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CN106687336A - 车载控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种具有可高效地从发热体等高温部向壳体散热的热辐射性涂层膜的车载控制装置。在具有热辐射性涂层膜的车载控制装置中，热辐射性涂层膜包括第一区域(302a)和第二区域(302b)，其中第一区域(302a)具有与基材(301)接触的第一界面(305)，第二区域(302b)具有热辐射性涂层膜与空气接触的第二界面(306)，第一区域的热传导率比第二区域的热传导率高，第二区域的热辐射率比第一区域的热辐射率高。

Description

车载控制装置
技术领域
本发明涉及车载控制装置，特别是涉及使用了热辐射性涂层膜的散热结构。
背景技术
目前，搭载在汽车上的车载控制装置(电子组件)通常包括电路基板和收纳该电路基板的壳体而构成，其中电路基板上安装有包括半导体元件等发热元件在内的电子部件，壳体一般包括用于固定电路基板的底座和以覆盖电路基板的方式组装在底座上的罩。
关于这样的车载控制装置，近年来随着多功能化和因空间的制约带来的小型化，处于发热量增大的趋势，因此例如专利文献1中记载的那样，提出了为了使电子部件(发热元件)产生的热向壳体传递进而从壳体的外表面散发到大气中，对壳体实施表面处理的散热结构的技术。
另外，已知如专利文献2记载的那样利用含有陶瓷颗粒的涂料在散热部件表面形成涂膜的散热方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-304200号公报
专利文献2：日本特开2013-144746号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
近年来，从节省资源的观点等出发，存在提高发动机室的密度而实现小型化的社会需求。对于车载控制装置而言，其小型化也得到了推进，随之而来的，基板面积的小型化和电子部件的集中化导致发热密度增大，所以需要散热性能的进一步的提高。
通过像目前提出的技术那样在散热部件上涂敷含有陶瓷颗粒的涂料，虽然能够提高散热性能，但为了满足上述需求，期望散热性能的进一步的提高。
本发明是鉴于以上状况而完成的，其目的在于提供一种具有可高效地从发热体等高温部向壳体散热的热辐射性涂层膜的车载控制装置。
用于解决技术问题的技术手段
为解决上述技术问题，本发明的车载控制装置具备热辐射性涂层膜，上述热辐射性涂层膜包括第一区域和第二区域，其中第一区域具有与基材接触的第一界面，第二区域具有上述热辐射性涂层膜与空气接触的第二界面，上述第一区域的热传导率比上述第二区域的热传导率高，上述第二区域的热辐射率比上述第一区域的热辐射率高。
发明效果
根据本发明，能够提供一种具有可高效地从发热体等高温部向壳体散热的热辐射性涂层膜的车载控制装置。
附图说明
图1是表示车载控制装置的基本结构的一例的分解立体图。
图2是车载控制装置的截面图。
图3是本实施方式的热辐射性涂层膜的概念图。
图4是实施例1的热辐射性涂层膜的截面示意图。
图5是实施例2的热辐射性涂层膜的截面示意图。
图6是实施例3、4的热辐射性涂层膜的截面示意图。
图7是实施例5的热辐射性涂层膜的截面示意图。
图8是实施例6的热辐射性涂层膜的截面示意图。
图9是实施例7的热辐射性涂层膜的截面示意图。
图10是比较例2的热辐射性涂层膜的截面示意图。
具体实施方式
以下适当地边参照附图边对本发明的实施方式进行说明。
图1是表示车载控制装置的主要结构的分解立体图的一例。图2是图1的车载控制装置的截面图。如图1和图2所示，车载控制装置1包括电路基板12和收纳该电路基板12的壳体10而构成，其中在电路基板12的上下(正背)两面利用钎料安装有IC或半导体元件等电子部件11。壳体10由用于固定电路基板12的底座13，和以覆盖电路基板12的方式安装在底座13上的、下表面开口的盒状或盖状的罩14构成。
