(57)【要約】【課題】グラファイト、アルミ合金を主剤とし、高効率の放熱性、熱伝導性の接着、塗料。【解決手段】図１の本発明の高熱伝導、高熱拡散性接着剤の使用を示すアルミヒートヒンク７に於いて高熱伝導・高熱拡散性接着剤４でアルミ等の熱伝導性板材６固着，さらに接着剤４にてエポキシ電気絶縁シート５を接着、そしてさらに接着剤４にて銅箔３を上積み固定する。銅箔３にクリームはんだ２でハイパワーＬＥＤ１を実装させる。これによりハイパワーＬＥＤ１の高熱伝導、高熱拡散の基板用実装形が構成される。【選択図】図１
2016199731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グラファイトとアルミ合金の粉体とエポキシ樹脂等の高粘着性材料で構成された事を特徴とする熱伝導性接着剤。
【請求項２】
グラファイトが５０〜９０％とアルミ合金（ＡＣ３Ａ材）が５〜２０％及び高粘着性材料が４５％以下の重量比で組成された事を特徴とする請求項１の熱伝導性接着剤。
【請求項３】
グラファイトとアルミ合金（ＡＣ３Ａ材）等が夫々粉体の状態から溶湯鍛造法により加圧含浸させて得られた黒鉛‐金属複合体や、その他の製法で得られたインゴットを再度  切削・研削・気流粉砕等の方法にて製造された粉体を材料として使用する事を特徴とする請求項１の熱伝導性接着剤。
【請求項４】
グラファイトとアルミ合金の粉体及びシリコーンレジンエマルジョン等の溶液で構成された事を特徴とする高熱伝導・高熱拡散性塗料。
【請求項５】
グラファイトが５０〜９０％とアルミ合金（ＡＣ３Ａ材）が５〜２０％及びバインダー材料が４５％以下の重量比で組成された事を特徴とする請求項４の高熱伝導・高熱拡散性塗料。
【請求項６】
グラファイトとアルミ合金（ＡＣ３Ａ材）等が夫々粉体の状態から溶湯鍛造法により加圧含浸させて得られた黒鉛‐金属複合体や、その他の製法で得られたインゴットを再度  切削・研削・気流粉砕等の方法にて製造された粉体を材料として使用する事を特徴とする請求項４の高熱伝導・高熱拡散性塗料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、部品等の放熱の技術に関する分野で如何に副資材の熱遮断特性を抑え、また如何に副資材の熱伝導性能及び熱拡散性能を高めて、最終的に放熱性能の改善を実現させ様とする為のものである。
【背景技術】
【０００２】従来の熱伝導性接着剤では銀、銅、アルミといった金属フィラーをエポキシ樹脂溶剤に含有する事により製品化されている。【０００３】又、放熱性塗料では同じく銀、銅、アルミといった金属フィラーを、シリコーンレジンエマルジョン等の溶液に含有する事により、製品化されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】ハイパワアーＬＥＤ照明用のＰＷＢ等においては、放熱特性を追及する為にアルミ基板や銅基板を使用するが、その場合銅箔と金属板の間には、電気絶縁物（絶縁シート）を介在して固着する必要がある。【０００５】その時に使用する熱伝導性接着剤は総合的な放熱特性に対して、大きな要素になる為、この熱伝導性接着剤そのものの熱伝導性と熱拡散性が問題である。【０００６】また、アルミ基板や銅基板を使用する場合、充分に放熱する為に基板背面を、アルミ等の材料でなるヒートシンクに密着固定するが、この際も密着固定する為に、熱伝導性接着剤を使用する。【０００７】この場合も、総合的な放熱特性に対して大きな要素になる、熱伝導性接着剤そのものの熱伝導性と熱拡散性が問題になる。【０００８】小型化・高機能化の為、発熱量が増え電子機器の熱問題が年々深刻化しているが、放熱には「熱伝導」「熱伝達（対流）」「熱放射」の３つ目しかない。【０００９】３つ目の「熱放射」の為には放熱性塗料が使用されているが、塗装表面まで如何に内部の熱を効率良く移動させるかがポイントで有る為、塗料そのものの熱伝導性と熱拡散性の性能の優劣が大きな問題となる。
【課題を解決する手段】
【００１０】請求項１に係る発明は、熱伝導性と熱拡散性に優れた熱伝導性接着剤の実現を示すものである。
【００１１】請求項２に係る発明は、出来る限り熱伝導性と熱拡散性に優れた熱伝導性接着剤を実現する為の、組成の条件を定めるものである。
【００１２】請求項３に係る発明は、高熱伝導複合体の特性を確保する為の粉体は、夫々の粉体を単独のまま含有させるのではなく、一度溶融させインゴットに一体化させた後に粉末化する事によってより熱伝導を高める製造法である。
【００１３】請求項４に係る発明は、熱伝導性と熱拡散性に優れた放熱性塗料の実現を示すものである。
【００１４】請求項５に係る発明は、出来る限り熱伝導性と熱拡散性に優れた放熱性塗料を実現する為の、組成の条件を定めるものである。
【００１５】請求項６に係る発明は、高熱伝導複合体の特性を確保する為の粉体は、夫々の粉体を単独のままブレンドするのではなく、一度溶融させインゴットに一体化させた後に粉末化する事によってより熱伝導を高める製造法である。
【発明の効果】
