(57)【要約】【課題】樹脂体と金属部材との接着力をより向上させた樹脂−金属複合体を提供する。【解決手段】樹脂−金属複合体（１）は、表面が粗化処理された金属部材（１１）と、金属部材における粗化処理された表面に接触し、かつ、熱硬化性樹脂と熱硬化性樹脂の内部に分散する粒状フィラー（１４）及び板状フィラー（１５）とを含有する樹脂体（１０）とを備える。そして、樹脂体の内部において、板状フィラーは粒状フィラーよりも金属部材側に偏在している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面が粗化処理された金属部材と、
前記金属部材における粗化処理された表面に接触し、かつ、熱硬化性樹脂と前記熱硬化性樹脂の内部に分散する粒状フィラー及び板状フィラーとを含有する樹脂体と、
を備え、
前記樹脂体の内部において、前記板状フィラーは前記粒状フィラーよりも前記金属部材側に偏在している樹脂−金属複合体。
【請求項２】
前記金属部材における粗化処理された表面には複数の穴部が設けられており、
前記穴部の深さ方向に垂直な方向において、前記穴部の開口部の断面積は、前記穴部の内部の断面積よりも小さい請求項１に記載の樹脂−金属複合体。
【請求項３】
前記金属部材における粗化処理された表面は、算術平均粗さＲａが２μｍ〜１０μｍであり、最大高さ粗さＲｚが８μｍ〜７０μｍである請求項１又は２に記載の樹脂−金属複合体。
【請求項４】
前記金属部材は、アルミニウムを含有する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の樹脂−金属複合体。
【請求項５】
前記熱硬化性樹脂は、不飽和ポリエステル樹脂及びエポキシ樹脂の少なくとも一方を含有する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の樹脂−金属複合体。
【請求項６】
前記樹脂体は、前記粒状フィラー及び板状フィラーを合計で４０〜７０体積％含有する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の樹脂−金属複合体。
【請求項７】
前記粗化処理は、ウェットエッチング処理である請求項１乃至６のいずれか一項に記載の樹脂−金属複合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂−金属複合体に関する。詳細には本発明は、樹脂体と金属部材との間の接着力に優れた樹脂−金属複合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂体と金属部材との接着方法としては接着剤を使用する方法が知られているが、接着剤を使用すると、作業効率が低下したりコストが増大する恐れがある。そのため、金属部材に表面処理を行い、樹脂体と金属部材との間の接着力を向上させる方法が検討されている。
【０００３】
特許文献１では、ステンレス材にアルミニウム材が重ね合わされたクラッド材に、直径が４０〜１００ｎｍの孔を有する陽極酸化皮膜を形成し、陽極酸化皮膜の孔に合成樹脂部品の一部を侵入させている。これにより、クラッド材と合成樹脂部品とが接着した複合品を作製している。また、特許文献２では、金属合金の表面に５〜５００ｎｍ周期の超微細凹凸を形成し、熱硬化性樹脂組成物が超微細凹凸に侵入した状態で硬化することにより接着されている金属合金と熱硬化性樹脂組成物の複合体が開示されている。
【０００４】
さらに特許文献３では、アルミニウム製部品の表面をエッチング剤によって粗化処理する粗化工程と、粗化処理した表面に樹脂組成物を付着させる付着工程とにより、アルミニウム−樹脂複合体を製造することが記載されている。また、アルミニウム製部品の表面に形成された凹凸の窪みに多数の熱伝導性フィラーが入り込んでいるため、接触界面の熱抵抗を低減できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１７３２９８号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７４６００号公報
【特許文献３】特開２０１３−５２６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び２のように、ナノサイズの微細孔に樹脂体の一部を侵入させた場合、金属部材と樹脂体との間の接着力はある程度向上するが、大幅に接着力を高めることは難しかった。また、通常、樹脂組成物を構成するフィラーとマトリックス樹脂との間の接着力は弱い。そのため、特許文献３のように、金属部材表面の凹凸の窪みに多数の熱伝導性フィラーを入り込ませた場合、窪みの内部でフィラーとマトリックス樹脂が剥離してしまい、その結果、金属部材と樹脂体との間の接着力が低下する恐れがあった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、樹脂体と金属部材との接着力をより向上させた樹脂−金属複合体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の態様に係る樹脂−金属複合体は、表面が粗化処理された金属部材を備える。さらに樹脂−金属複合体は、金属部材における粗化処理された表面に接触し、かつ、熱硬化性樹脂と熱硬化性樹脂の内部に分散する粒状フィラー及び板状フィラーとを含有する樹脂体を備える。そして、樹脂体の内部において、板状フィラーは粒状フィラーよりも金属部材側に偏在している。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の態様に係る樹脂−金属複合体は、樹脂体の内部において、板状フィラーが粒状フィラーよりも金属部材側に偏在している。そのため、穴部の内部には主にバインダー樹脂（マトリックス樹脂）が充填され、穴部におけるバインダー樹脂が樹脂体のアンカーとして作用することから、樹脂体と金属部材との接着力を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る樹脂−金属複合体の断面を示す概略図である。
【図２】（ａ）は本実施形態に係る樹脂−金属複合体における断面を示す走査型電子顕微鏡写真であり、（ｂ）は（ａ）における符号Ｂの部分の拡大写真であり、（ｃ）は（ｂ）における符号Ｃの部分の拡大写真である。
【図３】本実施形態に係る樹脂−金属複合体における樹脂体の内部構造を示す概略図である。（ａ）は樹脂体を構成する熱伝導性樹脂の概略図であり、（ｂ）は当該熱伝導性樹脂の部分拡大図である。
【図４】樹脂体を構成する熱伝導性樹脂の走査型電子顕微鏡写真である。
【図５】本実施形態に係るＬＥＤユニットを示す分解斜視図である。
【図６】本実施形態に係るＬＥＤユニットを示す斜視図である。
【図７】（ａ）は本実施形態に係るＬＥＤユニットの平面図を示し、（ｂ）は本実施形態に係るＬＥＤユニットの底面図を示す。
【図８】本実施形態に係るＬＥＤユニットの一例を示す断面図である。（ａ）は図７中のＤ−Ｄ’線に沿った断面図であり、（ｂ）は図７中のＥ−Ｅ’線に沿った断面図である。
【図９】（ａ）は、ブラスト処理を施したアルミニウム板の表面を示す走査型電子顕微鏡写真である。（ｂ）は、アルマイト処理を施したアルミニウム板の表面を示す走査型電子顕微鏡写真である。（ｃ）は、エッチング処理を施したアルミニウム板の表面を示す走査型電子顕微鏡写真である。
【図１０】実施例で作成した試験サンプルを示す写真である。
【図１１】試験サンプルの接着強度の評価方法を示す概略図である。
【図１２】ブラスト処理、アルマイト処理、エッチング処理を施した試験サンプルにおける、接着強度の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態に係る樹脂−金属複合体について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１２】
［樹脂−金属複合体］