在电路基板12的长度方向一端侧安装有用于将电路基板12与外部电连接的连接器15。连接器15包括所需根数的插针端子15a和设置有通孔15c的外壳15b，其中插针端子15a通过压入等而插入固定到通孔15c中。在该连接器15中，在将插针端子15a插入固定到外壳15b的通孔15c中后，通过点式流动焊接工序等利用钎料将插针端子15a的下端部(连结接合部15f)连结接合到电路基板12上。
底座13以将罩14的下表面开口封闭的方式，整体形成为大致矩形平板状。详细而言，底座13包括：矩形板状部13a；凸出设置在该矩形板状部13a上的矩形框状部13b；设置在该矩形框状部13b的四角的、作为电路基板12的支承面的基座部13d；和延伸设置至矩形板状部13a的外周的车辆安装固定部13e。车辆安装固定部13e用于将车载控制装置1安装到车体上，例如通过使螺栓类螺合到车体的规定部位等操作而进行固定。
构成车载控制装置1的壳体10的底座13和罩14以将安装有连接器15的电路基板12夹在中间的方式组装。更详细而言，电路基板12被夹在设置于底座13的四角的基座部13d与罩14之间，并利用作为紧固部件的一例的止动螺钉17固定。
构成车载控制装置1的壳体10的底座13和罩14以将安装有连接器15的电路基板12夹在中间的方式组装。更详细而言，电路基板12被夹在设置于底座13的四角的基座部13d与罩14之间，并利用作为紧固部件的一例的止动螺钉17固定。
底座13和罩14使用金属材料或树脂材料通过铸造、冲压或切削加工等制造。更详细而言，使用以铝、镁、铁等为主成分的合金或聚对苯二甲酸丁二醇酯等树脂材料，通过铸造、冲压或切削加工等制造。
另外，罩14上形成有连接器用窗14a，以使得电路基板12能够经连接器15从外部接收供电，或与外部装置进行输入/输出信号的交接。
电路基板12上安装有例如4个电子部件11(上表面一侧3个，下表面一侧1个)，设置在电路基板12上的电路配线与各电子部件11连接，并且也与连接器15的插针端子15a连接。
此外，在电路基板12上的安装有电子部件11的部分，设置有导热孔(通孔)19。
在安装于电路基板12的上表面一侧的3个电子部件11中的位于中央的电子部件11的下侧设置有导热孔19，并且在底座13的位于导热孔19正下方的部位凸出设置有矩形凸部21，在电路基板12的下表面与底座13的矩形凸部21的上表面之间，以与两者接触的方式插入设置有高热传导层20。作为高热传导层20，此处使用粘接剂、润滑脂、散热片等。
另外，安装于电路基板12的上表面一侧的3个电子部件11中的位于右端的电子部件11(的主体部分)以从电路基板12的上表面浮起的方式安装，在该电子部件11与电路基板12之间形成有间隙。
在以上结构的车载控制装置1中，电子部件11所产生的热经由导热孔19和高热传导层20传导至底座13，从壳体10散发到大气中。
在本实施方式的车载控制装置1中，电路基板、罩、底座和连接器插针的内侧等特定的部位上形成有热辐射性涂层膜(31、32、33、34)。
该情况下，在电路基板12上，在安装了电子部件11和连接器15后在其一个面和/或另一个面上形成(涂敷)热辐射性涂层膜31，并且，在底座13和罩14上，在它们制作成规定尺寸形状之后在它们的内表面和/或外表面形成(涂敷)热辐射性涂层膜32、33，另外，在连接器15的插针端子15a上，在电路基板12一侧的从连结接合部15f至连接器外壳15b之间的部分形成(涂敷)热辐射性涂层膜34。
作为涂敷方法，优选利用刷涂、喷涂、浸涂等进行涂敷，但根据涂敷的对象物，也可以采用静电涂敷、帘幕式涂敷、电泳涂敷等。关于材料涂敷后使其干燥而涂膜化的方法，优选使用自然干燥、烧结等方法。此时，热辐射性涂层膜优选直接涂敷在各基材上。例如在电路基板上，若在进行了防潮剂等的表面处理后设置热辐射性涂层膜，则由于电路基板表面与热辐射性涂层膜之间的距离增大，热传递量减小，散热性能降低。
另外，图2表示热辐射性涂层膜31、32、33、34全部都形成的例子。虽然从提高散热性能的观点出发，优选在上述的多个面上设置热辐射性涂层膜，不过热辐射性涂层膜只要在电路基板、罩、底座和连接器插针的内侧的至少一个面上设置即可。特别优选在电路基板的至少一个面上形成第一热辐射性涂层膜，并且在与第一热辐射性涂层膜相对的上述底座和/或上述罩的内表面侧形成第二热辐射性涂层膜。通过形成至少2个热辐射性涂层膜，高热辐射的面积增大，而且从包含发热元件的电子部件产生的热和传导至电路基板上的热由1个热辐射性涂层膜进行热辐射，并由与该热辐射性涂层膜相对地形成的另1个热辐射性涂层膜进行热吸收，所以能够使从电子部件和电路基板向壳体的热传递量增大。因此，能够提高车载控制装置的散热性能，由此能够将以电子部件(发热元件)为主的盒式车载控制装置的壳体内的温度抑制得较低，能够提高装置的可靠性。
