコーン変性アクリル樹脂）の溶液に特定の
金属酸化物粉末や微粉末を添加して、プロペラ型又は櫂型の回転翼を有する撹拌槽でこれら粉末や微粉末と液体とが充分に均一状態となるように撹拌混合する。尚、この方式以外の撹拌方式を使用することもできる。
【００８０】
この時の混合温度は40℃以下が好ましい。40℃を超えると、混合液に皮張り（塗料の表面に生成する薄い膜状のもの）等が発生しやすくなり好ましくない。更に、必要に応じて、混合液をボールミルや３本ロール等に移し、粉末や微粉末が充分に分散するまで混合、混練する。この際、前述と同じ理由で、混合、混練時の液温は40℃以下が好ましい。
第二液と第三液は、硬化触媒やアミノシランに有機溶剤を添加し、プロペラ型回転翼などを有する撹拌槽で均一に混合されるまで撹拌混合する。
【００８１】
使用直前に、第一液、第二液、第三液を所定の割合で混合して、プロペラ型回転翼などを有する撹拌槽で10〜30分間撹拌混合する。
【００８２】
放熱塗膜の厚さは、8.0〜80μm、好ましくは、12〜60μmである。
【００８３】
塗料の塗工・乾燥の方法は、公知の方法、即ち、スクリーン印刷、吹付け、ロールコートそれにカーテンフローコート等の方式で塗工し、その後乾燥炉内で乾燥して塗膜形成される。
【００８４】
放熱性レジストインク３は、アルコキシシラン化合物の部分加水分解物とアルコキシチタンとエチルセルロースと特定の金属酸化物とを含む有機溶剤液状組成物である。
【００８５】
より詳しくは、アルコキシシラン化合物の部分加水分解物と有機溶剤とを含む第一液と、アルコキシチタンと有機溶剤とを含む第二液とを混合し硬化させる二液型の液状組成物において、前記第一液または前記第２液の少なくともいずれか一方にエチルセルロースと特定の金属酸化物とを含むとともに、前記部分加水分解物が、アルコキシシラン化合物中のアルコキシ基を完全に加水分解するのに必要な水の量の10〜60%を添加して得られる部分加水分解物である。
【００８６】
エチルセルロースは、前記アルコキシシラン化合物の部分加水分解物100重量部に対して、1.9重量部〜7.5重量部の範囲で含み、アルコキシチタンは、アルコキシチタン中のチタン元素（A）と前記アルコキシシラン化合物の部分加水分解物中に残留しているアルコキシ基（B）の割合が（A）/（B）＝6/1000〜20/1000の範囲で含む。また前記第一液または前記第二液の少なくともいずれか一方に、表面疎水化処理をしたフュームドシリカ粉末が添加されていると液状組成物の粘度やチキソトロピー特性を適時調整する事が出来るばかりでなく、得られる塗膜の放熱性を向上できる。
【００８７】
表面疎水化処理をしたフュームドシリカ粉末は、前記アルコキシシラン化合物の部分加水分解物100重量部に対して19重量部以下がよい。
【００８８】
アルコキシシラン化合物の部分加水分解物について説明すると、本発明に使用されるアルコキシシラン化合物は、一般化学式１で表せるアルコキシシラン化合物を部分的に加水分解、縮合して得られるオリゴマーである。化学式１におけるＲ１としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、アミノエチル基、グリシジルプロピル基（化学式２参照）等を例示することができる。また、Ｒ２はメチル基とエチル基である。ここで、ｎは０〜３の整数である。
（化１）
Ｒ１ｎＳｉ(ＯＲ２)４−ｎ
（化２）
ＣＨ２−ＣＨ−ＣＨ２−Ｏ−(ＣＨ２)３−
＼     ／
Ｏ
【００８９】
これらアルコキシシラン化合物として、上記化学式１で表される物質の中から、少なくとも一種を適宜選択して使用する。通常二種ないし三種の化合物を混合使用する。そして、図１に示すように、これらのアルコキシシラン化合物を酸触媒やアルカリ触媒と純水の存在下で、アルコキシシランを完全に加水分解するに要する水の量（計算値）よりも少ない量の水と混合して、反応させることにより部分加水分解物を得ることができる。
【００９０】
