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JP7013075B2 - 複合材 - Google Patents

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Description

本出願は、２０１７年９月１５日付けで提出された韓国特許出願第１０－２０１７－０１１８７３６号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は、本明細書の一部として含まれる。
本出願は、複合材に関する。
放熱素材は、多様な用途に用いられる。例えば、バッテリーや各種電子機器は、作動過程で熱が発生するため、このような熱を効果的に制御できる素材が要求される。
放熱特性が良い素材としては、熱伝導度が良いセラミック素材等が知られているが、このような素材は、加工性が劣るので、高分子マトリックス内に高い熱伝導率を示す前記セラミックフィラー等を配合して製造した複合素材を使用することができる。
しかしながら、前記方法による場合、高い熱伝導度を確保するために、多量のフィラー成分が適用されなければならないので、多様な問題が発生する。例えば、多量のフィラー成分を含む素材の場合、素材自体が固くなる傾向にあり、この場合、耐衝撃性等が劣る。
本出願は、複合材に関し、一例として、熱伝導特性に優れていながらも、耐衝撃性や加工性等の他の物性も優秀に確保される複合材またはその製造方法を提供することを目的とする。
本出願は、複合材に関する。本出願で用語「複合材」は、金属フォームと高分子成分を少なくとも含む材料を意味する。
本明細書で用語「金属フォームまたは金属骨格」は、金属を主成分として含む多孔性構造体を意味する。前記で金属を主成分とするというのは、金属フォームまたは金属骨格の全体重量を基準として金属の比率が５５重量％以上、６０重量％以上、６５重量％以上、７０重量％以上、７５重量％以上、８０重量％以上、８５重量％以上、９０重量％以上または９５重量％以上である場合を意味する。前記主成分として含まれる金属の比率の上限は、特に制限されず、例えば、１００重量％、９９重量％または９８重量％程度であってもよい。
本明細書で用語「多孔性」は、気孔度（ｐｏｒｏｓｉｔｙ）が、少なくとも１０％以上、２０％以上、３０％以上、４０％以上、５０％以上、６０％以上、７０％以上、７５％以上または８０％以上である場合を意味する。前記気孔度の上限は、特に制限されず、例えば、約１００％未満、約９９％以下または約９８％以下程度であってもよい。前記気孔度は、金属フォーム等の密度を計算して公知の方法で算出することができる。
前記複合材は、高い熱伝導度を有し、これによって、例えば、放熱素材のような熱の制御のための素材に用いられる。
例えば、前記複合材は、熱伝導度が、約０．４Ｗ／ｍＫ以上、０．４５Ｗ／ｍＫ以上、０．５Ｗ／ｍＫ以上、０．５５Ｗ／ｍＫ以上、０．６Ｗ／ｍＫ以上、０．６５Ｗ／ｍＫ以上、０．７Ｗ／ｍＫ以上、０．７５Ｗ／ｍＫ以上、０．８Ｗ／ｍＫ以上、０．８５Ｗ／ｍＫ以上、０．９Ｗ／ｍＫ以上、０．９５Ｗ／ｍＫ以上、１Ｗ／ｍＫ以上、１．５Ｗ／ｍＫ以上、２，Ｗ／ｍＫ以上２．５Ｗ／ｍＫ以上、３Ｗ／ｍＫ以上、３．５Ｗ／ｍＫ以上、４Ｗ／ｍＫ以上、４．５Ｗ／ｍＫ以上または５Ｗ／ｍＫ以上であってもよい。前記複合材の熱伝導度は、高いほど複合材が優れた熱制御機能を有し得るものであって、特に制限されず、一例として、約１００Ｗ／ｍＫ以下、９０Ｗ／ｍＫ以下、８０Ｗ／ｍＫ以下、７０Ｗ／ｍＫ以下、６０Ｗ／ｍＫ以下、５０Ｗ／ｍＫ以下、４０Ｗ／ｍＫ以下、３０Ｗ／ｍＫ以下、２０Ｗ／ｍＫ以下または１５Ｗ／ｍＫ以下であってもよい。前記熱伝導度を測定する方法は、特に制限されず、例えば、後述する実施例に記載された方法により測定することができる。
前記本明細書で言及する複合材の熱伝導度は、後述する実施例の記述方法により測定する。