此外，热辐射性涂层膜不限于涂敷在各基材面的整个面，也可以仅涂敷在一部分，尤其是仅涂敷在发热部件及其周围。由此，能够降低用于涂敷的涂料使用量。
接着，对本实施方式的热辐射性涂层膜的具体结构进行说明。图3是表示热辐射性涂层膜的结构的概念图。在电路基板、罩、底座和连接器插针等的基材301的表面形成有热辐射性涂层膜302。热辐射性涂层膜302具有第一区域302a和第二区域302b，其中第一区域302a具有与基材301接触的第一界面305，第二区域302b具有热辐射性涂层膜与空气接触的第二界面306。本实施方式的热辐射性涂层膜的特征为，第一区域302a的热传导率比第二区域302b高，第二区域302b的热辐射率比第一区域302a高。通过将热辐射性涂层膜形成为这样的结构，能够使基材301的热通过热传导性优异的第一区域传递至热辐射性涂层膜的表面。接着，能够利用热辐射性优异的第二区域来使热高效地从热辐射性涂层膜的表面散发到大气中。这样一来，在本实施方式的热辐射性涂层膜中，通过在热的传递方向上将功能划分成负责热传导的区域和负责热辐射的区域，与现有技术相比能够更加有效地从发热体等高温部向壳体散热。
形成热辐射性涂层膜的材料只要是具有热辐射性的材料即可，并不特别限定，但最优选包括有机树脂、和热传导率或热辐射率优于有机树脂的颗粒的复合材料。作为如图3所示在第一区域302a和第二区域302b形成特性不同的热辐射性涂层膜的方法，能够列举在基材上涂敷形成第一区域302a的热辐射材料之后，再涂敷形成第二区域302b的热辐射材料来进行制膜的方法，除此之外还可以列举使用包含主要有助于热辐射性的颗粒和主要有助于热传导性的颗粒的单液型的热辐射材料，一起进行涂敷、制膜的方法等。
以下说明双层涂敷型的热辐射材料和单液型的热辐射材料的具体例。
(双层涂敷型)
形成热辐射性涂层膜的双层涂敷型的热辐射材料的特征在于，由形成与基材接触的第一层的高热传导材料、和形成涂敷在第一层上的第二层的高热辐射材料这两种材料构成。
形成第一层(第一区域)的高热传导材料的特征在于，以热固性树脂或热塑性树脂为粘合剂，包含相比粘合剂树脂具有高热传导率的颗粒。作为具有高热传导率的颗粒能够使用目前公知的材料，没有特别限定，可以列举氮化硼、氮化铝、氧化铝、氧化镁、氧化钛、氧化锆、氧化铁、氧化铜、氧化镍、氧化钴、氧化锂、氧化钛、二氧化硅等陶瓷粉末，或铜、镍、铁、银等金属粉体，或碳材料等，优选从上述材料中混合至少一种。在安装了车载控制装置的电子部件的电路基板等涂敷对象物需要绝缘性的情况下，热辐射性涂层膜需求绝缘性。因此，优选在形成热辐射性涂层膜的热辐射材料中混合陶瓷粉末等具有绝缘性的材料。具有高热传导率的颗粒的平均粒径并不特别限定，可为0.01～200μm。若具有高热传导率的颗粒的平均粒径超过200μm，则涂敷膜的膜厚变厚，导致热辐射性降低，并且可能导致涂敷膜的强度以及与被涂敷体之间的粘接强度和附着力降低。另外，若平均粒径小于0.01μm，则颗粒与粘合剂之间的界面增大，可能导致热传导性能降低。具有高热传导性的颗粒的形状能够使用目前公知的形状，没有特别限定，能够列举球状、薄片状、针状、长方体、立方体、四面体、六面体、多面体、筒状、管状、从核部向不同的4轴方向延伸的三维针状结构等。另外，作为形成第一层的高热传导材料，在构成第一层的树脂的热传导率比第二层的热传导率高的情况下，也可以是不含颗粒的树脂单体。