本実施形態に係る樹脂−金属複合体１は、図１に示すように、樹脂体１０と、表面が粗化処理された金属部材１１とを備えている。樹脂体１０は、金属部材１１における粗化処理された表面に接触しており、さらにバインダー樹脂１２と、当該バインダー樹脂１２の内部に分散するフィラー１３とを含有している。そして、樹脂体１０では、強度及び／又は熱伝導性を向上させるために、フィラー１３として粒状フィラー１４と板状フィラー１５とを組み合わせて使用している。
【００１３】
図１に示すように、金属部材１１の表面には、粗化処理されることにより複数の凹凸が形成されている。さらに金属部材１１の表面には、断面が壺状の穴部１６が形成されている。そして、本実施形態の樹脂−金属複合体１では、樹脂体１０の内部において、板状フィラー１５は粒状フィラー１４よりも金属部材１１側に偏在している。つまり、板状フィラー１５は、粒状フィラー１４よりも金属部材１１の表面にある穴部１６の近傍に偏在している。
【００１４】
ここで、特許文献３では、金属部材の表面の窪みに多数のフィラーを意図的に入り込ませ、フィラーを介して金属部材と樹脂体との熱伝導率を向上させていた。しかし、この場合、窪みの内部でフィラーとマトリックス樹脂が剥離してしまい、その結果、金属部材と樹脂体との間の接着力が低下する恐れがあった。これに対し、本実施形態の樹脂−金属複合体１では、フィラー１３として粒状フィラー１４と板状フィラー１５とを使用し、さらに樹脂体１０の内部において、板状フィラー１５を粒状フィラー１４よりも金属部材１１側に偏在させている。そのため、板状フィラー１５の集合体が、金属部材１１の穴部１６の内部にフィラーが侵入することを阻害するため、穴部１６の内部には、主にバインダー樹脂１２が充填される。その結果、穴部１６の内部でバインダー樹脂１２とフィラー１３とが剥離することが抑制される。さらに、穴部１６におけるバインダー樹脂１２が樹脂体１０のアンカーとして作用することから、樹脂体１０と金属部材１１との接着力を高めることが可能となる。
【００１５】
図１及び図２に示すように、金属部材１１における粗化処理された表面には、複数の穴部１６が設けられていることが好ましい。さらに、穴部１６の深さ方向Ａに垂直な方向において、穴部１６の開口部１６ａの断面積は、穴部１６の内部１６ｂの断面積よりも小さいことが好ましい。つまり、穴部１６は、開口部１６ａが狭く、内部１６ｂが広い壺状であることが好ましい。穴部１６が壺状であることにより、穴部１６にフィラー１３が侵入し難くなり、その代わりにバインダー樹脂１２が充填される。さらに、充填されたバインダー樹脂１２が、開口部が狭い穴部１６により嵌合されるため、樹脂体１０と金属部材１１との接着力を高めることが可能となる。
【００１６】
また、金属部材１１における粗化処理された表面は、算術平均粗さＲａが２μｍ〜１０μｍであり、最大高さ粗さＲｚが８μｍ〜７０μｍであることが好ましい。この場合、穴部１６の大きさがミクロンサイズとなるため、穴部１６に充填されるバインダー樹脂１２が増加し、さらに接着力を向上させることが可能となる。なお、算術平均粗さＲａ及び最大高さ粗さＲｚは、日本工業規格ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２０１３（製品の幾何特性仕様（ＧＰＳ）−表面性状：輪郭曲線方式−用語，定義及び表面性状パラメータ）に基づき測定することができる。
【００１７】
図２では、本実施形態に係る樹脂−金属複合体における断面の走査型電子顕微鏡写真を示す。図２（ａ）に示すように、樹脂体１０では、バインダー樹脂１２の内部に粒状フィラー１４と板状フィラー１５が分散していることが分かる。さらに、図２（ｂ）に示すように、金属部材１１の表面には壺状の穴部１６が形成されており、さらに板状フィラー１５は粒状フィラー１４よりも金属部材１１側に偏在していることが分かる。また、図２（ｃ）に示すように、金属部材１１の穴部１６の内部には、粒状フィラー１４及び板状フィラー１５が殆ど存在せず、バインダー樹脂１２が充填されていることが確認できる。
【００１８】
金属部材１１を構成する金属は特に限定されないが、アルミニウム、銅、鉄、クロム、ニッケル、マンガン、ステンレスなどを挙げることができる。これらの金属は、一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。また、これらの金属と他の金属との合金を使用してもよい。また、これらの金属から成る金属部材１１は、磨耗を抑制し、樹脂体１０との密着性を向上させるために、粗化処理以外の表面処理を行ってもよい。つまり、金属部材１１として、金属カップリング剤で処理を行うことにより金属酸化皮膜で覆った金属部材を使用してもよい。
【００１９】
金属部材１１は熱伝導率が高いことが好ましいため、金属部材１１はアルミニウムを含有することが好ましい。また、粗化処理の容易化の観点から、金属部材１１はアルミニウムを主成分とすることがより好ましい。具体的には、金属部材１１はアルミニウムを５０ｍｏｌ％以上含有していることが好ましく、７０ｍｏｌ％以上含有していることがより好ましく、９０ｍｏｌ％以上含有していることが特に好ましい。
【００２０】
樹脂体１０は、図１及び図３に示すように、粒状フィラー１４及び板状フィラー１５を有するフィラー１３と、バインダー樹脂１２と含んでなる。粒状フィラー１４の形状は球状又は多面体状であることが好ましい。また、粒状フィラー１４のアスペクト比は、１．０〜２．０の範囲内であることが好ましい。粒状フィラー１４がこのような形状であることにより、後述するように板状フィラー１５との接触率が向上し、熱伝導率を高めることが可能となる。なお、当該アスペクト比は、粒子の顕微鏡像において、（最大長径／最大長径に直交する幅）で定義される粒子の形状を表す指数をいう。
【００２１】
樹脂体１０において、板状フィラー１５の形状は薄肉形状を有する板状であり、いわゆる鱗片状、薄片状、フレーク状等であることが好ましい。板状フィラー１５としてこのような形状のものを用いることにより、図１及び図２に示すように、金属部材１１の穴部１６にバインダー樹脂１２を充填しやすくなる。そのため、板状フィラー１５の厚さとその主面の最大径との比率であるアスペクト比（主面の最大径／厚さ）は、１〜４０であることが好ましい。また、板状フィラー１５のアスペクト比は、３〜３０であることがより好ましく、５〜２０であることがさらに好ましい。なお、粒状フィラー１４及び板状フィラー１５の平均粒子径及びアスペクト比は、樹脂体１０を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察することにより測定することができる。
【００２２】
粒状フィラー１４及び板状フィラー１５の平均粒子径は特に限定されないが、５μｍ〜２００μｍであることが好ましい。粒状フィラー１４及び板状フィラー１５の平均粒子径がこの範囲内であることにより、樹脂体１０の内部で分散されやすくなり、樹脂体１０の強度及び熱伝導性だけでなく、成形性も高めることが可能となる。
【００２３】
本実施形態の樹脂体１０は、粒状フィラー１４及び板状フィラー１５を合計で４０〜７０体積％含有することが好ましい。粒状フィラー１４及び板状フィラー１５の合計含有量が４０体積％以上である場合には、樹脂体１０の熱伝導率を大きく向上させることが可能となる。また、粒状フィラー１４及び板状フィラー１５の合計含有量が７０体積％以下である場合には、樹脂体１０を成形する際における過度の粘度上昇を抑制し、成形性の悪化を防ぐことが可能となる。
【００２４】
粒状フィラー１４及び板状フィラー１５を構成する材料は特に限定されないが、例えば熱伝導性及び電気絶縁性を有する無機化合物を用いることができる。無機化合物としては、例えば、ホウ化物、炭化物、窒化物、酸化物、ケイ化物、水酸化物及び炭酸塩からなる群より選ばれる少なくとも一種を使用することができる。具体的には、無機化合物としては、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ３）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、クレー、タルク、マイカ、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）からなる群より選ばれる少なくとも一種を使用することができる。熱伝導性の観点から、無機化合物としては、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＢＮ及びＡｌＮからなる群より選ばれる少なくとも一種が好ましい。