本明細書で言及する物性のうち測定温度が当該物性に影響を及ぼす場合には、特に別途規定しない限り、その物性は、常温で測定したものである。用語「常温」は、加温または減温されない自然そのままの温度であり、例えば、約１０℃～３０℃の範囲内のいずれか一つの温度、約２３℃または約２５℃程度の温度を意味する。
本出願の複合材は、前述のような優れた熱伝導特性を有すると同時に、加工性や耐衝撃性等の他の物性も安定的に確保され得、このような効果は、本明細書で説明する内容により達成され得る。
前記複合材に含まれる金属フォームの形態は、特に制限されないが、一例として、フィルム形状であってもよい。本出願の複合材では、前記フィルム形態の金属フォームの少なくとも表面や内部に存在する高分子成分が追加される。
このような高分子成分は、前記金属フォームの少なくとも一つの表面上で表面層を形成しているか、または、金属フォーム内部の孔隙に充填されて存在し得、場合によっては、前記表面層を形成すると共に、金属フォームの内部に充填されていてもよい。表面層を形成する場合、金属フォームの表面のうち少なくとも一つの表面、一部の表面またはすべての表面に対して高分子成分が表面層を形成していてもよい。一例として、少なくとも金属フォームの主表面である上部および／または下部の表面に前記高分子成分が表面層を形成していてもよい。前記表面層は、金属フォームの表面全体を覆うように形成されてもよく、一部の表面のみを覆うように形成されてもよい。
複合材において金属フォームは、気孔度が約１０％～９９％の範囲内であってもよい。このような気孔度を有する金属フォームは、適切な熱伝達ネットワークを形成している多孔性の金属骨格を有し、したがって、当該金属フォームを少量適用する場合にも、優れた熱伝導度を確保することができる。他の例において、前記気孔度は、１５％以上、２０％以上、２５％以上、３０％以上、３５％以上、４０％以上、４５％以上または５０％以上であるか、または９８％以下であってもよい。
前述したように、金属フォームは、フィルム形態であってもよい。この場合、フィルムの厚さは、後述する方法により複合材を製造するに際して、目的とする熱伝導度や厚さ比率等を考慮して調節され得る。前記フィルムの厚さは、目的とする熱伝導度を確保するために、例えば、約１０μｍ以上、約２０μｍ以上、約３０μｍ以上、約４０μｍ以上、約４５μｍ以上、約５０μｍ以上、約５５μｍ以上、約６０μｍ以上、約６５μｍ以上または約７０μｍ以上であってもよい。前記フィルムの厚さの上限は、目的に応じて制御されるものであって、特に制限されるものではないが、例えば、約１，０００μｍ以下、約９００μｍ以下、約８００μｍ以下、約７００μｍ以下、約６００μｍ以下、約５００μｍ以下、約４００μｍ以下、約３００μｍ以下、約２００μｍ以下または約１５０μｍ以下程度であってもよい。
本明細書で厚さは、当該対象の厚さが一定でない場合には、その対象の最小厚さ、最大厚または平均厚さであってもよい。
前記金属フォームは、熱伝導度が高い素材であってもよい。一例として、前記金属フォームは、熱伝導度が、約８Ｗ／ｍＫ以上、約１０Ｗ／ｍＫ以上、約１５Ｗ／ｍＫ以上、約２０Ｗ／ｍＫ以上、約２５Ｗ／ｍＫ以上、約３０Ｗ／ｍＫ以上、約３５Ｗ／ｍＫ以上、約４０Ｗ／ｍＫ以上、約４５Ｗ／ｍＫ以上、約５０Ｗ／ｍＫ以上、約５５Ｗ／ｍＫ以上、約６０Ｗ／ｍＫ以上、約６５Ｗ／ｍＫ以上、約７０Ｗ／ｍＫ以上、約７５Ｗ／ｍＫ以上、約８０Ｗ／ｍＫ以上、約８５Ｗ／ｍＫ以上または約９０Ｗ／ｍＫ以上の金属または金属合金を含むか、それからなり得る。前記熱伝導度は、その数値が高いほど少ない量の金属フォームを適用しつつ、目的とする熱制御特性を確保することができるので、特に制限されるものではなく、例えば、約１，０００Ｗ／ｍＫ以下程度であってもよい。