この水の量は、アルコキシシランを完全に加水分解するに要する水の量（計算値）の10%未満になると分子量が小さくなり塗工性能が低下することや架橋剤として添加しているアルコキシチタンによる架橋硬化時に揮発分が多くなってしまうことから好ましくないとともに、添加する水の量が60%を越すと反応中にゲル化しやすくなり、安定して部分加水分解物を得られない場合があるので、アルコキシシラン化合物中のアルコキシ基を完全に加水分解する水の量（計算値）の10〜60%とすれば良い。
【００９１】
また、反応触媒としては、酸系として塩酸、硫酸、リン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、酢酸などを使用できる。アルカリ系として苛性ソーダ、苛性カリなどを使用できる。塗膜を鉄や銅などの金属上に形成する場合は腐食の点からリン酸や酢酸が好ましい。
反応触媒がリン酸の場合は、反応終了後炭酸カルシウムやアンモニアガスで中和することが好ましい。
【００９２】
このようにして得られる部分加水分解物中にトリアルコキシシランやテトラアルコキシシランが存在すると、塗料の硬化によって得られる塗膜は、３次元構造を有するものとなる。
【００９３】
部分加水分解の反応は、環流反応で行う。環流状態になる温度より低い温度で反応しても良い。
【００９４】
部分加水分解により発生するメタノール及び／又はエタノールの一部あるいは全てを脱溶剤する。脱溶剤は、減圧下で行う。脱溶剤の量は、使用するアルコキシシラン化合物の種類やそれらの種類の混合割合から決する部分加水分解の程度、更に後添加する有機溶剤の種類や量、それに添加するエチルセルロース等の配合物の添加量により変わるので、塗工・乾燥時の指触乾燥の時間等で決定すれば良い。
【００９５】
このようにして得られるアルコキシシラン化合物の部分加水分解物は、有機溶剤を添加して使用する。この有機溶剤は、最終的には、第一液と第二液とが混合されるので、第二液の有機溶剤と同一であっても良く、メタノール、エタノール以外でかつ沸点が200℃以下の下記溶剤を使用することができる。
【００９６】
具体的には、イソプロピルアルコール、１−ブタノール、２−ブタノール、ジアセトンアルコール、酢酸ブチル、酪酸ブチル、プロピレングルコールモノメチルエーテル、ジアセトンアルコール、乳酸ブチル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−プロピルエーテル、プロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、３−メトキシブタノール、３−メトキシブチルアセテート等の溶剤である。しかしメタノール、エタノール以外の溶剤であればこれらの溶剤に限定されるものでないし、また、溶剤は１種類又は２種類以上を混合使用することもできる。
【００９７】
そして、これら第一液と第二液に使用する有機溶剤の配合比率は、特に限定されるものでないが、得られる液状組成物の液全量に対し、有機溶剤の配合量が３０重量％以下になると、第一液と第二液とを混合した液状組成物の硬化時間が短くなり、迅速に使用することが要求されるので、取り扱いが難しく、使用上好ましくない。また有機溶剤の配合量が非常に多い、例えば、液状組成物の液全量に対して５５重量％以上になると、塗工により得られる塗膜が薄くなり、安定した塗膜の形成が困難になる。
【００９８】
次に、アルコキシチタンについて説明すると、アルコキシチタンは、化学式３で表されるものである。式中のＲとしては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等を例示することができる。反応速度から、Ｒとして、プロピル基、ブチル基のものが好適に使用できる。
（化３）
Ｔｉ(ＯＲ)４  
【００９９】
アルコキシチタンは有機溶剤で希釈して使用する。即ち、第二液は、少なくとも、アルコキシチタンと有機溶剤とを混合した状態で使用する。これは、第一液との混合を均一に行うためにも、また、エチルセルロース等の配合物等を均一に混合するためにも好ましい。アルコキシチタンの有機溶剤としては、アルコキシチタンを安定に保持し得るものであればよく、上述した第一液の有機溶剤と同じ溶剤を使用できる。