形成第二层(第二区域)的高热辐射材料的特征在于，包含相比第一层具有高热辐射率的颗粒。高热辐射材料也可以包含热固性树脂或热塑性树脂作为粘合剂。作为具有高热辐射率的颗粒能够使用目前公知的材料，没有特别限定，可以列举氮化硼、氮化铝、氧化铝、氧化镁、氧化钛、氧化锆、氧化铁、氧化铜、氧化镍、氧化钴、氧化锂、氧化钛、二氧化硅等陶瓷粉末，或碳材料等，优选从上述材料中混合至少一种。在混合有2种以上的具有高热辐射率的颗粒的情况下，优选在1200～500cm-1的红外吸收区域中吸光度为0.5以上且不重复的组合。能够以宽波段的波长发射电磁波，热辐射性能得到提高。具有高热辐射率的颗粒的平均粒径没有特别限定，优选0.1～300μm。若平均粒径超过300μm，则可能导致颗粒从热辐射性涂层膜脱落而使得热辐射性能降低。而若平均粒径小于0.1μm，则可能导致颗粒被粘合剂树脂包覆而使得热辐射性能降低。具有高热辐射率的颗粒的形状能够使用目前公知的形状，没有特别限定，能够列举球状、薄片状、针状、长方体、立方体、四面体、六面体、多面体、筒状、管状、从核部向不同的4轴方向延伸的形状等。
形成第二层的高热辐射材料也可以不含树脂而仅涂敷具有高热辐射率的颗粒。或者也可以涂敷溶剂中混合具有高热辐射率的颗粒而形成的材料。或者还可以涂敷在利用溶剂稀释了粘合剂树脂而得到的材料中混合具有高热辐射率的颗粒而形成的材料。通过涂敷上述那样的材料，在固化之后，颗粒在第一层上露出于涂层膜表面，由于表面积的增大和热辐射率的增大，散热性能得到提高。
作为热固性树脂或热塑性树脂能够使用目前公知的材料，没有特别限定，作为一例能够列举合成树脂或水性乳液树脂。作为合成树脂，可以是酚醛树脂、醇酸树脂、三聚氰胺尿素树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、醋酸乙烯酯树脂、丙烯酸树脂、氯化橡胶类树脂、氯乙烯树脂、含氟树脂等合成树脂，优选价格低的丙烯酸树脂。另外，作为水性乳液，有丙烯酸硅乳液、聚氨酯乳液、丙烯酸乳液等。在双层涂敷型的热辐射材料中，形成第一层的高热传导材料与形成第二层的高热辐射材料的树脂系可以不相同，但在相同时层间的粘接强度和附着力将得到提高。
双层涂敷型的热辐射材料优选在形成第一层的高热传导材料固化之前涂敷形成第二层的高热辐射材料。这是因为，若在形成第一层的材料固化之后再涂敷形成第二层的材料，则可能导致第一层与第二层的粘接强度和附着力降低的缘故。
另外，双层涂敷型的热辐射材料可以存在形成第一层的材料与形成第二层的材料混合的中间层。由于存在中间层，粘接强度和附着力得到提高，热传导性也得到提高。
热辐射材料除了上述成分之外，还可以根据需要进一步添加其它成分。作为成分，能够列举溶剂、成膜助剂、增塑剂、颜料、硅烷偶联剂、粘度调整剂等。上述成分能够使用现有的材料，没有特别限定。
(单液型)
本实施方式的形成热辐射性涂层膜的单液型的热辐射材料的特征在于，以热固性树脂或热塑性树脂为粘合剂，包含相比粘合剂树脂具有高热传导率的颗粒和具有高热辐射率的颗粒这2种以上的颗粒。
作为单液型的热辐射材料，需要使涂敷、成膜后在第一区域主要分散具有高热传导率的颗粒，在第二区域主要分散具有高热辐射率的颗粒。为此，本实施方式中通过使具有高热辐射率的颗粒的密度小于作为粘合剂的树脂成分的密度，来利用密度小的颗粒浮起到涂膜表面的性质，使第二区域主要分散具有高热辐射率的颗粒。
希望具有高热传导率的颗粒的密度比具有高热辐射率的颗粒的密度大，优选与作为粘合剂的树脂成分为同等程度或比其更大。作为具有高热传导率的颗粒，只要满足上述条件即可，能够应用针对双层涂敷型说明过的材料。
作为具有高热辐射率的颗粒，只要具有比作为粘合剂的树脂成分高的热辐射率、且密度小于作为粘合剂的树脂成分即可。材质没有特别限定，能够列举二氧化硅、氧化铝等无机物系或酚醛树脂、环氧树脂、尿素树脂、碳等有机物系的粉末，优选从上述材料中混合至少一种。在混合2种以上的颗粒的情况下，优选在1200～500cm-1的红外吸收区域中吸光度为0.5以上且不重复的组合。能够以宽波段的波长发射电磁波，热辐射性能得到提高。具有高辐射性的颗粒的平均粒径没有特别限定，优选为0.1～300μm。若平均粒径超过300μm，则可能导致颗粒从热辐射性涂层膜脱落而使得热辐射性能降低。而若平均粒径小于0.1μm，则可能导致颗粒被粘合剂树脂覆盖而使得热辐射性能降低。具有高热辐射率的颗粒的形状能够使用目前公知的形状，没有特别限定，能够列举球状、薄片状、针状、长方体、立方体、四面体、六面体、多面体、筒状、管状、从核部向不同的4轴方向延伸的形状等。特别是通过使用中空或多孔的颗粒能够减小密度，所以优选。另外，还可以是对树脂粉末进行了陶瓷涂敷的颗粒。