【００１６】今まで放熱を必要とされていた製品や部品において、多くの個所で使用されていた接着剤の存在が、熱を絶縁する要素として大きな阻害要因となっている。
しかし、請求項１に係る発明に依れば、接着剤の大幅な熱伝導及び熱拡散性の性能アップにより、放熱効果に大きな改善が図れる事になる。
【００１７】請求項２に係る発明に依れば、この重量比で最も効率的且つ伝熱特性アップに大きな効果が得られる。
【００１８】請求項３に係る発明に依れば、同様の組成重量比率であっても、伝熱特性上より優れた性能が実現する。
【００１９】請求項４に係る発明に依れば、放熱手段の中の熱放射の改善として放熱性塗料の大幅な熱伝導性及び熱拡散性の性能アップにより、「熱放射」としての放熱効果に大きな改善が図られる。
【００２０】請求項５に係る発明に依れば、この重量比で最も効率的且つ伝熱特性アップに大きな効果が得られる。
【００２１】請求項６に係る発明に依れば、同様の組成重量比率であっても、伝熱特性上より優れた性能が実現する。
【００２２】因みに本発明に関わるグラファイト・アルミ複合放熱材料の性能は実験によると熱伝導率が４２５Ｗ／ｍ°Ｆ（銅３９０の１．０９倍、アルミ２２０の１．９倍）であり、熱拡散率は２．７ｃｍ２／ｓｅｃ（銅１．１２の２．４１倍、アルミ０．９０の３．０倍）と言う結果が得られており、現在使用されている放熱材料に対して、比較にならない程の優位な実力値を有している事が分かっている。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の高熱伝導・高熱拡散性接着剤の実使用状態を示す構造図。
【図２】本発明の高熱伝導・高熱拡散性接着剤の組成分布模擬図。
【図３】従来のハイパワーＬＥＤが実装された場合のアルミ基板上面図。
【図４】従来のハイパワーＬＥＤが実装された場合のアルミ基板発熱温度分布図。
【図５】従来のハイパワーＬＥＤが実装されたアルミ基板上に本発明の高熱伝導・高熱拡散性塗料を塗装した際の構造図。
【図６】従来のハイパワーＬＥＤが実装されたアルミ基板上に本発明の高熱伝導・高熱拡散性塗料を塗装した場合のアルミ基板発熱温度分布図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】本発明の構成を図１〜図６によって説明する。
図１は、請求項１の高熱伝導・高熱拡散性接着剤４の実使用状態を示すもので、ハイパワーＬＥＤ１は、クリームはんだ２によって回路パターンの施された銅箔３に実装されている。
【００２５】その銅箔３は、高熱伝導・高熱拡散性接着剤４により、エポキシ電気絶縁シート５に固着されており、次にまた高熱伝導・高熱拡散性接着剤４によりアルミ等の熱伝導性板材６に固着されており、更にまた高熱伝導・高熱拡散性接着剤４により、アルミヒートシンク７等に固着されている。
【００２６】ハイパワーＬＥＤ１は、実に合計７層（その内３層は高熱伝導・高熱拡散性接着剤４）の基板組立ての上に実装されている形になる。
【００２７】図２は請求項２の高熱伝導・高熱拡散性接着剤４の説明で、グラファイト８が５０〜９０％とアルミ合金（ＡＣ３Ａ材）９が５〜２０％及びエポキシ樹脂等の高粘着性材料１０が４５％以下の重量比で均等分布されている。
【００２８】図３は従来のアルミ生基板１１に、ハイパワーＬＥＤ１が実装された場合の図を示し、それをアルミ基板組立て１４とする。
【００２９】図４は、上記の図３で通電された際の、基板表面温度１２の、温度分布ａ１３を示す。
【００３０】図５は、アルミ基板組立て１４に対して請求項４の高熱伝導・高熱拡散性塗料１５を塗布した構造を示すものである。
【００３１】図６は、上記図５で通電された際の基板表面温度１２の温度分布ｂ１６を示す。
【実施例】
【００３２】図１は、請求項１記載の高熱伝導・高熱拡散性接着剤４は従来の構成と同様に、銅箔３とエポキシ電気絶縁シート５とアルミ等の熱伝導性板材６とアルミヒートシンク７の夫々密着固定の必要な個所に接着剤として使用される。【００３３】図５は、請求項４記載の高熱伝導・高熱拡散性塗料１５を従来のアルミ基板に、塗布して「熱放射」性能の改善を図ったものである。
その他放熱を大きく改善する為には、あらゆる外装面には平面、曲面等を問わず、可能な限り高熱伝導・高熱拡散性塗料１５を塗布される事が望ましい。
【符号の説明】
【００３４】１：ハイパワーＬＥＤ
２：クリームはんだ
３：銅箔
４：高熱伝導・高熱拡散性接着剤
５：エポキシ電気絶縁シート
６：アルミ等の熱伝導性板材
７：アルミヒートシンク
８：グラファイト
９：アルミ合金（ＡＣ３Ａ材）
１０：エポキシ樹脂等の高粘着性材料
１１：アルミ生基板
１２：基板表面温度
１３：温度分布ａ
１４：アルミ基板組立て
１５：高熱伝導・高熱拡散性塗料
１６：温度分布ｂ
【図１】
2016199731.tif 000003
【図２】
2016199731.tif 000004
【図３】
2016199731.tif 000005
【図４】
2016199731.tif 000006
【図５】
2016199731.tif 000007
【図６】
2016199731.tif 000008