【００２５】
粒状フィラー１４及び板状フィラー１５はバインダー樹脂１２との相溶性を向上させるために、カップリング処理などの表面処理を行ったり分散剤などを添加して、バインダー樹脂中への分散性を向上させてもよい。
【００２６】
表面処理には、脂肪酸、脂肪酸エステル、高級アルコール、硬化油等の有機系表面処理剤を用いることができる。また、表面処理には、シリコーンオイル、シランカップリング剤、アルコキシシラン化合物、シリル化材等の無機系表面処理剤も用いることができる。これらの表面処理剤を用いることにより、耐水性が向上する場合があり、さらに樹脂中への分散性が向上する場合がある。処理方法としては特に限定されないが、乾式法、湿式法、インテグラルブレンド法等がある。
【００２７】
バインダー樹脂１２としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれも使用可能であり、これらの樹脂を組み合わせて使用してもよい。粒状フィラー１４及び板状フィラー１５をより高密度に充填でき、熱伝導性の向上効果が高いという観点から、熱硬化性樹脂が好ましい。
【００２８】
熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、マレイミド樹脂、シアン酸エステル樹脂、アルキド樹脂、付加硬化型ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、熱硬化性エラストマー（シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム）などが挙げられる。熱硬化性樹脂は、これらのうちの一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。なかでも、不飽和ポリエステル樹脂及びエポキシ樹脂は、接着性、耐熱性、電気絶縁性及び機械特性に優れるため好ましい。
【００２９】
熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合は、公知のものを用いることができる。例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレンジオール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂を用いることができる。また、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂（トリグリシジルイソシアヌレート、ジグリシジルヒダントイン等）を用いることもできる。さらに、これらのエポキシ樹脂を種々の材料で変性させた変性エポキシ樹脂等を使用することができる。また、これらのエポキシ樹脂の臭素化物、塩素化物等のハロゲン化物も用いることができる。エポキシ樹脂は、これらのうちの一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３０】
エポキシ樹脂を硬化させるための硬化剤としては、エポキシ基と反応し得る活性基を有する化合物であれば、如何なる化合物を用いることができる。公知のエポキシ硬化剤を適宜用いることができるが、特にアミノ基、酸無水物基、ヒドロキシフェニル基を有する化合物が適している。例えば、ジシアンジアミド及びその誘導体、有機酸ヒドラジット、アミンイミド、脂肪族アミン、芳香族アミン、３級アミン、ポリアミンの塩、マイクロカプセル型硬化剤、イミダゾール型硬化剤、酸無水物、フェノールノボラック等が挙げられる。硬化剤は、これらのうちの一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３１】
また、上記の硬化剤と併用して各種の硬化促進剤を用いることができる。例えば熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合、硬化促進剤としては、第３級アミン系硬化促進剤、尿素誘導体系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、ジアザビシクロウンデセン（ＤＢＵ）系硬化促進剤を挙げることができる。また、有機りん系硬化促進剤（例えば、ホスフィン系硬化促進剤等）、オニウム塩系硬化促進剤（例えば、ホスホニウム塩系硬化促進剤、スルホニウム塩系硬化促進剤、アンモニウム塩系硬化促進剤等）を挙げることができる。さらに、金属キレート系硬化促進剤、酸及び金属塩系硬化促進剤等も挙げることができる。
【００３２】
熱可塑性樹脂は、一般に、炭素−炭素結合、アミド結合、イミド結合、エステル結合、エーテル結合からなる群より選ばれる少なくとも一つの結合を主鎖に有するものである。また、熱可塑性樹脂は、カーボネート結合、ウレタン結合、尿素結合、チオエーテル結合、スルホン結合、イミダゾール結合、カルボニル結合からなる群より選ばれる少なくとも一つの結合を主鎖に有していてもよい。
【００３３】
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、熱可塑性エラストマー系（スチレン系、オレフィン系、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）系、ウレタン系、エステル系、アミド系）樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂等が挙げられる。また、エンジニアリングプラスチック、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂、エチレンアクリレート樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂が挙げられる。さらに、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステルエラストマー樹脂、ポリアミドエラストマー樹脂、液晶ポリマー、ポリブチレンテレフタレート樹脂等も挙げられる。熱可塑性樹脂は、これらのうちの一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３４】
本実施形態において、バインダー樹脂１２は熱硬化性樹脂を主成分とすることが好ましい。つまり、バインダー樹脂１２における熱硬化性樹脂の含有量は５０ｍｏｌ％以上であることが好ましく、８０ｍｏｌ％以上がより好ましく、９０ｍｏｌ％以上が特に好ましい。また、熱硬化性樹脂としては、特に成形性や機械的強度に優れるという点で、不飽和ポリエステル樹脂及びエポキシ樹脂の少なくともいずれか一方を含有することが好ましい。バインダー樹脂１２として熱硬化性樹脂を使用することにより、機械的強度を高め、金属部材１１との接着力をより向上させることが可能となる。
【００３５】
樹脂体１０には、本実施形態の効果を阻害しない程度であれば、着色剤、難燃剤、難燃助剤、繊維強化材、製造上の粘度調整のための減粘剤、トナー（着色剤）の分散性向上のための分散調整剤、離型剤等が含まれていてもよい。これらは公知のものを使用することができるが、例えば、以下のようなものを挙げることができる。
【００３６】
着色剤としては、例えば、酸化チタン等の無機系顔料、有機系顔料等、あるいはそれらを主成分とするトナーを用いることができる。これらは一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３７】