【０１００】
このアルコキシチタンの使用量は、アルコキシシラン化合物の部分加水分解物100重量部に対して、5重量部から30重量部使用することにより、良好な塗膜性能を得ることができる。5重量部未満では、塗膜の鉛筆硬度等が低くなり実用に耐えないものとなり、30重量部を超えると耐熱性が低下し実用に耐えないものとなる。ここでの使用量はあくまでも、有機溶剤を含まない、特定のアルコキシシラン化合物の部分加水分解物、アルコキシチタンをベースにおいている。アルコキシチタンの実際の添加量は、使用するアルコキシチタン化合物の種類（例えば、チタンテトラブトキシドであるかチタンテトラプロポキシドであるか等）、特定のアルコキシシラン化合物の種類とその使用量（特に、トリアルコキシシランの使用量）によって異なる。アルコキシシランのうち、トリアルコキシシランの使用量が多いと、アルコキシチタンの添加量は、少なくてよい。また、チタンテトラブトキシドはその分子量が大きいので、添加量はチタンテトラプロポキシドよりは多めに添加することになる。
【０１０１】
より好ましくは、アルコキシチタンの添加量は、アルコキシチタン中のチタン元素（Ａ）とアルコキシシラン化合物の部分加水分解物中に残留しているアルコキシ基（Ｂ）の割合（Ａ）/（Ｂ）が、6/1000未満となると、網目構造の硬化物、塗膜の形成が困難となってしまう一方、20/1000以上となると、液状組成物の硬化速度が速すぎたり、形成した硬化物や塗膜の性能が十分でなく、例えば、可撓性が低下してしまうことから、これら6/1000〜20/1000の範囲とすれば良い。
【０１０２】
アルコキシシラン化合物の部分加水分解物を含む第一液と、アルコキシチタンを含む第二液とを混合すると、直ちに反応を開始し硬化を始めるので、液状組成物（塗料）は使用直前によく混合した上で使用するのがよい。そして、第一液と第二液とは混合した後は、使い切り、長時間混合した状態で放置しないことが奨められる。また、第一液と第二液とを混合した後は、高温度に曝すことなく、できるだけ低温度に保持するのがよい。
【０１０３】
第一液と第二液とを混合すると、アルコキシシラン化合物の部分加水分解物とアルコキシチタンとが反応し、硬化する。これは、アルコキシシラン化合物の部分加水分解物とアルコキシチタンとが反応する際に、脱アルコールして、Ｓｉ−Ｏ−Ｔｉ結合ないしＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合が生じ、三次元網目構造の重合体になるからである。そして、形成された重合体、即ち、硬化物ないし塗膜は実質的に無機系物質から構成される。硬化物ないし塗膜は、重量で80%以上が無機物から構成される。放熱塗膜における有機基は、珪素原子及びチタン原子に結合していたアルコキシ基（アルコール成分）及び珪素原子に直接結合しているアルキル基などの有機基であるが、アルコキシ基はアルコキシシラン化合物の部分加水分解物とアルコキシチタンとが反応する際に、Ｓｉ−Ｏ−Ｔｉ結合ないしＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合が生じ、アルコキシ基のアルコール成分が脱離する。但し、珪素原子に直結するアルキル基などの有機基はそのまま残存する。
【０１０４】
エチルセルロースについて説明すると、例えば、米国ハーキュレス社のＮ―タイプ（無水グルコース一単位当たりのエトキシル基置換度2.41から2.51のもの）やＫ−タイプ（無水グルコース一単位当たりのエトキシル基置換度2.3から2.4のもの）を好適に使用することができる。粘度別グレードでは、Ｋ−タイプでＫ−５０、Ｎ−タイプではＮ―５０、Ｎ―１００、Ｎ−２００が溶解性と塗膜品質のバランスの観点から好ましい。尚、エチルセルロースの一部をプロピルセルロース、ブチルセルロースに代えて使用しても良い。