前記金属フォームの骨格は、多様な種類の金属や金属合金からなり得、このような金属や金属合金のうち前記に言及された範囲の熱伝導度を示すことができる素材が選択されればよい。このような素材としては、銅、金、銀、アルミニウム、ニッケル、鉄、コバルト、マグネシウム、モリブデン、タングステンおよび亜鉛よりなる群から選ばれるいずれか一つの金属や前記のうち２種以上の合金等を例示することができるが、これらに制限されるものではない。
このような金属フォームは、多様に公知となっており、金属フォームを製造する方法も、多様に公知となっている。本出願では、このような公知の金属フォームや前記公知の方法で製造した金属フォームが適用され得る。
金属フォームを製造する方法としては、塩等の気孔形成剤と金属の複合材料を焼結する方法、高分子フォーム等の支持体に金属をコートし、その状態で焼結する方法やスラリー法等が知られている。また、前記金属フォームは、本出願人の先行出願である韓国出願第２０１７－００８６０１４号、第２０１７－００４０９７１号、第２０１７－００４０９７２号、第２０１６－０１６２１５４号、第２０１６－０１６２１５３号または第２０１６－０１６２１５２号公報等に開示された方法により製造されることもできる。
また、前記金属フォームは、前記先行出願に開示された方法のうち誘導加熱法で製造されることもでき、この場合、金属フォームは、導電性磁性金属を少なくとも含むことができる。この場合、金属フォームは、前記導電性磁性金属を、重量を基準として３０重量％以上、３５重量％以上、４０重量％以上、４５重量％以上または５０重量％以上含むことができる。他の例として、前記金属フォーム内の導電性磁性金属の比率は、約５５重量％以上、６０重量％以上、６５重量％以上、７０重量％以上、７５重量％以上、８０重量％以上、８５重量％以上または９０重量％以上であってもよい。前記導電性磁性金属の比率の上限は、特に制限されず、例えば、約１００重量％未満または９５重量％以下であってもよい。
本出願において用語「導電性磁性金属」は、所定の比透磁率と電気伝導度を有する金属であって、誘導加熱法により金属の焼結が可能となるほどに発熱が可能な金属を意味する。
一例として、前記導電性金属としては、比透磁率が９０以上の金属を使用することができる。比透磁率μｒは、当該物質の透磁率μと真空中の透磁率μ０の比率μ／μ０である。前記金属は、比透磁率が９５以上、１００以上、１１０以上、１２０以上、１３０以上、１４０以上、１５０以上、１６０以上、１７０以上、１８０以上、１９０以上、２００以上、２１０以上、２２０以上、２３０以上、２４０以上、２５０以上、２６０以上、２７０以上、２８０以上、２９０以上、３００以上、３１０以上、３２０以上、３３０以上、３４０以上、３５０以上、３６０以上、３７０以上、３８０以上、３９０以上、４００以上、４１０以上、４２０以上、４３０以上、４４０以上、４５０以上、４６０以上、４７０以上、４８０以上、４９０以上、５００以上、５１０以上、５２０以上、５３０以上、５４０以上、５５０以上、５６０以上、５７０以上、５８０以上または５９０以上であってもよい。比透磁率が高いほど、後述する誘導加熱のための電磁場の印加時にさらに高い熱を発生するので、その上限は、特に制限されない。一例として、前記比透磁率の上限は、例えば、約３００，０００以下であってもよい。
前記導電性磁性金属は、２０℃での電気伝導度が、約８ＭＳ／ｍ以上、９ＭＳ／ｍ以上、１０ＭＳ／ｍ以上、１１ＭＳ／ｍ以上、１２ＭＳ／ｍ以上、１３ＭＳ／ｍ以上または１４．５ＭＳ／ｍ以上であってもよい。前記電気伝導度の上限は、特に制限されず、例えば、前記電気伝導度は、約３０ＭＳ／ｍ以下、２５ＭＳ／ｍ以下または２０ＭＳ／ｍ以下であってもよい。
このような導電性磁性金属の具体例には、ニッケル、鉄またはコバルト等があるが、これらに制限されるものではない。