作为热固性树脂或热塑性树脂能够使用目前公知的材料，没有特别限定，作为一例，能够列举合成树脂或水性乳液树脂。作为合成树脂，可以是酚醛树脂、醇酸树脂、氨基醇酸树脂、尿素树脂、硅树脂、三聚氰胺尿素树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、醋酸乙烯酯树脂、丙烯酸树脂、氯化橡胶类树脂、氯乙烯树脂、含氟树脂等合成树脂，优选价格低的丙烯酸树脂。另外，作为水性乳液，有丙烯酸硅乳液、聚氨酯乳液、丙烯酸乳液等。
单液型的热辐射材料所形成的热辐射性涂层膜，在具有与基材接触的第一界面的第一区域、和具有上述热辐射性涂层膜与空气接触的第二界面的第二区域之间，可以存在中间区域。中间区域是具有高热传导率的颗粒和具有高辐射性的颗粒混合的区域。
热辐射材料除了上述成分之外，还可以根据需要进一步添加其它成分。作为成分，能够列举溶剂、成膜助剂、增塑剂、颜料、硅烷偶联剂、粘度调整剂等。上述成分能够使用现有的材料，没有特别限定。
双层涂敷型和单液型的热辐射材料的涂敷方法均没有特别限定，能够从通常使用的涂敷方法中根据目的选择。具体而言，能够列举刷涂、喷涂、辊涂、浸涂等。在涂敷热辐射材料后使其干燥而涂层膜化的方法中，能够使用自然干燥、烧结等方法，可以根据涂料性状等选择。
另外，热辐射性涂层膜的平均膜厚没有特别限定，能够根据目的选择，优选200μm以下，更优选1μm～200μm。在涂层膜为200μm以上的情况下，可能导致涂层膜成为隔热层使得散热性能降低。而在1μm以下的情况下，可能无法充分地发挥散热效果。更加优选的热辐射性涂层膜的膜厚为20μm～40μm。若膜厚比40μm厚得过多，则吸收的热会被阻断，而若比20μm薄得过多，则热辐射性能会降低。因此，从发热体等高温部向壳体外的热传递量降低。
另外，从热辐射性的观点来看，热辐射性涂层膜优选对于2.5μm～20μm波段的各波长下的热辐射率为0.8以上，越接近1越优选。
以下使用实施例进行详细说明。不过，本发明并不限定于以下实施例所记载的内容。
实施例和比较例中所使用的构成热辐射材料的成分材料如下。
(粘合剂树脂)
·COATAX LH-404：东丽精细化工株式会社制
(陶瓷颗粒)
·S42XHS：住友3M株式会社制，中空硅石，真密度0.42g/cm3
·SIO07PB：株式会社高纯度化学研究所制，二氧化硅，粒径0.8μm
·WZ-501：AMTEC CO.,LTD.制，氧化锌单晶PANA-TETRA，平均纤维长度10μm
在样品的制备中，添加颗粒、树脂和溶剂调节粘度，之后，使用混合搅拌机进行混合。
实施例中的热传导率、热辐射率和散热评价的方法如下。
(热传导率)
在热传导率测量方法中，将调制的材料以200μm成膜，使用温度波数分析法求取热扩散率，利用热扩散率、比重和比热的积求取热传导率。
另外，在热辐射性涂层膜的构成材料不明确的情况下，能够利用IR(红外光谱法)或GCMS(气相色谱分析法)等分析方法确定粘合剂树脂，并对热辐射性涂层膜的截面利用SEM-EDX(扫描型电子显微镜—X射线能谱分析法)等元素分析法确定颗粒，通过与上述同样的方法测量热辐射性涂层膜的热传导率。
(热辐射率)
在辐射率测量方法中，使用涂布器(applicator)将调制的材料以30μm左右涂敷在大小为100mm×100mm、厚度为1mm的铝板上，之后使用京都电子工业制的D and S AERD对固化后的样品在室温下测量辐射率。
另外，在热辐射性涂层膜的构成材料不明确的情况下，针对热辐射性而言，能够利用IR(红外光谱法)或GCMS(气相色谱分析法)等分析方法确定粘合剂树脂，并对热辐射性涂层膜的截面利用SEM-EDX(扫描型电子显微镜—X射线能谱分析法)等元素分析法确定颗粒，通过与上述同样的方法测量热辐射性涂层膜的热辐射率。
(散热评价)
用铝板(50mm×80mm，t：2mm)夹持面状发热体聚酰亚胺加热器FL-HEAT No.6(Shinwa Rules Co.,Ltd.)。使用铝板用钎料在铝板的表面粘接热电偶。将制得的样品涂敷在铝板表面，以在60℃下加热干燥30分钟后膜厚达到30μm的方式涂敷。将样品静置在设定为25℃的恒温槽的中央，对加热器施加6W电力，测量铝板表面的温度变化。由于加热器产生固定的热量，所以热辐射材料的散热效果越高，则加热器的温度或铝板表面温度越低。即，可以说加热器的温度或铝板表面温度越低则散热效果越高。