これら第一液または第二液の少なくともいずれか一方に配合される繊維質粉体としては、後述する比較例に示すように、エチルセルロース以外の繊維質粉体であるヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロースの配合について試験を実施したが、これらの繊維質粉体においては、いずれも、良好な塗膜を形成できず、本発明のように、アルコキシシラン化合物の部分加水分解物を含有する液状組成物に配合する繊維質粉体としては、不適である。
【０１０５】
これに対し、チタン酸カリウム繊維は、塗膜形成性や耐熱性が良好であるものの、塗膜が可撓性に乏しく、特にクロスカット試験において、前述の剥離やクラックが発生してしまうが、上述のエチルセルロースを用いたものは、前述の表面疎水化処理されたフュームドシリカ粉末や特定の金属酸化物や黒鉛等を添加しても、クロスカット試験や耐屈曲試験において、剥離やクラックが発生せず、良好な可撓性を有する塗膜を得る事が出来る。
【０１０６】
これらエチルセルロースのアルコキシシラン化合物の部分加水分解物に対する割合としては、1.9重量部より少ないと、良好な可撓性が得られず、可撓性基材であるフイルムに塗布した場合等において、クラック等を生じやすくなってしまう一方、7.5重量部よりも多いと、塗膜はくりや基材との密着性低下が発生してしまうこととなってしまうことから、アルコキシシラン化合物の部分加水分解物100重量部に対して1.9重量部〜7.5重量部の範囲とすれば良い。
【０１０７】
尚、これらエチルセルロースを配合する事は、上述したように、得られる塗膜の可撓性を向上できる。
【０１０８】
更に、エチルセルロースに加えて、表面疎水化処理されたフュームドシリカ粉末を添加配合することにより、放熱性を向上できるとともに、表面疎水化されていないシリカ粉末のように、硬度低下等の塗膜の特性悪化がない。
【０１０９】
この表面疎水化処理されたフュームドシリカ粉末としては、一次粒子の平均径が20nm以下のものが好ましい。ジメチルジクロロシランやヘキサメチルジシラザン等で表面の疎水化処理を行ったものが好適に使用できる。特に、ヘキサメチルジシラザン処理品が、第一液と第二液の混合液（液状組成物）の増粘に効果がある。表面疎水化処理されないと液状組成物の増粘効果が非常に少ないので、配合量が多くなり適さない。また一次粒子の平均径が20nmを超えると、硬化後の塗膜上に円形突起が生じ好ましくない。
【０１１０】
これら表面疎水化処理されたフュームドシリカ粉末は、エチルセルロースと同様に、最終的に第一液と第二液の混合液中に存在すれば良いので、第一液のみに添加しても良いし、第二液のみに添加しても良いし、第一液と第二液の両者に添加しても良く、この際、エチルセルロースの配合の有無はどちらであっても良い。
【０１１１】
これら表面疎水化処理されたフュームドシリカ粉末の配合量としては、アルコキシシラン化合物の部分加水分解物100重量部に対して19重量部を超えると、第二液と混合した混合液の貯蔵中の粘度上昇が速くなったり、塗膜に小径の粒が発生しやすくなることから、これら19重量部以下とすれば良く、例えば、ビーズ分散機による分散等によって混合すれば良い。
【０１１２】
このように、表面疎水化処理されたフュームドシリカ粉末を添加することにより、第一液と第二液と混合した後の放熱塗膜の粘度を、得られる塗膜の特性を低下させることなく増粘することができ、得られる液状組成物のスクリーン印刷やフレキソ印刷の印刷性を向上させることができる。また、第一液及び／又は第二液に後述するように、放熱用粉末を含む場合においては、これら放熱用粉末の沈降を防止するという効果が認められた。
【０１１３】
特定の金属酸化物は、ゼオライト粉末、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化チタン及びカオリンのうち単体若しくは２以上の混合物などである。