前記複合材は、前述したように、前記金属フォームの表面または金属フォームの内部に存在する高分子成分をさらに含むが、このような複合材の前記金属フォームの厚さＭＴおよび全体厚さＴの比率Ｔ／ＭＴは、２．５以下であってもよい。前記厚さの比率は、他の例として、約２以下、１．５以下、１．４以下、１．３以下、１．２以下、１．１５以下または１．１以下であってもよい。前記厚さの比率の下限は、特に制限されるものではないが、一例として、約１以上、約１．０１以上、約１．０２以上、約１．０３以上、約１．０４以上または約１．０５以上であってもよい。このような厚さ比率の下で目的とする熱伝導度が確保されると共に、加工性や耐衝撃性等に優れた複合材が提供され得る。
本出願の複合材に含まれる高分子成分の種類は、特に制限されず、例えば、複合材の加工性や耐衝撃性、絶縁性等を考慮して選択され得る。本出願で適用できる高分子成分の例としては、公知のアクリル樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アミノ樹脂およびフェノール樹脂よりなる群から選ばれる一つ以上が挙げられるが、これらに制限されるものではない。
前記複合材の場合、前述した金属フォームを適用することによって、主に熱伝導度を確保する成分の比率を最小化しながらも、優れた熱伝導度を確保することができ、したがって、加工性や耐衝撃性等の損害なしに目的とする物性の確保が可能である。
一例として、前記複合材に含まれる高分子成分の体積ＰＶと金属フォームの体積ＭＶの比率ＭＶ／ＰＶは、１０以下であってもよい。前記比率ＭＶ／ＰＶは、他の例として、９以下、８以下、７以下、６以下、５以下、４以下、３以下、２以下、１以下または０．５以下程度であってもよい。前記体積比の下限は、特に制限されず、例えば、約０．１程度であってもよい。前記体積比は、複合材に含まれる高分子成分と金属フォームの重量と当該成分の密度を用いて算出することができる。
本出願の複合材では、前記のような高分子成分が金属フォームの少なくとも一つの表面で表面層を形成しているが、この際、前記表面層内には、熱伝導性フィラーが含まれている。これにより、さらに熱伝導特性に優れた複合材の提供が可能である。
本出願で用語「熱伝導性フィラー」は、熱伝導度が約１Ｗ／ｍＫ以上、約５Ｗ／ｍＫ以上、約１０Ｗ／ｍＫ以上または約１５Ｗ／ｍＫ以上のフィラーを意味する。前記熱伝導性フィラーの熱伝導度は、約４００Ｗ／ｍＫ以下、約３５０Ｗ／ｍＫ以下または約３００Ｗ／ｍＫ以下であってもよい。熱伝導性フィラーの種類は、特に制限されず、例えば、セラミックフィラーまたは炭素系フィラー等を適用することができる。このようなフィラーとしては、アルミナ、窒化アルミニウム（ＡｌＮ；ａｌｕｍｉｎｕｍ ｎｉｔｒｉｄｅ）、窒化ホウ素（ＢＮ；ｂｏｒｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ）、窒化ケイ素（ｓｉｌｉｃｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ）、ＳｉＣまたはＢｅＯ等や、カーボンナノチューブやグラファイト等のようなフィラーを例示することができるが、これらに制限されるものではない。
表面層に含まれる前記フィラーの形態や比率は、特に制限されない。一例として、前記フィラーの形態は、略球形、針状、板状、デンドライト状または星型（ｓｔａｒ ｓｈａｐｅ）等の多様な形態を有し得るが、前記形態に特に制限されるものではない。
一例において、前記熱伝導性フィラーは、平均粒径が０．００１μｍ～８０μｍの範囲内にありえる。前記フィラーの平均粒径は、他の例として、０．０１μｍ以上、０．１以上、０．５μｍ以上、１μｍ以上、２μｍ以上、３μｍ以上、４μｍ以上、５μｍ以上または約６μｍ以上であってもよい。前記フィラーの平均粒径は、他の例として、約７５μｍ以下、約７０μｍ以下、約６５μｍ以下、約６０μｍ以下、約５５μｍ以下、約５０μｍ以下、約４５μｍ以下、約４０μｍ以下、約３５μｍ以下、約３０μｍ以下、約２５μｍ以下、約２０μｍ以下、約１５μｍ以下、約１０μｍ以下または約５μｍ以下であってもよい。