实施例1
在容器中加入90vol％的COATAX LH-404、5vol％的中空硅石、5vol％的二氧化硅和相对于上述三种成分的总和100wt％为30wt％的作为溶剂的醋酸丁酯，使用混合搅拌器进行混合，制备单液型的热辐射材料。利用刷涂将该热辐射材料涂敷在铝板上，以在60℃下加热干燥30分钟后膜厚达到30μm的方式形成热辐射性涂层膜。
图4表示实施例1中形成的热辐射性涂层膜的截面示意图。形成在铝板401的表面的热辐射性涂层膜具有在树脂(COATAX LH-404)406的内部分散有中空硅石405和二氧化硅404的结构。图中，在虚线框表示的第一区域402中主要分散有具有高热传导率的二氧化硅404，在第二区域403中主要分散有具有高热辐射性的中空硅石405。这是因为中空硅石405的密度比树脂406的密度小，因此在涂敷热辐射材料时中空硅石405浮起到涂膜表面的缘故。另外，由于具有这样的特性，所以热辐射性涂层膜的热辐射面具有由中空硅石405的形状带来的凹凸。
实施例2
在容器中加入90vol％的COATAX LH-404、5vol％的中空硅石、5vol％的氧化锌单晶PANA-TETRA和相对于上述三种成分的总和100wt％为30wt％的作为溶剂的醋酸丁酯，使用混合搅拌器进行混合，制备单液型的热辐射材料。利用刷涂将该热辐射材料涂敷在铝板上，以在60℃下加热干燥30分钟后膜厚达到30μm的方式形成热辐射性涂层膜。
图5表示实施例2中形成的热辐射性涂层膜的截面示意图。形成在铝板501的表面的热辐射性涂层膜具有在树脂(COATAX LH-404)506的内部分散有中空硅石505和氧化锌单晶PANA-TETRA504的结构。图中，在虚线框表示的第一区域502中主要分散有具有高热传导率的氧化锌单晶PANA-TETRA504，在第二区域503中主要分散有具有高热辐射率的中空硅石505。中空硅石505集中在第二区域503的原因与实施例1相同。另外，本实施例中所使用的氧化锌单晶PANA-TETRA504具有从核部向不同的4轴方向延伸的三维形状。由于这样的大体积的形状，所以氧化锌单晶PANA-TETRA504彼此交错地分散。另外，由于也与中空硅石交错，所以在第二区域内也存在着部分氧化锌单晶PANA-TETRA504。本实施例的热辐射性涂层膜的热辐射面具有由中空硅石505和氧化锌单晶PANA-TETRA504的形状带来的凹凸。
实施例3
在容器中加入95vol％的COATAX LH-404、5vol％的氧化锌单晶PANA-TETRA和相对于上述两种成分的总和100wt％为30wt％的作为溶剂的醋酸丁酯，使用混合搅拌器进行混合，制备第一热辐射材料。另外，在容器中加入95vol％的COATAX LH-404、5vol％的中空硅石和相对于上述两种成分的总和100wt％为30wt％的作为溶剂的醋酸丁酯，使用混合搅拌器进行混合，制备第二热辐射材料。
利用刷涂将第一热辐射材料涂敷在铝板上制作第一层。接着，利用刷涂从第一层之上涂敷第二热辐射材料来制作第二层，以之后在60℃下加热干燥30分钟后膜厚达到30μm的方式形成热辐射性涂层膜。
图6表示实施例3中形成的热辐射性涂层膜的截面示意图。形成在铝板601的表面的热辐射性涂层膜由在树脂(COATAX LH-404)606的内部分散有氧化锌单晶PANA-TETRA504的第一层(第一区域)602、和在树脂606的内部分散有中空硅石605的第二层(第二区域)603构成。在第二层中，由于中空硅石605浮起到涂膜表面，所以热辐射性涂层膜的热辐射面具有由中空硅石605的形状带来的凹凸。
实施例4
在容器中加入95vol％的COATAX LH-404、5vol％的氧化锌单晶PANA-TETRA和相对于上述两种成分的总和100wt％为30wt％的作为溶剂的醋酸丁酯，使用混合搅拌器进行混合，制备第一热辐射材料。另外，在容器中加入70vol％的COATAX LH-404、30vol％的中空硅石和相对于上述两种成分的总和100wt％为30wt％的作为溶剂的醋酸丁酯，使用混合搅拌器进行混合，制备第二热辐射材料。