難燃剤としては、有機系難燃剤、無機系難燃剤、反応系難燃剤などが挙げられる。これらは一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。なお、樹脂に難燃剤を含有させる場合は難燃助剤を併用することが好ましい。この難燃助剤としては、三酸化二アンチモン、四酸化二アンチモン、五酸化二アンチモン、アンチモン酸ナトリウム、酒石酸アンチモン等のアンチモン化合物、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウムなどが挙げられる。また、水和アルミナ、酸化ジルコニウム、ポリリン酸アンモニウム、酸化スズ、酸化鉄なども挙げられる。これらは一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３８】
樹脂体１０の製造に用いる混練機械装置としては、従来公知のものを用いることができる。具体的には、ロールミル、プラネタリーミキサー、ニーダー、エクストルーダー、バンバリーミキサー、攪拌翼を供えた混合容器、横型混合槽などを挙げることができる。
【００３９】
ここで、フィラー１３は、モース硬度が５以上の粒状フィラー１４と、モース硬度が３以下の板状フィラー１５とを含有していることがより好ましい。このようなモース硬度の異なる二種類のフィラーを組み合わせて用いることにより、フィラー同士の接触率を向上させ、フィラーによる熱伝導パスを増加させることが可能となる。つまり、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、樹脂体１０を成形する際に板状フィラー１５が粒状フィラー１４により押圧され、粒状フィラー１４と板状フィラー１５との接触部分１７において板状フィラー１５の変形が起こる。それにより、粒状フィラー１４と板状フィラー１５との間の接触が面接触となり、熱伝導パスの幅が大きくなる。このため、樹脂体１０は、同一のフィラー量であっても、粒状フィラー１４を単独で使用した場合と比べ、板状フィラー１５を組み合わせて使用する方が効率よく熱伝導性を向上させることができる。
【００４０】
より詳細に説明すると、樹脂体１０を成形して形状を固定化する際に、バインダー樹脂１２の内部で板状フィラー１５が粒状フィラー１４により押圧され、板状フィラー１５の表面が粒状フィラー１４の表面形状に沿って湾曲する。その結果、図３（ｂ）に示すように、粒状フィラー１４と板状フィラー１５とが面接触するため、熱伝導パスが増加する。ここで、「面接触」とは、２つの物体の接触する部分が面となるように接触することをいう。例えば、粒状フィラー１４と板状フィラー１５の接触面積が０．０１μｍ２〜２５μｍ２、好適には０．０５μｍ２〜１０μｍ２、より好適には０．１μｍ２〜５μｍ２となるように、粒状フィラー１４と板状フィラー１５とが接触することを意味する。
【００４１】
ここで、粒状フィラー１４を構成する材料としては、モース硬度が５以上であれば如何なる材料を用いることができる。粒状フィラー１４としては、例えば、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、溶融シリカ、結晶シリカ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素及び酸化亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも一つを挙げることができる。
【００４２】
また、板状フィラー１５を構成する材料としては、モース硬度が３以下であれば如何なる材料を用いることができる。板状フィラー１５としては、例えば、珪藻土、窒化ホウ素、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、タルク、カオリン、クレー及びマイカからなる群より選ばれる少なくとも一つを挙げることができる。この中でも、板状フィラー１５の材料として、窒化ホウ素を用いることが好ましい。ここで、モース硬度とは、引掻きに対する傷の付き易さを示すものであり、ここでは１０段階のモース硬度を採用する。
【００４３】
なお、樹脂体１０中におけるフィラー１３の含有率（含有量）は、次のように求めることができる。ます、樹脂体１０を硬化して得られた成形体を所定形状の試験片に切り出し、アルキメデス法により体積を算出する。その後、当該成形体をマッフル炉を用いて６２５℃で焼成し、残った灰分の重量を計測する。灰分はフィラー１３であるため、後述する方法で算出したフィラーの重量比と各フィラーの密度から樹脂体１０中に含まれるフィラーの総体積率を算出する。なお、総体積率の算出において、各フィラーの密度は、酸化マグネシウムが３．６ｇ／ｃｍ３、酸化アルミニウムが４．０ｇ／ｃｍ３、水酸化アルミニウムが２．４ｇ／ｃｍ３、窒化ホウ素が２．２ｇ／ｃｍ３とする。
【００４４】
また、樹脂体１０中に含まれる粒状フィラー１４と板状フィラー１５との体積割合は、下記式（１）に示すように９５：５〜５０：５０の範囲内であることが好ましい。
粒状フィラー／板状フィラー＝９５／５〜５０／５０  ・・・（１）
粒状フィラー１４と板状フィラー１５との体積割合が上記範囲に含まれる場合、粒状フィラー１４による板状フィラー１５の変形が十分に起こるため、樹脂体１０は高い熱伝導率を得ることができる。
【００４５】
なお、樹脂体１０中における粒状フィラー１４と板状フィラー１５との体積割合は、次のように求めることができる。まず、Ｘ線光電子分光分析装置を用いて、硬化した樹脂体１０（成形体）の１ｍｍ角の分析エリアにＸ線を照射し、分析を行う。深さ方向の分析は、アルゴンイオン照射によるスパッタリングで試料表面を切削した後に、深部における分析を行い、特定深さにおける成形体に含まれる無機フィラーに由来する元素濃度（ａｔｍ．％）を算出する。Ｘ線光電子分光分析より算出した粒状フィラー１４、板状フィラー１５に由来する元素濃度比とそれぞれの無機フィラーの密度から、樹脂体１０中における粒状フィラー及び板状フィラーの重量比と体積比を算出する。なお、体積比率の算出において、上述した各フィラーの密度を使用する。
【００４６】
樹脂体１０では、バインダー樹脂１２中で、硬い粒状フィラー１４と柔らかい板状フィラー１５とが面接触し、熱伝導パスが形成されている。そのため、粒状フィラー又は板状フィラー単体を樹脂中に含む場合と比較して、樹脂体１０は熱伝導性が良好となる。また、板状フィラーを含むため樹脂の流動性が向上し、成形性が良好となる。さらに樹脂の流動性が向上するため、成形時の金型磨耗が低減され、金型交換の頻度を抑えることができる。したがって、熱伝導性フィラーの含有量を増加させなくても高熱伝導化が可能であり、成形性が良好なものとなる。
【００４７】
図４では、バインダー樹脂１２としてエポキシ系アクリレート樹脂を使用し、粒状フィラー１４として酸化マグネシウムを使用し、板状フィラー１５として窒化ホウ素を使用した樹脂体１０の走査型電子顕微鏡写真を示す。なお、酸化マグネシウムのモース硬度は６であり、窒化ホウ素のモース硬度は２である。図４に示すとおり、板状フィラー１５は粒状フィラー１４により押圧されて湾曲し、粒状フィラー１４と板状フィラー１５との接触面積が向上している。その結果、熱伝導パスが増大し、高熱伝導率の樹脂体１０を得ることが可能となる。
【００４８】
本実施形態の樹脂−金属複合体１は、表面が粗化処理された金属部材１１と、金属部材１１における粗化処理された表面に接触し、かつ、熱硬化性樹脂と熱硬化性樹脂の内部に分散する粒状フィラー１４及び板状フィラー１５とを含有する樹脂体１０とを備える。そして、  樹脂体１０の内部において、板状フィラー１５は粒状フィラー１４よりも金属部材１１側に偏在している。そのため、金属部材１１の表面に存在する穴部１６の内部には、主にバインダー樹脂１２が充填される。その結果、穴部１６におけるバインダー樹脂１２が樹脂体１０のアンカーとして作用することから、樹脂体１０と金属部材１１との接着力を高めることが可能となる。さらに、樹脂体１０は粒状フィラー１４及び板状フィラー１５を含有することから、樹脂体１０の熱伝導率を高めることができる。また、金属部材１１も熱伝導率が高いため、樹脂−金属複合体１全体でも高い熱伝導率を得ることができる。