ゼオライト粉末としては、天然ゼオライト粉末と合成ゼオライト粉末が使用でき、その粒径としては、放熱を目的とする塗膜では最大粒径100μmの粉末まで使用できるが、好ましくは、平均粒径5μm以下、最大粒径が25μmの粉末が良い。
【０１１４】
またカオリン粉末は、平均粒径が5μm以下、最大粒径が25μm以下の粉末であり、付着水分は0.8重量%以下のものが好ましい。粒径がこれらの数値より大きくなると塗膜に斑が生じやすくなり、均一性に欠けるようになるので適さない。付着水分が0.8重量%を超えると、塗膜の鉛筆硬度が極端に小さくなり適さない。
【０１１５】
また酸化アルミニウム粉末は、平均粒径が5μm以下、最大粒径が25μm以下のものが好ましく、酸化ナトリウム（Na２O）が0.06重量%以下の粉末が好適に使用できる。粒径がこれらの数値より大きくなると、塗膜に斑が生じやすくなり、均一な塗膜が得られないので適さない。酸化ナトリウム（Na２O）の量が0.06重量%を超えると、液状組成物の硬化を阻害するので適さない。
【０１１６】
尚、酸化アルミニウム粉末を配合することにより、塗膜の鉛筆硬度を向上できるとともに、高い電気絶縁性を得る事が出来る。
【０１１７】
また、カップリング剤処理水酸化アルミニウム粉末は、平均粒径が3μm以下、最大粒径が25μm以下のものが好ましく、可溶性酸化ナトリウムは0.06重量%以下のものが好ましい。更に、エポキシシラン系やチタネート系カップリング剤で表面コーティングしたものが好適に使用できる。
【０１１８】
エポキシシラン系カップリング剤で表面コーティングしたものが銅との密着性で優れている。粒径や可溶性酸化ナトリウム(Na2O)に対する数値の制限は酸化アルミニウム粉末の場合と同じ理由である。
【０１１９】
また、カップリング処理剤で表面コーティングしないと塗膜にはじきがでて適さない。
尚、ゼオライト粉末、カオリン粉末、酸化アルミニウム粉末、カップリング剤処理水酸化アルミニウム粉末を配合することにより、塗膜の鉛筆硬度を向上できるとともに、高い電気絶縁性を得ることができる。
【０１２０】
次に、これら放熱用金属酸化物粉末の添加量であるが、アルコキシシラン化合物の部分加水分解物25〜45重量%、金属酸化物75〜55重量%を含有する事が好ましい。
その添加量の上限は塗膜のチョウキング（粉末が塗膜表面に露出している現象）が発生しない範囲で、適宜に添加することができる。
【０１２１】
これら放熱用粉末の添加により、放熱性の付与とともに、凹凸のある被覆体表面上に厚い塗膜を形成することができるとともに、ムラのない塗膜を形成することができる効果がある。
【０１２２】
また、より高い放熱特性を得たい場合には、これら放熱用粉末に加えて黒鉛粉末を配合すれば良く、これら黒鉛粉末としては、天然黒鉛としての土状黒鉛、鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛、人造黒鉛が使用できるが、均一なコーティング膜形成の容易さからは土状黒鉛、鱗状黒鉛、人造黒鉛が好ましい。
【０１２３】
これら黒鉛粉末の大きさとしては、塗膜の厚さから、平均粒径が5μm以下、最大粒径が25μm以下が好ましい。
【０１２４】
また、黒鉛粉末の乾燥硬化後の塗膜に占める体積の割合としては、3.0%未満では輻射による放熱特性の向上がほぼ見られなくなり、10.0%を超えると塗膜下の基材との密着性が低下したり、鉛筆硬度などの塗膜強度が低下するとともに、輻射による放熱特性も低下してしまうので、内割りで3.0〜10.0%の範囲とすれば良い。尚、これら黒鉛粉末とともに、カーボンブラックを配合しても良い。
【０１２５】
次に、第一液と第二液とを混合して本発明の液状組成物から成る塗料を調製し、この塗料を金属箔やフッ素系樹脂フイルムやキャリア材料フイルムの上に塗膜形成する手順について説明する。アルコキシシラン化合物の部分加水分解物からメタノール及び／又はエタノールを除いた後、有機溶剤を加えた溶液にエチルセルロースを添加し、溶解する。放熱粉体である、ゼオライト粉末、カオリン粉末、酸化アルミニウム粉末、カップリング剤処理水酸化アルミニウム粉末などを添加し、そして必要に応じて、更に、表面疎水化処理されたフュームドシリカ粉末や黒鉛を添加して、プロペラ型又は櫂型の回転翼を有する撹拌槽で、これら繊維や粉末と液体とが十分に均一状態となるように撹拌混合する。尚、この方式以外の撹拌方式を使用することもできる。