フィラーの比率は、目的とする特性が確保されるか、あるいは損傷されない範囲内で調節され得る。一例として、前記フィラーは、複合材内で体積比で約８０ｖｏｌ％以下程度で含まれ得る。前記で体積比は、複合材を構成する成分、例えば、前記金属フォーム、高分子成分およびフィラーそれぞれの重量と密度を基準として計算した数値である。
前記体積比は、他の例として、約７５ｖｏｌ％以下、７０ｖｏｌ％以下、６５ｖｏｌ％以下、６０ｖｏｌ％以下、５５ｖｏｌ％以下、５０ｖｏｌ％以下、４５ｖｏｌ％以下、４０ｖｏｌ％以下、３５ｖｏｌ％以下または３０ｖｏｌ％以下程度であるか、または約１ｖｏｌ％以上、２ｖｏｌ％以上、３ｖｏｌ％以上、４ｖｏｌ％以上または５ｖｏｌ％以上程度であってもよい。
また、本出願は、前記のような形態の複合材の製造方法に関する。前記製造方法は、熱伝導度が８Ｗ／ｍＫ以上の金属または金属合金を含み、フィルム形態の金属フォームの表面に熱伝導性フィラーを含む硬化性高分子組成物が存在する状態で前記高分子組成物を硬化させる段階を含むことができる。
前記方法で適用される金属フォームやフィラーに関する具体的な内容は、既に記述した通りであり、製造される複合材に関する具体的な事項も、前記記述した内容に従うことができる。
一方、前記で適用される高分子組成物も、硬化等を通じて前記言及した高分子成分を形成できるものであれば、特別な制限はなく、このような高分子成分は、当業界に多様に公知となっている。
すなわち、例えば、公知の成分のうち適切な粘度を有する材料を使用して、公知の方法を用いて硬化を行うことによって、前記複合材を製造することができる。
本出願では、金属フォーム、高分子成分および熱伝導性フィラーを含み、優れた熱伝導度を有すると共に、耐衝撃性、加工性および絶縁性等の他の物性にも優れた複合材を提供することができる。
以下、実施例および比較例により本出願を具体的に説明するが、本出願の範囲が下記実施例に制限されるものではない。
実施例１
金属フォームとしては、銅金属フォームであって、厚さが約７０μｍ程度であり、気孔度が約７０％程度であるフィルム形状の銅フォームを使用した。前記銅金属フォームを熱硬化性エポキシ化合物（ＫＵＫＤＯ ＣＨＥＭＩＣＡＬ社、ＹＤ１２８）と硬化剤（ＫＵＫＤＯ ＣＨＥＭＩＣＡＬ社、Ｇ６４０）を含み、さらに、熱伝導性フィラー（アルミナパウダー（板状型、平均粒径：横および縦の長さ：約２０～３０μｍ、厚さ：約１～３μｍ）を約３０重量％の比率で含む熱硬化性エポキシ樹脂組成物に含浸させ、アプリケーターを用いて最終複合材の厚さが約１２０μｍ程度になるように過量の組成物を除去した。次に、前記材料を約８０℃のオーブンに約１時間程度維持して硬化させることによって、複合材を製造した。適用された高分子成分（エポキシ樹脂）、金属フォーム（銅金属フォーム）および熱伝導性フィラーそれぞれの密度および適用重量を基準として計算した結果、高分子成分の体積ＰＶと金属フォームの体積ＭＶの比率ＭＶ／ＰＶは、約０．２程度であり、複合材内の熱伝導性フィラーの体積比は、約２４％程度であった。この複合材の熱伝導度は、約０．５０１Ｗ／ｍＫ程度であった。
前記熱伝導度は、複合材の熱拡散度Ａ、比熱Ｂおよび密度Ｃを求めて、熱伝導度＝ＡＢＣの数式により求め、前記熱拡散度Ａは、レーザーフラッシュ法（ＬＦＡ装置、モデル名：ＬＦＡ４６７）を用いて測定し、比熱は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ；Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｅｒ）装置を用いて測定し、密度は、アルキメデス法を用いて測定した。また、前記熱伝導度は、複合材の厚さ方向（Ｚ軸）に対する値である。
実施例２