【００４９】
［樹脂−金属複合体の製造方法］
次に、本実施形態の樹脂−金属複合体の製造方法について説明する。本実施形態では、まず、金属部材１１の表面を粗化処理し、凹凸を形成する。粗化処理は当該凹凸が形成されれば特に限定されないが、例えばウェットエッチング処理とすることが好ましい。ウェットエッチング処理により金属部材１１の表面を粗化することで、壺状の穴部１６を容易に形成することが可能となる。また、金属部材１１の表面の算術平均粗さＲａを２μｍ〜１０μｍとし、最大高さ粗さＲｚが８μｍ〜７０μｍとすることが可能となる。
【００５０】
ウェットエッチングは、反応性のエッチング液を金属部材１１に接触させて表面を粗面化する方法であり、高価な設備を必要とせず、容易に粗面化を行うことができる。貯留したエッチング液に金属部材１１を浸漬させてもよいし、金属部材１１の上に所定量のエッチング液を塗布してもよい。また、エッチング液をスプレー状に吹き付ける方法でもよい。エッチング液は、金属部材１１の材質に応じ、公知のエッチング液の中から適宜選択すればよい。
【００５１】
樹脂体１０の作製方法は特に限定されないが、熱伝導性樹脂の一般的は成形方法、例えば圧縮成形、トランスファー成形、射出成形等により作製することができる。具体的には、まず、樹脂体１０を作製するために必要な各原料、つまりフィラー及び熱硬化性樹脂を所定の割合で配合する。そして、これらをミキサーやブレンダーなどで混合し、ニーダーやロール等で混練することにより、未硬化状態の熱硬化性樹脂組成物（コンパウンド）を得る。
【００５２】
次に、上述のように粗面処理した金属部材１１を予め金型に固定した後、未硬化状態の熱硬化性樹脂組成物を金型に充填する。その後、金属部材１１と共に熱硬化性樹脂組成物を固化させることにより、樹脂−金属複合体１を得ることができる。このように、金型を用いて成形することにより、樹脂体１０の内部において、板状フィラー１５は粒状フィラー１４よりも金属部材１１側に偏在させ、穴部１６の内部にバインダー樹脂１２を充填することが可能となる。
【００５３】
［ＬＥＤユニット］
本実施形態の樹脂−金属複合体は、樹脂体１０と金属部材１１との接着力が高く、さらに樹脂体１０は熱伝導性及び電気絶縁性を備えている。そのため、樹脂−金属複合体は、照明装置として、消費電力が少なく長寿命のＬＥＤ（発光ダイオード）を光源とするＬＥＤユニットの部品として用いることができる。具体的には、発光時に熱を発生するＬＥＤ基板を実装するためのベースユニットに用いることができる。
【００５４】
本実施形態のＬＥＤユニット１００は、ベースユニット１Ａを備えている。さらにＬＥＤユニット１００は、実装基板３ｂと、実装基板３ｂ上に設けられ、ＬＥＤチップを有する発光部３ａとを有し、ベースユニット１Ａの表面に配置される発光装置３を備えている。そして、ベースユニット１Ａは、金属部材１１が電気絶縁性を有する熱伝導性樹脂（樹脂体１０）で覆われている成形体からなり、発光装置３と金属部材１１との間に熱伝導性樹脂が介在している。
【００５５】
図５に示すように、本実施形態のＬＥＤユニット１００は、円盤状のベースユニット１Ａと、ベースユニット１Ａの表面側に配置された発光装置３とを備えている。発光装置３において、実装基板３ｂの一面側に、ＬＥＤチップを用いた発光部３ａと発光部３ａへ給電するための端子部３ｃとが設けられている。そして、実装基板３ｂの他面がベースユニット１Ａに対向するように配置されている。
【００５６】
また、ＬＥＤユニット１００は、発光装置３におけるベースユニット１Ａ側とは反対側に配置され、ベースユニット１Ａとの間に実装基板３ｂを保持するホルダ２を備えている。さらにＬＥＤユニット１００は、ホルダ２におけるベースユニット１Ａ側とは反対側に配置され、ベースユニット１Ａに取り付けられるカバー２０及びカバー押え部材２１を備えている。ここで、ホルダ２は、発光装置３から放射される光を取り出すための窓孔２ａを有している。また、カバー２０は、発光装置３から放射された光を透過させる機能を有している。
【００５７】
ＬＥＤユニット１００は、ホルダ２に設けられたねじ挿入孔２ｄの各々に挿入され、ホルダ２とベースユニット１Ａとを結合する２つの組立ねじ２３ｄを備えている。さらに、ＬＥＤユニット１００は、発光装置３の端子部３ｃの各々に電気的に接続される給電用の電線４を備えている。
【００５８】
発光装置３は、複数個のＬＥＤチップを具備する発光部３ａと、発光部３ａが実装される実装基板３ｂとを備えている。発光部３ａは、複数個のＬＥＤチップと、これらのＬＥＤチップを覆う封止部３ｄとを有する。ＬＥＤチップとしては、例えば青色ＬＥＤチップを用いることができる。さらに封止部３ｄは、青色ＬＥＤチップから放射される青色光により励起されて黄色光を放射する黄色蛍光体が、透光性封止材料に混合されている構成とすることができる。これにより、発光装置３より白色光を得ることが可能となる。
【００５９】
実装基板３ｂは、例えば、金属ベースプリント配線板を用いて形成されている。そして、実装基板３ｂは平面形状が長方形状であり、長手方向の寸法が、円形状のベースユニット１Ａの外形寸法よりも小さく設定されている。さらに実装基板３ｂには、発光部３ａに電気的に接続された端子部３ｃが形成されている。各端子部３ｃには、半田からなる接着部を介して、電線４が電気的に接続される。ここで、一方の電線４が発光部３ａのプラス側に接続された端子部３ｃ（図５における左側の端子部３ｃ）に接続され、他方の電線４が発光部３ａのマイナス側に接続された端子部３ｃ（図５における右側の端子部３ｃ）に接続される。
【００６０】
ベースユニット１Ａは、表面側に、発光装置３に接続された各電線４の一部を収納するための円形状の凹所１ｅが形成されている。また、この凹所１ｅの内底面の中央に、突台部１ｆが設けられている。そして、突台部１ｆの先端面１ｆａに実装基板３ｂの他面が対向する。
【００６１】
突台部１ｆの平面形状は、発光装置３の実装基板３ｂよりも大きな長方形状に形成されている。ＬＥＤユニット１００では、ベースユニット１Ａの中心に突台部１ｆの中心が位置しており、突台部１ｆの中心と発光装置３の中心とを揃えてある。つまり、ＬＥＤユニット１００は、発光装置３の光軸とベースユニット１Ａの厚み方向に沿った中心線とを揃えてある。
【００６２】
ベースユニット１Ａにおける凹所１ｅの内底面には、突台部１ｆの短手方向の両側において、円柱状のボス部１ｒが１つずつ設けられている。各ボス部１ｒには、組立ねじ２３ｄが嵌め合うねじ孔１ｄが形成されている。
【００６３】
ベースユニット１Ａの周縁部には、ＬＥＤユニット１００を図示しない照明器具に取り付けるための取付ねじを挿入するねじ挿入孔１ｂが設けられている。ベースユニット１Ａには、ねじ挿入孔１ｂが２つ設けられており、ベースユニット１Ａの周方向に離間して設けられている。取付ねじは、ベースユニット１Ａの表面側からねじ挿入孔１ｂに挿入される。
【００６４】
本実施形態では、発光装置３とベースユニット１Ａとの間の熱伝導性を向上させる観点から、実装基板３ｂと突台部１ｆとの間に、サーマル・インターフェース・マテリアル（ＴＩＭ）５０を塗布している。サーマル・インターフェース・マテリアルとしては、例えばシリコーン系グリース、ポリ−α−オレフィン系グリースを用いることができる。また、サーマル・インターフェース・マテリアルとしては、高熱伝導タイプを使用する方が放熱性の観点からより好ましい。
【００６５】
ホルダ２は、突台部１ｆとの間に発光装置３の実装基板３ｂを挟持して保持する上壁部２ｅを有している。さらにホルダ２は、上壁部２ｅの周縁からベースユニット１Ａ側に設けられた周壁部２ｆを有している。ホルダ２は、上壁部２ｅが円板状に形成されており、上壁部２ｅの中央には、発光装置３の発光部３ａを露出させるための窓孔２ａが形成されている。窓孔２ａの内径は、円形状の発光部３ａの外径よりも大きく設定してある。