【０１２６】
この時の混合温度は40℃以下が好ましい。40℃を越えると、混合液に皮張り（塗料の表面に生成する薄い膜状のもの）等が発生しやすくなり好ましくない。更に、必要に応じて、混合液をボールミルや３本ロール等に移し、粉末や繊維が充分に分散するまで混合、混練する。この際、前述と同じ理由で、混合、混練時の液温は40℃以下が好ましい。このようにして、第一液が得られる。
【０１２７】
一方、アルコキシチタンを有機溶剤に溶解した第二液を準備する。前記の第一液と第二液とをプロペラ型あるいは櫂型の回転翼を有する撹拌槽で、両方の液が充分に混合されるまで、一般に10分間以上撹拌する。この時の撹拌液温度は30℃以下が好ましい。30℃を越えると被膜外観に不均一な斑点等が発生し好ましくない。前記の第一液と第二液を充分撹拌した後、脱泡すると塗工乾燥された塗膜にボイドが残りにくくなることから好ましい。また自転公転タイプの混合脱泡装置で脱泡すると、このボイド残り量が激減し、より好ましい。
【０１２８】
塗料の調製に当たっては、第一液及び第二液の粘度を混合直前に互いにほぼ同じ粘度とするのが好ましい。また、塗料の調製時、不十分な混合による局部的な反応の進行を防止するために、アルコキシシラン化合物の部分加水分解物からメタノール及び／又はエタノールを除いた後、有機溶剤を加えた溶液に添加するエチルセルロース、表面疎水化処理されたフュームドシリカ粉末、ゼオライト粉末、カオリン粉末、酸化アルミニウム粉末、カップリング剤処理水酸化アルミニウム粉末や黒鉛等の一部をアルコキシチタンの有機溶剤溶液に添加し、ボールミルや３本ロールで充分混合、混練してもよい。この場合の混合、混練時の液温も、前述と同じ理由で40℃以下が好ましい。また、第一液と第二液は混合すると、直ちに反応し硬化を始めるので、第一液と第二液とを混合した後は、長時間放置することなく、速やかに対象物に塗工するのがよい。また、第一液と第二液とを混合した塗料は、残さずに使い切るのがよい。塗料が残った場合は、廃棄し再使用しないことが奨められる。塗料は、第一液と第二液とを別々に調製しておき、二者を混合して得ることもできるし、特定のアルコキシシラン化合物の部分加水分解物からメタノール及び／又はエタノールを除いた後有機溶剤を加えた溶液に、エチルセルロース、表面疎水化処理されたフュームドシリカ粉末、ゼオライト粉末、カオリン粉末、酸化アルミニウム粉末、カップリング剤処理水酸化アルミニウム粉末や黒鉛を混合し、しかる後にアルコキシチタンの有機溶剤溶液を混合することによっても得ることもできる。
【０１２９】
放熱塗膜の厚さは、8.0〜80μm、好ましくは、12〜60μmである。
【０１３０】
塗料の塗工・乾燥の方法は、公知の方法、即ち、スクリーン印刷、吹付け、ロールコートそれにカーテンフローコート等の方式で塗工し、その後乾燥炉内で乾燥して塗膜形成される。
【実施例２】
【０１３１】
次に、実施例２に係る放熱基板につき、図５、図６を参照して説明する。なお、上記実施形態と同一構成で重複する構成を省略する。
【０１３２】
図５は、実施例２における放熱基板であるＦＲ４放熱基板４１を示す図である。前述した実施例１ではアルミ基板１に本発明を適用した形態を例示したが、本実施例２の放熱基板は、アルミ基板ではなく、従来、放熱効果が劣り利用できなかった通常のＦＲ４基板を、アルミ基板と同等の放熱性を有するものとしたことを特徴としている。
【０１３３】
本実施例２のＦＲ４放熱基板４１は、図５（ａ）に示すように、実装面の外観は、アルミ基板１とほぼ同一である。つまり、実装面に形成されているパターンはアルミ基板１と同一とされている。
【０１３４】
