散热构件和散热器的制作方法

本公开涉及用于电气设备和电子设备的散热的散热构件和散热器。

背景技术：

1、在搭载有发光二极管(light emitting diode：led)元件、集成电路(integratedcircuit：ic)等发热部件的电气电子设备中，因高输出化而引起的发热量的增大，散热技术的重要性在增加。特别地，为了防尘和防水而在密闭壳体中使用的车载电气安装件、在真空中使用的宇宙设备等存在采用空气对流的散热困难的问题。因此，对于作为现有的散热技术的采用铝散热器的自然空冷、采用电动风扇的强制空冷等而言，得不到充分的散热效果。另外，在包含因中央运算处理装置(central processing unit：cpu)的高性能化而发热量处于增大倾向的笔记本型的个人电脑的信息设备中，已在小型化和高密度安装化方面取得进展，问题在于难以确保用于容纳体积大的铝散热器的空间。进而，现有的铝散热器为金属制，因此产生电磁噪声，存在电气电子设备误动作的可能性。因此，近年来，以散热对策困难的电气电子设备的制品为对象，利用红外线的热辐射的陶瓷散热器受到关注。

2、在专利文献1中，提出吸收电子器件的发热并向外部释放的散热构件。专利文献1中记载的散热构件具有基材和将该基材的至少一部分的表面被覆的被膜。被膜由金属氧化物膜构成，该金属氧化物膜包含由mxl3-xo4表示的金属氧化物和zno中的至少一者、具有多个针状或板状的晶体配置为网眼状或剑山状的多孔结构。其中，在mxl3-xo4中，m≠l，m选自mg、fe、zn、mn、cu、co、cr和ni，l选自co、al、fe和cr，x满足0≤x≤1。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：日本特开2019-151881号公报

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、在陶瓷散热器中利用红外线的热辐射的情况下，希望在3μm以上且25μm以下的波长区域中平均辐射率为70％以上。但是，在专利文献1中记载的散热构件中，在2μm以上且15μm以下的波长区域中辐射率成为80％以上，在超过15μm的波长区域中辐射率急剧地降低。因此，在实施方式1中记载的散热构件中，大于15μm的波长区域中的热辐射变得不充分，难以使3μm以上且25μm以下的波长区域中的平均辐射率成为70％以上。即，将专利文献1中记载的散热构件作为电气电子设备的散热构件或陶瓷散热器使用时，有时得不到充分的冷却性能，需要提高在更宽的波长范围中的散热构件的辐射率。

3、本公开是鉴于上述情况而完成的，其目的在于得到与以往相比能够提高电气电子设备的冷却性能的散热构件。

4、用于解决课题的手段

5、为了解决上述的课题，实现目的，本公开是具备热辐射陶瓷材料的散热构件，热辐射陶瓷材料包含：第一金属氧化物作为主成份，其为具有纤锌矿型的晶体结构的金属氧化物；和第二金属氧化物，其为3μm以上且25μm以下的波长区域中的平均辐射率成为70％以上的金属氧化物。第二金属氧化物包含将第一金属氧化物的一部分的金属原子用三价的金属原子置换的三价金属掺杂金属氧化物和用一价的金属原子置换的一价金属掺杂金属氧化物中的至少一者。

6、发明效果

7、根据本公开，起到与以往相比能够提高电气电子设备的冷却性能的效果。

技术特征：

1.一种散热构件，是具备热辐射陶瓷材料的散热构件，其特征在于，所述热辐射陶瓷材料包含：第一金属氧化物作为主成分，其为具有纤锌矿型的晶体结构的金属氧化物；和第二金属氧化物，其为3μm以上且25μm以下的波长区域中的平均辐射率成为70％以上的金属氧化物，其中，所述第二金属氧化物包含将所述第一金属氧化物的一部分的金属原子用三价的金属原子置换的三价金属掺杂金属氧化物和用一价的金属原子置换的一价金属掺杂金属氧化物中的至少一者。

2.根据权利要求1所述的散热构件，其特征在于，所述第一金属氧化物为zno。

3.根据权利要求1或2所述的散热构件，其特征在于，在所述第二金属氧化物包含所述三价金属掺杂金属氧化物的情况下，所述三价的金属原子为al或ga。

4.根据权利要求1或2所述的散热构件，其特征在于，在所述第二金属氧化物包含所述一价金属掺杂金属氧化物的情况下，所述一价的金属原子为li或na。

5.根据权利要求1或2所述的散热构件，其特征在于，在所述第二金属氧化物包含所述三价金属掺杂金属氧化物和所述一价金属掺杂金属氧化物的情况下，所述三价的金属原子为al或ga，所述一价的金属原子为li或na。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的散热构件，其特征在于，所述热辐射陶瓷材料为包含由所述第一金属氧化物的粒子构成的第一金属氧化物粒子和由所述第二金属氧化物的粒子构成的第二金属氧化物粒子的烧结体。

7.根据权利要求3所述的散热构件，其特征在于，所述热辐射陶瓷材料是包含由所述第一金属氧化物的粒子构成的第一金属氧化物粒子和由所述三价金属掺杂金属氧化物的粒子构成的三价金属掺杂金属氧化物粒子的烧结体。

8.根据权利要求4所述的散热构件，其特征在于，所述热辐射陶瓷材料是包含由所述第一金属氧化物的粒子构成的第一金属氧化物粒子和由所述一价金属掺杂金属氧化物的粒子构成的一价金属掺杂金属氧化物粒子的烧结体。

9.根据权利要求5所述的散热构件，其特征在于，所述热辐射陶瓷材料是包含由所述第一金属氧化物的粒子构成的第一金属氧化物粒子、由所述三价金属掺杂金属氧化物的粒子构成的三价金属掺杂金属氧化物粒子、和由所述一价金属掺杂金属氧化物的粒子构成的一价金属掺杂金属氧化物粒子的烧结体。

10.根据权利要求8或9所述的散热构件，其特征在于，所述热辐射陶瓷材料在所述烧结体的表面的至少一部分配置有所述一价金属掺杂金属氧化物粒子。

11.根据权利要求9所述的散热构件，其特征在于，所述热辐射陶瓷材料由第一层和第二层层叠而成，其中，所述第一层由包含所述三价金属掺杂金属氧化物粒子的所述第一金属氧化物粒子构成，所述第二层由包含所述一价金属掺杂金属氧化物粒子的所述第一金属氧化物粒子构成。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的散热构件，其特征在于，还具备：基材、和在所述基材的表面涂布的涂层，所述涂层中包含所述热辐射陶瓷材料。

13.根据权利要求12所述的散热构件，其特征在于，所述涂层具有：由所述热辐射陶瓷材料构成的填料、和粘合剂。

14.一种散热器，其特征在于，具备根据权利要求1至13中任一项所述的散热构件。

15.根据权利要求14所述的散热器，其特征在于，在所述散热构件的表面具有高低差为25μm以上的凹凸。

技术总结
散热构件，是具备热辐射陶瓷材料(10)的散热构件(1)，热辐射陶瓷材料(10)包含：第一金属氧化物作为主成分，其为具有纤锌矿型的晶体结构的金属氧化物；和第二金属氧化物，其为3μm以上且25μm以下的波长区域中的平均辐射率成为70％以上的金属氧化物。第二金属氧化物包含将第一金属氧化物的一部分的金属原子用三价的金属原子置换的三价金属掺杂金属氧化物和用一价的金属原子置换的一价金属掺杂金属氧化物中的至少一者。

技术研发人员：正木元基
受保护的技术使用者：三菱电机株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15