【００６６】
ホルダ２は、上壁部２ｅの周縁部において各電線４に対応する部位それぞれに孔２ｂが形成されている。各孔２ｂは、発光装置３の各端子部３ｃに接続された電線４が、上壁部２ｅに干渉することを防止するために設けてある。また、各孔２ｂは、窓孔２ａに連通するように形成されている。
【００６７】
ホルダ２は、上壁部２ｅにおける、ベースユニット１Ａのねじ孔１ｄに対応する部位からベースユニット１Ａ側へ突出するボス部２ｇ（図８（ｂ）参照）を設けている。そして、組立ねじ２３ｄを挿入するねじ挿入孔２ｄが、ボス部２ｇを貫通するように形成されている。なお、各ねじ挿入孔２ｄの開口形状は円形状である。また、ねじ挿入孔２ｄに関し、上壁部２ｅにおけるベースユニット１Ａ側とは反対側の第１内径が組立ねじ２３ｄの頭部２３ｄａの外径よりもやや大きくなっている。また、ねじ挿入孔２ｄに関し、ベースユニット１Ａ側での第２内径が組立ねじ２３ｄの頭部２３ｄａの外径よりも小さくなっている。
【００６８】
本実施形態のＬＥＤユニット１００では、ホルダ２のボス部２ｇのねじ挿入孔２ｄにおいて第２内径となっているところに、ベースユニット１Ａのボス部１ｒの先端部が挿入されている。また、ベースユニット１Ａは、一方のボス部１ｒ（図５及び図８（ｂ）における右側のボス部１ｒ）と一体に形成されているリブ１ｈｃによって、ホルダ２のベースユニット１Ａ側への押し込み量が制限されている。
【００６９】
また、ベースユニット１Ａの周縁部には、発光装置３に電気的に接続された電線４をＬＥＤユニット１００の外部へ導出するための導出部１ｃが設けられている。導出部１ｃは、ベースユニット１Ａの周縁部に形成された切欠き部であって、電線４をＬＥＤユニット１００の外部へ導出する方向を変更することが可能となっている。
【００７０】
導出部１ｃは、ベースユニット１Ａの周縁部において、ベースユニット１Ａの表面、裏面及び側面が開放されている。ただし、ベースユニット１Ａの周縁部において、ベースユニット１Ａの表面側にはカバー押え部材２１が配置される。したがって、ＬＥＤユニット１００は、導出部１ｃを通して電線４をＬＥＤユニット１００の外部へ導出する方向を、図６のようなベースユニット１Ａの裏面１ｓに沿った方向と、図７のような裏面１ｓに交差する方向との間で変更することが可能となる。
【００７１】
ベースユニット１Ａの凹所１ｅの内底面には、導出部１ｃの近傍において各電線４を凹所１ｅの内周面との間に挟持するリブ１ｈａが設けられている。この２つのリブ１ｈａは、ベースユニット１Ａの凹所１ｅの内底面に設けられた連結片１ｈｅを介して連結されている。したがって、発光装置３に電気的に接続された各電線４を、ベースユニット１Ａにおいて保持することによって、別部品を追加することなく、電線４の張力止め機能を付与することが可能となる。
【００７２】
ホルダ２は、ホルダ２の周壁部２ｆから、ベースユニット１Ａの導出部１ｃ付近においてベースユニット１Ａとの間に電線４を挟持する挟持部２ｃを設けている。そのため、発光装置３に電気的に接続された各電線４を、ホルダ２の挟持部２ｃとベースユニット１Ａとで挟持することが可能となる。
【００７３】
カバー２０は、透光性材料により形成されている。また、カバー２０は、ベースユニット１Ａ側が開口され、ベースユニット１Ａの外周端よりも内側で発光装置３などを覆う本体部２０ａを有する。さらにカバー２０は、本体部２０ａの開口縁から外方へ突出し、カバー２０をベースユニット１Ａに取り付けるための鍔部２０ｂを有する。本体部２０ａは、円筒状に形成された筒状部２０ａａと、筒状部２０ａａにおいてベースユニット１Ａから遠い一端側を塞ぎ、円形状に形成された光出射部２０ａｂとを有している。そして、光出射部２０ａｂを通じて、発光装置３側からの光を外部へ出射させることができる。なお、本体部２０ａは、筒状部２０ａａと光出射部２０ａｂとが、滑らかに連続するように形成されている。
【００７４】
また、カバー２０におけるホルダ２側には、ホルダ２の各ねじ挿入孔２ｄに挿入された組立ねじ２３ｄと、ホルダ２の各孔２ｂにより露出した各電線４とを覆う環状の内カバー４０が配置されている。内カバー４０は、非透光性材料により形成されており、カバー２０の本体部２０ａに収納されるように配置される。
【００７５】
カバー２０は、鍔部２０ｂにおけるベースユニット１Ａとの対向面に、円環状のリブ２０ｅ（図８参照）が設けられている。また、ベースユニット１Ａの表面側には、カバー２０のリブ２０ｅに対応する部位に、リブ２０ｅを収納可能な円環状の溝部１ｔが形成されている。この溝部１ｔは、導出部１ｃと連通している。ＬＥＤユニット１００は、円環状の溝部１ｔの幅寸法を円環状のリブ２０ｅの幅寸法よりも大きく設定してある。そして、溝部１ｔの内面とカバー２０の鍔部２０ｂとリブ２０ｅとで囲まれた空間が、気密封止用の封止材からなるシール部により封止されている。したがって、ＬＥＤユニット１００内への水分や不純物などの侵入を抑制することが可能となる。
【００７６】
また、内カバー４０は、円形状の開口窓４０ａを有している。開口窓４０ａの開口面積は、発光装置３の近傍では発光部３ａの面積と略同一となっている。しかし、発光装置３の近傍以外では、発光装置３の光軸方向において、発光装置３から離れるにつれて開口面積が徐々に大きくなる形状となっている。そして、内カバー４０は、内径が最小径となる小径部４０ｄが実装基板３ｂの上記一面に接している。また、内カバー４０は、小径部４０ｄに連続して形成され、実装基板３ｂの厚み方向において小径部４０ｄから離れるにつれて内径が徐々に大きくなるテーパー部４０ｅを設けている。また、内カバー４０の周縁部に、ホルダ２の周縁部に接する接触部４０ｆを有している。
【００７７】
カバー押え部材２１は、非透光性材料により形成されており、発光装置３から放射されてカバー２０の本体部２０ａから出射される光をできるだけ妨げないように扁平な円環状に形成されている。また、カバー押え部材２１は、カバー２０の鍔部２０ｂをベースユニット１Ａとの間に挟持する。
【００７８】
また、カバー押え部材２１におけるベースユニット１Ａとの対向面には、ベースユニット１Ａ側へ突出する複数個の円柱状のボス部２１ｃが設けられている。また、カバー２０の鍔部２０ｂの外周縁部には、カバー押え部材２１の各ボス部２１ｃに対応する部位に、各ボス部２１ｃを挿入する半円状の切欠き部２０ｄが形成されている。また、ベースユニット１Ａの周縁部には、カバー押え部材２１の各ボス部２１ｃに対応する部位に、ボス部２１ｃを貫通させる貫通孔１ａが形成されている。
【００７９】
ここで、カバー２０をベースユニット１Ａに取り付ける場合は、まず、カバー押え部材２１の各ボス部２１ｃをベースユニット１Ａの各貫通孔１ａに挿入させる。そして、ベースユニット１Ａの裏面１ｓ側から各ボス部２１ｃの先端部をレーザー光などの照射により塑性変形させ、先端部を貫通孔１ａよりも広げる。これにより、カバー押え部材２１がベースユニット１Ａに固定されるため、ベースユニット１Ａにカバー２０が取り付けられる。要するに、ボス部２１ｃは、最終的にはマッシュルーム状の形状となる。
【００８０】
図７（ｂ）に示すように、ベースユニット１Ａの裏面１ｓ側には、各貫通孔１ａに対応する部位に、マッシュルーム状のボス部２１ｃの頭部２１ｃａが収納される収納部１ｊが形成されている。そして、収納部１ｊは、貫通孔１ａに連通して形成されている。各収納部１ｊの深さ寸法は、ベースユニット１Ａの裏面１ｓからボス部２１ｃの頭部２１ｃａが突出しないように設定されている。
【００８１】
カバー押え部材２１の外周縁部には、ベースユニット１Ａの各ねじ挿入孔１ｂに対応する部位に、図示しない取付ねじを挿入する切欠き部２１ｂが形成されている。また、カバー２０の鍔部２０ｂの外周縁部には、ねじ挿入孔１ｂ及び切欠き部２１ｂに対応する部位に、取付ねじを挿入する切欠き部２０ｃが形成されている。なお、カバー押え部材２１の切欠き部２１ｂ及びカバー２０の切欠き部２０ｃは共に半円状に形成されている。したがって、ＬＥＤユニット１００は、ベースユニット１Ａをカバー２０側から照明器具に取り付けることが可能となる。