熱伝導性フィラーとして、球形のアルミナのパウダー（平均粒径：約１０μｍ）を使用したことを除いて、実施例１と同一に複合材を製造した。適用された高分子成分（エポキシ樹脂）、金属フォーム（銅金属フォーム）および熱伝導性フィラーそれぞれの密度および適用重量を基準として計算した結果、高分子成分の体積ＰＶと金属フォームの体積ＭＶの比率ＭＶ／ＰＶは、約０．２程度であり、複合材内の熱伝導性フィラーの体積比は、約２４％程度であった。また、前記複合材の熱伝導度は、約０．４１２Ｗ／ｍＫ程度であった。
実施例３
熱伝導性フィラーとして、板状型の窒化ホウ素パウダー（板状型、平均粒径：横および縦の長さ：約２０～３０μｍ、厚さ：約１～３μｍ）を約１０重量％で含む高分子組成物を使用したことを除いて、実施例１と同一に複合材を製造した。適用された高分子成分（エポキシ樹脂）、金属フォーム（銅金属フォーム）および熱伝導性フィラーそれぞれの密度および適用重量を基準として計算した結果、高分子成分の体積ＰＶと金属フォームの体積ＭＶの比率ＭＶ／ＰＶは、約０．２程度であり、複合材内の熱伝導性フィラーの体積比は、約８％程度であった。また、前記複合材の熱伝導度は、約１．７５８Ｗ／ｍＫ程度であった。
実施例４
高分子組成物として、板状型の窒化ホウ素パウダー（板状型、平均粒径：横および縦の長さ：約２０～３０μｍ、厚さ：約１～３μｍ）を約５重量％の比率で含む熱硬化性シリコン組成物（ＰＤＭＳ，Ｓｙｌｇａｒｄ １８３ ｋｉｔ）を使用し、硬化工程を１２０℃のオーブンで約１０分間行ったことを除いて、実施例１と同じ方法で複合材を製造した（最終複合材の厚さ：約１２０μｍ程度）。適用された高分子成分（シリコン樹脂）、金属フォーム（銅金属フォーム）および熱伝導性フィラーそれぞれの密度および適用重量を基準として計算した結果、高分子成分の体積ＰＶと金属フォームの体積ＭＶの比率ＭＶ／ＰＶは、約０．２程度であり、複合材内の熱伝導性フィラーの体積比は、約８％程度であった。また、前記複合材の熱伝導度は、約２．５５Ｗ／ｍＫ程度であった。
実施例５
金属フォームとしては、銅金属フォームであって、厚さが約７０μｍ程度であり、気孔度が約７０％程度であるフィルム形状の銅フォームを使用した。前記銅金属フォームを窒化ホウ素パウダー（板状型、平均粒径：横および縦の長さ：約２０～３０μｍ、厚さ：約１～３μｍ）を約１０重量％の比率で含む熱硬化性シリコン組成物（ＰＤＭＳ，Ｓｙｌｇａｒｄ ５２７ ｋｉｔ）に含浸させ、アプリケーターを用いて最終複合材の厚さが約１００μｍ程度になるように過量の組成物を除去した。次に、前記材料を約１２０℃のオーブンに約９０分程度維持して硬化させることによって、複合材を製造した。適用された高分子成分（シリコン樹脂）、金属フォーム（銅金属フォーム）および熱伝導性フィラーそれぞれの密度および適用重量を基準として計算した結果、高分子成分の体積ＰＶと金属フォームの体積ＭＶの比率ＭＶ／ＰＶは、約０．２５程度であり、複合材内の熱伝導性フィラーの体積比は、約８％程度であった。この複合材の熱伝導度を前記言及された方法で測定した結果、約６．６７０Ｗ／ｍＫ程度であった。
実施例６
最終複合材の厚さが約８０μｍ程度になるようにしたことを除いて、実施例５と同一に複合材を製造した。適用された高分子成分（シリコン樹脂）、金属フォーム（銅金属フォーム）および熱伝導性フィラーそれぞれの密度および適用重量を基準として計算した結果、高分子成分の体積ＰＶと金属フォームの体積ＭＶの比率ＭＶ／ＰＶは、約０．３４程度であり、複合材内の熱伝導性フィラーの体積比は、約８％程度であった。この複合材の熱伝導度を前記に言及された方法で測定した結果、約１０．４０１Ｗ／ｍＫ程度であった。
比較例１
実施例１で適用した高分子組成物のみを硬化させて、厚さが約１２０μｍ程度のフィルムを形成した。形成されたフィルムの熱伝導度は、約０．１９９Ｗ／ｍＫであった。
比較例２
実施例２で適用した高分子組成物のみを硬化させて、厚さが約１２０μｍ程度のフィルムを形成した。形成されたフィルムの熱伝導度は、約０．２７０Ｗ／ｍＫであった。

Claims (15)