利用刷涂将第一热辐射材料涂敷在铝板上制作第一层。接着，利用刷涂从第一层之上涂敷第二热辐射材料来制作第二层，以之后在60℃下加热干燥30分钟后膜厚达到30μm的方式形成热辐射性涂层膜。
实施例4中形成的热辐射性涂层膜的基本结构与图6相同，由于第二热辐射材料中中空硅石的混合量增大，因此第二层中存在的中空硅石的量相应地增大，与实施例4相比，热辐射性涂层膜的热辐射面的表面积增大。
实施例5
在容器中加入95vol％的COATAX LH-404、5vol％的氧化锌单晶PANA-TETRA和相对于上述两种成分的总和100wt％为30wt％的作为溶剂的醋酸丁酯，使用混合搅拌器进行混合，制备第一热辐射材料。
在利用刷涂将第一热辐射材料涂敷在铝板上后，从涂层膜之上涂敷作为第二热辐射材料的中空硅石，以在60℃下加热干燥30分钟后膜厚达到30μm的方式制作热辐射性涂层膜。
图7表示实施例5中形成的热辐射性涂层膜的截面示意图。形成在铝板701的表面的热辐射性涂层膜中，在树脂(COATAX LH-404)706的内部分散有氧化锌单晶PANA-TETRA704，并且中空硅石705的一部分埋在树脂706的表层部。图中，在虚线框表示的第一区域702中分散有具有高热传导率的氧化锌单晶PANA-TETRA704，在第二区域703中主要分散有具有高热辐射率的中空硅石705。热辐射性涂层膜的热辐射面具有由中空硅石705的形状带来的凹凸。
实施例6
在容器中加入95vol％的COATAX LH-404、5vol％的中空硅石和相对于上述两种成分的总和100wt％为30wt％的作为溶剂的醋酸丁酯，使用混合搅拌器进行混合，制备单液型的热辐射材料。利用刷涂将该热辐射材料涂敷在铝板上，以在60℃下加热干燥30分钟后膜厚达到30μm的方式形成热辐射性涂层膜。
图8表示实施例6中形成的热辐射性涂层膜的截面示意图。形成在铝板801的表面的热辐射性涂层膜具有在树脂(COATAX LH-404)806的内部分散有中空硅石805的结构。图中，在虚线框表示的第一区域802中不存在中空硅石805而是由树脂806单体构成，在第二区域803中分散有具有高热辐射率的中空硅石805。这样，中空硅石805在第二区域803中存在得比第一区域802多。这是因为中空硅石405的密度比树脂406的密度小，因此在涂敷热辐射材料时中空硅石405浮起到涂膜表面的缘故。热辐射性涂层膜的热辐射面具有由中空硅石405的形状带来的凹凸。
实施例7
利用刷涂将混合有30wt％作为溶剂的醋酸丁酯、且对粘度进行了调节的COATAXLH-404涂敷在铝板上，并从树脂膜之上涂敷中空硅石，以在60℃下加热干燥30分钟后膜厚达到30μm的方式形成热辐射性涂层膜。
图9表示实施例7中形成的热辐射性涂层膜的截面示意图。形成在铝板901的表面的热辐射性涂层膜中，在图中虚线框表示的第一区域902中不存在中空硅石905而是由树脂(COATAX LH-404)906单体构成，在第二区域903中，中空硅石905的一部分埋在树脂906的表层部。
(比较例1)
利用刷涂将混合有30wt％作为溶剂的醋酸丁酯、且对粘度进行了调节的COATAXLH-404涂敷在铝板上，以在60℃下加热干燥30分钟后膜厚达到30μm的方式形成涂层膜。
将比较例1的涂层膜的特性的评价结果表示在表1中。
(比较例2)
在容器中加入95vol％的COATAX LH-404、5vol％的二氧化硅和相对于上述两种成分的总和100wt％为30wt％的作为溶剂的醋酸丁酯，使用混合搅拌器进行混合，制备单液型的热辐射材料。利用刷涂将该热辐射材料涂敷在铝板上，以在60℃下加热干燥30分钟后膜厚达到30μm的方式形成热辐射性涂层膜。
图10表示比较例2中形成的热辐射性涂层膜的截面示意图。形成在铝板101的表面的热辐射性涂层膜具有在树脂(COATAX LH-404)106的内部分散有二氧化硅104的结构。树脂106内的二氧化硅104的分散状态在第一区域和第二区域没有大的偏差。并且，热辐射性涂层膜的辐射面没有由颗粒形状带来的凹凸，是平坦面。