【００８２】
ＬＥＤユニット１００において、電線４の一端は発光装置３の端子部３ｃに接続され、他端はコネクタ４ａに接続されている。このコネクタ４ａは、電源に対して、着脱自在に接続することが可能である。
【００８３】
本実施形態のＬＥＤユニット１００で使用するベースユニット１Ａは、図８に示すように、熱伝導性樹脂としての樹脂体１０からなるユニット本体１０Ａと、ユニット本体１０Ａの内部に配置された金属部材１１とを備えている。
【００８４】
ユニット本体１０Ａは、上述のように、表面側に円形状の凹所１ｅが形成され、凹所１ｅの底面の中央に突台部１ｆが形成されている。そして、突台部１ｆの先端面１ｆａに、発光装置３の実装基板３ｂが配置される。また、ユニット本体１０Ａは、裏面１ｓに金属部材１１を挿入するための凹部１０ａが形成されている。凹部１０ａは、金属部材１１の形状に沿って略直方体状に形成されている。
【００８５】
金属部材１１は、図８に示すように略直方体状に形成されている。つまり、発光装置３が固定される突台部１ｆは、図５及び図８に示すように、略直方体状に形成されている。そのため、発光装置３からの放熱性を向上させる観点から、金属部材１１は、突台部１ｆの形状に沿った略直方体状となっている。
【００８６】
ユニット本体１０Ａは、熱伝導性及び電気絶縁性を備えた樹脂体１０から形成されている。そのため、発光装置３と金属部材１１との間に電気絶縁性を確保することが可能となる。ユニット本体１０Ａに用いられ得る熱伝導性樹脂としては、熱伝導率が１．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上の樹脂を用いることが好ましい。この場合、発光装置３から金属部材１１への放熱性を高め、発光装置の発光効率を向上させることが可能となる。なお、熱伝導性樹脂の熱伝導率の上限は特に限定されないが、例えば１０Ｗ／ｍ・Ｋとすることができる。熱伝導率の高い樹脂は、放熱性の面では問題はないが、樹脂の流動性が不十分となり、成形性が悪化する可能性がある。そのため、ユニット本体１０Ａを構成する熱伝導性樹脂の熱伝導率は、１．５〜１０Ｗ／ｍ・Ｋとすることが好ましい。
【００８７】
金属部材１１を構成する金属としては、発光装置３で発生する熱を十分に放熱できるものであれば、如何なるものも使用することができる。ただ、放熱性をより向上させる観点から、金属部材１１を構成する金属は、熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。この場合、ベースユニット１Ａの放熱性を高め、発光装置の発光効率を向上させることが可能となる。なお、金属部材１１を構成する金属の熱伝導率の上限は特に限定されないが、例えば４００Ｗ／ｍ・Ｋとすることができる。熱伝導率の高い金属は、放熱性の面では問題はないが、物質として入手困難で高価なものが多く、加工性にも優れない場合がある。そのため、金属部材１１を構成する金属の熱伝導率は、５０〜４００Ｗ／ｍ・Ｋとすることが好ましい。なお、放熱性をより向上させる観点から、金属部材１１を構成する金属の熱伝導率は、１００〜４００Ｗ／ｍ・Ｋとすることがより好ましい。
【００８８】
熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である金属としては、上述のようにアルミニウム、銅、鉄、クロム、ニッケル、マンガン、ステンレスなどを挙げることができる。これらの金属は、一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。また、これらの金属と他の金属との合金を使用してもよい。
【００８９】
上述のように、金属部材１１は、ユニット本体１０Ａの凹部１０ａの内部に挿入されている。そのため、金属部材１１の裏面１１ａ以外は、熱伝導性樹脂により被覆されている。そして、金属部材１１の裏面１１ａ以外の表面及び側面は、ユニット本体１０Ａの凹部１０ａの内面と接触している。そのため、発光装置３の実装基板３ｂと金属部材１１との間には樹脂層１０ｂが介在している。このような樹脂層１０ｂが介在することにより、発光装置３と金属部材１１との間の電気絶縁性を確保することが可能となる。
【００９０】
ベースユニット１Ａ及び発光装置３の積層方向に対する樹脂層１０ｂの厚さＴ１は、電気絶縁性が確保されるならば特に限定されないが、０．３ｍｍ以上１ｍｍ以下とすることが好ましい。この範囲とすることにより、発光装置に対する電気絶縁性を確保しつつも、熱伝導率の低下を抑制することが可能となる。なお、本実施形態のベースユニット１Ａでは、樹脂層１０ｂの厚さＴ１は０．５ｍｍとなっている。
【００９１】
また、ベースユニット１Ａ及び発光装置３の積層方向に対する金属部材１１の厚さＴ２は特に限定されない。ただ、金属部材１１の強度、放熱性及び形状加工のし易さの観点から、金属部材１１の厚さＴ２は１ｍｍ以上６ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００９２】
本実施形態に係るベースユニット１Ａにおいて、金属部材１１の裏面１１ａは、ベースユニット１Ａの裏面１ｓから露出していることが好ましい。この場合、発光装置３で発生した熱が、ユニット本体１０Ａの樹脂層１０ｂ及び金属部材１１を通じて裏面１１ａに伝導する。そして、裏面１１ａと接触する図示しない照明器具に放熱することが可能となる。そのため、発光装置３の発光効率の低下をより抑制することが可能となる。
【００９３】
なお、ユニット本体１０Ａの裏面１０ｓと金属部材１１の裏面１１ａは、同一平面上にあることが好ましい。また、金属部材１１の裏面１１ａは、ユニット本体１０Ａの裏面１０ｓよりも、発光装置３とは反対側に突出していることも好ましい。これにより、ＬＥＤユニット１００を取り付ける照明器具と金属部材１１の裏面１１ａとが接触しやすくなり、放熱性を向上させることが可能となる。
【００９４】
本実施形態に係るベースユニット１Ａにおいて、ベースユニット１Ａの表面と裏面１ｓとの間における絶縁破壊電圧が、５ｋＶ／ｍｍ以上であることが好ましい。絶縁破壊電圧が５ｋＶ／ｍｍ以上であることにより、発光装置３と金属部材１１との間の短絡を防止し、発光装置３の誤作動や異常発熱を防止することが可能となる。なお、ベースユニット１Ａの絶縁破壊電圧の上限は特に限定されないが、例えば４０ｋＶ／ｍｍ以下とすることができる。ベースユニット１Ａの絶縁破壊電圧は、ＪＩＳ  Ｃ２１１０−１（固体電気絶縁材料−絶縁破壊の強さの試験方法−第１部：商用周波数交流電圧印加による試験）に準じて測定することができる。
【００９５】
また、ベースユニット１Ａ及び発光装置３の積層方向において、金属部材１１の面積は、発光装置３の実装基板３ｂの面積よりも大きいことが好ましい。これにより、発光装置３からの熱が金属部材１１に伝導されやすくなり、発光効率の低下をより抑制することが可能となる。
【００９６】
本実施形態のＬＥＤユニット１００において、ベースユニット１Ａは、金属部材１１が熱伝導性樹脂としての樹脂体１０で覆われている成形体で構成されている。つまり、本実施形態で使用されるベースユニット１Ａは、熱伝導性樹脂及び金属部材から構成される樹脂／金属複合ヒートシンクである。そのため、発光装置３で発生した熱を、ベースユニット１Ａを通じてＬＥＤユニット１００が取り付けられる照明器具に効率よく放熱させることが可能となる。また、金属部材１１は熱伝導性樹脂により被覆されており、発光装置３と金属部材１１との間に熱伝導性樹脂が介在している。そのため、これらの間の電気絶縁性を確保することが可能となる。また、熱伝導性樹脂としての樹脂体１０と金属部材１１は、上述のように接着力が高いため、使用時に金属部材１１がユニット本体１０Ａから脱離することを抑制することが可能となる。
【実施例】
【００９７】
以下、本実施形態を実施例によりさらに詳細に説明するが、本実施形態は実施例に限定されるものではない。
【００９８】
［試験サンプルの作製］