よって、実装面には、アルミ基板１と同様に、ＬＥＤ素子２ａ〜２ｆの下面両端に設けられたアノード電極２１とカソード電極２２がハンダ接続される実装電極パターン４４ａ〜４４ｆと、カソード電極２２にハンダ接続される放熱用電極４３ａ〜４３ｆとが形成され、それぞれの実装電極パターン４４ａ〜４４ｆの間に跨るように、ＬＥＤ素子２ａ〜２ｆが実装される（図５（ａ）の波線参照）。
【０１３５】
また、ＦＲ４放熱基板４１の裏面（実装面の反対面）にも、実装面と同様に銅箔が積層されており（図６参照）、該銅箔をエッチングによってパターンニングすることにより、図５（ｂ）に示すように、６つの領域に区分けされた各放熱用電極４３ａ〜４３ｆに対応する裏面放熱用電極４５ａ〜４５ｆが、裏面の略全面に渡って形成されている。
【０１３６】
これら放熱用電極４３ａ〜４３ｆの面積割合は、実装面と同じく、可能な限り大きくすること、つまり１００％に近いものとすることが放熱の観点から好ましいが、各種パターンを絶縁するための間隙や基板周囲を絶縁するための非パターン領域を設ける必要があるので、これら必要な非パターン領域を除いた面積割合とすれば良いが、これらの面積割合としては、実装面の面積割合よりも低くても良い。
【０１３７】
尚、本実施例２では、裏面放熱用電極４５ａ〜４５ｆの形状を、放熱用電極４３ａ〜４３ｆの形状に類似する形状としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらの形状を全くことなる形状としても良い。
【０１３８】
また、裏面放熱用電極４５ａ〜４５ｆは、図５（ｃ）に示す、内部が電気メッキされたスルーホール４６（φ＝０．３ｍｍ）にて放熱用電極４３ａ〜４３ｆと導通接続されており、放熱用電極４３ａ〜４３ｆの熱が該スルーホール４６を通じて裏面放熱用電極４５ａ〜４５ｆに伝達されるようになっている。
【０１３９】
これらスルーホール４６は、図５（ｃ）に示すように、実装されるＬＥＤ素子２ａ〜２ｆの中心位置から８方向に放射状に穿設されており、このようにすることで、これらスルーホール４６が配列された放射方向位置においては、放熱用電極４３ａ〜４３ｆとほぼ同様の形状とされた裏面放熱用電極４５ａ〜４５ｆに熱が裏面に効率良く伝熱されて該裏面放熱用電極４５ａ〜４５ｆから熱が放射されるとともに、スルーホール４６が配列されてないスルーホール列の間の領域においては、熱が裏面放熱用電極４５ａ〜４５ｆに伝わり難いことで放熱用電極４３ａ〜４３ｆ上を伝熱し、熱が放熱用電極４３ａ〜４３ｆ上に良好に広がることで、ＬＥＤ素子２ａ〜２ｆの中心位置から離れた位置の放熱用電極４３ａ〜４３ｆにおいても、放熱が良好に行われるようになる。
【０１４０】
つまり、これらスルーホール４６を放射状に設けることで、ＬＥＤ素子２ａ〜２ｆの熱が、放熱用電極４３ａ〜４３ｆまたは裏面放熱用電極４５ａ〜４５ｆの一方にのみ偏って伝熱されてしまうことを解消することができるようになることから好ましいが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらスルーホール４６の配置位置や配置形状等は、使用するＬＥＤ素子２ａ〜２ｆの形状等により適宜に決定すれば良い。
【０１４１】
本実施例２の放熱用電極４３ａ〜４３ｆと裏面放熱用電極４５ａ〜４５ｆの表面には、実施例１と同様にハンダメッキが形成されているとともに、該ハンダメッキ上に実施例１に示した放熱性レジストインク１〜３に基づく放熱性レジスト膜５１，５２が形成されている。
【０１４２】
尚、図６に示す断面図中の５０は、ＦＲ４放熱基板４１の基材となるガラス−エポキシ板層であり、本実施例では、一般的なＦＲ４基板の厚みである１．６ｍｍのガラス−エポキシ板層とした。但し、これらガラス−エポキシ板層の厚みは適宜に選択すれば良い。
【０１４３】
また、本実施例２では、基材としてガラス−エポキシ板を使用した形態を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら基材として他の基板材料、例えば、紙フェノール基板や、セラミック基板やガラス基板であっても良い。