将实施例1～7和比较例1、2的热辐射材料的结构、以及热辐射性涂层膜的各种特性的评价结果表示在表1、2中。其中，表中数值的单位为体积份，“—”表示未混合。
[表1]
[表2]
如表1、2所示，实施例1～7满足第一区域的热传导率比第二区域的热传导率高、且第二区域的热辐射率比第一区域的热辐射率高的关系。根据散热评价的结果可知，与比较例1、2相比，实施例1～7中最高温度均降低，散热性能优异。另外可知在使用了氧化锌单晶PANA-TETRA作为具有高热传导率的颗粒的实施例2中，散热性能比使用了二氧化硅的实施例1优异。可以认为这样由于从核部向不同的4轴方向延伸的三维形状的颗粒彼此交错而形成了热传导路径，从而促进了热从铝板到散热面的传递，结果提高了散热性能。另外，实施例2得到了散热性能比成分和混合量相同的采用双液涂敷型的实施例3更为优异的结果。可以认为这是由于在单液型的实施例2中，由于氧化锌单晶PANA-TETRA的一部分存在于表面部，从而热辐射性涂层膜的表面积增大，结果散热性能得到提高。对实施例3～5进行比较，结果，与实施例3相比提高了中空硅石的混合量的实施例4的散热性能更为优异，并且对第一层涂层涂敷了中空硅石的实施例5的散热性能最为优异。可以认为这是由于辐射面的表面积按实施例3、4、5的顺序增大，结果散热性能得到提高。在实施例6与实施例7的比较中，也确认到了同样的趋势。
如上所述，由于既包括在热辐射性涂层膜的具有与基材接触的界面的区域的高热传导区域(第一区域)，也包括在具有与空气接触的界面的区域的高辐射区域(第二区域)，从而来自发热体的热传递量增大，散热性能得到提高。通过在发热体或壳体等高温部件上形成本实施方式的热辐射性涂层膜，增大高热辐射的面积，能够提高向低温部传递的热传递量，有助于车载控制装置的散热性能的提高。
附图标记说明
1 车载控制装置
10 壳体
11 电子部件
12 电路基板
13 底座
14 罩
15 连接器
15a 插针端子
15b 外壳
15c 通孔
19 导热孔
20 高热传导层
31 第一热辐射性涂层
32 第二热辐射性涂层
33 第三热辐射性涂层
34 第四热辐射性涂层

Claims (9)

1.一种具有热辐射性涂层膜的车载控制装置，其特征在于：
所述热辐射性涂层膜包括第一区域和第二区域，
所述第一区域具有与基材接触的第一界面，所述第二区域具有所述热辐射性涂层膜与空气接触的第二界面，
所述第一区域的热传导率比所述第二区域的热传导率高，
所述第二区域的热辐射率比所述第一区域的热辐射率高。
2.如权利要求1所述的车载控制装置，其特征在于：
所述热辐射性涂层膜具备有机树脂和与有机树脂相比具有高热辐射率的颗粒，
所述高热辐射率的颗粒在所述第二区域存在得比所述第一区域多。
3.如权利要求2所述的车载控制装置，其特征在于：
所述热辐射性涂层膜的热辐射面具有由所述颗粒的形状带来的凹凸。
4.如权利要求1所述的车载控制装置，其特征在于：
所述热辐射性涂层膜具备有机树脂、与有机树脂相比具有高热辐射率的颗粒、和与有机树脂相比具有高热传导率的颗粒，
所述第一区域主要分散有高热传导率的颗粒，所述第二区域分散有高热辐射率的颗粒。
5.如权利要求4所述的车载控制装置，其特征在于：
所述热辐射性涂层膜的热辐射面具有由所述高热辐射率的颗粒的形状带来的凹凸。
6.如权利要求4所述的车载控制装置，其特征在于：
所述高热辐射率的颗粒的密度比所述有机树脂的密度小。
7.如权利要求4所述的车载控制装置，其特征在于：
所述高热辐射率的颗粒为中空颗粒或多孔颗粒。
8.如权利要求1所述的车载控制装置，其特征在于：
包括安装有电子部件的电路基板、固定该电路基板的底座、和以覆盖所述电路基板的方式组装在所述底座上的罩，
在所述电路基板的至少一个面上形成有第一热辐射性涂层膜，并且在与第一热辐射性涂层膜相对的所述底座和/或罩的内表面侧形成有第二热辐射性涂层膜。
9.一种具有热辐射性涂层膜的车载控制装置，其特征在于：
所述热辐射性涂层膜由多个层构成，至少包括与基材接触的第一层和构成所述热辐射性涂层膜的表层的第二层，
所述第一层的热传导率比所述第二层高，
所述第二层的热辐射率比所述第一层高。
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