  1. フィルム形態の金属フォームと、高分子成分とを含み、
    前記高分子成分は、前記金属フォームの表面および金属フォームの内部に存在し、
    前記高分子成分は、前記金属フォームの表面で表面層を形成しており、
    前記高分子成分は、熱伝導性フィラーを含み、
    前記金属フォームは、厚さが１０μｍから１０００μｍであり、
    前記金属フォームの厚さＭＴおよび複合材の全体厚さＴの比率Ｔ／ＭＴが、３以下であり、
    下記数式１による熱伝導度（Ｔ）は、３Ｗ／ｍＫ以上である複合材：
    ［数式１］
    Ｔ＝Ａ×Ｂ×Ｃ
    前記数式１において、Ａは複合材の熱拡散度であり、Ｂは複合材の比熱であり、Ｃは複合材の密度である。
  2. 金属フォームの厚さＭＴおよび全体厚さＴの比率Ｔ／ＭＴが、２．５以下である、請求項１に記載の複合材。
  3. 金属フォームの厚さＭＴおよび全体厚さＴの比率Ｔ／ＭＴが、１以上である、請求項１または２に記載の複合材。
  4. 金属フォームは、熱伝導度が８Ｗ／ｍＫ以上の金属または金属合金を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の複合材。
  5. 金属フォームは、気孔度が１０～９９％の範囲内にある、請求項１から４のいずれか一項に記載の複合材。
  6. 金属フォームは、銅、金、銀、アルミニウム、ニッケル、鉄、コバルト、マグネシウム、モリブデン、タングステンおよび亜鉛よりなる群から選ばれるいずれか一つの金属または前記のうち２種以上を含む骨格を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の複合材。
  7. 高分子成分は、アクリル樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アミノ樹脂およびフェノール樹脂よりなる群から選ばれる一つ以上を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の複合材。
  8. 高分子成分の体積ＰＶと金属フォームの体積ＭＶの比率ＭＶ／ＰＶが、１０以下である、請求項１から７のいずれか一項に記載の複合材。
  9. 高分子成分の体積ＰＶと金属フォームの体積ＭＶの比率ＭＶ／ＰＶが、０．２５以上である、請求項１から８のいずれか一項に記載の複合材。
  10. 熱伝導性フィラーは、セラミックフィラーまたはカーボンフィラーである、請求項１から９のいずれか一項に記載の複合材。
  11. 熱伝導性フィラーは、アルミナ、窒化アルミニウム（ＡｌＮ；ａｌｕｍｉｎｕｍ ｎｉｔｒｉｄｅ）、窒化ホウ素（ＢＮ；ｂｏｒｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ）、窒化ケイ素（ｓｉｌｉｃｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ）、ＳｉＣ、ＢｅＯ、カーボンナノチューブまたはグラファイトである、請求項１から１０のいずれか一項に記載の複合材。
  12. 熱伝導性フィラーは、球形、針状、板状、デンドライト状または星型（ｓｔａｒ ｓｈａｐｅ）である、請求項１から１１のいずれか一項に記載の複合材。
  13. 熱伝導性フィラーは、平均粒径が０．００１μｍ～８０μｍの範囲内である、請求項１から１２のいずれか一項に記載の複合材。
  14. 前記複合材内の熱伝導性フィラーの体積比が、８０ｖｏｌ％以下である、請求項１から１３のいずれか一項に記載の複合材。
  15. 熱伝導度が８Ｗ／ｍＫ以上の金属または金属合金を含み、フィルム形態の金属フォームの表面に熱伝導性フィラーを含む硬化性高分子組成物が存在する状態で前記高分子組成物を硬化させる段階を含む、請求項１に記載の複合材の製造方法。
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