【０１４４】
このようにして作成した本実施例２のＦＲ４放熱基板４１と、実施例１のアルミ基板１’との比較結果を図７に示す。
【０１４５】
放熱と発熱とが平行して温度変化がほほ一定となる時間である３０分が経過した時点からの６０秒間における平均温度は、図７に示すように、アルミ基板１’が９３．５℃、ＦＲ４放熱基板４１が９３．９℃となり、両者でほぼ同じ温度となった。
【０１４６】
つまり、実装面に放熱用電極４３ａ〜４３ｆを設けるとともに、裏面放熱用電極４５ａ〜４５ｆを設け、更に、これら放熱用電極４３ａ〜４３ｆ並びに裏面放熱用電極４５ａ〜４５ｆからの放熱を促進させる放熱性レジスト膜５１、５２を設けることで、通常のＦＲ４基板であっても、従来のアルミ基板１’と同等の放熱性能を得ることができるようになり、これらアルミ基板１’における、アルミ板７を不要にできるとともに、アルミ板７との積層等の工程を削減でき、且つ基板の厚みも薄くできることから、低コストで、省スペースの放熱基板を得ることができる。
【０１４７】
つまり、従来の放熱用のアルミ基板１’ように、アルミ板７を張り合わせる必要がないので、同等の放熱性能を有する放熱基板を低コストにて得ることができる。
【０１４８】
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【０１４９】
例えば、上記実施例では、基板に実装する発熱デバイスとしてＬＥＤ素子を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらＬＥＤ素子以外の発熱デバイスを実装するものであっても良い。
【０１５０】
また、前記実施例では、ＬＥＤ素子として表面実装型のものを使用した形態を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら表面実装型以外のＬＥＤ素子を使用しても良い。
【０１５１】
また、前記実施例では、基板の外形形状を円形とした形態を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら基板の外形形状は、該基板が装着される製品等の仕様により、適宜に決定すれば良い。
【０１５２】
また、前記実施例では、ガラス−エポキシ基板に積層されている金属箔として銅箔が積層されているものを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、銅以外の金属箔、例えば、アルミ箔やニッケル箔やスズ箔等であっても良い。
【０１５３】
また、これら箔の厚みは適宜に決定すれば良く、箔ではなく、蒸着やメッキ等にてガラス基板やセラミック基板の絶縁基板の表面に積層した金属層であっても良い。
【０１５４】
また、前記スルーホールの径や形状等は、前記実施例のものに限定されるものではなく、これらのスルーホールの径や形状、数等は、使用する発熱デバイスの大きさや放熱用電極の大きさ等から適宜に決定すれば良い。
【符号の説明】
【０１５５】
１                アルミ基板
１’              アルミ基板
２ａ〜２ｆ        ＬＥＤ素子
３ａ〜３ｆ        放熱用電極
４ａ〜４ｆ        実装電極パターン
５                ガラス−エポキシ積層基板（絶縁層）
６                接着剤層
７                アルミ板
２１              アノード電極
２２              カソード電極
４１              ＦＲ４放熱基板
４３ａ〜４３ｆ    放熱用電極
４４ａ〜４４ｆ    実装電極パターン
５０              ガラス−エポキシ板層
５１、５２        放熱性レジスト膜
【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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