まず、縦２５ｍｍ横２５ｍｍのアルミニウム板に、以下のブラスト処理、アルマイト処理及びエッチング処理を、それぞれ８枚ずつ施した。
【００９９】
ブラスト処理は、ショットブラスト法又はサンドブラスト法により、算術平均粗さＲａ及び最大高さ粗さＲｚが表２の値となるように行った。
【０１００】
アルマイト処理（陽極酸化処理）は、算術平均粗さＲａ及び最大高さ粗さＲｚが表２の値となるように行った。具体的には、処理液として硫酸及び／又はしゅう酸を用い、液温を０〜２０℃付近とし、電流密度を１〜３Ａ／ｄｍ２程度として、アルマイト処理を行った。
【０１０１】
エッチング処理は、特許文献３の記載の方法により、算術平均粗さＲａ及び最大高さ粗さＲｚが表２の値となるように行った。
【０１０２】
次に、樹脂体の原料であるコンパウンドを次のように調製した。なお、コンパウンドの作製に際し、次の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、希釈剤、重合禁止剤、粘度調整剤、硬化触媒、離型剤、無機フィラー、難燃剤、及びガラス繊維を用いた。
【０１０３】
（熱硬化性樹脂）
エポキシ系アクリレート樹脂（日本ユピカ株式会社製「ネオポール（登録商標）８２５０Ｈ」）
不飽和ポリエステル樹脂（昭和高分子株式会社製「Ｍ−６４０ＬＳ」）
（熱可塑性樹脂）
ポリスチレン樹脂（日油株式会社製「モディパー（登録商標）ＳＶ１０Ｂ」）
（希釈剤）
スチレン
（重合禁止剤）
ｐ−ベンゾキノン
（粘度調整剤）
ビックケミー・ジャパン株式会社製「ＢＹＫ−Ｗ９０１０」
（硬化触媒）
ｔ−アミルパーオキシイソプロピルカーボネート
（離型剤）
ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸
（無機フィラー）
酸化マグネシウム（メジアン径：５０μｍ、球状）
酸化マグネシウム（メジアン径：５μｍ、球状）
窒化ホウ素（メジアン径：８．５μｍ、板状）
なお、上記酸化マグネシウムは、死焼焼成法で製造されたものである。
（難燃剤）
臭素化エポキシ、三酸化二アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）
（ガラス繊維）
ＢＭＣ成形材料強化材用チョップドストランド（日東紡績株式会社製「ＣＳ３Ｅ−２２７」）
【０１０４】
【表１】
2016002654.tif 000003
【０１０５】
まず、上述の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、希釈剤、重合禁止剤、粘度調整剤、硬化触媒、離型剤を表１の配合量で混合した。次に、加圧ニーダー（株式会社トーシン製「ＴＤ３−１０ＭＤＸ」）を用い、加圧蓋を開放した状態でこれらの混合物を攪拌することにより、樹脂溶液を作製した。なお、熱硬化性樹脂は、事前に希釈剤に溶解し、溶液状態で混合した。
【０１０６】
次に得られた樹脂溶液に、表１の配合量の無機フィラー及び難燃剤を投入し、５０〜６０℃で２０分間混練りした。さらに、表１の配合量のガラス繊維を投入し、２０℃で５分間混練りした。これにより、ユニット本体の原料であるコンパウンドを作製した。
【０１０７】
得られたコンパウンドを用い、次のようにして試験サンプルを作製した。まず、成形装置として低圧封止用トランスファー成形機（株式会社神藤金属工業所製「ＥＴＡ−３０Ｄ」）を使用し、金型へ上述のように表面処理したアルミニウム板を固定した。次に、金型を１６５℃に加熱し、金型へコンパウンドを充填した。これにより、コンパウンド中の熱硬化性樹脂が加熱により溶融・軟化して所定の形状に変形し、次いで硬化することで、図１０に示すような、円錐台状の樹脂体１０をアルミニウム板上に接着させた。なお、円錐台状の樹脂体における上底の直径は９ｍｍであり、下底の直径は１１ｍｍであり、高さは１０ｍｍである。
【０１０８】
このようにして、未処理、ブラスト処理、アルマイト処理及びエッチング処理のアルミニウム板を用いて、それぞれ８個の試験サンプルを作製した。
【０１０９】
［顕微鏡観察］
ブラスト処理、アルマイト処理及びエッチング処理をそれぞれ施したアルミニウム板の表面を走査型電子顕微鏡により観察した。図９（ａ）は、ブラスト処理を施したアルミニウム板の表面を示す。図９（ｂ）は、アルマイト処理を施したアルミニウム板の表面を示す。図９（ｃ）は、エッチング処理を施したアルミニウム板の表面を示す。
【０１１０】
［表面粗さ評価］
ブラスト処理、アルマイト処理及びエッチング処理をそれぞれ行ったアルミニウム板に加え、これらの処理を行わなかったアルミニウム板の表面の算術平均粗さＲａ及び最大高さ粗さＲｚを、レーザー顕微鏡（株式会社キーエンス製）を用いて測定した。各試験サンプルの算術平均粗さＲａ及び最大高さ粗さＲｚを表１に示す。
【０１１１】
［接着強度評価］
図１１に示すように、各試験サンプルの樹脂体に、メカニカルフォースゲージ（株式会社イマダ製）の先端の鉤部を引っ掛けた後に水平に引っ張った。その際、アルミニウム板から樹脂体が完全に剥離したときの荷重を接着強度とした。なお、樹脂体における鉤部を引っ掛ける位置は、樹脂体の高さの下から３分の１の箇所とした。各試験サンプルの接着強度の平均値を表１及び図１２に示す。
【０１１２】
【表２】
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【０１１３】
表１に示すように、ブラスト処理を施したアルミニウム板は、算術平均粗さＲａが７〜１２μｍであり、さらに最大高さ粗さＲｚが１２０〜２３０μｍであるため、図９（ａ）に示すように、凹凸の間隔が粗い粗面となった。そのため、アルミニウム板と樹脂体との間に物理的作用が生じ難く、接着力は十分に向上しなかった。
【０１１４】
同様に、アルマイト処理を施したアルミニウム板は、算術平均粗さＲａが０．３〜０．６μｍであり、さらに最大高さ粗さＲｚが８〜１８μｍであるため、図９（ｂ）に示すように、凹凸の間隔が非常に狭い、ナノサイズの凹凸となった。そのため、ブラスト処理を施したアルミニウム板と同様に、アルミニウム板と樹脂体との間に物理的作用が生じ難く、接着力は十分に向上しなかった。
【０１１５】
これに対し、表１に示すように、エッチング処理を施したアルミニウム板は、算術平均粗さＲａが２〜１０μｍであり、さらに最大高さ粗さＲｚが８〜７０μｍである。さらに図９（ｃ）に示すように、アルミニウム板の表面には、穴部１６が形成されていることが確認できる。
【０１１６】
また、図２は、エッチング処理を施したアルミニウム板の表面に樹脂体を形成した試験サンプルの断面写真である。図２に示すように、アルミニウム板の表面には壺状の穴部が形成されており、さらに板状フィラーは粒状フィラーよりもアルミニウム板側に偏在していることが分かる。また、アルミニウム板の穴部の内部には、粒状フィラー及び板状フィラーが殆ど存在せず、バインダー樹脂が充填されていることが確認できる。その結果、表１に示すように、エッチング処理を施した試験サンプルは、ブラスト処理及びアルマイト処理を施した試験サンプルに比べて二倍以上の接着強度が得られた。
【０１１７】
以上、実施例に沿って本実施形態の内容を説明したが、本実施形態はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。
【符号の説明】
【０１１８】
１  樹脂−金属複合体
１０  樹脂体
１１  金属部材
１４  粒状フィラー
１５  板状フィラー
１６  穴部
１６ａ  開口部
１６ｂ  内部
【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】
2016002654.tif 000009
【図６】
2016002654.tif 000010
【図７】
2016002654.tif 000011
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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